Školicí materiál pro seminář MOSTY

transcript

MOSTYŠkolící materiál pro seminář

Ing. Jan Koláček, Ph.D. a kolektiv

Školící materiály k semináři

Vysoké učení technické v Brně, Fakulta stavební

Brno University of Technology, Faculty of Civil Engineering

Brno 2014

ISBN 978-80-214-4859-9

Fakulta stavební Vysokého učení technického v Brně zahájila 1. 6. 2012 řešení

projektu „OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví“. Projekt je spolufinancován

Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky a je zaměřen na

tvorbu a udržování partnerské sítě. Tato síť bude vzájemně propojovat Fakultu

stavební Vysokého učení technického v Brně, významná výzkumná a vývojová

pracoviště, partnery z oblasti podnikatelského sektoru i oborová sdružení. Cílem sítě

je umožnit rozšíření vzájemné spolupráce, vytvoření nových podmínek pro přenos

teoretických i praktických znalostí a zkušeností mezi výzkumem a stavební praxí.

Partnery projektu „OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví“ jsou:

MOTRAN Research, s. r. o.,

Českomoravský cement, a.s.

Centrum dopravního výzkumu, v. v. i.,

OHL ŽS, a.s.,

Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava,

ESOX, spol. s r.o.,

Svaz vodního hospodářství ČR.

Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012

Název projektu: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví

Realizace: 1. 6. 2012 – 31. 5. 2014

Řešitel: Vysoké učení technické v Brně, Fakulta stavební

Školicí materiál pro seminář MOSTY

Vážené kolegyně, vážení kolegové,

vzniklý školící materiál je určen zejména pro účastníky semináře MOSTY a měl

by sloužit hlavně pro poznámky a uchování hlavních myšlenek z přednesených

příspěvků. Zamýšlená koncepce byla taková, že se seřadí jednotlivé snímky

prezentací za sebou, a nechá se volný prostor, pod a nad nimi, ve kterém si můžou

účastníci dělat svoje poznámky.

Výše uvedený seminář MOSTY byl zaměřen na navrhování a koncepci současných

mostních konstrukcí realizovaných u nás i ve světě v rámci spolupráce mezi Ústavem

betonových a zděných konstrukcí a odbornými firmami zabývající se projektováním

mostních konstrukcí.

Seminář se skládal ze čtyř přednášek:

Mosty rychlostní komunikace R1 na Slovensku

prof. Ing. Jiří Stráský, DSc. (Stráský, Hustý a partneři s.r.o.)

Software pro statickou analýzu a dimenzování mostů

doc. Ing. Jaroslav Navrátil, CSc. (IDEA RS, s.r.o.)

Zkušenosti s návrhem a statickou analýzou obloukových a klenbových

mostů

Ing. Martin Řehulka (Projekční kancelář PRIS spol. s r.o.)

Experimentální analýza mostních konstrukcí

Ing. Radim Nečas, Ph.D. (ÚBZK, FAST VUT Brno)

Dovolte, abych krátce představil všechny čtyři přednášející:

Prof. Ing. Jiří Stráský, DSc. je jedním ze zakladatelů nezávislé inženýrské kanceláře

Stráský, Hustý a partneři, s. r. o. Projekty, na kterých pracoval, byly publikovány

v prestižních domácích i zahraničních časopisech, knihách či sbornících

z mezinárodních konferencí. Mimo to přednáší na Ústavu betonových a zděných

konstrukcí fakulty stavební Vysokého učení technického v Brně.

Doc. Ing. Jaroslav Navrátil, CSc. je uznávaným odborníkem v oboru betonové

a předpjaté konstrukce. Své odborné působení zaměřuje především na vývoj

výpočetních metod pro návrh a analýzu konstrukcí a jejich zpracování ve formě

počítačových programů. (nejznámějším programem je program pro časovou analýzu

konstrukcí „TDA“). Nyní pracuje ve firmě IDEA RS, s.r.o., kterou založil. Dříve působil

jako docent na Fakultě stavební VUT v Brně, kde přednášel mimo jiné předmět

Předpjatý beton.

Školící materiál pro seminář MOSTY

Ing. Martin Řehulka je taktéž uznávaným odborníkem v oboru betonové a předpjaté

konstrukce. Pracuje jako prokurista projekční kanceláře PRIS spol. s r.o. Ve své

odborné praxi se podílel na návrhu celé řady významných mostních konstrukcí.

