BALKEN BETON, OCEL, DŘEVO

RIBtec statika konstrukčních prvků inženýrských a pozemních staveb

BALKEN BETON, OCEL, DŘEVO Spojité nosníky pozemních staveb

Úvod

Tato uživatelská příručka je určena jako pracovní předloha uživatelům systémů RIBTEC. Postupy uvedené v této příručce, jakož i příslušné programy, jsou majetkem RIB. RIB si vyhrazuje právo bez předchozího upozornění provádět změny v této dokumentaci. Software popisovaný v této příručce je dodáván na základě Kupní softwarové smlouvy. Tato příručka je určena výhradně zákazníkům RIB. Veškeré uváděné údaje jsou bez záruky. Bez svolení RIB nesmí být tato příručka rozmnožována a předávána třetím osobám. V otázkách záruky odkazujeme na naše Všeobecné smluvní podmínky pro software. Copyright 2016

RIB Software AG

Český překlad a rozšíření, copyright 2016 RIB stavební software s.r.o. RIB stavební software s.r.o. Zelený pruh 1560/99 CZ -140 00 Praha 4 telefon: 241 442 078 email: [email protected] Stav dokumentace:

04-2016

RIBTEC® je registrovaná značka RIB stavební software s.r.o. Windows Vista, 7, 8, 8.1 a 10 jsou registrovanými obchodními značkami společnosti Microsoft Corp. Další v této příručce používané názvy produktů jsou pravděpodobně vlastnictvím jiných společností a jsou používány pouze pro účely identifikace.

OBSAH

1

ZÁKLADNÍ PRINCIPY

1.1 1.1.1 1.1.2 1.1.3 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.8.1 1.8.2 1.8.3

2

NASTAVENÍ

2.1 2.1.1 2.1.2 2.1.3 2.1.4 2.2 2.3 2.3.1

2.3.2 2.3.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 2.9.1 2.9.2

2.10

3

Start programu Systémy Windows VISTA a 7 Systémy Windows 8, 8.1 a 10 Demonstrační příklady Vstupní soubor projektů BALKEN a archivace dat Uživatelské prostředí Pás karet (oblast B) Struktura objektů (oblast C) Grafický panel (oblast D + E) Panel tabulek (oblast F) Panel vlastností (oblast G) Betonový nosník Ocelový nosník Dřevěný nosník Vytvoření nového projektu Nové zadání s Pomocníkem Nové zadání ze šablony Nový Import projektů ze starší verze RIBtec RTbalken Zadání statického systému Popis průřezů Betonový nosník 2.3.1.1 Geometrie průřezu 2.3.1.2 Náběhy – průběh průřezů 2.3.1.3 Proměnné typy průřezů Ocelový nosník Dřevěný nosník Pole nosníků Uložení 2.5.1.1 Elasticky poddajné podpory Zatěžovací stavy Zatížení Přenos zatížení Betonový nosník Zadání stávající výztuže Předpětí 2.9.2.1 Geometrie předpjaté výztuže 2.9.2.2 Podmínky předpětí 2.9.2.3 Materiál Výpočet / výstupy

ÚVODNÍ PŘÍKLAD „BETON“

3.1 3.1.1 3.1.2 3.1.3 3.2 3.3 3.3.1 3.3.2

Popis úlohy Popis statického systému Konstrukční materiály Zatížení Statický systém / geometrie Zatížení Vlastní tíha konstrukce Stálá zatížení

RIB stavební software s.r.o., Praha 2016

5 5 5 5 6 7 7 8 11 11 12 15 16 18 18

19 20 20 21 21 21 22 23 23 23 23 24 24 24 24 26 26 27 29 30 31 31 31 31 31 31 33

34 34 34 34 34 34 38 38 38

3

3.3.3 3.4 3.4.1 3.5

4

ÚVODNÍ PŘÍKLAD „OCEL“

4

44 44 45 45 45 45 46 46 46 47 48

ÚVODNÍ PŘÍKLAD „DŘEVO“

49

Popis úlohy Statický systém / geometrie Všeobecně Průřezy Pole Momentové klouby Podpory Zatížení Zatěžovací stavy Zatížení Výpočet / výstupy

49 50 50 50 50 51 52 53 53 54 56

5.1 5.2 5.2.1 5.2.2 5.2.3 5.2.4 5.2.5 5.3 5.3.1 5.3.2 5.4

6

39 41 41 43

Popis úlohy Statický systém / geometrie Všeobecně Průřezy Pole Podpory Zatížení Zatěžovací stavy Zatížení Výpočet / výstupy

4.1 4.2 4.2.1 4.2.2 4.2.3 4.2.4 4.3 4.3.1 4.3.2 4.4

5

Užitná zatížení Návrhové parametry Nastavení pro návrhy a posouzení na MSÚ Výpočet / výstupy

LITERATURA

57


Základní principy Start programu

1 Základní principy 1.1 Start programu 1.1.1 Systémy Windows VISTA a 7 V nabídce Windows > Start se po instalaci objeví nový záznam RIB > RIB stavební statika a dále v závislosti na vybraných produktech podskupin RIBcad, RIBgeo, RIBtec, RIBfem a RTool možnost přímého přístupu na konkrétní program dle jeho názvu. Nová podskupina RIBbase nabízí přístup na některé podpůrné programy, jako např. AutoUpdate, RTreport, …. Volbou některé z nabízených položek, např. RIBtec > BALKEN, již startujete zvolený produkt, resp. novou tzv. zadávací položku k danému produktu.

1.1.2 Systémy Windows 8, 8.1 a 10 Novější systémy Windows tradiční tlačítko Start nemají. Při instalaci RIBTEC se proto na Ploše automaticky vytvoří ikona se symbolem loga RIB, přes kterou lze stejným způsobem jako u tlačítka Start přistupovat na podkskupiny RIBcad, RIBgeo, RIBtec, RIBfem a RTool a v nich obsažených programech.


5

Základní principy Start programu

Další možností rychlého startu a vyhledání požadované aplikace je využití symbolu zvětšovacího skla (Najít) na hlavním panelu Windows a zadáním názvu programu, který chcete spustit, tj. BALKEN. Při vkládání několika prvních písmen názvu aplikace systém Windows již sám v počítači vyhledá a nabídne v seznamu všechny možné shody, ze který následně vyberete a spustíte požadovanou aplikaci kliknutím levým tlačítkem myši.

1.1.3 Demonstrační příklady Součástí instalace softwaru RIBTEC:jsou standardní, funkční demonstrační příklady, viz nabídka Start > RIB > RIB stavební statika > Příklady, která otevírá příslušnou složku k instalovaným produktům RIBTEC:

Po vstupu do složky Demo a podsložky s demonstračních příkladů zvolené podskupiny produktů RIBcad, RIBgeo, RIBtec, RIBfem se požadovaný příklad startuje poklepáním levým tlačítkem myši na zadávací soubor s výraznou ikonou daného produktu.

Pro usnadnění rychlého přístupu na kterýkoliv program RIBTEC lze jeho ikonu z menu Start „vytáhnout“ na Plochu.

6


Základní principy Vstupní soubor projektů BALKEN a archivace dat

1.2 Vstupní soubor projektů BALKEN a archivace dat Program BALKEN ukládá veškerá data zadání nosníku do jediného projektového souboru typu *.Balx, tj. např. NázevProjektu.Balx. Pro účely archivace řešeného projektu tedy postačí uchovat (zálohovat) pouze tento jediný projektový soubor. Obsah projektové podsložky NázevProjektu.res, která se automaticky vytváří při startu výpočtu BALKEN, jsou kdykoliv opětovně reprodukovatelné dalším výpočtem řešené položky NázevProjektu.Balx. Podsložka NázevProjektu.res obsahuje informace pro případný přenos zatížení (reakcí) do jiných projektů, konfiguraci individuálně zvoleného obsahu protokolu výpočtu a další dočasné soubory.

