Literatura•Rojík: Konstrukční systémy vícepodlažních budov, CVUT 1979
•Rojík: Panelové objekty, SNTL 1974
•Gattermayerová: Navrhování konstrukce vícepodlažních budov,ČVUT 1996
•SCIA Engineer, Static software, SCIA CZ
•Prefabrikované typové systémy – styky, detaily
Obsah•Stěnové systémy, předběžné a podrobné způsoby výpočtu
•Statický software pro výpočet stěnových konstrukcí
•Příklady – monolitické systémy
•Příklady– prefabrikované systémy, styky
2013/2014 124KP5, 124KP3C - stěnové systémy 2
Stěnové systémy
Stěnové prvky zajišťují prostorovou tuhost konstrukce:•Samostatně ve sloupových systémech•Ve spolupůsobení s ostatními ztužujícími prvky (rámy)•Čistě stěnové systémy (příčný, podélný)
Konstrukce s výtužným železobetonovým jádrem
2013/2014 124KP5, 124KP3C - stěnové systémy 3
Stěnové systémy
Stěna bez otvorů
Stěna s otvory s tuhým nadpražím
Stěny s kloubovým připojením (stropní konstrukce)
2013/2014 124KP5, 124KP3C - stěnové systémy 4
Stěnové systémy
Předběžný výpočet
Podmínky:
Uspořádání stěn – vetknutí do základů
Konzolové působení pro vodorovné zatížení
Tuhá stropní tabule
Oslabení otvory – otvory průběžně nad sebou, zanedbání otvorů
Spojení stěnových prvků pomocí styků nebo spojovacích vazeb:
•Obecná tuhost spoje (nebo nekonečná)
Material isotropický
Statický výpočet podle zásad pružnosti
Zjednodušená metoda např. EC 2
2013/2014 124KP5, 124KP3C - stěnové systémy 5
Stěnové systémy
1. „Diskretní metoda“ :
• Obecná silová metoda – řešení pomocí soustavy rovnic pro neznámé smykové síly ve
spojovacích vazbách
Podrobný výpočet – silová metoda
2013/2014 124KP5, 124KP3C - stěnové systémy 6
Stěnové systémy
Patrový výsek pro 2 smykové stěny spojené obecným spojovacím prvkem
E - elastic modulus
G - modulus of elasticity in shear
I - moment of inertia
U - sectional area
Relativní tuhost spojovacího prvku
Diskretní metoda
2013/2014 124KP5, 124KP3C - stěnové systémy 7
Stěnové systémy
Rozdílná deformace svislých stěnových prvků je v rovnováze s deformací jejich spojovacích prvků
Zákaldní deformační podmínky pro spojovací prvek i-té vazbě a na zk úrovni
Diskretní metoda
2013/2014 124KP5, 124KP3C - stěnové systémy 8
Stěnové systémy Rovnice pro neznámou T.Levá strana – dílčí deformace
Pravá strana – vliv zatížení
Součtový ohybový moment – směr x
Ohybový moment – přerozdělení na konkrétní prvek ve směru x,
Normálová síla – přerozdělení na konkrétní prvek ve směru x,
Sestavení soustavy rovnic pro každýspojovací prvek a každou výškovou úroveň – matice (i x n)
Diskretní metoda
2013/2014 124KP5, 124KP3C - stěnové systémy 9
Stěnové systémy
2. „Kontinualní metoda“
řešení pomocí soustavy rovnic pro neznámé smykové toky ve spojovacím prostředí
Discretní T je nahrazeno jednoduchou spojitou funkcí
2013/2014 124KP5, 124KP3C - stěnové systémy 10
Stěnové systémy
Srovnání diskrétního a kontinuálního modelul
Gi – náhradní tuhost smykového spojovacího prostředí
Kontinualní metoda
2013/2014 124KP5, 124KP3C - stěnové systémy 11
Stěnové systémy
Základní deformační podmínka pro
i – spojovací prostředí
Rozdílná deformace svislých stěnových prvků je v rovnováze s deformací jejich spojovacího prostředí
Kontinualní metoda
2013/2014 124KP5, 124KP3C - stěnové systémy 12
Stěnové systémy
Rovnice pro neznámý smykový tok T. Sestavení rovnice pro každné spojovací prostředí
Kontinualní metoda
2013/2014 124KP5, 124KP3C - stěnové systémy 13
Stěnové systémy
Rovnice pro vodorovné zatížení :
Rovnice pro i- „spojovací prostředí“:
Řešení rovnice pro jedno „spojovací prostředí“:Pomocné výrazy:
2013/2014 124KP5, 124KP3C - stěnové systémy 14
Stěnové systémy
Úprava rovnice:Řešení pomocí linárních algebraických rovnic
Součtový ohybový moment – směr x
Normálová síla v i-svislém prvku
Normálové napětí v i-svislém prvku
2013/2014 124KP5, 124KP3C - stěnové systémy 15
Stěnové systémyPříklady základních zatížení – průběh smykového toku ve spojovacím prostředí
Vodorovné spojité zatížení
Primární ohybový moment
Smykové napětí
Ohybový momnent
Normálová síla
Konečná, obecná tuhost spojeníPoddajné spojení„nekonečně“ tuhé spojení
2013/2014 124KP5, 124KP3C - stěnové systémy 16
Stěnové systémyPříklady základních zatížení – průběh smykového toku ve spojovacím prostředí
Vodorovná síla na volném konci
Normálová sílaOhybový moment
Final rigid connection
Yielding connection
Stiff connection
Primární ohybový moment
Smykové napětí
2013/2014 124KP5, 124KP3C - stěnové systémy 17
Stěnové systémyPříklady základních zatížení – průběh smykového toku
ve spojovacím prostředíPokles podpory
Smykové napětí
Normal force Bending moment
Final rigid connection
Yielding connection
Stiff connection
2013/2014 124KP5, 124KP3C - stěnové systémy 18
Stěnové systémyPříklady základních zatížení – průběh smykového toku ve spojovacím prostředíSvislá deformace
Shear stress
Normal force
Bending moment
Final rigid connection
Yielding connection
Stiff connection
2013/2014 124KP5, 124KP3C - stěnové systémy 19
Stěnové systémy
Svislá deforamce a normálové napětí – teplotní zatížení
Oteplení obvodové stěny Ochlazení obvodové stěny
2013/2014 124KP5, 124KP3C - stěnové systémy 20
Stěnové systémy
3D modelStatic software SCIA Engineer
3. Metoda konečných prvků
2013/2014 124KP5, 124KP3C - stěnové systémy 21
Stěnové systémy
3D modelStatic software SCIA Engineer
Metoda konečných prvků
2013/2014 124KP5, 124KP3C - stěnové systémy 22
Stěnové systémy
Grafický výstup z výpočtu
Deformovaná konstrukce – pouze TVAR DEFORMACE!!! - pružný výpočet bez dotvarování!!!
