2.1.4 Přenos smykové síly ve styčných plochách

Přenos smykové síly ve styčných plochách

U dodatečně doplňovaných stavebních dílců se musí dokládat přenos smykové síly mezi různými úseky betonu. Tyto tzv. smykové styčné plochy se objevují u betonových dílců různého stáří. Zde je třeba posuzovat např. napojovací styčné plochy mezi stavebními úseky u novostaveb či sanací nebo styčné plochy mezi prefabrikáty a doplňky z monolitického betonu.

Přenos smykové síly se přitom má prokazovat následujícím způsobem:

${\nu }_{Edi} \le {\nu }_{Rdi}$

Rovnice 2.7 EN 1992-1-1, rovn. (6.23)

Pro výpočet smykového napětí na smykové styčné ploše existují dvě možnosti:

1. Výpočet z V_z,Ed a β-faktoru podle EN 1992-1-1 rovn. (6.24) bez zohlednění M_z,Ed

V tomto případě je v_Edi návrhová hodnota sledované smykové síly podle délkové jednotky ve styčné ploše. Tato hodnota je stanovena [1], rovn. (6.24).

$v_{Edi} = \frac{\beta · V_{Ed}}{z · b_i}$

Rovnice 2.8 EN 1992-1-1, rovn. (6.24)

kde

Návrhová hodnota smykové nosnosti v_Rdi se určuje pomocí následující rovnice:

$v_{Rdi} = c · f_{ctd} + \mu · {\sigma }_n + \rho · f_{yd} · (\mu · \sin \alpha + \cos \alpha ) \le 0.5\nu · f_{cd }$

Rovnice 2.9 EN 1992-1-1, rovn. (6.25)

kde

2. Výpočet z rozdílu podélné síly v přidané části průřezu z obecné napěťové integrace

Tuhého spoje, který se předpokládá pro posouzení smykových styčných ploch v MSP, má být dosaženo zejména adhezním spojením, t.j. adhezí a mikromechanickým zazubením. Tímto bude výztuž smykových ploch odpovídat za přenos sil po překonání tuhého spoje a duktilitu spoje, zatímco smyková styčná plocha by musela být navržena výhradně pro adhézní spojení.

V současných normách je tento přístup zaběhlý jen v menším měřítku. Posuvný spoj je sice přípustný, ale kozervativně vymezený na zajištěné straně a doplněný o konstrukční pravidla.

U smykových styčných ploch, které jsou navrženy v mezním stavu únosnosti plánovitě na posuvném spoji, je třeba dodatečně provést posouzení v mezním stavu použitelnosti. Pro tento případ musí být posuvný spoj důsledně zahrnován do stanovení vnitřních sil a napětí v MSÚ a v MSP.

Vnitřní napětí, která obvykle probíhají ve smykové styčné ploše se smykovým napětím (např. u různého chování při smršťování dvou betonových dílců různého stáří), se zpravidla nezohledňují. Působící smyková síla v_Edi se vypočítává výhradně z vnitřních sil na průřezu.

Na Obr. 2.2 je zobrazen výřez délky dx z nosníku se smykovou styčnou plochou souběžnou s osou dílce. Zde je změna sil v přírubě ovlivněna prostřednictvím délky proměnným ohybovým momentem. Pro tlakovou přírubu např. platí:

$d{F}_{cd} = \frac{d{M}_{Ed}}{z} = \frac{V_{Ed}dx}{z}$

Mezi změnou tlakové síly a smykovým napětím ve smykové styčné ploše existuje rovnováha.

${\tau }_{Ed} = \frac{d{F}_{cd}}{bdx} = \frac{V_{Ed}dx}{bzdx} = \frac{V_{Ed}}{bz}$

Při konstantním pákovém efektu z je proto napětí na smykové styčné ploše v poměru k smykové síle V_Ed, přičemž neměnná normálová síla nemá vliv na smykovou sílu souběžnou s osou dílce.

Pokud se smyková styčná plocha nachází v rámci tlakové zóny, musí se pouze přenést část z rozdílu pásových sil mezi smykovou styčnou plochou a okrajem tlakové příruby. V důsledku toho se τ_Ed stane:

${\tau }_{Ed} = \frac{F_{cdi}}{F_{cd}} · \frac{V_{Ed}}{bz}$