5353x
001685
31.1.2022

Posouzení stěnových nosníků v programu RFEM 6

Nosník (trám) je podle EN 1992-1-1 [1] prut, jehož rozpětí není menší než trojnásobek celkové výšky průřezu. Jinak by měl být konstrukční prvek považován za stěnový nosník. Chování stěnových nosníků (tj. nosníků s rozpětím menším než je trojnásobek výšky průřezu) se liší od chování běžných nosníků (trámů, tj. nosníků s rozpětím, které je třikrát větší než výška průřezu).

Posouzení stěnových nosníků je ovšem často nutné při analýze konstrukčních prvků železobetonových konstrukcí, protože se používají pro nadokenní a dveřní překlady, průvlaky, spoje mezi deskami v různých úrovních a rámové systémy.

V programu RFEM 6 lze stěnové nosníky modelovat jako plochu, jejíž vnitřní síly vypočítáme na základě pružného chování materiálu. Ohyb se přenáší prostřednictvím nelineárního průběhu normálové síly, který se mění v závislosti na poměru výšky (h) a délky (l). Jak je znázorněno na obrázku 1, průběh se blíží přímce s klesajícím poměrem h/l. Posouzení na základě těchto vnitřních sil vede ke klínovitému průběhu nutné podélné výztuže (obrázek 2).



Vzhledem k tomu, že posouzení betonu je založeno na stavu s trhlinami, je třeba přehodnotit uspořádání nutné výztuže. Poměrné přetvoření výztuže na dolním okraji může být již dávno překročeno, zatímco horní vrstvy výztuže zůstávají nedotčeny. Pro vyřešení tohoto problému existují v programu RFEM 6 dva možné přístupy pro posouzení: posouzení pomocí výsledkového prutu nebo vyhodnocení založené na řezech. Tématem se zabývá také článek Databáze znalostí Posouzení stěnových nosníků v programu RFEM.


Posouzení pomocí výsledkového prutu


Tento postup posouzení se doporučuje v případě, kdy je poměr výšky k délce rovný nebo menší než 0,5 (h/l ≤ 0,5); jinak se rameno sil považuje za příznivé.

Vyhodnocení výsledků a posouzení se provádí na vodorovném výsledkovém prutu vytvořeném v těžišti. Průřez tohoto prvku odpovídá rozměrům stěnového nosníku (obrázek 3). Napětí a síly jsou integrovány ze stěnového nosníku, který byl modelován jako plocha (obrázek 4). Na výsledkovém prutu se tak provádí posouzení s integrovanými vnitřními silami stěnového nosníku. Výsledky se poté zobrazí, jak je znázorněno obrázku 5.


Vyhodnocení na základě řezů


Pokud je poměr výšky (h) k délce (l) větší než 0,5 (h/l > 0,5), je vhodnější vyhodnocení založené na řezech. V tomto případě se na rozhodujících místech použije svislý řez.

Vyhodnocení smykové výztuže je založeno na maximální hodnotě svislé výztuže (například z as,2,-z a as,2,+z) a uvažuje se bez oslabení až k horní hraně nosníku na obou stranách. Pro ohybovou výztuž je naproti tomu třeba sečíst obě vodorovné výztuže (např. as,1,-z and as,1,+z).

Spočítaná celková podélná výztuž se soustředí na dolní okraj průřezu. Pro lepší vyhodnocení výztuže doporučujeme zobrazit výsledky jako výsledkové řezy, jak je znázorněno na obrázku 5.


Výztuž stěnových nosníků


Podle EN 1992-1-1:2004 (9.7) by měly být stěnové nosníky v blízkosti každé plochy opatřeny ortogonální výztužnou sítí s minimální plochou výztuže podle příslušné národní přílohy.

Doporučená minimální hodnota je 0,1% průřezové plochy betonu, nejméně však 150 mm2/m u každého povrchu a v každém směru. Osová vzdálenost dvou sousedních prutů sítě by neměla překročit menší z hodnot: dvojnásobek tloušťky stěnového nosníku nebo 300 mm.

Pokud není k dispozici dostatečná délka mezi styčníkem a koncem nosníku umožňující zachovat kotevní délku 'bd', výztuž, odpovídající táhlu v uvažovaném v návrhovém modelu, má být pro zajištění rovnováhy plně zakotvena ve styčníku (např. pomocí ohybu prutu, polokruhového háku nebo kotevního zařízení).


Autor

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

Odkazy
Reference
  1. EN 1992-1-1: Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken – Teil 1-1: Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln für den Hochbau. Beuth Verlag GmbH, Berlin, 2004