Návrh výztuže a posouzení průřezů příčle

Podobné dokumenty
BETONOVÉ A ZDĚNÉ KONSTRUKCE 1. Dimenzování - Deska

Betonové a zděné konstrukce 2 (133BK02)

NÁVRH VÝZTUŽE ŽELEZOBETONOVÉHO VAZNÍKU S MALÝM OTVOREM

Prvky betonových konstrukcí BL01 6 přednáška. Dimenzování průřezů namáhaných posouvající silou prvky se smykovou výztuží, Podélný smyk,

VYZTUŽOVÁNÍ PORUCHOVÝCH OBLASTÍ ŽELEZOBETONOVÉ KONSTRUKCE: RÁMOVÝ ROH S OSAMĚLÝM BŘEMENEM V JEHO BLÍZKOSTI

Cvičební texty 2003 programu celoživotního vzdělávání MŠMT ČR Požární odolnost stavebních konstrukcí podle evropských norem

10. cvičení Dimenzování výztuže rámu

K133 - BZKA Variantní návrh a posouzení betonového konstrukčního prvku

VYZTUŽOVÁNÍ PORUCHOVÝCH OBLASTÍ ŽELEZOBETONOVÉ KONSTRUKCE: NÁVRH VYZTUŽENÍ ŽELEZOBETONOVÉHO VAZNÍKU S MALÝM OTVOREM

Betonové a zděné konstrukce Přednáška 1 Jednoduché nosné konstrukce opakování

Příklad - opakování 1:

VYZTUŽOVÁNÍ PORUCHOVÝCH OBLASTÍ ŽELEZOBETONOVÉ KONSTRUKCE: NÁVRH VYZTUŽENÍ ŽELEZOBETONOVÉHO VAZNÍKU S VELKÝM OTVOREM

Prvky betonových konstrukcí BL01 7 přednáška

VYZTUŽOVÁNÍ PORUCHOVÝCH OBLASTÍ ŽELEZOBETONOVÉ KONSTRUKCE: NÁVRH KONSTRUKČNÍHO PRVKU KRÁTKÉ KONZOLY METODOU PŘÍHRADOVÉ ANALOGIE

NÁVRH OHYBOVÉ VÝZTUŽE ŽB TRÁMU

φ φ d 3 φ : 5 φ d < 3 φ nebo svary v oblasti zakřivení: 20 φ

Ing. Jakub Kršík Ing. Tomáš Pail. Navrhování betonových konstrukcí 1D

PŘÍKLAD Č. 3 NÁVRH A POSOUZENÍ ŽELEZOBETONOVÉ DESKY. Zadání: Navrhněte a posuďte železobetonovou desku dle následujícího obrázku.

Prvky betonových konstrukcí BL01 12 přednáška. Prvky namáhané kroutícím momentem Prvky z prostého betonu Řešení prvků při místním namáhání

Prvky betonových konstrukcí BL01 7 přednáška

4 MSÚ prvky namáhané ohybem a smykem

Stěnové nosníky. Obr. 1 Stěnové nosníky - průběh σ x podle teorie lineární pružnosti.

Železobetonové nosníky s otvory

BL001. Prvky betonových konstrukcí

Obsah: 1. Technická zpráva ke statickému výpočtu 2. Seznam použité literatury 3. Návrh a posouzení monolitického věnce nad okenním otvorem

při postupném zatěžování opět rozlišujeme tři stádia (viz ohyb): stádium I prvek není porušen ohybovými ani smykovými trhlinami řešení jako homogenní

Prvky betonových konstrukcí BL01 3. přednáška

7. cvičení návrh a posouzení smykové výztuže trámu

15. ŽB TRÁMOVÉ STROPY

Prvky betonových konstrukcí BL01 3. přednáška

BL01. Prvky betonových konstrukcí

Předpjatý beton Přednáška 9. Obsah Prvky namáhané smykem a kroucením, analýza napjatosti, dimenzování.

Problematika navrhování železobetonových prvků a ocelových styčníků a jejich posuzování ČKAIT semináře 2017

Betonové konstrukce (S)

Návrh rozměrů plošného základu

PRŮBĚH ZKOUŠKY A OKRUHY OTÁZEK KE ZKOUŠCE Z PŘEDMĚTU BETONOVÉ PRVKY předmět BL01 rok 2012/2013

PRŮBĚH ZKOUŠKY A OKRUHY OTÁZEK KE ZKOUŠCE Z PŘEDMĚTU BETONOVÉ PRVKY PŘEDMĚT BL001 rok 2017/2018

NÁVRH VÝZTUŽE RÁMOVÝCH ROHŮ

1 Použité značky a symboly

Prvky betonových konstrukcí BL01 5. přednáška

Výpočet přetvoření a dimenzování pilotové skupiny

14. ŽB DESKOVÉ STROPY

133YPNB Požární návrh betonových a zděných konstrukcí. 4. přednáška. prof. Ing. Jaroslav Procházka, CSc.

