| Předmět výzkumu | ROZBOR STAVU PROBLEMATICKY V ČR A VE SVĚTĚ
Tenkostěnné profily jsou v současnosti stále více využívané v konstrukcích průmyslových hal, stavbách občanské vybavenosti a v dalších typech stavebních a technologických konstrukcí. Důvodem je tlak na snižování celkových nákladů na výstavbu a efektivní využívání materiálů. Oproti klasickým ocelovým profilům se tenkostěnné vyznačují zejména úsporou materiálu. Nevýhodou je komplikovaná metodika návrhu a posouzení [1], [3], [4], [5], [6].
V současnosti je používáno několik typů spojů tenkostěnných profilů. Jsou to například spoje bez přídavných výztuh, výztuhy tvořené zdvojením profilů přesahem (overlap) a spoje s přídavnými výztuhami (clips) [2]. V dostupných normových předpisech [5] nejsou zohledněny návrhy a posouzení těchto typů spojení, což je bráno jako hlavní motivace pro tento výzkum. Posuzování spojů je v současnosti prováděno na základě zkušeností, interních testů a předpisů jednotlivých výrobců těchto konstrukcí.
V rámci projektu budou provedeny experimenty na konkrétním typu spoje s klipem. Jedná se o napojení střešní tenkostěnné vaznice na horní pásnici hlavního vodorovného vazníku halové konstrukce. Klip ve spoji má několik funkcí, zejména nosnou a výztužnou. U řešeného spoje není přesně známo, do jaké míry se klip na přenosu sil a spolupůsobení mezi jednotlivými částmi podílí. Skutečné chování a interakce klipu bude zkoumáno na základě numerických modelů. Ty budou validovány fyzikálními experimenty, které budou provedeny v laboratoři stavebních hmot VŠB-TUO. Získané výsledky by mohly vést v budoucnu k tvorbě normových podkladů a doporučení pro návrh těchto typů spojů.
Literatura
[1] Hofmeyer H. Combined web crippling and bending moment failure of first-generation trapezoidal steel sheeting, PhD-thesis, Eindhoven University of Technology, Faculty of Architecture, Department of Structural Design, ISBN 90-6814-114-7, The Netherlands, 2000.
[2] Vraný T., Belica A., Szabó G.:Cold-formed double C beam-column with discrete elastic supports at compression flange,(2006) Proceedings of the International Colloquium on Stability and Ductility of Steel Structures, SDSS 2006, pp. 673-680.
[3] Rosmanit M. Ohybová únosnost tenkostěnných profilů průřezu Z. Praha, 2005. Disertační práce. ČVUT.
[4] Hapl V. Stabilita ocelového prutu spolupůsobícího s pláštěm. Praha, 2010. Disertační práce. ČVUT.
[5] ČSN EN 1993-1-3 - Eurokód 3: Navrhování ocelových konstrukcí - Část 1-3: Obecná pravidla - Doplňující pravidla pro za studena tvarované prvky a plošné profily, CNI
[6] Studnička, J.: Navrhování tenkostěnných za studena tvarovaných profilů, Academia, Praha 1994
PŘEHLED POUŽITÝCH METOD
Fyzikální testy sestavy napojení střešních vaznic:
Zkušební tělesa tvořena dvěma tenkostěnnýma Z-profily umístěné do sestavy budou testovány na lisu. Bude zaznamenáváno vnášené zatížení a deformace pomocí extenzometrů v několika významných bodech konstrukce. Předpoklad testů jsou dvě série po pěti zkušebních sestavách. Pět bude zatěžování tlakem a pět tahem.
Numerické modelování:
Budou vytvořeny numerické modely ve statických software ANSYS a Scia Engineer. Tyto modely budou validovány dle fyzikálních testů.
Fyzikální testy pro zjištění skutečných materiálových charakteristik:
Z plechů použité šarže budou vyřezány zkušební tělesa pro trhací zkoušky. Ze zjištěných materiálových charakteristik budou vytvořeny skutečné pracovní diagramy, které budou použity v numerických modelech. Dále pro tvorbu návrhových materiálových charakteristik je nutné dodržet požadavky uvedené
v EN 1993-1-3 A.6.2 (5), které předepisují statistické zhodnocení skutečných naměřených hodnot únosností válcovaných plechů.
ZDŮVODNĚNÍ ZAPOJENÍ JEDNOTLIVÝCH ČLENŮ
Ing. Přemysl Pařenica – příprava podkladů dle zmíněné metodiky, příprava měření, sepsaní článků, výjezd na konferenci.
Ing. Miroslav Rosmanit, Ph.D. – příprava a kontrola článků, kontrola měření.
Ing. Jan Hurta – laboratorní zkoušky v Laboratoři stavebních hmot.
Ing. Jakub Flodr – konzultace k dané problematice z pozice zaměstnance firmy vyrábějící výše uvedené konstrukce.
Ing. Petr Lehner – konzultace k tvorbě numerických modelů, kontrola článků.
PŘEDCHOZÍ DOSAŽENÉ VÝSLEDKY ČLENŮ TÝMU
1. Flodr J., Krejsa M., Mikolášek D., Brožovský J., Pařenica P.: Numerické modelování tenkostěnného profilu s vlivem redistribuce ohybových momentů. In Modelování v mechanice 2015: sborník příspěvků vědecké konference: 28. a 29. května 2015, Ostrava, Czech Republic. Ostrava: VŠB - Technická univerzita Ostrava, 2015, s. 13-14.
2. Rosmanit M., Pařenica P.: Capacity of composite steel-concrete columns, (2013) Procedia Engineering, 65, pp. 428-433.
HARMONOGRAM ŘEŠENÍ:
únor - březen: Testování materiálových charakteristik a příprava zjednodušených numerických modelů. Dále výroba a příprava testů napojení vaznice.
duben - červen: Provedení fyzikálních zkoušek. Příprava a publikace článků pro konferenci Modelování v mechanice 2016. Publikování průběžných výsledků na konferenci Engineering Mechanics 2016.
červenec - srpen: Vyhodnocení dat ze zkoušek. Příprava a publikace článku v časopise.
únor - říjen: Průběžná optimalizace numerického modelu napojení vaznice.
září - listopad: Příprava a publikace článku do časopisu.
|
|---|