1.3 Uživatelské prostředí V následujícím přehledu je grafické prostředí rozděleno na oblasti A až G. Uspořádání těchto různých oblastí je pouze základním návrhem výrobce softwaru. Velikost a poloha těchto oblastí může být upravována uživatelem. A

B

G

C D

E

F

Oblast

Popis

A

Správa souboru nebo „Ribbon menu“,resp. Panel rychlý start, nebo-li „Quick access bar“  otevírání a ukládání dat projektu

B

Pás karet nebo „Ribbon bar“  pro globální nastavení / použití

C

Struktura objektů nebo „Object tree“  pro přehled struktury objektů projektu

D+E

Grafický panel nebo „Viewport“  vizualizace zadání

F

Panel tabulek  přehled úseků, uložení, zatěžovacích stavů, zatížení a návrhových kombinací

G

Panel vlastností, nebo-li „Property grids“  pro nastavení ve vztahu k označenému objektu


7

Základní principy Pás karet (oblast B)

1.4 Pás karet (oblast B) B1a – Zadání BETON

B1b – Zadání OCEL

B1c – Zadání DŘEVO

B2 – Výpočet / výstup

B3 – Součinitelé

B4 – Nastavení

B5 – Nápověda

8



B1

„Zadání“

Typ

Betonový nosník

Ocelový nosník

Dřevěný nosník

Průřezy

obdélníkový průřez

databanka ocel. profilů

obdélníkový průřez

deskový průřez 1 m šířky

obecný profil tvaru I

průvlak tvaru T

obecný profil tvaru T

průřez tvaru I

profil tvaru U

průřez tvaru obrácené T

profil jekl profil trubky

Systém

Umožnit zadání pružného podloží Zadání prostupů Zadání předpětí Umožnit zadání momentových kloubů Zadání smykové výztuže

Elastické uložení

Výpočet pružinových konstant ve spoji se sloupem

Zatížení

Vytvořit zatěžovací stav Přenos zatížení

Materiál

Norma

Nový beton / výztuž

Nová ocel

Nové dřevo

Upravit beton / výztuž

Upravit ocel

Upravit dřevo

Volba návrhové normy Návrhová situace Typ objektu (podobor stavební konstrukce)

B2

„Výpočet / výstup“

Výstup do …

Stručný / podrobný / detailní protokol Volba obrázků v protokolu Volba zobrazení rekapitulace návrhů okamžitě po výpočtu Nastavit hlavičku

Výpočet

Start výpočtu a výstupu Možnosti výpočtu a výstupů Výpočet s následujícím okamžitým tiskem na standardní tiskárně

B3

„Součinitele“

Součinitelé

Součinitele spolehlivosti betonu / výztuže / ocele Kombinační součinitelé účinků


9


B4

„Nastavení“

Nastavení jazyka

Nastavení jazyka prostředí a jazyka výstupů

Zobrazení

Obnovit standardní zobrazení

Možnosti

Nastavení způsobu zobrazení a viditelnosti objektů

B5

„Help“

Příručky

Příručka aplikované teorie Tato příručka základní obsluhy

Odkazy

Info Přehled změn v programu RIB Service Homepage

10


Základní principy Struktura objektů (oblast C)

1.5 Struktura objektů (oblast C) Na panelu vlastností (oblast G) mohou být po výběru objektu zadání ve struktuře objektů snadno a rychle upravovány jeho specifické vlastnosti. Výběrem pole nosníku, uložení, zatěžovacího stavu, resp. zatížení z daného zatěžovacího stavu nebo průběhu výztuže, se aktivuje korespondující záložka v panelu tabulek F. Pomocí pravého tlačítka myši se na zvoleném objektu kontextově přímo nabízejí relevantní funkce korespondující s pásem karet (oblast B).

Poklepáním na kořen struktury objektů se otevírá panel zadání podrobnějšího popisu k projektu. Dále se zde přes pravé tlačítko myši nabízejí organizační funkce, které jsou však snadněji dostupné i na pásu karet.

1.6 Grafický panel (oblast D + E) Poklepáním na pole nosníku, podporu, nebo např. zatížení se aktivuje korespondující kontextová záložka v panelu tabulek (oblast F).


11

Základní principy Panel tabulek (oblast F)

Poklepáním na číselnou hodnotu zobrazené kóty nebo zatížení (ručička) lze tuto hodnotu v otevřeném panelu přímo upravovat.

1.7 Panel tabulek (oblast F) Panel tabulek obsahuje – podle zvolených vlastností statického systému na pásu karet (oblast B) ve skupině příkazů Systém – následující záložky: Systém, Průběh průřezu (obecný),Uložení, Pružné podloží, Momentové klouby, Průběh výztuže, Prostup, Předpětí, Zatěžovací stavy, Zatížení. Počet zobrazovaných záložek v oblasti F tudíž závisí na konkrétním zadání. Záložka Systém obsahuje přehled polí nosníku a příslušných průřezů. Lze vkládat nová pole vlevo a vpravo od existujícího, označeného pole. Existující pole mohou být upravována a mazána.

U betonového nosníku lze vybírat z více typizovaných průběhů průřezu, přičemž se rozsah nabízené tabulky automaticky přizpůsobuje volbě typu průběhu. Podrobnosti k různým typům průběhů průřezu obsahuje kapitola 2.2 Zadání statického systému.

Záložka Uložení obsahuje zadané podpory a jejich vlastnosti. Existující podpory zde mohou být upravovány a mazány. Pomocí pružinových konstant, resp. Pomocníka jejich výpočtu na tlačítku Elastické uložení, mohou být definovány poddajné podpory. Hodnota „1“ přitom symbolizuje pevnou podporu v daném stupni volnosti, hodnota „0“ stupeň volnosti bez omezení; všechny ostatní hodnoty pak mají význam směrové pružinové konstanty.

Záložka Zatěžovací stavy obsahuje zadané zatěžovací stavy a jejich vlastnosti. Lze vkládat další nové zatěžovací stavy. Existující zatěžovací stavy mohou být upravovány a mazány. Pokud se má zatěžovací stav uvažovat s vlivem na únavu, pak se zatrhne jeho políčko ve sloupci Únava.

12



Záložka Zatížení obsahuje přehled všech zadaných zatěžovacích stavů a k nim příslušejících zatížení. Lze vkládat nová osamělá, lichoběžníková, trojúhelníková, spojitá nebo osamělá silová a momentová zatížení a poklesy podpor. Existující zatížení mohou být upravovány a mazány. Pokud je zatrženo políčko „vše viditelné“, pak se v grafických oknech zobrazují všechna zatížení všech zatěžovacích stavů.

Záložka Průběh výztuže obsahuje přehled zadaného průběhu již rozmístěné ohybové výztuže v nosníku. Lze vkládat další nové průběhy podélného vyztužení. Existující průběhy vyztužení mohou být upravovány a mazány.

Záložka Průběh smykové výztuže obsahuje přehled zadaného průběhu již rozmístěné smykové výztuže v nosníku. Lze vkládat další nové průběhy třmínkové výztuže. Existující průběhy smykové výztuže mohou být upravovány a mazány. Toto zadání se nabízí pouze ve výpočetním, resp. návrhovém režimu výpočtu „Přepočet“.


13


Záložka Průběh podloží obsahuje přehled zadaných průběhů podloží pod nosníkem. Lze vkládat další nové průběhy podloží. Existující průběhy podloží mohou být upravovány a mazány. Toto zadání se nabízí pouze při zatržení volby Pružné podloží na pásu karet ve skupině příkazů Systém.

Záložka Prostup obsahuje přehled zadaných příčných prostupů nosníkem. Lze vkládat další nové obdélníkové a kruhové příčné prostupy. Existující prostupy mohou být upravovány a mazány. Toto zadání se nabízí pouze při zatržení volby Prostupy na pásu karet ve skupině příkazů Systém.