INTERAKCE VNITŘNÍCH SIL PŘI DIMENZOVÁNÍ DLE EC2

f cd f γ Únosnost základové půdy :

Program předmětu YMVB. 1. Modelování konstrukcí ( ) 2. Lokální modelování ( )

Betonové konstrukce (S)

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY ŽELEZOBETONOVÁ KONSTRUKCE PARKOVACÍHO DOMU REINFORCED CONCRETE STRUCTURE

Úloha 2 - Lokálně podepřená deska

Betonové konstrukce (S)

Statický výpočet komínové výměny a stropního prostupu (vzorový příklad)

předběžný statický výpočet

133PSBZ Požární spolehlivost betonových a zděných konstrukcí. Přednáška B2. ČVUT v Praze, Fakulta stavební katedra betonových a zděných konstrukcí

VYZTUŽOVÁNÍ PORUCHOVÝCH OBLASTÍ ŽELEZOBETONOVÉ KONSTRUKCE: NÁVRH VÝZTUŽE ZÁKLADOVÉHO PASU

ZÁKLADNÍ PŘÍPADY NAMÁHÁNÍ

Prvky betonových konstrukcí BL01 11 přednáška

STATICKÉ POSOUZENÍ K AKCI: RD BENJAMIN. Ing. Ivan Blažek NÁVRHY A PROJEKTY STAVEB

Teorie prostého smyku se v technické praxi používá k výpočtu styků, jako jsou nýty, šrouby, svorníky, hřeby, svary apod.

Předpjaté stavební konstrukce

Šroubovaný přípoj konzoly na sloup

Statický výpočet postup ve cvičení. 5. Návrh a posouzení sloupu vzpěrné délky

Schöck Isokorb typ K. Schöck Isokorb typ K

STŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ JIHLAVA

Výpočet sedání kruhového základu sila

133PSBZ Požární spolehlivost betonových a zděných konstrukcí. Přednáška A9. ČVUT v Praze, Fakulta stavební katedra betonových a zděných konstrukcí

Návrh žebrové desky vystavené účinku požáru (řešený příklad)

Pilotové základy úvod

4. cvičení výpočet zatížení a vnitřních sil

Příloha B: Návrh založení objektu na základové desce Administrativní budova

Úvod do navrhování poruchových oblastí ŽB kcí metodou příhradové analogie

1 TECHNICKÁ ZPRÁVA KE STATICKÉMU VÝPOČTU

OHYB (Napjatost) M A M + qc a + b + c ) M A = 2M qc a + b + c )

Statický výpočet střešního nosníku (oprava špatného návrhu)

Posouzení piloty Vstupní data

V tomto inženýrském manuálu je popsán návrh a posouzení úhlové zdi.

Materiálové vlastnosti: Poissonův součinitel ν = 0,3. Nominální mez kluzu (ocel S350GD + Z275): Rozměry průřezu:

list číslo Číslo přílohy: číslo zakázky: stavba: Víceúčelová hala Březová DPS SO01 Objekt haly objekt: revize: 1 OBSAH

Příklad 2 Posouzení požární odolnosti železobetonového sloupu

9. Spřažené ocelobetonové nosníky Spřažené ocelobetonové konstrukce, návrh nosníků teorie plasticity a pružnosti.

10 Navrhování na účinky požáru

CL001 Betonové konstrukce (S) Program cvičení, obor S, zaměření KSS

CL001 Betonové konstrukce (S) Program cvičení, obor S, zaměření NPS a TZB

Jednotný programový dokument pro cíl 3 regionu (NUTS2) hl. m. Praha (JPD3)

Část 5.8 Částečně obetonovaný spřažený ocelobetonový sloup

studentská kopie 3. Vaznice - tenkostěnná 3.1 Vnitřní (mezilehlá) vaznice

ENÁ ŽELEZOBETONOVÁ DESKA S OTVOREM VE SLOUPOVÉM PRUHU

OBSAH: A4 1/ TECHNICKÁ ZPRÁVA 4 2/ STATICKÝ VÝPOČET 7 3/ VÝKRESOVÁ ČÁST S1-TVAR A VÝZTUŽ OPĚRNÉ STĚNY 2

CL001 Betonové konstrukce (S) Program cvičení, obor S, zaměření NPS a TZB

Návrh nekotvené pažící stěny

Posouzení mikropilotového základu

Demo_manual_02.guz V tomto inženýrském manuálu je popsán návrh a posouzení úhlové zdi.

