Pro zatížení větrem na konstrukce typu budov podle ASCE 7 lze najít řadu zdrojů, které doplňují konstrukční normy a pomáhají projektantům s analýzou účinků tohoto bočního zatížení. Mnohem obtížnější je ovšem najít podobné zdroje pro zatížení větrem na zvláštních konstrukcích jiných typů než jsou stavby. V tomto článku se budeme zabývat kroky pro výpočet a aplikaci zatížení větrem podle ASCE 7-22 na kruhovou železobetonovou nádrž s kupolovitou střechou.
Pro správné posouzení průvlaku nebo deskového nosníku v programu RFEM 6 a v addonu 'Posouzení železobetonových konstrukcí' je rozhodující stanovení 'šířky desek' u žeber. V tomto článku se zabýváme možnostmi pro zadání nosníku o dvou polích a výpočtem rozměrů desek podle EN 1992-1-1.
Novinkou v programu RFEM 6 pro posouzení betonových sloupů je možnost generovat momentové interakční diagramy podle ACI 318-19 [1]. Při posouzení železobetonových prutů je momentový interakční diagram zásadním nástrojem. Momentový interakční diagram představuje vztah mezi ohybovým momentem a normálovou silou v libovolném bodě podél vyztuženého prutu. Hodnotné informace, jako např. pevnost, jsou znázorněny vizuálně a ukazují chování betonu při různých podmínkách zatížení.
Vlastnosti spojení mezi železobetonovou deskou a zděnou stěnou lze správně zohlednit při modelování v programu RFEM 6 pomocí speciálního liniového kloubu. V tomto příspěvku ukážeme na praktickém příkladu, jak zadat tento typ kloubu.
Vzhledem k tomu, že realistické stanovení podmínek podloží výrazně ovlivňuje kvalitu statického výpočtu budov, nabízí program RFEM 6 addon Geotechnická analýza pro vytvoření tělesa podloží, které má být analyzováno.
Způsob, jak použít údaje získané z terénních zkoušek v addonu a jak použít charakteristiky ze zemních sond pro stanovení požadovaných půdních masivů byl popsán v článku databáze znalostí „Vytvoření tělesa podloží ze zemních sond v programu RFEM 6“. V tomto příspěvku budeme pokračovat popisem postupu výpočtu sedání a tlaků v základové spáře železobetonové budovy.
Addon Posouzení železobetonových konstrukcí umožňuje posoudit železobetonové sloupy podle ACI 318-19. V následujícím příspěvku ověříme návrh výztuže v addonu Posouzení železobetonových konstrukcí krok za krokem pomocí analytických rovnic podle normy ACI 318-19 včetně nutné podélné výztuže, plochy neoslabeného průřezu a velikosti/vzdálenosti třmínků.
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.
Pro správné posouzení průhybu je důležité program „informovat“ o přesných podporových podmínkách analyzovaného prvku. Zadání návrhových podpor v programu RFEM 6 předvedeme pro sadu prutů z železobetonu.
Tento článek popisuje, jak v programu RFEM 6 namodelovat stropní desku obytného domu a posoudit ji podle Eurokódu 2. Deska má tloušťku 24 cm a je podepřena sloupy o rozměrech 45/45/300 cm ve vzdálenosti 6,75 m ve směrech X a Y (obrázek 1). Sloupy jsou modelovány jako pružné uzlové podpory definované tuhostí na základě okrajových podmínek (obrázek 2). Jako materiály použijeme pro návrh beton C35/45 a betonářskou ocel B 500 S (A).
Počet národních příloh Eurokódu 2 pro posouzení železobetonových průřezů je od SHAPE-MASSIVE 6.54 rozšířen. Nyní jsou k dispozici následující národní přílohy pro EN 1992-1-1:2004 + AC:2010:
Při modelování statických nosných systémů, zejména hal, se může stát, že některé části konstrukce v oblasti základů, které nemají žádný vliv na navazující konstrukci, nejsou v programu RFEM nebo RSTAB modelovány. U halových konstrukcí se jedná například o železobetonové základové desky, základové pásy nebo tahové pásy mezi základy sloupů.
