Fáze výstavby, časově závislá analýza Manuál

Fáze výstavby, časově závislá analýza Manuál

Kontakty

6

Úvod

7

Použití dodatečně předpínaných kabelů (včetně volných kabelů a lan visutých mostů) bez fází výstavby

Stručný úvod do fází výstavby a provozu

8

9

Stručný úvod do předpětí

10

Stručný úvod do TDA

11

Implementace fází výstavby a TDA

12

Modul pružnosti proměňující se v čase

13

Použití v projekční praxi

15

Odkazy

16

Přípravné operace

17

Zadání geometrie a ostatních dat

17

Nastavení parametrů

17

Fáze výstavby

18

Vytvoření projektu s fázemi výstavby

18

Nastavení fází výstavby

18

Správce fází výstavby

19

Vytvoření nové fáze výstavby

19

Zadání změn ve výpočetním modelu

23

Fázované průřezy

24

Přidání nové fáze průřezu

28

Výpočet

28

Výsledky výpočtu fází výstavby

29

Nelineární fáze výstavby

30


30

Lineární a nelineární fáze výstavby

31

TDA (Time Dependent Analysis)

34

Zadání

34

Nastavení TDA

34

Součinitele zatížení

34

Čas - historie

34

-2-

Historie nosníku

34

Nastavení materiálu

35

Nastavení sítě prvků

35

Nastavení výpočtu

36

Lokální historie nosníku

36

Časová osa

37

Dialog Editace časové osy

38

Výpočet

39

Definice konečného prvku

39

Modelování předpětí

39

Postup řešení

40

Running the calculation

41

Pohyblivá zatížení v TDA

41

a) Výpočet obálek vnitřních sil, které jsou výsledkem umístění Soustavy pohyblivého zatížení v kritickém řezu: 42 b) Výpočet extremních hodnot vnitřních sil, které jsou výsledkem umístění pohyblivého zatížení v předdefinovaných řezech: 42 a) + b) Vložení do fází výstavby a provozu a provedení výpočtu TDA:

42

Důležitá poznámka:

42

Modelování prefabrikovaných vysouvaných mostů

42

Modelování na místě betonovaných vysouvaných mostů

45

Výsledky

48

Standardní výsledky

48

Tendon stresses

48

Předpětí

53

Předem předpjatý beton

53

Úvod do předpětí

53

Materiály předpínacích kabelů

53

Vlastnosti předem předpjatých kabelů

53

Typy předpínacích jednotek

58

Okamžité ztráty

58

Ztráty pokluzem v kotvě

59

Relaxace

59

-3-

Kapitola 0

Výpočet ztrát

59

Předpínací dráha

60

Editační dialog pro předpínací dráhy

61

1 Všeobecně

62

2 Urychlení tvrdnutí proteplováním nebo propařováním

62

2.1 Zralost betonu

63

3 Urychlení relaxace

66

Čelní deska

68

Editační dialog pro čelní desky

69

Šablony kabelů v průřezu

72

Editační dialog pro šablonu kabelů v průřezu

74

Přenášecí a kotevní délka

76

Předem předpjaté kabely nosníku

77

Editační dialog pro šablony kabelů nosníku

79

Výsledky

81

Výsledky v grafickém okně

81

Detailní výsledky

85

Zobrazení v okně Náhledu

85

Vysvětlení zkratek

86

Dodatečně předpjatý beton

86

Zdrojová geometrie

86

Dialog úpravy geometrie

87

Typ zadání

88

Vzhled editačního dialogu a jeho ovládací prvky

93

1 Předpínací výztuž nezávislá na MKP uzlech pro vnitřní dodatečně předpínané kabely v prutových dílcích 96 2 Předpínací výztuž nezávislá na MKP uzlech pro vnitřní dodatečně předpínané kabely v plošných dílcích 101 Kabely se soudržností

103

Obecné

103

Geometrie

103

Materiál

104

Předpínání

105

Oblouk

106

-4-

Okno s vypočtenými ztrátami v kabelu

108

Volné kabely

109

Obecné

109

Materiál

109

Předpínání

110

Výsledky

111

-5-

Kontakty SCIA nv

SCIA Nederland B.V.