Témata profilové části ústní maturitní zkoušky z odborných předmětů

Témata profilové části ústní maturitní zkoušky z odborných předmětů

Namáhání na tah, tlak

SPOJE OCELOVÝCH KONSTRUKCÍ

P Ř Í K L A D Č. 5 LOKÁLNĚ PODEPŘENÁ ŽELEZOBETONOVÁ DESKA S VÝRAZNĚ ROZDÍLNÝM ROZPĚTÍM NÁSLEDUJÍCÍCH POLÍ

Schöck Isokorb typ W. Schöck Isokorb typ W. Schöck Isokorb typ W

Nejprve v rámu Nastavení zrušíme zatrhnutí možnosti nepočítat sedání. Rám Nastavení

STATICKÝ VÝPOČET. Zpracování PD rekonstrukce opěrné zdi 2.úsek Starý Kopec. V&V stavební a statická kancelář, spol. s r. o.

Ing. Ivan Blažek NÁVRHY A PROJEKTY STAVEB

Transkript:

Návrh výztuže a posouzení průřezů příčle Prezentace k 4. cvičení BK01/BZKQ 7bratrstvo 7bratrstvo Autor: Jakub Holan Poslední aktualizace: 19.10.2020 11:20

Řešená úloha 7bratrstvo 2

Stádium řešené úlohy 1. Návrh rozměrů a výpočet zatížení 2. Statický výpočet a) Výpočet vnitřních sil pomocí SCIA ENGINEER obálka ohybových momentů a posouvajících sil b) Úprava (redistribuce a redukce) ohybových momentů c) Návrh výztuže a posouzení průřezů příčle ohyb a smyk d) Návrh výztuže a posouzení průřezů sloupu kombinace ohybu a tlaku 3. Schéma vyztužení rámu 4. Výkres výztuže části rámu 7bratrstvo 3

Doporučení k výpočtům Doporučuji všechny výpočty vždy nejprve provádět v Excelu a až poté ručně. Může se stát, že vám na konci statického výpočtu něco nevyhoví a budete muset změnit a přepočítat celý návrh. Jednoduché části výpočtu (např. únosnosti jednostranně vyztužených průřezů) je vhodné provádět formou tabulky. Složitější výpočty (např. únosnost oboustranně vyztuženého průřezu) je lepší počítat klasicky textově. 7bratrstvo 4

7bratrstvo 5

Ohybovou výztuž musíme navrhnout v nejvíce namáhaných průřezech prvku* tedy: v polích, nad podporami. 7bratrstvo 6 *Vycházíme z REDUKOVANÝCH ohybových momentů.

Průřez v poli 7bratrstvo 7

Průřez v poli Spolupůsobící šířka Pro průřez v poli potřebujeme nejprve stanovit spolupůsobící šířku desky* b eff = b T + b eff,1 + b eff,2, kde b T je šířka průřezu příčle, b eff,i = min 0.2b i + 0.1l 0 ; 0.2l 0 ; b i, kde b i je polovina světlé rozteče trámů, l 0 je vzdálenost nulových momentů na trámu (odměříme z vykreslených momentů). *Šířka desky, o které uvažujeme, že spolupůsobí s příčlí a přenáší tlakové namáhání od ohybu. Je 7bratrstvo 8 to tedy ŠÍŘKA TLAČENÉ OBLASTI pro průřez příčle v poli.

Průřez v poli Spolupůsobící šířka Pro průřez v poli potřebujeme nejprve stanovit spolupůsobící šířku desky* b eff = b T + b eff,1 + b eff,2, kde b T je šířka průřezu příčle, b eff,i = min 0.2b i + 0.1l 0 ; 0.2l 0 ; b i, kde b i je polovina světlé rozteče trámů, l 0 je vzdálenost nulových momentů na trámu (odměříme z vykreslených momentů). 7bratrstvo *Šířka desky, o které uvažujeme, že spolupůsobí s příčlí a přenáší tlakové namáhání od ohybu. 9

Průřez v poli Spolupůsobící šířka Pro průřez v poli potřebujeme nejprve stanovit spolupůsobící šířku desky* b eff = b T + b eff,1 + b eff,2, kde b T je šířka průřezu příčle, b eff,i = min 0.2b i + 0.1l 0 ; 0.2l 0 ; b i, kde b i je polovina světlé rozteče trámů, l 0 je vzdálenost nulových momentů na trámu (odměříme z vykreslených momentů). 7bratrstvo *Šířka desky, o které uvažujeme, že spolupůsobí s příčlí a přenáší tlakové namáhání od ohybu. 10

