Upload
vivace1
View
116
Download
3
Embed Size (px)
Citation preview
Nosné Konštrukcie I.
Drevo
Marek Zahradník
3. ročník / 3. krúžok
2010 / 2011
Zadanie č.3: Drevený strop
A = 1; drevo S I, snehová oblasť III – 1,5kN/m2, obchodný priestor
vložiť nákres vrstiev stropu/strechy + pôdorys + tabuľku
1. Výpočet zaťaženia na jednotlivé prvky konštrukcie
q0celkové = (qstále + qpremenné) . ZŠ + q0
nosníka
q0nosníka = A0 . ρ . 1,35
približné rozmery nosníka pre ln = 5,25m
h = <1/15ln; 1/20ln> -> h0 = 0,34999999999999998
b/h = 5/7 -> b0 = 0,25
q0celkové =(2062,9349999999999 + 3750) . 1,222 + 472,50000000000006 = 7575,9065699999992 N/m
2. Návrh prierezu dreveného nosníka
Dimenzačná podmienka pre ohyb Wy,PL ≥ Msd0 / fm,d
Msd0 = 1/8 . q0celkové . ln2
Msd0 = 1/8 . 7575,9065699999992 . 5,74500000000000012 = 31255,37321756428 Nm
fm,d = kmod . fm,k / γM
fm,d = 0,8 . 16000000 / 1,3 = 9846153,846153846
kmod = modif. činiteľ dĺžky trvania zaťaženia = 0,8
fm,k =pevnosť materiálu – pri tomto dreve = 16000000 Pa
γM = súčiniteľ materiálu = 1,3
Wy ≥ 31255,37321756428 / 9846153,846153846
Wy = Iy / z = 1/12 bh3 / (h/2) = 1/6 bh2
b/h = 5/7 -> b = 5/7 h
Wy = 5/42 h3 ≥ Msd0 / fm,d
h ≥ 3√(42 . Msd0 / 5 / fm,d) = 3√(42 . 31255,37321756428 / 5 / 9846153,846153846)
h = 0,29999999999999999 m
b = 5/7 h = 0,20999999999999999 m
3. Posúdenie podľa 1. medzného stavu = namáhanie ohybom
q0nosníka = A . ρ . 1,35 = 0,20999999999999999 . 0,29999999999999999 . 4000 . 1,35 =
340,20000000000005 N/m
q0celkové =(2062,9349999999999 + 3750) . 1,222 +340,20000000000005 = 7443,606569999999 N/m
Msd = 1/8 . qcelkové . ln2 = 1/8 . 7443,606569999999 . 5,74500000000000012 = 30709,552616626781 Nm
q = 7443,606569999999N/mBh = 0N
A = 21381,759872324998NBv = 21381,759872324998N5,7450000000000001m
fm,d ≥ Msd0 / Wy
Wy = 5/42 h3 = 3,2142857142857142E-3 m3
Msd0 / Wy = 30709,552616626781 / 3,2142857142857142E-3 = 9554083,0362838879 < fm,d = 9846153,846153846 -> vyhovuje
Reakcie
ΣMb = 0
-q.5,74500000000000012/2 + A.5,7450000000000001 = 0
A = 7443,606569999999.5,74500000000000012 / (2.5,7450000000000001) = 21381,759872324998 N
ΣFiy = 0
A + Bv – q. 5,7450000000000001 = 0
Bv = - 21381,759872324998 + 7443,606569999999. 5,7450000000000001 = 21381,759872324998 N
ΣFix = 0
Bh = 0 N
4. Posúdenie podľa 1. medzného stavu - šmyk
τ – šmykové napätie vznikajúce v priereze od sily Vd
Vd – max. priečna sila v priereze; Vd = ½ q . ln = ½ 7443,606569999999 . 5,7450000000000001 = 21381,759872324998 N
Sy(c) – statický moment k bodu c; Sy(c) = bh/4 . h/2 = 0,20999999999999999 . 0,299999999999999992 / 8 = 0,0023625 m3
