V tomto příspěvku vám na příkladu desky z drátkobetonu popíšeme, jaký vliv má na výsledek výpočtu použití různých integračních metod a různý počet integračních bodů.
Pokud na horní pásnici leží betonová deska, funguje jako příčná podpora (spřažená konstrukce) a zabraňuje problémům se stabilitou při klopení. Pokud je ohybový moment záporný, je dolní pásnice namáhána v tlaku a horní pásnice v tahu. Pokud není příčné podepření dostatečné z důvodu tuhosti stojiny, je v tomto případě úhel mezi dolní pásnicí a linií řezu stojiny proměnný, takže vznikne možnost distorzního boulení dolního pásnice.
V tomto příspěvku se budeme zabývat možnostmi při stanovení jmenovité pevnosti v ohybu Mnlb pro mezní stav lokálního boulení při posouzení podle Aluminium Design Manual (US norma pro posouzení hliníku) z roku 2020.
Při posuzování průřezů podle Eurokódu 3 se vychází z klasifikace posuzovaného průřezu z hlediska tříd stanovených normou. Klasifikace průřezů je důležitá, protože určuje meze únosnosti a rotační kapacity v důsledku lokálního boulení částí průřezu.
V souladu s čl. 6.6.3.1.1 a čl. 10.14.1.2 normy ACI 318-19 a CSA A23.3-19 zohledňují redukci tuhosti betonových prutů a ploch pro různé typy prvků. Mezi typy komponent na výběr patří stěny s trhlinami i bez trhlin, ploché desky a stropy lokálně podepřené, nosníky nebo sloupy. Součinitele násobení v programu jsou převzaty přímo z tabulek 6.6.3.1.1 (a) a 10.14.1.2.
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).
Možnosti výběru v tiskovém protokolu umožňují zobrazit jednotlivé tvary boulení s odpovídajícím posouzením boulení ve stručné nebo úplné formě detailních výsledků.
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.
V modulech pro posouzení prutů se ve výchozím nastavení třída průřezu pro každý prut a zatěžovací stav stanoví automaticky. Ve vstupním okně průřezů však může uživatel zadat třídu průřezů také ručně, například je-li při posouzení lokální boulení vyloučeno.
V případě stěnového chování desky z křížem lepeného dřeva je třeba věnovat zvláštní pozornost smykové deformaci v rovině desky, a tím zejména pohyblivosti spojovacích prostředků.
V přídavném modulu RF-/FOUNDATION Pro lze vybrat automatické dimenzování geometrie základové desky. V dialogu pro parametry dimenzování základové desky lze například zadat přírůstek pro zvětšení rozměrů základové spáry a tloušťku základové desky. U geotechnických návrhů je také možné automaticky zvýšit nadnásyp pro stabilizační účinek.
V přídavném modulu RF-/FOUNDATION Pro lze počítat nevyztužené základové desky podle kapitoly 12.9.3, EN 1992-1-1 [1]. Za tímto účelem je třeba v nastavení detailů v sekci „Základová deska“ zaškrtnout políčko „Bez ohybové výztuže podle 12.9.3“.
U otevřených průřezů se zatížení kroucením projevuje především sekundárním (vázaným) kroucením, protože St. Venantova tuhost v kroucení je ve srovnání s deplanační tuhostí nízká. Proto jsou zvláště pro analýzu klopení zajímavé výztuhy proti deplanaci v průřezu, protože mohou výrazně omezit natočení. Jako výztuhy jsou vhodné například čelní desky nebo přivařené výztuhy a profily.
Klasifikace průřezů podle EN 1993-1-1 na základě tabulky 5.2 je jednoduchá metoda pro posouzení lokálního boulení částí průřezu. U průřezů třídy 4 je třeba následně stanovit účinné průřezové charakteristiky podle EN 1993-1-5, abychom při posouzení na mezní stav únosnosti zohlednili také vliv lokálního boulení.
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.
