Školení Předpjatý beton, fáze výstavby, posudky betonových konstrukcí

Transkript

1 Šklení Předpjatý betn, fáze výstavby, psudky betnvých knstrukcí 1

2 Všechny infrmace uvedené v tmt dkumentu mhu být změněny bez předchzíh upzrnění. Žádnu část tht dkumentu není dvlen reprdukvat, ulžit d databáze neb systému pr načítání ani publikvat, a t v žádné pdbě a žádným způsbem, elektrnicky, mechanicky, tiskem, ftgraficku cestu, na mikrfilmu ani jinými prstředky bez předchzíh písemnéh suhlasu vydavatele. Firma Scia nezdpvídá za žádné přímé ani nepřímé škdy vzniklé v důsledku nepřesnstí v dkumentaci neb sftware. Cpyright 2011 Scia Grup nv. Všechna práva vyhrazena. Translated frm English riginal by: Jiří Pdval ( j.pdval@scia.cz) 2

3 Obsah 1 Ddatečně předpjatý mst šklící tutrial Nastavení prjektu Nárdní ddatek Mdel Knstrukce Průřezy Nsníky Pdpry Předpětí Zatížení Zatěžvací stavy Zatížení Fáze výstavby Nastavení nsníku pr fáze výstavby Autmatický výpčet subintervalů Phyblivá zatížení Příprava phyblivých zatížení v SEn Skupina zatížení Dpravní pruh Jedntkvá zatížení Databáze zatěžvacích sustav Nastavení pr genervané zatěžvací stavy Definice fází výstavby Vyhdncení phyblivých zatížení - bálky Knihvna pjmenvaných plžek Pjmenvaná vlákna Pjmenvané části průřezu Pjmenvané řezy Pr becný průřez Pr katalgvé průřezy Pjmenvané spáry Analýza Lineární výpčet Analýza fází (TDA EN ) Analýza fází (TDA EN ) Psudek předpjatéh betnu pdle EN Nastavení betnu Psudek ve vybraných řezech Plcha betnu slabená betnářsku výztuží Plcha betnu slabená předpjatu výztuží Varvání a chyby Psudek knstrukce, psudek prvku Psudek knstrukce Psudek prvku Psudek v pjmenvaných plžkách Průřezvé charakteristiky Nepčítané vnitřní síly MSP psudky betnu Omezení trhlin Psuzení dvlených namáhání

4 7.3.3 Psudek předpínací výztuže MPÚ psuzení předpjatéh betnu Metda mezních přetvření Interakční diagram Psuzení smyku Psuzení krucení Psuzení dvlených hlavních tahů Literatura

5 1 Ddatečně předpjatý mst šklící tutrial Tent dkument ppisuje typický ddatečně předpínaný betnvý mst stavěný p jedntlivých fázích. Zatížení dpravu je převzat z EN s hledem na EN1990/A1. Nrmvé psudky jsu prváděny pdle EN Nastavení prjektu Nvý prjekt je vytvřen pmcí tlačítka Nvý a výběrem Knstrukce s výpčtem. Nastavení prjektu je nutné specifikvat v Datech prjektu. Pr časvé závislu analýzu (TDA) je třeba vybrat typ knstrukce Rám XZ, jedině tent typ by měl být analyzván pmcí TDA! Měl by být vybrán také alespň jeden materiál zvlíme betn. Pkud je vybrán betn jak jeden z materiálů, autmaticky se bjeví i plžka pr zadání výztuže (nepředpínací). Dpručujeme pužívat Úrveň prjektu - Rzšířená. V nabídce pr mdel je třeba vybrat mžnst Fáze výstavby a prvzu, když chceme pčítat knstrukci stavěnu p etapách. Nrmu prjektu nastavíme na EC-EN. Každá země pak má k dispzici svu nárdní přílhu. Mezi funkcinalitami je třeba zaškrtnut Předpětí, tím se bjeví vprav nvá pdkapitla, kde je vhdné zaškrtnut i rzšířenu nabídku. Pr analýzu s pužitím phyblivých zatížení musíme mít aktivvánu a příslušnu funkcinalitu Phyblivá zatížení. 5

6 1.2 Nárdní ddatek Jak základní nrmu pr výpčet a psudky jsme zvlili EC-EN. Každá země má k eurkódu svůj nárdní ddatek, ten lze nastavit hned pd výběrem nrmy. Od verze jsu všechny ptřebné ddatky implementvány d prgramu a uživateli stačí si vybrat příslušnu zemi bez nutnsti ručně zadávat veškeré hdnty specifikvané tím kterým státem. Pkud uživatel tevře správce nastavení, může definvat něklik dalších nárdních přílh, klidně svých vlastních. Sada nárdních ddatků se chvá jak knihvna, tzn. může být ukládána, načítána, psílána atd. Každý nárdní ddatek má své vlastní hdnty určitých parametrů. Tyt hdnty lze případně měnit. Hdnty jsu rzděleny d jedntlivých kapitl pdle příslušné části nrmy. Na následujících brázcích jsu ukázány nejdůležitější eurkódy: 6

7 Nárdní aplikační dkument pr EN1990 Základy navrhvání knstrukcí Nárdní aplikační dkument pr EN1991 Zatížení knstrukcí 7

8 Nárdní aplikační dkument pr EN1992 Navrhvání betnvých knstrukcí 8

9 2 Mdel 2.1 Knstrukce Průřezy Knstrukci zadáváme pmcí standardních pstupů prgramu Scia Engineer (SEn). Průřezy jsu definvány v knihvně průřezů pmcí tlačítka Nvý. Knihvna bsahuje něklik předdefinvaných tvarů pr Prefabrikvané průřezy a Mstní prfily. Obecný průřez umžňuje uživateli vytvářet úplně nvé a dlišné průřezy. Jejich tvar určujeme pmcí plygnů přím v prgramu neb načtením DWG neb DXF frmátu. 9

10 Průřez ve frmátu výkresu musí být vytvřen pmcí čar neb spjitých křivek. Nejdříve je nutné spjit všechny křivky (Výběr křivek > Spjit čáry). Při načítání průřezu z výkresu je třeba vybrat správně plygny a plygnální tvry. Nejprve zvlíme Načíst jak > Plygny a vybereme vnější křivky. Pté změníme vlbu na Plygnální tvry a vybereme křivky reprezentující tvry. Teprve následně může být výkres načten d SEn jak becný průřez. 10