Iy – moment zotrvačnosti v priereze k osi y; Iy = 1/12 b.h3 = 1/12 . 0,20999999999999999 . 0,299999999999999993 = 4,7249999999999994E-4 m4
fv,k – charakteristická pevnosť v šmyku – pre toto drevo fv,k = 1800000 Pa
Dimenzačná podmienka pre šmyk: τ ≤ fv,d
τ = Vd . Sy(c) / Iy / b = 21381,759872324998 . 0,0023625 / 4,7249999999999994E-4 / 0,20999999999999999 = 509089,5207696429 Pa
fv,d = kmod . fv,k / γM = 0,8 . 1800000 /1,3 = 1107692,3076923077 Pa
0N
21381,759872324998 N
- 21381,759872324998 N
30709,552616626781 Nm
τ < fv,d -> profil 0,20999999999999999 x 0,29999999999999999 m vyhovuje pre 1. medzný stav
y c
h = 0,29999999999999999 m
τ MAX
z
b = 0,20999999999999999 m
5. Posúdenie podľa 2. medzného stavu – použiteľnosť: profil 0,20999999999999999 x 0,29999999999999999 m
uNET, INST ≤ uLIM
uNET, INST = u1, INST . (1+kdef,1) + u2, INST . (1+kdef,2)
kdef – súčiniteľ zväčšenia deformácie v čase dotvarovaním; kdef,1 = 0,59999999999999998; kdef,2
=0,5
ED – modul pružnosti dreva; ED = 1010 Pa
qKnosníka = A . ρ = 0,20999999999999999 . 0,29999999999999999 . 4000 = 252 N/m
u1, INST = 5/384 . (qKstále . ZŠ + qK
nosníka) . ln4 / (ED . Iy )
u1, INST = 5/384 . (1528,0999999999999 . 1,222 + 252) . 5,74500000000000014 / (1010 .
4,7249999999999994E-4) = 6,3620542102861702E-3 m
u2, INST = 5/384 . (qKpremenné . ZŠ) . ln4 / (ED . Iy )
u2, INST = 5/384 . (2500 . 1,222) . 5,74500000000000014 / (1010 . 4,7249999999999994E-4) =
9,9273033786756466E-3 m
uNET, INST = 6,3620542102861702E-3 . (1+0,59999999999999998) + 9,9273033786756466E-3 . (1+0,5)
= 2,5070241804471344E-2 m
uLIM = 1/200 ln = 1/200 . 5,7450000000000001 = 2,8725000000000001E-2 m
uNET, INST < uLIM -> profil 0,20999999999999999 x 0,29999999999999999 m vyhovuje pre 2. medzný stav
Nosné Konštrukcie I.
Drevo
Marek Zahradník
3. ročník / 3. krúžok
2010 / 2011
Zadanie č.3: Drevený strop oprava 1
A = 1; drevo S I, snehová oblasť III – 1,5kN/m2, obchodný priestor
vložiť nákres vrstiev stropu/strechy + pôdorys + tabuľku
1. Výpočet zaťaženia na jednotlivé prvky konštrukcie
q0celkové = (qstále + qpremenné) . ZŠ + q0
nosníka
q0nosníka = A0 . ρ . 1,35
približné rozmery nosníka pre ln = 5,25m
h = <1/15ln; 1/20ln> -> h0 =
b/h = 5/7 -> b0 =
q0celkové =(2062,9349999999999 + 3750) . 1,222 + 0 = 7103,4065699999992 N/m
2. Návrh prierezu dreveného nosníka
Dimenzačná podmienka pre ohyb Wy,PL ≥ Msd0 / fm,d
Msd0 = 1/8 . q0celkové . ln2
Msd0 = 1/8 . 7103,4065699999992 . 5,74500000000000012 = 29306,013928501779 Nm
fm,d = kmod . fm,k / γM
fm,d = 0,8 . 16000000 / 1,3 = 9846153,846153846
kmod = modif. činiteľ dĺžky trvania zaťaženia = 0,8
fm,k =pevnosť materiálu – pri tomto dreve = 16000000 Pa
γM = súčiniteľ materiálu = 1,3
Wy ≥ 29306,013928501779 / 9846153,846153846
