Post on 01-Mar-2019
transcript
České vysoké učení technické v PrazeFakulta stavební
Jednotný programový dokument pro cíl 3 regionu (NUTS2) hl. m. Praha (JPD3)
Projekt DALŠÍ VZDĚLÁVÁNÍ PEDAGOGŮ V OBLASTI NAVRHOVÁNÍ STAVEBNÍCH KONSTRUKCÍ PODLE EVROPSKÝCH NOREM
Projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem (ESF), státním rozpočtem Českérepubliky a rozpočtem hlavního města Prahy.
MostyMosty
Mosty
• Železobetonová deska – železniční most• Letmo betonovaný most• Ocelový příhradový most železniční• Spřažený ocelobetonový most silniční• Lávka pro chodce
Navrhování mostů podle EN
Mosty
Zásady návrhu železobetonového železničního mostu o jednom poli
• schéma konstrukce
Mosty
Zatížení
• Zatížení stáléVlastní tíha nosné konstrukce (g0)
24,0 kN/m3. Tato hodnota se zvětší o 1 kN/m3 pro běžné procento
vyztužení
Mosty
Ostatní stálé zatížení
• Železobetonové římsy: uvažujeme tíhu 24,0 + 1,0 = 25,0 kN/m3• Vodotěsná izolace z asfaltových izolačních pásů: 14,0 kN/m3 (podle
ČSN EN 1991-1-1 [2], tab. A.12, Příloha A, str. 37)• Ochrana izolace z litého asfaltu: 24,0 až 25,0 kN/m3 (podle [2], tab.
A.6, Příloha A, str. 31)• Štěrkové lože: 20,0 kN/m3 (podle [2], tab. A.6, Příloha A, str. 31) • 2 kolejnice UIC 60: 1,2 kN/m (podle [2], tab. A.6, Příloha A, str. 31),• Předpjaté betonové pražce s kolejovým upevněním: 4,8 kN/m (podle
[2], tab. A.6, Příloha A, str. 31; platí při osové vzdálenosti pražců 0,6 m),
• Ocelové zábradlí: tíhu stanovíme odhadem nebo na základězkušenosti
Mosty
Svislé pohyblivé zatíženíModel zatížení 71
Mosty
Model zatížení “nezatížený vlak“
zatížení s charakteristickou hodnotou 10,0 kN.m-1
(zde nerozhoduje)
Mosty
Dynamické účinky
• a ) pro pečlivě udržovanou kolej:• V rozmezí 1,00 ≤ Φ2 ≤ 1,67
82,02,0
44,12 +
−=Φ
ΦL
Mosty
• b ) pro standardně udržovanou kolej:v rozmezí 1,00 ≤ Φ3 ≤ 2,00
•73,0
2,016,2
3 +−
=ΦΦL
Mosty
Vykolejení na železničním mostě
• Návrhová situace I – vozidla v prostoru koleje
• Návrhová situace II – vozidla jsou zachycena na okraji mostu
Mosty
Další zatížení
• Rozjezdové a brzdné síly• Teplota• Vítr
Mosty
Krytí výztuže betonem
• Úprava třídy konstrukce :• - návrhová životnost 100 let -
zvětšení o 2,• - deskové konstrukce - zmenšení o 1,• - zajištění zvláštní kontroly kvality výroby
betonu - zmenšení o 1,• Celkem: 4 + 2 – 1 – 1 = 4 => výsledná
třída konstrukce je S4•
Mosty
• Hodnota cmin,dur = 35 mm pro třídu S4
• Δcdur,γ = 0 mm,• Δcdur,st = 0 mm,• Δcdur,add = 0 mm.
• cnom = cmin + Δcdev = 35 + 10 = 45 mm
Mosty
Kombinace zatížení
Např. pro: Mezní stavy únosnosti – ohybový moment uprostřed rozpětí
Kombinace zatížení pro trvalé a dočasné návrhové situace může být vyjádřena buď jako:
= 1,35 . 3 076,2 + 1,35 . 2 945,3 + + 1,45 . 1,32 . 4 967,5 = 17 636,8 kNm
iki
iiQkQPjkj
jG QQPG ,1
,0,1,1,,1
, """""" ∑∑>≥
+++ ψγγγγ
Mosty
• nebo alternativně dvou výrazů:
= 15 735,3 kNm
• = 17 013,9 kNm
iki
iiQkQPjkj
jG QQPG ,1
,0,1,1,01,,1
, """""" ∑∑>≥
+++ ψγψγγγ
iki
iiQkQPjkj
jGj QQPG ,1
,0,1,1,,1
, """""" ∑∑>≥
+++ ψγγγγξ
Mosty
ZÁSADY NÁVRHU SILNIČNÍHO PŘEDPJATÉHO BETONOVÉHO MOSTU
Mosty
Typický příčný řez
Mosty
Zatížení dopravou
Mosty
LM1
Mosty
Zatížení zvláštním vozidlem 900/150 a častými hodnotami LM1
Mosty
Zatížení zvláštním vozidlem 3000/240
Mosty
Roznášení zatížení vozovkou a betonovou deskou
Mosty
Staveništní zatížení
• Zatížení betonážními vozíky• Osoby a ruční nářadí• Přemístitelná skládka• Dočasné vybavení• Přemístitelné těžké strojní vybavení a zařízení• Kumulace stavebních odpadů• Dočasná zatížení
Mosty
Zatížení větrem• Stavební stav• Provoz s vozidly• – bez vozidel
Mosty
Zatížení teplotou
Zatížení rovnoměrnou složkou teploty
Zatížení nerovnoměrnou složkou teploty
Mosty
Mosty
Mezní stavy únosnosti• Ověření statické rovnováhy (EQU)
• Ověření návrhu nosných prvků konstrukce (STR)
• Ověření založení konstrukce (GEO)
• Ověření návrhu nosných prvků konstrukce na únavu (FAT)
Mosty
Mezní stavy použitelnosti
• Omezení napětíOmezení tlakových napětí v betonuOmezení tahových napětí v betonu Omezení tahových napětí ve výztuži
• Omezení šířky trhlin
• Omezení průhybů
Mosty
ZÁSADY NÁVRHU OCELOVÉHO PŘÍHRADOVÉHO ŽELEZNIČNÍHO
MOSTU
Mosty
Algoritmus statického výpočtu
• Zatížení• Odhad průřezů, velikost žlabu pro kolejové lože dle MVL 212• Stálé zatížení – charakteristická hodnota• Proměnné zatížení – vlak UIC, svislé a vodorovné účinky• Klimatické zatížení – vítr• Kombinace zatížení
• Statický výpočet mostovky• Posouzení plechu mostovky.• Podélná výztuha: spojitý nosník, výpočet ohybových
momentů nad podporou a v poli.Průřezové veličiny účinného průřezu podélné výztuhy.