Posouzení železobetonu v požární situaci se provádí zjednodušenou metodou podle EN 1992-1-2, čl. 4.2. Používá se „zónová metoda“ popsaná v příloze B.2: Průřez je rozdělen do několika paralelních oblastí stejné tloušťky a stanovuje se jejich pevnost v tlaku v závislosti na teplotě. Sníženou únosnost při účincích požáru tak představuje redukovaný průřez konstrukčních prvků se sníženou pevností.
V přídavném modulu RF-/CONCRETE Columns jsou k dispozici různé metody stanovení minimální podélné výztuže. Minimální výztuž může být zvolena podle použité návrhové normy nebo zadaná uživatelem.
Samotný beton se vyznačuje pevností v tlaku. K tlakové a především k tahové pevnosti betonu přispívá přidaná ocelová výztuž. Tato výztuž se zpravidla umisťuje v tažených oblastech nosníků nebo plošných prvků (železobetonové desky, stropy, stěny) pro přenos tahových sil vyvolaných vnějším namáháním.
Podle sešitu 631 směrnice DAfStb, kapitoly 2.4 se statické chování stropů mění, pokud je spojité podepření stěnou přerušováno oblastmi s otvory. V závislosti na délce oblasti s otvorem a tloušťce desky je nutné učinit opatření a prozkoumat desku v oblasti otvoru.
V modulu RF-CONCRETE Surfaces je možné navrhovat železobetonové plochy pro stropní a podlahové desky a stěny podle ACI 318-19 nebo CSA A23.3-19. Běžným přístupem pro navrhování desek je použít návrhové pásy pro stanovení průměrných jednoosých vnitřních sil přes šířku pásu. Tato metoda návrhových pásů aplikuje na dvouose napjatou desku jednodušší jednoosý přístup pro stanovení nutné výztuže potřebné po délce pásu.
Drátkobeton se v současnosti používá především v konstrukcích podlah průmyslových staveb, případně hal, u základových desek s menším zatížením, suterénních stěn a podlah. Od roku 2010, kdy německý výbor pro železobetonové konstrukce (DAfStb) zveřejnil první směrnici týkající se drátkobetonu, mají statici k dispozici normu pro posouzení tohoto kompozitního materiálu, přičemž vláknobeton se ve stavební praxi těší stále větší oblíbenosti. V tomto článku popíšeme postup při nelineárním výpočtu základové desky z drátkobetonu v mezním stavu únosnosti v programu RFEM pro výpočty metodou konečných prvků.
Přídavný modul RF-PUNCH Pro umožňuje v bodech možného protlačení umístit rozšířené hlavice sloupů, a zvýšit tak smykovou únosnost železobetonové desky. V následujícím příspěvku si ukážeme posouzení na protlačení s možností zohlednit případné rozšíření hlavice sloupu.
Při modelování železobetonového žebra podpírajícího zděnou stěnu existuje nebezpečí, že žebro bude poddimenzováno, pokud nebude správně zohledněno chování zdiva a dostatečně přesně namodelováno spojení mezi zděnou stěnou a průvlakem. Tento článek se zabývá touto problematikou a ukazuje možnosti modelování podobných konstrukcí. V našem příkladu stanovíme výztuž pouze z vnitřních sil a zcela bez minimální konstrukční výztuže.
Drátkobeton se v současnosti používá především v konstrukcích podlah průmyslových staveb, případně hal, u základových desek s menším zatížením, suterénních stěn a podlah. Od roku 2010, kdy německý výbor pro železobetonové konstrukce (DAfStb) zveřejnil první směrnici týkající se drátkobetonu, mají statici k dispozici normu pro posouzení tohoto kompozitního materiálu, přičemž vláknobeton se ve stavební praxi těší stále větší oblíbenosti. V našem příspěvku se budeme zabývat jednotlivými materiálovými charakteristikami drátkobetonu a také zohledněním těchto parametrů v programu RFEM pro statické výpočty metodou konečných prvků.
