Vliv tuhosti tesařských spojů na distribuci vnitřních sil v historických dřevěných konstrukcích

Abstract

Tato práce se zaměřuje na popis vlivu různých parametrů, jako jsou tuhosti spojů a okrajových podmínek, na distribuci sil v dřevěných historických konstrukcí. Pro tento účel se používá variování hodnot rotační tuhosti, axiální tuhosti v tahu a tuhosti v tlaku. Byly vymodelovány tři historické krovy z České republiky, a to zejména jedna krokevní soustava s ondřejskými kříži reprezentující středověké krovy, dále pak jedna ležatá a jedna stojatá stolice, každá typická pro jisté období. Bylo zjištěno, že typický předpoklad, že spoje mohou být modelovány jako kloubové styčníky, platí, zejména když je tuhost rovnoměrně rozložena v konstrukci. Tam, kde se mnoho prvků spojuje na jednom místě a vytváří tuhou zónu v příhradovém nosníku, schopnost předpovědět zapojení jednotlivých nosníků je v tomto způsobu modelování omezená. Porovnání normálových sil bylo nejčastěji kriteriem, přičemž kloubový model byl často více konzervativní o 10 %. Hodnota ohybového momentu byla podceněna předpokladem kloubového styčníku zejména v případech vzpěr či pásků. Předpoklad kloubového spojení je přijatelný pro konstrukce, které jsou rovnoměrně zatíženy a kde přenos sil probíhá přímo bez dalšího vétvení od zatížení k podporám.

This thesis will focus on the evaluating the sensitivity of historic timber trusses to various stiffness parameters and boundary conditions. Values including rotational stiffness, axial tension stiffness, and compressive stiffness are utilized for this purpose. Three different historic trusses from the Czech Republic were modeled including a collar rafter roof with scissor braces, an interior truss from a ‘Stehender stuhl’ roof, and a ležatá stolice truss with a typical inner supporting frame. It was found that the typical assumption that joints can be modelled as rotational hinges is valid when stiffness is evenly distributed through a structure. Where numerous elements connect at one location and create a rigid zone in the truss the hinges struggle to accurately predict the interactions and of the members involved. Axial stresses were the most commonly accurate measure, with the hinged model often overconservative by just over 10%. Moment was underestimated by the hinge assumption in the cases of supporting struts which could not adequately have the bending stresses imposed from the internal components of the roof. The hinged connection assumption is acceptable for truss configurations that are regularly loaded and have a clear load path to the supports.