MOSTNÍ VZOROVÝ LIST MVL 725 APLIKACE FRP POLYMERŮ PRO VYBAVENÍ ŽELEZNIČNÍCH MOSTŮ

Transkript

1 Správa železniční dopravní cesty, státní organizace Dlážděná 1003/7, Praha 1, Nové Město MOSTNÍ VZOROVÝ LIST MVL 725 APLIKACE FRP POLYMERŮ PRO VYBAVENÍ ŽELEZNIČNÍCH MOSTŮ Schváleno ředitelem odboru traťového hospodářství dne: 2. ledna 2017 č.j.: S 51682/2016-SŽDC-O13 Účinnost od: 1. dubna 2017 Počet listů : 29 Počet příloh: 5 Počet listů příloh: 5 Praha 2016

2 Vypracování MVL Zpracovatel: Odpovědný útvar SŽDC s.o.: Odborný garant za SŽDC s.o.: Poděkování: doc. Ing. Pavel Ryjáček, Ph.D. a kolektiv řešitelů (Ing. Cábová, Ing. Kolpaský, Ing. Vůjtěch), Fakulta stavební ČVUT v Praze Generální ředitelství, Odbor traťového hospodářství O13 Ing. Milan Kučera, Odbor traťového hospodářství O13 Dokument byl vypracován za podpory úkolu technického rozvoje SŽDC Aplikace plastových FRP materiálů na železničních mostech a tunelech 2

3 Obsah 1. SEZNAM POUŽITÝCH ZNAČEK VŠEOBECNÁ A ÚVODNÍ USTANOVENÍ ÚVODNÍ USTANOVENÍ ZÁKLADNÍ NÁZVY A POJMY VYMEZENÍ PLATNOSTI ZÁKLADNÍ USTANOVENÍ A TEORETICKÝ ZÁKLAD DRUHY VÝZTUŽÍ PRO FRP Roving Vyztužující rohož Tkanina Povrchová rouška POJIVO Nenasycené polyesterové pryskyřice Epoxidové pryskyřice Vinylesterové pryskyřice VÝROBA Ruční výroba Vakuování Metoda tlakového vaku nebo autoklávu Navíjení Metoda nanášení kompozitu do formy stříkáním Metoda lisování se vstřikem pojiva Pultruze MECHANICKÉ VLASTNOSTI FRP Pevnost, tuhost, objemová hmotnost Odolnost proti vlivu povětrnosti Chemická odolnost Únava Vysoká teplota a požár Nízká teplota MOŽNÉ APLIKACE FRP A TYPICKÉ DETAILY PODLAHY Podlaha na mostnicích mezi kolejnicemi Podlaha na hlavách mostnic Podlahy na chodnících Podlahy revizních a obslužných lávek ZÁBRADLÍ Zábradlí na ocelové konzole Zábradlí na betonové římse Výplň proti odlétávajícímu štěrku na ocelovém zábradlí OSTATNÍ VYBAVENÍ Revizní lávky Žebříky Protidotykové štíty a zábrany POŽADAVKY NA MATERIÁL A VÝROBU POŽADAVKY NA NÁVRH POŽADAVKY NA ZPŮSOBILOST DODAVATELE A VÝROBU POŽADAVKY NA KVALITU PRVKŮ A MATERIÁLŮ Mechanické parametry lité rošty Mechanické parametry tažené profily Pojivo a vlákna Třída reakce na oheň a další požární parametry Ochrana proti UV Ochrana proti klimatickým podmínkám

4 Protiskluznost frakce posypu Ochrana nátěrem Spojovací materiál a ocelové spojovací prvky DEKLARACE MATERIÁLOVÝCH PARAMETRŮ DODAVATELEM Značení prvků Požadavky na dodání parametrů dodavatelem Třída reakce na oheň a další požární parametry Ochrana proti klimatickým podmínkám Protiskluznost frakce posypu Ochrana nátěrem VÝROBA A MONTÁŽ FRP KONSTRUKCE Výroba základního materiálu Doprava a skladování Kontrolní zkoušky základního materiálu Montáž FRP konstrukce Skladování a manipulace s dílci na montáži GEOMETRICKÉ TOLERANCE A MEZNÍ ODCHYLKY ROZMĚRŮ PRO FRP PRVKY ODSOUHLASENÍ A PŘEVZETÍ PRACÍ Dílenská přejímka Montážní prohlídka POŽADAVKY NA ANALÝZU A POSOUZENÍ ZÁKLADNÍ POŽADAVKY NAVRHOVÁNÍ S OHLEDEM NA ŽIVOTNOST OVĚŘOVÁNÍ ZA POMOCI METODY DÍLČÍCH SOUČINITELŮ Stanovení účinku zatížení Návrhové parametry materiálu Návrhová odolnost Dílčí součinitele materiálu Styčníky Základy metodiky konverzních faktorů POSOUZENÍ V MSÚ Obecně Mezní stav únosnosti MSÚ Osová síla Ohyb Smyková únosnost Kroucení Ohyb a smyk POSOUZENÍ V MSP Všeobecně Deformace Vibrace a komfort kritéria POSOUZENÍ SPOJŮ A DETAILŮ Obecně Šroubové spoje Šroubové spoje namáhané v rovině Šroubové spoje namáhané z roviny spoje Šroubové spoje namáhané současně z roviny a v rovině spoje Lepené spoje SOUVISEJÍCÍ PŘEDPISY A NORMY OBECNĚ PLATNÉ PRÁVNÍ PŘEDPISY INTERNÍ PŘEDPISY TECHNICKÉ NORMY ODBORNÁ LITERATURA PŘÍLOHA P1 PŘÍKLAD SPECIFIKACE LITÝCH PODLAHOVÝCH ROŠTŮ PŘÍLOHA P2 PŘÍKLAD SPECIFIKACE KONSTRUKČNÍCH PULTRUDOVANÝCH PRVKŮ (PODLAHOVÉ NOSNÍKY A ZÁBRADLÍ)

5 10. PŘÍLOHA P3 SMĚRNÉ ÚDAJE PRO PŘEJÍMKU PŘÍLOHA P4 PŘÍKLAD ZÁBRADLÍ NA OCELOVÉ KONZOLE PŘÍLOHA P5 PŘÍKLAD ZÁBRADLÍ NA BETONOVÉ ŘÍMSE

6 1. Seznam použitých značek FRP - fibre reinforced polymer vláknem vyztužený polymer; GFRP - glass fibre reinforced polymer skelným vláknem vyztužený polymer; CFRP - carbon fibre reinforced polymer uhlíkovým vláknem vyztužený polymer; AFRP - aramid fibre reinforced polymer aramidovým vláknem vyztužený polymer; EPDM - etylén-propylen-dienový kaučuk; HDT - heat deflection temperature, teplota průhybu při zatížení; MSÚ - mezní stav únosnosti; MSP - mezní stav použitelnosti; VMP - volný mostní průřez; T g - teplota skelného přechodu. 2. Všeobecná a úvodní ustanovení 2.1. Úvodní ustanovení MVL 725 popisuje a specifikuje požadavky na navrhování, výrobu, montáž a údržbu konstrukčních prvků z FRP materiálů pro železniční mosty a tunely. Tento dokument navazuje na TNŽ a MVL 511. Ustanovení v těchto předpisech nejsou tímto MVL dotčena. Pokud jsou v textu tohoto MVL uvedeny odkazy na obecně platné právní a technické předpisy (zákony, vyhlášky, technické normy a předpisy), pak se týkají jejich platného znění Základní názvy a pojmy Objednatel pojem je definovaný kapitolou 1 TKP. Pojmem objednatel se rozumí i stavebník nebo investor ve smyslu stavebního zákona nebo zadavatel ve smyslu zákona o veřejných zakázkách. Odborný útvar GŘ SŽDC se rozumí odborné pracoviště ředitelství SŽDC nebo jím pověřený subjekt. Zhotovitel stavby/mostu pojem je definovaný kapitolou 1 TKP. Pojmem zhotovitel se rozumí i dodavatel ve smyslu zákona o veřejných zakázkách. Projektová dokumentace je to soubor dokumentace zpracovaný autorizovanou osobou (projektantem) pro objednatele (investora) v souladu se Směrnicí generálního ředitele č. 11/2006 Dokumentace pro přípravu staveb na železničních drahách celostátních a regionálních. Dokumentace zhotovitele (dodavatele) v tomto MVL termín, stanovený Směrnicí GŘ č. 11/2006, která obsahuje výrobní a montážní dokumentaci. Schválení dokumentace objednatelem je písemné potvrzení objednatele předané zhotoviteli, obsahující výslovné schválení (odsouhlasení) dokumentace ze strany objednatele. Schválením dokumentace objednatelem nevzniká objednateli vůči zhotoviteli žádná právní odpovědnost z titulu náhrady škody, smluvních pokut nebo jiné smluvní či zákonné odpovědnosti. Zhotovitel je plně odpovědný na základě objektivní odpovědnosti za práce a díla, která provádí v rozsahu smluvního závazku uzavřeného mezi objednatelem 6

7 a zhotovitelem. Přičemž platí, že termíny schválení nebo odsouhlasení jsou z hlediska právních účinků totožné. Zhotovitel FRP konstrukce (dále jen dodavatel) - odborně způsobilá výrobní organizace, která vyrábí nebo dodává konstrukci z konstrukčních FRP prvků a zpravidla zpracovává nebo zajišťuje vyhotovení výrobní dokumentace. Organizace vyrábí (dodává) příslušné výrobky na základě příslušného smluvního vztahu, v souladu s požadavky projektové specifikace a podle technických dodacích podmínek. Hlavní nosná konstrukce část nosné konstrukce, která slouží k překlenutí překážky a která je obvykle uložena na spodní stavbu. Pultruze proces kontinuální výroby vlákny vyztužených pryskyřic tažením a impregnací výztužného rovingu nebo plošných rohoží a tkanin přes vyhřívanou ocelovou formu pryskyřičnou lázní, kde dochází k prosycení výztuže. Tažený kompozitní materiál kompozitní materiál vyrobený pultruzí. Litý kompozitní materiál materiál vyrobený litím a/nebo lisováním směsi výztužných vláken a pryskyřice do forem. UV stabilizátory nízkomolekulární látky, které absorbují UV záření a zvyšují odolnost pryskyřice proti jeho působení, které způsobuje rozpad chemických vazeb v pryskyřici. Izotropní mající shodné mechanické a fyzikální vlastnosti ve všech směrech. Anizotropní neizotropní, rozdílené mechanické a fyzikální vlastnosti v různých směrech Konverzní součinitel η - konverzní součinitel, který se aplikuje v případě, kdy je nutno výsledky zkoušek převést na reálné podmínky prvku po zabudování, jako jsou například teplotní účinky, dlouhodobé trvání zatížení atd. Uhlíková vlákna Vlákna skládající se převážně z atomů uhlíku, vyráběné nejčastěji pyrolýzou syntetických vláken. Skleněné vlákna Vlákna vyrobená z oxidu křemičitého (SiO 2 ). Rozděluje se na E-sklo, R-sklo, S-sklo a další, každé z nich má specifické vlastnosti. Nejčastěji používané je E-sklo. Teplota skelného přechodu použité pryskyřice Tg je teplota, při které přechází pryskyřice ze sklovitého stavu do pružného (kaučukovitého) stavu. Kompozit Kompozitní materiál je kombinace dvou nebo více materiálů, lišících se v makroměřítku tvarem nebo složením. Složky si v nich zachovávají svou identitu, ačkoliv na své okolí působí v součinnosti. Každá složka může být fyzikálně identifikována a mezi ní a dalšími složkami je rozhraní Vymezení platnosti Tento MVL platí pro návrh, dodávku, realizaci, přejímky a kontroly konstrukčních prvků z FRP ve správě SŽDC s.o., osazovaných například na: - mosty a propustky železniční pro dráhy všech rozchodů koleje; - objekty s konstrukcí mostům podobnou podle TNŽ , tj. přesuvny, točnice, kolejové váhy všech druhů a provedení, výklopníky a výsypníky; - opěrné a zárubní zdi; - lávky pro chodce, návěstní lávky a krakorce; - kabelové a potrubní mosty a lávky; - zábradlí na revizních chodnících, které slouží nebo i neslouží k přechodu chodců; 7

8 - zábrany proti dotyku, obecné typy zábran proti pádu osob a případně další vhodné možnosti použití. MVL neplatí pro navrhování FRP konstrukcí jako hlavní nosné části konstrukcí mostů. Dále neplatí pro zesilování konstrukcí pomocí FRP (zejména CFRP) ani pro vyztužování betonových konstrukcí FRP výztuží. 3. Základní ustanovení a teoretický základ 3.1. Druhy výztuží pro FRP Pro vláknové kompozity se používá nejčastěji označení FRP. Vláknové kompozity sestávají ze dvou hlavních složek: - vyztužující vlákna: zajišťují pevnost a tuhost; - pojivo: zajišťuje tvar prvku a pozici vláken, spojuje vlákna a přenáší mezi nimi zatížení, přenáší zatížení na vlákna, chrání vlákna proti vnějším vlivům. Podle použitých vláken se vláknové kompozity označují jako GFRP, CFRP nebo AFRP. Vlákna jsou nejčastěji vyráběna o průměru přibližně 5-25 μm. Zajišťují v kompozitu pevnost a tuhost. Z toho plynou vlastnosti, které jsou po výztužných vláknech požadovány - vysoký modul pružnosti a pevnost v tahu. Tabulka 1 Vlastnosti výztužných vláken Hustota Pevnost v tahu Modul pružnosti v tahu Součinitel teplotní roztažnosti kg/m 3 MPa GPa [10-6 K -1 ] GFRP - E-Sklo GFRP - R-Sklo CFRP uhlíková vlákna vysoký modul pružnosti ,4 CFRP uhlíková vlákna vysokopevnostní ,5 AFRP (Kevlar 29) ,2 AFRP (Kevlar 49) ,7 Nejběžnějším materiálem pro výrobu výztužných vláken je E-sklo díky své nízké ceně. Pro náročnější aplikace se používají CFRP vysokopevnostní vlákna. Formy vláknových výztuží jsou pro většinu typů vláken stejné a odpovídají potřebám výrobců kompozitů. Mimo kontinuální vlákna (roving) se také zhotovují výztuže ve formě tkané textilie či netkané rohože jak z dlouhých vláken, tak i ze sekaných vláken či z jejich kombinace Roving Jako roving jsou označovány paralelně sdružené prameny vláken navinutých bez zákrutu. Obvyklý počet elementárních vláken v pramenu je 400 až Různé typy rovingů jsou určeny ke stříkání, sekání, vinutí, tkaní, pultruzi apod. 8