Industrieweg 1007

Wassenaarweg 40

3540 Herk-de-Stad

6843 NW ARNHEM

Belgie

Nizozemsko

Nemetschek do Brasil

Nemetschek Scia North America

Rua Dr. Luiz Migliano, 1986 - sala 702 , CEP

7150 Riverwood Drive

SP

21046 Columbia, MD

05711-001 São Paulo

Spojené státy

Brazílie

SCIA France sarl

Nemetschek Scia Swiss Branch Office

Centre d'Affaires, 29 Grand' Rue

Dürenbergstrasse 24

59100 Roubaix

3212 Gurmels

Francie

Švýcarsko

SCIA CZ s.r.o. Brno

SCIA CZ s.r.o. Praha

Slavíčkova 827/1a

Evropská 2591/33d

638 00 Brno

160 00 Praha 6

Česká republika

Česká republika

SCIA SK, s.r.o. Murgašova 1298/16 010 01 Žilina Slovensko

Scia Datenservice

Scia Software GmbH

Dresdnerstrasse 68/2/6/9

Technologie Zentrum Dortmund, Emil-Figge-Str. 76-80

1200 Vídeň

44227 Dortmund

Rakousko

Německo

Všechny informace uvedené v tomto dokumentu mohou být změněny bez předchozího upozornění. Žádnou část tohoto dokumentu není dovoleno reprodukovat, uložit do databáze nebo systému pro načítání ani publikovat, a to v žádné podobě a žádným způsobem, elektronicky, mechanicky, tiskem, fotografickou cestou, na mikrofilmu ani jinými prostředky bez předchozího písemného souhlasu vydavatele. Firma Scia nezodpovídá za žádné přímé ani nepřímé škody vzniklé v důsledku nepřesností v dokumentaci nebo softwaru. © Copyright 2016 SCIA nv. Všechna práva vyhrazena.

