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.
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).
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 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.
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.
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.
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.
V přídavném modulu RF-/FOUNDATION Pro lze posuzovat základy (základové desky, kalichy a patky) na veškeré podporové síly v modelu RFEM nebo RSTAB. Geotechnický návrh přitom provádíme podle EN 1997-1.
V tomto příspěvku popíšeme, jak lze vytvořit stropní desku jako 2D model v programu RFEM a její zatížení uvažovat podle Eurokódu 1. Zatěžovací stavy se budou skládat do kombinací podle Eurokódu 0 a následně se provede jejich lineární výpočet. V přídavném modulu RF-CONCRETE Surfaces se při posouzení stropní desky na ohyb bude postupovat podle Eurokódu 2. V oblastech, které nevykrývá základní vyztužení sítěmi, se použijí výztužné ocelové pruty.
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 se svými přídavnými moduly RF-TENDON a RF-TENDON Design tyto požadavky splňuje a umožňuje uživatelům kompletně navrhnout předpjaté nosníky, rámy, desky, budovy i mosty podle EN 1992-1-1 a různých národních příloh a také podle SIA 262.
V tomto příkladu se stanoví návrhová únosnost čelní desky podle EN 1993-1-8 [1]; ostatní komponenty zde popisovány nejsou. Für die Kontrolle der Ergebnisse wurden die Abmessungen des Anschlusses IH 3.1 B 30 24 der Typisierten Anschlüsse [2] verwendet. Als Material wird S 235 verwendet und Schrauben mit der Festigkeit 10.9.
Okrajové podmínky pro uložení desky lze v programech pro výpočty MKP zadávat rychle jako uzlové nebo liniové podepření. Pokud však již při modelování nevezmeme v úvahu poddajnost podepření, pak často nejpozději při analýze napětí, případně při výpočtu nutné výztuže bude potřeba důkladněji se podívat na zadání podpor.
Tepelné ztráty vlivem vnějších komponent jsou bez tepelného oddělení vnitřních komponent enormní. Z tohoto důvodu jsou vnější konstrukční prvky tepelně odděleny od pláště budovy pomocí speciálního zabudovaného prvku. Pro spojení balkónové desky se železobetonovou podlahou lze použít například izolační spoje Schöck Isokorb® nebo HALFEN HIT. Pro posouzení těchto vestavěných komponent je třeba zohlednit příslušné technické schválení. V následujícím příspěvku si ukážeme příklad zohlednění Schöck Isokorb® při výpočtu MKP.
Ve smíšených konstrukcích z plošných a prutových prvků, analyzovaných MKP, lze průvlak pro posouzení na prutu řešit fiktivním průřezem deskového nosníku, jehož geometrie závisí na spolupůsobící šířce. Pokud v programu RFEM použijeme prut typu „Žebro“, bude se při stanovení tuhosti uvažovat příspěvek desky (plošný prvek) a příspěvek stojiny (prutový prvek). Tento postup s sebou nese zvláštnosti, na které se v našem příspěvku blíže podíváme.
Spřažené nosníky se v trojrozměrné analýze obvykle modelují pomocí ortotropních desek. V podélném směru tuhosti desky se zadává hlavní nosník a v příčném směru ortotropní deska. Tuhost desky v podélném směru se přitom nastaví přibližně na nulu. Výpočet hodnot tuhosti v ortotropní desce přiblížíme níže.
Při statickém posouzení konstrukce se nepočítají a nevyhodnocují pouze vnitřní síly a deformace. Je také třeba zajistit, aby se síly a momenty v konstrukci spolehlivě přenášely dále do základů. Dlubal Software nabízí širokou škálu produktů pro statické výpočty ocelových a dřevěných spojů. Modul RF-/JOINTS Steel – Column Base slouží k posouzení patek kloubově uložených nebo vetknutých ocelových sloupů. Patní desky sloupů lze přitom navrhnout s výztuhami či bez výztuh.