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