Záložka Předpětí obsahuje přehled zadané předpjaté výztuže, geometrii, materiál a další vlastnosti aktuálně označené vrstvy předpínací výztuže. Lze vkládat další nové vrstvy předpínací výztuže. Existující vrstvy předpínací výztuže mohou být upravovány a mazány. Toto zadání se nabízí pouze při zatržení volby Předpětí na pásu karet ve skupině příkazů Systém.

Záložka Momentové klouby obsahuje přehled zadaných momentových kloubů. Lze vkládat další nové momentové klouby. Existující momentové klouby mohou být upravovány a mazány. Toto zadání se nabízí pouze při zatržení volby Momentové klouby na pásu karet ve skupině příkazů Systém.

14


Základní principy Panel vlastností (oblast G)

1.8 Panel vlastností (oblast G) Pokud se ve struktuře objektů (oblast C) označí , pak panel vlastností obsahuje položky popisu k řešenému projektu, jako např. zakázka, položka, název projektu nebo zpracovatele. V prvém sloupci tabulky vlastností se zpravidla nabízí výběrová roletka (1), počítadlo (2) nebo zadávací pole (3): Výběrová roletka (1)

Počítadlo (2)

Zadávací pole (3)


15


Pokud se ve struktuře objektů (oblast C) označí <Systém>, pak panel vlastností obsahuje informace o použitých konstrukčních materiálech. Při zatržení políčka Zohlednit vlastní tíhu se vlastní tíha nosníku počítá v programu automaticky. Obsah panelu vlastností se dále liší podle zvoleného konstrukčního materiálu nosníku (beton, ocel, dřevo).

Nabízený obsah panelů a voleb je rovněž závislý na zakoupeném funkčním rozsahu licence RIBtec BALKEN.

1.8.1 Betonový nosník Pokud se má navrhnout nosník, pak se musí toto nastavit v roletce Návrh. Tímto se nabídnou další nastavení, kterými se řídí parametry návrhu. Panel vlastností dále obsahuje volby návrhů na MSÚ, MSP, Únavu a návrhy konstrukčních detailů a posouzení požární odolnosti.

16




17


1.8.2 Ocelový nosník Panel vlastností obsahuje parametry posouzení na MSÚ a MSP. Nejprve se volí, zda se má posouzení na MS únosnosti provést. Pokud ano, pak lze vybrat mezi metodikou posouzení elastický-elastický nebo elastický-plastický. Pokud se mají tisknout napětí a/nebo posoudit stabilita na vzpěr s klopením, pak se zde zatrhnou korespondující volby. U posudků na MS použitelnosti se volí, zda se mají počítat deformace. Pokud ano, pak se zadává požadavek na štíhlost v polích a popř. konzoli. Dále se nastavuje druh kombinačních účinků (časté nebo kvazistálé nebo charakteristické), pro které se deformace posuzují.

1.8.3 Dřevěný nosník Ve všeobecných nastaveních se jako první volí konstrukční třída. Panel vlastností dále obsahuje parametry posudků na MSÚ a MSP, klopení a konstruktivní požární odolnost.

18


Nastavení Panel vlastností (oblast G)

2 Nastavení Na pásu karet (oblast B4), na záložce Nastavení, ve skupině příkazů Konfigurace, mohou být funkcí Možnosti voleny nastavení programu. Lze nastavit složku šablon projektů s uživatelskými šablonami. Dále lze nastavit složku projektů, do které se standardně ukládají všechny projekty (zatrhnout políčko „Složka projektu jako standard pro uložení“). Pokud se má vždy otevřít naposledy upravovaný projekt, pak se zatrhne tato volba. V opačném případě se program otevírá s obsahem ze standardní šablony.

Pomocí „Atributů“ se nastavují parametry zobrazení v grafických panelech (oblast D + E). Každému objektu lze individuálně nastavit barvu a tloušťku čáry, průhlednost a barvu výplně.


19

Nastavení Vytvoření nového projektu

2.1 Vytvoření nového projektu 2.1.1 Nové zadání s Pomocníkem V případě betonového nosníku lze s využitím Pomocníka snadno a rychle zadávat jednosměrné stropní (filigránové) panely, obdélníkové trámy, jednoduché průvlaky T a základové pasy. Současně lze okamžitě zadat složku stálých a proměnných zatížení.

V případě ocelového nosníku lze vybírat jeho průřezy (profily) z centrální databanky profilů.

V případě dřevěného nosníku lze zadat pouze obdélníkový průřez.

Pomocník se standardně otevírá s typem naposledy zvoleného nosníku! Požadovaný jiný materiál nosníku (beton, ocel, dřevo) proto musí být zvolen ještě před startem Pomocníka.

20


Nastavení Vytvoření nového projektu

2.1.2 Nové zadání ze šablony Ke každému typu nosníku existuje u instalace základní šablona. V případě potřeby lze kdykoliv pomocí funkce „Uložit jako šablonu“ z nabídky Správy souboru (oblast A) ukládat vlastní šablony a tyto následně využívat ve funkci „Nový ze šablony“ opět z nabídky Správy souboru (oblast A).

2.1.3 Nový Funkce „Nový“ z nabídky Správy souboru (oblast A) se otevírá zadání daného typu nosníku dle jeho standardní šablony.

2.1.4 Import projektů ze starší verze RIBtec RTbalken Funkcí „Import RTbalken (*.rtbal)“ z nabídky Správy souboru (oblast A) se importují data projektů ze staršího programu RIBtec RTbalken. Před vlastním výpočtem je nutné importovaný soubor uložit pod novým názvem.

Projekty RTbalken obsahující únavová zatížení nelze z důvodu podstatné změny ve způsobu jejich zadávání v BALKENu správně importovat. Po importu projektů tohoto typu je proto ze strany uživatele nutná kontrola a úprava zadání zatížení.


21

Nastavení Zadání statického systému

2.2 Zadání statického systému Spojitý nosník se skládá z více polí ≥ 1. Počet polí není v programu BALKEN omezen.

Průběh průřezů může být konstantní nebo lineárně proměnný nebo skokovitý.

Převislé konce (konzoly) jsou z počátku rovněž běžnými poli nosníku, u kterých se následně deaktivuje koncová podpora.

Odstranění podpory se dosáhne nastavením její šířky a vazebných podmínke na nulové hodnoty.

Statický systém se popisuje po polích; tj. skládá se postupně po polích. Při připojení dalšího pole se volí, zda se má napojit zleva či zprava k aktuálně označenému poli. Zadaná pole se číslují zleva doprava. Zadání dělení pole (na konečné prvky) platí pro jedno pole. Toto dělení nemusí být příliš „jemné“, neboť BALKEN generuje rozhodující návrhové řezy automaticky. Nastavení dělení tak má vliv pouze na kvalitativní průběh výsledku. Pokud se nejedná o betonový nosník s konstantním průřezem, pak lze využít až 10 předdefinovaných, typizovaných průběhů. Tento typ se volí ve sloupci „Typ“ na panelu tabulky (oblast F).

U betonového a ocelového nosníku může být průběh průřezů podél nosníku obecně libovolně proměnný. V těchto případech pak nelze využít volby typu průběhu.

22


Nastavení Popis průřezů

2.3 Popis průřezů Kliknutím pravým tlačítkem myši na položku „Průřezy“ ve struktuře objektů (oblast C) nebo funkcí „Průřez“ > „Nový“ na pásu karet (oblast B) se vytváří nový průřez. Nabízené průřezy závisí na typu řešeného nosníku a popisují se proto v následujících kapitolách. Rozměry průřezů lze obecně upravovat následujícím způsobem:  Poklepání na požadovaný průřez ve struktuře objektů (oblast C) 

Pravým tlačítkem myši na korespondující průřez ve struktuře objektů (oblast C) a volbou nabídky Vlastnosti průřezu

Kliknutím pravým tlačítkem myši na existující průřez ve struktuře objektů (oblast C) lze tento kopírovat a rychle upravovat na požadované rozměry.

