OCELOVÉ KONSTRUKCE

Studijní program: STAVEBNÍ INŽENÝRSTVÍ pro bakalářské studiumStudijní program: STAVEBNÍ INŽENÝRSTVÍ pro bakalářské studiumKód předmětu: K134OK1 4 kredity (2 + 2), zápočet, zkouška

Prof. Ing. František Wald, CSc., místnost B 632

1

Sylabus přednášek1 Ú d hi t i l ý h k t k í žití ý é t b ý b li1. Úvod, historie ocelových konstrukcí, použití, významné stavby, výroba oceli2. Vlastnosti oceli, zkoušky materiálu, značení oceli3. Výroba konstrukcí 4. Spolehlivost konstrukcí, mezní stavy, normy pro navrhování, tah5. Tlak, vzpěrný tlak 6. Klasifikace průřezů, ohyb, hospodárný návrhp y p ý7. Svařování, svařované spoje8. Nýtování a šroubování, šroubované spoje9. Skelety budov, prostorová tuhost9. Skelety budov, prostorová tuhost10. Skelety budov, spoje11. Jednopodlažní haly12 Haly velkých rozpětí12. Haly velkých rozpětí13. Mosty, názvosloví, lávky14. Ochrana proti korozi a požáru

2

3

Obsah přednáškyOpakování

Výroba konstrukcíProjektování

Shrnutí

Aktualita Nejlepší OK 2007; 14

Aktualita – Nejlepší OK 2007; Expo Hannover 2000

Hlavní přednosti konstrukční oceli

355σ Napětí, MPa

235

200

300

E = 2,06 *E5100

2000,03

Poměrné protažení0

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 εPoměrné protažení

Tažnost až 40%; min. 15 %V ký d l ž ti 210 000 MP

15

Vysoký modul pružnosti 210 000 MPa

Vliv uhlíkuSlitina železa krystalizuje ve dvou modifikacíchSlitina železa krystalizuje ve dvou modifikacích

γ rozpouští uhlík, α nikolitavenina železa chladne a γ železo se mění na železo α

Konstrukční ocel pod 0 1% uhlíkuKonstrukční ocel pod 0,1% uhlíku

γ

α

16

Vlastnosti oceli

Modul pružnosti (Youngův) E = 210 000 MPaObjemová hmotnost ρ = 7 850 kg/m3Objemová hmotnost ρ 7 850 kg/m

Mez kluzu f = 235 až 355 MPaMez kluzu fy = 235 až 355 MPaMez pevnosti fu = 360 až 420 MPaMez úměrnosti f náhrada fMez úměrnosti f02 náhrada fy

Tažnost δ = min. 15 %

17

Zkoušky oceliTahová zkouška

fy, fu, δy, u,

Rázová zkouška v ohybuVrubová houževnatost – nárazová práce

18

ubo á ou e a os á a o á p áce

Značení oceli

S235J2 (mez kluzu 235 MPa, KVC > 27 J při -20°C)S275 S355 S420 S460 S355S275, S355, S420, S460, S355

19

Výrobky z oceliPředvalkyTyče (profily)Tyče (profily)DrátyPlechyŠiroká ocelŠiroká ocelPásyTrubky (hranaté)Tenkostěnné profily

20

Tenkostěnné profily

Obsah přednášky

Opakování Výroba konstrukcíVýroba konstrukcíProjektováníShrnutí

Aktualita – Expo Hannover 2000Aktualita – Gustav EifelAktualita – Nejlepší OK 2007

21

Aktualita Nejlepší OK 2007

Předpisy pro výrobuČSN 73 2601 Provádění ocelových konstrukcíČSN 73 2601 Provádění ocelových konstrukcíSKUPINA A

Dynamicky namáhané a konstrukce zvláštního charakteru Dynamicky namáhané a konstrukce zvláštního charakteru Mostní konstrukceDílensky sestavují

SKUPINA BNeuvedené ve skupině A. Dílenské sestavení se nevyžaduje.

SKUPINA CP d ž é d lňk é k t k Podružné a doplňkové konstrukce Schody

22ČSN P ENV 1090-1 Evropská předběžná norma prEN 1090-1

Výroba konstrukcí

Výroba oceli a ocelových profilůProjektVýroba ocelové konstrukce v mostárněVýroba ocelové konstrukce v mostárněDopravaMontáž

23

Výroba v mostárně

Mostárna společnosti Metrostav Horní Počernice

24

Mostárna společnosti Metrostav Horní Počernice

Dílenská výrobaMostárna - provozy:

Sklad válc. materiáluObráběcí dílnu SvařovnuHalu dílenské montážeNatěračskou dílnuNatěračskou dílnuSklad hotových výrobků

25

Oprávnění k výroběVý b ř d ká t db ů bil t Výrobce předem prokázat odbornou způsobilost k výrobě ocelových konstrukcí

Český institut pro akreditaci (ČIA) zmocnil v tomto smyslu některé organizace k provádění certifikace ý b ů ČR výrobců v ČR.

