Kombinace účinků u mostů pozemních komunikací podle EN 1991-2

Odborný článek z oblasti statiky za použití softwaru Dlubal

  • Databáze znalostí

Odborný článek

V případě účinků na mosty pozemních komunikací je vedle základních kombinačních pravidel podle EN 1990 třeba navíc uvažovat další kombinační podmínky, které se stanoví v EN 1991-2. Programy RFEM a RSTAB nabízejí přitom automatické vytváření kombinací, které lze aktivovat v základních údajích při výběru normy EN 1990 + EN 1991-2. Dílčí součinitele spolehlivosti a kombinační součinitele v závislosti na kategorii účinku jsou při výběru příslušné národní přílohy již předem nastaveny.

Kategorie účinků

Zatěžovací stavy lze zařadit do různých kategorií stálých účinků (stálé zatížení, nerovnoměrné sedání, předpětí), proměnných účinků (provoz, klimatické účinky), zatížení od jednotlivých fází výstavby a montáže, mimořádných účinků nebo také seizmických účinků.

Zejména při přiřazování provozních zatěžovacích stavů se musí dbát na to, aby zatěžovací stavy byly již zde zařazeny do správné skupiny zatížení. Na jednoduchém příkladu silničního mostu se dvěma jízdními pruhy si ukážeme automatické generování účinků podle EN 1990 + EN 1991-2 v programu RFEM.

Sestavy pro zatížení dopravou

Sestavy zatížení dopravou podle EN 1991-2 mají zohledňovat pravděpodobnost současného výskytu maximálních hodnot různých složek provozního zatížení. Programy RFEM a RSTAB nyní nabízejí generování skupin provozních zatížení pouze pro zatížení mostů pozemních komunikací, pro zatížení železničních mostů nejsou v současnosti automatické kombinace k dispozici.

Sestavy zatížení dopravou 1 až 6 pro mosty pozemních komunikací odpovídají následujícím zatěžovacím situacím.

gr1a
maximální svislé zatížení dopravou, LM1
gr1b
maximální svislé zatížení dopravou, LM2
gr2
maximální vodorovné zatížení dopravou
gr3
zatížení chodníků a cyklistických pruhů (bez silniční dopravy)
gr4
zatížení davem lidí
gr5
zatížení zvláštními vozidly
gr6
zatížení při výměně podpor, předpínacích kabelů a podobně

Přiřazením provozních zatěžovacích stavů ke správným kategoriím účinků se automaticky řídí kombinační vztahy mezi těmito zatěžovacími stavy, což si v našem příkladu ukážeme pro názornost u sestav zatížení gr1a a gr2. Lze také zohlednit několik zatěžovacích stavů na jeden typ zatížení, například plošné zatížení působící v jednotlivých polích jako v našem příkladu.

Zatížení dopravou v gr1a

Model zatížení 1 pro silniční dopravu zahrnuje rovnoměrné plošné zatížení (UDL) a příslušná soustředěná zatížení dvojnápravou (TS). Tato zatížení se mají spolu se zatíženími na chodníky a cyklistické pruhy zařadit do sestavy 1a. Automaticky se zohlední alternativní vztahy mezi všemi zatěžovacími stavy označenými jako TS, zatěžovací stavy UDL nebo Chodníky a cyklistické pruhy mohou přitom působit současně.

Pokud se nemá vyšetřit pouze možná poloha maximálně zatíženého jízdního pruhu 1, lze aktivovat volbu „Rozdělení vozovky do pomyslných jízdních pruhů“. Následně je třeba příslušné zatěžovací stavy přiřadit ručně v závislosti na směru. V příkladu se nejdříve analyzuje poloha jízdního pruhu 1 na levé straně mostu. K tomu byly vytvořeny ZS10 a ZS11 jako UDL a ZS50 až ZS55 jako TS. Pro vyšetření jízdního pruhu 1 na pravé straně mostu je třeba uvažovat ZS20 a ZS21 jako UDL a ZS60 až ZS65 jako TS. Zatěžovací stavy ZS30 a ZZ31 jsou označeny jako Chodníky a cyklistické stezky, a proto se také uvažují nezávisle na poloze prvního jízdního pruhu.

