Návrh konstrukce ocelové haly a opláštění Autor bakalářské práce: Marek Permedla Vedoucí bakalářské práce: doc. Dr. Ing. Luboš Podolka Oponent bakalářské práce: Ing. Ladislav Husinecký České Budějovice, červen 2017 Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích Motivace a důvody k řešení daného problému •Vlastní téma BP • •Původní záměr: návrh stavební konstrukce → tvorba 3D modelu na PC → vizualizace pomocí 3D tisku • •Volba stavební konstrukce: ocelová hala s příhradovým vazníkem • •Zúžení tématu pouze na návrh a statické posouzení konstrukce ocelové haly + návrh opláštění • Cíl bakalářské práce •Návrh konstrukce ocelové haly s příhradovým vazníkem (dispozice, rozmístění nosných prvků) • •Návrh a statické posouzení nosných prvků konstrukce • •Návrh vybraných spojů • •Návrh vhodného střešního a obvodového pláště • Výzkumný problém – výzkumné otázky •Výzkumné otázky vycházejí z cíle této práce: 1.Splňují navržené obvodové pláště požadované hodnoty součinitele prostupu tepla? 2.Vyhovují navržené prvky konstrukce na mezní stav únosnosti (MSÚ) ? 3.Vyhovují navržené prvky konstrukce na mezní stav použitelnosti (MSP) ? 4.Vyhovují vybrané spoje na dané namáhání? • Představení navržené ocelové haly •Základní údaje: •Půdorysné (osové) rozměry 18 x 30 m •Vzdálenost příčných vazeb 6 m • •Střecha sedlová, sklon 10% •Celková výška objektu 11 m (hřeben střechy) •Světlá výška haly 7,96 m (úroveň podlahy až spodní pás příhradového vazníku) • •Místo stavby: České Budějovice •Účel stavby: výrobní nebo montážní hala s celoročním provozem (vytápěná) Půdorys haly: Boční pohled: Příčný řez: Pohled na štítovou stěnu: Návrh a statické posouzení nosných prvků konstrukce - postup výpočtu: •Zatížení •Stálé (vlastní tíha) (ČSN EN 1991-1-1) •Proměnné – sněhem (ČSN EN 1991-1-3) • – větrem (ČSN EN 1991-1-4) •Zatěžovací stavy (ZS) •určení zatěžovací plochy posuzovaného prvku konstrukce •v případě, že se na konstrukci nachází více prvků stejného typu, posuzujeme ty, které jsou nejvíce namáhané •Kombinace zatěžovacích stavů (KZS) •ZS stavy nepůsobí nikdy všechny dohromady v plné intenzitě → KZS •hledáme nejméně příznivou KZS • •Průběhy vnitřních sil •ruční výpočet nebo pomocí programu FIN EC 2017 •Návrh profilu prvku •tabulky ocelových prvků •Posouzení na MSÚ •dle ČSN EN 1993-1-1 Eurokód 3: Navrhování ocelových konstrukcí •výpočet návrhové únosnosti podle druhu rozhodujícího namáhání prvku: tah, tlak (vzpěr), ohyb, ohyb s vlivem klopení, interakce tlaku s ohybem, kroucení •podmínka spolehlivosti: návrhová únosnost ≥ návrhová vnitřní síla •Posouzení na MSP •ČSN EN 1993-1-1 udává doporučené největší hodnoty průhybů •výpočet průhybu ručně nebo pomocí programu FIN EC 2017 •podmínka MSP: průhyb prvku ≤ mezní průhyb Navržené nosné prvky konstrukce Navržené prvky příhradového vazníku: Navržená ztužidla a vybrané spoje •Ztužidlo ve štítové stěně: •diagonála L 70 x 6 •přípoj diagonály 2 x M20 5.6 •Příčné ztužidlo ve střešní rovině: •diagonála L 70 x 6 •přípoj diagonály 2 x M20 5.6 •Podélné ztužidlo: •diagonála L 70 x 6, v místě křížení jsou diagonály spojeny •přípoj diagonály 2 x M20 5.6 • •Spoj vaznice – vazník: •připojovací botka L 130x90x10 •šroubový spoj M16 5.6 (vaznice – botka) •koutový svar a = 4 mm (botka – horní pás příhradového vazníku) •Přípoj diagonály na pás v příhradovém vazníku: •koutový svar a = 4 mm •Uložení vazníku na sloup: •šroubový spoj 4x M16 5.6 • Návrh střešního a obvodového pláště •Sendvičové panely Kingspan s izolačním jádrem z pěny IPN Firesafe •Výhody: velmi dobré tepelněizolační vlastnosti, nízká hmotnost, rychlá montáž •Nevýhody: nižší tuhost panelů • • • • • • • • Řez střešním panelem KS1000 RW: Řez stěnovým panelem KS1000 AWP: Závěrečné shrnutí •Navržené obvodové pláště splňují požadované hodnoty součinitele prostupu tepla dle ČSN 73 0540-2 (2011) Tepelná ochrana budov. • •Byla navržena konstrukce ocelové haly s příhradovým vazníkem. Statickým výpočtem bylo ověřeno, že všechny navržené nosné prvky vyhovují na MSÚ i MSP. • •Navržená ztužidla a navržené vybrané spoje vyhovují na daná namáhání, což bylo ověřeno výpočtem. • •Tím byl naplněn cíl práce. • • •Softwarové nástroje pro statický výpočet konstrukce Děkuji za pozornost Doplňující otázka oponenta: Počítal jste v návrhu haly s nějakou konkrétní sněhovou oblastí a oblastí pro zatížení větrem? •Zatížení sněhem •ČSN EN 1991-1-3 Eurokód 1: Zatížení konstrukcí - Část 1-3: Obecná zatížení - Zatížení sněhem. •lokalita: České Budějovice, → sněhová oblast II • •→ charakteristické zatížení sněhem sk = 1,00 kPa = 1,00 kN/m2 • • • •www.snehovamapa.cz Mapa sněhových oblastí: Doplňující otázka oponenta: Počítal jste v návrhu haly s nějakou konkrétní sněhovou oblastí a oblastí pro zatížení větrem? •Zatížení větrem •ČSN EN 1991-1-4 Eurokód 1: Zatížení konstrukcí - Část 1-4: Obecná zatížení - Zatížení větrem. •lokalita: České Budějovice, → větrná oblast II • •→ výchozí základní rychlost větru vb,0 = 25 m/s • Mapa větrných oblastí: Doplňující otázka vedoucího práce: Jak by vypadaly základy navržené haly a konstrukce podlahy v hale - uveďte možná řešení které znáte. •Základy haly: •základové patky •základové pasy •piloty (vrtané, zarážené, mikropiloty) • •Podlaha haly: •průmyslová betonová podlaha •návrh podlahy v závislosti na typu provozu, zatížení, podkladních vrstvách apod. •výztuž: rozptýlená (drátkobeton), nebo kari-sítě •úprava povrchu – vsypy – pro zvýšení odolnosti podlahy •nástřiky povrchu – zvýšení odolnosti proti obrusu a snížení nasákavosti povrchu •dilatační spáry – řezem – zamezení vzniku trhlin vlivem smršťovacího napětí •