9 Vyztužující rohož Jde o netkanou výztuž. Vyrábí se z nasekaných rovingů (krátká a středně dlouhá vlákna), jejich slabým naimpregnováním pryskyřicí nebo termoplastem a tepelným slisováním do ploché kontinuální rohože. Obsah organického pojiva se podle použití pohybuje do 5 % hmotnosti. Vyrábí se v různých plošných hmotnostech. Finální výrobek má v ploše kvaziizotropní vlastnosti Tkanina Vyrábí se z rovingů stejným způsobem jako běžné textilie. Výrobky mají různou plošnou hmotnost, jsou tkány různými způsoby vazeb. Výhodou ve srovnání s netkanou výztuží je větší obsah vláken a tedy vyšší tuhost a pevnost výsledného kompozitu. Tkaniny jsou určeny např. pro výrobu vrstvených laminátů Povrchová rouška Na rozdíl od tkaniny má velmi jemnou strukturu a nízkou plošnou hmotnost. Velmi často je vyrobena z polyesterových vláken. Má mimo jiné estetické účely, protože je možno ji dezénovat, což umožňuje kontinuální výrobu kompozitů s předem upraveným povrchem. Často je tento typ roušek používán pro omezení textury povrchu, která by jinak vznikla v důsledku vláknového charakteru výztuže. Povrchové roušky se používají hlavně pro zvýšení odolnosti proti chemickým vlivům a působení UV záření Pojivo Obr. 1 Zleva: roving, vyztužující rohož, tkanina Pod pojmem pojivo se rozumí materiál, kterým je prosycen systém vláken a dílčích komponent tak, že po zpracování vznikne tvarově stálý výrobek. Zásadním hlediskem pro kvalitu kompozitu je zajištění adheze na rozhraní pojiva a vlákna. Pojivo musí mít vhodnou viskozitu a povrchové napětí, aby vlákno smočilo úplně a bez bublin. Aby bylo pojivo schopno správně plnit svou funkci v kompozitu, je potřeba, aby jeho modul pružnosti byl nižší než modul pružnosti vláken. Tím se zajistí, že síly, které se vnáší do kompozitu, jsou přenášeny hlavně výztužnými vlákny. Polymerní pojiva, která se využívají v FRP, se dělí na dvě základní skupiny: - Termoplasty: polystyren (PS), polypropylen (PP), polyetylén (PE), polykarbonát (PC), polyetylén tereftalát (PET) a další. Jedná se o tuhé látky, které měknou a tečou za zvýšené teploty nad charakteristickou hodnotu pro daný polymer. Po ochlazení pod tuto teplotu přecházejí opět do pevného skupenství. Termoplastická pojiva mají zastoupení především v oblasti plněných plastů a částicových kompozitů, kde nejsou požadavky na tepelnou odolnost. 9

10 - Termosety: nenasycené polyesterové pryskyřice (unsaturated polyesters UP), epoxidové pryskyřice (EP), vinylesterové pryskyřice, fenolické pryskyřice Termosety jsou obvykle kapaliny nebo nízkotavitelné pevné látky, které se vytvrzují chemickou reakcí buď dodáním katalyzátoru, nebo tepla, popř. kombinací obou. Některé technologie vyžadují přídavek urychlovače, aby byla zkrácena doba vytvrzování. Při vytvrzování dochází ke vzniku chemických vazeb mezi jednotlivými molekulami. Tento proces vede k vytvoření prostorové makromolekuly s nekonečnou molární hmotností. Velmi důležitou charakteristikou vytvrzovacího procesu je tzv. doba gelace (želatinace), po jejímž uplynutí se viskózní pryskyřice změní v elastickou tuhou hmotu s malým modulem pružnosti (kaučukovité chování). Od tohoto okamžiku již pryskyřice ztrácí schopnost protékat a vzlínat mezi vlákny výztuže. Výhodou termosetů oproti termoplastům je právě jejich houževnatost. Jen minimum termoplastů dosáhne obdobných hodnot modulu pružnosti, tepelné odolnosti a odolnosti proti chemickým vlivům jako termosety. Díky této větší stálosti jsou termosety nejčastěji využívaným pojivem pro FRP. Pojiva termosety Tabulka 2 Vlastnosti nejčastěji používaných organických pojiv Hustota [g/cm 3 ] Modul pružnosti v tahu [GPa] Pevnost v tahu [MPa] Nenasycené polyesterové pryskyřice 1,1-1,5 1,3-4, Deformace do lomu [%] Tg [ C] Epoxidové pryskyřice 1,1-1,4 2,1-6, Vinylesterové pryskyřice 1,1-1,3 3,0 5, Fenolické pryskyřice 1,3 4, Nenasycené polyesterové pryskyřice Nenasycená polyesterová pryskyřice je nejrozšířenější pojivo pro výrobu stavebních prvků, obzvláště při výrobě pultrudovaných FRP profilů. Tyto reaktivní pryskyřice jsou bezbarvé, až slabě nažloutlé roztoky v reaktivních rozpouštědlech, které je možno vytvrzovat za normální nebo zvýšené teploty, aniž by vznikaly těkavé vedlejší produkty. Při vytvrzovaní se uvolňuje reakční teplo a dochází k objemovému smrštění o 5 až 9%. Jsou křehké, snadno v nich vznikají mikrotrhlinky. Elektrické vlastnosti mají dobré, stejně jako odolnost proti ultrafialovému záření. Pryskyřice dobře smáčejí skleněná vlákna, ale pevnost vazby pojivoskleněné vlákno je menší než u epoxidových pryskyřic. Běžné UP pryskyřice jsou hořlavé, úplné nehořlavosti u nich nelze nikdy dosáhnout, můžeme ale dosáhnout samozhášivosti (pryskyřice po oddálení plamene nehoří). Takto získaný stupeň požární bezpečnosti je pro většinu aplikací ve stavebnictví dostatečný. Hořlavost lze snížit fyzikální příměsí anorganických nebo organických retardérů hoření, chemickou modifikací UP nebo přídavkem vhodného monomeru s podobnými vlastnostmi Epoxidové pryskyřice Epoxidové pryskyřice patří mezi velmi hodnotné termosety s velice dobrými mechanickými vlastnostmi, vysokou rozměrovou stálostí a přilnavostí k podkladu. Vlastnosti vytvrzených pryskyřic jsou ve velkém rozsahu ovlivněny širokou paletou tvrdidel, která jsou většinou přizpůsobena pro speciální aplikace. Vhodnou volbou pryskyřic, tvrdidel a přísad lze dosáhnout mnoha rozdílných vlastností (zpracování, tepelné, mechanické vlastnosti, 10

11 dlouhodobé chování). Vzhledem ke své vysoké kvalitě jsou epoxidové pryskyřice používány často jako pojiva pro drahé výztuže, např. uhlíkové. Objemové smrštění epoxidové pryskyřice je poměrně nízké, do 2 %. Vzniká převážně v kapalné fázi, takže je vyrovnáno dodatečně přitékající pryskyřicí. Neobsahují žádné charakteristicky páchnoucí monomery jako akrylátové nebo polyesterové pryskyřice. Mají dobré elektroizolační vlastnosti v široké oblasti teplot, jsou odolné proti vodě, roztokům alkálií, kyselin a některým rozpouštědlům. Teplotní odolnost EP závisí do značné míry na druhu použitých tvrdidel a na druhu pojiva. Její nevýhodou je relativně vysoká cena Vinylesterové pryskyřice Vinylesterové pryskyřice kombinují vlastnosti nenasycených polyesterových pryskyřic a epoxidů. Mají větší odolnosti proti tvorbě mikrotrhlinek, dobrou adhezi se skleněnými vlákny, větší mezilaminární smykovou pevnost a větší houževnatost než kompozity s nenasycenými polyestery. Předností vinylesterových pryskyřic v porovnání s epoxidovými pryskyřicemi je jejich nižší viskozita a řiditelná vytvrzovací reakce, která umožňuje snadnější zpracování. Vzhledem k uvedeným vlastnostem se vinylesterové pryskyřice používají zejména do agresivního chemického prostředí, pro kompozity vystavené velkému mechanickému namáhání a pro aplikace, kde je požadovaná vysoká tepelná odolnost Výroba Ruční výroba Metoda ručního kladení je jednou z prvních metod, které se začaly využívat pro výrobu FRP. Při této metodě se do formy kladou jednotlivé vrstvy výztuže a ty jsou pak za pomocí válečku impregnovány pojivem. Zároveň je pomocí válečku vytlačováno z materiálu přebytečné pojivo a vzduch. Výhodou této metody je možnost využívat téměř všech forem výztuže, které jsou dostupné, a zároveň lze velice snadno určovat množství a orientaci vláken v kompozitu. Slabinou je možnost výroby pouze relativně slabě vyztužených prvků a náchylnost k vadám vzniklým při výrobě. Ta je způsobena velkým procentem ruční práce, kdy kvalita výrobku závisí na dovednostech pracovníka, který laminaci provádí. Výztuž musí být bezpodmínečně suchá. Potřebné množství pryskyřice se připravuje obvykle vážením složek Vakuování Metoda vakuového vaku je vylepšením metody ručního kladení. Na povrch kompozitu se položí tenký, vzduch nepropouštějící film, forma je vakuována a působením atmosférického tlaku na film dojde k vytlačení přebytečných bublin Metoda tlakového vaku nebo autoklávu Tato metoda je pouze zlepšením metody vakuového vaku přídavkem tlakového vaku. Tenký vzduch nepropouštějící film je položen na volný povrch ručně kladeného kompozitu, forma je vakuována a tlakem filmu dojde k vytlačení přebytečných bublin. Navíc je přes vakuový vak převlečen tlakový, který jeho účinky ještě zlepšuje nebo je forma umístěna v autoklávu Navíjení Při této metodě se kontinuálně navíjí roving nebo jinak upravená výztuž na zpravidla kruhovou formu. Do rotačního zařízení se upne jádro, které je buď vyjímatelné, nebo se po skončení procesu stane součástí výrobku. Na jádro se navinou výztuže. Předem se naprogramuje jejich předpětí, složení, orientace, atd. Vlákna jsou navíjena již navlhčená pryskyřicí nebo se provlhčují až po navinutí. Navíjená stopa se mění podle požadavků tak 11

12 dlouho, až je výrobek hotový. Kompozit se i s jádrem vloží do pece, kde se při neustálé rotaci vytvrzuje Metoda nanášení kompozitu do formy stříkáním Při této metodě se nanáší směs pojiva a nasekaných krátkých vláken pomocí stříkací pistole na povrch formy. Tato metoda výroby je rychlá a levná, ale není vhodná pro výrobu konstrukčních prvků s vysokými nároky na pevnost materiálu. Zároveň se těžko kontroluje rovnoměrnost rozmístění výztuže Metoda lisování se vstřikem pojiva Metoda pracuje s uzavřenou formou, do které je vložena suchá výztuž (preform), forma je uzavřena a je do ní pod tlakem vstříknuta katalyzovaná pryskyřice tak, aby došlo k úplnému prosycení výztuže a pryskyřice začala vytékat odtokovými otvory, tyto otvory jsou potom uzavřeny a forma je uzavřená ponechána až do úplného vytvrzení. Touto technologií jsou vyráběny například konstrukční a bednící desky a podlahové rošty Pultruze Pultruze je založena na tažení svazků vláken, rohoží a tkanin pryskyřičnou lázní, kde dochází k prosycení výztuže. Touto metodou se vyrábí přímé prvky s konstantním příčným řezem. Nejčastěji se tato technologie využívá pro výrobu nosníků s plným nebo profilovaným příčným řezem. Produkty vyrobené procesem pultruze mohou mít vysoké procento vyztužení a tím lze dosáhnout dobrých materiálových vlastností. Nevýhodou je vysoká cena na pořízení technologie a na konstrukci formy pro výrobu konkrétního konstrukčního prvku. Cena jednotlivého výrobku však rychle klesá s počtem vyrobených kusů. Při procesu pultruze lze nejen kombinovat různé formy výztuže od přímých provazců až po výztužné rohože, ale v jednom procesu lze kombinovat i více materiálů. Nejčastěji se používají vlákna skleněná a uhlíková, méně vlákna aramidová. Pultruze patří k perspektivním velkoobjemovým výrobním technologiím, které produkují kompozitní materiály s relativně nízkou cenou a tím přispívají i k jejich větší dostupnosti Mechanické vlastnosti FRP Pevnost, tuhost, objemová hmotnost Velký vliv na mechanické vlastnosti má orientace vláken v pojivu. Pro většinu konstrukčních prvků se používá kombinace několika forem výztužných vláken tak, aby výsledné vlastnosti co nejlépe splňovaly požadavky, které jsou na materiál kladeny. Nejčastěji využívanou formou výztuže konstrukčních prvků, kde je kladen důraz na vysokou pevnost a tuhost, jsou rovingy a výztužné rohože. Výztuž je nejčastěji u deskových prvků uspořádána do dvou na sebe kolmých směrů, čímž se u prvku dosáhne ortotropních vlastností. U pultrudovaných prvků je výztuž uspořádána hlavně podélně. K vytvrzení pojiva dochází ve stavu, kdy je roving předepnut, což má pozitivní vliv na modul pružnosti. Ke stanovení mechanických vlastností FRP se využívají buďto materiálové zkoušky kompozitu nebo výpočet pomocí laminační teorie. Obvyklé vlastnosti pultrudovaných profilů z E-skla a polyesterového pojiva jsou v tabulce 3 a 4. Skutečné vlastnosti FRP materiálů však mohou být značně odlišné od níže uvedených, proto je nezbytné vycházet z parametrů materiálu daného dodavatele. 12

13 Tabulka 3 Vlastnosti GFRP materiálů podle ČSN EN Třída dle ČSN EN E23 E17 Modul pružnosti osový a plnoprůřezová zkouška rovnoběžně s vlákny E [MPa] Modul pružnosti, kolmo na vlákna E [MPa] Ohybová pevnost, rovnoběžně s vlákny f b, [MPa] Ohybová pevnost, kolmo na vlákna f b, [MPa] Tahová pevnost, rovnoběžně s vlákny f t, [MPa] Tahová pevnost, kolmo na vlákna f t, [MPa] Interlaminární smyková pevnost f [MPa] Pevnost na otlačení - osová f cb, [MPa] Pevnost na otlačení - příčná f cb, [MPa] Parametr Tabulka 4 Obvyklé další vlastnosti GFRP materiálů Tlaková pevnost, rovnoběžně s vlákny f c, [MPa] Tlaková pevnost, kolmo na vlákna f c,90 70 [MPa] Smykový modul pružnosti G 3000 [MPa] Poissonovo číslo rovnoběžně s vlákny 0 0,23 [-] Poissonovo číslo 90 0,09 [-] Součinitel tepelné roztažnosti, rovnoběžně s vlákny [K -1 ] Součinitel tepelné roztažnosti, kolmo na vlákna [K -1 ] Velkou výhodou FRP produktů je jejich objemová hmotnost, která se pohybuje v rozmezí 20-30% objemové hmotnosti oceli Odolnost proti vlivu povětrnosti Odolnost proti povětrnostním vlivům (UV záření, změny teplot, změny vlhkosti, kyselé deště, atd.) je velmi důležitým faktorem při použití FRP ve venkovním prostředí. Pojivo má tendenci v prvních týdnech po vystavení slunci zvyšovat svoji pevnost díky probíhajícímu dovytvrzování vlivem UV záření, ale po určité době dochází k poklesu pevnosti vlivem narušování řetězců energetickou UV složkou slunečního záření. Degradace ultrafialovým zářením je provázena zežloutnutím pryskyřice. Aby pryskyřice degradovala v celém objemu, musí být propustná. Kompozity obsahují 30 až 85 objemových % skleněných vláken, která silně pohlcují UV záření, a degradace se tedy odehrává převážně na povrchu. Degradací dojde k obnažení povrchové vrstvy vláken, což výrazně neovlivní mechanické vlastnosti kompozitu. Odhalením vláken také dochází ke snížení odolnosti kompozitu proti působení vlhkosti a jiných chemikálií, proto se do kompozitů vkládají povrchové roušky na bázi UV odolných termoplastických polyesterových nebo polypropylénových vláken, které brání hlubšímu 13