Cílem klasifikace průřezů je určit, v jakém rozsahu omezuje lokální boulení únosnost a rotační kapacitu průřezů. V EN 1999-1-1, 6.1.4.2 (1) se definují čtyři třídy průřezů.
Předpjaté betonové stropní panely tvoří kompozitní, jednoose pnuté dutinové desky o šířce asi 1,20 m. Tyto prvky jsou předem předpjaté ve výrobně betonových prefabrikátů. Výroba se obvykle provádí pomocí posuvného bednění. Vzhledem k nižší vlastní tíze dutinové desky a vloženému předpětí vykazují tyto prefabrikované předpjaté stropní panely menší průhyb než plné vyztužené betonové desky.
Při zadávání spolupůsobící šířky desky u deskových nosníků se nabízejí předem definované šířky, které odpovídají 1/6 a 1/8 délky prutu. Proč zrovna tyto dvě hodnoty je zde vysvětleno podrobněji.
Z konstrukčních důvodů může být nezbytné umístit patní desku na základy excentricky. Parametry pro excentrické uložení patní desky na základ lze zadat ve vstupním dialogu 1.4 přídavného modulu RF‑/JOINTS Steel ‑ Column Base.
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 našem článku popíšeme postup při posouzení mezního stavu použitelnosti základové desky z drátkobetonu. Ukážeme si, jak se při těchto posouzeních uplatňují výsledky iteračního výpočtu MKP.
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.
Posouzení ocelových prvků válcovaných za studena se řídí normou EN 1993-1-3. Typickými tvary průřezů tvarovaných za studena jsou průřezy U, C, Z, kloboukové průřezy nebo Sigma profily. Vyrábějí se z tenkostěnných plechů válcováním nebo lisováním. Při posouzení na mezní stav únosnosti je třeba zajistit, aby vlivem lokálních příčných sil nedocházelo k drcení, borcení nebo vyboulení stojiny průřezů. Tyto efekty mohou nastat nejen vlivem lokálních příčných sil přenášených z pásnice do stojiny, ale i vlivem podporových reakcí v podepřených bodech. Norma EN 1993-1-3 v článku 6.1.7 podrobně upravuje, jak se má stanovit lokální příčná únosnost stojiny Rw,Rd.
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 kontrolních výpočtech a porovnání vnitřních sil a z nich plynoucí nutné výztuže průvlaků můžeme někdy pozorovat poměrně velké rozdíly. Přestože se vychází ze stejného předpokládaného zatížení i stejného rozpětí, některé programy nebo ruční výpočet vykazují ve srovnání s výpočtem metodou konečných prvků (MKP) výrazně odlišné vnitřní síly. Rozdíly se vyskytují již u středového prutu a bez uvažování složek vnitřních sil z případné spolupůsobící šířky desky.
Podle čl. 6.6.3.1.1 normy ACI 318-14 a čl. respektive čl. 10.14.1.2 normy CSA A23.3-14 se v programu RFEM zohledňuje redukce tuhosti u různých typů betonových prutových i plošných prvků. Mezi typy komponent na výběr patří stěny s trhlinami i bez trhlin, ploché desky a stropy lokálně podepřené, nosníky nebo sloupy. Součinitele násobení v programu jsou převzaty přímo z tabulek 6.6.3.1.1 (a) a 10.14.1.2.
V našem příspěvku posoudíme montážní styk dutých průřezů řešený pomocí čelní desky. Jedná se přitom o dolní pásnici příhradového nosníku, který se musí z přepravních důvodů rozdělit.
K vyztužení dřevěných konstrukcí se obvykle používají panely na bázi dřeva. Pruty se přitom spojují s deskovými prvky (dřevotřískové desky, OSB desky). V několika článcích popíšeme základy těchto konstrukčních řešení a také jejich výpočet v programu RFEM. V našem prvním článku se budeme zabývat základním stanovením tuhostí a dále výpočtem.