Wy = Iy / z = 1/12 bh3 / (h/2) = 1/6 bh2
b/h = 5/7 -> b = 5/7 h
Wy = 5/42 h3 ≥ Msd0 / fm,d
h ≥ 3√(42 . Msd0 / 5 / fm,d) = 3√(42 . 29306,013928501779 / 5 / 9846153,846153846)
h = 0 m
b = 5/7 h = 0 m
3. Posúdenie podľa 1. medzného stavu = namáhanie ohybom
q0nosníka = A . ρ . 1,35 = 0 . 0 . 4000 . 1,35 = 0 N/m
q0celkové =(2062,9349999999999 + 3750) . 1,222 +0 = 7103,4065699999992 N/m
Msd = 1/8 . qcelkové . ln2 = 1/8 . 7103,4065699999992 . 5,74500000000000012 = 29306,013928501779 Nm
fm,d ≥ Msd0 / Wy
q = 7103,4065699999992N/mBh = 0N
A = 20404,535372324997NBv = 20404,535372324997N5,7450000000000001m
Wy = 5/42 h3 = 0 m3
Msd0 / Wy = 29306,013928501779 / 0 = 0 < fm,d = 9846153,846153846 -> vyhovuje
Reakcie
ΣMb = 0
-q.5,74500000000000012/2 + A.5,7450000000000001 = 0
A = 7103,4065699999992.5,74500000000000012 / (2.5,7450000000000001) = 20404,535372324997 N
ΣFiy = 0
A + Bv – q. 5,7450000000000001 = 0
Bv = - 20404,535372324997 + 7103,4065699999992. 5,7450000000000001 = 20404,535372324997 N
ΣFix = 0
Bh = 0 N
4. Posúdenie podľa 1. medzného stavu - šmyk
τ – šmykové napätie vznikajúce v priereze od sily Vd
Vd – max. priečna sila v priereze; Vd = ½ q . ln = ½ 7103,4065699999992 . 5,7450000000000001 = 20404,535372324997 N
Sy(c) – statický moment k bodu c; Sy(c) = bh/4 . h/2 = 0 . 02 / 8 = 0 m3
Iy – moment zotrvačnosti v priereze k osi y; Iy = 1/12 b.h3 = 1/12 . 0 . 03 = 0 m4
fv,k – charakteristická pevnosť v šmyku – pre toto drevo fv,k = 1800000 Pa
Dimenzačná podmienka pre šmyk: τ ≤ fv,d
τ = Vd . Sy(c) / Iy / b = 20404,535372324997 . 0 / 0 / 0 = 0 Pa
fv,d = kmod . fv,k / γM = 0,8 . 1800000 /1,3 = 1107692,3076923077 Pa
τ < fv,d -> profil 0 x 0 m vyhovuje pre 1. medzný stav
0N
20404,535372324997 N
- 20404,535372324997 N
29306,013928501779 Nm
y c
h = 0 m
τ MAX
z
b = 0 m
5. Posúdenie podľa 2. medzného stavu – použiteľnosť: profil 0 x 0 m
uNET, INST ≤ uLIM
uNET, INST = u1, INST . (1+kdef,1) + u2, INST . (1+kdef,2)
kdef – súčiniteľ zväčšenia deformácie v čase dotvarovaním; kdef,1 = 0,59999999999999998; kdef,2
=0,5
ED – modul pružnosti dreva; ED = 1010 Pa
qKnosníka = A . ρ = 0 . 0 . 4000 = 0 N/m
u1, INST = 5/384 . (qKstále . ZŠ + qK
nosníka) . ln4 / (ED . Iy )
u1, INST = 5/384 . (1528,0999999999999 . 1,222 + 0) . 5,74500000000000014 / (1010 . 0) = 0 m
u2, INST = 5/384 . (qKpremenné . ZŠ) . ln4 / (ED . Iy )
u2, INST = 5/384 . (2500 . 1,222) . 5,74500000000000014 / (1010 . 0) = 0 m
uNET, INST = 0 . (1+0,59999999999999998) + 0 . (1+0,5) = 0 m
uLIM = 1/200 ln = 1/200 . 5,7450000000000001 = 2,8725000000000001E-2 m
uNET, INST < uLIM -> profil 0 x 0 m vyhovuje pre 2. medzný stav
Nosné Konštrukcie I.