Průřez v poli Návrh výztuže Požadovanou plochu (A s,req ) můžeme určit přesným vzorcem A s,req = b effdf cd f yd 1 1 2M Ed,rdk b eff d 2 f cd, nebo inženýrským odhadem ramene vnitřních sil (z = 0.9d), A s,req = Τ M Ed,rdk f yd 0.9d, nebo vytvoření Excelu pro posouzení průřezu (stanovení M Rd ) a návrhem výztuže metodou pokus-omyl. 7bratrstvo 11

Průřez v poli Návrh výztuže Výztuž v trámu navrhneme tak, že specifikujeme kolik prutů jakého průměru* bude v průřezu příčle. NÁVRH: n X (A s,prov = Z mm 2 ) Návrh výztuže ve výše uvedeném formátu musíme vždy uvést ve statickém výpočtu! Navržená plocha výztuže A s,prov by měla být větší než požadovaná plocha výztuže A s,req. *Průměr prutu už jsme odhadli při výpočtu krytí je nutné tento průměr dodržet nebo zvolit 7bratrstvo 12 menší. Kdybychom ho nedodrželi, bylo by nutné přepočítat krytí.

Průřez v poli Návrh výztuže Pruty se nám musí vejít do šířky trámu. Může být problém s dodržením minimální světlé vzdálenosti viz ověření konstrukčních zásad dále. 7bratrstvo 13

Průřez v poli Ověření konstrukčních zásad rozteč Navržené rozmístění prutů musí splňovat konstrukční zásady. Pro světlou rozteč prutů, kterou určíme jako s c = b T 2c 2Ø tř nø s, viz geometrie n 1 musí platit s c max 20 mm, 1.2, D max + 5 mm. Pro osovou rozteč prutů, kterou určíme jako s = s c +, musí platit s min 2h T, 250 mm. 7bratrstvo 14

Průřez v poli Ověření konstrukčních zásad plocha Navržená plocha výztuže musí splňovat konstrukční zásady. Musí platit A s,min A s,prov A s,max, 0.0013b T d A s,prov 0.04b T h T. 7bratrstvo 15

Průřez v poli Posouzení průřezu výška tlačené oblasti Výšku tlačené oblasti určíme pomocí vztahu x = A s,provf yd 0.8b eff f cd, který vychází z rovnosti vnitřních sil v průřezu F cc = F s, a předpokladu, že tažená výztuž je za mezí kluzu σ s = f yd. 7bratrstvo 16

Průřez v poli Posouzení průřezu ověření napětí Při výpočtu výšky tlačené oblasti jsme předpokládali, že výztuž je za mezí kluzu. To nyní ověříme vztahem x d 0.617. Vztah vychází z podobnosti trojúhelníků přetvoření při namáhání, kdy σ s = f yd. ε cu x = ε cu + ε sy d ε cu = x ε cu + ε sy d 0.0035 0.0035 + 435/200000 = x d 0.617 = x d 7bratrstvo 17

Průřez v poli Posouzení průřezu ověření rotační kapacity Při výpočtu výšky tlačené oblasti jsme uvažovali, že napětí v tlačeném betonu je konstantní. Abychom tohle mohli uvažovat, musí být zajištěno, že průřez se zvládne dostatečně pootočit. To nemusíme přímo počítat a stačí, když ověříme, že platí x d 0.45. 7bratrstvo 18 *Což děláme, když uvažujeme, že napětí v tlačeném betonu je při MSÚ konstantní.

Průřez v poli Posouzení průřezu moment únosnosti Moment únosnosti průřezu stanovíme jako momentový účinek vnitřních sil počítaný k působišti síly F cc pomocí vztahu M Rd = A s,prov f yd d 0.4x. 7bratrstvo 19

Průřez v poli Posouzení průřezu konečné posouzení Průřez posoudíme porovnáním s působícím redukovaným momentem M Ed,rdk M Rd. Ideálně by únosnost měla být o trochu (1.2 až 1.5 ) větší než působící moment. 7bratrstvo 20

Průřez nad podporou 7bratrstvo 21

Průřez nad podporou Průřez nad podporou Průřez nad podporou řešíme skoro stejně jako průřez v poli. Rozdílem je jen to, že tlačená oblast je dole a tažená oblast je nahoře, takže šířka tlačené oblasti jerovna šířce příčle výška tlačené oblasti je větší. výztuž můžeme umístit i do desky a nemáme problém s dodržením minimální světlé rozteče. 7bratrstvo 22

