19023x
000966
28.4.2021

Typy smykových ploch a jejich význam

Průřezové charakteristiky v programech RFEM a RSTAB obsahují různé typy smykových ploch. Tento odborný článek vysvětluje výpočet a význam těchto různých hodnot.

Smyková plocha Ay a Az

Smyková plocha se stanoví z průřezové plochy pomocí opravného součinitele smyku κ. Ten se vypočítá v závislosti na výběru tenkostěnného nebo masivního průřezu podle příslušné teorie. U masivních průřezů se provádí výpočet podle teorie Grasshof-Zuravského (viz také popis programu SHAPE-MASSIVE), pro tenkostěnné průřezy je výpočet smykových ploch podrobně popsán v tomto odborném příspěvku.

Smykové plochy průřezů se standardně používají pro stanovení vnitřních sil a deformací v programu RSTAB/RFEM. Vliv smykové deformace lze ovšem při příslušném nastavení parametrů výpočtu zanedbat, v takovém případě nejsou smykové plochy průřezů relevantní. Vliv smykové deformace na deformace a vnitřní síly je popsán v tomto odborném příspěvku na příkladu dřevěné konstrukce.

Účinná smyková plocha Av,z a Av,y podle EC 3

Při posouzení se zpravidla stanovují vlastní smykové plochy podle příslušných norem, například účinná smyková plocha podle EC 3. Výpočet se provádí podle kapitoly 6.2.6 (únosnost ve smyku) v závislosti na tvaru průřezu.

Tato smyková plocha se používá v přídavném modulu RF-/STEEL EC3 ke kontrole plastické únosnosti ve smyku. Pokud však v modulu RF-/STEEL provádíme pružnou analýzu napětí, smyková plocha není nutná, protože výpočet smykových napětí se provádí nezávisle přes napěťové body.

Plastická smyková plocha Apl,z a Apl,y

Plastická smyková plocha představuje zjednodušený postup při stanovení plastické únosnosti ve smyku. Nejdříve se průřez rozdělí na obdélníkové prvky. Plastická smyková plocha je tvořena plochami prvků rovnoběžných se směrem síly; zaoblení a prvky příčné k uvažovanému směru síly se nezohlední. Šikmé prvky se zohledňují v závislosti na úhlu.

Samostatný program SHAPE -THIN používá stejnou metodu pro výpočet plastických smykových ploch.

Vymezení tenkostěnných a masivních průřezů

U některých průřezů vyvstává otázka, zda jsou stále považovány za tenkostěnné, nebo zda je třeba je klasifikovat jako masivní. Pokud nejsou průřezy na první pohled masivní, mohou při rozhodování pomoci smykové plochy Az nebo Ay.

Pro příklad použijeme parametrický I-profil IS 300/40/25/20/0 jako tenkostěnný průřez. Podle tenkostěnné teorie se stanoví smyková plocha Ay = 95,4 cm2. Ta je tak větší než průřezová plocha A = 81 cm2 a znamená to, že průřez by měl být ve skutečnosti počítán jako masivní průřez. Proto se před výpočtem prutu s tímto průřezem v programu RSTAB/RFEM během kontroly správnosti zobrazí příslušné upozornění.

Pokud byla v parametrech posouzení deaktivována smyková tuhost, lze toto upozornění bez následků ignorovat. Pokud se smyková tuhost uvažovat má, je možné použít parametrický masivní I-profil nebo smykovou plochu upravit ručně v tabulce průřezů. Vzhledem k tomu, že při následném posouzení v modulu RF-/STEEL EC3 je třeba zadat tenkostěnný průřez a smyková plocha se tam stejně nepoužívá, doporučuje se upravit smykovou plochu tenkostěnného průřezu.


Odkazy