Předn-spolehlivost - FAST

Pružnost a plasticita, 2.ročník kombinovaného studiaPrincipy navrhovánístavebních konstrukcí• Princip navrhování a posudku spolehlivosti stavebních konstrukcí• Mezní stav únosnosti, pevnost stavebních materiálů• Zatížení stavebních konstrukcí• Mezní stav použitelnostiKatedra stavební mechanikyFakulta stavební, VŠB - Technická univerzita Ostrava

Posouzení bezpečnosti a funkčnostiVýpočet vnitřních sil, napětí a deformací nosné stavebníkonstrukce není cílem, nýbrž prostředkem k posouzení jejíhonávrhu.Kritéria a postupy posouzení bezpečnosti a funkčnosti seneustále vyvíjí:Posouzení dle mezních stavů zakotvená v ČSN i Eurokódech.Nosná konstrukce musí být spolehlivá.Spolehlivost ztrácí, jestliže překročí některý z mezních stavů:1. Mezní stav únosnosti2. Mezní stav použitelnostiPrincip navrhování a posudku spolehlivosti stavebních konstrukcí2

Mezní stav únosnostiMá nejvyšší míru závažnosti. Jde o situace, kdy je ohroženabezpečnost lidí – havárie:• Úplné nebo částečné zřícení• Porušení celistvosti prvků (zlomení, přetržení)• Ztráta stability jako celku (překlopení opěrné zdi,sesuv objektu)sídlo stavební firmy TCHAS, Ostrava, foto: doc. Ing.Karel Kubečka, Ph.D.Mezní stav únosnosti, pevnost stavebních materiálů3

Mezní stav únosnostiAby se na přijatelnou míru snížila pravděpodobnostpřekročení mezního stavu únosnosti, tj.pravděpodobnost zřícení nebo porušení nosnékonstrukce, užije se dvojího opatření:• Do výpočtu se zavádějí vyšší hodnoty zatížení nežjsou maximální hodnoty, které lze na základězkušeností a statistického vyhodnocení očekávat• Pevnost materiálu se naopak snižuje –z garantovaných nominálních hodnot.Fd= F k.γ γ ≥1fdfk=γMγ M≥1Mezní stav únosnosti, pevnost stavebních materiálů4

Zatížení nosné konstrukceRozdělení zatížení:Stavební statika – téma č.3a) silové - vnější síly a momentyb) deformační - oteplení, sedání, poddolovánía) statické - velikost, směr a umístění sil se v čase nemění,např. zatížení obytných budovb) dynamické - vyvoláno rychlou změnou velikosti, polohynebo směru sil, vede k rozkmitání konstrukce,např. zatížení mostů jedoucími vozidlya) deterministické - vlastnosti jednoznačně vymezeny normou,např. měrné tíhy stavivb) stochastické (pravděpodobnostní přístup) – velikost zatížení nenípředepsáno jednou hodnotou, nýbrž pravděpodobnostní funkcíZatížení stavebních konstrukcí5

Zatížení nosné konstrukceRozdělení zatížení podle proměnnosti v čase:Normy – ČSN, ECStavební statikaStálá zatížení:(velikost a rozložení po konstrukci se po dobu životnosti nemění)a) vlastní tíha nosné konstrukce a trvalých částí objektub) trvale působící tlaky hornin, sypkých hmot a kapalinProměnná zatížení:(velikost a rozložení po konstrukci časově proměnné)a) užitná zatížení – tíha osob a zařízení, skladovaných materiálů,pohybujících se vozidelb) klimatická zatížení – meteorologické jevy (sníh, vítr, námraza, změnateploty)c) deformační (nepřímé) zatížení – objemové změny konstrukce,deformace podzákladí)d) montážní zatížení v průběhu výstavby6

Charakteristická a návrhová hodnota zatíženíCharakteristická hodnota zatížení F k (dříve normová nebo provozní):předpokládané skutečné, normami stanovené zatížení.Návrhová hodnota zatížení F d : při statickém výpočtu, charakteristickáhodnota zatížení se vynásobí součinitelem spolehlivosti (zatížení) γ , kterýpředepisuje norma.Fd= F k.γ γ ≥1EUČRγ G1,35 1,1 (1,35)γ Q1,50 1,50γ G ...γ Q ...součinitel spolehlivosti pro stálázatížení (vlastní tíha)součinitel spolehlivosti proproměnné zatíženíKombinace zatěžovacích stavů, nejúčinnější kombinace – extrémníhodnoty výsledných statických veličin.Stavební statika – téma č.37

Pevnost materiáluPevnost materiálu f a s ní spojena odolnost konstrukce R senarozdíl od zatížení snižuje, což je obecně vyjádřeno vztahem:fkfd= γ ≥1γPevnost materiálu - charakteristická f knávrhová f dMγ M ... součinitel spolehlivosti pro základní materiálOcel:fk= f yf y ... napětí na mezi kluzu (yield)f u ... napětí na mezi pevnosti (ultimate)Fe360 / S2358

Podmínka spolehlivosti pro MSÚMezní stav únosnosti:NEd≤ N RdEdVRdV ≤ MEd≤ MRdTEd≤ TRdindex d ...index Rd ...index Ed ...Design - návrhnávrhová odolnost – z pevnosti materiálunávrhová hodnota vnitřní sílyMezní stav únosnosti, pevnost stavebních materiálů9

Mezní stav použitelnosti (MSP)Posudek vzniku nadměrných deformací (např.průhyb,protažení) nebo nepřijatelných vibrací a jinýchdynamických stavů konstrukce.Velikost přetvoření se posuzuje na účinkycharakteristického zatížení F k !!!Podmínka mezních stavů použitelnosti:δskut≤ δ dovSkutečné přetvoření (deformace) podle typu namáhání –(protažení, průhyby, úhel pootočení apod.) se porovnávajíse zadanými mezními (limitními, dovolenými) hodnotamipřetvořeními.10

Okruhy problémů k ústní části zkoušky1. Princip navrhování a posudku spolehlivosti stavebníchkonstrukcí, mezní stavy2. Zatížení stavebních konstrukcí3. Mezní stav únosnosti, pevnost stavebních materiálů4. Mezní stav použitelnosti11