11 Průřezy mhu být také načteny z pdbnéh, dříve vytvřenéh prjektu SEn. Načíst lze všechny, neb jen některé z průřezů dané databáze. Dialgvé kn Průřezy vypadá ptm následvně: 11

12 2.1.2 Nsníky Nsníky zadáváme v servisu Knstrukce > Prutvý prvek > Nsník pmcí následujících parametrů: Tabulka udává délky nsníků v metrech: B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 B11 B12 1,0 19,0 1,0 4,0 21,0 1,0 4,0 21,0 1,0 4,0 15,0 1,0 Uživatel si může nechat zbrazit tabulku prutvých prvků v Dkumentu > Knstrukce > Prvky: 12

13 Suřadnice jedntlivých uzlů můžeme změnit pmcí Tabulkvé úpravy gemetrie: Zarvnání prutů změníme na spdní pr všechny prvky. 13

14 2.1.3 Pdpry Pdpry zadáme v servisu Knstrukce > Výpčtvá data > Pdpra > Bdvá na prutu. Namdelujeme pdpry ve směru sy Z uprstřed nsníků B1, B3, B9 a B12. V plvině délky nsníku B6 namdelujeme pdpru ve směru s X a Z. Bdvu pdpru na prvním nsníku zadáme dvakrát, prtže bude rzdílná v průběhu výstavby. Jednu jak klub a jednu jak psuvný klub. Prgram nám všem nedvlí zadat dvě pdpry v jednm bdě, takže tu druhu zadáme těsně vedle, a ptm ji psuneme d správné plhy - tedy plviny nsníku. Celá knstrukce zbrazená ve 3D mdelu perspektivně vypadá následvně: Předpětí Pr buducí ptřebu zadávání ddatečně předepnutých kabelů si musíme připravit zatěžvací stav typu Předpětí. Zatěžvací stav vytvříme pmcí funkce Zat.stavy, kmbinace > Zatěžvací stavy. 14

15 Ddatečně předepnuté kabely se zadávají v servisu Knstrukce > Kabely > Ddatečně předpínaný kabel se sudržnstí. V následujícím dialgu je velké mnžství hdnt, které lze zadat. Nejdůležitější z nich budu vysvětleny. Jmén d 1e_01 d 4e_12 tj. celkem 30 kabelů Vrstva pdle čtyř fází výstavby (které budu definvány pzději) vytvříme čtyři vrstvy Faze_1, 2, 3 a 4. Jmén kabelu začínající 1 znamená, že kabel náleží d fáze 1 a tak dále... 15

16 Zadání gemetrie typ Zdrjvá gemetrie zvlíme; jinak máme všem k dispzici celkem tři zadání gemetrie kabelu Zdrjvá gemetrie uživatel zde zadává gemetrii z knihvny ZG Přímé zadání uživatel zde zadává gemetrii kabelů přím ve 3D kně; při tét vlbě může být pužita gemetrie imprtvaná z CAD prgramu Referenční křivka se zdrvju gemetrií zdrjvá gemetrie se rzlží pdle uživatelem zadané referenční křivky Přiřazení pruty (desky), kterým budu kabely přirazeny je třeba vybrat v tmt dialgu neb při určvání desek, na kterých bude kabel namdelván LSS X určuje prvek, kde začíná lkální suřadný systém kabelů; měl by t být první prut z přiřazení neb přím určený prvek Průmět mezilehlých bdů tat mžnst je relevantní puze v případě tzv. Hanging ndes, tedy bdů MKP, ke kterým se vztahuje předpínací výztuž Prprcinálně uživatel zde zadává délku, na kteru jsu prmítány účinky kabelu Způsb přiřazení - pčátek První uzel pčátek účinků prmítanéh kabelu je první uzel přiřazenéh prutu Plha vzdálenst d pčátku prutu Způsb přiřazení knec Pslední uzel pčátek účinků prmítanéh kabelu je kncvý uzel přiřazenéh prutu 16

17 Plha vzdálenst d knce prutu Klm kabel je prmítnut přím klmicemi na prut Mžnst z nastavení sítě Předpínací výztuže nezávislá na MKP uzlech není dstupná pr výpčet TDA. LCS typ lkálníh suřadnéh systému kabelu Standard llální suřadný systém kabelu je stejný jak lkální suřadný systém přiřazenéh prutu z - vektrem uživatel zadá vektr bdy X a Z a směr z je určen těmit hdntami z - bdem uživatel zadá bd, který určí rientaci lkálníh systému suřadnic z dle USS Zdrjvá gemetrie zadáme celkem 30 typů ZG 17

18 Zdrjvá gemetrie může být také načtena z uživatelské databáze. Pčátek zdrjvé gemetrie Odsazení v LSS pčátek může být zadán relativně k lkálním suřadným sám nsníku 18

19 Suřadnice v GSS pčátek může být zadán relativně ke glbálnímu systému suřadnic Materiál pužijeme materiál kabelu s značením Y1770S7-15,7 Pčet prvků v kabelu 15 kabel bsahuje 15 vláken Pčet kabelů ve skupině 1 existuje puze 1 kabel se stejnými vlastnstmi a gemetrií Průměr kanálku 80mm 19

20 Předpínání Typ napínání typ 3 Předpínání z Knec Napětí v průběhu pdržení napětí 1410 MPa Pčáteční napětí 1410 MPa Další hdnty jsu převzaty z výchzíh nastavení Knihvny > Nastavení > Předpětí-ddatečně předpjaté Všechny parametry ve stručné tabulce je mžné zbrazit v dkumentu v kapitle Knstrukce > Kabely > Kabely se sudržnstí. 20

21 Ztráty kabelu je mžné nechat zbrazit pmcí příslušnéh akčníh tlačítka pr každý kabel. Vykreslvání kabelů je závislé na nastavení Parametrů zbrazení pr všechny entity. Celkem existují tři typy zbrazení kabelů ve 3D kně: tenké čáry, tlušťka čáry pdle průměru a 3D. Je také mžné nechat zbrazit ktvy neb směr napínání. Vykreslení ve 3D je velice názrné a efektní. 21