Zatížení dopravou v gr2

Vodorovná zatížení od brzdných a rozjezdových sil a také od odstředivých sil se řadí do gr2. Automaticky se vytvoří alternativní vztahy mezi zatěžovacími stavy daného typu zatížení. Podle ustanovení EN 1991-2 se navíc v sestavě zatížení gr2 zohledňují svislá zatížení z modelu zatížení 1 s kombinačním součinitelem psi 1 pro častou kombinaci.

Další kategorie účinků

U zatěžovacích stavů jiných kategorií účinků lze současné nebo alternativní působení zatěžovacích stavů zadat ručně pomocí známého vstupního dialogu. V souboru s naším příkladem jsme přidali dva zatěžovací stavy s namáháním teplotou (ZS 100 a ZS101). Tyto dva zatěžovací stavy představují zahřátí nebo ochlazení povrchu mostu, a zadají se proto jako alternativní zatěžovací stavy.

Kombinace účinků v MSÚ

Pro mezní stav únosnosti se nyní v našem příkladu vytvoří možné kombinace účinků. Sestavy zatížení dopravou se přitom uvažují vždy jako vzájemně alternativní, proměnné účinky. Další účinky vstupují do kombinací s těmito sestavami dopravních zatížení podle zvoleného kombinačního pravidla.

Sestavy zatížení dopravou se přitom nekombinují se zatíženími během provádění stavby a k nim náležejícími zatíženími větrem. Podobně se různé kategorie účinků zatížení větrem uvažují jako alternativní a zatížení během provádění stavby se kombinují pouze s příslušným účinkem větru.

Další možnosti nastavení umožňují uživateli upravit kombinatoriku a například zohlednit současně sestavy zatížení dopravou se zatížením sněhem nebo větrem.

Kombinace výsledků pro MSÚ

V kombinaci pro mezní stav únosnosti je tak zapotřebí z každé sestavy zatížení dopravou jak charakteristická hodnota pro kombinaci jako hlavní účinek, tak hodnota redukovaná kombinačním součinitelem pro kombinaci jako vedlejší účinek. Při zohlednění zatížení dopravou z gr1a u obou případů uspořádání hlavního zatěžovaného jízdního pruhu se vytvoří tato kombinace pro oba případy. V našem příkladu tak vzniknou kombinace výsledků KV3 a KV4 pro jízdní pruh 1 vlevo a KB5 a KV6 pro jízdní pruh 1 vpravo. Podobně se tak i pro sestavu zatížení gr2 vytvoří čtyři kombinace výsledků pro zohlednění tohoto rozdělení jízdních pruhů. Pro konečnou kombinaci se vytvoří kombinace výsledků KV11 až KV15.

Poznámky

Při automatickém generování kombinací účinků v programech RFEM a RSTAB lze vytvářet buď kombinace zatížení nebo kombinace výsledků. V našem příkladu jsme si ukázali, jak se vytváří kombinace výsledků. Sestavy zatížení a jízdní pruhy se přitom zohledňují v samostatných podkombinacích. V případě kombinací zatížení se vztahy mezi zatěžovacími stavy zohledňují pomocí automaticky vyplněného vstupního dialogu pro nezávislé/současně působící zatěžovací stavy.

Určitou zvláštnost představuje použití dílčího součinitele spolehlivosti pro nerovnoměrné sedání. Po zvolení kombinací zatížení se automaticky použije součinitel pro nelineárně pružný výpočet. V případě zvolení kombinací výsledků se použije součinitel pro lineárně pružný výpočet.

Vygenerované kombinace zatížení a kombinace výsledků lze v případě potřeby upravit jinými dílčími a kombinačními součiniteli nebo dále ručně rozšířit za použití kombinačního schématu.

Model a zatížení jsme vytvořili pouze pro vysvětlení kombinatoriky. Ani velikost, ani uspořádání zatížení nedoporučujeme bez ověření přenášet na vlastní případy použití.