Přídavný modul RF-CONCRETE Members umožňuje posoudit železobetonové sloupy podle ACI 318-14. Přesné posouzení smykové a podélné výztuže sloupu je důležité z hlediska bezpečnosti. V následujícím příspěvku ověříme návrh výztuže v přídavném modulu RF-CONCRETE Members krok za krokem pomocí analytických rovnic podle normy ACI 318-14 včetně nutné podélné výztuže, plochy neoslabeného průřezu a velikosti/vzdálenosti třmínků.
K běžným úlohám při návrhu železobetonových konstrukcí patří také posuzování tlačených prvků při dvouosém namáhání ohybem. V následujícím příspěvku popíšeme různé postupy v souladu s článkem 5.8.9 normy EN 1992-1-1, které lze uplatnit při návrhu tlačených prvků namáhaných dvouosým ohybem v případě použití metody založené na jmenovité křivosti podle článku 5.8.8.
Pro výpočet deformace trhlinami porušené konstrukce jsou k dispozici různé metody výpočtu. RFEM nabízí analytickou metodu podle ČSN EN 1992-1-1 7.4.3 a fyzikálně-nelineární analýzu. Obě metody mají různé charakteristiky a v závislosti na okolnostech mohou být obě víceméně vhodné. V tomto příspěvku ukážeme přehled obou metod výpočtu.
Posouzení betonového nosníku podle ACI 318-14 lze provést pomocí modulu RF-CONCRETE Members. Pro posouzení bezpečnosti je důležité přesně navrhnout tahovou, tlakovou a smykovou výztuž betonového nosníku. V následujícím příspěvku ověříme návrh výztuže v přídavném modulu RF-CONCRETE Members krok za krokem pomocí analytických rovnic podle normy ACI 318-14, včetně pevnosti v ohybu, smyku a nutné výztuže. Příklad posouzení dvojitě vyztuženého železobetonového nosníku zahrnuje smykovou výztuž a bude proveden v mezního stavu únosnosti (MSÚ).
K posouzením v mezním stavu použitelnosti patří také dodržení maximální přípustné deformace. Výpočet deformace železobetonových dílců se odvíjí od toho, zda u posuzovaného průřezu dochází při uvažovaném zatížení k porušení trhlinami. Rozhodujícím parametrem v modulu RF-CONCRETE Deflect je přitom rozdělovací součinitel ζ.
V tomto příspěvku si ukážeme, jak lze zohlednit polotuhé spojení mezi plochami pomocí liniových kloubů a liniových uvolnění. Polotuhé spojení mezi plochami lze zohlednit pomocí liniových kloubů a liniových uvolnění. Příkladem mohou být styčné spáry v železobetonových konstrukcích nebo rohová spojení v konstrukcích z křížem lepeného dřeva.
Pro zatížení větrem na konstrukce typu budov podle ASCE 7 lze najít řadu zdrojů, které doplňují konstrukční normy a pomáhají projektantům s analýzou účinků tohoto bočního zatížení. Mnohem obtížnější je ovšem najít podobné zdroje pro zatížení větrem na zvláštních konstrukcích jiných typů než jsou stavby. V tomto příspěvku se podíváme na kroky pro výpočet a aplikaci zatížení větrem podle ASCE 7-16 na kruhovou železobetonovou nádrž s kupolovou střechou.
Účinné posouzení předpjatých konstrukčních prvků vyžaduje další kroky, které přesahují standardní posouzení železobetonových konstrukcí počínaje modelováním předpínacích prvků přes výpočet náhradních zatížení až po posouzení únosnosti průřezu. Software pro návrh předpjatého betonu by proto měl mít jasnou strukturu a snadnou navigaci. RFEM 5 se dvěma přídavnými moduly RF-TENDON a RF-TENDON Design tyto potřeby splňuje a umožňuje projektantům plně posoudit předpjaté nosníky, rámy, desky, budovy a mosty podle EN 1992-1-1 s národními přílohami a SIA 262.
Singularity se vyznačují soustředěním výsledných napěťových hodnot v omezené oblasti. Jsou podmíněny metodikou MKP. Teoreticky se přitom tuhost a/nebo namáhání v nekonečné velikosti soustředí v nekonečně malé oblasti.