2.3.1 Betonový nosník Funkcí „Průřez“ > „Nový“ na pásu karet (oblast B) se nabízí následující panel zadání nového průřezu:

Stejně tak se nabízejí z pásu karet (oblast B) předdefinované typy průřezů kliknutím na dolní šipku ikony „Průřez“ > „Nový“. Průřezy se vytvářejí jako typizované skládané průřezy: obdélník, tvar T, tvar obrácené T, nebo obecný tvar I s náběhy u pásnic a stojiny. Obecný tvar I s náběhy u pásnic a stojiny je nejobecnějším typizovaným tvarem, který se musí použít vždy tehdy, pokud spojitý nosník obsahuje více typů průřezu.

2.3.1.1 Geometrie průřezu Geometrie průřezu je parametrická a může být následující:  obdélník 

deska



tvar T



tvar obrácené T



obecný tvar I s náběhy u pásnic a stojiny

Pomocí typu obecný tvar I mohou být vytvářeny osově nesymetrické průřezy, tj. s odlišným přesahem pásnic vlevo a vpravo.

Nesymsetrický průřez se v programu BALKEN dále zpracovává „rovinným způsobem“, tj. zohledňují se pouze průřezové charakteristiky spočtené z nesymetrického tvaru průřezu. Obecný tvar I může být „degenerován“ na obdélníkový průřez nebo průřez tvaru T s horní nebo dolní pásnicí. V tomto případě se nastaví odpovídající parametry na 0.

2.3.1.2 Náběhy – průběh průřezů U každého nově vytvořeného objektu je průběh průřezů nejprve konstantní. Tento průběh lze následně upravovat. V panelu tabulky (oblast F) na záložce „Systém“ se zatrhne volba „Obecný průběh“, čímž se na panelu tabulek doplní nová záložka „Průběh průřezů (obecný)“. Na této záložce pak může být upravován průběh průřezu. Skoky průřezů vznikají na místech se stejnou pořadnicí a různými průřezy.


23

Nastavení Pole nosníků

U průřezů s náběhy je třeba uvážit polohu referenční osy. Její poloha se zobrazuje v souřadném systému průřezu.

2.3.1.3 Proměnné typy průřezů Pokud se v jednom statickém systému mění typ průřezu např. z obdélníku na tvar T nebo jiný tvar, pak je nutné v tomto zadání použít nejobecnější průřez I. Jiné průřezy nejsou v těchto případech přípustné. Vhodným nastavením geometrických parametrů lze dosáhnout požadovaného tvaru jednoduššího průřezu.

2.3.2 Ocelový nosník Funkcí „Průřez“ > „Nový“ na pásu karet (oblast B) se nabízí následující panel zadání nového průřezu:

Stejně tak se nabízejí z pásu karet (oblast B) předdefinované typy průřezů kliknutím na dolní šipku ikony „Průřez“ > „Nový“. Geometrie průřezu je parametrická a může být následující:  obecný profil T 

obecný profil I



profil U



jekl



prstenec (trubka)

Standardní válcované profily mohou být přímo vybírány přímo z integrované databanky ocelových profilů. Označením některého z průřezů, resp. položky „Průřezy“ ve struktuře objektů (oblast C) se nabízí příslušný panel vlastností (oblast G). Zde se zobrazují statické hodnoty aktuálně zvoleného průřezu, resp. všech průřezů.

2.3.3 Dřevěný nosník Přípustné jsou pouze plné obdélníkové průřezy.

2.4 Pole nosníků Označením některého pole, resp. položky „Pole“ ve struktuře objektů (oblast C) se nabízí příslušný panel vlastností (oblast G) a záložka „Systém“ (oblast F). Délka pole může být upravena následujícím způsobem:  Ve sloupci „Délka [m]“ na záložce „Systém“ (oblast F) 

24

Označením odpovídajícího pole v grafickém panelu (oblast D) a umístěním ukazatele myši nad průřezem upravovaného konce pole dokud se neobjeví zdvojená šipka, kterou může být po stlačení levého tlačítka myši taženo pole v požadovaném směru (rozšíření nebo zúžení pole)


Nastavení Pole nosníků



Kliknutím na korespondující kótu v grafickém panelu (oblast D)

Nové pole může být vytvořeno následujícím způsobem:  Funkcí „Přidat pole vlevo“, resp. vpravo“ na záložce „Statický systém“ (oblast F)



Kliknutím pravým tlačítkem myši na položku „Pole“ ve struktuře objektů (oblast C)



Kliknutím pravým tlačítkem myši na požadované pole ve struktuře objektů (oblast C)



Kliknutím pravým tlačítkem myši do grafického panelu (oblast D)



Kliknutím pravým tlačítkem myši na pole v grafickém panelu (oblast D)


25

Nastavení Uložení

2.5 Uložení Označením některé podpory, resp. položky „Uložení“ ve struktuře objektů (oblast C) se nabízí příslušná záložka v panelu tabulek (oblast F). Možné jsou čtyři varianty geometrických okrajových podmínek na začátku a / nebo konci statického systému:  kloub (natočení kolem y = 0, bez pružinové konstanty) 

konzola

(cx = cz =0, resp. cx = cy = cz =0, bez šířky podpory)



vetknutí

(cx = cz =1, resp. cx = cy = cz =1, bez pružinové konstanty)



elastické vetknutí

(cx = cz =0, resp. cx = cy = cz =0, zadané pružinové konstanty)

U betonového nosníku jsou navíc možné tři varianty podpor se současným zadáním jejich šířky:  zdivo 

přímé, beton



nepřímé, beton

Jako čtvrtá varianta podpory připadá v úvahu uložení „na břitu“, pokud se šířka podpory zadá nulová.

2.5.1.1 Elasticky poddajné podpory Pokud se jedná o elasticky poddajné podpory, pak lze zadat pružinové konstanty buď přímo na záložce „Uložení“ (oblast F) nebo lze tyto spočítat z parametrů navazujících podpor. Tento automatický výpočet se otevírá buď tlačítkem „Elastické uložení…“ na záložce „Uložení“ (oblast F) nebo na pásu karet (oblast B1) funkcí „Elastické uložení“.

Pružinové konstanty lze zjistit z jednotkového zatížení navazujícího prvku. Pružinová konstanta je pak dána vztahem 𝑐=

𝐽𝑒𝑑𝑛𝑜𝑡𝑘𝑜𝑣é 𝑧𝑎𝑡íž𝑒𝑛í 𝐷𝑒𝑓𝑜𝑟𝑚𝑎𝑐𝑒

Např. pro jednoduchou posuvnou pružinu platí 𝑐𝑁 =

𝐸⋅𝐴 𝑙

V nabídnutém panelu „Elastické uložení“ se zadává modul pružnosti E materiálu podpory, rozměry průřezu podpory, výška podpory a způsob provedení styku. Podle toho zda se jedná o jednoduchý nebo zdvojený spoj se v programu počítají korespondující pružinové konstanty 𝑐𝜙 a 𝑐𝑁 . Spočtené pružinové konstanty mohou být navíc přenásobeny uživatelským skalárním součinitelem a to odděleně pro posuvné a rotační stupně volnosti. Součinitel torzní pružiny 𝑐𝜙 musí být nastaven např. na 0.00, pokud se nemá zohledňovat vetknutí nosníku do sloupů.

