Nejnavštěvovanější odborný portál
pro stavebnictví a technická zařízení budov
TZB studio
zobrazit program
Archiv článků autora: prof. Ing. Josef Macháček, DrSc.


19.7.2021
prof. Ing. Josef Macháček, DrSc., Ing. Ondřej Svoboda, Ph.D., ČVUT v Praze, Fakulta stavební

V textu je parametricky vyšetřována stabilita a vybočení podpěrných oblouků válcové membránové konstrukce pomocí lineární bifurkační analýzy. Pro široké spektrum praktických geometrických parametrů konstrukce, předpětí membrán, způsobů uložení oblouků i čel membrány jsou uvedeny součinitele vzpěrných délek pro vybočení v rovině i z roviny oblouků a porovnány se stejnými součiniteli samostatných oblouků. Článek navazuje na Část 1: Experimenty a analýza [1], kde je uveden numerický model v programu SOFiSTiK a jeho validace pro membránové konstrukce podepřené ocelovými oblouky.

12.7.2021
prof. Ing. Josef Macháček, DrSc., Ing. Ondřej Svoboda, Ph.D., ČVUT v Praze, Fakulta stavební

V článku se popisuje a analyzuje test modelu přístřešku s textilní membránou podpíraného trubkovým ocelovým obloukem. Cílem vyšetřování je prostorové chování podpěrného oblouku pro jeho návrh z hlediska stability. Testuje se rozdíl chování samostatného vetknutého oblouku oproti jeho chování v membránové konstrukci. Uvedena jsou vstupní data, postup předpínání a zatěžování a experimentální výsledky. Pro numerickou analýzu v programu SOFiSTiK byla použita pružnostní, geometricky nelineární analýza s imperfekcemi respektující ortotropní chování membrány. Úspěšná validace numerických výsledků podle testů umožňuje rozsáhlé numerické parametrické studie zaměřené na stabilitu oblouků válcových membránových konstrukcí v druhé části článku.

8.3.2021
prof. Ing. Josef Macháček, DrSc., ČVUT v Praze, Fakulta stavební

Článek analyzuje stabilitu dvojkloubových kruhových oblouků pro různá rovnoměrná zatížení (svislá na půdorys oblouku, svislá na délku oblouku a radiální na osu oblouku). Ke stanovení kritického zatížení se používá lineární bifurkační analýza a následně jsou určeny součinitele vzpěrné délky oblouků. S výjimkou radiálního zatížení je nutné vzhledem k proměnné normálové síle v obloucích uvažovat vztažný Eulerův základní prut se stejným průběhem proměnné osové síly. Analýza byla provedena pro různé okrajové podmínky oblouků v podporách. Studie zahrnovala oblouky s uzavřenými i otevřenými průřezy a prokázala významný vliv tvaru průřezu na vzpěrné délky pro vybočení z roviny oblouků. Výsledkem jsou tabulky pro korektní součinitele vzpěrných délek.

14.9.2020
prof. Ing. Josef Macháček, DrSc., ČVUT v Praze, Fakulta stavební, Ing. Radek Píchal, Ph.D., ČVUT v Praze, Fakulta stavební, katedra ocelových a dřevěných konstrukcí

Článek navazuje na předchozí pojednání o předpjatých ocelových trubkách pouze s jedním křížem (Macháček a Píchal [13]). Vyšetřováno je vzpínadlo se dvěma kříži, zatímco ostatní parametry jsou shodné s testovaným a analyzovaným vzpínadlem s jedním centrálním křížem. Pro kritické zatížení a rozhodující tvary při vybočení nepředpjatého vzpínadla se uvádí lineární bifurkace. Pro předpjaté vzpínadlo je odvozeno analytické řešení, umožňující stanovit kritické zatížení pro libovolné předpětí, včetně optimálního předpětí ke stanovení maximální kritické síly. Hlavní studie uvádí geometricky, popř. i materiálově nelineární řešení s imperfekcemi v prostředí ANSYS. Ukazuje potřebu nelineárního řešení i pro stanovení kritického zatížení "ideálního" vzpínadla, zatímco pro stanovení únosnosti "imperfektního" vzpínadla, s příslušným počátečním průhybem, je zcela nezbytné. V závěru je analyzován vliv materiálové nelinearity i počtu křížů, s doporučeními pro návrh vzpínadel.

7.9.2020
prof. Ing. Josef Macháček, DrSc., ČVUT v Praze, Fakulta stavební, Ing. Radek Píchal, Ph.D., ČVUT v Praze, Fakulta stavební, katedra ocelových a dřevěných konstrukcí

Tento článek je zaměřen na experimenty se vzpínadly, numerické analýzy a jejich vyhodnocení. V teoretické části je uvedena lineární bifurkace (2D LBA) ke stanovení kritických sil a tvarů vybočení, geometricky nelineární analýza ke stanovení únosnosti imperfektních vzpínadel (3D GNIA) a geometricky a materiálově nelineární analýza ke stanovení únosnosti imperfektních vzpínadel z nerezových ocelí (3D GMNIA). Numerické výpočty jsou provedeny v softwaru ANSYS a validovány na experimentech. Parametricky jsou vyšetřeny vlivy počátečních průhybů, směru vybočení, materiálové nelinearity a způsobu uložení táhel na středovém kříži. Výsledky jsou shrnuty v praktická doporučení. Článek navazuje na předchozí obecné pojednání o předpjatých ocelových tlačených trubkách s jedním křížem (Macháček [1]).

16.1.2019
prof. Ing. Josef Macháček, DrSc., ČVUT v Praze, Fakulta stavební

Článek se zabývá návrhem velmi štíhlých tlačených ocelových prvků. Návrhová únosnost běžných štíhlých tlačených sloupů je dána jejich vzpěrnou únosností, která je při velké štíhlosti malá. Modifikací štíhlého sloupu do vzpínadlového předpjatého systému vede k násobnému zvýšení návrhové únosnosti. V článku jsou popsány předpjaté vzpínadlové ocelové tlačené trubky s jedním křížem. Uvádějí se vztahy pro stanovení kritického zatížení „ideálního vzpínadlového prutu“ a dále vztahy pro určení maximální únosnosti „imperfektního vzpínadlového prutu“. Maximální únosnosti po redukci součinitelem materiálu vedou ke stanovení návrhové únosnosti v souladu s Eurokódem 1993-1-1. V závěru je uveden příklad výpočtu a porovnání únosností předpjatého (vzpínadlového) a nepředpjatého (běžného) prutu velké štíhlosti.



 
 
Reklama