14 průniku UV záření a také nedovolí odkrytí vláken ani po degradaci povrchové vrstvy pryskyřice. Absorbovaná vlhkost může způsobit degradaci pryskyřice, která vede k tvorbě trhlin, ke ztrátě soudržnosti pojiva s vlákny a ke korozi skelné výztuže. V důsledku této koroze může dojít k poklesu pevnosti a tuhosti FRP. Smyková a ohybová pevnost je více citlivá na tuto degradaci oproti tahové pevnosti, která závisí převážně na vláknech. Průnik vlhkosti je definován třemi způsoby - difúzí molekul vody mezi řetězci polymeru, kapilaritou a šířením vody v mikrotrhlinách a pórech vzniklých během výroby. Tuto degradaci může urychlit zvýšená teplota, přítomnost posypové soli či vzdušná salinita typická pro přímořské oblasti. Pro zkoušky odolnosti povětrnostním účinkům lze použít, je-li vyžadováno: - Plasty - Hodnocení působení mikroorganismů (ČSN EN ISO 846) - Plasty - Metody vystavení slunečnímu záření (ČSN EN ISO až 3) - Plastics - Determination of changes in colour and variations in properties after exposure to daylight under glass, natural weathering or laboratory light sources (ISO 4582) - Plasty - Metody vystavení laboratorním zdrojům světla (ČSN EN ISO až3) - Plasty - Stanovení účinků vlhkého tepla, skrápění vodou a solné mlhy (ČSN EN ISO 4611) - Plasty - Stanovení nasákavosti ve vodě (ČSN EN ISO 62) - Plasty - Stanovení účinku kapalných chemikálií při ponoření (ČSN EN ISO 175) - Standard Practice for Determining Chemical Resistance of Thermosetting Resins Used in Glass-Fiber-Reinforced Structures Intended for Liquid Service (ASTM C581-00) - Nátěrové hmoty - Stanovení odolnosti proti vlhkosti (ČSN EN ISO a 2) - Plasty - Stanovení odolnosti proti korozi pod napětím (ČSN EN ISO až 6) - Plastics Friction and wear by sliding Identification of test parameters (ISO 6601) - Standard Practice for Effect of Moisture and Temperature on Adhesive Bonds (ASTM D 1151) - ASTM D (2013) - Standard Practice for Atmospheric Exposure of Adhesive-Bonded Joints and Structures (ASTM D 1828) - Standard Test Method for Durability Assessment of Adhesive Joints Stressed in Peel (ASTM D ) - Standard Test Method for Determining Durability of Adhesive Joints Stressed in Shear by Tension Loading (ASTM D ) Zkouška mrazuvzdornosti Zkouška mrazuvzdornosti cyklickou změnou teploty se provádí podle [4.8.]. Sledovaným parametrem je tahová pevnost FRP. Postup je následující: - Vzorky se vloží do klimatické komory na týden do prostředí s relativní vlhkostí 100% a teplotou 38 C. Následně se podrobí celkem 100 cyklům, z nichž každý obsahuje ochlazení vzorků na min. 4 hodiny při -18 C, následně uložených na 12 hodin do výše uvedené klimakomory. Počet vzorků je min. 10 (5x referenční vzorek, 5x vzorek vystavený zmrazovacím cyklům). - Po ukončení zkoušek se vzorky prověří na přítomnost známek degradace nebo trhlin. Následně se provedou standardní zkoušky pro zjištění tahové pevnosti a modulu pružnosti. 14

15 Zkouška se považuje za vyhovující, pokud je pevnost a modul pružnosti vyšší než 85% odpovídající pevnosti a modulu pružnosti referenčních vzorků a na povrchu FRP prvků nejsou žádné viditelná poškození Zkouška umělého stárnutí Pokud je požadováno, lze provést zkoušku odolnosti proti stárnutí, definovanou v [4.8.]. Sledovaným parametrem je tahová pevnost a modul pružnosti FRP. Postup je následující: - FRP prvky se podrobí stárnutí podle tabulky 5. Referenční i zkoušené vzorky se po ukončení zkoušek podrobí zkoušce tahové pevnosti a zjištění modulu pružnosti. - Použije se celkem min. 60 vzorků, s následujícím použitím: 30 ks pro zkoušku v trvání 1000h, 30 ks pro zkoušku v trvání 3000 h, rozdělení ukazuje tabulka 5. Zkouška se považuje za vyhovující, pokud při 5x zvětšení nejsou na prvcích patrná žádná poškození, trhliny a delaminace. Zkoušené vzorky si musí zachovat procentuální část původní tahové pevnosti a modulu pružnosti, ve srovnání s referenčními vzorky. Zkoušená vlastnost Odolnost proti vlhkosti Odolnost proti slané vodě Alkalická odolnost Tabulka 5 Postup provedení zkoušek umělého stárnutí Počet vzorků Norma Parametry zkoušky 5x referenční vzorky, 5x zkoušené vzorky 5x referenční vzorky, 5x zkoušené vzorky 5x referenční vzorky, 5x zkoušené vzorky ASTM D ASTM E ASTM D ASTM C ASTM D M Relativní vlhkost: 90% Teplota: 38±2 C Ponoření slaného roztoku 23±2 C do při Ponoření do roztoku s ph=9,5 nebo vyšším při 23±2 C Trvání zkoušky [h] Požadované min. zbytkové vlastnosti kontrolních vzorků v % vlastností referenčních vzorků Chemická odolnost Zatímco proti kyselinám mají FRP profily výbornou odolnost, při styku s alkáliemi se může projevit degradace E-skla, které je jako výztuž pro FRP nejpoužívanější. Alkalický roztok může proniknout ke skelným vláknům a ovlivnit jejich vlastnosti. Křehnutí jednotlivých vláken může způsobit snížení pevnosti v tahu a ztrátu adheze výztuže s pojivem. Volba pojiva pro skleněná vlákna do prostředí, kde hrozí kontakt s alkáliemi (beton, zemina) je klíčovým faktorem pro životnost. Výzkumy ukazují, že vinylester má mnohem lepší odolnost proti alkáliím, než polyester, protože je tvrdší a více odolný proti tvoření mikrotrhlin a tím méně propustný. To přispívá i v odolnosti proti kyselinám a ostatním chemickým roztokům. Propustnost alkalických solných roztoků pojivem je také možná, je ovšem podmíněna vysokým napětím, které zapříčiní vývoj trhlin, a zvýšenou teplotou, která zvýší míru absorpce. Uhlíková vlákna alkáliím sice odolávají, kvůli své ceně však nejsou pro běžné 15

16 aplikace používaná. Solné roztoky bez přítomnosti alkálií mají jen o něco horší vliv na degradaci FRP než voda Únava Díky tomu že se FRP profily obvykle navrhují na mezní hodnotu deformace, nedosahuje hodnota napětí v profilu takové úrovně, aby i při velkém množství cyklů došlo k únavovému porušení konstrukce. Toto ovšem neplatí v místech, kde může docházet ke koncentracím napětí, jako jsou například místa přípojů nebo místa lokálního oslabení konstrukce. Modelování únavového poškození konstrukce je obtížné, protože je celá řada různých typů poškození, která mohou vlivem únavy nastat, a je těžké určit, o jaký typ poškození konstrukce se v konkrétním případě bude jednat. Nejčastějšími typy poškození, která vznikají vlivem cyklického zatížení, je delaminace, vznik trhlin v pojivu a ztráta adheze mezi vláknem a pojivem. Při stanovování únavové životnosti konstrukce je dosud nejčastější metodou ověření využívající S-N křivek. Tvar těchto křivek se získá pomocí experimentů. Dalšími metodami, které se využívají ke zjištění zbytkové únavové životnosti, je metoda úbytku zbytkové pevnosti a metoda využívající vztahy odvozené podle změny modulu pružnosti a vztahy z teorie mechaniky lomu. Všechny tyto metody sloužící ke zjišťování zbytkové životnosti byly podrobně prozkoumány v mnoha studiích, které se zabývají únavovými vlastnostmi materiálu Vysoká teplota a požár Mezní teplota pro skleněná vlákna je 880 C, pro aramidová vlákna 180 C a pro uhlíková vlákna 1600 C. Při působení vysokých teplot však měkne polymerové pojivo, proto jsou její vlastnosti rozhodující při požadavku na odolnost proti vysoké teplotě. V FRP materiálu s polymerním pojivem se začínají mechanické vlastnosti měnit už při teplotě nad 70 C. Pro pojiva speciálně určená pro vysoké teploty se tato teplota může zvýšit až na 140 C. Při této teplotě dochází k měknutí pojiva a snížení modulu pružnosti. Až do chvíle než nastanou chemické změny, je tato změna modulu pružnosti vratným jevem. Při vzrůstající teplotě a degradaci chemických vazeb v polymeru dochází ke snížení pevnosti. Protože tyto změny mechanických vlastností úzce souvisí s přesným složením materiálu pojiva, není snadné stanovit obecnou závislost změny mechanických vlastností v závislosti na stoupající teplotě. Pro většinu polymerních pojiv však lze uplatnit pravidlo poklesu 1% - 5% mechanických vlastností při zvýšení teploty o 5 C při překročení kritické teploty 70 C. V porovnání s nevyztuženými polymery mají FRP výrobky tu výhodu, že vlákna která jsou nehořlavá, oddělují zbylou část pryskyřice od ohně a omezují ztrátu pryskyřice z jádra průřezu, současně i teplota uvnitř FRP je díky nízké teplotní vodivosti příznivější, než například u ocelových konstrukcí. Při návrhu konstrukčních prvků do prostředí, kde se předpokládá působení vysokých teplot je potřeba provést materiálové zkoušky při zvýšených teplotách. Kvůli chemickému složení všechny materiály z organického polymeru jsou hořlavé. Kouř, který vzniká při vznícení, může být zdraví škodlivý. Běžné FRP prvky však obvykle při hoření neodkapávají. Snížení hořlavosti lze snížit úpravou složení pojiva (např. fenolická pryskyřice), přidáním retardérů hoření, přidáním plniva nebo externí ochranou (nátěr, zakrytí). Retardéry hoření i plniva mají však vliv na mechanické vlastnosti, který je nutno uvážit. Snížení parametrů materiálu při vyšší teplotě, která je v provozovaném stavu dosahována, se musí vzít do úvahy při posouzení prvků, a to přímou zkouškou, nebo konverzním činitelem. 16

17 Nízká teplota Díky rozdílné tepelné roztažnosti výztuže a pojiva mohou mít nízké teploty u FRP kompozitů za následek tvrdnutí polymerového pojiva a kvůli residuálnímu pnutí mezi pojivem a vlákny může docházet k rozvoji mikrotrhlin a tím ke ztrátě adheze. Mikrotrhliny se mohou dále zvětšovat při cyklickém zmrazování a rozmrazování. Tyto cykly v kombinaci s vlhkostí a mořskou či posypovou solí zvyšují riziko poškození tvořením a expanzí solných krystalů. To může mít za následek zhoršení vlastností jako je tuhost, pevnost, stabilita a odolnost proti únavě. Pevnost v tahu ve směru vláken klesá v rozmezí od -10 do -40 C, zatímco pevnost kolmo na vlákna se zvětšuje díky zpevnění pojiva. Nicméně efekt nízkých teplot není rozhodujícím pro běžné aplikace. Výrobci zaručují pro běžná pojiva odolnost do -20 C. 17

18 4. Možné aplikace FRP a typické detaily 4.1. Podlahy Pro podlahy ocelových mostů platí TNŽ , kde jsou uvedeny hlavní zásady návrhu podlah ocelových mostů. V této kapitole jsou uvedena specifika návrhu podlah z FRP materiálů. Při návrhu je třeba uvážit požadavky zejména mezního stavu použitelnosti, s ohledem na nízký modul pružnosti materiálu. Na podlahy ocelových mostů lze používat následující FRP prvky: - lité rošty s protiskluznou úpravou; - lité rošty s jednostranně a oboustranně laminovaným krytem s protiskluznou úpravou; - speciální mostovkové profily s protiskluznou úpravou. Skládané rošty se s ohledem na vibrace železničních mostů nepřipouští. Aplikovat je lze na podlahy: - mostů s prvkovou mostovkou na mostnicích mezi kolejemi, mezi pojistnými či zajišťovacími úhelníky a případně na hlavách mostnic; - mostů na revizních a obslužných, nebo veřejných chodnících mostů s prvkovou i jinou mostovkou. U podlah je nezbytné zajistit odvodnění. V případě FRP roštů lze podlahy navrhnout i v nulovém spádu, v případě potahovaných FRP roštů musí být zajištěn dostatečný spád pro odtok vody cca 1-2 % pokud možno směrem od nosné konstrukce, aby bylo omezeno zatékání na nosnou konstrukci Podlaha na mostnicích mezi kolejnicemi Podlaha na mostnicích se navrhuje obvykle z FRP roštů s protiskluznou úpravou. Rošty s nalaminovanou deskou lze navrhnout v odůvodněných případech, zejména při vyšším pohybu osob (staniční obvod), má-li se zamezit propadu nečistot pod most (přemostění komunikace, místa nad trakčním vedením). Odchylně od ustanovení TNŽ se oboustranné spádování FRP podlahy nenavrhuje, při potahované nepropustné podlaze však musí být zajištěn jednostranný příčný spád min. 1%. Ve všech případech je nutné zajistit dostatečné protiskluzové parametry posypem v souladu s čl Doporučeny jsou následující parametry, které vyhovují s ohledem na obvyklé rozdělení mostnic 600 mm: - mřížka od 25x25 do 32x32 mm světlý rozměr oka; tloušťka žeber min. 4 mm - výška min. 38 mm (u FRP roštu s deskou celková tl. obvykle 41 mm); - délka 4,0 m maximálně Podlahový dílec se na mostnice upevňuje pomocí distančních profilů, které lze provést z ocelového nerezového profilu podle TNŽ , nebo z FRP obdélníkových trubek srovnatelných rozměrů (např. RET 63 41/3,2) nebo z profilů z recyklovaného plastu odolného UV záření (obdélníkový průřez s 40x60mm). Uchycení profilů je analogické s TNŽ , v případě plného profilu je uchycení pomocí vrutů se zapuštěnou hlavou. Uchycení dílce se na rozdíl od vrtulí R1 v TNŽ provede pomocí nerezových vrutů průměru 10 mm, které zároveň procházejí distančním podkladním profilem. Pod hlavou vrutu se použije dostatečně rozměrná podložka. Na hlavách mostnic jsou panely přichyceny dvojicí vrutů 10 nejméně na koncích panelů, ke krajní mostnici a nejméně na každé druhé mostnici. 18

19 Otvor po předvrtání do mostnice se ošetří vhodným impregnačním prostředkem. Pro průchod vrutu se vyvrtá otvor v panelu i v podkladku průměru 14 mm. V připojení na pozednici se pro umožnění dilatace provedou v panelu oválné otvory. Jejich délka odpovídá dilataci konstrukce. Styk dílců se provede vždy nad mostnicí. Obr. 2 Detaily podlaha na mostnicích mezi kolejnicemi a na hlavách FRP rošt Podlaha na hlavách mostnic Podlaha na hlavách mostnic se provede z plných dílců nebo FRP roštů shodných s podlahou mezi kolejnicemi. Upevnění, podložení a geometrické požadavky odpovídají podlaze mezi kolejnicemi a TNŽ Obr. 3 Detaily v místě podložení a v místě styku mezi kolejnicemi i na hlavách 19

20 Obr. 4 Detaily řez v místě ukončení podlahy na pozednici Podlahy na chodnících Obr. 5 Detaily půdorys v místě ukončení podlahy na pozednici Podlahy na chodnících železničních mostů s prvkovou mostovkou jsou dnes obvykle osazeny podélnými podlahovými nosníky, na které jsou osazeny dřevěné podlahy, nebo ocelové podlahové plechy. V rámci tohoto MVL jsou navrženy následující typické detaily: - podlaha z FRP roštů, osazená na ocelové podlahové profily nové či existující; - podlaha z FRP roštů, osazená na nové FRP podlahové profily; - speciální podlahové panely z FRP. 20