26


Nastavení Zatěžovací stavy

2.6 Zatěžovací stavy Označením zatěžovacího stavu se nabízí příslušná záložka v panelu tabulek (oblast F). Nový zatěžovací stav lze vytvořit následujícími způsoby:  Odpovídající funkcí ‚Přidat zatěžovací stav‘ na pásu karet (oblast B)



Kliknutím pravým tlačítkem myši na položku Zatěžovací stavy ve struktuře objektů (oblast C)



Kliknutím pravým tlačítkem myši na některý ze zatěžovacích stavů ve struktuře objektů (oblast C)



Kliknutím pravým tlačítkem myši v grafickém panelu (oblast D)



Funkcí „Vytvořit a přidat nový zatěžovací stav“ na záložce „Zatěžovací stavy“ (oblast F)



Funkcí „Vytvořit a přidat nový zatěžovací stav“ na záložce „Zatížení“ (oblast F)



Kombinací kláves Ctrl + L


27

Nastavení Zatěžovací stavy

Po této akci se nabídne panel s volbou druhu účinku. Zatěžovacím stavům lze zde navíc přiřadit název (příponu) a číslo, která mohou být kdykoliv později upravena.

Definovány jsou následující druhy účinků:

Existující zatěžovací stavy mohou být kopírovány po polích buď kliknutím pravým tlačítkem myši na zvolený zatěžovací stav ve struktuře objektů (oblast C), nebo funkcí „Kopírovat zatěžovací stav po polích“ na záložce „Zatěžovací stavy“ (oblast F). Na zadání čísla nově vznikajícího zatěžovacího stavu se nabízí následující panel:

Existující zatěžovací stavy mohou být kopírovány s roztečí buď kliknutím pravým tlačítkem myši na zvolený zatěžovací stav ve struktuře objektů (oblast C), nebo funkcí „Kopírovat zatěžovací stav s roztečí“ na záložce „Zatěžovací stavy“ (oblast F). Na zadání čísla nově vznikajícího zatěžovacího stavu se nabízí následující panel:

28


Nastavení Zatížení

2.7 Zatížení Označením některého ze zatížení se nabízí příslušná záložka v panelu tabulek (oblast F), ve které mohou být upravovány a přidávány další zatížení:  Odpovídající funkcí ‚Zatížení‘ na pásu karet (oblast B)



Kliknutím pravým tlačítkem myši v grafickém panelu (oblast D)



Volbou odpovídající ikony na záložce „Zatížení“ (oblast F)

Všechna zatížení se zadávají v charakteristických hodnotách (1.0 násobná). Poklepáním na hodnotu zatížení v grafickém panelu (oblast D) lze tuto přímo upravovat. Tato funkce je nezávislá na druhu zatížení.

Poklepáním na délkovou kótu zatížení v grafickém panelu (oblast D) lze tuto přímo upravovat.

Pokud se zatížení v grafickém panelu (oblast D) označí s přidržením levého tlačítka myši, pak lze toto graficky posouvat.


29

Nastavení Přenos zatížení

2.8 Přenos zatížení Při každém výpočtu v programu BALKEN se vytváří stejnojmenný soubor přenosu zatížení typu (*.ltf) v podsložce projektu *.res. Do tohoto souboru se po zatěžovacích stavech ukládají výsledky výpočtů reakcí v podporách. Pro přenesení těchto reakcí jako zatížení do jiného projektu se použije funkce Přenos zatížení na pásu karet (oblast B) ze skupiny příkazů „Zatížení“. Nabídne se následující panel:

Pokud se statický systém skládá z více polí, pak se nejprve zvolí pole, na které se mají tato zatížení přenést. Všechna zatížení lze přenášet buď jako osamělá břemena nebo jako spojitá zatížení. Jako cílové zatěžovací stavy se nabízejí všechny existující zatěžovací stavy. Pokud se při přenosu nemá použít tentýž zatěžovací stav, pak lze tlačítkem „Nový zatěžovací stav“ vytvořit pro přenos nový zatěžovací stav.

30


Nastavení Betonový nosník

2.9 Betonový nosník 2.9.1 Zadání stávající výztuže Stávající výztuž nosníku lze zadat v panelu tabulek (oblast F) na záložce „Průběh výztuže“. Tato výztuž se zadává po oblastech stojiny nebo pásnice jako tzv. minimální horní a dolní výztuž As. Toto zadání je možné v cm², cm²/m nebo pomocí počtu profilů výztuže (např. 4D12). Tento způsob zadání lze libovolně přepínat, přičemž nedochází ke ztrátě informace o zadaném průměru výztuže. Termínem minimální výztuž se zde rozumí konstruktivní povrchová výztuž, která musí být vložena. Dále se pro účely omezení šířky trhlin zadává mezní průměr výztuže. Pokud se má zohledňovat minimální třmínková výztuž, pak se toto aktivuje na panelu vlastností (oblast G) v části „MSÚ – Únosnost“ > „Návrh na posouvající sílu“. Zadání minimální výztuže v zásadě není nutné, neboť program automaticky zohledňuje normou předepsané hodnoty povrchové výztuže. Důležité je však zkontrolovat, resp. zadat skutečnou polohu těžiště výztuže vzhledem k povrchům.

2.9.2 Předpětí Nová vrstva předpínací výztuže se zadává v záložce „Předpětí“ v panelu tabulek (oblast F).

2.9.2.1 Geometrie předpjaté výztuže Tlačítkem „Standard…“ na záložce „Předpětí“ se definují významné body geometrie předpjaté výztuže ve vztahu k její půdorysné ose. Půdorysná osa zpravidla prochází vztažným bodem ležícím na horní hraně prvního průřezu. Tlačítkem „+“ mohou být vkládány další body, resp. tlačítkem „-“ mohou být mazány. Pro předpětí ve formě jsou zapotřebí zpravidla jen 2 body. V případě dodatečných předpínacích kabelů minimálně 3 body. Průběh kabelů může být po úsecích parabolický nebo přímý s předepsáním podmínky pro úhel tečny. Definice kvadratické paraboly vyžaduje buď 3 body, nebo 2 body a 1 tečnu. (Podmínka tečny = 0 znamená vodorovnou přímku). V ostatních případech se vytváří kubická parabola.

2.9.2.2 Podmínky předpětí Na obou koncích kabelu lze zadat až 3 podmínky předpětí – předepnout, popustit a dopnout. „Předpínací síla po pokluzu“ je vlastně 4. podmínkou. Zadání předpínací síly je v procentech k dovolenému napětí předpínací výztuže v závislosti na zvolené normě a předpínacím systému. Dále lze zadat podmínky předpětí ve vztahu k určitému místu předpínacího kabelu, tj. dosažení požadované předpínací síly na určitém místě, např. 100% na souřadnici X =... m (podmínka předpětí „síla + místo“).

2.9.2.3 Materiál Tlačítkem „Volba…“ (resp. „Úpravy…“ po prvním zadání materiálu) se přiřazuje materiál předpínací výztuže. Může být definován vlastní předpínací systém nebo zvolen některý z integrované databanky, která obsahuje parametry předpínacích systémů od různých výrobců.


31

Nastavení Betonový nosník

32


Nastavení Výpočet / výstupy

2.10 Výpočet / výstupy Rozsah protokolu výpočtu lze volit na pásu karet (oblast B2) funkcí Výstup ze skupiny příkazů „Výstupy do…“:  Stručný protokol  Podrobný protokol  Detailní protokol Funkcí Obrázky výsledů… se volí grafické průběhy výsledků:  Zadání o Statický systém o Průřezy o Zatížení  Výsledky o Vnitřní účinky  Momenty  Posouvající síly  Normálové síly o Návrhové vnitřní účinky  Momenty Základní kombinace  Posouvající síly Základní kombinace  Charakteristická návrhová kombinace  Častá návrhová kombinace  Kvazistálá návrhová kombinace  Využití  Posuvy  Nutná výztuž Funkcí „Nastavit hlavičku“ lze doplnit obsah tištěný v hlavičce protokolu. Jedná se o stejné vstupy jako na panelu vlastností k položce < Projekt Balken >. Funkcí „Možnosti výpočtu“ lze upravovat parametry nelineárního výpočtu průhybů s trhlinami.