22 22

23 2.2 Zatížení Zatěžvací stavy Před tím než zadáme fáze výstavby, musíme definvat zatěžvací stavy. Připravíme sestavu zatěžvacích stavů pdle brázku níže. Dialg pr zadávání zatěžvacích stavů nabízí mnh nastavení: Stálé Nahdilé Zatížení Typ zatížení Standard nezbytné pr zadávání fází výstavby v příslušné knihvně fází; tyt zatěžvací stavy mhu být prázdné, bez zatížení, služí pak puze k definicím jedntlivých fází Vlastní tíha zatěžvací stav pr zatížení knstrukce vlastní vahu Předpětí nezbytné pr zadávání předpětí Skupina zatížení Výběr z knihvny skupin zatížení viz kap Specifikace Standard Teplta puze tepltní zatížení smí být zadán d tht zat. stavu Skupina zatížení Výběr z knihvny skupin zatížení viz kap Jedntlivá zatížení zadáváme pdle jejich druhu v servisu Zatížení d jedntlivých zatěžvacích stavů: např. stálé zatížení (vzvka, bezpečnstní zábradlí a další mstní sučásti) bude definván d zatěžvacíh stavu LC17-Ostatní stálé typ stálé. 23

24 Zadání hdnty zatížení prvedeme v servisu Zatížení > Spjité zatížení na prutu. Velikst síly je -61,3 kn/m Tepltní zatížení Pr tent typ zatížení připravíme zatěžvací stav s příslušnu specifikací. Zatížení tepltu zadáme pmcí funkce Tepltu na prutu v servisu Zatížení. Zadáme lineární rzlžení zatížení tepltu: ZS Teplta Hrní delta - 8 C Spdní delta 0 C ZS Teplta + Hrní delta +10,5 C Spdní delta 0 C 24

25 Zatížení je znázrněn ve 3D kně pmcí trjúhelníků na systémvé se prvků. Zatížení tepltu zadáme d skupiny zatížení s přednastavenými kmbinačními sučiniteli pr tent případ nesilvéh zatížení. 25

26 3 Fáze výstavby Pr časvě závislu analýzu (TDA) je třeba definvat fáze výstavby. V Nastavení v servisu Fáze výstavby a prvzu vybereme typ Časvý výpčet. Následně je třeba vytvřit každu jedntlivu fázi v dialgu Fáze výstavby (vstup pmcí tlačítka se třemi tečkami). Každá fáze má něklik důležitých parametrů: Jmén ST1 až ST21 Ppis slvní ppis příslušné fáze Čas fáze délka trvání fáze ve dnech Pčet subintervalů pčet pdintervalů na detailní časvé se; tent parametr má vliv na přesnst výpčtu dtvarvání betnu Vlhkst relativní vlhkst klníh prstředí v prcentech; služí pr výpčet smršťvání Pslední fáze výstavby udává, že aktivní fáze je pslední fází výstavby, statní fáze značují puze prvzní fáze; nahdilá zatížení půsbící před tut pslední fází výstavby nemhu být pužity v jiné fázi Stálá neb dluhdbá zatížení zatěžvací stav typu stálé zatížení každý fáze musí bsahvat puze jeden zat. stav typu stálé zatížení (neb dluhdbé); tent stav může být prázdný ale pr tvrbu fází výstavby je nepstradatelný Předpětí vlitelný zatěžvací stav; tímt zat. stavem jsu určeny kabely příslušné dané fázi Typ genervaných kmbinací uživatel zde má něklik variant, který typ kmbinací bude autmaticky generván pdle nrmy nastavené v prjektu akční tlačítk Nahdilá zatížení nahdilé zatěžvací stavy můžeme přidávat dané fázi tímt tlačítkem (pdrbněji viz. kap 4.3) 26

27 Takvým způsbem vytvříme všechny fáze výstavby. Pr 8. fázi (IV.fáze_předpínání) zaškrtneme mžnst Pslední fáze výstavby. Kmpletní výpis fází výstavby vypadá následvně (tabulka z dkumentu): Jakmile jsu fáze výstavby vytvřeny, je třeba určit, které prvky a které pdpry patří d které fáze. Přiřazení prvedeme v servisu Fáze výstavby a prvzu pmcí funkce Prvky > Přidat prvek a vybráním knkrétních entit. 27

28 Pdbně pstupujeme i pr pdpry: Pdpru Sb1 (ve směru X a Z) na prutu B1 přidáme d fáze ST1 a debereme ve fázi ST3. Tu samu pdpru ale jen ve směru Z (Sb6) přidáme ve fázi ST3. Celu knstrukci rzdělíme d fází výstavby pdle pstupů ppsaných výše. Obrázky na následujících stranách ukazují pstup výstavby v jedntlivých fázích. 28

29 29

30 30

31 3.1 Nastavení nsníku pr fáze výstavby Jedn z nejdůležitějších nastavení pr časvě závislu analýzu je Nastavení nsníku pr fáze výstavby (LBH). Tat přídavná data budeme zadávat na každý nsník. Čas betnáže - čas betnáže ve dnech na lkální časvé se vztažen ke glbální časvé se. Je mžné zadat i záprnu hdntu. Linivá pdpra (bednění) nesmí být pužita v tmt případě. P tmt čase začíná stárnutí betnu. Hdnta také vlivňuje stáří betnu pr výpčet dtvarvání. Například: fáze 1 - glbální čas 5 dní a dba betnáže -3 dny - znamená, že glbální čas betnáže je ve 2 dnech. Ptm bychm ale neměli zadávat linivu pdpru (bednění). Čas uknčení šetřvání - čas, kdy knčí šetřvání betnu. Pužíváme-li fázvaný průřez, jedná se uknčení šetřvání první fáze průřezu. Údaj je důležitý pr výpčet smršťvání. Délka šetřvání dbetnvávaných částí průřezu údaj důležitý puze když pužíváme fázvané průřezy, čas určuje knec šetřvání druhé, třetí a dalších fází, pkud existují. Také vlivňuje výpčet smršťvání. Čas uvlnění psunu ve směru sy X(Z) čas ve dnech, kdy je uvlněn bednění ve směru sy X (neb Z). Zbrazení nastavení ve 3D kně je pdbné jak linivé pdpry (bednění). Více LBH dat lze upravvat naráz v jednm krku pdbně jak jiná přídavná data prutů. LBH nastavení lze také prhlížet v dkumentu. 31