21 Použití FRP roštů je omezeno maximální vzdáleností podélných nosníků, viz tabulka 6, která vychází z omezení průhybů na L/250, kde L je rozpětí FRP roštu, od zatížení dle ČSN EN (od zatížení 5 kn/m 2 nebo osamělého zatížení 2 kn). Požaduje se FRP rošt s nosným profilem tl. min. 4 mm, důvodem je potřebná odolnost. FRP rošt výška 30mm 38mm 50mm 60mm Tabulka 6 Rozmezí použití FRP roštů Maximální vzdálenost podélných nosníků X Méně než 600 mm, přesah max. 100 mm 600 až 800 mm, přesah max. 150 mm 801 až 950 mm, přesah max. 150 mm 951 až 1200 mm, přesah max. 150 mm Podlahové dílce se připojují tak, aby byly snadno odnímatelné. Standardně pro ocelové nosníky se použije šroub s vnitřním šestihranem, případně se použije nerezový šroub M10 s podložkou. Matka a případná podložka na podlahovém nosníku se zajistí pro demontáž shora, nebo se použije nýtovací matice. V případě FRP podlahových nosníků se doporučuje spoj zabraňující uvolňování (pojistná matice), v nepřístupných podmínkách se použije spoj zajišťující demontáž shora. Mezi podlahové dílce a nosníky se vkládají podložky z plného EPDM tloušťky 2-3 mm. Pro výřezy platí ustanovení TNŽ Podlahové nosníky z oceli se navrhují podle TNŽ Podlahové nosníky z FRP se navrhují obvykle pro rozpětí do 4000 mm, lze-li je přijatelně upevnit k ocelové konstrukci, pro větší rozpětí je již obtížné navrhnout jejich přípoj k ocelové konstrukci. Stykování se pak provádí v místě podepření a to ve stojině i pod pásnicí, s ohledem na eliminaci rizika roztržení. Obr. 6 Detaily detail upevnění na chodníku 21

22 Obr. 7 Detaily Podlahový FRP profil Speciální podlahové profily se upevní podle doporučení výrobce. Obvykle se k podkladu lepí lepidlem, vhodným pro ocel i FRP materiály a zároveň upevní šroubem, Obr. 8 Detaily řez v místě šroubu na U profilu (vlevo ocel, vpravo FRP v nepřístupných podmínkách) Obr. 9 Podélný řez podlaha na chodníku uložení na podlahový nosník (FRP, ocel) 22

23 Vzdálenost podlahových nosníků [m] 1,2 U120/50/6 U150/40/6 U180/60/8 U200/60/10 U240/72/12 1,1 1 0,9 0,8 0,7 0,6 1,5 2 2,5 3 3,5 4 Rozpětí podlahových nosníků [m] Obr. 10 Možné vyhovující podlahové nosníky v závislosti na rozpětí a jejich rozteči, pro materiál E17, podlaha musí zamezit ztrátě příčné a torzní stability Podlahy revizních a obslužných lávek Revizní lávky slouží pro kontrolu a prohlídky existujících mostů. Z kompozitních prvků lze použít: - lité rošty pro podlahy (plné profily se nenavrhují); - nosné prvky revizních lávek z I a U profilů vyráběných pultruzí. Skládané rošty se s ohledem na vibrace železničních mostů nepřipouští. Detaily, upevnění atd. odpovídají podlahám na chodnících. Podlaha revizní lávky se navrhuje v příčném směru vodorovná. Podélný sklon podlahy smí být nejvýše 12 %. Při větším sklonu lávky se vytvoří stupně. Podlahové nosníky revizní lávky se spojují příčkami ve vzdálenosti nejvýše 1,5 m, doporučená hodnota je 1,0 m Zábradlí Pro návrh zábradlí pro železniční mosty platí ČSN a současně MVL 720 Zábradlí železničních mostů (v přípravě). Pro návrh MSÚ zábradlí železničních mostů se aplikuje zatížení podle ČSN EN , s upřesněním podle dopisu 39976/2015-SŽDC-O13. Pro posouzení MSP nejsou v normativních předpisech kritéria stanovena, proto se v tomto MVL požaduje, aby při působení vodorovného nebo svislého liniového zatížení o velikosti 0,7 kn/m na horní madlo, nebo bodového zatížení 1 kn nedošlo k celkové vodorovné deformaci madla vyšší než 0,02 h, kde h je výška zábradlí od pochozí plochy nebo k svislému průhybu madla nepřesahujícímu 0,02xL, kde L je vzdálenost sloupků, resp. rozpětí madla. Důvodem je přijatelná pocitová tuhost zábradlí. Pro splnění těchto požadavků je třeba obecně zajistit dostatečnou počáteční tuhost kotevní patky. Pro výplňové vodorovné pruty se požaduje zajištění takové tuhosti, aby při působení bodového zatížení 1 kn svisle nebo vodorovně nedošlo k vyšší deformaci, než je 0,02xL. Veškeré zábradelní prvky musí být odvodněny (madla, patky, sloupky) a uzavřené profily musí být zavíčkovány záslepkami nedemontovatelným způsobem (fixace například nýtem, lepením nebo jiným vhodným způsobem). 23

24 Z hlediska použití lze zábradlí z FRP rozdělit na použití na ocelové konstrukci, kde jsou obvykle existující styčníkové plechy, umožňující uchycení zábradlí, a na zábradlí umisťované na betonovou římsu na opěrách, opěrných zdech a na nosných konstrukcích mostů Zábradlí na ocelové konzole Zábradlí na ocelové nosné konstrukci se nejčastěji uplatní pro rekonstrukce existujících mostů, u nových ocelových konstrukcí s ohledem na výrobu nové NK v mostárně nemá použití FRP většinou ekonomický význam. Na stávající ocelové konstrukce se upevňuje na svislé styčníkové plechy. S ohledem na dostatečnou tuhost se používá dvojice profilů U, upevněných kombinovaným lepeným a šroubovým stykem na styčníkový plech. Použije se lepidlo kompatibilní s ocelovým podkladem a FRP. Tento spoj zajištuje vysokou počáteční tuhost přípoje. Madlo je tvořeno pro menší rozteče sloupků U profilem, pro větší rozteče pak s ohledem na zajištění tuhosti čtvercovým či obdélníkovým profilem. Výplňové pruty jsou provedeny z kruhových trubek. Základní doporučené dimenze uvádí tabulka 7, je stanovena za podmínky provedení zábradlí o min. 2 spojitých polích (n = min 2). osová vzdálenost sloupků [mm] L1 Obr. 11 Zábradlí na ocelové konstrukci Tabulka 7 Doporučené dimenze zábradlí na ocelové konstrukce, materiál E23 profil sloupku x U70x30x5 70 Výška sloupku nad styčníkovým plechem X [mm] profil madla U103x60x6 U100x50x6 SHS76x6 SHS75x6 profil výplně délka konzoly madla [mm] CHS40x x U102x35x5 200 RHS102x51x6 CHS63x Poznámka: Označení profilů je uvažováno analogicky jako u ocelových konstrukcí. Možné detaily zábradlí a řešení přípojů uvádí pak příloha P Zábradlí na betonové římse Zábradlí na betonových římsách lze aplikovat na opěrách, křídlech opěr, opěrných zdech a na nosných konstrukcích se železobetonovou římsou. Zábradlí se skládá z FRP sloupků a FRP L2 24

25 výplně a madel. S ohledem na nízký modul pružnosti je nezbytné použití dostatečně tuhé patky a sloupku. Sloupky jsou obvykle tvořeny čtvercovým trubkovým profilem nebo U profilem. Ten je do betonového podkladu kotven přes ocelovou kotevní patkou. Upevnění sloupku na kotevní patku je třeba volit tak, aby neumožňovalo volné pootáčení a bylo spojeno šroubovým nebo kombinovaným lepeným/šroubovým spojem, při aplikaci minimálních vůlí. Při návrhu patky je třeba uvážit ortotropní chováni FRP a nízkou únosnost kolmo na vlákna. Dále je třeba zajistit odvodnění profilu a patky. Je nepřípustné navrhovat a používat trubkové sloupky volně nasazené na kotevní trn (nebo trubku). FRP materiál pak vykazuje nadměrné vůle a díky nízké pevnosti FRP kolmo na vlákna může docházet k rozštěpení sloupku. Základní doporučené dimenze uvádí obr. 12 a tabulka 8. Jsou stanoveny za podmínky zábradlí o min. 2 spojitých polích (n = min 2). Obr. 12 Zábradlí na betonové římse Tabulka 8 Doporučené dimenze zábradlí FRP na betonové římse, materiál E23 osová vzdálenost profil sloupku profil madla sloupků L1 [mm] U73x50x SHS60x6 Ω75x49x4 SHS60x6 U103x60x6 U103x60x U100x50x6 U100x50x6 SHS76x6 SHS76x6 SHS75x6 SHS75x6 U103x60x6 U103x60x U100x50x6 U100x50x6 SHS76x6 SHS76x6 SHS75x6 SHS75x6 profil výplně výplň FRP rošt CHS32x4 30x30/ CHS40x4 30x30/ CHS50x4 30x30/ délka konzoly madla L2 [mm] Možná doporučená uspořádání zábradlí jsou ukázána v příloze P5 tohoto MVL. 25

26 Výplň proti odlétávajícímu štěrku na ocelovém zábradlí Jako výplň proti odlétávajícímu štěrku lze použít i FRP lité rošty. Požadavky a detaily uvádí obr. 13 a obr. 15 pro osazení vně zábradlí. Tento způsob je vhodný pro větší podélný sklon římsy, neboť panel lze provádět jako kontinuální nezávisle na poloze sloupků. Je-li to účelné, lze spodní úhelník otočit a výplň k němu osadit analogicky k detailu 1 na obr. 15. Na obr. 14 a obr. 16 je osazena výplň uvnitř zábradlí, tento způsob zajistí dostatečně malou spáru i na kontaktu s betonovou římsou, nevýhodou je nutnost šikmého řezu pro vyšší podélný spád zábradlí, kdy vznikají nevzhledné řezné plochy šikmo přes oka FRP roštu. Pro zábradelní výplně se zdrsňující posyp provede na obě strany panelu, jednak z estetických důvodů, jednak jako ochrana proti UV záření. Obr. 13 Ocelové zábradlí s výplní proti odlétávajícímu štěrku- osazení vně zábradlí Obr. 14 Ocelové zábradlí s výplní proti odlétávajícímu štěrku- osazení uvnitř zábradlí 26

27 Obr. 15 Ocelové zábradlí s výplní z FRP roštu detaily, osazení vně zábradlí 27

28 Obr. 16 Ocelové zábradlí s výplní z FRP pororoštu detaily, osazení uvnitř zábradlí 4.3. Ostatní vybavení Revizní lávky V případě revizních lávek většinou neexistují významná geometrická omezení umístění sloupků a lze často použít typizovaných řešení výrobců FRP prvků. Dodavatel doloží, že jeho výrobek splňuje požadavky tohoto MVL a MVL pro mostní zábradlí. Revizní lávky se navrhují na zatížení dle ČSN EN Pro návrh zábradlí platí ČSN a současně MVL 720 Zábradlí železničních mostů (v přípravě). Pro návrh MSÚ zábradlí železničních mostů se aplikuje zatížení podle ČSN EN Pro posouzení MSP nejsou v normativních předpisech kritéria stanovena, proto se v tomto MVL požaduje, aby při působení vodorovného nebo svislého liniového zatížení o velikosti 0,7 kn/m na horní madlo nedošlo k vyšší vodorovné deformaci než 0,02 h, kde h je výška zábradlí od pochozí plochy anebo svislému průhybu nepřesahujícímu L/150, kde L je vzdálenost sloupků a rozpětí madla. 28

29 Žebříky FRP prvky lze použít jako žebříky v různých modifikacích. U výrobců existuje dostatečný rozsah standardních ověřených výrobků, které lze přímo aplikovat. Žebříky je nutno vždy doložit statickým výpočtem dle ČSN (příčle, štěřiny) a dle ČSN EN A12 (mechanické zkoušky pevnosti, průhybů na plocho, vybočení, průhyb příčlí, krut příčlí) a podle tohoto MVL. V případě standardních výrobků dodavatel doloží splnění uvedených požadavků statickým výpočtem nebo zkouškami Protidotykové štíty a zábrany Protidotykové štíty zajišťují ochranu proti dotyku mezi mostem, provozem na mostě a trakčním vedením. S ohledem na požadované plošné rozměry a dostatečnou tuhost a odolnost lze FRP prvky aplikovat pouze jako FRP rošty s nalaminovanou krycí deskou. Jako nosné prvky lze využít pultruzí vyráběné profily. Protidotykové štíty musí být staticky posouzeny. V rámci posouzení se ověří vliv únavy od cyklických účinků větru od projíždějících vozidel na nosné prvky z FRP. Protidotykové štíty musí splnit požadavky ČSN a ČSN EN ed Požadavky na materiál a výrobu 5.1. Požadavky na návrh Pro použití FRP prvků se obecně požaduje statické posouzení nebo doložení požadovaných parametrů za pomoci zkoušek. Statické posouzení musí zohlednit mezní stavy MSÚ a MSP. FRP polymery se navrhují a posuzují na základě obecných zásad a pravidel, definovaných v ČSN EN 1990 a souboru norem ČSN EN Nicméně, pro posouzení neexistují v současné době žádné normativní požadavky. Pro účely tohoto MVL se pro posouzení použije Prospect for New Guidance in the Design of FRP, 2016 [4.8.] doplněný o požadavky tohoto MVL. Nejvýznamnější vztahy pro posouzení prvků jsou uvedeny v tomto MVL v kapitole 6. Statické posouzení zábradlí, žebříků či podlah lze nahradit odkazem na konstrukční řešení, odpovídající MVL725, pokud návrh tomuto řešení odpovídá, nebo využitím navrhování pomocí zkoušek a doložením zkušebního protokolu Požadavky na způsobilost dodavatele a výrobu Dodavatel musí mít zaveden systém řízení kvality např. podle ČSN EN ISO 9001 a musí objednavateli doložit systém řízení kvality výroby i výsledného produktu, zajišťující splnění požadavků ČSN EN až 3, ve smyslu kontroly výroby, materiálů a závěrečných kontrol. Pro způsobilost dodavatele ocelové konstrukce a spojovacích ocelových prvků platí v plném rozsahu kapitoly 19 TKP. Před zahájením výroby si dodavatel ověřuje a dokumentuje: - specifikace plánovaných charakteristik a vlastností FRP prvků; - plán zkoušek popisující rozsah zkoušek při výrobě a rozměry a polohu zkušebních vzorků; - kontrolní a výrobní plán, popisující materiály, specifikaci vytvrzení pojiva a závěrečnou kontrolu. 29

30 Při výrobě se doloží a uchovají tyto informace: - použité materiály, dodavatelé, bezpečnostní informace; - zpráva o kontrole kvality; - zpráva o provedených kontrolních zkouškách a jejich výsledcích; - zpráva o kontrole výrobního procesu. Při výrobě se minimálně kontroluje a zaznamenává: - proces výroby FRP prvků; - poloha, počet rohoží nebo tkanin a jejich tloušťka/hmotnost; - poloha, počet a orientace vláken, tah ve vláknech, jejich saturace pryskyřicí; - podíl vláken, rohoží nebo tkanin v objemu prvku; - výsledky zkoušky modulu pružnosti. Vytvrzení FRP má proběhnout v souladu se specifikací použité pryskyřice. Kontrola teploty při vytvrzení se provádí ve více místech prvku. Při výrobě FRP se má zamezit proniku vlhkosti a prachu do výrobní linky a používaného materiálu. Teplota při výrobě má být minimálně 3 C nad rosným bodem a má odpovídat požadavkům výrobce pryskyřice. Vlákna, pryskyřice a ostatní základní suroviny musí být používány a zpracovávány podle pokynů výrobce a v rozsahu jejich doby použitelnosti Požadavky na kvalitu prvků a materiálů Obecně se požaduje, že použité materiály mají být vhodné pro zamýšlenou aplikaci. Tento dokument akceptuje pro vybavení železničních mostů tyto materiály: - vlákna: skleněná, uhlíková, aramidová; - termosetové pryskyřice: nenasycené polyesterové pryskyřice, vinylesterové pryskyřice, epoxidové pryskyřice. Ostatní materiály lze použít, pouze pokud dodavatel prokáže vhodnost pro zamýšlenou aplikaci. Pro vlastnosti základních surovin se použije ČSN EN až 5. Musí být zajištěno identifikovatelnost základního materiálu v průběhu procesu výroby Mechanické parametry lité rošty Lité konstrukční profily musí splnit následující minimální pevnostní charakteristiky: Tabulka 9 Požadované minimální parametry litých roštů Modul pružnosti, rovnoběžně s vlákny E [MPa] Ohybová pevnost, rovnoběžně s vlákny f b,0 150 [MPa] Lité pochozí pororošty musí být vždy opatřeny protiskluznou úpravou Mechanické parametry tažené profily Pultruzí vyráběné profily musí splnit požadavky ČSN EN , ČSN EN , ČSN EN Pro tažené profily se požaduje třída E17 nebo E23, doporučuje se použití E23 (nicméně ne všechny profily lze vyrábět v této třídě). Charakteristické a návrhové parametry se stanoví v souladu s ČSN EN Pojivo a vlákna S ohledem na vliv teploty se požaduje, aby teplota skelného přechodu použité pryskyřice (Tg) podle ISO byla minimálně 20 C nad maximální provozní teplotou konstrukce T e,max podle ČSN EN Alternativně lze použít teplotu průhybu při zatížení (HDT) podle 30

