3 minutes reading time (544 words)

Posouzení napětí ve výztuži a šířky trhlin v Advance Design 2020 – část 1.

Pro správné fungování železobetonové konstrukce je kontrola napětí ve výztuži a omezení šířky trhlin nezbytné. Výpočet trhlin se provádí pro kvazistálé kombinace zatížení, které software sám dohledá. Pokud nejsou kvazistálé kombinace k dispozici, zobrazí se hláška, že návrh na trhliny nemůže být proveden.


ČSN EN 1992-1-1 doporučuje následující mezní hodnoty šířky trhlin (wmax) železobetonových konstrukcí v závislosti na stupni vlivu prostředí:

1 AD blog cervenec

V případě, že neexistují specifické požadavky na konstrukci (například vodotěsnost), je možné obecně uvažovat omezení šířky trhlin hodnotou wmax=0.3mm. Maximální šířka trhlin je pro daný prvek v návrhových parametrech určena automaticky, v závislosti na přiřazené třídě prostředí, nebo ji lze uživatelsky nastavit.

ČSN EN 1992-1-1. nabízí dvě metody pro výpočet napětí a šířky trhlin železobetonových prvků:

2 AD blog cervenec

1. Výpočet šířky trhlin dle kapitoly 7.3.4

Kde:
sr, max - maximální vzdálenost trhlin
?sm - průměrná hodnota poměrného přetvoření výztuže při příslušné kombinaci zatížení, zahrnující účinek vnesených deformací a přihlížející k účinkům tahového ztužení
?cm - průměrné hodnota poměrného přetvoření betonu mezi trhlinami

Maximální vzdálenost trhlin podle rovnice 7.11:

3 AD blog cervenec

Kde:
c – krycí vrstva podélné výztuže
k1 - součinitel, kterým se zohledňují vlastnosti soudržné výztuže
k2 - součinitel, kterým se zohledňuje rozdělení poměrného přetvoření
Φ - průměr prutu. Pokud jsou v průřezu použity pruty různých průměrů lze použít ekvivalentní průměr
?P, eff - účinný stupeň vyztužení, určený pro účinnou plochu taženého betonu, obklopující výztuž
Pro k3 a k4 mohou být použity doporučené hodnoty z národní přílohy


"εsm- εcm" lze vypočítat podle rovnice 7.9:

4 AD blog cervenec

 

Kde:
σs - napětí v tahové výztuži stanovené v průřezu porušeném trhlinou
αe - poměr Es / Ecm
kt - součinitel závisící na době trvání zatížení
fct, eff - průměrná hodnota pevnosti betonu v tahu v okamžiku vzniku první trhliny
Es - návrhová hodnota modulu pružnosti betonářské oceli

2. Kontrola šířky trhlin bez přímého výpočtu

Jedná se o zjednodušenou metodu, která používá pravidla odvozená ze vzorců pro výpočet trhlin. Stanoví se minimální plocha výztuže (u výztuže nesmí dojít ke vzniku nepružných poměrných přetvoření v okamžiku vzniku první trhliny) podle omezení požadovaných Eurokódem 2 pro výztužné pruty a vzdálenost mezi nimi (podle tabulky 2).

5 AD blog cervenec

Pro kontrolu napětí a šířky trhlin je dle článku 7.3.4 potřeba velký počet iterací, které je obtížné řešit manuálním výpočtem. Advance Design tuto kontrolu napětí a šířky trhlin automatizuje.

Kontrola napětí a šířky trhlin v Advance Design
Jako příklad můžeme uvést kruhový zásobník ze železobetonu (obrázek 1).

6 AD blog cervenec

Nádrž bude vystavena mechanickému namáhání ve střídavě mokrém a suchém prostředí (stupeň vlivu prostředí XC4, tabulka 4.1 ČSN EN 1992-1-1). Bude použit beton pevnostní třídy C45 / 55. Tloušťka krycí vrstvy výztuže bude 5cm.

Modelování nádrže bylo provedeno plochými "skořepinovými" prvky (počet stupňů volnosti tohoto prvku je 6) o tloušťce 35 cm. Velikost sítě použitá pro analýzu konečných prvků je 0,8 metru. Je uvažováno zatížení vlastní hmotností a zatížení kapalinou uvnitř zásobníku (voda).
Po analýze konečných prvků a posouzení s využitím "Concrete Expert", jsou posouzeny teoretické plochy výztuže navržené Advance Design 2020 (obr. 2) a je navržena skutečná plocha výztuže.

Pro vybrané prvky dna zásobníku na obrázku 3 tedy vybereme „výztužné řešení“ s vázanou výztuží v obou směrech (horní výztuž Φ 16/14 cm a dolní výztuž Φ 20/15 cm). Dále můžeme zadat vyztužení vnitřních stěn (obrázek 4) a vnějších stěn (obrázek 5). K hlavnímu rastru výztuže vnější stěny je přidána lokální vázaná výztuž, která je potřebná pouze pro část stěny (obr.5).

7 AD blog cervenec

>>> Pokračování na část 2

Posouzení napětí ve výztuži a šířky trhlin v Advan...
Novinky CADKONu Stavební konstrukce 2020

Autodesk

Tento web používá k poskytování služeb, marketingovým účelům a analýze návštěvnosti soubory cookies. Používáním tohoto webu souhlasíte s ukládáním a používáním souborů cookies.