32 Barevné nastavení prvků knstrukce ve fázích výstavby ve 3D kně záleží na Nastavení > Barvy/čáry: Kreslení pdle fází výstavby můžeme nastavit v Parametrech zbrazení pr všechny entity a vybrat, které části fází budu vykresleny. 32

33 3.2 Autmatický výpčet subintervalů Pr každu fázi zadáme pčet subintervalů neb můžeme nastavit celkvý pčet subintervalů pr celu knstrukci v Nastavení > Celkvý pčet uživatelsky zadaných pdintervalů. Časvá sa bude rzdělena na stejné lgaritmické přírůstky v celé knstrukci. σ σ σ σ σ σ σ σ σ Celkvý pčet může být vyšší, než c zadal uživatel, prtže: V každé fázi musí být alespň jeden subinterval. Držení napětí (trvání krátkdbé relaxace)je také pvažván za bd na časvé se. Tat mžnst je také k dispzici ve funkci Časvá sa > Pdintervaly. Uživatel zde může zadat celkvý pčet pdintervalů a akceptvat neb dmítnut nabízený výpčet subintervalů. 33

34 34

35 4 Phyblivá zatížení Zatěžvací systém gr1a (pdle tabulky 4.4 nrmy EN1991-2) je nejúčinnějším zatěžvacím systémem pr msty. Systém sestává z: Mdelu zatížení LM1 Sustředěné zatížení d nápravy TS Rvnměrné zatížení UDL Zatížení chdci neb cyklisty Kmbinační sučinitele (ψ 0, ψ 1 a ψ 2 ) jsu dlišné pr jedntlivá zatížení v tmt systému pdle tabulky A2.1 z nrmy EN 1990/A1. Pstup mdelvání a psuzvání za pužití charakteristické, časté a kvazistálé kmbinace zahrnující zatěžvací systém gr1a je dlišný d standardníh pstupu se zatěžvacími stavy, které náleží jisté skupině zatížení s definvanými kmbinačními sučiniteli v menu prjektu. Pravidla pr kmbinace MSP pdle tab. A2.6 z EN1990/A1 Stálé Předpětí Hlavní nahdilé (dprava) Vedlejší nahdilé (teplta) Charakteristická Gi P 1,0*Qk1 ψ 0 * Qki Častá Gi P ψ 1 *Qk1 ψ 2 * Qki Kvazi-stálá Gi P ψ 2 * Qki ψ 2 * Qki 35

36 4.1 Příprava phyblivých zatížení v SEn Skupina zatížení Vytvříme nvu zatěžvací skupinu pjmenvanu Dprava, zatížení Nahdilé, vztah Výběrvá. Tét skupině přiřadíme kategrii G: vzidl >30kN Výchzí nastavení kmbinačních sučinitelů: Dpravní pruh Nvý dpravní pruh (TR1) zadáme v servisu Phyblivá zatížení > Dpravní pruh. Označením prvníh a kncvéh bdu se dráha autmaticky vytvří na celé knstrukci. 36

37 4.1.3 Jedntkvá zatížení Nvé jedntkvé zatížení zadáme hned další funkcí Jedntkvá zatížení Databáze zatěžvacích sustav Nvá zatěžvací sustava se zadává pr každu kmbinaci včetně kmbinačních sučinitelů pr charakteristicku a častu kmbinaci. Dp_char zatěžvací sustava pr charakteristicku kmbinaci 1,0*TS+1,0*UDL Dp_fre zatěžvací sustava pr častu kmbinaci 0,75*TS+0,4*UDL 37

38 4.2 Nastavení pr genervané zatěžvací stavy V Nastavení pr genervané zatěžvací sustavy vytvříme dvě plžky, D_char a D_fre například. Stejná skupina zatížení (Dprava) by měla být přiřazena každé skupině genervaných zatěžvacích stavů. Prvky Vz a My zaškrtneme pr vyhdncení dle následujícíh brázku. D_char jedntkvé zatížení (UL) + zatěžvací sustava (Dp_char) D_fre jedntkvé zatížení (UL) + zatěžvací sustava (Dp_fre) 38

39 Při lineárním výpčtu se autmaticky vygenerují bálky zatěžvacích stavů p prběhnutí lineárníh výpčtu. Tyt genervané zatěžvací stavy se přiřadí dpvídajícím fázím. 4.3 Definice fází výstavby Vytvřili jsme jedntlivé fáze výstavby v příslušné knihvně. Nyní přidáme příslušné bálky nahdilých zatěžvacích stavů pdle th, jaký je typ genervané kmbinace: Char_1 charakteristická kmbinace čas 365 dní EN-MSP-char. UL-Dp_cha-Min My UL-Dp_cha-Max My UL-Dp_cha-Min Vz UL-Dp_cha-Max Vz Teplta + Teplta - 39

40 Fre_1 častá kmbinace Čas 365,1 dní EN-MSP-častý UL-Dp_fre-Min My UL-Dp_fre-Max My UL-Dp_fre-Min Vz UL-Dp_fre-Max Vz Teplta + Teplta - 40

41 QP_1 kvazi-stálá kmbinace Čas 365,2 dní EN-MSP-kvazi. Teplta + Teplta - ULS_1 ULS(STR) kmbinace čas 365,3 dní EN-MSÚ (STR/GEO) Sada B UL-Dp_cha-Min My UL-Dp_cha-Max My UL-Dp_cha-Min Vz UL-Dp_cha-Max Vz 41

42 4.4 Vyhdncení phyblivých zatížení - bálky Vyhdncení extrémů (maxim a minim) bálek v jednm zbrazení je mžné prvést vytvřením skupin výsledků (Zat. stavy, kmbinace > Skupiny výsledků). Char_bal_My extrémy bálky phyblivých zatížení pr charakteristické kmbinace UL_Dp_cha_Max My UL_Dp_cha_Min My Fre_bal_My extrémy bálky phyblivých zatížení pr časté kmbinace UL_Dp_fre_Max My UL_Dp_fre_Min My Vnitřní síly pr tyt skupiny je mžné zbrazit v servisu Výsledky > Vnitřní síly na prutech. V kně vlastnstí zvlíme pr typ zatížení mžnst Třída a ze seznamu tříd vybereme Char_bal_My. Extrémní mment je vykreslván z minim a maxim bálek phyblivých zatížení pr charakteristicku kmbinaci. Obdbně zbrazíme výsledky pr častu kmbinaci Fre_bal_my. 42

