12557x
001642
22.6.2020

Omezení šířky trhlin podle EN 1992-1-1 přímým výpočtem a bez přímého výpočtu v RF-CONCRETE

Eurokód 2 nabízí dva způsoby, jak posoudit šířku trhlin. Zaprvé lze posouzení šířky trhlin provést podle 7.3.3 bez přímého výpočtu za použití tabulek pro omezení průměru prutů nebo jejich vzdáleností. Zadruhé lze šířku trhlin wk stanovit přímým výpočtem podle 7.3.4 a porovnat s mezní hodnotou.

Teoretické pozadí

Posouzení podle 7.3.4 a 7.3.4 se zpravidla provádějí pro vnější zatížení. Při obou posouzeních se vychází ze vztahů (7.9) a (7.11).

Posouzení šířky trhlin se pak v modulech provádí v případě, že pro návrhové napětí betonu platí σc > fct,eff,wk a v betonu se tvoří trhliny. Hodnotu fct,eff,wk lze v modulech upravovat.

Tabulka 7.2DE, kterou lze při nepřímém výpočtu použít, je založena na mezních hodnotách ze vztahů (7.9) a (7.11) a na předpokládané pevnosti v tahu fct,eff a modulu pružnosti Es. Na základě těchto předpokladů jsou v závislosti na napětí ve výztuži uvedeny v tabulce 7.2DE maximální průměry prutů a v tabulce 7.3N maximální vzdálenosti prutů. Obě tabulky jsou sestaveny pro dovolenou šířku trhlin 0,2 až 0,4 mm. Pomocí upraveného maximálního průměru se příslušné hodnoty posuzovaného systému převedou na hodnoty uvedené v tabulce 7.2DE.

V případě přímého výpočtu nejsou stanovena žádná omezení šířky trhlin, protože šířka trhlin wk se vždy spočítá přímo. Lze tak také zadat mezní šířku trhlin < 0,2 mm.

Použití v modulu RF-CONCRETE

V přídavných modulech RF-CONCRETE Members a RF-CONCRETE Surfaces jsou k dispozici obě uvedené metody. Při standardním nastavení jsou také obě metody aktivní. Teoreticky není nutné provést obě posouzení. Stačí, pokud je splněno jedno z obou posouzení. Přesto jsou z určitého důvodu obě posouzení standardně aktivována. Níže se tímto důvodem budeme zabývat a ukážeme si návrh nejekonomičtější výztuže pro posouzení šířky trhlin.

Nalezení nejekonomičtější výztuže pro posouzení šířky trhlin

V modulech RF-CONCRETE Members a RF-CONCRETE Surfaces je k dispozici volba „Najít nejekonomičtější vyztužení pro návrh šířky trhlin“. Tato možnost má následující opodstatnění.

Podle EN 1992, 7.3.3 (2) šířka trhlin pravděpodobně nebude nadměrná, pokud je provedena betonářská výztuž podle 7.3.2. a současně

  • pro trhliny vyvozené převážně omezením vynucených přetvoření nejsou průměry prutů uvedené v tabulce 7.2N překročeny. Přitom je hodnota pro napětí v oceli stanovena bezprostředně po vzniku trhlin (to znamená σs ve vztahu (7.1)).

  • pro trhliny vyvozené převážně přímým zatížením jsou splněna buď ustanovení tabulky 7.2N nebo ustanovení tabulky 7.3N. Napětí v oceli se má stanovit v průřezech porušených trhlinami při příslušné kombinaci zatížení.

To znamená, že nemusí být splněny všechny části nepřímého výpočtu, pokud je současně zajištěno dodržení minimální výztuže. To může vést k tomu, že nutná výztuž stanovená v průběhu přímého výpočtu není nejekonomičtější vyztužení. Proto jsou také obě posouzení standardně aktivována.

Posouzení šířky trhlin pro přípustnou šířku trhlin < 0,2 mm

Při výše uvedeném standardním nastavení se může vyskytnout problém při posouzení přípustné šířky trhlin < 0,2 mm. Pro wk < 0,2 mm nejsou tabulky, na nichž je založen nepřímý výpočet, směrodatné. V takové situaci je třeba nepřímý výpočet deaktivovat a posouzení provést pouze přímým výpočtem.

Provedení výpočtu

Právě s ohledem na situaci, kdy se provádějí v souladu se standardním nastavením obě posouzení, vyvstává otázka rychlosti výpočtu. V tomto ohledu nemá přídatné posouzení na výpočet podstatný vliv. Nutná výztuž pro posouzení šířky trhlin se stanoví iteračně. Pokud není některé posouzení splněno, přidá se k nutné výztuži další výztužný prut a posouzení se provedou znovu. Tento postup se opakuje, dokud již do průřezu nelze vložit žádné pruty anebo dokud nejsou splněna příslušná kritéria posouzení.

Posouzení šířky trhlin vyvozených omezením vynucených přetvoření

V přídavných modulech RF-CONCRETE se pro vynucená přetvoření stanoví minimální výztuž podle 7.3.2. Pokud je možné zohlednit namáhání vlivem omezení vynuceného přetvoření na straně zatížení, lze návrh šířky trhlin pro omezení vynucených přetvoření provést také pomocí výpočtu šířky trhlin.


Autor

Ing. Langhammer se podílí na vývoji v oblasti železobetonových konstrukcí a zároveň poskytuje technickou podporu zákazníkům.

Odkazy
Reference
  1. Manuál RF-CONCRETE Surfaces. Tiefenbach: Dlubal Software, květen 2018.
  2. Eurokód 2: Navrhování betonových konstrukcí - Část 1-1: Obecná pravidla a pravidla pro pozemní stavby. Český normalizační institut, 2006
Stahování