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.
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.
Optimální úloha pro posouzení na protlačení podle ACI 318-19 [1] nebo CSA A23.3:19 [2] je takový případ, kdy je deska vystavena zatížení nebo reakci vysoce koncentrovanými do jednoho bodu. V programu RFEM 6 se uzel, v němž dochází k protlačení, označuje jako uzel protlačení. Tyto vysoké koncentrace sil mohou být způsobeny sloupem, osamělou silou nebo uzlovou podporou. Spojovací stěny mohou také vést k osamělým zatížením na koncích a v rozích těchto stěn a na koncích liniových zatížení a podpor.
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.
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).
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“.
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.
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.
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.
U podvěsných jeřábů namáhají spodní pásnici nosníku jeřábové dráhy kromě globálních účinků přídavně také kolová zatížení na lokální ohyb. Spodní pásnice se vlivem těchto lokálních ohybových napětí chová jako deska a vykazuje dvouosou napjatost [1].
Betonové dílce se často musí v průběhu stavby budovat po částech. Klasickým příkladem je použití prefabrikovaných průvlaků, k nimž se až na místě stavby dobetonuje deska. Dobetonování průřezu vede ke vzniku styčných ploch mezi již ztvrdlým a čerstvým betonem. Při posouzení je pak třeba uvážit přenos podélných smykových sil, které mezi dílčími průřezy vznikají.
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.
Zabudování do stávajících konstrukcí bylo vždy oblastí odborných znalostí inženýrů. Oft müssen in bestehende Bauwerke zusätzliche Lasten eingetragen werden. Často se přitom používají ocelové nosníky s čelními deskami a kolíkové spoje.
Přídavný modul RF-PUNCH Pro umožňuje posouzení stropních a základových desek na protlačení podle EN 1992-1-1. Bei einer Deckenplatte wird der kritische Rundschnitt gemäß 6.4.2 (1), EN 1992-1-1 [1] in einem Abstand von 2 d von der Lasteinleitungsfläche angenommen.
Podloží se v programu RFEM řeší obvykle metodou pružinových konstant. Důvodem je poměrná jednoduchost a přehlednost tohoto řešení. Nejsou zapotřebí žádné iterační výpočty a doba výpočtu je relativně krátká. Použití této metody znamená, že například základová deska má plošné pružné podepření.
Deskové dílce by se měly v místech působení soustředěného zatížení posoudit nejen na smyk, ale i na protlačení podle pravidel uvedených v článku 6.4, EN 1992-1-1 [1]. Soustředěné zatížení vzniká na ojedinělých místech například v důsledku umístění sloupu, bodových podpor nebo působení osamělého zatížení. Také koncový bod liniového zatížení, které působí na plochu, je třeba vyhodnotit jako soustředěné zatížení. Spadají sem například konce a rohy stěn, liniových zatížení nebo liniových podpor. Na protlačení se posuzují desky a stropní desky, případně základy, přičemž se přihlíží k topologii desky okolo uvažovaného uzlu protlačení. Při posouzení na protlačení podle EN 1992-1-1 je třeba ověřit, zda posouvající síla vEd nepřekračuje únosnost vRd.
Při posouzení konstrukčních prvků železobetonových konstrukcí je často nutné posoudit stěnové nosníky. Řeší se jimi hlavně překlady nad okny a dveřmi, průvlaky, spojení odskoků stropních desek a rámové systémy. Pokud je modelujeme v programu RFEM jako plochy, budou při výsledném vyhodnocení nutné výztuže zapotřebí další kroky.
Pro zvýšení tuhosti stropní konstrukce v případě sanace se používají pohledové průvlaky, které nejsou připojeny ke stropní konstrukci. Pomocí nelineárních liniových uvolnění lze přenášet pouze tlakové síly. Jestliže mezi stropem a průvlakem působí tahové síly, nepřináší průvlak do celkového systému žádnou tuhost.
Moderní budovy jsou navrženy s prostory přizpůsobenými osobním touhám a snům, které vyjadřují individuální životní styl. Tyto požadavky často zahrnují stropy - ať už v domech, kancelářských budovách nebo veřejných budovách - které mají obrovské rozpětí a žádnou podporu, což umožňuje optimální využití prostoru pod nimi. To ovšem vyžaduje velmi vysokou stabilitu z hlediska únosnosti a použitelnosti. Zvětšením průřezů nosníků nebo desek lze zvýšit stabilitu, ale vzhledem k dodatečné spotřebě materiálu se snižuje hospodárnost. Běžným řešením pro tato velká rozpětí je použití dřevěných nebo ocelových průvlaků.
Z konstrukčních důvodů jsou smykové přípoje obvykle tvořeny deskami nebo úhelníky. Hlavní a vedlejší nosníky umístěné na horním okraji vyžadují zářezy nebo dlouhé desky. Kloubové spoje s čelní deskou jsou často přivařeny ke stojině.