DISERTAČNÍ PRÁCE Stabilita ocelového prutu spolupůsobícího s ...

10 STABILITA OCELOVÉHO PRUTU SPOLUPŮSOBÍCÍHO S PLÁŠTĚM
1.2 Popis problému
Jak z předchozího vyplývá, soustředí se hlavní část disertační práce na rozbor a důsledky
stabilizačních účinků pláště na jednotlivé prvky nosné konstrukce. K tomuto problému
existují v zásadě čtyři možné přístupy.
První, nejkonzervativnější, interakci pláště a nosného prvku zcela zanedbává a případný
pozitivní efekt pláště považuje za konstrukční rezervu.
Druhý přístup spočívá v čistě stabilitním chápání problému tlačeného a ohybem okolo osy
největší tuhosti namáhaného prutu. Tento přístup ke stabilitnímu problému lze charakterizovat
tak, že v případě, kdy je zabráněno ztrátě stability, jsou síly vyvozené ztrátou
stability nulové. Z toho důvodu je často uvažováno s tím, že libovolné příčné podepření,
tedy i plášť připevněný k pásnici, centrickým tlakem zatíženého prutu poskytuje plné
podepření pro vybočení na osu nejmenší tuhosti profilu, a pro případ ohýbaného nosníku
plně stabilizuje podpíranou pásnici (v případě podepření tažené pásnice vede tento případ
ke klopení k vynucené ose, v případě podepření tlačené pásnice vede k plné stabilizaci
nosníku).
Ani jeden z těchto přístupů se však nejeví jako dostatečně výstižný. První ze zmíněných
přístupů vede v mnoha případech k velmi konzervativnímu posudku, druhý, hlavně
u vysokých nosníků s poměrně malou torzní tuhostí, může vést ke značnému nadhodnocení
únosnosti posuzovaného prvku. Problematice věnovalo značné množství autorů
[7, 10, 13, 14, 15, 20, 22, 25, 28, 34], kteří přistupovali k problematice jako ke stabilitnímu
problému posuzovaného prutu pružně podepřeného pláštěm. Výstupem těchto prací je
buď hodnota hraniční torzní a příčné tuhosti pláště, pro kterou lze již prut považovat za
plně stabilizovaný, nebo vztah mezi tuhostí pláště a poměrnou štíhlostí konkrétního prutu.
Zmíněné postupy vedoucí k nalezení hraniční tuhosti se vesměs jeví jako konzervativní, a
dávají poměrně rozdílné hodnoty. Navíc tyto postupy vesměs neberou ohled na pevnostní
charakteristiky jednotlivých komponent pláště.
Poslední z možných postupů vede na numerické modelování prutu s navazujícím pláštěm
a přímé pevnostní řešení problému imperfektní soustavy. S ohledem na fakt, že vyjma
nekvalitního provedení spojů pláště mají jeho ostatní nedokonalosti v provedení jen velmi
malý vliv na tuhostní a pevnostní charakteristiky soustavy plášť-prut, lze plášť modelovat
ve velmi zjednodušené formě soustavou pružin.
1.3 Popis systému nosné konstrukce se spolupůsobícím
lehkým ocelovým pláštěm
Soustava nosné konstrukce se spolupůsobícím pláštěm je tvořena primární popřípadě
sekundární ∗ nosnou konstrukcí a kovovým pláštěm. Typické lehké ocelové pláště je možné
dělit podle mnoha krtitérií, například podle přítomnosti tepelně-izolační vrstvy, podle
toho jestli jsou montážně skládány z jedné nebo více vrstev, podle směru pnutí a to jak
vzhledem k primární nosné konstrukci objektu tak vzhledem k vodorovné rovině, pří-
∗ Zde i v dalším je z důvodu jednoznačnosti a jednoduchosti zápisu přijato, pokud není uvedeno jinak,
označení primární nosná konstrukce pro pruty nosného systému, který přímo vynáší plošné prvky pláště.
Pro střešní plášť běžné vaznicové soustavy jsou tedy termínem primární nosná konstrukce označovány
vaznice a za sekundární nosnou konstrukci jsou považovány vazníky střechy.