Drevo
Marek Zahradník
3. ročník / 3. krúžok
2010 / 2011
Zadanie č.3: Drevený strop oprava 2
A = 1; drevo S I, snehová oblasť III – 1,5kN/m2, obchodný priestor
vložiť nákres vrstiev stropu/strechy + pôdorys + tabuľku
1. Výpočet zaťaženia na jednotlivé prvky konštrukcie
q0celkové = (qstále + qpremenné) . ZŠ + q0
nosníka
q0nosníka = A0 . ρ . 1,35
približné rozmery nosníka pre ln = 5,25m
h = <1/15ln; 1/20ln> -> h0 =
b/h = 5/7 -> b0 =
q0celkové =(2062,9349999999999 + 3750) . 1,222 + 0 = 7103,4065699999992 N/m
2. Návrh prierezu dreveného nosníka
Dimenzačná podmienka pre ohyb Wy,PL ≥ Msd0 / fm,d
Msd0 = 1/8 . q0celkové . ln2
Msd0 = 1/8 . 7103,4065699999992 . 5,74500000000000012 = 29306,013928501779 Nm
fm,d = kmod . fm,k / γM
fm,d = 0,8 . 16000000 / 1,3 = 9846153,846153846
kmod = modif. činiteľ dĺžky trvania zaťaženia = 0,8
fm,k =pevnosť materiálu – pri tomto dreve = 16000000 Pa
γM = súčiniteľ materiálu = 1,3
Wy ≥ 29306,013928501779 / 9846153,846153846
Wy = Iy / z = 1/12 bh3 / (h/2) = 1/6 bh2
b/h = 5/7 -> b = 5/7 h
Wy = 5/42 h3 ≥ Msd0 / fm,d
h ≥ 3√(42 . Msd0 / 5 / fm,d) = 3√(42 . 29306,013928501779 / 5 / 9846153,846153846)
h = 0 m
b = 5/7 h = 0 m
3. Posúdenie podľa 1. medzného stavu = namáhanie ohybom
q0nosníka = A . ρ . 1,35 = 0 . 0 . 4000 . 1,35 = 0 N/m
q0celkové =(2062,9349999999999 + 3750) . 1,222 +0 = 7103,4065699999992 N/m
Msd = 1/8 . qcelkové . ln2 = 1/8 . 7103,4065699999992 . 5,74500000000000012 = 29306,013928501779 Nm
fm,d ≥ Msd0 / Wy
q = 7103,4065699999992N/mBh = 0N
A = 20404,535372324997NBv = 20404,535372324997N5,7450000000000001m
Wy = 5/42 h3 = 0 m3
Msd0 / Wy = 29306,013928501779 / 0 = 0 < fm,d = 9846153,846153846 -> vyhovuje
Reakcie
ΣMb = 0
-q.5,74500000000000012/2 + A.5,7450000000000001 = 0
A = 7103,4065699999992.5,74500000000000012 / (2.5,7450000000000001) = 20404,535372324997 N
ΣFiy = 0
A + Bv – q. 5,7450000000000001 = 0
Bv = - 20404,535372324997 + 7103,4065699999992. 5,7450000000000001 = 20404,535372324997 N
ΣFix = 0
Bh = 0 N
4. Posúdenie podľa 1. medzného stavu - šmyk
τ – šmykové napätie vznikajúce v priereze od sily Vd
Vd – max. priečna sila v priereze; Vd = ½ q . ln = ½ 7103,4065699999992 . 5,7450000000000001 = 20404,535372324997 N
Sy(c) – statický moment k bodu c; Sy(c) = bh/4 . h/2 = 0 . 02 / 8 = 0 m3
Iy – moment zotrvačnosti v priereze k osi y; Iy = 1/12 b.h3 = 1/12 . 0 . 03 = 0 m4
fv,k – charakteristická pevnosť v šmyku – pre toto drevo fv,k = 1800000 Pa
Dimenzačná podmienka pre šmyk: τ ≤ fv,d
τ = Vd . Sy(c) / Iy / b = 20404,535372324997 . 0 / 0 / 0 = 0 Pa
fv,d = kmod . fv,k / γM = 0,8 . 1800000 /1,3 = 1107692,3076923077 Pa
τ < fv,d -> profil 0 x 0 m vyhovuje pre 1. medzný stav
0N
20404,535372324997 N
- 20404,535372324997 N
29306,013928501779 Nm
y c
h = 0 m
τ MAX
z
b = 0 m
5. Posúdenie podľa 2. medzného stavu – použiteľnosť: profil 0 x 0 m
uNET, INST ≤ uLIM
uNET, INST = u1, INST . (1+kdef,1) + u2, INST . (1+kdef,2)
kdef – súčiniteľ zväčšenia deformácie v čase dotvarovaním; kdef,1 = 0,59999999999999998; kdef,2
=0,5
ED – modul pružnosti dreva; ED = 1010 Pa
qKnosníka = A . ρ = 0 . 0 . 4000 = 0 N/m
u1, INST = 5/384 . (qKstále . ZŠ + qK
nosníka) . ln4 / (ED . Iy )
u1, INST = 5/384 . (1528,0999999999999 . 1,222 + 0) . 5,74500000000000014 / (1010 . 0) = 0 m
u2, INST = 5/384 . (qKpremenné . ZŠ) . ln4 / (ED . Iy )
u2, INST = 5/384 . (2500 . 1,222) . 5,74500000000000014 / (1010 . 0) = 0 m
uNET, INST = 0 . (1+0,59999999999999998) + 0 . (1+0,5) = 0 m
uLIM = 1/200 ln = 1/200 . 5,7450000000000001 = 2,8725000000000001E-2 m
uNET, INST < uLIM -> profil 0 x 0 m vyhovuje pre 2. medzný stav
Nosné Konštrukcie I.