31 ČSN EN ISO Tato teplota HDT má být minimálně 20 C nad maximální provozní teplotou konstrukce. Provozní teploty pro prvky z aramidových vláken mají být menší než 60 C Třída reakce na oheň a další požární parametry Podle zákona č. 133/1985 Sb. o požární ochraně se mostní konstrukce zpravidla zatřiďují do kategorie bez zvýšeného požárního nebezpečí do délky mostu 350 m. Od délky mostu 350 m je nutno s ohledem na možnosti požárního zásahu zvážit zatřídění do kategorie se zvýšeným požárním nebezpečím. Podle klasifikačního systému pro reakci stavebních výrobků na oheň dle ČSN EN A1 lze použít FRP prvky následujících tříd: podlahové prvky B fl na mostech s výskytem hořlavých materiálů (dřevěné mostnice) a na mostech se zvýšeným požárním nebezpečím; ostatní profily B fl, až D fl na mostech bez výskytu hořlavých materiálů; C na mostech s výskytem hořlavých materiálů (dřevěné mostnice, nechráněná kabeláž, atd.) a na mostech se zvýšeným požárním nebezpečím; D až E na mostech bez výskytu hořlavých materiálů, pokud nemůže dojít k přenosu požáru z vnějšího (přírodního) prostředí, který by předmětné profily tepelně namáhal. Doplňková klasifikace podle plamenně hořících kapek/částic výrobku musí splňovat u profilů, kde může dojít k přenosu požáru do vnějšího (zpravidla přírodního) prostředí, klasifikaci d0 v ostatních případech lze připustit d1, doplňková klasifikace podle vývinu kouře pak třídu s1. Spolu s dodržením výše zmíněných tříd klasifikace pro reakci výrobků na oheň je nutné zajistit, aby tvar podlahových prvků nepřispíval k šíření požáru pod jejich povrchem. Lze připustit pouze roštové prvky nebo rošty s potahovaným jedním nebo dvěma povrchy. Žebrované prvky s orientací žeber kolmo na osu mostnic mohou vést k progresivnímu šíření požáru na další mostnice a pro podlahy na mostnicích se nepřipouštějí. Tvar prvků zábradelní konstrukce není z pohledu požární bezpečnosti nijak omezen Ochrana proti UV Veškeré pultruzí vyráběné tažené profily musí být opatřeny podpovrchovou rouškou zajištující minimálně 400 m ochranné vrstvy. Specifikované prvky vystavené oslunění se dále opatří ochranným nátěrem, viz FRP prvky mají být chráněny proti vlivu UV použitím aditiv nebo jinou povrchovou ochranou. Skleněná a uhlíková vlákna vykazují dobrou odolnost proti UV, v případě aramidových vláken je třeba vyloučit expozici UV záření. V případě podlahových roštů a desek se vždy jako dodatečná ochrana aplikuje dodatečně nanášený posypový agregát s pojivem. Jako pojiva se použije pryskyřice s aditivy, odolná proti UV záření Ochrana proti klimatickým podmínkám Výrobek musí splnit požadavky uvedené v - (zkouška mrazuvzdornosti) a (zkouška umělého stárnutí odolnost proti vlhkosti a odolnost proti slané vodě), v případě styku s betonem i (zkouška umělého stárnutí - alkalická odolnost). 31

32 Protiskluznost frakce posypu Pochozí povrchy veřejně přístupné i nepřístupné musí splňovat požadavky na protiskluznost, a to jak při suchém, tak mokrém povrchu. Požaduje se zajištění součinitele smykového tření na mokrém povrchu nejméně 0,6. V případě požadavku na veřejný bezbariérový provoz musí být splněny požadavky ČSN a vyhlášky 398/2009 Sb. Protiskluznost se zajištuje opatřením prvku hrubozrnným posypem obaleným pryskyřicí, zde se pro zajištění protiskluzných parametrů na deskových prvcích doporučuje frakce jednotné čáry zrnitosti 2 mm. V případě plošných aplikací posypu (rozsah větší než 1m 2, neplatí pro pororošty) dodá před zahájením výroby zhotovitel vzorek s plánovanou protiskluznou úpravou k odsouhlasení zástupci objednatele Ochrana nátěrem Z důvodu prodloužení životnosti a ochrany FRP prvků před UV zářením lze na osluněné tažené kompozitní prvky aplikovat ochranný nátěr na polyuretanové bázi tloušťky min. 60 m v suchém stavu. Požaduje se aplikace na madla zábradlí vždy, na ostatní profily pouze v případě, že tak požaduje projektová dokumentace a jsou pro to zvláštní důvody (častý pohyb osob, estetické požadavky ve městech apod.). Příprava podkladu se provede podle požadavků dodavatele nátěrové hmoty, obecně se požaduje odstranění prachu a volných částic a mastnoty. Povrch musí být zdrsněn pískováním nebo brusným papírem. Vytvrzení nátěru musí proběhnout v kontrolovaných podmínkách. Na řezané hrany se požaduje provedení vhodného ochranného nátěru nebo laku vždy Spojovací materiál a ocelové spojovací prvky Veškerý spojovací materiál musí být z korozivzdorné oceli minimální třídy A2, nebo ekvivalentní. V případě spoje mezi FRP a stávající ocelovou konstrukcí lze připustit i ocelové šrouby, ty musí být ale vždy opatřeny žárovým zinkováním dle požadavků kapitoly 19 TKP. V případě použití kovových spojovacích prostředků v uhlíkových vláknech se má vhodnou izolací zamezit vzniku galvanického článku a koroze Deklarace materiálových parametrů dodavatelem Značení prvků FRP prvky vyráběné pultruzí musí být na obale nebo v průvodním listě dodávky označeny podle ČSN EN , čl. 5. Pro lité konstrukční prvky se uvedou požadované údaje podle Dále musí být vyznačeny tyto údaje: - označení a adresa dodavatele; - přesné označení konstrukčního profilu nebo prvku dodavatele; - výrobní označení typu pryskyřice a vláken; - teplota skelného přechodu či HDT Požadavky na dodání parametrů dodavatelem U prvků vyrobených pultruzí dodavatel předá objednateli doklad ve formě prohlášení, o shodě, prokazující splnění požadavků ČSN EN až 3 pro třídu E23, popř. E17. Návrhové parametry budou sestaveny v tabulkovém provedení podle čl. 4.4 uvedené normy. Požaduje se dodání parametrů uvedených v tabulce 1 a tabulce 2 tohoto MVL U litých prvků se uvedou hodnoty skutečné a porovnání s požadavky čl tohoto MVL. 32

33 Charakteristické hodnoty materiálů mají být stanoveny za pomoci zkoušek podle ČSN EN 1990 (pokud není stanoveno jinak např. v ČSN EN ). Pro pultrudované prvky se stanoví a doloží uvedené parametry uvedené v tabulce 3 zkušebními metodami podle tabulky 10. Deklarované charakteristické hodnoty musí být dostatečně stabilní s ohledem na možné degradační procesy. Parametr Tabulka 10 Stanovení mechanických vlastností Zkušební metoda Modul pružnosti v tahu ČSN EN ISO Modul pružnosti v tahu ČSN EN ISO Tahová pevnost ČSN EN ISO Tahová pevnost ČSN EN ISO Modul pružnosti v tlaku ČSN EN ISO Modul pružnosti v tlaku ČSN EN ISO Tlaková pevnost ČSN EN ISO Tlaková pevnost ČSN EN ISO Pevnost v otlačení čepem ČSN EN Pevnost v otlačení čepem ČSN EN Smyková pevnost mezi vrstvami ČSN EN ISO Smyková pevnost mezi vrstvami ČSN EN ISO Poissonovo číslo ČSN EN ISO Poissonovo číslo ČSN EN ISO rovnoběžně s vlákny, kolmo na směr vláken Třída reakce na oheň a další požární parametry Základní i doplňkové třídy reakce výrobků na oheň musí být doloženy protokolem o klasifikaci třídy reakce na oheň vydaným akreditovaným certifikačním orgánem. Protokol shrnuje podrobnosti o základech a výsledcích klasifikačního postupu. Podle ČSN EN A1 protokol o klasifikaci musí obsahovat: a) identifikační číslo a datum vydání protokolu o klasifikaci; b) identifikaci vlastníka protokolu o klasifikaci; c) identifikaci organizace, která vypracovala protokol o klasifikaci; d) podrobnosti o původu a použití klasifikovaného výrobku, včetně jeho obchodního názvu; e) podrobný popis výrobku; Buď může být odkázáno na podrobný popis uvedený v protokolu o zkoušce, na které byla klasifikace založena nebo se podrobný popis uvede přímo v protokolu o klasifikaci. Podrobný popis musí obsahovat úplný popis a identifikaci všech příslušných částí výrobku a způsobu jejich sestavení. Pokud je použit typový výrobek, postačuje obecný popis. Pokud je však použit zvláštní výrobek, např. lepidlo s retardérem hoření, musí být uvedeny všechny dostupné informace. Musí také zahrnovat příslušné specifikace výrobku použitelné pro celý klasifikovaný výrobek nebo jeho části. f) informace o zkouškách; 1) všechny protokoly o zkouškách použitých pro klasifikaci musí být identifikovány: i) názvem laboratoře, která zkoušky vykonala; 33

34 ii) názvem objednatele zkoušek; iii) identifikačním číslem zkoušky a protokolu o zkoušce. 2) identifikaci zkoušky provedené v souladu s normou a zamýšlené oblasti použití. 3) výsledky zkoušky pro každé zkušební těleso g) klasifikaci a oblast použití; 1) odkaz na příslušný klasifikační postup v této evropské normě; 2) závěr: Klasifikace stavebního výrobku; 3) podrobný popis oblastí přímé aplikace, tj. konečné použití tohoto protokolu o klasifikaci. h) dodatečná ustanovení; Protokol o klasifikaci musí obsahovat: 1) jakákoliv časová omezení platnosti tohoto protokolu o klasifikaci; 2) upozornění Tento dokument nemůže nahrazovat schválení typu nebo certifikát výrobku. i) jméno a podpis osoby odpovědné za protokol o klasifikaci Systém klasifikace je založen na kombinaci výsledků zkoušek, prováděných podle pěti evropských norem: - ČSN EN ISO 1182: 2002 Zkoušení reakce stavebních výrobků na oheň- Zkouška nehořlavosti (postup pro třídy A1, A2); - ČSN EN ISO 1716: 2002 Zkoušení reakce stavebních výrobků na oheň -Stanovení spalného tepla (postup pro třídy A1, A2); - ČSN EN 13823: 2002 Zkoušení reakce stavebních výrobků na oheň Stavební výrobky kromě podlahových krytin vystavené tepelnému účinku jednotlivého hořícího předmětu jednotlivým hořícím předmětem" (SBI) (postup pro třídy A2, B, C, D mimo podlahových krytin); - ČSN EN ISO : 2002 Zkoušení reakce na oheň-zápalnost stavebních výrobků vystavených přímému působení plamene - Část 2: Zkouška malým zdrojem plamene (postup pro třídy B, C, D, E); - ČSN EN ISO : 2002 ( ) Zkoušení reakce podlahových krytin na oheň Část 1:Stanovení chování při hoření užitím zdroje sálavého tepla (postup pro třídy A2, B, C, D pouze pro podlahové krytiny) Ochrana proti klimatickým podmínkám Dodavatel doloží prohlášení o shodě, prokazující splnění požadavků podle - (zkouška mrazuvzdornosti) a (zkouška umělého stárnutí odolnost proti vlhkosti a odolnost proti slané vodě). Pokud má být FRP prvek v přímém styku s betonem, doloží se i prohlášení o shodě o splnění požadavků podle (zkouška umělého stárnutí - alkalická odolnost) Protiskluznost frakce posypu Protiskluznost se doloží zkušebním protokolem nezávislé zkušebny a srovná se s požadavky MVL Ochrana nátěrem Doloží se materiálové a bezpečností listy nátěrových hmot a způsob aplikace a přípravy podkladu. 34

35 5.5. Výroba a montáž FRP konstrukce Výroba základního materiálu FRP profily se vyrábějí pultruzí jako kontinuální výrobek. Při výrobě se kontroluje dodání skelných vláken, jakož i pryskyřice a teplota při protlačování. Skelné rovingy se spojují tak, aby byla zajištěna jejich únosnost. V případě textilní skleněné výztuže se požaduje přesah mm v podélném směru Doprava a skladování FRP prvky musí být převáženy a skladovány tak, aby nedošlo k jejich poškození ani trvalé deformaci a musí probíhat podle požadavků dodavatele. Poškozené a deformované prvky nesmí být zabudovány do konstrukce. Každý dodaný prvek FRP musí být na vyžádání zpřístupněn přejímacímu pracovníkovi objednatele za účelem kontroly souladu s požadavky ČSN EN Nesoulad s uvedenými požadavky nebo přítomnost významných vad může být důvodem pro nepřevzetí dodávky, viz. kapitola Kontrolní zkoušky základního materiálu Tyto zkoušky se provádějí během výroby konstrukce nebo po jejím ukončení, pokud vzniknou pochybnosti o kvalitě použitých materiálů. Tyto zkoušky provádí dodavatel pro vlastní potřebu a na vlastní náklady, nebo je předepisuje objednatel, který zároveň předepíše konkrétní zkušební laboratoř. Pokud se prokáže, že objednavatelem požadované kontrolní zkoušky vyhovují podle tohoto MVL, hradí náklady na zkoušky objednatel, v případě, že kontrolní zkoušky nevyhoví, hradí vzniklé náklady zhotovitel. Rozsah a druh dodatečných kontrolních zkoušek stanoví podle konkrétních podmínek objednatel, zpravidla jde o zkoušky specifikované v těchto MVL Montáž FRP konstrukce Výroba a montáž FRP konstrukcí musí být prováděna pracovníky, kteří mají prokazatelné zkušenosti a pod dohledem odborně způsobilé osoby v oblasti FRP konstrukcí. Pro montáž se zpracuje TP (technologický předpis), schválený projektantem, TDS a objednatelem. Tento předpis má obsahovat postup prací, způsob výroby, montáže, dělení prvků, spojování, kontrolu kvality v průběhu montáže jakož i způsob určení podmínek požární bezpečnosti při činnostech souvisejících s realizací prací tak, aby bylo eliminováno riziko případného vzniku požáru či šíření požáru do okolí. TP uvede i maximální nebo nutné geometrické odchylky tak, aby je bylo možno v průběhu a po dokončení kontrolovat. Veškeré řezné plochy a hrany se opatří ochranným nátěrem (vrchní nátěr, pryskyřice atd.) pro zamezení proniku vlhkosti do vnitřku FRP. Při vrtání otvorů se použijí nástroje, určené pro zpracování FRP. Prvky mají být dostatečně podepřeny pro zamezení poškození, delaminaci a trhání. Utahování šroubů má být provedeno tak, aby nedošlo k mechanickému poškození a otlačení FRP. Má se použít nářadí s kontrolou utahovacího momentu. Lepené spoje se požaduje provádět ve vhodném klimatu podle pokynů dodavatele lepidla. Hodnota Tg lepidla má být ověřena zkouškami nebo zjištěna z technického listu lepidla. Lepené povrchy mají být suché a čisté, zbavené mastnoty a prachu. Mají se dodržet významné parametry pro kvalitu přípojů (příprava podkladu, vlhkost, teplota, tloušťka lepidla, tlak a teplota při vytvrzení. 35

