Průvlaky, žebra, deskové nosníky: smyk ve styčné ploše

Odborný článek

Tento text byl přeložen Google překladačem

Zobrazit původní text

Betonové dílce se často musí v průběhu stavby budovat po částech. Klasickým příkladem je použití prefabrikovaných průvlaků, k nimž se až na místě stavby dobetonuje deska. Dobetonování průřezu vede ke vzniku styčných ploch mezi již ztvrdlým a čerstvým betonem. Při posouzení je pak třeba uvážit přenos podélných smykových sil, které mezi dílčími průřezy vznikají.

Únosnost styčné plochy

Při posouzení podle EN 1992-1-1 se vychází z návrhových smykových napětí. V tomto případě se pevnost spoje skládá z podílů lepenéhospoje (vRdi, ad ), tření na rozhraní (vRdi, r ) a části výztuže ve smykových silách (vRdi, sy ) z upnutí. a ukotvení, přičemž maximální únosnost ve smyku je omezena sníženou pevností v tlaku (vRdi, max ) nového nebo starého betonu.

v Rdi = v Rdi, ad + v Rdi, r + v Rdi, sy ≤ v Rdi, max

Obr. 01 - Návrhový model únosnosti styčné plochy podle [1]

Použitou smykovou výztuž můžeme přitom uvažovat jako betonářskou výztuž ve styčné ploše. Návrhovou hodnotu únosnosti ve smyku můžeme rozepsat do jednotlivých složek následovně:

vRdi = c · fctd + μ · σn + ρ · fyd · (1,2 μ · sin α + cos α) ≤ 0,5 · ν · fcd

S

c, μ und ν...hodnoty, které závisí na drsnosti povrchu styčné plochy

  • ozubené: c = 0,50 | μ = 0,90 | ν = 0,70
  • drsné: c = 0,40 a) μ = 0,70 | ν = 0,50
  • obyčejný: c = 0,20 a) μ = 0,60 | ν = 0,20
  • velmi hladká: c = 0 b) | μ = 0,50 | ν = 0

a) Kolmo na spoj v tahu: c = 0.
b) Vyšší součinitele musí být odůvodněny odpovídajícími posouzeními.
f ctd je návrhová hodnota pevnosti betonu v tahu podle 3.1.6 (2) P
σ n je napětí na jednotku plochy způsobené minimální vnější normálovou silou působící na rozhraní, které může působit současně se smykovou silou (kladné pro tlak)

ρ = As/Ai
As je průřez výztuže procházející styčnou plochou, včetně běžné smykové výztuže (pokud existuje), s adekvátním ukotvením na obou stranách styčné plochy
Ai je oblast styčné plochy přenášená smykem

α...úhel sklonu výztuže ve styčné ploše, který je omezen hodnotami 45° ≤ α ≤ 90°

Rozdělení styčných ploch do kategorií velmi hladká, hladká, drsná a zazubená závisí na okolnostech při betonování, na vlastnostech betonu a na následném ošetřování betonu, přičemž se lze řídit příslušnou literaturou.

Působící smyková síla

Návrhová hodnota působící smykové síly ve styčné ploše se vypočítá následovně:

$${\mathrm v}_\mathrm{Edi}\;=\;\mathrm\beta\;\cdot\;\frac{{\mathrm V}_\mathrm{Ed}}{\mathrm z\;\cdot\;{\mathrm b}_\mathrm i}$$

S

β…poměr normálové síly v ploše dobetonovaného průřezu k celkové normálové síle buď v tlačené nebo v tažené oblasti posuzovaného průřezu
V Ed je návrhová hodnota působící smykové síly
z...rameno vnitřních sil spřaženého průřezu
bi je šířka rozhraní

Další možností je určit smykovou sílu z rozdílu v podélné síle v dobetonovaném průřezu obecnou integrací napětí. K tomu je třeba v přídavném modulu kliknout na tlačítko [Detaily…] a v dialogu, který se nám otevře, zvolit v záložce „Mezní stav únosnosti“ možnost „Z rozdílu v podélné síle v přidané části průřezu z obecné napěťové integrace“. Na rozdíl od ustanovení normy platí tato možnost i pro moment M z, Ed .

Posouzení smyku ve styčné ploše

Namáhání smykem se řídí vztahem v Ediv Rdi .

