Prostorová tuhost dřevěných střešních konstrukcí s kovovými deskami s prolisovanými trny

Abstract

Disertační práce se zabývá problematikou prostorové tuhosti lehkých dřevěných střešních konstrukcí (vazníků) s kovovými deskami s prolisovanými trny. Vazníky jsou navrhovány jako velice subtilní rovinné soustavy zatížené pouze ve své rovině a veškerá zatížení působící kolmo na tuto rovinu musí být bezpečně přenesena systémem ztužení do podpor. V úvodu práce je provedena důkladná rešerše literatury a jsou zevrubně představeny jednotlivé systémy ztužení a zavětrování vazníkových konstrukcí. Cílem práce je provést zatěžovací zkoušky tří různých typů ztužidlových polí vazníkových střešních konstrukcí v měřítku 1:1 a popsat chování jednotlivých testovaných konstrukcí vystavených vodorovnému zatížení. Dosažené výsledky jsou ověřeny numerickým modelem dvou typů ztužidlových polí a následně i geometricky nelineární numerickou analýzou modelu sedlové střechy s 10 vazníky podle teorie druhého řádu. Při analytickým přístupu k řešení problému tlačeného horního pásu vazníku drženého proti vybočení z roviny latěmi připojenými ke ztužidlu se jako nejvhodnější ukazuje analogie s úlohou tlačeného imperfektního prutu na pružném podloží. Přílohou práce je mimo jiné i užitný vzor Lisovaného ztužidlového pole lehkých střešních konstrukcí z dřevěných vazníků s kovovými deskami s prolisovanými trny a několik typizovaných detailů vazníkových konstrukcí.

Doctoral thesis deals with the issue of horizontal rigidity of light-weight timber roof structures (trusses) with punched metal plate fasteners. Timber trusses are designed as very slender structures loaded only in their plane. All loads applied perpendicular to truss plane must be transferred by engineered bracing system into supports. Introduction of the thesis includes literature review and detailed description of bracing types of timber truss structures. The aim of the thesis is to perform full-scale tests of three different types of bracing frames in order to describe behaviour of the specimen under horizontal load. Results obtained from the experiment are verified by numerical model of two common types of bracing frames and also by geometrically non-linear numerical analysis of double-pitch roof of 10 trusses according to the second order theory. The analytical solution of the problem of truss upper chord in compression which is braced against out-of-plane buckling by battens connected to a bracing frame shows high correspondence with a case of an imperfect member on elastic subsoil. Annexes of the thesis also contain the utility model of Prefabricated bracing truss of light-weight roof structures of timber trusses with punched metal plate fasteners.