36 Při montáži FRP konstrukcí musí být dodrženy podmínky vyplývající z ověřené projektové dokumentace, popřípadě prováděcí dokumentace a postupy stanovené v průvodní dokumentaci výrobce. Osoba, která provedla montáž FRP konstrukcí, potvrzuje splnění požadavků výše uvedených písemně Skladování a manipulace s dílci na montáži Při montáži je nutno vyvarovat se působení lokálního zatížení. Manipulaci je třeba provádět tak, aby nedošlo k poškození prvků, doporučuje se provést ochranu vhodnými prvky. Při skladování je třeba prvky separovat vhodnou vložkou Geometrické tolerance a mezní odchylky rozměrů pro FRP prvky Na dokončené FRP konstrukci se minimálně ověří: - rozměry a dosažené (splněné) tolerance; - odchylky rozměrů, přímosti, vztah k VMP. V případě překročení tolerancí musí být postup projednán s projektantem. Tažené profily musí splnit rozměrové tolerance specifikované v ČSN EN , příloha B. Orientace a přímost skleněných a uhlíkových vláken musí být menší než 1 od směru ve kterém byly stanoveny materiálové parametry. Dále se požaduje pro pultrudované profily i lité prvky dodržení následujících mezních odchylek prvků a spojů, jak uvádí tabulka 11. Další mezní odchylky mohou být specifikovány v projektové dokumentaci. Sledovaný parametr Tabulka 11 Tolerance pro spoje FRP konstrukcí Mezní odchylky Délka montážních dílců Kolmost řezaných ploch Poloha otvorů pro šrouby Poloha skupiny otvorů pro šrouby Průměr otvorů pro šrouby do 12,7 mm Průměr otvorů pro šrouby od 12,7 mm do 25,4 mm Průměr otvorů pro šrouby od 25,4 mm Šířka spojované spáry + / - 3 mm + 2 stupně + / - 1,6 mm + / - 2,0 mm + / - 0,4 mm + / - 0,8 mm + / - 1,6 mm +/- 1,6 mm Redukce tolerance pro otvory šroubových spojů vede obecně ke zlepšení mechanických vlastností. Toto zlepšení lze rovněž zajistit vložením ocelové lepené vložky do spoje nebo za pomoci injektovaných šroubů. Uvedená opatření rovněž zvyšují počáteční tuhost spoje a redukují prokluzy. Pro podlahy na prvkové mostovce (pultrudované profily i lité prvky) platí dále ustanovení TNŽ Rozměry podlahových panelů se mohou lišit od rozměrů předepsaných projektem o ± 5 mm. Sklon podlahy se může lišit od projektovaného sklonu o ± 0,5 %. Šířka mezer mezi podlahovými panely se smí lišit od hodnot předepsaných projektovou nebo výrobní dokumentací o ± 10 mm. 36

37 5.7. Odsouhlasení a převzetí prací Dílenská přejímka Dílenská přejímka se pro FRP konstrukce a prvky obvykle neprovádí, nevyhradí-li si objednatel jinak. Pokud je dílenská přejímka vyžadována, uplatní se v přiměřené míře ustanovení kapitoly 19 TKP, tedy k přejímce musí být předloženy doklady: - schválené výrobní výkresy, včetně schvalovacího protokolu; - výrobní deník; - výkres geometrického tvaru sestavy v podélném a příčném směru, včetně vyhodnocených odchylek; - zaměření dílenských styků a odchylek; - doklady o použitém základním a spojovacím materiálu. Následně se provede odborná prohlídka konstrukce v rozsahu: - kontrola souladu geometrického tvaru; - kontrola kvality výroby prvků, dílců a celkového sestavení; - kontrola základního materiálu a jeho kvality; - kontrola imperfekcí; - kontrola kvality šroubovaných spojů; - kontrola kvality provedení montážních styků; - kontrola očištění konstrukce, mastnota, záseky, otlačeniny; - poškození ochranného nátěru nebo krycí vrstvy. O provedené dílenské přejímce se provede zápis. Po skončení dílenské přejímky jsou dílce uvolňovány k provedení případného nátěru a k odvozu na montáž. Při poslední dílenské přejímce odevzdá zhotovitel stavby zástupci objednatele soubor veškeré kontrolované a výše uvedené dokumentace ve dvou vyhotoveních Montážní prohlídka Montážní prohlídka je prohlídka smontované FRP konstrukce, kterou provádí objednatel a jejímž účelem je ověření kvality konstrukce pro účely pozdějšího převzetí. Objednatel písemně potvrzuje souhlas s pokračováním montážních prací. Montážní prohlídku provádí objednatel (vedoucí montážní prohlídky) na základě výzvy zhotovitele stavby. Pro montážní prohlídku se v přiměřené míře uplatní ustanovení kapitoly 19 TKP. Počet fází provedení montážní prohlídky podle složitosti konstrukce stanoví projekt nebo objednatel, většinou se provádí v jedné fázi. K montážní prohlídce musí být doloženy doklady minimálně v tomto rozsahu: - schválené výrobní výkresy, včetně schvalovacího protokolu, se zaznamenanými případnými schválenými změnami; - výsledky geometrického tvaru konstrukce v podélném a příčném směru, včetně vyhodnocených odchylek; - doklady o použitém spojovacím materiálu; - prohlášení o shodě a dokumenty kontroly na spojovací materiál; - zápis o dílenské přejímce konstrukce, včetně veškerých dokladů (byla-li provedena). Následně se provede odborná prohlídka konstrukce v rozsahu: - kontrola souladu geometrického tvaru s výrobní dokumentací a soulad s projektovou dokumentací. - kontrola základního materiálu a jeho kvality; - kontrola imperfekcí; 37

38 - kontrola kvality šroubovaných spojů; - kontrola očištění konstrukce, mastnota, záseky, otlaky atd.; - kontrola a přejímka spojovacího materiálu pro provedení šroubovaných styků na montáži; - poškození ochranného nátěru nebo krycí vrstvy. O provedené montážní prohlídce se provede zápis. Dva výtisky dokumentace dle skutečného provedení z montáže v černotiskovém provedení budou dodány do 1 měsíce od konání poslední montážní prohlídky objednateli. V případě, že hlavní prohlídka se uskuteční dříve než za 1 měsíc, bude tato dokumentace předána objednateli k termínu konání hlavní prohlídky. 6. Požadavky na analýzu a posouzení 6.1. Základní požadavky FRP polymery se navrhují a posuzují na základě obecných zásad a pravidel, definovaných v ČSN EN 1990 a v souboru norem ČSN EN Při návrhu se uplatní zejména kapitola 2 ČSN EN Návrh a posouzení má být: - založen na metodice mezních stavů, zatížení a kombinací zatížení specifikovaných v ČSN EN 1990 a v souboru norem ČSN EN 1991; - založen na pravidlech a postupech pro zajištění odolnosti, použitelnosti a trvanlivosti specifikovaných v tomto MVL; - proveden tak, aby bylo zaručeno dosažení mechanických vlastností a geometrických tolerancí použitých ve výpočtu. Má zohlednit nejméně příznivé stavy v průběhu životnosti a možný vliv aditiv a procesu výroby; - má se uvážit požární riziko podle typu prvku a jeho umístění. Analýza konstrukce se provede na základě pružného chování prvků až do porušení. V analýze se uváží ortotropní charakter materiálu. Rozložení vnitřních sil se stanoví s uvážením poddajnosti styčníků. Pokud je pro daný prvek významná, provede se geometricky nelineární analýza. Při posouzení tenkostěnných FRP profilů namáhaných kroucením se uváží vliv primární a sekundární torzní tuhosti. Pro šroubované styčníky se ověří přetvoření každého spojovacího prostředku, při uvážení vlastností spojovaných prvků. Posouzení má uvážit možné módy porušení styčníku. Ověření lepených styčníků se má provést s uvážením možných módů porušení a lomové energie potřebné ke vzniku porušení. Ve výpočtu se má uvážit cyklické namáhání lepených styčníků. Moduly pružnosti anizotropních materiálů se mají stanovit zkouškami. Analytické modely kompozitních materiálů je třeba považovat jen za orientační hodnoty, viz příloha A a B předpisu [4.8.]. Ověření stability má zahrnout možnou kombinaci lokální a globální ztráty stability a má uvážit možné geometrické imperfekce. I v případě, kdy je globální ztrátě stability zamezeno, má se uvážit vliv lokálního tlakového zatížení (například v uložení). Geometrické imperfekce lze uvážit podle ČSN EN V analýze se výsledně uváží rozhodující imperfekce s extrémní hodnotou. Například, pro nerovnost prvků lze použít L/

39 V případě kvazistálé kombinace zatížení se má pro ověření stability použít parametry FRP redukované konverzním činitelem. Při analýze deformací se má uvážit ohybová i smyková deformace prvků. Deformace v důsledku smykového přetvoření je nutné uvážit, neboť FRP prvky mají v tomto ohledu specifické chování Navrhování s ohledem na životnost Návrh konstrukce má zajistit stabilní chování konstrukce v průběhu životnosti s ohledem na použitelnost, únosnost, stabilitu a s ohledem na podmínky okolního prostředí a údržby. Podmínky působícího okolního prostředí je nezbytné uvážit již ve fázi návrhu tak, aby byla na základě jejich vlivu na životnost konstrukce provedena případná ochranná opatření. Při posouzení vlivu okolního prostředí na konstrukci lze vycházet z modelů degradace, výsledků zkoušek a chování obdobných konstrukcí, popisovaných v odborné literatuře. Prvky, které jsou náchylné k projevům koroze, mechanického opotřebení nebo únavy se mají navrhovat tak, aby v průběhu životnosti byla umožněna jejich kontrola, údržba nebo výměna. Pro zajištění trvanlivosti konstrukce má být uváženo následující: - funkce konstrukce; - účinky okolního prostředí; - složení, vlastnosti a chování použitých materiálů; - vhodnost použitých výpočetních metod; - použití vhodného typu styčníků; - úroveň kontroly při provádění; - předpokládanou údržbu v průběhu životnosti; - použití ochranných prostředků, zamezujících degradaci materiálu; - zohlednění dlouhodobého chování, jako je degradace, dotvarování, únava. Podle typu zatížení, kterému je konstrukce vystavena, FRP konstrukce mají být navrženy se zahrnutím následujících účinků: - účinky okolního prostředí ve smyslu fyzikálně-chemických podmínek, zahrnující: o UV záření, o vliv teploty, o vlhkost, účinky vody a chemických látek; - časově-závislé chování, které zahrnuje: o dotvarování, o opotřebení; o únavu; - mimořádná zatížení (podle ČSN EN ) která zahrnují: o požár, o úder blesku, o nárazy vozidel, o výbuch; - chování a zatížení při dopravě a montáži; Pokud nejsou známy podrobnější a přesnější postupy, účinky materiálové degradace lze zahrnout do výpočtu použitím konverzních součinitelů, viz

40 6.3. Ověřování za pomoci metody dílčích součinitelů Ověření spolehlivosti konstrukce se provede pro mezní stav použitelnosti (MSP) a mezní stav únosnosti (MSÚ). Pro ověření obou mezních stavů se použije metoda dílčích součinitelů spolehlivosti při porovnání účinku zatížení a odolnosti konstrukce podle vztahu: ED R D (6.1) kde E d je návrhová hodnota účinku zatížení a R d odpovídající hodnota odolnosti (ve smyslu únosnosti nebo deformace) v daném mezním stavu. Návrhové hodnoty se získají z charakteristických aplikací příslušného dílčího součinitele spolehlivosti pro daný mezní stav. Kombinační součinitele zatížení se použijí v souladu se souborem norem ČSN EN Použití dílčích součinitelů se řídí pravidly definovanými v kap. 6 ČSN EN Dílčí součinitele zatížení a konverzní činitele specifikované v tomto dokumentu lze aplikovat výhradně pro FRP s obsahem vláken minimálně 15 %, a to skleněná vlákna, uhlíková vlákna typu HS (vysokopevnostní high strenght), HT (high tenacity s vysokým modulem pružnosti), IM (intermediate modulus střední modul pružnosti) nebo HM (high modulus - vysokomodulová grafitizovaná vlákna) a aramidová vlákna s pojivem z pryskyřice z nenasyceného polyesteru, vinylesteru a epoxidu Stanovení účinku zatížení Stanovení zatížení se provede v souladu s platnými normami ČSN EN 1990 a souborem norem ČSN EN 1991, se zohledněním životnosti konstrukce. Ve výpočtu je nezbytné zohlednit teplotní účinky Návrhové parametry materiálu Vlastnosti materiálů a konstrukčních prvků a výrobků pro styčníky mají být stanoveny laboratorními zkouškami a jejich statistickým vyhodnocením pro stanovení charakteristických hodnot v souladu s ČSN EN Pro předběžné návrhy, vlastnosti vrstev FRP nebo laminátu lze stanovit na základě teoretických modelů nebo z odborné literatury. Při ověřování únosnosti, deformací a stability se použijí charakteristické hodnoty odpovídající 5% kvantilu distribuční funkce. Při ověřování deformací mohou být použity průměrné hodnoty modulu pružnosti. Pro stanovení charakteristické hodnoty lze použít následující vztah. Pro stanovení statistických parametrů se použije reprezentativních vzorků z výrobní produkce. R k0,05 R ks R (6.2) kde: - μ R je průměrná hodnota parametru; - σ R je směrodatná odchylka; - k s je faktor závislý na neznámém variačním koeficientu podle EN Návrhová hodnota X d odolnosti nebo materiálu může být vyjádřena v obecné formě vztahem: X X k d c (6.3) M kde: - η c je konverzní faktor který zohledňuje specifičnost aktuální zatěžovacího stavu; 40