Zohlednění smykových sil ve styčných plochách v přídavném modulu RF-CONCRETE Members

Smykové síly ve styčné ploše lze zohlednit v RF-CONCRETE Members v náhledu "1.6 Výztuž" pod záložkou "Střih". Po označení políčka „Smyk ve styčné ploše možný“ se nám zpřístupní také všechny ostatní volby pro přesný popis styčné plochy. Můžeme zde přesně zadat polohu styčné plochy. Vybrat můžeme „Přechod deska – stojina“, což bude u deskových nosníků pravděpodobně nejčastější volba. Zadat lze ovšem také vzdálenost od horní nebo dolní strany nosníku.

Povrch styčné plochy v souladu s EN 1992-1-1, čl. 6.2.5(2) lze vybrat ze seznamu. V seznamu vidíme i příslušné parametry. V případě potřeby je můžeme změnit, pokud upravíme návrhovou normu nebo případně přílohu.

Obr. 02 - Aktivace a nastavení posouzení styčné plochy v modulu RF-CONCRETE Members

Dále můžeme nastavit, zda se má při posouzení zohlednit EN 1992-1-1, čl. 6.2.5(5), a zda se tudíž nesmí při únavě nebo při dynamickém zatížení uvažovat podíl soudržnosti betonu.

Pro správný výpočet šířky styčné plochy je třeba zadat šířku podpor navazujících stropních desek. Přitom je třeba dávat pozor na to, aby tato šířka pokud možno nebyla větší než boční betonové krytí, neboť pak by již nebylo možné vložit smykovou výztuž, a posouzení by tak nemohlo být splněno.

Nakonec lze definovat normálové napětí v ploše styku. Uvažovat by se přitom měla minimální normálová síla působící kolmo na styčnou plochu, která může působit současně se smykovou silou. Pro tlak je třeba zadat kladnou hodnotu síly, pro tah zápornou. Jestliže se jedná o tahovou sílu, soudržnost betonu nelze zohlednit a nastaví se na 0.

Zobrazení výsledků posouzení smyku ve styčné ploše

V tabulkách 2.1 až 2.4 se zobrazí nutná výztuž. Výsledky můžeme zobrazit po průřezech, po sadách prutů, po prutech nebo místech x. Výstup potřebné výztuže pro smykové styčné plochy probíhá společně s výkonem smykové výztuže a sw, V, třmínek . V okně „Mezivýsledky“ si můžeme prohlédnout některé průběžné výsledky posouzení styčné plochy. Zobrazí se v sekci „Smyk ve styčné ploše mezi betony různého stáří“.

Obr. 03 - Zobrazení výsledků posouzení styčné plochy

Pokud vidíme poznámku 936), kromě hodnoty pro sw, V, Třmínek to znamená, že u posouzení smykové výztuže je rozhodující spojovací výztuž smykového spoje.

Literatura

[1] Fingerloos, F .; Hegger, J .; Zilch, K .: Eurokód 2 pro Německo - Kommentierte Fassung (2. vyd.). Berlín: Beuth, 2016
[2] Manuál RF-/CONCRETE Members. Praha: Dlubal Software, říjen 2017. Stáhnout

Ke stažení

Odkazy

Kontakt

Máte dotazy nebo potřebujete poradit?
Kontaktujte prosím kdykoli naši bezplatnou technickou podporu e-mailem, na chatu nebo na fóru anebo se podívejte do sekce často kladených dotazů (FAQ).

+420 227 203 203

info@dlubal.cz

RFEM Hlavní program
RFEM 5.xx

Hlavní program

Program RFEM pro statické výpočty metodou konečných prvků umožňuje rychlé a snadné modelování konstrukcí, které se skládají z prutů, desek, stěn, skořepin a těles. Pro následná posouzení jsou k dispozici přídavné moduly, které zohledňují specifické vlastnosti materiálů a podmínky uvedené v normách.

Cena za první licenci
3 540,00 USD
RSTAB Hlavní program
RSTAB 8.xx

Hlavní program

Program pro statický výpočet a navrhování prutových a příhradových konstrukcí, provedení lineárních a nelineárních výpočtů vnitřních sil, deformací a podporových reakcí.

Cena za první licenci
2 550,00 USD
RFEM Železobetonové konstrukce
RF-CONCRETE 5.xx

Přídavný modul

Posouzení železobetonových prutů a ploch (desky, stěny, skořepiny)

Cena za první licenci
810,00 USD
RSTAB Železobetonové konstrukce
CONCRETE 8.xx

Přídavný modul

Lineární a nelineární posouzení železobetonových prutů s návrhem výztuže

Cena za první licenci
810,00 USD