V případě dřevěného nosníku se funkcí „Možnosti výpočtu“ nastavují parametry pro mimořádné zatížení sněhem.


33

Úvodní příklad „Beton“ Popis úlohy

3 Úvodní příklad „Beton“ Následující příklad pojednává pracovní postupy při řešení betonového spojitého nosníku. Zdůrazňujeme, že v intuitivním prostředí BALKENu často vede více možných cest ke stejnému cíli. Dále popisované postupy vycházejí jednou z mnoha možných cest při řešení zadané úlohy.

3.1 Popis úlohy U tohoto úvodního příkladu se jedná o spojitý nosník o čtyřech polích s náběhy na vnitřních podporách. Výpočet a návrh nosníku se vede dle normy ČSN EN 1992-1-1. Jako třída prostředí se uvažuje horní část nosníku v XC2 a dolní v XC1. 2.1.1 Průřezy Jako typ průřezu se v oblasti polí používá obdélník 30/50 a v oblasti podpor obdélník 30/80.

Obrázek: průřezy v polích a nad podporami s rozměry

3.1.1 Popis statického systému Rozteče jednotlivých polí zleva doprava jsou: 6.24 m, 4.24 m, 6.24 m, 4.24 m.

Obrázek: statický systém s rozměry

3.1.2 Konstrukční materiály Materiál

Beton C30/37 fck

= 30

fctm

= 2.9

Ecm

= 28300

Ec0m = 31900 Výztuž B500 (běžně tvárná) fyk

= 500

Es

= 200000

3.1.3 Zatížení 

Vlastní tíha konstrukce



Sníh



Užitné zatížení kategorie C

3.2 Statický systém / geometrie Po startu programu BALKEN se zadání naplní obsahem standardní šablony. Pokud vlastníte funkční rozsah BALKENu nejen pro BETON, ale i OCEL a/nebo DŘEVO, pak přepněte na pásu karet (oblast B1) ve skupině příkazů Typ nosníku na „Beton“.

34


Úvodní příklad „Beton“ Statický systém / geometrie

Návrh zadání ze standardní šablony projektu betonového nosníku v tomto případě nevyužijeme, ale vytvoříme nový projekt BALKEN s využitím Pomocníka. Ve zprávě souborů zvolte příkaz Nové zadání s Pomocníkem. Nabídne se panel Pomocník zadání…, ve kterém se zadávají následující základní parametry.

Statický systém vypadá nyní následovně:

Řešený projekt uložte např. pod názvem „Beton-Úvodní příklad“. Na pásu karet (oblast B1a) ve skupině příkazů „Norma“ zvolte typ objektů běžné pozemní stavby a jako návrhovou situaci nastavte trvalou situaci. Návrhová norma je již ze standardní šablony správně nastavena na ČSN EN 1992-1-1. Dále zadejte na panelu vlastností (oblast G) třídu prostředí XC1 (dolní), resp. XC2 (horní) a jako popis projektu „Nosník o 4 polích“.


35


Vzhledem k tomu, že statický systém obsahuje dva různé průřezy, musí být ještě nově vytvořen průřez Q2. Na pásu karet (oblast B1a) zvolte funkci „Průřez“ > „Nový“ > „Obdélník“.

Přejděte do panelu tabulek (oblast F) na záložku „Statický systém“. Požadovanou geometrii lze zadat buď jako Obecný průběh nebo volbou typu průběhu, tak jak bylo popsáno v kapitole 2.3.1.2 Náběhy – průběh průřezů. Využijeme způsob zadání přes typy průběhů:  Pro pole 1 nastavte z roletky typ 5. Na začátku pole se jedná o průřez Q1 a dále pak o průřez Q2, který začíná ve vzdálenosti Lv,pr = 1,32 m. 

Pro pole 2 a 3 nastavte z roletky typ 6. Na začátku a konci pole se jedná vždy o průřez Q2 a ve středu o průřez Q1, který začíná ve vzdálenosti Lv,le = 1,32 m a končí ve vzdálenosti Lv,pr = 1,32 m.



Pro pole 4 nastavte z roletky typ 4. Na začátku pole se jedná o průřez Q2 a dále pak o průřez Q1, který začíná ve vzdálenosti Lv,le = 1,32 m.

Vyplněná tabulka nyní vypadá takto:

Tomu odpovídá následující tvar statického systému:

Přejděte v panelu tabulek (oblast F) do záložky „Uložení“. Podpory mají následující vlastnosti: Podpora

36

Typ

Natočení

Posuvy

Šířka

c.x

c.y

phi.x

phi.y

A

zdivo

tuhé

tuhé

tuhé

volné

30 cm

B

zdivo

volné

tuhé

volné

volné

24 cm

C

beton, přímé

volné

tuhé

volné

volné

20 cm

D

beton, přímé

volné

tuhé

volné

volné

20 cm

E

zdivo

volné

tuhé

volné

volné

30 cm



Vyplněná tabulka uložení nyní vypadá takto:

Přejděte v panelu tabulek (oblast F) do záložky „Průběh výztuže“ a zadejte požadovaný průběh výztuže. Vyplněná tabulka průběhů výztuže nyní vypadá takto:


37

Úvodní příklad „Beton“ Zatížení

3.3 Zatížení 3.3.1 Vlastní tíha konstrukce Zatížení od vlastní tíhy konstrukčního prvku se počítá automaticky, pokud je zatržena volba „Zohlednit vlastní tíhu“ v panelu vlastností (oblast G). Vlastní tíha konstrukce mimo zadaný průřez nosníku nemůže být z pochopitelných důvodů automaticky spočtena.

Ve výpočtu deformací se v čase 7 dnů zohledňují pouze zatížení od vlastní tíhy.

3.3.2 Stálá zatížení Vedle vlastní tíhy nosníku existují dodatečná stálá zatížení vlivem vystrojení konstrukce. Tato zohledníme vytvořením nového zatěžovacího stavu „Vystrojení“ funkcí „Přidat zatěžovací stav“ na pásu karet (oblast B). Na záložce „Zatížení“ v panelu tabulek (oblast F) pak zadejte následující zatížení:

Spojitá zatížení

Osamělá zatížení

Vztaženo na

Vztažný bod

a [m]

Délka [m]

Podpora

A

a = 0,00

l = 10,48

gz = 30,00 kN/m

Podpora

C

a = 0,00

l = 2,24

gz = 45,00 kN/m

Podpora

C

a = 2,24

l = 1,76

gz = 30,00 kN/m

Podpora

C

a = 4,00

l = 2,24

gz = 45,00 kN/m

Pole

4

l = 4,24

gz = 30,00 kN/m

Podpora

B

a = 2,12

Gz = 50,00 kN

Tomu odpovídá následující statický systém se zatěžovacím stavem 1 (Vystrojení):

38



3.3.3 Užitná zatížení Existují následující užitná zatížení: Vztaženo na Vztažný bod a [m] Délka [m] Spojitá zatížení Pole

1

l = 6,24

qz = 20,00 kN/m

Pole

2

l = 4,24

qz = 20,00 kN/m

Pole

3

l = 6,24

qz = 20,00 kN/m

Pole

4

l = 4,24

qz = 20,00 kN/m

Principielně mohou být současně zadána užitná a dopravní zatížení různých kategorii A až H.. Nacházíte se již na záložce „Zatížení“ v panelu tabulek (oblast F), takže můžete vytvořit nový zatěžovací stav „Užitné-pole 1“ tlačítkem „Vytvořit a přidat nový zatěžovací stav“. Jako kategorii zatížení v nabídnutém panelu zvolte Shromažďovací prostory (Užitné C).

