DISERTAČNÍ PRÁCE Stabilita ocelového prutu spolupůsobícího s ...

1 Úvod
1.1 Předmět zkoumání
Předmětem práce je studium chování štíhlého ocelového tlačeného a/nebo ohýbaného
prutu v interakci se spolupůsobícím lehkým ocelovým pláštěm. Těžištěm zájmu je pak
především prut typické konstrukce lehké rámové haly.
V současné době se v oblasti stavební výroby velko- a středně rozponových objektů běžně
používají ocelové rámové konstrukce s lehkým pláštěm na bázi trapézových plechů, kazetových
profilů nebo tepelně-izolačních panelů. Jejich hlavní výhodou oproti tradičním
betonovým skeletům je rychlá výstavba, tvarová variabilita a v neposlední řadě i takřka
stoprocentní recyklovatelnost primární i sekundární nosné konstrukce.
Hlavní nevýhodou ocelových konstrukcí obecně zůstává velká energetická náročnost jejich
výroby a s tím spojená relativně vysoká cena konstrukce. Vzhledem ke zmíněnému je
v oboru ocelových konstrukcí poměrně dobře patrná snaha o co největší úsporu materiálu.
Tato skutečnost se projevuje hlavně ve dvou směrech. Prvním z nich je použití vyšších tříd
konstrukčních ocelí (S355, případně S420 a S460) a snaha o využití ekonomických profilů
(tenkostěnné profily a vysoké svařence se štíhlými stojinami, které v mnoha případech
nahrazují výrobně nákladné příhradové a členěné pruty). Využití ekonomičtějších profilů
s menší tloušťkou stěn vede k problémům možné lokální ztráty stability části profilu. Použití
vyšších tříd konstrukčních ocelí vede k použití štíhlejších profilů, a tím v mnoha
případech ke snižování tuhostí jednotlivých konstrukčních prvků i nosné konstrukce jako
celku. Větší poddajnost vede k větším deformacím konstrukce od působícího zatížení.
Tyto deformace přitom mohou kromě použitelnosti a vzhledu konstrukce ovlivňovat i rozložení
vnitřních sil. Zmíněný fenomén, jehož význam zásadně roste se snižující se tuhostí
konstrukce, se nazývá účinkem II. řádu.
Druhý z významných směrů, který se projevuje v současné stavební praxi, je snaha o využití
všech na konstrukci se vyskytujících rezerv. Jejich využití je ovšem podmíněno dostatečně
přesnou znalostí chování navrhované konstrukce, což vyžaduje použití sofistikovanějších
metod analýzy konstrukce. Snaha o využití rezerv konstrukce se projevuje hlavně
využitím tuhosti a únosnosti podružných a výplňových prvků konstrukce. Typickým příkladem
tohoto postupu je využití plošné konstrukce opláštění, primárně určené k přenosu
klimatických zatížení působících kolmo na rovinu plošných prvků, i k přenosu sil v jeho
rovině - v rovině pláště. Tato „nevyužitá únosnost a tuhost pláště je využitelná jako náhrada
ztužení konstrukce, respektive k zajištění prostorového spolupůsobení jednotlivých
vazeb objektu [2, 3, 4, 5, 19, 27]. Tato tuhost a únosnost se projevuje i ve zmenšení deformací
jednotlivých prvků. Zmenšení deformací se pak zpětně promítá do snížení významu
počátečních imperfekcí a účinků II. řádu na konstrukci.
9