Průřez nad podporou Návrh výztuže Požadovanou plochu opět můžeme určit přesným vzorcem A s,req = b tdf cd f yd 1 1 2M Ed,rdk b t d 2 f cd, nebo inženýrským odhadem, A s,req = Τ M Ed,rdk f yd 0.7d, nebo pomocí Excelu a metodou pokus-omyl. 7bratrstvo 23

Průřez nad podporou Návrh výztuže Výztuž v trámu opět navrhneme tak, že specifikujeme kolik prutů jakého průměru bude v průřezu příčle. NÁVRH: n X (A s,prov = Z mm 2 ) Při volbě průměru prutů výztuže je vhodné zvolit buď stejné průměry jako v poli nebo výrazně (alespoň ob velikost) menší/větší*. 7bratrstvo 24 *Aby pak na stavbě nedošlo ke zmatkům a záměně prutů.

Průřez nad podporou Ověření konstrukčních zásad Pro navrženou výztuž musíme opět ověřit konstrukční zásady pro rozteč prutů s c max 20 mm, 1.2, D max + 5 mm, s min 2h T, 250 mm, a pro plochu výztuže 0.0013b T d A s,prov 0.04b T h T. 7bratrstvo 25

Průřez nad podporou Momentová únosnost Následně pak můžeme spočítat výšku tlačené oblasti x = A s,provf yd 0.8b T f cd, ověřit výšku tlačené oblasti x d 0.45 vypočítat momentovou únosnost M Rd = A s,prov f yd d 0.4x, a posoudit M Ed,rdk M Rd. 7bratrstvo 26

Průřez nad podporou (oboustranně vyztužený) 7bratrstvo 27

Průřez nad podporou (oboustranně vyztužený) Oboustranně vyztužený průřez nad podporou V předchozí části jsme při výpočtu uvažovali pouze horní taženou výztuž. Ve skutečnosti je však v průřezu i dolní tlačená výztuž. V této části si ukážeme, jak stanovit únosnost oboustranně vyztuženého průřezu. 7bratrstvo 28

Průřez nad podporou (oboustranně vyztužený) Oboustranně vyztužený průřez nad podporou Postup výpočtu je obdobný jako u jednostranně vyztuženého průřezu, ale máme tu navíc i tlačenou výztuž a ta nám výpočet komplikuje. 7bratrstvo 29

Průřez nad podporou (oboustranně vyztužený) Návrh výztuže Výztuž už máme navrženou z předchozích kroků. Horní taženou výztuž budeme uvažovat jako pro předchozí případ jednostranně vyztuženého průřezu nad podporou. Dolní tlačená výztuž je ta, kterou jsme navrhli pro průřez v poli. 7bratrstvo 30

Průřez nad podporou (oboustranně vyztužený) Výška tlačené oblasti Výšku tlačené oblasti můžeme určit dvěma způsoby: iteračně v Excelu jednoduché a rychlé, ručně zdlouhavé, analyticky (přesně) náročnější na výpočet, ručně rychlejší. 7bratrstvo 31

Průřez nad podporou (oboustranně vyztužený) Iterační stanovení výšky tlačené oblasti (Excel) Tlačenou výšku x můžeme stanovit iterační metodou tak, že vytvoříme Excel pro výpočet přetvoření, napětí a sil v průřezu v závislosti na tlačené výšce a budeme hledat, při jaké hodnotě x je suma sil nulová* N Rd = F s2 F c F s1 = 0. Hledání výšky tlačené oblasti můžeme Provádět ručně nebo pomocí funkce Hledání řešení. 7bratrstvo 32 *Řešíme prostý ohyb, kdy normálová síla je nulová.

Průřez nad podporou (oboustranně vyztužený) Analytické stanovení výšky tlačené oblasti Při výpočtu výšky tlačené oblasti vycházíme z toho, že normálová síla je suma sil v průřezu N = F s2 F c F s1, a že se jedná o prostý ohyb* N = F s2 F c F s1 = 0. 7bratrstvo 33 *tedy, že normálová síla je nulová

Průřez nad podporou (oboustranně vyztužený) Analytické stanovení výšky tlačené oblasti Síly v průřezu si můžeme vyjádřit jako napětí plochy a získáme rovnici F s2 F c F s1 = 0 A s2 σ s2 0.8xb f cd A s1 σ s1 = 0, ve které neznáme výšku tlačené oblasti a napětí ve výztužích. 7bratrstvo 34

Průřez nad podporou (oboustranně vyztužený) Analytické stanovení výšky tlačené oblasti Výšku tlačené oblasti hledáme, a proto si jí vyjádříme a získáme vztah x = A s2σ s2 A s1 σ s1 0.8bf cd, ve kterém neznáme napětí ve výztužích. 7bratrstvo 35