43 5 Knihvna pjmenvaných plžek Mezi jinými knihvnami najdeme i Pjmenvané plžky. Můžeme vytvářet následující plžky pmcí tét knihvny: Vlákn služí k vyhdncení výsledků přípustných napětí v betnu v předdefinvaných pjmenvaných vláknech puze Část průřezu služí k vyhdncení výsledků přípustných hlavních napětí v předem definvaných pjmenvaných částech průřezu, pkud máme nějaký fázvaný průřez Řez služí k vyhdncení výsledků přípustných napětí v betnu v předdefinvaných pjmenvaných řezech průřezu Spára služí k vyhdncení výsledků smykvých napětí v knstrukčních spárách v předdefinvaných pjmenvaných spárách, pkud máme nějaký fázvaný průřez 5.1 Pjmenvaná vlákna Pkud vytvříme nějaké pjmenvané plžky ve zmíněné knihvně, je ještě důležité určit, které přesně řezy, části průřezu, vlákna neb spáry t v daných průřezech jsu. Vlákna a části průřezu můžeme přiřadit pr vybraný průřez pmcí tlačítka Opravit pjmenvané plžky. 43

44 Hrní vlákna s čísly 3, 4 a 5 přiřadíme k pjmenvané plžce Hrní. Spdní vlákna 9, 10, 18 a 19 zařadíme d plžky Spdní. 44

45 5.2 Pjmenvané části průřezu Pr případ fázvanéh průřezu můžeme pužít pjmenvanu část průřezu, k tmu pužijeme vlbu v levé hrní části dialgvéh kna. 45

46 5.3 Pjmenvané řezy Pr becný průřez Pjmenvané řezy je mžné zadat pmví Editru becnéh průřezu. Nvé řezy přidáme pmcí tlačítka Přidat řez. Máme dvě mžnsti, jak zadat řez: Bd řez je definván v zadaném bdě Vlákn + dsazení řez je definván dsazením d zvlenéh vlákna Je zde také mžnst zadat řez puze ve směru sy Y neb Z. 46

47 Zde jsme zadali vertikální řez v levé části (levém nsníku) průřezu: Pr katalgvé průřezy Zadání nvých řezů pr katalgvé průřezy je se prvádí pmcí tlačítka Opravit řezy v knihvně průřezů. 47

48 Dialgvé kn pr pravu řezu je následující: 5.4 Pjmenvané spáry Pjmenvané spáry tvříme v případě fázvanéh průřezu, a t pmcí tlačítka Opravit spáry. Vstupíme tím d specielníh dialgvéh kna pr editaci spár. Pkud je průřez celistvý, nezbrazí se nám žádné spáry. 48

49 Pkud je průřez fázvaný, dialgvé kn bude bsahvat následující vlby. 49

50 6 Analýza 6.1 Lineární výpčet Lineární výpčet je nezbytný pr vygenervání bálek phyblivých zatížení (viz kap. 4.2). P úspěšně dknčené výpčtu se bjeví následující kn: 6.2 Analýza fází (TDA EN ) Analýzu fází prvedeme kvůli výpčtu účinků fází s vlivem dtvarvání a smršťvání (TDA). Účinky dtvarvání a smršťvání se prvádí pdle nrmy EN přílhy B. 50

51 6.3 Analýza fází (TDA EN ) Uživatel má mžnst také prvést časvě závislu analýzu (výpčet dtvarvání a smršťvání) pdle nrmy EN přílha B, ale je třeba prvést ještě některé důležité krky. Hlavním úklem je včlenit jiný typ materiálu d nrmy EN Existují dvě materiálvé skupiny EN a EN Kvůli prvedení výpčtu dtvarvání a smršťvání betnu pdle EN je vhdné zadat nvý typ betnu. Tyt typy jsu značeny stejně jak standardní pdle eurkódu, ale s přípnu EN Názrně na brázku níže: 51

52 Materiál s f ck < 50 MPa není mžné pužít. Třída cementu puze R (rychletuhnucí) Křemičitý úlet vlba an/ne vlivňuje výpčet dtv. a smršťvání pdle EN annex B Relativní vlhkst - nrma EN neumžňuje výpčet dtv. a smršťvání pr relativní vlhkst nad 80%. Pkud tedy pužijeme materiál z nrmy EN a zadáme RH>80%, pak se na začátku výpčtu TDA bjeví následující varvání. Odhad zpžděnéh dluhdbéh přetvření Odhad zpžděnéh dluhdbéh přetvření se prvádí pdle kapitly B.105, implementací vzrce B.128. Keficient vypčítaný tímt vzrcem je pužit pr vzrce pr betn se stářím 1 rk a více: ϕ(t;t0) (B.1) a εcd,0 (B.11) pr betn EN εcd(t) (B.116) a ϕb(t;t0) (B.118) pr betn EN Uživatel může nastavit tut mžnst v knihvně materiálů ve vlastnstech danéh betnu pr bě nrmvé skupiny. 52

53 7 Psudek předpjatéh betnu pdle EN Psuzení předpjatéh betnu lze prvádět puze pdle nrmy EN Prgram nebsahuje žádné speciální psudky pdle nrmy EN pr mstní knstrukce. Jediná mžnst je pužít speciální TDA výpčet pdle tét nrmy (viz kap.6.3). 7.1 Nastavení betnu Výsledné nastavení parametrů je syntézu nrmvě závislých hdnt (pdle nárdní přílhy) a nezávislých hdnt ze standardníh nastavení. Nrmvě závislé hdnty si můžeme věřit v Datech prjektu > Nárdní ddatek > EN (Obecná pravidla). Nrmvě nezávislé hdnty je mžné nastavit v Knihvny > Nastavení > Betn neb Nastavení > Řešič pr betnvé knstrukce. 53

54 Filtrvané nastavení se zbrazí u jedntlivých psudků pdle typu danéh psudku. Například zde uvádíme nastavení pr betn pr Psuzení dvlených nrmálvých namáhání betnu. Některá důležitá nastavení budu vysvětlena v dalších kapitlách Psudek ve vybraných řezech Tat funkce služí k rychlejšímu vyhdncení psudků puze v uživatelem zadaných řezech, kde předpkládá nejvíce zatíženu knstrukci neb extrémní výsledky. Psuzení se prvádí jen těcht místech a výpčet je tím pádem rychlejší. Tut funkci je mžné pužít pr veškeré psudky a navrhvání. 54