Ing. Radim Nečas, Ph.D. je v současné době odborný asistent na Fakultě stavební

VUT v Brně, kde působí od roku 2001. Jeho oborem jsou zejména betonové

a předpjaté mostní konstrukce a lávky pro pěší. Dále se specializuje

na experimentální statiku, tj. tvorbu, analýzu a vyhodnocení fyzikálních modelů

mostních konstrukcí a lávek.

Rád bych touto cestou poděkoval všem přednášejícím, protože bez jejich úsilí a píle

by nemohl seminář ani školící materiál vzniknout.

Dále mě dovolte přestavit tým projektu OKTAEDR za ústav betonových a zděných

konstrukcí a hlavně ve stručnosti popsat jeho činnost. Vedoucími týmu jsou Ing. Jan

Koláček, Ph.D. a Ing. Josef Panáček, členové pak Ing. Ivana Laníková, Ph.D. a Ing.

Petr Šimůnek, Ph.D.

Už na začátku projektu OKTAEDR si kladli vedoucí týmu BZK za hlavní cíl pořádání

seminářů a setkání mezi odbornými firmami a ústavem BZK, a umožnění studentům,

doktorandům a vědeckovýzkumným pracovníkům našeho ústavu krátkodobé

a dlouhodobé stáže, popř. odborné praxe. V rámci projektu tedy proběhly nebo

proběhnou dvě setkání se spolupracujícími subjekty (úvodní a závěrečné), čtyři

semináře (MOSTY, SANACE A REKONSTRUKCE, VÝZTUŽE FRP a

PREFABRIKÁTY), a dále dvě dlouhodobé odborné praxe doktorandů, tři krátkodobé

stáže bakalářů a šest krátkodobých stáží našich vědeckovýzkumných pracovníků.

Věříme, že školící materiál a konaný seminář bude mít ohlas a vzbudí zájem o

mostní konstrukce i v této nelehké době.

Ing. Jan Koláček, Ph.D.

za tým OKTAEDR-BZK

PODĚKOVÁNÍ

Za prezentaci přednášek na semináři MOSTY patří poděkování těmto společnostem:

MOSTY RYCHLOSTNÍ KOMUNIKACE R1 NA SLOVENSKU ............................. 11

SOFTWARE PRO STATICKOU ANALÝZU A DIMENZOVÁNÍ MOSTŮ............... 69

ZKUŠENOSTI S NÁVRHEM A STATICKOU ANALÝZOU OBLOUKOVÝCH

A KLENBOVÝCH MOSTŮ ........ ........................................................................... 121

EXPERIMENTÁLNÍ ANALÝZA MOSTNÍCH KONSTRUKCÍ ................................. 157

MOSTY RYCHLOSTNÍ KOMUNIKACE R1 NA SLOVENSKU

Jiří Stráský1

Mosty realizované v rámci prvního projektu PPP (poskytování veřejných služeb

prostřednictvím spolupráce veřejného a soukromého sektoru) na Slovensku jsou

tvořeny konstrukcemi monolitickými i prefabrikovanými a byly stavěny moderními

technologiemi. Všichni zúčastnění si byli vědomi skutečnosti, že mosty dávají první

informaci o estetické a technické úrovni PPP projektu. Proto byla věnována

mimořádná pozornost řešení konstrukcí jako celku i detailům.

Autor příspěvku zastával funkci estetického poradce. Jeho snahou bylo, aby

realizované mostní konstrukce měly dobrý standard, který je především dán správně

navrženým konstrukčním řešením. Autor nepřipustil tak zvané architektonické

tvarování, kdy se špatně navržená konstrukce vylepší tím, že se nabarví, nebo se na

ni něco přidá, anebo přilepí. Základem návrhu je proporční konstrukce, která

odpovídá měřítku krajiny, povaze přemostění a má jednoduché a dobře udržovatelé

detaily. Jeho snahou bylo, aby od samého začátku projektování byly řešeny všechny

důležité detaily a aby odvodnění, zábradlí i protihlukové stěny spolu s nosnou

konstrukcí tvořily jednotný celek určující architekturu přemostění.

