Grant FRVŠ 2613/2005/G1
Tuhost elastomerových ložisek a její vliv na
průběh
vnitřních sil v deskostěnových konstrukcích
Kolektiv řešitelů :
Ing. Michal Drahorád
Doc.Ing.Vlastimil Kukaň, CSc.
Cílem tohoto projektu bylo určení deformačních charakteristik ve stavebnictví často používaných elastomerových ložisek, analýza jejich chování a způsob realistického modelování tohoto způsobu uložení v případě deskostěnových konstrukcí. Dále je v projektu rozebrán vliv způsobu modelování ložisek na průběh vnitřních sil v deskostěnových konstrukcích.
Způsob a postup řešení :
Nejprve byly podrobně rozebrány a zhodnoceny jednotlivé způsoby uložení z hlediska přesnosti vypočtených vnitřních sil. Na základě tohoto souhrnu chování jednotlivých způsobů podepření byly učiněny závěry o vztahu jednotlivých modelů uložení z hlediska přesnosti řešení a byl vybrán nejvýhodnější způsob modelování uložení – plošná podpora s tuhostí odpovídající tuhosti modelovaného ložiska. Podrobně ...
V dalším kroku byly provedeny experimentální zkoušky elastomerových ložisek v laboratoři. Z důvodu omezené maximální zatěžovací síly lisu, který byl k dispozici, byla vybrána ložiska s návrhovou únosností 100 kN (rozměry 100x100mm) dodávaná firmou SOK Třebestovice. Pro zkoušky byly k dispozici 3 kusy těchto ložisek. Ložiska byla podrobena zkoušce v tlaku, jejíž uspořádání a provedení bylo navrženo podle návrhu normy EN 1337-3.
Výsledky laboratorních zkoušek byly vyhodnoceny s ohledem na několik možných způsobů zatížení dle délky jejich trvání – okamžité, krátkodobé a dlouhodobé. V závislosti na druhu zatížení tak byl určen příslušný modul pružnosti ložiska, který byl porovnán s daty získanými od výrobce ložisek.
V posledním kroku byly získané poznatky o chování elastomerových ložisek aplikovány na reálný příklad výpočtu mostní konstrukce. Vnitřní síly byly stanoveny s ohledem na působící zatížení a příslušné chování ložiska, resp. jeho modul pružnosti. Zvlášť tak byly uvažovány jednotlivé moduly pružnosti podle typu zatížení (stálé a nahodilé), resp.délky jeho trvání (okamžité, krátkodobé a dlouhodobé). Výsledky analýzy byly potom porovnány pro bodový a plošný způsob modelování ložiska.
Výstupy a výsledky řešení :
Základním poznatkem z grantového projektu je skutečnost, že modelování reálného chování elastomerových ložisek je možné provést pouze při použití poddajného plošného způsobu uložení konstrukce. Další zjištěnou skutečností jsou přetvárné charakteristiky elastomerových ložisek, zejména moduly pružnosti v tlaku v návaznosti na způsob zatížení (Tab.1) a jejich porovnání porovnání s hodnotami modulů pružnosti udanými výrobcem. Z hodnot modulů pružnosti v tlaku získaných zkouškami a z porovnání s hodnotami udanými výrobcem byla následně stanovena závislost modulu pružnosti ložiska E na délce trvání zatížení (Obr.1).
|
Rozměr ložiska [mm] |
Dle
SOK Třebestovice |
Okamžité |
Krátkodobé |
Dlouhodobé
a stálé |
|
[MPa] |
[MPa] |
[MPa] |
[MPa] |
|
|
100
x 100 |
168 |
210 |
168 |
151,2 |
|
100
x 150 |
235 |
293,75 |
235 |
211,5 |
|
150
x 200 |
480 |
600 |
480 |
432 |
|
200
x 300 |
355 |
443,75 |
355 |
319,5 |
|
200
x 250 |
315 |
393,75 |
315 |
283,5 |
|
200
x 400 |
430 |
537,5 |
430 |
387 |
|
250
x 400 |
610 |
762,5 |
610 |
549 |
|
300
x 400 |
630 |
787,5 |
630 |
567 |
|
350
x 450 |
520 |
650 |
520 |
468 |
|
500
x 600 |
1000 |
1250 |
1000 |
900 |
|
600
x 700 |
760 |
950 |
760 |
684 |
|
700
x 800 |
1000 |
1250 |
1000 |
900 |
|
800
x 800 |
829 |
1036,25 |
829 |
746,1 |
|
900
x 900 |
1050 |
1312,5 |
1050 |
945 |
Tab.1 - Hodnoty modulů pružnosti E v závislosti na typu zatížení pro nejčastěji
používaná obdélníková elastomerová ložiska
Obr.1 – Poměrná velikost modulu pružnosti elastomerového ložiska v závislosti na době trvání zatížení oproti údajům od výrobce