Výpočet napětí v plechu mostovky a v dolních vláknech podélné výztuhy.
Mosty
Příčník: Prostý nosník, výpočet ohybového momentu
• Průřezové veličiny účinného průřezu příčníku.• Výpočet napětí v plechu mostovky a v dolních vláknech
příčníku.• Posouzení rovinné napjatosti v plechu mostovky.• Konstrukční řešení podélné výztuhy a příčníku.• Konstrukční řešení přípoje podélné výztuhy k příčníku.• Posouzení únavové pevnosti podélné výztuhy v poli.• Posouzení únavové pevnosti podélné výztuhy v přípoji na
příčník.• Posouzení únavové pevnosti příčníku.
Mosty
Statický výpočet hlavního nosného systému
• Stálé zatížení na celou šířku mostu.• Proměnné zatížení od vlaku UIC (tabulky pro výpočet max M a max Q).• Statický výpočet osových sil v pásech a v diagonálách.• Návrh a posouzení průřezů hlavního nosného systému.• Horní pás – dvoustěnný, průřez „kloboukový“.• Posouzení horního pásu na vybočení v rovině příhradového nosníku.• Posouzení horního pásu na vybočení z roviny příhradového nosníku.• Stabilita tlačeného pásu otevřeného mostu (Engesser).• Výpočet skutečné tuhosti příčného polorámu.• Posouzení na hodnotu C lim.• Engesserovým výpočtem stanovit hodnotu βm.• Posouzení na hodnotu Cmin.• V případě negativního posudku návrh úpravy p říčného polorámu.• Dolní pás – dvoustěnný průřez (4 varianty dolního pásu).• Spolupůsobící šířka žlabu pro kolejové lože.• Výpočet průřezových veličin efektivního průřezu dolního pásu.• Posouzení dolního pásu.• Výpočet napětí v krajní podélné výztuze z mostovky a z hlavního nosného systému.• (v plechu mostovky nad příčníkem, v dolních vláknech v poli).• Diagonály – otevřeného I průřezu.• Posouzení tažených diagonál.• Posouzení tlačených diagonál – vybočení v rovině a z roviny příhradového nosníku.
Mosty
Zásady návrhu spřaženého ocelobetonovéhosilničního mostu
Mosty
Rozmístění zatěžovacích pruhů na mostě
pruhy mohou být v různém pořadí
Mosty
Nejúčinnější zatížení pro nosník 1
Mosty
Posouzení hlavního nosníku pro mezní stav únosnosti (MSÚ – ULS)
• Únosnost v ohybu
Mosty
Únosnost ve smyku
( )2τ da45,34k +=
τ
ww kε37,4
d/tλ =
,a štíhlost stojiny
Z této štíhlosti plyne součinitel
χw = 1,37/(0,7 +λw )
a únosnost stojiny ve smyku (s vlivem boulení)
Vbw.Rd = d tw fyd χw / 3
Mosty
Vliv teploty
Mosty
Posouzení na únavuModel zatížení 3
Mosty
Návrh spřažení
Mosty
Zásady návrhu dřevěné lávky
• Příklady desek mostovek vyrobených z lamel
Mosty
Dílčí součinitele
γM, s = 1,156. Předpínací ocelové prvky
γM,v = 1,25γM,v,fat= 1,0
5. Hmoždíky mezi dřevem a betonem ve spřažených prvcích- běžné posouzení- posouzení na únavu
γM, c = 1,54. Beton používaný ve spřažených prvcích
γM, s = 1,153. Ocel používaná ve spřažených prvcích
γM = 1,3γM, fat = 1,0
2. Spoje- běžné posouzení- posouzení na únavu
γM = 1,3γM = 1,25γM = 1,2γM, fat = 1,0
1. Dřevo a materiály na bázi dřeva- běžné posouzení- rostlé dřevo- lepené lamelové dřevo- LVL, překližka, OSB- posouzení na únavu
Mosty
Zásady analýzy konstrukceAnalýza lamelové desky mostovky má být
založena na jedné z následujících možností:
• teorii ortotropní desky;• modelování desky mostovky pomocí
roštu;• zjednodušené metodě.
Mosty
Roznášení soustředěných zatížení
Mosty
Mezní stavy použitelnostiMezní hodnoty průhybůDoporučené hodnoty jsou podtrženy.
• Kmitání
ℓ/200 až ℓ/400Zatížení pěší dopravou a zatíženínízkou dopravou
ℓ/400 až ℓ/500Charakteristické zatížení dopravou
Rozsah mezních hodnot
Zatížení