Dokument vytvořen: 27 / 05 / 2016 SCIA Engineer 16.0

-6-

Úvod

Úvod Moderní stavební konstrukce mohou dosáhnout značných ekonomických úspor kombinací hybridních systémů z oceli, prefabrikovaného a monolitického betonu. Při návrhu takových systémů se s výhodou využívají vlastnosti jednotlivých materiálů. Hospodárnost a rychlost výstavby může být zvýšena také použitím hybridních metod výstavby. Hlavní nosné prvky, které jsou tvořeny visutými kabely nebo závěsy, věšadly, nosníky nebo oblouky, jsou velmi často vyráběny předem a jsou používány jako podpůrný systém pro další konstrukční prvky tak, aby byla redukována celková doba a cena výstavby. Návrhy konstrukcí, ve kterých je využito technologie prefabrikovaného a monolitického betonu, dosahují hospodárnosti výstavby a vysoké kvality při současné minimalizaci času potřebného k provedení výstavby. Během výstavby prochází konstrukce různými statickými systémy; mění se okrajové podmínky, jsou betonovány nebo montovány nové nosné prvky, je prováděno dodatečné předpětí a odstraňovány dočasné podpory. V mnoha konstrukcích se kombinují nosné betonové prvky s různým stářím betonu, které jsou postupně zatěžovány. Z toho důvodu musí být během výstavby a po dobu životnosti betonové konstrukce zohledněno dotvarování a smršťování betonu. Reologické vlastnosti betonu mohou výrazným způsobem ovlivnit použitelnost konstrukce. Také únosnost konstrukce může být ovlivněna redistribucí vnitřních sil způsobenou dotvarováním a smršťováním. Proto je pro statickou analýzu třeba používat zpřesněné metody výpočtu. Fáze výstavby a provozu, Předpínání a TDA jsou moduly systému Scia Engineer určené pro statické výpočty předpínaných a spřažených konstrukcí s ohledem na postupnou montáž, změny okrajových podmínek a reologické účinky betonu. Moduly umožňují provádět statické výpočty konstrukcí z předpjatého betonu, spřažených prvků, postupně montovaných nebo betonovaných nosných prvků, postupně vytvářených průřezů. Moduly rovněž umožňují postupné vkládání zatížení a předpětí a odstraňování dočasných prvků konstrukce. Lze modelovat speciální technologie výstavby, jako je metoda letmé montáže a letmé betonáže, technologie vysouvání konstrukce, zavěšené konstrukce, zmonolitnění prostých nosníků ve spojité včetně následné betonáže spřažené desky nebo postupná výstavba patrových rámů. Implementace těchto modulů je prvním krokem směřujícím ke změně navrhování a výpočtu betonových konstrukcí ve výpočetním systému Scia Engineer. Možnost provádění výpočtů v nepřerušené posloupnosti statických modelů vytvářených automaticky s ohledem na postup výstavby nebo zavedení času jako nové proměnné při výpočtu ale nejsou jediné dva aspekty problému. Ve výpočtu je také zohledněn nový typ materiálových charakteristik – reologické vlastnosti betonu a novou významnou vlastností je i to, že program odpovídá modernímu pohledu na analýzu předpětí v teorii konstrukcí. Dodatečně předpínané kabely jsou považovány za vnější zatížení pouze v čase vnesení předpětí. Toto zatížení se počítá jako zatížení, které je ekvivalentní účinkům kabelu napjatého napětím v okamžiku po krátkodobých ztrátách. Kabel se stane součástí konstrukce po zakotvení. Jeho tuhost je přidána do matice tuhosti konstrukce. Od té chvíle budou všechna zatížení přenášená konstrukcí automaticky ovlivňovat předpětí tohoto kabelu. Kabel, stejně jako spřažené části průřezu, je modelován konečným prvkem na excentricitě. Mezi excentrickými konečnými prvky spojujícími dva body je zajištěna kompatibilita přetvoření po celé délce prvku. Modul TDA umožňuje v systému Scia Engineer doposud nedostupnou kvalitu statického výpočtové modelu. Poznámka: Uvedené tři moduly mohou být použity také samostatně (např. modul Předpětí v lineárních výpočtech, Fáze výstavby a provozu pro výpočty prostorových ocelových rámových konstrukcí atd.). V takovém případě ale uživatel ztrácí některé z výše uvedených možností. Z toho důvodu bude i v popisech jednotlivých modulů často obsažen odkaz na ostatní moduly z této skupiny.

-7-

Kapitola 1

Použití dodatečně předpínaných kabelů (včetně volných kabelů a lan visutých mostů) bez fází výstavby Když se provádí lineární výpočet, tuhost prvků dodatečně předpínaných kabelů se nepřidává k matici tuhosti pro žádný vypočítávaný zatěžovací stav. Lineární výpočet neumožňuje při řešení systému spojit dvě matice tuhosti dané konstrukce, tj. vytvořit dvě levé strany. V důsledku toho je zřejmé, že předpokládáme, jakoby všechna zatížení (zatěžovací stavy) byla aplikována v okamžiku předpětí, kdy se zavádí do kabelu předpínací síla. To znamená, že např. zatěžovací stav obsahující rovnoměrně rozloženou zátěž aplikovanou na hlavní nosník visutého mostu naprosto ignoruje volné kabely – mostovka se deformuje a kabel zůstává nenapnutý – síla v kabelu v odpovídající kombinaci se rovná pouze předpínací síle. Použití předpětí je tudíž omezeno na výpočty fází výstavby a zjednodušení na lineární výpočet může u mnoha projektů vést k nesprávným výsledkům.