55 7.1.2 Plcha betnu slabená betnářsku výztuží Pkud je tat mžnst zapnuta, plcha betnvéh průřezu je redukvána betnářsku výztuž. Tt pak má efekt na všechny psudky betnvých 1D prvků Plcha betnu slabená předpjatu výztuží Pkud je tat mžnst zapnuta, plcha betnvéh průřezu je redukvána betnářsku předpínací výztuž. Tt pak má efekt na všechny psudky betnvých 1D prvků. 55

56 7.1.4 Varvání a chyby Ve výstupu psudku se mhu bjevit některá varvání neb chyby. Všechny chyby a varvání jsu dstupné přes nastavení betnu. 7.2 Psudek knstrukce, psudek prvku Mdel může být psuzen dvěma variantami: Glbálně za pmci Psudku knstrukce Lkálně za pmci Psudku prvku Psudek knstrukce Tent psudek prvedeme výběrem typu psudku ve strmě funkcí ze standardníh servisu betn. Výsledné hdnty jsu pak zbrazeny na všech vybraných prvcích. Tabulka ve výstupu má různu pdbu pdle nastavení extrému: Glbální jeden extrémní výsledek pr všechny psuzvané prvky 56

57 Prvek jeden extrémní výsledek pr každý psuzvaný prvek Řez extrémní výsledek v každém řezu všech psuzvaných prvků Průřez jeden extrémní výsledek pr všechny psuzvané průřezy 57

58 7.2.2 Psudek prvku Téměř všechny betnvé psudky mají mžnst psudku prvku. Jedná se detailní analýzu jednh průřezu. Vstupíme d něj pmcí akčníh tlačítka na brázku: Dialgvé kn psudku prvku nabízí uživateli výběr: Extrému vnitřních sil (N+; N-; Vz+; Vz-...) Řez pdél vybranéh prvku příslušné zálžky s detailními výsledky; nabídka zálžek se může měnit, ale ve většině případů jsu k dispzici následující: Průřez Zatížení Napětí Přetvření Pracvní diagram 58

59 7.2.3 Psudek v pjmenvaných plžkách Zadávání pjmenvaných plžek jsme ppsali v kapitle 5. Zde bude vysvětlen jejich pužití v psudcích betnu. Účelem pjmenvaných plžek jsu uživatelsky příjemnější a přehlednější výsledky, respektive zkrácení dby výpčtu psudku. Prgram umžňuje pužít následující pjmenvané plžky v těcht psudcích: Pjmenvaná vlákna Pjmenvané řezy Pjmenvané spáry Metda mezních přetvření Psuzení dvlených namáhání Psuzení dvlených hlavních tahů Metda mezních přetvření psudek smyku ve spáře Návrh výztuže As Pjmenvané části průřezu Metda mezních přetvření Psuzení dvlených namáhání Psuzení dvlených hlavních tahů Například psuďte výsledky dvlených namáhání pr hrní vlákna Pr psudek knstrukce Pr psudek prvku puze pjmenvaná vlákna se nabízí v psudku prvku Průřezvé charakteristiky Funkce průřezvé charakteristiky bsažená nabízí uživateli veškeré nezbytné infrmace průřezu. Funkci nalezneme v servisu Betn > Prutvé prvky. 59

60 Funkce nabízí výpčet gemetrických charakteristik průřezu se zhledněním následujícíh: předpjatá výztuž nepředpjatá výztuž kanálky kabelů čas Typ průřezvých charakteristik nabízí dvě vlby standard ideální Vypčítané části průřezu nabízí tři mžnsti Betn (pr ideální charakteristiky, tat vlba bude vždy zapnutá) Výztuž Předpínací výztuž Odečíst d plchy betnu bude aktivní s vlbu Betn Výztuž Předpínací výztuž Kanálky Výpčet charakteristik k nabízí následující vlby k těžišti průřezu k těžišti fáze průřezu (zbrazí nvu plžku Fáze průřezu s nabídku: pdle vybranéh průřezu definván uživatelem k vybranému pjmenvanému vláknu (zbrazí nvu plžku Pjmenvaná vlákna) k bdu (zbrazí se vlba suřadnic Y a Z danéh bdu) Hdnty Hdnty pr standardní typ charakteristik A, Iy, Iz,ty,tz,Sy,Sz,bw, Wy+, Wy-, Wz+, Wz-, iy, iz, bw Hdnty pr ideální typ charakteristik Ai, Iyi, Izi,tyi,tzi,Syi,Szi; Wyi+, Wyi-, Wzi+, Wzi-, iyi, izi, bwi 60

61 Výsledky mhu být následující: Nepčítané vnitřní síly Typ knstrukce Rám XZ, který pužíváme pr časvě závislu analýzu, nerespektuje účinky krucení. Obálky phyblivéh ztížení pr extrémní krutící mment Mx by se tedy měli určvat v jiném prjektu s typem knstrukce Rám XYZ. Hdnty Mx v typu Rám XZ tak musíme zadat jak nepčítané vnitřní síly. Tyt nepčítané vnitřní síly zadáme v servisu Zatížení d vybranéh zatěžvacíh stavu V dialgvém kně pr specifikaci nepčítaných vnitřních sil zvlíme typ Mx. 61

62 Pr řez vedle druhé pdpry vybereme rzlžení Plygnální. Hdnty Mx zadáme d tabulky Parametry. Zbrazení ve 3D kně je ptm následující: 62