Vydává se tzv. Malý a Velký svářečský průkazU výrobců bez certifikace se předpokládá, že nevyrábějí konstrukce standardní kvality. Někteří investoři (zejména státní, jako jsou třeba České dráhy nebo Ředitelství silnic a dálnic) takové

26

konstrukce nekoupí.

Doprava

Transportní dílce - standardně do 12 m

27

Montáž ocelových konstrukcí na staveništi

Zpravidla specializovaná organizace Projekt montáže Projekt montáže

Skica skladových prostorZpůsob dopravy dílců na staveništěPostup prací na předmontážní plošiněp p p pSestavení montážních celkůZdvihání montážních celků atd Zdvihání montážních celků atd.

28

Obsah přednáškyOpakování

Výroba konstrukcíProjektování

Shrnutí

Aktualita Nejlepší OK 2007; 29

Aktualita – Nejlepší OK 2007; Expo Hannover 2000

Projektová dokumentaceSt b í ák 183/2006 Sb (50/1976 Sb 197/1998 Sb )Stavební zákon 183/2006 Sb. (50/1976 Sb.; 197/1998 Sb.)Dokumentace pro

územní rozhodnutí (DUR) – arch. záměrstavební povolení (DSP) – i konstrukční řešenízadání stavby (DZS) - pro výběr zhotovitele objektu.

schémata ocelových konstrukcí a hrubý výkaz materiálu

realizační dokumentaci stavby (RDS) – zajišťuje zhotovitel objektud b é ř š í l é k t k č t ě ýk t iál podrobné řešení ocelové konstrukce včetně výkazu materiálu.

nemusí ale obsahovat všechny detaily, dořeší výrobce

Smlouva30

Smlouva

Realizační dokumentace stavby (RDS) pro OKSt ti ký ý č t Statický výpočet Technická zpráva pVýkaz materiálu Př hl d é ýk Přehledné výkresy Výkresy méně obvyklých detailůVýkresy méně obvyklých detailůVýkresy kotveníCena dodávky

31

Výkresová dokumentace pro RDSPř hl d é ýk Přehledné výkresy

v měřítku 1:50 až 1:500

Výk d t ilůVýkresy detailův měřítku 1:15 nebo 1:10

32

Přehledné výkresyV ěřítk 1 50 ž 1 500V měřítku 1:50 až 1:500

33

Výkresy detailů

34V měřítku 1:10 nebo 1:15

Výkresy detailů

35V měřítku 1:10 nebo 1:15

Výkresy detailů

36V měřítku 1:10 nebo 1:15

Výkaz materiáluN t d di ý h f láří h Na standardizovaných formulářích

podle ucelených částí objektu na šrouby a svary + 2 5 % na šrouby a svary + 2,5 %

Požadavky ř jí kna přejímky

na dokumenty kontroly jakosti materiáluDoklady o zkoušce materiálu Hutní atestDoklady o zkoušce materiálu Hutní atest

37

CenaRo hod je Rozhoduje

Hmotnost konstrukceKvalita materiáluPracnost výrobyPracnost výrobyPoužitá povrchová úpravaR hl t d dá k Rychlost dodávky

Zejména nabídka a poptávka

38

Výrobní dokumentaceZ á á ý b k t kZpracovává výrobce konstrukceZahrnuta v ceně dodávky ocelových konstrukcíy ý

P j í k l í ý b í i Propojení programu pro kreslení s výrobními zařízeními

Vyrábět konstrukce podle projektu se nedoporučuje39

y p p j p j

Dílenská výroba Operace Mostárna - provozy:

sklad válc. materiálu

ZnamenáníStříhání Řezání pilami sklad válc. materiálu

obráběcí dílnu ř

Řezání pilami Tepelné řezání Hoblování svařovnu

halu dílenské montážeFrézování Broušení

natěračskou dílnusklad hotových výrobků

Vrtání Děrování Ohýbání a kování sklad hotových výrobků Ohýbání a kování Svařovna Dílenská předmontáž

40

pKontrola kvality

Tepelné řezáníKyslíkem

Přenosné řezací stroje Stabilní řezací stroje tvarově složité součástky (z plechu)Stabilní řezací stroje - tvarově složité součástky (z plechu)Odvalovací nebo magnetická, případně optická kopírovací hlava sleduje tvar šablony nebo výkresu Moderní stroje jsou řízeny numerickyMnohohořákové pálicí automaty

Plazmou

Laserem

41

Vrtání

Otvory pro nýty a šroubyStojanové vrtačkyStojanové vrtačkyPod dosedací hlavou nýtů a šroubů se okraje děr zahlubujíVrtáky se chladí kapalinou nebo vzduchemVrtáky se chladí kapalinou nebo vzduchemVícevřetenové vrtačkyNumericky řízené (NC)