41 - X k je charakteristická hodnota parametru; - γ M je dílčí součinitel spolehlivosti zohledňující nejistotu modelu únosnosti a geometrické odchylky. Konverzní faktor ve vztahu (6.3) lze získat vynásobením dílčích konverzních faktorů pro relevantní účinky prostředí a dlouhodobé účinky ovlivňující chování materiálu. Namísto zde definovaných hodnot lze použít výsledky zkoušek, pokud existují pro daný prvek nebo prototyp Návrhová odolnost Návrhová odolnost R d může být vyjádřena následujícím vztahem: R R x a, (6.4) d d, i, d, i kde funkce odolnosti závisí na návrhové hodnotě mechanických vlastností x d,i a nominální hodnotě geometrických vlastností prvku a d,i. Pro modul pružnosti lze použít průměrnou hodnotu Dílčí součinitele materiálu Pro ověření mezního stavu únosnosti lze dílčí součinitel materiálu γ M pro FRP lamináty a prvky stanovit jako: γ M = γ M1 γ M2 kde: (6.5) - γ M1 je dílčí součinitel materiálu zohledňující nejistotu v materiálových vlastnostech prvku; γ M1 je 1,0 pokud je výrobní proces certifikován členem EOTA; γ M1 je 1,15 pokud jsou materiálové vlastnosti stanoveny zkouškami a 1,35 pokud jsou stanoveny z teoretických modelů nebo odborné literatury. - γ M2 je dílčí součinitel materiálu zohledňující nejistoty v materiálových vlastnostech v závislosti na způsobu výroby. Pro prvky vyráběné dodatečným vytvrzením jsou hodnoty definovány v tabulce 12. Podmínky Výrobní procesy a vlastnosti FRP 1 s σ R 0,10 Výrobní procesy a vlastnosti FRP 1 s FRP 1 s 0,10 < σ R 0,17 Tabulka 12 Hodnoty γ M2 MSÚ (pevnost) Lokální stabilita 1,35 1,5 1,35 1,6 2,0 1,5 Globální stabilita 1 Směrodatná odchylka σ R se má stanovit ze zkoušek v souladu s ČSN EN1990, Příloha D. Dodatečné vytvrzení znamená, že deklarované materiálové vlastnosti FRP byly dosaženy před osazením konstrukce do své polohy (například kontrolovaným zahřátím při protlačování). Pro ostatní FRP materiály je nutné uvedené hodnoty vynásobit 1,2. Pro ověřování mezního stavu použitelnosti a únavy se dílčí součinitele materiálu γ M1 a γ M2 uvažují rovny 1, Styčníky Pro lepené styčníky lze v MSÚ použít dílčí součinitele materiálu γ M1 a γ M2 podle tabulky

42 Způsob aplikace lepidla Tabulka 13 Hodnoty dílčího součinitele γ M1 a γ M2 pro lepené styčníky Manuální aplikace s občasnou kontrolou tloušťky a přípravy podkladu 1,5 Manuální aplikace s e systematickou kontrolou tloušťky a přípravy podkladu M1 1,25 Standardizovaná aplikace s definovanou a opakovanou kontrolou parametrů, včetně přípravy podkladu. Mechanické vlastnosti lepidla Charakteristická pevnost stanovena podle ČSN EN1990 příloha D se směrodatnou odchylkou σ R 0,10 Charakteristická pevnost stanovena podle ČSN EN1990 příloha D se směrodatnou odchylkou 0,10< σ R 0,17 1,0 M2 1,2 1,5 Pro šroubované styčníky se použije pro MSÚ dílčí součinitel spolehlivosti spojovaných FRP prvků γ M podle tabulky 12. Pro ověření materiálu styčníků z jiných materiálů než FRP, použijí se dílčí součinitele materiálu podle odpovídajících návrhových norem Základy metodiky konverzních faktorů Uvedené konverzní faktory se vztahují na parametry, definované v předchozích odstavcích. Použijí se pro stanovení redukovaných návrhových parametrů, které zohledňují vlivy okolního prostředí a degradace nebo dobu trvání zatížení. Ochranné prvky, které zabraňují proniku prvků způsobující degradaci FRP materiálu, mají být použity v agresivním prostředí. Pokud je použit odpovídající systém ochrany, lze konverzní faktory uvažovat rovny 1, Konverzní faktory Celkový konverzní faktor η c pro analýzu metodou mezních stavů se stanoví jako: η c = η ct η cm η cv η cf (6.6) kde: - η ct je konverzní faktor pro vliv teploty; - η cm je konverzní faktor pro vliv vlhkosti; - η cv je konverzní faktor pro dotvarování; - η cf je konverzní faktor pro únavu. Pokud je to relevantní, další konverzní faktory lze doplnit do vztahu výše, například v případě alkalického prostředí, zmrazovacích cyklů atd. Pro každou očekávanou situaci je třeba definovat odpovídající konverzní faktory. Tabulka 14 ukazuje hlavní konverzní faktory, které se mají uvážit v různých mezních stavech. Tyto hodnoty platí pouze pro skleněná a uhlíková vlákna a termosetové pryskyřice. 42

43 Uvažované účinky Uvažovaný konverzní faktor Tabulka 14 Uvažované současné působení konverzních faktorů Pevnost (MSÚ) Stabilita (MSÚ) Únava (MSÚ) Dotvarování (MSP) Průhyb Komfort (vibrace) η ct η cm η cv η cf Teplota Pro normální účinky teploty, konverzní faktor se uvažuje následujícím způsobem: - ověření pevnosti: η ct = 0,9; - ověření deformací a stability: - při provozní teplotě T d T g 40 C: η ct = 1,0; - při provozní teplotě T g 40 C <T d < T g 20 C: η ct = 0,9; Poškození (MSP) Mimo teploty skelného přechodu T g (přechodová teplota pojiva, kdy přechází z pevného stavu do gelovitého) lze použít pro posouzení i HDT. Pro zvýšené teplotní účinky se konverzní faktor stanoví na základě zkoušek Vlhkost Hodnoty konverzního faktoru pro účinky vlhkosti η cm jsou definovány v tabulce 15. Třída prostředí Konverzní faktor Tabulka 15 Hodnoty η cm Prostředí Vytvrzeno Bez dodatečného vytvrzení I 1,0 1,0 Bez vlivu, např. interiér, suché podmínky II 0,9 0,8 Velmi malý vliv, venkovní klima < 30 C III 0,8 Nepřipouští se Malý vliv, trvale vystaveno vodě, UV, C* * Třída III je pro mostní konstrukce obvyklá Dotvarování Vliv dotvarování se uváží v závislosti na charakteru zatížení a jeho délce trvání. V každém typu posouzení se uváží veškeré efekty s delší dobou zatížení. Odpovídající konverzní faktor se stanoví ze základní hodnoty pro dobu trvání dvacet let η cv,20. Základní hodnoty uvádí tabulka

44 Doby trvání zatížení Stálé Dlouhodobé Střednědobé Krátkodobé Okamžikové Tabulka 16 Třídy trvání zatížení Hodnota akumulovaného zatížení Více než 10 let 6 měsíců 10 let 1 týden 6 měsíců Méně než 1 týden Méně než 1 minuta Zatížení Vlastní tíha Tabulka 17 Klasifikace délky zatížení Zatížení proměnné od osob - vyhrazený prostor nepřístupný veřejnosti, žebříky, revizní lávky, obslužné lávky atd. Zatížení proměnné od osob veřejně přístupný prostor Proměnné zatížení zábradlí a ostatních zádržných systémů Ostatní proměnná vodorovná zatížení Proměnné zatížení zábradlí a ostatních zádržných systémů Zatížení od kolejové dopravy a jejích účinků na tratích 1. a 2. třídy* Zatížení od kolejové dopravy a jejích účinků na tratích 3 a vyšší třídy* Zatížení od kolejové dopravy a jejích účinků na regionálních tratích s nízkou intenzitou* Zatížení větrem Třída zatížení Stálé Krátkodobé Střednědobé Krátkodobé Krátkodobé Krátkodobé Dlouhodobé Střednědobé Krátkodobé Krátkodobé * Pro prvky vybavení jde zejména o vliv větru od projíždějících vlaků, vibrace, vliv spolupůsobení podlah a zábradlí s hlavní nosnou konstrukcí Tabulka 18 Konverzní faktory pro dotvarování Typ posouzení Předpokládané zatížení Konverzní faktor η cv (t v ) podle nominální hodnoty η cv,20 a trvání zatížení t v Nominální hodnota η cv,20 (20 let) --- 0,67 0,5 0,4 0,33 0,29 0,25 Stálé 50 let stálé 0,65 0,48 0,38 0,31 0,27 0,23 Dlouhodobé 10 let stálé, dlouhodobé 0,69 0,51 0,42 0,35 0,30 0,27 Střednědobé 6 měsíců stálé, střednědobé dlouhodobé, 0,74 0,59 0,49 0,43 0,38 0,34 Krátkodobé 1 týden stálé, dlouhodobé, střednědobé, krátkodobé 0,80 0,67 0,59 0,53 0,49 0,45 Okamžikové 1 minuta stálé, dlouhodobé, střednědobé, krátkodobé, okamžikové 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 44

45 Tabulka 19 Konverzní faktor η cv,20 pro vybrané FRP prvky Materiál Konverzní faktor η cv,20 pro pevnost Lamináty s náhodnou orientací vláken 0,63 1/(2,4-2 ) Lamináty s kombinací vláken 1/(1,8- ) 1/(2,3-2 ) Pultrudované profily rovnoběžně se směrem pultruze 1/(2,0- ) 0,5 pro z >0,2% Konverzní faktor η cv,20 pro modul pružnosti a přetvoření N: 1/(1,75-2 )* M: 1/(1,85-2 )* Pultrudované profily kolmo se směrem pultruze 0,53 N: 0,57* Pultrudované profily kolmo se směrem pultruze pro z >0,2% M: 0,54* 0,33 N: 0,5* M: 0,4* * N, M je označení pro konverzní faktor pro normálovou sílu a ohybový moment Kde je podíl hmotnosti vláken ve výsledném FRP kompozitu (pojivo + vlákna, udávaný výrobcem) a z je přetvoření v tahu kolmo ke směru vláken Únava Pro konstrukce namáhané cyklickým zatěžováním, kde je předpokládaný počet cyklů větší než 5000, a kdy napětí od charakteristické kombinace obsahující součet stálého a proměnného zatížení překračuje 15% návrhové pevnosti materiálu, nebo kde poměr cyklického namáhání proti celkovému je větší než 40 %, má se vliv únavy vzít v úvahu při posouzení. Únava může ovlivnit jak pevnost, tak tuhost. Pro MSP se vliv únavy uváží aplikací konverzního faktoru pro únavu η cf = 0,9. Pro MSÚ se vliv únavy uváží podle kapitoly 6.5. a [4.8.], tento postup však vyžaduje použití zkoušek. U prvků vybavení železničních mostů (podlahy, zábradlí atd.) lze vliv únavy zanedbat Lepené styčníky Voda, vlhkost a agresivní prostředí může významně snížit dlouhodobé chování lepených styčníků, zejména pokud byla příprava podkladu provedena nedostatečně. Vliv degradace se má stanovit laboratorními zkouškami pro konkrétní kombinaci lepidel, podkladu a přípravy podkladu. V případě předběžného návrhu lze degradační vlivy (stárnutí, teplota, vlhkost, chemikálie) uvážit pomocí konverzních faktorů η c definovaných výše Posouzení v MSÚ Obecně Vztahy a specifikace v této kapitole lze použít pro konstrukční profily z FRP pro posouzení MSÚ. Pro posouzení MSÚ pro laminované desky a skořepiny, sendvičové panely se použije metodika uvedená v [4.8.] Mezní stav únosnosti MSÚ V této části jsou uvedeny vztahy pro posouzení nejčastějších způsobů namáhání profilů: - normálová síla tahová, tlaková, viz 6.4.3; 45

46 - ohybové namáhání v rovině, tah a tlak za ohybu 6.4.4; - smyk 6.4.5; - kroucení 6.4.6; - kombinace ohybu a smyku V současné technologii výroby pultrudovaných profilů se v oblasti spojení stěny a pásnice profilů U, I a podobných nachází větší množství pryskyřice a menší množství tkaniny, což má za následek, že se příčný řez nechová jako tuhý, ale jako poddajný. V této oblasti může dále vlivem smykového namáhání dojít k dřívějšímu dosažení MSÚ vlivem smykového namáhání mezi vlákny. Tento aspekt by měl být ověřen výrobcem profilů a dán uživatelům k dispozici Osová síla Osová síla tah Návrhová únosnost prvků N t,rd v osovém tahu se stanoví podle následujícího vztahu: N t,sd N t,rd 1 (6.7) Ve vztahu (6.1) se návrhová únosnost N t,rd, stanoví z následujících hodnot: - průřez bez otvorů N t,rd = A f t,d, (6.8) - průřez s otvory (neplatí pro otvory ve šroubových spojích) N t,rd = 0,9 A net f t,d, (6.9) Kde je f t,d návrhová pevnost materiálu, A je plocha příčného řezu prvku, A net je čistá plocha prvku, kterou lze stanovit v případě kruhového otvoru jako: A net = A n t d (6.10) Kde n a d vyjadřují počet a průměr otvorů, t je tloušťka profilu. Poznámka: S ohledem na vznik lokálního napětí kolmo na vlákna v rozích pravoúhlých otvorů se vždy doporučuje otvory v rozích zaoblit, nebo provádět jako kruhové. V případě ostrých rohů je nutno tento efekt posoudit (např. metodou Tsai-Wu), Osová síla tlak Návrhová únosnost prvků N c,rd namáhaných osovým tlakem se stanoví pomocí vztahu: N c,sd N c,rd 1 Kde návrhová únosnost N c,rd, lze stanovit jako: (6.11) N c,rd = min {N c,rd1, N c,rd2 }, (6.12) Kde N c,rd1 je únosnost v prostém tlaku prvku a N c,rd2 je vzpěrná únosnost prvku. Hodnota N c,rd1 se stanoví jako: N c,rd1 = A f c,d (6.13) Kde f c,d je návrhová únosnost v tlaku materiálu. Hodnota N c,rd2 se stanoví buď numerickou analýzou nebo analytickými vztahy, nebo zkouškami. V případě analýzy se analýza provede na profilech, zatížených geometrickými imperfekcemi. V případě dvouose symetrických profilů lze hodnotu N c,rd2 stanovit za pomoci odborné literatury, s přihlédnutím k interakci mezi lokální a globální stabilitou profilu. (viz např. příloha C předpisu [4.8.]). 46

47 Ohyb Ohyb v rovině větší tuhosti Prvky namáhané ohybem mají být vždy posouzeny na prostou únosnost a současně ověřeny s ohledem na jejich stabilitu. V prvním případě má působící ohybový moment M Sd, splnit podmínku: M Sd M Rd1 1 Kde návrhová únosnost profilu v ohybu M Rd1, se stanoví z: - Průřez bez otvorů: (6.14) M Rd1 = min{w f t,d, W f c,d } (6.15) - Průřez s otvory: M Rd1 = 0,9 min {W net f t,d, W net f c,d } (6.16) Kde W net je průřezový modul oslabeného průřezu, f t,d a f c,d jsou tahové a tlakové pevnosti materiálu. V případě prvků namáhaných konstantním ohybovým momentem ve směru jejich symetrie lze jejich stabilitní únosnost posoudit jako: M Sd M Rd2 1 (6.17) Kde hodnotu M Rd2 lze stanovit buď numerickou/analytickou analýzou, nebo zkouškami. V prvním případě má analýza zahrnout počáteční imperfekce profilů. Prvky, namáhané proměnným ohybovým momentem lze posoudit za pomoci nahrazení momentu M Sd hodnotou ekvivalentního momentu: M eq = 1,3 M m, přičemž 0,75 M max M eq 1,0 M max, (6.18) kde M m je průměrná hodnota M Sd podél prvku a M max je maximální hodnota. V případě prvku na koncích podepřeného a namáhaného prvku s lineárním průběhem ohybového momentu mezi hodnotami M a a M b, lze hodnotu M eq stanovit jako: M eq = 0,6 Ma 0,4 Mb, kde M a M b, (6.19) za předpokladu že M eq > 0,4 M a. Konvence ohybových momentů M a a M b je definována na obr. 17. Obr. 17 Prvek namáhaný lineárním průběhem ohybového momentu. Hodnotu M Rd2 lze pro profily dvojose symetrické namáhané konstantním nebo proměnným průběhem ohybového momentu ve směru vyšší tuhosti stanovit za pomoci odborné literatury, s uvážením lokální a globální ztráty stability. Lze využít přílohu D předpisu [4.8.]. Pro stanovení stabilitní únosnosti pásnic oboustranně symetrického profilu namáhaného ve směru nejmenší tuhosti lze návrhovou hodnotu kritického ohybového momentu stanovit numerickým/analytickým modelem nebo zkouškami. 47