-8-

Stručný úvod do fází výstavby a provozu

Stručný úvod do fází výstavby a provozu Modul Fáze výstavby a provozu umožňuje obecné modelování postupu výstavby. Ve spojení s modulem TDA je ve výpočtu zohledněn jako nová vstupní proměnná také čas. Pro účely časově závislých výpočtů se zavádí globální, lokální a detailní časová osa a jsou generovány jednotlivé časové uzly. Časový průběh a změny výpočetního modelu, průřezů nebo zatížení se však modelují prostřednictvím jednotlivých „fází výstavby", přičemž každé z těchto fází je přiřazeno pořadové číslo, jméno a globální čas. Účinky (výsledky) přírůstků zatížení jsou ukládány do samostatných zatěžovacích stavů, a to samostatně pro účinky přírůstků stálého zatížení, předpětí a reologické účinky během předchozího časového intervalu.

-9-

Kapitola 3

Stručný úvod do předpětí Modul Předpětí umožňuje analýzu předem předpjatých nosníků. Dále lze počítat a zobrazovat krátkodobé ztráty přepětí. Data definující umístění a tvar lan a kabelů jsou pak během statického výpočtu použita pro automatickou generaci konečných prvků statického modelu a k výpočtu jejich ekvivalentního zatížení včetně krátkodobých ztrát. Modul Předpětí tedy umožňuje počítat účinky předpětí pro 2D konstrukce. Lze jej použít pro lineární analýzu finálního stavu konstrukce. V kombinaci s modulem Fáze výstavby a provozu lze také modelovat postupné předpínání při montáži konstrukce. V kombinaci s modulem TDA je možné respektovat navíc vliv reologického působení betonu. Pomocí modulu TDA lze však řešit pouze 2D rámové konstrukce (projekt typu Rám XZ).

- 10 -

Stručný úvod do TDA

Stručný úvod do TDA Modul TDA umožňuje časově závislou analýzu předpjatých betonových i spřažených 2D rámových konstrukcí při respektování definovaných fází výstavby, dotvarování a smršťování a stárnutí betonu. Metoda použitá pro časově závislou analýzu je založená na postupném výpočtu, ve kterém je časový úsek rozdělen na podintervaly a časové uzly. V každém časovém uzlu je konstrukce řešena metodou konečných prvků. Pro výpočet dotvarování se používá teorie viskoelasticity se stárnutím. Vzhledem k symetrii dlouhodobých zatížení může být často jak konstrukce, tak zatížení dostatečně přesně modelováno pouze ve svislé rovině. Z tohoto důvodu lze jako výpočtový model použít rovinný rám. Konečné prvky na excentricitě reprezentují např. betonový komorový nosník (nebo samostatně betonové stěny a desku mostovky), předpínací kabely, příčné výztuhy, podpěry, dočasné kotevní vazby, nepředpjatou výztuž apod. Ve výpočtu jsou zohledněny všechny změny konstrukce tak, že odpovídají reálnému postupu výstavby. Prvky jsou vkládány nebo odstraňovány v závislosti na postupu výroby. Mohou být modelovány různé změny v konstrukci, jako např. přidání nebo odstranění segmentů a předpínacích kabelů, změny okrajových podmínek, zatížení a předepsaných posunutí. Předpínací kabely jsou také modelovány jako excentrické konečné prvky. Ve chvíli vnesení počátečního napětí jsou do globálních podmínek rovnováhy vneseny pouze zatěžovací impulsy kabelu. Po zakotvení je uvažována také tuhost kabelu. Lze modelovat kabely jak se soudržností, tak bez soudržnosti. Dlouhodobé ztráty jsou ve výpočtu zohledněny automaticky. Pokud dojde k odstranění nějakého prvku nebo ke změně okrajových podmínek, vnitřní síly prvku a odpovídající reakce jsou automaticky přidány do přírůstku vektoru zatížení. Celkové přetvoření betonu v čase t je rozděleno na tři části: es(t) je přetvoření od napětí, es(t) od smršťování a eT(t) je přetvoření od teploty. Smršťování ani přetvoření od teploty nejsou závislá na napětí. Smršťování nosných prvků je dáno průměrnými vlastnostmi uvažovaného průřezu a závisí na průměrné relativní vlhkosti a rozměrech prvku. Přetvoření od napětí sestává z okamžitého elastického přetvoření ee(t) a dotvarování ec(t). Je zohledněn růst modulu pružnosti v čase v důsledku stárnutí betonu. Model pro výpočet dotvarování je založen na předpokladu linearity mezi napětím a přetvořením, aby bylo možné použít lineární superpozici. Numerické řešení je založeno na náhradě Stieltjesova dědičného integrálu sumací s konečným počtem členů. Obecný problém řešení účinků dotvarování je převeden na posloupnost kroků, v nichž je prováděna lineární analýza. Výpočet dotvarování rovněž závisí na průměrných vlastnostech daného průřezu. Dotvarování, smršťování a účinky stárnutí je možné uvažovat dle doporučení norem EUROCODE 2, ČSN 73 1201 a ČSN 73 6207. Metoda zohledňuje historii napětí, nepotřebuje žádné iterace v jednotlivých krocích a neomezuje typ funkce dotvarování.