Drevo
Marek Zahradník
3. ročník / 3. krúžok
2010 / 2011
Zadanie č.3: Drevený strop oprava 3
A = 1; drevo S I, snehová oblasť III – 1,5kN/m2, obchodný priestor
vložiť nákres vrstiev stropu/strechy + pôdorys + tabuľku
1. Výpočet zaťaženia na jednotlivé prvky konštrukcie
q0celkové = (qstále + qpremenné) . ZŠ + q0
nosníka
q0nosníka = A0 . ρ . 1,35
približné rozmery nosníka pre ln = 5,25m
h = <1/15ln; 1/20ln> -> h0 =
b/h = 5/7 -> b0 =
q0celkové =(2062,9349999999999 + 3750) . 1,222 + 0 = 7103,4065699999992 N/m
2. Návrh prierezu dreveného nosníka
Dimenzačná podmienka pre ohyb Wy,PL ≥ Msd0 / fm,d
Msd0 = 1/8 . q0celkové . ln2
Msd0 = 1/8 . 7103,4065699999992 . 5,74500000000000012 = 29306,013928501779 Nm
fm,d = kmod . fm,k / γM
fm,d = 0,8 . 16000000 / 1,3 = 9846153,846153846
kmod = modif. činiteľ dĺžky trvania zaťaženia = 0,8
fm,k =pevnosť materiálu – pri tomto dreve = 16000000 Pa
γM = súčiniteľ materiálu = 1,3
Wy ≥ 29306,013928501779 / 9846153,846153846
Wy = Iy / z = 1/12 bh3 / (h/2) = 1/6 bh2
b/h = 5/7 -> b = 5/7 h
Wy = 5/42 h3 ≥ Msd0 / fm,d
h ≥ 3√(42 . Msd0 / 5 / fm,d) = 3√(42 . 29306,013928501779 / 5 / 9846153,846153846)
h = 0 m
b = 5/7 h = 0 m
3. Posúdenie podľa 1. medzného stavu = namáhanie ohybom
q0nosníka = A . ρ . 1,35 = 0 . 0 . 4000 . 1,35 = 0 N/m
q0celkové =(2062,9349999999999 + 3750) . 1,222 +0 = 7103,4065699999992 N/m
Msd = 1/8 . qcelkové . ln2 = 1/8 . 7103,4065699999992 . 5,74500000000000012 = 29306,013928501779 Nm
fm,d ≥ Msd0 / Wy
q = 7103,4065699999992N/mBh = 0N
A = 20404,535372324997NBv = 20404,535372324997N5,7450000000000001m
Wy = 5/42 h3 = 0 m3
Msd0 / Wy = 29306,013928501779 / 0 = 0 < fm,d = 9846153,846153846 -> vyhovuje
Reakcie
ΣMb = 0
-q.5,74500000000000012/2 + A.5,7450000000000001 = 0
A = 7103,4065699999992.5,74500000000000012 / (2.5,7450000000000001) = 20404,535372324997 N
ΣFiy = 0
A + Bv – q. 5,7450000000000001 = 0
Bv = - 20404,535372324997 + 7103,4065699999992. 5,7450000000000001 = 20404,535372324997 N
ΣFix = 0
Bh = 0 N
4. Posúdenie podľa 1. medzného stavu - šmyk
τ – šmykové napätie vznikajúce v priereze od sily Vd
Vd – max. priečna sila v priereze; Vd = ½ q . ln = ½ 7103,4065699999992 . 5,7450000000000001 = 20404,535372324997 N
Sy(c) – statický moment k bodu c; Sy(c) = bh/4 . h/2 = 0 . 02 / 8 = 0 m3
Iy – moment zotrvačnosti v priereze k osi y; Iy = 1/12 b.h3 = 1/12 . 0 . 03 = 0 m4
fv,k – charakteristická pevnosť v šmyku – pre toto drevo fv,k = 1800000 Pa
Dimenzačná podmienka pre šmyk: τ ≤ fv,d
τ = Vd . Sy(c) / Iy / b = 20404,535372324997 . 0 / 0 / 0 = 0 Pa
fv,d = kmod . fv,k / γM = 0,8 . 1800000 /1,3 = 1107692,3076923077 Pa
