9123x
001685
12.10.2023

Posouzení hlubokých nosníků v programu RFEM 6

Podle normy EN 1992-1-1 [1] je nosník prvek, jehož rozpětí není menší než trojnásobek celkové hloubky průřezu. V opačném případě by měly být nosné prvky považovány za hluboké nosníky. Chování hlubokých nosníků (tj. nosníků s rozpětím menším než trojnásobek hloubky průřezu) se liší od chování normálních nosníků (tj. nosníků s rozpětím třikrát větším než hloubka průřezu). Při analýze konstrukčních prvků železobetonových konstrukcí je však často nutné navrhovat hluboké nosníky, protože se používají pro překlady oken a dveří, nosníky s horním a dolním okrajem, spojení mezi deskami s rozdělenou úrovní a rámové systémy.

V programu RFEM 6 lze hluboké nosníky modelovat jako Plocha, jejíž vnitřní síly se provádějí výpočtem s ohledem na elastické chování materiálu. Ohyb je přenášen nelineárním rozložením normálové síly, které se mění v závislosti na poměru výšky (h) k délce (l). Jak je znázorněno na obrázku 1, rozložení se používá k použití přímky snížením poměru h/l. Návrh založený na těchto vnitřních silách vede k klínovitému rozložení požadované podélné výztuž (obrázek 2).


Vzhledem k tomu, že návrh betonových konstrukcí je založen na stavu s trhlinami, je nutné přehodnotit rozložení požadované výztuži. Ve skutečnosti mohlo dojít k dlouhodobému překročení deformace výztuži na spodním okraji, zatímco horní vrstvy výztuži zůstaly nedotčeny. K vyřešení tohoto problému existují v programu RFEM 6 dva možné použití k návrhu: návrh pomocí výsledného nosníku nebo vyhodnocení na základě průřezů. Toto téma je také popsáno v článku databáze znalostí:

Návrh pomocí výsledkového prutu

Tento přístup k návrhu se doporučuje pro poměry výšky k rozpětí rovné nebo menší než 0,5 (h/l ≤ 0,5); v opačném případě se předpokládá, že rameno páky je příznivé.

Vyhodnocení výsledků a návrh se provádí na horizontálním výsledkovém prutu vytvořeném ve středu těžiště. Průřez tohoto prvku je v souladu s kótou hlubokého nosníku (obrázek 3). Napětí a síly jsou integrovány z hlubokého nosníku, který byl modelován jako povrch (obrázek 4). Návrh je tedy prováděn na výsledkovém prutu s integrovanými návrhovými vnitřními silami hlubokého nosníku. Výsledky jsou pak zobrazeny tak, jak je znázorněno na obrázku 5.



Hodnocení na základě řezů

Pokud je poměr výšky (h) k délce (l) větší než 0,5 (h/l > 0,5), je výhodné hodnocení na základě řezů. V tomto případě se na rozhodující místa aplikuje svislý řez.

Hodnocení smykové výztuž je založeno na maximální hodnotě svislé výztuž (například z as,2,-z a as,2,+z) a není sníženo, dokud není vytvořen horní okraj nosníku na obou stranách. Naopak u ohybové výztuže je nutné sečíst obě horizontální výztuže (například as,1,-z a as,1,+z).

Výztuž hlubokých nosníků

Podle normy EN 1992-1-1:2004 (9.7) by hluboké nosníky měly být opatřeny ortogonální výztužnou sítí v blízkosti každé plochy, s minimální průřezovou plochou výztuže stanovenou v příslušné národní příloze.

Doporučená minimální hodnota je 0,1 % průřezové plochy betonu, ale ne méně než 150 mm²/m na každé ploše a v každém směru. Vzdálenost mezi dvěma sousedními pruty sítě by neměla překročit dvojnásobek tloušťky hlubokého nosníku nebo 300 mm, podle toho, která hodnota je menší.

Pokud mezi uzlem a koncem nosníku není k dispozici dostatečná délka umožňující kotevní délku „bd“, měla by být výztuž odpovídající tahlům zohledněným v návrhovém modelu plně ukotvena pro rovnováhu v uzlu (například ohybem prutů, použitím U-oblouků nebo kotevních zařízení).


Autor

Ing. Kirova je ve společnosti Dlubal zodpovědná za tvorbu odborných článků a poskytuje technickou podporu zákazníkům.

Odkazy
Reference


;