Průřez nad podporou (oboustranně vyztužený) Analytické stanovení výšky tlačené oblasti Dále budeme předpokládat, že tažená i tlačená výztuž jsou za mezí kluzu (σ s1 = σ s2 = f yd ), čímž získáme vztah pro výpočet výšky tlačené oblasti x = A s2f yd A s1 f yd 0.8bf cd. 7bratrstvo 36

Průřez nad podporou (oboustranně vyztužený) Ověření přetvoření výztuže V předchozím kroku jsme předpokládali, že výztuže jsou za mezí kluzu, což nyní musíme ověřit. Pro taženou výztuž x h d 2 0.617 = Pro tlačenou výztuž x d 1 2.642 = 0.0035 0.0035 + 435 200000 0.0035 0.0035 435 200000.. 7bratrstvo 37

Průřez nad podporou (oboustranně vyztužený) Ověření přetvoření výztuže V předchozím kroku jsme předpokládali, že výztuže jsou za mezí kluzu, což nyní musíme ověřit. Pro taženou výztuž x h d 2 0.617 = Pro tlačenou výztuž x d 1 2.642 = 0.0035 0.0035 + 435 200000 0.0035 0.0035 435 200000.. 7bratrstvo 38

Průřez nad podporou (oboustranně vyztužený) Ověření přetvoření výztuže Pokud obě ověření vyhoví, můžeme pokračovat k výpočtu momentu únosnosti. Pokud nevyhoví ověření pro taženou výztuž*, musíme upravit návrh. Tažená výztuž musí být vždy za mezí kluzu! Pokud nevyhoví ověření pro tlačenou výztuž, musíme přepočítat výšku tlačené oblasti (viz dále). 7bratrstvo 39 *To by se nemělo stát, protože nám to vyhovělo už u jednostranně vyztuženého průřezu.

Průřez nad podporou (oboustranně vyztužený) Analytické stanovení výšky tlačené oblasti Když tlačená výztuž není za mezí kluzu, znamená to, že platí Hookův zákon σ s1 = ε s1 E s, kde přetvoření výztuže můžeme určit* jako ε s1 = 0.0035 x d x 1, a když to dosadíme do dříve uvedené rovnice pro výpočet výšky x získáme rovnici 0.0035 A s2 f yd A s1 x d x 1 E s x =. 0.8bf cd 7bratrstvo 40 *z podobnosti trojúhelníků přetvoření

Průřez nad podporou (oboustranně vyztužený) Analytické stanovení výšky tlačené oblasti Získali jsme tedy jednu rovnici o jedné neznámé 0.0035 A s2 f yd A s1 x d x 1 E s x =, 0.8bf cd ze které můžeme vyjádřit neznámou x a stanovit její hodnotu. Problém s odvozením kvadratické rovnice? Měla by mít tvar 0.8bf cd x 2 A s2 f yd A s1 E s 0.0035 x A s1 E s 0.0035d 1 = 0 Problém se stanovením řešení? Použijte např. WolframAlpha https://www.wolframalpha.com/input/?i=a*x+%3d+b+-+c*%281-d1%2fx%29+solve+for+x pro A = 0.8bf cd, B = A s2 f yd, C = A 7bratrstvo s1 E s 0.0035. 41

Průřez nad podporou (oboustranně vyztužený) Analytické stanovení výšky tlačené oblasti Poté, co stanovíme* a ověříme výšku x, můžeme vypočítat momentovou únosnost (jako momentový účinek sil ke střednici průřezu) h M Rd = A s2 f yd z 2 + 0.8xbf cd 2 0.8x + A 2 s1 σ s1 z 1. 7bratrstvo 42 *analyticky nebo iteračně

Smykové namáhání 7bratrstvo 43

Smykové namáhání Smykové namáhání Z hlediska smyku musíme ověřit únosnost tlačené diagonály, Navrhnout a posoudit smykovou výztuž. 7bratrstvo 44

Únosnost tlačené diagonály 7bratrstvo 45

Únosnost tlačené diagonály Smykové namáhání Únosnost tlačené diagonály Únosnost tlačené diagonály můžeme stanovit pomocí vztahu V Rd,max = νf cd bz cot θ 1 + cot 2 θ, kde ν je redukční součinitel pevnosti betonu, ν = 0.6 1 f ck 250, f cd je návrhová pevnost betonu, b z je šířka průřezu, je rameno vnitřních sil v průřezu nad podporou, θ je úhel sklonu diagonály (volíme; běžně se volí cot θ = 1.5). 7bratrstvo 46

Únosnost tlačené diagonály Smykové namáhání Únosnost tlačené diagonály Únosnost tlačené diagonály posoudíme v místě největší posouvající síly V Ed V Rd,max. Pokud podmínka nevyhoví, je nutné zvětšit rozměry průřezu! 7bratrstvo 47