63 7.3 MSP psudky betnu Omezení trhlin Trhliny v předepjatém betnu jsu pčítány pdle kapitly 7.3 nrmy EN Psudek najdeme v servisu Betn > Prutvé prvky > Psuzení předpjatéh betnu > Omezení trhlin. Předepjatá knstrukce je uvažvaná se zalepenými kabely a psuzvaná na častu kmbinaci pdle tabulky 7.1N nrmy EN Třída expzice se nastavuje dle kapitly Chyba! Nenalezen zdrj dkazů. jak XD3. Psuzena musí být v tmt případě také dekmprese Psuzení dvlených namáhání Oblast znalstí psuzení dvlených namáhání Zbrazvané hdnty mají následující vysvětlení: Napětí před a p zaktvení v tlaku σ cc,max dvlené namáhání v tlaku před a p ktvení definván v kapitle 5.42 nrmy EN σ cc, max = k6 fck ( t) (5.42) k 6 = 0,6 (pr předem předpjatý betn je mžné zvýšit hdntu sučinitele na 0,7, pkud je prkázán, že nevzniknu trhliny) σ c,aa vypčítané napětí v betnu, v tahu σ cc,max dvlené tahvé namáhání v betnu před a p ktvení, definván v Nastavení pr betn, výchzí hdnta je 0 MPa σ c,aa vypčítané napětí v betnu, Napětí z kmbinace MSP Charakteristická kmbinace pdélné trhliny v tlaku σ cc,ch dvlené napětí v betnu v tlaku z charakteristické kmbinace na MSP, puze třídy expzice XD, XF a XS σ = k f ( ) (7.2.(2)) cc, ch 1 ck t k 1 = 0,6 σ cq,min minimální napětí v betnu p zavedení zatížení vlastní tíhu, všemi stálými a nahdilými zatíženími v tahu f ct,eff - dvlené napětí v betnu v tahu z charakteristické kmbinace na MSP, hdntu f ct,eff můžeme zadat v Nastavení pr betn: f ctm střední hdnta pevnsti v dstředném tahu f ctm,fl střední hdnta pevnsti v tahu za hybu f ctm,fl = max{(1,6-h/1000)*f ctm ; f ctm )} h je celkvá výška prvku v mm σ cq,max maximální napětí v betnu p zavedení zatížení vlastní tíhu, všemi stálými a nahdilými zatíženími Kvazi-stálá kmbinace dtvarvání v tlaku σ cc,qp dvlené tlakvé napětí v betnu z kvazi-stálé kmbinace MPS, lze uvažvat lineární dtvarvání σ = k f ( ) (7.2.(3)) cc, qp 2 ck t k 2 = 0,45 σ clt,min minimální napětí d dluhdbých zatížení v tahu f ct,eff,qp dvlené tlakvé napětí v betnu z kvazi-stálé kmbinace MPS, hdntu f ct,eff,qp můžeme zadat v Nastavení pr betn, výchzí hdnta je 0 MPa σ clt,max maximální napětí d dluhdbých zatížení 63

64 Ostatní nepsuzvané, puze vykreslvané σ p,inc přírůstek napětí d vybranéh zatěžvacíh stavu Hdnty důležité pr výpčet dpručujeme nastavit ještě před prváděním psudků Třídy expzice Třídy expzice můžeme nastavvat v Nastavení pr betn > Výchzí nastavení návrhu. Na tmt parametru závisí psudek dvlených namáhání a šířky trhliny. V našem případě je nastavena třída XD3. Pr jedntlivé prvky je ještě mžné nastavit dlišné třídy expzice v Datech prutu Sučinitele pr předpjetí pužívaný u dvlených namáhání Hrní a dlní charakteristicku hdntu sučinitele pr účinky předjetí zadáme v Nastavení pr betn > MSP > Předpjetí. 64

65 Sučinitele pr psudek dvlenéh namáhání Sučinitele pr výpčet limitních hdnt pr dvlená namáhání pdle nrmy EN jsu dstupné v Nastavení pr betn > Dvlené namáhání Psuzení dvlených nrmálvých namáhání v betnu Tent psudek je mžné prvést v servisu Betn, části Psuzení prutvých prvků. Výsledek pr charakteristicku kmbinaci ve 100 letech vypadá například následvně: 65

66 Tabulkvý výstup v náhledu pr extrém nastavený na Prvek je pak následující: Napětí v betnu je mžné psuzvat i puze ve vybraných vláknech Výsledky pr hrní vlákna puze: 66

67 Detailní analýzu ve vybraném průřezu získáme pužitím akčníh tlačítka Psudek prvku Psudek předpínací výztuže Oblast znalstí Nejprve bjasnění zbrazvaných veličin: Napětí před zaktvením σ p,max dvlené namáhání předpínací výztuže před zaktvením σ p, max = min{ k1 f pk ; k2 f p0. 1k} (5.41) k 1 = 0,8; k 2 = 0,9 k 3 = 0,95 (σ p,max = k 3 *f p01,k ) pkud předpínací zařízení umžňuje měřit s přesnstí ± 5 % knečné hdnty předpínací síly σ p,pa napětí v předpínací výztuži před zaktvením, Napětí p zaktvení σ p,m0 dvlené namáhání předpínací výztuži p zaktvení σ pm0 = min{ k7 f pk ; k8 f p0. 1k} (5.43) k 1 = 0,75; k 2 = 0,85 σ p,aa napětí v předpínací výztuži p zaktvení Omezení trhlin z charakteristické kmbinace MSP během prvzu trhliny a defrmace σ pm dvlené namáhání předpínací výztuže d kmbinací MPS σ pm = k 5 f pk (7.2(5)) k 5 = 0,75 σ p,ltl napětí v předpínací výztuži p dluhdbých ztrátách σ pq,min minimální napětí v předpínací výztuži p zavedení vlastní tíhy, všech stálých a nahdilých zatížení 67

68 σ pq,max maximální napětí v předpínací výztuži p zavedení vlastní tíhy, všech stálých a nahdilých zatížení Ostatní nepsuzvaná napětí, puze vykreslvaná σ pq,max σ pq,min rzsah napětí v předpínací výztuži σ p,un maximální nevyvážené napětí, rzdíl napětí vypčtenéh z pměrnéh přetvření stanvenéh výpčtem jak pružné napětí a jak napětí stanvenéh pdle nelineárníh vztahu mezi napětím a pměrným přetvřením σ p,inc přírůstek napětí v předpínací výztuži d vybranéh zatěžvacíh stavu Parametry vlivňující výpčet limitních hdnt napětí v betnu z nrmy EN je mžné určit v Nastavení pr betn Dvlené namáhání. Psudek prvádíme v servisu Betn > Prutvé prvky > Psuzení > Psuzení předpjatéh betnu > Psuzení předpínací výztuže. 68