Dále zadejte spojité liniové zatížení pro pole 1 na záložce „Zatížení“ v panelu tabulek (oblast F). Označte zatěžovací stav 2 ve struktuře objektů (oblast B) pravým tlačítkem myši a zvolte z kontextu „Kopírovat zatěžovací stav po polích“. Tímto se zatížení ze stavu 2 automaticky rozkopíruje do všech ostatních polí se současným vytvořením nového zatěžovacího stavu.

Následně upravíme na záložce „Zatěžovací stavy“ v panelu tabulek (oblast F) názvy těchto nových zatěžovacích stavů, neboť by se všechny kopie jmenovaly „Užitné-pole 1“.


39


Obsah záložky „Zatížení“ v panelu tabulek (oblast F) je nyní následující:

Statický systém se zatíženími zatěžovacích stavů 2 – 5 je nyní následující:

Celkově byly zadány 2 stálé zatěžovací stavy (přičemž „ZS 0 Vlastní tíha“ se vygeneroval automaticky) a 4 zatěžovací stavy s proměnnými zatíženími. Zadání zatížení je tímto kompletní.

40


Úvodní příklad „Beton“ Návrhové parametry

3.4 Návrhové parametry 3.4.1 Nastavení pro návrhy a posouzení na MSÚ Na panelu vlastností se nastavují požadavky na návrhy a posouzení únosnosti na rovinný ohyb s normálovou silou, posouvající sílu a kroucení a pro smykovou spáru. V tomto případě požadujeme lineární výpočet vnitřních účinků s omezenou redistribucí ohybových momentů (15%) a snížením posouvající síly v oblastech náběhů. Požaduje se požární odolnost R90, při trojstranném ohoření staticky neurčitého systému.

Má se navrhnout na ohybovou a smykovou únosnost a posoudit požadovaná požární odolnost. Tyto volby jsou proto v dílčím panelu vlastností „Posudky“ > „MSÚ – Únosnost“ a „Posudky“ > „Tabelární požární odolnost“ aktivní. RIB stavební software s.r.o., Praha 2016

41

Úvodní příklad „Beton“ Návrhové parametry

Nastavení pro návrhy a posouzení na MSP Zde se volí nastavení pro třídu prostředí, omezení šířky trhlin a parametry nelineárního výpočtu deformací s možným vlivem vzniku trhlin, dotvarování, smršťování a relaxace.

42


Úvodní příklad „Beton“ Výpočet / výstupy

3.5 Výpočet / výstupy Vlastní výpočet se spouští na pásu karet (oblast B2), nebo podobným tlačítkem na panelu rychlý start. Nejprve však zvolíme rozsah grafických výstupů ve funkci „Možnosti výpočtu“ na pásu karet „Výpočet/výstup“ (oblast B2), skupina příkazů „Výpočet“.

Tímto je zadání řešeného příkladu kompletní a může být proveden jeho výpočet, kontrola a tisk protokolu.


43

Úvodní příklad „Ocel“ Popis úlohy

4 Úvodní příklad „Ocel“ Následující příklad pojednává pracovní postupy při řešení ocelového spojitého nosníku. Zdůrazňujeme, že v intuitivním prostředí BALKENu často vede více možných cest ke stejnému cíli. Dále popisované postupy vycházejí jednou z mnoha možných cest při řešení zadané úlohy.

4.1 Popis úlohy Výpočet střešních vazníků (položka 2) výrobní haly s pultovou střechou [1].

Obrázek: statický systém s ocelovým profilem

44


Úvodní příklad „Ocel“ Statický systém / geometrie

4.2 Statický systém / geometrie Po startu programu BALKEN se zadání zpravidla naplní obsahem standardní šablony. Pokud vlastníte funkční rozsah BALKENu nejen pro OCEL, ale i BETON a/nebo DŘEVO, pak přepněte na pásu karet (oblast B1) ve skupině příkazů Typ nosníku na „Ocel“.

Řešený projekt uložte např. pod názvem „Ocel-Úvodní příklad“.

4.2.1 Všeobecně Norma: ČSN EN 1993-1-1 Materiál: S235 Zohlednit vlastní tíhu? Ne

4.2.2 Průřezy U tohoto příkladu se využije načtení průřezu ocelového profilu HE-A_120 z integrované databanky. Na pásu karet (oblast B1b) proveďte funkci „Nový“ > „Databanka profilů“ ze skupiny příkazů „Průřez“.

4.2.3 Pole Na záložce „Systém“ v panelu tabulek (oblast F) přidáme další pole, neboť se u tohoto příkladu jedná o 3-polový nosník.

Vzhledem k tomu, že je průřez ocelového nosníku ve všech polích shodný, zatrhneme přepínač „Konstantní průběh“. Pokud nebyl průřez nosníku již upraven na HE-A_120, pak toto provedeme nyní. Nejrychlejším způsobem je v tomto případě výběr názvu průřezu HE-A_120 z roletky sloupce „Průřez Q1“ na záložce „Systém“ v panelu tabulek (oblast F).


45

Úvodní příklad „Ocel“ Zatížení

Vzhledem k tomu, že všechna pole mají stejnou rozteč, aktivujeme přepínač „V tomto sloupci všechny hodnoty stejné“ a zadáme délku prvního pole 6 m.

4.2.4 Podpory Označením některé z podpor v grafických panelech (oblasti D nebo E) se aktivuje příslušná záložka „Uložení“ v panelu tabulek (oblast F). Zadejte následující okrajové podmínky: Podpora A:

cx = cy = c z = 1

phi.x = 1

phi.y = phi.z = 0

Podpora B:

cx = 0

cy = cz = 1

phi.x = phi.y = phi.z = 0

Podpora C:

cx = 0

cy = cz = 1


Podpora D:

cx = 0

cy = cz = 1



4.3 Zatížení 4.3.1 Zatěžovací stavy Označením zatěžovacího stavu v přehledu struktury objektů (oblast C) se aktivuje příslušná záložka v panelu tabulek (oblast F). V tomto příkladu se řeší pouze jeden zatěžovací stav:  ZS1 stálé zatížení

46


Úvodní příklad „Ocel“ Zatížení

Vzhledem k tomu, že se v tomto případě jedná již přímo o návrhové účinky, musí se nastavit kombinační součinitele na 1,0. Tento panel se otevírá na záložce „Součinitelé“ funkcí „Kombinační součinitelé“ na pásu karet (oblast B3).

4.3.2 Zatížení Střešní vaznice se v tomto případě posuzují konzervativně pro návrhovou kombinaci plného zatížení, tj. 1,35 ∗ 𝑔 + 1,5 ∗ (𝑠 + 𝑤). Rozteč vaznic v příčném směru je 1,80 m. Svislé zatížení pro středovou vaznici se zohledněním její vlastní tíhy určíme přibližně takto: 𝑞𝑠𝑣𝑖𝑠𝑙𝑒 = 1,143 ∗ 1,80 ∗ [1,35 ∗ 0,50 + 1,5 ∗ (0,52 + 0,07)] + 1,35 ∗ 0,2 ≅ 3,50 𝑘𝑁⁄𝑚 Toto svislé zatížení působí na horní pásnici vaznice a vlivem sklonu střechy se rozkládá do složek qz a qy následovně: 𝑞𝑧 = 3,50 ∗ cos 9,85° = 3,45 𝑘𝑁⁄𝑚 𝑞𝑦 = 3,50 ∗ sin 9,85° = 0,60 𝑘𝑁⁄𝑚 Vzhledem k tomu, že působiště složky qy se uvažuje ve středu smyku průřezu, vzniká následující spojitý krouticí moment: 𝑚𝑥 = 0,60 ∗ 5,7 = 3,42 𝑘𝑁𝑐𝑚⁄𝑚

Zatížení se vkládají vždy do aktuálně označeného zatěžovacího stavu. Zadejte nejprve nové spojité zatížení 𝑞𝑧 = 3,45 𝑘𝑁⁄𝑚 se vztahem na nosník a směrem zatížení Z. Vložte další nové spojité zatížení 𝑞𝑦 = 0,60 𝑘𝑁⁄𝑚 se vztahem na nosník a směrem zatížení Y. Konečně zadejte spojitý krouticí moment 𝑚𝑥 = 3,42 𝑘𝑁𝑐𝑚⁄𝑚.