Smyková výztuž 7bratrstvo 48

Smyková výztuž Smykové namáhání Průřezová plocha třmínků Smykovou výztuž tvoří třmínky, jejichž průřezovou plochu určíme jako A sw = n π t 2 4, kde t je průměr drátu (zvolili jsme už při návrhu rozměrů), n je střižnost třmínku (zvolíme třmínky dvoustřižné, n = 2). 7bratrstvo 49

Smyková výztuž Smykové namáhání Návrhové třmínky V místě největší posouvající síly navrhneme návrhové třmínky na hodnotu posouvající síly ve vzdálenosti d od líce podpory. 7bratrstvo 50

Smyková výztuž Smykové namáhání Návrhové třmínky Požadovanou rozteč návrhových třmínků vypočítáme pomocí vztahu s req = A swf yd V Ed,1 z cot θ, kde A sw je průřezová plocha třmínku, f yd z θ je návrhová hodnota pevnosti výztuže, je rameno vnitřních sil v průřezu nad podporou, je úhel sklonu trhliny (uvažujeme stejný úhel jako u sklonu tlakové diagonály). 7bratrstvo 51

Smyková výztuž Smykové namáhání Návrhové třmínky Rozteč návrhových třmínků s 1 zvolíme tak, aby platilo s 1 < s req. Vzdálenost třmínků s 1 zvolíme ideálně v násobcích 50 mm (ale stačí v násobcích 10 mm) a návrh zapíšeme ve tvaru Třmínek dvoustřižný Ø t X po Y mm. 7bratrstvo 52

Smyková výztuž Smykové namáhání Návrhové třmínky Pro navržené třmínky ověříme splňovat konstrukční zásady. 1) Maximální vzdálenost třmínků s 1 min 0.75d; 400 mm. 2) Stupeň vyztužení 0.08 f ck A 0.3 1 f ck sw 250 f cd, f yk bs 1 f yd ρ sw,min ρ sw ρ sw,max. Pokud podmínky nevyhoví, upravíme vzdálenost třmínků. 7bratrstvo 53

Smyková výztuž Smykové namáhání Návrhové třmínky Únosnost třmínků vypočteme jako únosnost jednoho třmínku krát počet třmínků procházejících jednou trhlinou. V Rd,1 = F t n t z cot θ V Rd,1 = A sw f yd s 1 kde A sw je průřezová plocha třmínku, f yd z θ je návrhová hodnota pevnosti výztuže, je rameno vnitřních sil v průřezu nad podporou, je úhel sklonu trhliny (uvažujeme stejný úhel jako u sklonu tlakové diagonály). 7bratrstvo 54

Smyková výztuž Smykové namáhání Návrhové třmínky Únosnost třmínků vypočteme jako únosnost jednoho třmínku krát počet třmínků procházejících jednou trhlinou. V Rd,1 = F t n t z cot θ V Rd,1 = A sw f yd s 1 kde A sw je průřezová plocha třmínku, f yd z θ je návrhová hodnota pevnosti výztuže, je rameno vnitřních sil v průřezu nad podporou, je úhel sklonu trhliny (uvažujeme stejný úhel jako u sklonu tlakové diagonály). 7bratrstvo 55

Smyková výztuž Smykové namáhání Návrhové třmínky Únosnost třmínků vypočteme jako únosnost jednoho třmínku krát počet třmínků procházejících jednou trhlinou. V Rd,1 = F t n t z cot θ V Rd,1 = A sw f yd s 1 kde A sw je průřezová plocha třmínku, f yd z θ je návrhová hodnota pevnosti výztuže, je rameno vnitřních sil v průřezu nad podporou, je úhel sklonu trhliny (uvažujeme stejný úhel jako u sklonu tlakové diagonály). 7bratrstvo 56

Smyková výztuž Smykové namáhání Návrhové třmínky Nakonec posoudíme únosnost třmínků, která musí být větší než maximální působící návrhová posouvající síla ve vzdálenosti d od líce podpory V Ed,1 V Rd,1. Pozn.: Pokud nikde neuděláme numerickou chybu, posouzení musí vyjít, protože vztah pro výpočet s req vychází z této nerovnosti. 7bratrstvo 57

Smyková výztuž Smykové namáhání Konstrukční třmínky Konstrukční třmínky navrhneme pouze podle konstrukčních zásad a pak určíme, kde lze tyto třmínky použít*. Pro konstrukční třmínky použijeme stejné profily a stejnou střižnost jako pro návrhové třmínky stejné A sw. *Tedy opačný postup než u návrhových třmínků, kde jsme zvolili, kde je použijeme, a podle toho 7bratrstvo 58 jsme je navrhli.

