12858x
001375
12.12.2016

Posouzení stěnových nosníků v programu RFEM

Při posouzení konstrukčních prvků železobetonových konstrukcí je často nutné posoudit stěnové nosníky. Řeší se jimi hlavně překlady nad okny a dveřmi, průvlaky, spojení odskoků stropních desek a rámové systémy. Pokud je modelujeme v programu RFEM jako plochy, budou při výsledném vyhodnocení nutné výztuže zapotřebí další kroky.

Pozadí

Při výpočtu vnitřních sil se vychází z pružného chování materiálu. Ohyb, který stěna přenáší, se odráží na nelineárním průběhu normálové síly. Tento průběh se přitom může lišit v závislosti na poměru výšky (h) a délky (l).

Čím je poměr h/l menší, tím více se průběh blíží přímce. Pokud na základě daných vnitřních sil provedeme posouzení plochy, dostaneme průběh nutné podélné výztuže, který odpovídá znázorněnému klínu tahových sil.

Takové uspořádání výztuže ovšem není správné, protože při posouzení betonu se vychází z porušeného stavu. Protažení výztuže na dolním okraji může být již dávno překročeno, zatímco horní vrstvy výztuže zůstávají nedotčeny.
Obecně máme v programu RFEM dvě možnosti, jak provést posouzení:
  1. Vyhodnocení na základě řezů
  2. Posouzení pomocí výsledkového prutu

Vyhodnocení na základě řezů

Tato možnost by se měla použít vždy, kdy je poměr h/l 0,5. Po výpočtu nutné výztuže v přídavném modulu RF‑CONCRETE Surfaces povedeme svislý řez na rozhodujících místech.
Při vyhodnocení smykové výztuže je třeba použít maximální hodnotu svislé výztuže, například z as,2,-z a as,2,+z, a uvažovat ji bez oslabení až k horní hraně nosníku na obou stranách.
U ohybové výztuže můžeme v dialogu pro zadání řezu aktivovat v podrobném nastavení interpretaci výsledků. Obě vodorovné výztuže, například as,1,-z a as,1,+z, je třeba sečíst. Spočítaná celková podélná výztuž se soustředí na dolní okraj průřezu.

Podle [1] je při vyhodnocení pružného výpočtu desky třeba dbát na následující body:

  • Soustředěné uspořádání výztuže v poli na dolním okraji.
  • Výztuž v poli se má umístit po celé délce a zakotvit v uložení pro 80 % síly.
  • U nosníků o několika polích je třeba uspořádat přímé pruty betonářské výztuže s odpovídající délkou přesahu.
  • U nosníků o několika polích je třeba polovinu podporové výztuže uspořádat po celém rozpětí. Zbytek se má vést na obou stranách do délky L/3 přes okraj podpory bez přidané kotevní délky.
  • Zatížení v dolní části včetně vlastní tíhy, která působí v pomyslném půlkruhu o poloměru 0,5 L (L Smyková výztuž se má vést do výšky L

Posouzení pomocí výsledkového prutu

Tato možnost by měla být použita pouze od poměru h/l ≤ 0,5, jinak se rameno páky považuje za příznivé.< 0,5 angewandt werden, da sonst der Hebelarm zu günstig angenommen wird. Pro vyhodnocení výsledků a posouzení vložíme vodorovný výsledkový prut do těžiště plochy. Zadáme obdélníkový průřez s rozměry stěnového nosníku. V podrobném nastavení u výsledkového prutu je pak pouze třeba vybrat příslušnou plochu. V přídavném modulu RF ‑ CONCRETE Members nyní spustíme výpočet prutového prvku na výsledkovém prutu s integrovanými vnitřními silami stěnového nosníku.

Výklad a shrnutí

Výsledky obou postupů se mohou v závislosti na geometrii a zatížení značně lišit. Hlavní příčina spočívá v rozdílném rameni sil, které se při posouzení uvažuje. Při posouzení plochy dostáváme menší rameno sil v rozdělení přetvoření. Z toho pak vyplývá větší nutná výztuž.
Pokud zvolíme metodu posouzení pomocí výsledkového prutu, nebudeme muset zadávat několik řezů a ušetříme si také ruční výpočet ohybové výztuže. Výztuž bude přitom umístěna správně.

Reference

[1] Rombach G.: Anwendung der Finite-Elemente-Methode im Betonbau. Berlín: Wilhelm Ernst & Sohn, 1968

Autor

Pan Fröhlich poskytuje technickou podporu zákazníkům a je odpovědný za vývoj produktů pro ocelové konstrukce.

Odkazy
Stahování