1 Jiří Stráský, prof., Ing., DSc., Stráský, Hustý a partneři s.r.o., Bohunická 50, 619 00 Brno,

www.shp.eu, Tel.: +420 547 101 811, Fax: +420 547 101 881, Email: j.strasky@shp.eu

SOFTWARE PRO STATICKOU ANALÝZU A DIMENZOVÁNÍ

MOSTŮ

Jaroslav Navrátil2

IDEA RS vyvíjí a prodává software pro statiky, stavební firmy, stavební úřady a další

subjekty, které se podílejí na tvorbě, užívají či vyhodnocují statické analýzy

a dimenzování konstrukcí a jejich částí. Náš vývojový tým zkoumá, testuje a aplikuje

nové metody analýzy stavebních konstrukcí, na jejichž základě tvoříme produkty

IDEA StatiCa. Ty umožňují inženýrům pracovat přesněji a rychleji, stavebním firmám

používat optimální množství materiálu a zodpovědným statikům/úřadům rychle

a důkladně prověřit požadavky stavební normy. Tvořit špičkový software je pro nás

cestou, jak přispět k tomu, aby stavební konstrukce po celém světě byly bezpečnější

a levnější.

Přednesený příspěvek se zabývá modelováním vybraných konstrukcí a demonstruje

význam softwarů pro navrhování. Dále dává řadu doporučení pro tvorbu modelů ve

výpočtových softwarech vzhledem k náročnosti konstrukce.

2 Jaroslav Navrátil, doc., Ing, CSc., IDEA RS, s.r.o., Jihomoravské inovační centrum (JIC), U vodárny

2a, 616 00 Brno, www.idea-rs.com, Tel.: +420 511 205 263, Fax: +420 511 205 324, Email:

navratil@idea.cz

ZKUŠENOSTI S NÁVRHEM A STATICKOU ANALÝZOU

OBLOUKOVÝCH A KLENBOVÝCH MOSTŮ

Martin Řehulka3

Příspěvek je vypracován na základě praktických zkušeností s návrhem, statickým

výpočtem i opravami konstrukcí tohoto typu.

Obloukové a klenbové konstrukce kromě nesporně vhodného statické tvaru přirozeně

zapadají svým tvarem do krajiny. I když klenbové mosty jsou většinou podstatně

menší než obloukové, může být jejich statický výpočet do jisté míry komplikovanější.

Výpočty obloukových konstrukcí vycházejí ze znalosti přesných tvarů konstrukcí,

poměrně dobře známých vlastností materiálů a přesně definovaných zatížení.

U přesypaných konstrukcí vstupuje do výpočtu nejen navrhovaná konstrukce mostu,

ale i vlastnosti zásypu a podloží, a to včetně ovlivnění vlivem provádění zásypu.

Interakce horní stavby s podložím a násypem může i při neměnných geometrických

a zatěžovacích údajích způsobit značný rozptyl v napjatostně deformačním stavu

konstrukce.

3 Martin Řehulka, Ing., Projekční kancelář PRIS spol. s r.o., Osová 20, 625 00 Brno, www.pris.cz, Tel.:

+420 547 212 236, Fax: +420 547 214 453, Email: rehulka@pris.cz

EXPERIMENTÁLNÍ ANALÝZA MOSTNÍCH KONSTRUKCÍ

Radim Nečas4

Úvodní citát na následující straně naznačuje charakter příspěvku, který je podložen

vlastními zkušenostmi z praktického výzkumu a četných experimentů. Zavedením

předpjatého betonu, nových technologií, rozmanitostí geometrických tvarů konstrukcí

a možností využití vysokohodnotných materiálů ve stavebnictví se nutně mění přístup

ke statické analýze navrhovaných konstrukcí. Potřeby praxe si tímto vynucují stále

podrobnější a výstižnější způsoby teoretického řešení. Ovšem přesný teoretický

výpočet současných konstrukcí bývá tím častěji složitější a někdy i s použitím té

nejmodernější techniky nemožný. Proto jsme při teoretickém řešení takových

příkladů nuceni zavádět řadu zjednodušujících předpokladů, více či méně ověřených

pokusem na prováděných konstrukcích nebo na modelech. S novými teoretickými

metodami výpočtu se v současnosti rozvíjí i metody experimentální statiky, pružnosti

a dynamiky. Souvisí to hlavně s vývojem měřící techniky. Elektrické měřicí přístroje

umožňují spojitě registrovat velmi malé deformace, a to při zatížení nejen statickém,

nýbrž i dynamickém. Ovšem modelového řešení statických úvah se používalo i dříve,

zejména u konstrukcí mostních, u přehrad i u význačných pozemních staveb.