τ < fv,d -> profil 0 x 0 m vyhovuje pre 1. medzný stav
0N
20404,535372324997 N
- 20404,535372324997 N
29306,013928501779 Nm
y c
h = 0 m
τ MAX
z
b = 0 m
5. Posúdenie podľa 2. medzného stavu – použiteľnosť: profil 0 x 0 m
uNET, INST ≤ uLIM
uNET, INST = u1, INST . (1+kdef,1) + u2, INST . (1+kdef,2)
kdef – súčiniteľ zväčšenia deformácie v čase dotvarovaním; kdef,1 = 0,59999999999999998; kdef,2
=0,5
ED – modul pružnosti dreva; ED = 1010 Pa
qKnosníka = A . ρ = 0 . 0 . 4000 = 0 N/m
u1, INST = 5/384 . (qKstále . ZŠ + qK
nosníka) . ln4 / (ED . Iy )
u1, INST = 5/384 . (1528,0999999999999 . 1,222 + 0) . 5,74500000000000014 / (1010 . 0) = 0 m
u2, INST = 5/384 . (qKpremenné . ZŠ) . ln4 / (ED . Iy )
u2, INST = 5/384 . (2500 . 1,222) . 5,74500000000000014 / (1010 . 0) = 0 m
uNET, INST = 0 . (1+0,59999999999999998) + 0 . (1+0,5) = 0 m
uLIM = 1/200 ln = 1/200 . 5,7450000000000001 = 2,8725000000000001E-2 m
uNET, INST < uLIM -> profil 0 x 0 m vyhovuje pre 2. medzný stav
Nosné Konštrukcie I.
Drevo
Marek Zahradník
3. ročník / 3. krúžok
2010 / 2011
Zadanie č.:
A = 1; drevo S I, snehová oblasť III – 1,5kN/m2, obchodný priestor
vložiť nákres vrstiev stropu/strechy + pôdorys + tabuľku
1. Výpočet zaťaženia na jednotlivé prvky konštrukcie
q0celkové = (qstále + qpremenné) . ZŠ + q0
nosníka
q0nosníka = A0 . ρ . 1,35
približné rozmery nosníka pre ln = 5,25m
h = <1/15ln; 1/20ln> -> h0 =
b/h = 5/7 -> b0 =
q0celkové =( + ) . + = N/m
2. Návrh prierezu dreveného nosníka
Dimenzačná podmienka pre ohyb Wy,PL ≥ Msd0 / fm,d
Msd0 = 1/8 . q0celkové . ln2
Msd0 = 1/8 . . 2 = Nm
fm,d = kmod . fm,k / γM
fm,d = 0,8 . / =
kmod = modif. činiteľ dĺžky trvania zaťaženia = 0,8
fm,k =pevnosť materiálu – pri tomto dreve = Pa
γM = súčiniteľ materiálu = 1,3
Wy ≥ /
Wy = Iy / z = 1/12 bh3 / (h/2) = 1/6 bh2
b/h = 5/7 -> b = 5/7 h
Wy = 5/42 h3 ≥ Msd0 / fm,d
h ≥ 3√(42 . Msd0 / 5 / fm,d) = 3√(42 . / 5 / )
h = m
b = 5/7 h = m
3. Posúdenie podľa 1. medzného stavu = namáhanie ohybom
q0nosníka = A . ρ . 1,35 = . . 4000 . 1,35 = N/m
q0celkové =( + ) . + = N/m
Msd = 1/8 . qcelkové . ln2 = 1/8 . . 2 = Nm
fm,d ≥ Msd0 / Wy
Wy = 5/42 h3 = m3
q = N/mBh = 0N
A = NBv = Nm
Msd0 / Wy = / = < fm,d = -> vyhovuje
Reakcie
ΣMb = 0
-q.2/2 + A. = 0
A = .2 / (2.) = N
ΣFiy = 0
A + Bv – q. = 0
Bv = - + . = N
ΣFix = 0
Bh = 0 N
4. Posúdenie podľa 1. medzného stavu - šmyk
τ – šmykové napätie vznikajúce v priereze od sily Vd
Vd – max. priečna sila v priereze; Vd = ½ q . ln = ½ . = N
Sy(c) – statický moment k bodu c; Sy(c) = bh/4 . h/2 = . 2 / 8 = m3
Iy – moment zotrvačnosti v priereze k osi y; Iy = 1/12 b.h3 = 1/12 . . 3 = m4