48 Kombinace ohybu a osové tahové síly Profily namáhané kombinací normálové tahové síly N t,sd a současně konstantního ohybového momentu M Sd ve směru jedné z těžišťových os má být splněna podmínka: N t,sd N t,rd + M Sd M Rd1 1, (6.20) kde N t,rd je návrhová tahová únosnost podle (6.9) a M Rd1 je ohybová únosnost stanovená podle vztahu (6.15). Má se rovněž provést ověření stabilitní únosnosti. Pokud nejsou k dispozici přesnější vztahy, lze pro stabilitní ověření zanedbat tahové namáhání a použít postup pro ověření stability v ohybu v rovině vyšší tuhosti profilu Kombinace ohybu a osové tlakové síly V případě namáhání kombinací osové tlakové síly N c,sd a současně konstantního ohybového momentu M Sd ve směru hlavní těžišťové osy má profil splnit následující podmínku v MSÚ: N c,sd N c,rd + M SD M Rd1 1, (6.21) Kde je: - N c,rd návrhová únosnost v tlaku podle (6.12); - M Rd1 je návrhová momentová únosnost podle (6.15 nebo 6.16). Uvedený vztah orientačně použít i pro proměnný průběh ohybového momentu, pokud nejsou známy přesnější vztahy. Současně s tímto posudkem je třeba ověřit i stabilitní chování. Nejsou-li k dispozici podrobnější vztahy pro stanovení kritického zatížení, lze provést ověření na základě následujících vztahů pro síly stanovené geometricky lineárním výpočtem: N c,sd N c,rd2 + Kde je: M SD M Rd2 (1 N c,sd N Eul ) 1, (6.22) - N c,rd2 je návrhová únosnost ve vzpěrném tlaku; - M Rd2 je návrhová ohybová únosnost se zohledněním ztráty příčné a torzní stability; - N Eul vyjadřuje hodnotu Eulerova kritického břemene. Při geometricky nelineární analýze s uvážením imperfekcí postačuje posouzení podle vztahu Hodnotu N Eul lze stanovit následujícím vztahem: N Eul= η c γ M π2 EI L 0 2 1, (6.23) Kde L 0 a I jsou vzpěrné délky a moment setrvačnosti ve směru uvažované těžišťové osy, E je modul pružnosti v podélném směru prvku. V případě proměnného ohybového momentu po délce prvku lze použít hodnotu ekvivalentního momentu namísto momentu M Sd, podle (6.20) Smyková únosnost Návrhová posouvající síla V Sd má splnit následující podmínku: V Sd V Rd 1 (6.24) Ve vztahu (6.24) se návrhová únosnost ve smyku stanoví z: V Rd = min{v Rd1,V Rd2 }. (6.25) 48

49 Hodnota V Rd1 se stanoví ze vztahu: V Rd1 = A V f V,Rd (6.26) kde f V,Rd je návrhová únosnost ve smyku materiálu a A V je plocha průřezu, vzdorující smyku, viz tabulka 20, pro často používané profily. Tabulka 20 Plocha vzdorující smyku A V pro pultrudované profily kde symboly b a t vyjadřují šířku a tloušťku stěny (w) nebo pásnice (f) a R je vnější poloměr trubky. Návrhová smyková únosnost se zohledněním ztráty lokální stability prvku V Rd2 může být stanovena buď numerickou nebo analytickou metodou, nebo zkouškami. V případě profilů, viz tabulka 20, lze únosnost V Rd2 stanovit takto: V Rd2 = V loc,rd = A V f V,loc,k (6.27) kde f V,loc,k je charakteristická hodnota napětí, při kterém dojde ke ztrátě stability stojiny, za předpokladu podepření v místě pásnic. Lze ji převzít z odborné literatury nebo z předpisu [4.8.], příloha E. Je-li relevantní, má se provést ověření lokální únosnosti v případě soustředěného zatížení. Pro něj se použije vztah: f Sd,z f Tc,Rd (6.28) kde f Sd,z je návrhové působící napětí v příčném tlaku (y nebo z) a f Tc,Rd je odpovídající návrhová pevnost v příčném tlaku. Pro zamezení vzniku stabilitního porušení se doporučuje použití ztužení v místě lokálního zatížení, a to zejména pokud dochází k interakci namáhání v příčném tlaku a podélného napětí Kroucení Návrhová hodnota kroutícího momentu T Sd má u profilů vystavených kroucení splnit následující podmínku: T Sd T Rd 1, (6.29) Kde T Rd je návrhová únosnost v kroucení, která se stanoví metodami pružnosti a pevnosti. Celkový kroutící moment T Sd se stanoví jako součet dvou vnitřních účinků: T Sd = T Sd (SV) + T Sd (w ) kde: - T Sd (SV) je návrhová hodnota prostého (Saint-Venantovo) kroucení; - T Sd (w ) je návrhová hodnota vázaného kroucení. Mají se zohlednit následující hodnoty napětí: - smykové napětí τ S d (SV) v důsledku prostého kroucení T Sd (SV) ; (6.30) 49

50 - napětí od vázaného kroucení σ Sd (w) v důsledku bimomentu a odpovídající smykové napětí τ Sd (w) v důsledku T Sd (w ). U profilů uzavřeného průřezu, jako jsou trubky a jakly, lze pro zjednodušení vliv vázaného kroucení zanedbat. Obdobně, u otevřených profilů (jako H, I) lze zanedbat účinky prostého kroucení Ohyb a smyk Ověření profilů namáhaných kombinací ohybu M Sd a smyku V Sd se provede podle následující podmínky: ( M Sd M Rd ) 2 + ( V Sd V Rd ) 2 1, (6.31) Kde V Rd je definováno v (6.25) a M Rd odpovídá minimální hodnotě z M Rd1 and M Rd Posouzení v MSP Všeobecně Má se ověřit, že konstrukce splňuje požadavky na mezní stav použitelnosti v průběhu její životnosti, což obsahuje: - deformace, ovlivňující celkový vzhled konstrukce, komfort uživatelů a funkčnost konstrukce nebo může způsobit poškození povrchu; - vibrace, způsobující diskomfort uživatelům; - při stanovení deformací a vibrací se má uvážit vliv stárnutí a dotvarování na tuhost materiálu, zohlednit lze za pomoci konverzního faktoru Deformace Deformace se mají stanovit pomocí vhodného modelu, je-li relevantní tak s uvážením anizotropie materiálu a smykové deformace. U štíhlých konstrukcí se zohlední vliv geometrické nelinearity s uvážením geometrických imperfekcí. Deformace nemají významně překročit deformace okolních navazujících prvků a nemají omezit odvodnění prvků Vibrace a komfort kritéria U prvků vybavení železničních mostů se problém s dosažením komfortu nepředpokládá. Pokud je to relevantní, postupuje se podle návrhových norem (ČSN EN 1990, ČSN EN ) Posouzení spojů a detailů Obecně Styčníky FRP konstrukcí mohou být šroubované, nýtované, lepené nebo hybridní (kombinace uvedených). Jejich analýza a stanovení zatížení se provádí na základě pružného výpočtu. Styčníky mají zajištovat dostatečnou odolnost proti účinkům působícím po dobu návrhové životnosti konstrukce. Má se uvážit únosnost všech dílčích komponent styčníku, rozložení napětí ve styčníku (FRP materiál v místě otvoru a síly mezi šrouby) a možné módy porušení. Na konstrukci se má vyvarovat návrhu takových styčníků, jejichž selhání vede k progresivnímu kolapsu konstrukce. Při návrhu se má uvážit excentricita působícího zatížení a její vliv na namáhání styčníku. 50

51 Šroubové spoje Šrouby a nýty z konstrukční oceli se navrhují podle ČSN EN , v případě nerezové oceli ČSN EN Při použití FRP šroubů se má uvážit jejich deformovatelnost. Odolnost takového spoje se stanoví zkouškami na základě postupů uvedených v ČSN EN 1990, příloha D. Obdobně se postupuje u šroubů s jiným než konstantním průměrem d. Doporučuje se, aby průměr šroubu nebyl menší, než je tloušťka nejtenčího spojovaného prvku a zároveň větší než 1,5x tloušťka nejtenčího prvku. Otvory pro šrouby mají být vrtané (ne však prorážené) tak, aby průměr otvoru d 0 umožnil hladké zasunutí šroubu. Mají se dodržet rozteče, viz tabulka 21. Doporučuje se používání podložek průměru většího 2d podle ČSN ISO 7093, a to jak pod hlavu, tak pod matku. Šrouby nemají být nadměrně utahovány, aby se předešlo tlakovému porušení FRP prvků kolmo na směr vláken. Rozteče mezi středem otvorů p 1 (ve směru zatížení) a p 2 (kolmo na zatížení) nemají být menší než 4d (viz obr. 18 a obr. 19). V případě vystřídaných šroubů postup viz tabulka. V případě jiných parametrů se doporučuje únosnost ověřit zkouškami. Obr. 18 Šroubovaný dvojstřižný spoj označení, nevystřídané šrouby Obr. 19 Šroubovaný dvojstřižný spoj označení, vystřídané šrouby 51

52 V případě, kdy je 2e 2 > e 1 tak se použije efektivní šířka w* a efektivní vzdálenost od kraje e2*, která odpovídá nejmenší vzdálenosti od středu šroubu k okraji v jakémkoliv směru. Obr. 20 Široký šroubový spoj Pro zamezení vytržení šroubu se má zajistit minimální e 1 /d, poměr e 2 /d pak nemá být menší než polovina p 2 /d, viz tabulka 21. Tabulka 21 Geometrická omezení pro šroubové spoje Průměr šroubu (doporučený) Průměr otvoru (d 0 ) Rozteče mezi šrouby Rozteče od okraje d t min (t min d 1,5 t min ) d d mm P 1 4 d ve směru zatížení P 2 4 d kolmo na směr zatížení L 2,8 d Rovnoběžně s namáháním e 1 4 d kolmo na namáhání e 2 2 d b Pro styčníky namáhané v rovině spoje se uváží následující módy porušení: - porušení FRP v tahu; - únosnost v otlačení; - únosnost ve vytržení; - únosnost šroubu ve střihu. V případě více než dvou řad spojovacích prostředků lze očekávat, že dojde k více způsobům porušení. Lze předpokládat, že posouzení více modů porušení podchytí i nespecifické a kombinované způsoby porušení. V atypických případech se uváží možnost porušení kombinací více módů (malé rozteče, blízkost okraje atd..). Pro šroubové spoje namáhané z roviny spoje se uváží tyto módy porušení: - únosnost v protlačení; - porušení šroubu v tahu Šroubové spoje namáhané v rovině Pro šroubové spoje složené z FRP a oceli, kdy alespoň jeden prvek je z FRP, tak lze při stanovení zatížení šroubů postupovat následujícím způsobem. Za předpokladu, že každá řada šroubů má stejný typ šroubu a počet n (do max. 4), viz obr. 18 a obr. 19, a že každý šroub v řadě přenáší poměrnou část zatížení v dané řadě, tak síla přenášená daným šroubem V Sb,d se stanoví z: V Sb,d = V Sd c r n (6.32) 52

53 kde: - V Sb,d je návrhová síla působící v rovině spoje při vzdálenosti od kraje e 1; - c r je součinitel rozdělení zatížení, viz tabulka 22. V případě kombinovaných spojů FRP/ocel se ocelové části spoje posoudí podle ČSN EN a ČSN EN Obr. 21 ukazuje příklad šroubového spoje, kde řada č. 4 je první řadou FRP elementu. Počet řad Obr. 21 Šroubový spoj s více řadami šroubů, kde alespoň jeden prvek je z FRP Tabulka 22 Součinitele distribuce zatížení c r pro šroubové spoje 1 FRP/FRP 1 1 FRP/ocel 1 2 FRP/FRP 0,5 0,5 2 FRP/ocel 0,6 0,4 Řada 1 Řada 2 Řada 3 Řada 4 3 FRP/FRP 0,4 0,2 0,4 3 FRP/ocel 0,5 0,3 0,2 4 FRP/FRP 0,3 0,2 0,2 0,3 4 FRP/ocel 0,4 0,3 0,2 0,1 > 4 Nedoporučuje se Únosnost v tahu FRP V případě pultruzí vyráběných profilů a při působení zatížení V Sd v úhlu 0 θ 5 k ose prvku (osa x, viz obr. 22) tak je návrhová únosnost: V Sd 1 k tc f Lt,Rd (w n d) t (6.33) kde: - n je počet šroubů v posuzované šířce w; - t je tloušťka prvku; - f Lt,Rd je návrhová pevnost tahového porušení FRP ve směru jeho osy (viz obr. 22). V případě, kdy osa prvku je orientována v úhlu 5 <θ 90 k působící síle, tak je únosnost v tahu spoje: V Sd 1 k tc f Tt,Rd (w n d) t (6.34) 53

54 kde: - f Tt,Rd je návrhová pevnost v tahu FRP ve směru kolmo na osu prvku; - t je tloušťka FRP vrstvy; - k tc je součinitel koncentrace napětí. Pokud nejsou k dispozici přesnější údaje, lze jej uvažovat roven 3,75. V případě ortogonálně vyztuženého laminátu ve dvou směrech (x a y) se použije vzorec 6.33 a 6.34 s uvážením úhlu θ jako nejmenšího úhlu mezi V Sd a směrem x a y (0 θ 45 ): pro 0 θ 5 se použije vzorec 6.33, pro 5 <θ 45 pak vzorec Směr pultruze Směr zatížení Únosnost v otlačení Obr. 22 Porušení v tahu V případě pultruzí vyráběných profilů a při působení zatížení V Sd v úhlu 0 θ 5 k ose prvku (osa x), tak se únosnost spojovacího prostředku v otlačení stanoví podle: V Sd,d 1 k cc f L,br,Rd d b t (6.35) Při působení zatížení V Sd v úhlu 5 θ 90 k ose prvku (osa x), tak se únosnost spojovacího prostředku v otlačení stanoví podle: V Sd,d 1 k cc f T,br,Rd d b t (6.36) kde: - V Sd,d je síla přenášená jedním šroubem; - f Lt,Rd a f Tt,Rd jsou návrhové pevnosti v otlačení ve směrech 0 a 90 ; - k cc je součinitel rovný (d/d b )², který zahrnuje tlakovou koncentraci napětí z důvodu vůle v otvoru, viz obr. 23, d je průměr otvoru; - d b je průměr šroubu. V případě ortogonálně vyztuženého laminátu ve dvou směrech (x a y) se použije vzorec 6.35 a 6.36 s uvážením úhlu θ jako nejmenšího úhlu mezi V Sd a směrem x a y (0 θ 45 ): pro 0 θ 5 se použije vzorec 6.35 pro 5 <θ 45 pak vzorec

55 Směr pultruze Směr zatížení Únosnost ve vytržení Únosnost ve vytržení se stanoví jako: Obr. 23 Porušení v otlačení V Sb,d f V,Rd (2 e - d ) t, (6.37) kde f V,Rd je návrhová únosnost FRP ve smyku a V Sd,b je síla přenášená šroubem, ostatní symboly jsou znázorněny na obr. 24. Obr. 24 Porušení ve vytržení Únosnost šroubu ve střihu Únosnost šroubu z oceli standardní nebo korozivzdorné ve střihu se stanoví podle postupů uvedených v ČSN EN a ČSN EN Šroubové spoje namáhané z roviny spoje Únosnost v protlačení Únosnost ve vytržení kolmo na rovinu spoje se stanoví jako: N Sb,d R Nb,d = f V,Rd π d r t, (6.38) kde d r je průměr podložky a f V,Rd označuje návrhovou smykovou únosnost FRP ve směru kolmo na jeho rovinu. Obr. 25 Únosnost v protlačení kolmo na rovinu spoje 55