4 Radim Nečas, Ing., Ph.D., Ústav betonových a zděných konstrukcí FAST VUT, Veveří 95, 602 00

Brno, www.fce.vutbr.cz, Tel.: +420 541 147 855, Email: necas.r@fce.vutbr.cz

Lávka přes Olši mezi Polským a Českým Těšínem

Kreativita, Znalost, Zkušenost,

Poctivá práce

Stráský, Hustý a partneři, s. r. o.Bohunická 50, 619 00 Brno, Česká republikatel.: +420 547 101 811, fax: +420 547 101 881www.shp.eu, shp@shp.eu

IDEA StatiCa umožní navrhnout každou novou konstrukci

bezpečněji a levněji

Minimalizací rizika konstrukčních vad a defektů

Snížením materiálových nákladů na nosné prvky a detaily až o 30 %

Úsporou až 50 % času stráveného statikem při dimenzování nosných prvků a detailů

Poskytnutím 100 % „průzračně jasných“ výsledků statikovi, dodavateli stavby i autorizovanému inspektorovi

IDEA StatiCa Concrete

Kompletní návrh a posouzení betonových prvků, detailů a průřezů. Nosníky, sloupy, rámy, desky, krátké

konzoly. EN 1992-1-1, EN 1992-2 včetně národních příloh, SIA 262. Úplné normové posudky pro mezní

stavy únosnosti i použitelnosti. Nelineární průhyby s vlivem trhlin a dotvarování. Účinky druhého řádu.

Únosnost průřezu – prostý/vyztužený betonový průřez. Ohyb, smyk, kroucení, interakce všech složek N,

Vy, Vz, Mx, My, Mz, únava.

IDEA StatiCa Steel

Kompletní návrh a posouzení ocelových prvků a detailů. Nosníky, sloupy, rámy podle EN 1993-1-1 včetně

národních příloh, SIA 263. Návrh a posouzení ocelových prvků na únosnost, stabilitu a posouzení průhybů.

Vzpěr, ztráta příčné torzní stability, ztráta stability při působení ohybového momentu a osové síly. Posouzení

prutů obecného průřezu a neprizmatických prutů. Interakce vnitřních sil N, Vy, Vz, Mx, My, Mz. MKP

výpočet průřezových charakteristik a průběhu napětí. Unikátní analýza smyku od kroucení i posouvajících sil.

IDEA StatiCa Prestressing

Kompletní návrh a posouzení předpjatých betonových prvků a průřezů. Nosníky, rámy s přímými/

zakřivenými pruty i s náběhy. Obecný nebo předdefinovaný tvar průřezu, spřažený průřez beton-beton.

Předem nebo/a dodatečně předpjaté prvky, předpětí 3D konstrukcí, fáze výstavby. Ztráty předpětí,

ekvivalentní zatížení, vyrovnání vnějších zatížení. EN 1992-1-1, EN 1992-2 včetně národních příloh, SIA

262. Úplné normové posudky pro mezní stavy únosnosti i použitelnosti. Ohyb, smyk, kroucení, interakce

všech složek N, Vy, Vz, Mx, My, Mz, únava.

IDEA StatiCa BIM

Práce na společném datovém modelu s externími 3D statickými MKP programy. Prutové i plošné

prvky – nosníky, sloupy, desky, stěny. Definice dimenzačních dílců – možnost spojení více prvků MKP

modelu. Sdružování dílců do návrhových skupin. Dimenzování pouze jednoho reprezentativního dílce

z návrhové skupiny. Zobrazení výsledků posouzení i na smíšené konstrukci z více materiálů. Aktualizace

modelu v MKP programu po správném nadimenzování prvků. Aktualizace dimenzovaných prvků

po přepočtu konstrukce v MKP programu.

Spočítejte, co jste ještě včera museli jen odhadovat.

Produkty

POZNÁMKY

Školící materiály pro seminář

Text neprošel odbornou ani jazykovou úpravou. Kvalita obrázků, grafů a schémat je

závislá na kvalitě dodaných materiálů.

Za původnost a správnost příspěvků odpovídají autoři.

Vydavatel: Vysoké učení technické v Brně, Fakulta stavební, Veveří 331/95, 602 00

Vytiskl: XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX

Náklad: 60 výtisků

Vydání první

Vyšlo v únoru 2014

ISBN 978-80-214-4859-9

Ing. Jan Koláček, Ph.D. a kolektivBrno

Školicí materiál pro seminář MOSTY

Documents