fv,k – charakteristická pevnosť v šmyku – pre toto drevo fv,k = Pa
Dimenzačná podmienka pre šmyk: τ ≤ fv,d
τ = Vd . Sy(c) / Iy / b = . / / = Pa
fv,d = kmod . fv,k / γM = 0,8 . /1,3 = Pa
τ < fv,d -> profil x m vyhovuje pre 1. medzný stav
0N
N
- N
Nm
y c
h = m
τ MAX
z
b = m
5. Posúdenie podľa 2. medzného stavu – použiteľnosť: profil x m
uNET, INST ≤ uLIM
uNET, INST = u1, INST . (1+kdef,1) + u2, INST . (1+kdef,2)
kdef – súčiniteľ zväčšenia deformácie v čase dotvarovaním; kdef,1 = ; kdef,2 =
ED – modul pružnosti dreva; ED = 1010 Pa
qKnosníka = A . ρ = . . 4000 = N/m
u1, INST = 5/384 . (qKstále . ZŠ + qK
nosníka) . ln4 / (ED . Iy )
u1, INST = 5/384 . ( . + ) . 4 / (1010 . ) = m
u2, INST = 5/384 . (qKpremenné . ZŠ) . ln4 / (ED . Iy )
u2, INST = 5/384 . ( . ) . 4 / (1010 . ) = m
uNET, INST = . (1+) + . (1+) = m
uLIM = 1/200 ln = 1/200 . = m
uNET, INST < uLIM -> profil x m vyhovuje pre 2. medzný stav
Nosné Konštrukcie I.
Drevo
Marek Zahradník
3. ročník / 3. krúžok
2010 / 2011
Zadanie č.4: Drevená strecha
A = 1; drevo S I, snehová oblasť III – 1,5kN/m2, obchodný priestor
vložiť nákres vrstiev stropu/strechy + pôdorys + tabuľku
1. Výpočet zaťaženia na jednotlivé prvky konštrukcie
q0celkové = (qstále + qpremenné) . ZŠ + q0
nosníka
q0nosníka = A0 . ρ . 1,35
približné rozmery nosníka pre ln = 5,25m
h = <1/15ln; 1/20ln> -> h0 = 0,34999999999999998
b/h = 5/7 -> b0 = 0,25
q0celkové =(1651,7249999999999 + 882) . 1,081 + 472,50000000000006 = 3211,456725 N/m
2. Návrh prierezu dreveného nosníka
Dimenzačná podmienka pre ohyb Wy,PL ≥ Msd0 / fm,d
Msd0 = 1/8 . q0celkové . ln2
Msd0 = 1/8 . 3211,456725 . 4,70000000000000022 = 8867,6348819062514 Nm
fm,d = kmod . fm,k / γM
fm,d = 0,8 . 16000000 / 1,3 = 9846153,846153846
kmod = modif. činiteľ dĺžky trvania zaťaženia = 0,8
fm,k =pevnosť materiálu – pri tomto dreve = 16000000 Pa
γM = súčiniteľ materiálu = 1,3
Wy ≥ 8867,6348819062514 / 9846153,846153846
Wy = Iy / z = 1/12 bh3 / (h/2) = 1/6 bh2
b/h = 5/7 -> b = 5/7 h
Wy = 5/42 h3 ≥ Msd0 / fm,d
h ≥ 3√(42 . Msd0 / 5 / fm,d) = 3√(42 . 8867,6348819062514 / 5 / 9846153,846153846)
h = 0,20000000000000001 m
b = 5/7 h = 0,14000000000000001 m
3. Posúdenie podľa 1. medzného stavu = namáhanie ohybom
q0nosníka = A . ρ . 1,35 = 0,14000000000000001 . 0,20000000000000001 . 4000 . 1,35 =
151,20000000000002 N/m
q0celkové =(1651,7249999999999 + 882) . 1,081 +151,20000000000002 = 2890,1567249999998 N/m
Msd = 1/8 . qcelkové . ln2 = 1/8 . 2890,1567249999998 . 4,70000000000000022 = 7980,4452569062505 Nm
q = 2890,1567249999998N/mBh = 0N
A = 6791,8683037499995NBv = 6791,8683037499995N4,7000000000000002m