Smyková výztuž Smykové namáhání Konstrukční třmínky Vzdálenost třmínků navrhneme tak, aby platilo s kční s max = min 0.75d; 400 mm. Vzdálenost třmínků s kční zvolíme ideálně v násobcích 50 mm (ale stačí v násobcích 10 mm) a návrh zapíšeme ve tvaru Třmínek dvoustřižný Ø t X po Y mm. 7bratrstvo 59

Smyková výztuž Smykové namáhání Konstrukční třmínky Pro konstrukční třmínky opět provedeme kontrolu stupně vyztužení 0.08 f ck f yk A sw bs kční 0.3 1 f ck 250 f cd f yd, ρ sw,min ρ sw ρ sw,max. Pokud podmínka nevyhoví, upravíme vzdálenost třmínků. 7bratrstvo 60

Smyková výztuž Smykové namáhání Konstrukční třmínky Únosnost třmínků opět vypočteme pomocí vztahu V Rd,kční = A sw f yd z cot θ s kční, kde A sw je průřezová plocha třmínku, f yd je návrhová hodnota pevnosti výztuže, z je rameno vnitřních sil v průřezu v poli, θ je úhel sklonu trhliny (uvažujeme stejný úhel jako u sklonu tlakové diagonály), z je rameno vnitřních sil v průřezu nad podporou, s kční je vzdálenost konstrukčních třmínků, 7bratrstvo 61

Smyková výztuž Smykové namáhání Rozmístění třmínků návrhové Návrhové třmínky jsou navrženy na maximální uvažovanou posouvající sílu v konstrukci. To znamená, že je můžeme použít v celém prvku. To ale není ekonomické*. *Protože třmínky jsou navrženy na maximální sílu, ale ve většině konstrukce je síla menší 7bratrstvo 62 a třmínky by byly zbytečně moc blízko u sebe.

Smyková výztuž Smykové namáhání Rozmístění třmínků návrhové Dále nám návrhová norma udává, že návrhové třmínky musíme použít minimálně ve vzdálenosti l = z cot θ od líce podpory*. 7bratrstvo 63 *Aby pokryly celou smykovou trhlinu vycházející z líce podpory.

Smyková výztuž Smykové namáhání Rozmístění třmínků konstrukční Konstrukční třmínky jsou ekonomičtější (protože mají větší rozteč), ale nelze je použít všude (protože mají menší únosnost). 7bratrstvo 64

Smyková výztuž Smykové namáhání Rozmístění třmínků konstrukční Konstrukční třmínky můžeme použít všude, kde je působící posouvající síla menší než únosnost konstrukčních třmínků. 7bratrstvo 65

Smyková výztuž Smykové namáhání Rozmístění třmínků konstrukční Návrhová norma udává, že konstrukční třmínky můžeme použít ještě o l = z cot θ před posouvající sílu rovnou únosnosti třmínků V Rd,kční. 7bratrstvo 66

Smyková výztuž Smykové namáhání Finální rozmístění třmínků Při návrhu rozmístění třmínků tedy většinou používáme následující postup. 7bratrstvo 67

Smyková výztuž Smykové namáhání Finální rozmístění třmínků Nejprve stanovíme, kde všude musí být návrhové třmínky. 7bratrstvo 68

Smyková výztuž Smykové namáhání Finální rozmístění třmínků Dále určíme, kde všude můžeme použít ekonomické konstrukční třmínky. 7bratrstvo 69

Smyková výztuž Smykové namáhání Finální rozmístění třmínků Pokud se nám oblast návrhových a konstrukčních třmínků nepřekrývá, dotáhneme návrhové třmínky až ke konstrukčním. 7bratrstvo 70

Smyková výztuž Smykové namáhání Finální rozmístění třmínků Nakonec upravíme rozmístění tak, aby dával smysl z hlediska geometrie: krajní třmínek musí mít dostatečné krytí, první třmínek musí být ve vzdálenosti max. 50 mm od hrany podpory, rozteč na styku návrhových a konstrukčních třmínků s s nám vyjde z geometrie. 7bratrstvo 71

Díky za pozornost 7bratrstvo 72

Poděkování Děkuji Radku Štefanovi, Tomáši Trtíkovi, Romanu Chylíkovi a Hance Schreiberové za časté konzultace při vypracovávání prezentace. Děkuji Stáňovi Zažirejovi za poskytnutí vizualizací a obrázků. Děkuji Petru Bílému a Martinovi Tipkovi za vytvoření a udržování oficiálních podkladů, ze kterých vychází tato prezentace. 7bratrstvo 73