Autor

Dipl.-Ing. Oliver Metzkes

Dipl.-Ing. Oliver Metzkes

Vývoj produktů a péče o zákazníky

Ing. Metzkes se podílí na vývoji přídavných modulů pro ocelové konstrukce a zároveň poskytuje technickou podporu zákazníkům.

Klíčová slova

Mosty Mosty pozemních komunikací Kombinace účinků Silniční doprava Sestavy zatížení Jízdní pruh

Literatura

[1]   Eurocode 0: Basis of structural design: EN 1990:2002
[2]   EN 1991-2 (2003): Eurocode 1: Actions on structures - Part 2: Traffic loads on bridges [Authority:The European Union Per Regulation 305/2011, Directive 98/34/EC, Directive 2004/18/EC]

Odkazy

Napište komentář...

Napište komentář...

  • Navštíveno 2405x
  • Aktualizováno 27. srpna 2021

Kontakt

Kontaktujte Dlubal Software

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

Online Training | Czech

RFEM 5 | Bezplatné základní školení

Online školení 19. října 2021 9:00 - 11:30 CEST

Pozvánka na akci

2022 NASCC: Konference o oceli

Konference 23. března 2022 - 25. března 2022

Pozvánka na akci

Mezinárodní konference o masivním dřevě

Konference 12. dubna 2022 - 14. dubna 2022

Pozvánka na akci

Kongres pro statiku staveb 2022

Konference 21. dubna 2022 - 22. dubna 2022

Návrh skla pomocí programů Dlubal Software

Návrh skla pomocí programů Dlubal Software

Webinář 5. srpna 2021 13:00 - 14:00 CEST

Návrh skla pomocí programů Dlubal Software

Návrh skla pomocí programů Dlubal Software

Webinář 8. června 2021 14:00 - 14:45 CEST

Časová analýza výbuchu v programu RFEM

Časová analýza výbuchu v programu RFEM

Webinář 13. května 2021 14:00 - 15:00 EDT

Dřevěné konstrukce | 2. část: Posouzení

Prutové a plošné konstrukce ze dřeva | 2. část: Posouzení

Webinář 11. května 2021 14:00 - 15:00 CEST

Efektivní výměna dat mezi RFEM/RSTAB a Tekla Structures

Efektivní výměna dat mezi RFEM/RSTAB a Tekla Structures

Webinář 5. května 2021 9:00 - 10:00 CEST

Membránové konstrukce a \n CFD simulace zatížení větrem

Membránové konstrukce a CFD simulace zatížení větrem

Webinář 6. dubna 2021 13:00 - 14:00 CEST

Boulení stěn a skořepin s využitím softwaru Dlubal

Boulení stěn a skořepin s využitím softwaru Dlubal

Webinář 30. března 2021 14:00 - 14:45 CEST

Návrh oceli podle CSA S16:19 v programu RFEM

Návrh oceli podle CSA S16:19 v programu RFEM

Webinář 10. března 2021 14:00 - 15:00 EDT

Nejčastější chyby uživatelů v programech RFEM a RSTAB

Nejčastější chyby uživatelů v programech RFEM a RSTAB

Webinář 4. února 2021 14:00 - 15:00 BST

Řešení problémů a optimalizace MKP v programu RFEM

Řešení problémů a optimalizace MKP v programu RFEM

Webinář 26. ledna 2021 13:00 - 14:00 BST

Posouzení prutů podle ADM 2020 v programu RFEM

Posouzení prutů podle ADM 2020 v programu RFEM

Webinář 19. ledna 2021 14:00 - 15:00 EDT

Dlubal seminář

Dlubal online seminář | 15. prosince 2020

Webinář 15. prosince 2020 9:00 - 16:00 BST

Návrh dřevěné obloukové konstrukce dle EC5

Návrh dřevěné obloukové konstrukce dle EC5

Webinář 25. listopadu 2020 13:00 - 14:00 BST

RFEM 5
RFEM

Rozšíření modulu STEEL EC3 a RF-STEEL AISC

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 8
RSTAB

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