fm,d ≥ Msd0 / Wy
Wy = 5/42 h3 = 9,523809523809526E-4 m3
Msd0 / Wy = 7980,4452569062505 / 9,523809523809526E-4 = 8379467,5197515609 < fm,d = 9846153,846153846 -> vyhovuje
Reakcie
ΣMb = 0
-q.4,70000000000000022/2 + A.4,7000000000000002 = 0
A = 2890,1567249999998.4,70000000000000022 / (2.4,7000000000000002) = 6791,8683037499995 N
ΣFiy = 0
A + Bv – q. 4,7000000000000002 = 0
Bv = - 6791,8683037499995 + 2890,1567249999998. 4,7000000000000002 = 6791,8683037499995 N
ΣFix = 0
Bh = 0 N
4. Posúdenie podľa 1. medzného stavu - šmyk
τ – šmykové napätie vznikajúce v priereze od sily Vd
Vd – max. priečna sila v priereze; Vd = ½ q . ln = ½ 2890,1567249999998 . 4,7000000000000002 = 6791,8683037499995 N
Sy(c) – statický moment k bodu c; Sy(c) = bh/4 . h/2 = 0,14000000000000001 . 0,200000000000000012 / 8 = 7,0000000000000021E-4 m3
Iy – moment zotrvačnosti v priereze k osi y; Iy = 1/12 b.h3 = 1/12 . 0,14000000000000001 . 0,200000000000000013 = 9,3333333333333357E-5 m4
fv,k – charakteristická pevnosť v šmyku – pre toto drevo fv,k = 1800000 Pa
Dimenzačná podmienka pre šmyk: τ ≤ fv,d
τ = Vd . Sy(c) / Iy / b = 6791,8683037499995 . 7,0000000000000021E-4 / 9,3333333333333357E-5 / 0,14000000000000001 = 363850,08770089276 Pa
fv,d = kmod . fv,k / γM = 0,8 . 1800000 /1,3 = 1107692,3076923077 Pa
0N
6791,8683037499995 N
- 6791,8683037499995 N
7980,4452569062505 Nm
τ < fv,d -> profil 0,14000000000000001 x 0,20000000000000001 m vyhovuje pre 1. medzný stav
y c
h = 0,20000000000000001 m
τ MAX
z
b = 0,14000000000000001 m
5. Posúdenie podľa 2. medzného stavu – použiteľnosť: profil 0,14000000000000001 x 0,20000000000000001 m
uNET, INST ≤ uLIM
uNET, INST = u1, INST . (1+kdef,1) + u2, INST . (1+kdef,2)
kdef – súčiniteľ zväčšenia deformácie v čase dotvarovaním; kdef,1 = 0,59999999999999998; kdef,2
=0,25
ED – modul pružnosti dreva; ED = 1010 Pa
qKnosníka = A . ρ = 0,14000000000000001 . 0,20000000000000001 . 4000 =
112,00000000000001 N/m
u1, INST = 5/384 . (qKstále . ZŠ + qK
nosníka) . ln4 / (ED . Iy )
u1, INST = 5/384 . (1223,4999999999998 . 1,081 + 112,00000000000001) .
4,70000000000000024 / (1010 . 9,3333333333333357E-5) = 9,7661934172481851E-3 m
u2, INST = 5/384 . (qKpremenné . ZŠ) . ln4 / (ED . Iy )
u2, INST = 5/384 . (588 . 1,081) . 4,70000000000000024 / (1010 . 9,3333333333333357E-5) =
5,0895454055078122E-3 m
uNET, INST = 9,7661934172481851E-3 . (1+0,59999999999999998) + 5,0895454055078122E-3 .
(1+0,25) = 2,1987841224481861E-2 m
uLIM = 1/200 ln = 1/200 . 4,7000000000000002 = 0,0235 m
uNET, INST < uLIM -> profil 0,14000000000000001 x 0,20000000000000001 m vyhovuje pre 2. medzný stav