3760x
001423
30.3.2017

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

V tomto příspěvku předvedeme posouzení metodou náhradního prutu podle [1], kap. 6.3.2 na příkladu stěny z křížem lepeného dřeva z článku 1, 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.

Pro výpočet poměrné štíhlosti mimo jiné potřebujeme znát účinný moment setrvačnosti I, který lze zpětně určit z ohybové tuhosti (směr y) plochy (viz obr. 03 v příspěvku 1). Dále se spočítá čistá plocha Anet, v které se zohledňují pouze složky podélných vrstev ve směru y (viz obr. 02). Protože se má stanovit dolní hodnota kvantilu kritického napětí ve vzpěru, použije se pro modul pružnosti hodnota 5% kvantilu. U jehličnatého dřeva se má tato hodnota podle EN 338 uvažovat jako 2/3 průměrné hodnoty modulu pružnosti. Součinitelem imperfekce βc se zohledňuje amplituda počátečního zakřivení v závislosti na materiálu. U rostlého dřeva se má uvažovat součinitel 0,2 (L/300), u lamelového dřeva a dýhy 0,1 (L/500). Při dalších výpočtech použijeme součinitel imperfekce 0,2 pro křížem lepené dřevo podle [2], přílohy K.6.3. Zatížení se bude uvažovat jako „střednědobé“, modifikační součinitel kmod tak má v případě křížem lepeného dřeva hodnotu 0,8.

Součinitel vzpěrnosti, kterým se redukuje pevnost v tlaku, činí 0,37. Výsledkem posouzení stability je tak 1,44 1,00, jak vidíme na obr. 02. Posouzení tudíž není splněno.

Abychom nemuseli provést ruční výpočet, můžeme pro posouzení metodou náhradního prutu použít také přídavný modul RF-TIMBER Pro. K tomuto účelu vytvoříme v modelu prut typu „Výsledkový prut“ (viz obr. 03). Výsledkový prut nepřináší do modelu konstrukce žádnou další tuhost, slouží pouze k integraci vnitřních sil na ploše v zadané oblasti integrace. Chceme-li daný prut v modulu RF-TIMBER Pro posoudit, je třeba mu přiřadit průřez a materiál. V tomto případě se tuhostní vlastnosti desky Stora Enso CLT 100 C5s odchylují od normy. Proto je třeba uživatelsky zadat nový materiál a upravit tuhostní charakteristiky. Mají-li se pro posouzení použít správné hodnoty momentů setrvačnosti, je třeba vytvořit průřez s účinnou šířkou, kterou lze zpětně odvodit z ohybové tuhosti a výšky průřezu (viz obr. 03).

Abychom dostali pro celistvý prut stejnou ohybovou tuhost, je třeba použít průřez b/h = 92,56 mm / 1 000 mm. Při posouzení na vzpěr se tak zohlední správný moment setrvačnosti. Protože je však v tomto případě tlačená plocha Anet příliš velká, je třeba ji pro posouzení redukovat například úpravou vzpěrné délky lef. Metodou hledání cílové hodnoty v Excelu se stanoví vzpěrná délka lef,z,TIMBERPro, která vyplývá z upraveného účinného součinitele vzpěrnosti kc,z,ef (viz obr. 04).

Upravenou vzpěrnou délkou se tak při posouzení na vzpěr zohledňuje průřezová plocha, která se liší od účinného průřezu. Výsledné využití je stejné jako při ručním výpočtu (viz obr. 05).

Pokud přídatně k normálové síle působí také ohybové momenty (například vlivem větru), lze je v modulu RF-TIMBER Pro tímto způsobem rovněž zohlednit, pro ohybové napětí se totiž již uvažuje správný průřezový modul Wz. V případě dvouosého ohybu lze navíc součinitel km v nastavení k národní příloze nechat vynásobit součinitelem bef/bnet, abychom dostali správný průřezový modul Wy.


Autor

Ing. Rehm se podílí na vývoji programů pro dřevěné konstrukce a zajišťuje technickou podporu zákazníkům.

Odkazy
Reference
  1. Eurokód 5: Bemessung und Konstruktion von Holzbauten - Teil 1-1: Obecná pravidla – Společná pravidla a pravidla pro pozemní stavby; ČSN EN 1995-1-1:2006-12
  2. Eurokód 5: Bemessung und Konstruktion von Holzbauten - Teil 1-1: Allgemeines - Allgemeine Regeln und Regeln für den Hochbau - Nationale Festlegungen zur Umsetzung der OENORM EN 1995-1-1, nationale Erläuterungen und nationale Ergänzungen; ÖNORM B 1995-1-1:2015-06-15
Stahování