IDEA StatiCa Problematika navrhování železobetonových prvků a ocelových styčníků a jejich posuzování ČKAIT semináře 2017
Praktické použití programu IDEA StatiCa pro návrh betonových prvků Složitější případy namáhání v ŽB a jejich řešení
Program betonové části 1. Rekapitulace základních případů, SMYK INTERAKCE, šikmý ohyb 2. Fáze výstavby, dlouhodobé průhyby, posouzení PREFA nosníků, TDA, nelineární dotvarování 3. Využití BIM pro návrh a posouzení ŽB prvků 3
Příklady ŽB NOSNÍK PREFA NOSNÍK SLOUPY ŽB SKELETU 4
Příklad č. 1 - Okenní překlad OHYB-SMYK-KROUCENÍ-INTERAKCE 5
Příklad č. 1 - Okenní překlad Axo 3,0m 3,0m Průřez Půdorys 6
Příklad č. 1 - Okenní překlad zatížení a vnitřní síly 7
Příklad č. 1 - Okenní překlad výztuž 8
Únosnost N-M-M 9
Smyk 10
Smyk Návrhová únosnost ve smyku u prvku bez smykové výztuže Návrhová hodnota maximální posouvající síly, kterou prvek může přenést při namáhání vzdorující smykové výztuže na mezi kluzu Návrhová hodnota maximální posouvající síly, kterou prvek může přenést, omezená rozdrcením tlakových diagonál 11
Kroucení EN 1992-1-1 6.3.2 12
Kroucení T Rd,max Návrhový kroutící moment na mezi únosnosti T Rd,s Návrhová hodnota maximálníhokrouticího momentu, kterou prvek může přenést při namáhání výztuže vzdorující kroucení na mezi kluzu T Rd Rozhodující návrhový krouticí moment na mezi únosnosti 13
Interakce vnitřních sil Posouzení interakce smyku a kroucení Únosnost podélné výztuže Únosnost smykové výztuže 14
Podmínky rovnováhy v příhradovém modelu (a) (b) z * cos θ (c) 0,5(F s+ F p) A sw* σ w d z A sw V E σ c D V F s+ F p E σ c s * sin θ b w A s+ A p θ s 0,5(F s+ F p) θ s Únosnost smykové výztuže 15
Účinná výška a rameno vnitřních sil obr. 6.5 čl. 6.2.3 EC2 16
Závislost posouzení smyku na ohybu Průřez celý tlačen? Předpjatý průřez? Případ šikmého ohybu? Z odvození: v horním i dolním pasu tahová síla z = vzdálenost obou pasů příhradového modelu (a) d z b w A sw A s+ A p V E (b) θ s 0,5(F s+ F p) σ c D z * cos θ V 0,5(F s+ F p) F s+ E 17
Studie únosnosti obdélníkového průřezu kombinace smyku a ohybu sledován vliv zmenšujícího se ramene vnitřních sil při zvětšujícím se úhlu mezi svislou posouvající silou a měnící se rovinou ohybu 18
Únosnost [kn] 400 350 300 250 200 150 100 50 Vrdc Vrds bw d z 1.00 0.80 0.60 0.40 0.20 Rozměry [mm] 0 0 15 30 45 60 75 90 Úhel mezi výslednicemi ohybu a smyku [º] 0.00 Doc.Ing.Jaroslav Halvonik,PhD., Stavebná fakulta STU v Bratislave 7 19
Experiment Prof. Marka 20
Experiment Prof. Marka 21
Experiment Prof. Marka V * Rds d z Balken 1 152.65 436 400 Balken 2 84.33 379 247 Balken 32 z 114.25 140.43 453 485 334 411 Balken 3 114.25 453 334 * Úhel tlakové diagonály θ = 45 º 22
Průřez účinný pro posouzení smyku Celistvý ŽB průřez zatížený Vy a Vz Je posuzována výslednice posouvajících sil Vy a Vz d je vzdálenost výslednice v tažené výztuži a tlačeného vlákna betonu promítnutá do směru výslednice posouvajících sil z je rameno vnitřních sil promítnuté do směru výslednice posouvajících sil b w je nejmenší šířka průřezu ve směru kolmém na výslednici posouvajících sil stanovena v oblasti na výšce d pokud nebylo možné stanovit rozměry d nebo z, jsou uvažovány jako d = 0,9h, z = 0,9 d. Do výsledku je přidáno varování. Dále mohou být hodnoty zadány uživatelem 23
Průřez účinný pro posouzení smyku Posouzení celistvého ŽB průřezu na zatížení Vy a Vz 24
Příklady použití ramene vnitřních sil vypočteného/výchozího/uživatelského E1 E2 E3 25
Ohyby na smyk v programu RCS 26
INTERAKCE N+My+Mz+Vy+Vz+T V 2 E E cotg θ V / sin θ θ V E ME z M E z F t E V / sin θ V E M E V V 2 E cotg θ ME z F b 27
INTERAKCE Studie - možné přístupy k zohlednění interakce Zatížení: M Ed =210kNm, V Ed =150kN 28
INTERAKCE Příklad interakce smyku a ohybu Odezva bez vlivu interakce M Ed =210kNm, V Ed =150kN Posun momentového obrazce M Ed =283kNm, V Ed =150kN 29
INTERAKCE Příklad interakce smyku a ohybu Interakce pomocí normálové síly M Ed =210kNm, V Ed =150kN, N Ed =150kN Interakce pomocí přetvoření M Ed =210kNm, V Ed =150kN 30
INTERAKCE v normě (omezení hodnoty Ftd?) 31
INTERAKCE - Nevyhovující případy 1. Nejsou splněny normové požadavky 2. Není splněna podmínka 6.3.2, ale posouzení na únosnost vyhoví 32
Příklady ŽB NOSNÍK, Průřez PREFA NOSNÍK SLOUPY ŽB SKELETU 33
Definice modelu uživatelský průřez L = 10 m předem předpjatý nadbetonávka 50mm 34
Definice modelu - geometrie Průřez nadbetonávka 50mm h spirol =250 mm 35
Definice modelu - TDA Fáze výstavby 36
Definice modelu Předpětí 37
Definice modelu Předpětí 38
Definice modelu Předpětí Ztráty předpětí krátkodobé, dlouhodobé 39
Příklady ŽB NOSNÍK, Průřez PREFA NOSNÍK SLOUPY ŽB SKELETU 40
IDEA BIM řešení SCIA model ZS, kombinace, výsledky lineárního výpočtu 41
IDEA BIM řešení IDEA BIM posouzení ŽB sloupů 42
Oblasti diskontinuit
Typické oblasti diskontinuit 44
Typické oblasti diskontinuit 45
Typické oblasti diskontinuit 46
Typické oblasti diskontinuit 47
Typické oblasti diskontinuit 48
Typické řešení v současnosti 49
Strut & Tie metoda Výhody Rychlá metoda Ověřené výsledky Bezpečný i když mírně konzervativní návrh Nevýhody Pouze MSÚ Trhliny Průhyby Tvoření modelu Optimalizace modelu Malé úhly mezi vzpěrou a táhlem Sofistikované modely čas pro tvorbu a výpočet modelu 50
Významné osobnosti v oblasti betonových detailů Kaufmann Schlaich Collins and Mitchell 51
Aplikace FEM na řešení detailů Výhody použití Jednoduchost zadání detailu Rychlé a srozumitelné výsledky Bez nutnosti tvorby modelu uživatelem MSÚ i MSP s vlivem trhlin, průhyby, napětí Ekonomičnost návrhu optimalizace Obecnost řešení 52
www.ideastatica.com