Posouzení stability plošných konstrukčních prvků na příkladu stěny z křížem lepeného dřeva 2

Odborný článek

Tento text byl přeložen Google překladačem

Zobrazit původní text

V tomto příspěvku předvedeme posouzení metodou náhradního prutu podle [1], kap. 6.3.2 na příkladu stěny z křížem lepeného dřeva z 1. dílu článku, které hrozí při vzpěru vybočení. Posouzení na vzpěr přitom provedeme jako posouzení napětí v tlaku s redukovanou pevností v tlaku. Pro toto posouzení vypočítáme součinitel vzpěrnosti kc, který závisí především na štíhlosti konstrukčního prvku a způsobu uložení.

Obr. 01 - Konstrukce vrstev s vlastnostmi tuhosti a pevnosti pro Stora Enso CLT 100 C5s

Stanovení poměru štíhlosti vyžaduje mimo jiné účinný moment setrvačnosti I. To lze spočítat z tuhosti ohybu (směr y) plochy (viz Obrázek 3 v části 1). Dále se vypočítá plocha sítě Asíť , u které se zohledňují složky podélných vrstev ve směru y (viz Obrázek 2). Vzhledem k tomu, že se má stanovit nižší procentuální hodnota kritického napětí při vzpěru, měla by se pro modul pružnosti použít pátá hodnota percentilu. U jehličnatého dřeva by měla podle EN 338 představovat 2/3 průměrné hodnoty modulu pružnosti. Součinitel imperfekce βc zohledňuje amplitudu předvýšení v závislosti na materiálu. U prutů v mezích přímosti je tento faktor 0,2 (L/300) u masivního dřeva a 0,1 (L/500) u lepeného lamelového dřeva a vrstveného dřeva. Při dalších výpočtech se u křížem lepeného dřeva používá součinitel imperfekce 0,2, podle [2] přílohy K.6.3. Doba trvání zatížení se považuje za „střednědobou“, což vede u křížem lepeného dřeva k součiniteli modifikace kmod 0,8.

Obr. 02 - Posouzení ekvivalentního prutu podle EN 1995-1-1, čl. 6.3.2

Součinitel nestability, který snižuje pevnost v tlaku, je 0.37. Jak je vidět na Obrázku 2, výsledná návrhová hodnota je 1,44> 1,00. Posouzení stability tak není splněno.

Abychom se vyhnuli ručnímu výpočtu, lze provést posouzení náhradního prutu také v přídavném modulu RF-TIMBER Pro. Za tímto účelem se příslušnému prutu v modelu přiřadí typ prutu „výsledkový prut“ (viz obr. 3). Tento výsledkový prut nemá žádnou tuhost a integruje vnitřní síly plochy do definované integrační oblasti. Pro posouzení tohoto prutu v modulu RF-TIMBER Pro je třeba tomuto prutu přiřadit příslušný průřez a materiál. V tomto případě se tuhostní vlastnosti Stora Enso CLT 100 C5 liší od normy. Proto je třeba vytvořit nový uživatelsky definovaný materiál a upravit vlastnosti tuhosti. Pro správné zobrazení momentů setrvačnosti při posouzení je třeba vytvořit průřez s účinnou šířkou. To lze spočítat zpět pomocí tuhosti ohybu a výšky průřezu (viz obr. 3).

Obr. 03 - Axiální rozložení výsledného nosníku a stanovení účinné šířky

Pro dosažení stejné tuhosti v ohybu pro homogenní prut potřebujeme průřez o šířce 92,56 mm a hloubce 1 000 mm. Při analýze vzpěru se tak stanoví správný moment setrvačnosti. Nicméně, protože aplikovaná kompresní plochaSíť je příliš velký, v tomto případě musí být snížena na design. Toho lze dosáhnout například úpravou účinné délky lef . Pro tentoúčel se v Excelu definuje účinná délka lef, z, TIMBERPro pomocí hledání cílových hodnot, které vyplývá z upraveného součinitele účinné nestability kc, z, ef (viz obr. 4).

Obr. 04 - Korekce plochy průřezu pomocí účinných délek

Tímto způsobem se při zohlednění vzpěrné délky zohledňuje plocha průřezu odlišná od účinného průřezu. Posouzení je stejné jako při ručním výpočtu (viz obr. 5).

Obr. 05 - Využití v modulu RF-TIMBER Pro

Pokud mají být k dispozici kromě normálové síly také ohybové momenty (například vítr), lze je zohlednit v modulu RF-TIMBER Pro stejným postupem, protože pro ohybové napětí se již uvažuje správný průřezový modul Sz . V případě dvouosého ohybu lze součinitel km v nastavení národní přílohy násobit součinitelem bef/bnet , aby bylo možné správně stanovit modul pružnosti průřezu Sy .

Literatura

[1] Eurokód 5: Posouzení dřevěných konstrukcí - Část 1-1: Obecné - Obecná pravidla a pravidla pro budovy; DIN EN 1995-1-1: 2010-12
[2]  Eurokód 5: Posouzení dřevěných konstrukcí - Část 1-1: Obecné - Obecná pravidla a pravidla pro stavby - národní specifikace pro implementaci OENORM EN 1995-1-1, národní komentáře a národní přílohy; ÖNORM B 1995-1-1: 2015-06-15

Klíčová slova

Posouzení stability Stabilita Křížem lepené dřevo CLT Metoda náhradního prutu Teorie druhého řádu

Ke stažení

Odkazy

Kontakt

Máte dotazy nebo potřebujete poradit?
Kontaktujte prosím kdykoli naši bezplatnou technickou podporu e-mailem, na chatu nebo na fóru anebo se podívejte do sekce často kladených dotazů (FAQ).

+420 227 203 203

info@dlubal.cz

RFEM Hlavní program
RFEM 5.xx

Hlavní program

Program RFEM pro statické výpočty metodou konečných prvků umožňuje rychlé a snadné modelování konstrukcí, které se skládají z prutů, desek, stěn, skořepin a těles. Pro následná posouzení jsou k dispozici přídavné moduly, které zohledňují specifické vlastnosti materiálů a podmínky uvedené v normách.

Cena za první licenci
3 540,00 USD
RFEM Dřevěné konstrukce
RF-TIMBER Pro 5.xx

Přídavný modul

Posouzení dřevěných prutů podle EC 5

Cena za první licenci
1 120,00 USD
RFEM Ostatní
RF-STABILITY 5.xx

Přídavný modul

Stabilitní analýza podle metody vlastních tvarů

Cena za první licenci
1 030,00 USD