42

DěrováníP třih á í l h úh l í í h d Prostřihování v plechu, úhelnících apod. Materiál v okolí díry se narušíyOtvory do tloušťky 25 mmV ž í ( 2 ) j ě k li íVystružení otvoru (o 2 mm), stejně kvalitní

43

Svařovna

Dílenské svarySvařovacími automaty pro svařování pod tavidlemSvařovacími automaty pro svařování pod tavidlemRuční svary v ochranné atmosféře

Stehování krátkými, alespoň 50 mm dlouhými svaryVolba pořadí svarůVolba pořadí svarůPolohovadla

44

Statický výpočetseznam norem a předpisů užitých při výpočtuseznam norem a předpisů užitých při výpočtuschéma geometrického tvaru a statického působení konstrukceuvažované zatížení (případně účel stavby)uvažované zatížení (případně účel stavby)druh a jakost použitých materiálů (ocel, šrouby, elektrody aj.)seznam použitých pomůcek a literaturyseznam použitých pomůcek a literaturyvlastní výpočet

posouzení konstrukce (včetně spojů) podle příslušných noremúdaje o programu (software)za výsledky počítačového výpočtu je zodpovědný vždy autor statického výpočtu

zatěžovací údaje (síly a momenty působící na patky konstrukce)zatěžovací údaje (síly a momenty působící na patky konstrukce)obsah, datum, podpis zpracovatele a případně i kontrolující osoby

45

Technická zprávaúčel stavbyúčel stavbydispoziční řešení zabezpečení prostorové tuhosti objektu členění stavby na výrobní a montážní etapy, y ý py,dilatace ochrana konstrukce proti koroziochrana konstrukce proti koroziochrana konstrukce proti požáru údaje statistické povahy

spotřeba oceli v kg na m2 zastřešené plochy

46

spotřeba oceli v kg na m3 obestavěného prostoru

Výkresy kotveníP l h l ž í d h k t í Poloha, uložení a druh kotvení Schematicky vyznačeny sloupy konstrukce, y y y py ,Půdorysná osnovaD il k íDetaily kotveníVýškově se kótuje povrch betonového základuVýškově se kótuje povrch betonového základu

47

Výrobní dokumentaceZ á á ý b k t kZpracovává výrobce konstrukcePropojení programu pro kreslení s výrobními p j p g p ýzařízeními Zahrnuta v ceně dodávky ocelových konstrukcíZahrnuta v ceně dodávky ocelových konstrukcíVyrábět konstrukce podle projektu se nedoporučujey p p j p j

48

Obsah přednáškyOpakování

Výroba konstrukcíProjektování

Shrnutí

Aktualita Nejlepší OK 2007; 49

Aktualita – Nejlepší OK 2007; Expo Hannover 2000

ShrnutíO l é k t k l bál í k ditOcelové konstrukce globální komodita

Ve výrobně svařujemeN bě š b jNa stavbě šroubujeme

Vyrábět konstrukce podle projektu se nedoporučuje

50

Obsah přednášky

Opakování Výroba konstrukcíVýroba konstrukcíProjektováníShrnutí

Aktualita – Expo Hannover 2000Aktualita – Gustav EifelAktualita – Nejlepší OK 2007

51

Aktualita Nejlepší OK 2007

Obsah přednášky

Opakování Výroba konstrukcíVýroba konstrukcíProjektováníShrnutí

Aktualita – Expo Hannover 2000Aktualita – Gustav EifelAktualita – Nejlepší OK 2007

52

Aktualita Nejlepší OK 2007

Obsah přednáškyOpakování

Výroba konstrukcíProjektování

Shrnutí

Aktualita Nejlepší OK 2007; 53

Aktualita – Nejlepší OK 2007; Expo Hannover 2000

Sylabus přednášek1 Ú d hi t i l ý h k t k í žití ý é t b ý b li1. Úvod, historie ocelových konstrukcí, použití, významné stavby, výroba oceli2. Vlastnosti oceli, zkoušky materiálu, značení oceli3. Výroba konstrukcí 4. Spolehlivost konstrukcí, mezní stavy, normy pro navrhování, tah5. Tlak, vzpěrný tlak 6. Klasifikace průřezů, ohyb, hospodárný návrhp y p ý7. Svařování, svařované spoje8. Nýtování a šroubování, šroubované spoje9. Skelety budov, prostorová tuhost9. Skelety budov, prostorová tuhost10. Skelety budov, spoje11. Jednopodlažní haly12 Haly velkých rozpětí12. Haly velkých rozpětí13. Mosty, názvosloví, lávky14. Ochrana proti korozi a požáru

54

Děkuji za pozornostDěkuji za pozornost

55