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).
V MKP programech není možné používat přímo DXF hladiny půdorysů, protože výkresy obsahují pouze obrysy všech prvků (stěny, stropy...). Program pro statické výpočty ale vyžaduje osy prvků systému.
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.
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.
Při dodatečném modelování nosníku pod stávajícím stropem vyvstává jako první otázka, jaké síly se mají přenášet mezi průvlakem a stropem a zda tu má vzniknout spřažení. V našem případě má strop ležet bez jakéhokoli spřažení na průvlaku.
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 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.
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.
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.
U stropů s velkým rozpětím je často rozhodující posouzení kmitání desek z křížem lepeného dřeva. Výhoda lehčího materiálu dřeva oproti betonu se mění v nevýhodu, protože materiál s vysokou hmotností je výhodný pro nízkou vlastní frekvenci.
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.
Pro správné zobrazení tuhosti celé konstrukce lze zohlednit smykové spřažení mezi stropem a průvlakem pomocí liniového uvolnění. Tímto způsobem lze definovat konstantu tuhosti a vyhnout se tak náhradnímu systému pomocí vazebních prutů. Konstanta tuhosti vyplývá z modulu posouvání spojovacího prostředku, který lze stanovit například podle EN 1995-1-1 nebo ANSI/AWC NDS.
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.