Jako vztažný bod pro zadání polohy zatížení může být zvolena podpora, pole nebo celý nosník. Pro volbu celý nosník se hodnota vzdálenosti automaticky nastaví na a = 0 m.


47

Úvodní příklad „Ocel“ Výpočet / výstupy



48


Úvodní příklad „Dřevo“ Popis úlohy

5 Úvodní příklad „Dřevo“ Následující příklad pojednává pracovní postupy při řešení dřevěného spojitého nosníku. Zdůrazňujeme, že v intuitivním prostředí BALKENu často vede více možných cest ke stejnému cíli. Dále popisované postupy vycházejí jednou z mnoha možných cest při řešení zadané úlohy.

5.1 Popis úlohy Výpočet střešních vaznic hospodářské a průmyslové haly s kloubovými příhradovými vazníky (Gerberův nosník) [2].


49

Úvodní příklad „Dřevo“ Statický systém / geometrie

5.2 Statický systém / geometrie Po startu programu BALKEN se zadání zpravidla naplní obsahem standardní šablony. Pokud vlastníte funkční rozsah BALKENu nejen pro DŘEVO, ale i BETON a/nebo OCEL, pak přepněte na pásu karet (oblast B1) ve skupině příkazů „Typ nosníku“ na „Dřevo“.

Řešený projekt uložte např. pod názvem „Dřevo-Úvodní příklad“.

5.2.1 Všeobecně Norma: Materiál: Zohlednit vlastní tíhu? Konstrukční třída: Navrhnout?

ČSN EN 1995-1-1 C24 Ne NKL 2 Ne

5.2.2 Průřezy V řešeném příkladu se uvažuje průřez b/h = 20/24, který nově vytvoříme. Na pásu karet (oblast B1c) ze skupiny příkazů „Průřez“ proveďte funkci „Nový“.

5.2.3 Pole V řešeném příkladu se jedná o nosník s 8 poli. Ze standardní šablony jsou již vytvořená 2 pole, která obě současně označíme ve struktuře objektů (oblast C). Následně můžete tato pole kopírovat a vkládat pomocí horkých kláves Ctrl + C a Ctrl + V. Tytéž funkce se nabízejí v kontextové nabídce, kliknutím pravým tlačítkem myši, ve struktuře objektů (oblast C).

Nově vytvořená 4 pole opět označíme a zkopírujeme, takže obdržíme konečných požadovaných 8 polí.

50



Vzhledem k tomu, že všechna pole mají stejnou rozteč, aktivujeme přepínač „V tomto sloupci všechny hodnoty stejné“ a zadáme délku prvního pole 4,5 m.

5.2.4 Momentové klouby Aktivujte možnost zadávání momentových kloubů na pásu karet (oblast B1c) ve skupině příkazů „Systém“ zatržením volby „Momentové klouby“. Tímto se v panelu tabulek (oblast F) aktivuje záložka „Momentové klouby“. Zadejte následující polohy momentových kloubů: k poli

a [m]

phi.y

phi.z

2

0,6590

0

0

3

- 0,6590

0

0

4

0,6590

0

0

5

- 0,6590

0

0

6

0,6590

0

0

7

- 0,6590

0

0

8

- 0,6590

0

0


51


Namísto zadání polohy momentových kloubů přes absolutní vzdálenost od počátku daného pole lze zadat jejich polohu relativně, tj. poměrem pořadnice kloubů k celkové rozteči daného pole. Tento způsob zadání by pak vypadal následovně: k poli x/L [m] phi.y phi.z 2

0,1465

0

0

2

-0,1465

0

0

4

0,1465

0

0

4

-0,1465

0

0

6

0,1465

0

0

6

-0,1465

0

0

7

-0,1465

0

0

5.2.5 Podpory Označením některé z podpor v grafických panelech (oblasti D nebo E) se aktivuje příslušná záložka „Uložení“ v panelu tabulek (oblast F). Zadejte následující okrajové podmínky:

52

Podpora A:

cy = cz = 1

cx = 0

phi.x = 1

Podpora B:

cy = cz = 1

cx = 0


Podpora C:

cy = cz = 1

cx = 0


Podpora D:

cy = cz = 1

cx = 0


Podpora E:

cy = cz = 1

cx = 0


Podpora F:

cy = cz = 1

cx = 0


Podpora G:

cy = cz = 1

cx = 0


Podpora H:

cy = cz = 1

cx = 0


Podpora I:

cx = cy = c z = 1

phi.y = phi.z = 0



Úvodní příklad „Dřevo“ Zatížení


5.3 Zatížení 5.3.1 Zatěžovací stavy Označením zatěžovacího stavu v přehledu struktury objektů (oblast C) se aktivuje příslušná záložka v panelu tabulek (oblast F). V tomto příkladu se uvažují následující zatěžovací stavy:  ZS1 stálé zatížení 

ZS2

sníh



ZS 3 až 7

vítr


53


5.3.2 Zatížení Při výpočtu vaznice se uvažuje s vlivem souvislé střešní krytiny (ocelový trapézový plech). Tabulka 1 [2] uvádí následující hodnoty zatížení: Název

Vztaženo na

Střešní skladba

Nosník

gz = 0,32 kN/m

Vaznice

Nosník

gz = 0,20 kN/m

Zelená střecha

Nosník

gz = 5,57 kN/m

2

Nosník

gz = 1,89 kN/m

3

Pole

1

Podpora

B

Pole

8

ZS 1

Vztažný bod

a [m]

Délka [m]

gz = - 1,41 kN/m a = 0,00

l = 27,00

gz = - 1,50 kN/m gz = - 1,41 kN/m

4

Nosník

gz = 0,45 kN/m

5

Nosník

gz = - 1,34 kN/m

6

Podpora

A

a = 0,00

l = 1,74

gz = - 2,94 kN/m

Podpora

A

a = 1,74

l = 8,96

gz = - 1,56 kN/m

Podpora

C

a = 1,74

l = 25,26

gz = 0,45 kN/m

Podpora

A

a = 0,00

l = 1,74

gz = - 2,94 kN/m

Podpora

A

a = 1,74

l = 8,96

gz = - 1,56 kN/m

Podpora

C

a = 1,74

l = 25,26

gz = - 1,34 kN/m

7

Zatížení se vkládají vždy do aktuálně označeného zatěžovacího stavu.

54



Jako vztažný bod pro zadání polohy zatížení může být zvolena podpora, pole nebo celý nosník. Pro volbu celý nosník se hodnota vzdálenosti automaticky nastaví na a = 0 m.


55

Úvodní příklad „Dřevo“ Výpočet / výstupy


Pokud se má uvažovat s mimořádným sněhovým zatížením, pak se jeho parametry aktivují ve funkci „Možnosti výpočtu“.


56


Literatura Výpočet / výstupy

6 Literatura [1]. Kindmann, Rolf; Krüger, Ulrich: Stahlbau Teil 1: Grundlagen. Mit Beispielen nach Eurocode 3, Ernst & Sohn (2013) [2]. Steinbecher, D.: Beispiel zum Projektmodul 11248 – Bemessung und Konstruktion eines Stabwerks. Teil „Holzbau-Grundlagen nach DIN EN 1995-1-1 (/NA)“, BTU Cottbus (2013)


57

BALKEN BETON, OCEL, DŘEVO

Recommend Documents