69 7.4 MPÚ psuzení předpjatéh betnu Metda mezních přetvření Pčítáme dezvu průřezu na půsbící kmbinace v tmt psudku. Psudek se nachází v servisu Betn > Psuzení > Psuzení předpjatéh betnu > Metda mezních přetvření. Výsledná hdnta je vykreslvána vždy pr zvlený typ zatížení a hdntu. V nabídce máme následující hdnty: eps_cc přetvření betnu v tlaku eps_sc přetvření betnářské výztuže v tlaku eps_st přetvření betnářské výztuže v tahu eps_tt přetvření předpínací výztuže v tahu Vzu psudek smyku Tu psudek krucení Vrdi psudek smyku ve spáře Výsledky pr kmbinaci F17-EN-MSÚ (STR/GEO) Sada B vypadá následvně: 69

70 Přetvření betnu v tlaku pr kmbinaci F17-EN-MSÚ (STR/GEO) Sada B eps_cc. Přetvření předpínací výztuže v tahu pr kmbinaci F17-EN-MSÚ (STR/GEO) Sada B eps_tt Interakční diagram Únsnst průřezu, na který půsbí jak mment tak nrmálvá síla, se vypčítá pmcí interakčníh diagramu v tmt typu psudku. Psudek nalezneme v servisu Betn > Psuzení > Psuzení předpjatéh betnu > Interakční diagram. Výchzí nastavení je následující: 70

71 Dpručený metda psuzení interakčním diagramem je takvát: Pkud je převládající tlak, vhdná je metda NuMu, prtže pkud je knstrukce defrmvaná tlakem, pak i mment také vzrůstá. Pkud převládá tah, je vhdné pužít metdu Nu Pkud půsbí čistý hyb je lepší pužít metdu Mu Výsledky psudku se pčítají a vykreslují na základě zvlené kmbinace a typu hdnty. Existuje něklik hdnt, ze kterých můžeme vybírat: Nu nrmálvá únsnst Myu mmentvá únsnst ve směru y Mzu mmentvá únsnst ve směru z Vzu smykvá únsnst Tu únsnst v krucení Psuzení interakčním diagramem ve směru y pr kmbinaci F17-EN-MSÚ (STR/GEO) Sada B - Myu. Psuzení interakčním diagramem ve směru y pr kmbinaci F17-EN-MSÚ (STR/GEO) Sada B - Nu 71

72 Výsledky při psuzení jedntlivéh prvku jsu následující: Vertikální řez interakčním diagramem Hrizntální řez interakčním diagramem 3D interakční diagram 72

73 7.4.3 Psuzení smyku Psuzení smyku se prvádí v psudcích Metda mezních přetvření a Interakční diagram jak hdnta Vzu. Na začátku se spčítá přítmnst trhlin v MSÚ: Pkud jsu v průřezu trhliny, výpčet se prvádí pdle kapitly Pkud nejsu v průřezu trhliny ani předpínací výztuž, výpčet se prvádí pdle kapitly Parametry pr psudek smyku můžeme prhlížet a pravvat v Nastavení pr betn > MSÚ > Smyk. Psuzení smyku pr kmbinaci F17-EN-MSÚ (STR/GEO) Sada B - Vzu. 73

74 Tabulkvý výstup pr extrém Prvek je následující: Psuzení krucení Psuzení krucení můžeme prvést v psudcích Metda mezních přetvření a Interakční diagram jak hdnta Tu. Výpčet sleduje pstup z kapitly 6.4. Krucení se psuzuje puze když je zatrhnuta příslušná mžnst v Nastavení pr betn > Obecný > Výpčet > Obecný. Psudek krucení pr kmbinaci F17-EN-MSÚ (STR/GEO) Sada B - Tu. Krucení je také psuzván jen když jsu v nsníku zadány třmínky. Pkud třmínky nejsu přítmny, je vyžadván psudek dvlených namáhání. 74

75 7.4.5 Psuzení dvlených hlavních tahů Psudek dvlených hlavních tahů v MSÚ prvádíme, abychm věřili, že průřez při daném namáhání je bez trhlin. Tent psudek je mžné spustit v servisu Betn > Psuzení > Psuzení předpjatéh betnu > Psuzení dvlených hlavních tahů. Pkud chceme psudit návrhvé tahvé napětí puze v tlačené zóně, příslušná mžnst musí být zatrhnuta v Nastavení pr betn > MSÚ > Smyk > 1D knstrukce. Hlavní tahy jsu vypčítány v uživatelem předdefinvaných řezech (viz kap. 5.3). Funkce psuzení dvlených hlavních tahů má následující rzsah hdnt: Sigma_1 hlavní napětí 1 pr rvinnu napjatst ve 3D Sigma_2 max hlavní napětí 2 pr rvinnu napjatst ve 3D Sigma_3 max hlavní napětí 3 pr rvinnu napjatst ve 3D Sigma_x_max maximální napětí v pdélném směru X Sigma_y_max maximální napětí ve směru Y Sigma_z_max maximální napětí ve směru Z Tau_xy_max maximální smykvé napětí v rvině XY Tau_xz_max maximální smykvé napětí v rvině XZ 75

76 Hdnta jedntkvéh psudku pr kmbinaci F17-EN-MSÚ (STR/GEO) Sada B je: Máme také mžnst psudit puze pjmenvané řezy neb části průřezu tut funkcí. Uživatel může také prhlížet detailní vyhdncení ve vybraných řezech p délce nsníku pmcí tlačítka Psudek prvku. Napětí σ x pr F17-EN-MSÚ (STR/GEO) Sada B je následující: 76

77 Napětí τ xz pr F17-EN-MSÚ (STR/GEO) Sada B je následující: 77

78 Hlavní napětí σ 1 pr F17-EN-MSÚ (STR/GEO) Sada B je následující: 78

79 8 Literatura [1]. EN 1990 Eurkód, Základy navrhvání knstrukcí; Evrpský nrmalizační institut, Prsinec [2]. EN 1990/A1. Eurkód: Základy navrhvání knstrukcí; Evrpský nrmalizační institut, Listpad [3]. EN Eurkód 1, Zatížení knstrukcí Část 2: Zatížení knstrukcí vystavených účinkům pžáru; Evrpský nrmalizační institut, Listpad [4]. EN Eurkód 2, Navrhvání betnvých knstrukcí Část1: Obecná pravidla a pravidla pr pzemní stavby, Evrpský nrmalizační institut, Prsinec [5]. EN Eurkód 2, Navrhvání betnvých knstrukcí Betnvé msty navrhvání a knstrukční zásady; Evrpský nrmalizační institut, Listpad