- 11 -

Kapitola 5

Implementace fází výstavby a TDA Časově závislá analýza (TDA) je v systému Scia Engineer úzce svázána s modulem Fáze výstavby a provozu (Analysis of Construction Stages - ACS). Rozdíl je v tom, že samotný modul Fáze výstavbya provozu nezohledňuje reologické účinky. Na druhou stranu „zatěžovací stav" a „kombinace zatěžovacích stavů" jsou základní „stavební jednotkou" jak TDA tak Fází výstavby a provozu. Modul Fáze výstavby a provozu pracuje ve skutečnosti nezávisle na čase. Jde pouze o formální záležitost, kdy je každá fáze spojena s určitým časovým uzlem. Přírůstky stálých zatížení v každé stavební fázi (fáze výstavby nebo provozu) a jejich účinky (přírůstky vnitřních sil a deformací způsobené tímto zatížením) jsou uchovávány v samostatných zatěžovacích stavech. Předpokládá se, že toto zatížení existuje (působí na konstrukci) do času nekonečno, resp. do poslední provozní fáze. Odlehčení musí být modelováno jako samostatný stav s opačným znaménkem. Např. celkové vnitřní síly v existujících nosných prvcích způsobené stálým zatížením v čase po třetí fázi výstavby se získají jako výsledky kombinace tří odpovídajících zatěžovacích stavů. Do této kombinace může být přidán zatěžovací stav reprezentující užitné zatížení. Jestliže je v určité fázi aplikováno předpětí, musí být vložen také přídavný stálý zatěžovací stav typu předpětí. Jsou tedy definovány dva stálé zatěžovací stavy v jedné fázi výstavby – pro stálé zatížení a pro předpětí. Uživatel nemůže v zatěžovacím stavu pro předpětí definovat jiné zatížení. Pro účely TDA je v každé fázi výstavby automaticky generován jeden prázdný doplňkový zatěžovací stav. Tyto stavy jsou použity pro uchování přírůstků vnitřních sil a deformací způsobených dotvarováním a smršťováním betonu, které jsou vypočteny během předchozího časového intervalu. Tyto zatěžovací stavy jsou v systému Scia Engineer označeny jako zatížení od dotvarování.

- 12 -

Modul pružnosti proměňující se v čase

Modul pružnosti proměňující se v čase Scia Engineer umožňuje uživatelům používat různé přístupy při výpočtu fází výstavby a provozu: • Použít standardní řešič a vypočítat fáze výstavby a provozu bez jakýchkoli časových účinků. Byla vypočtena pouze řada jednotlivých modelů a vnitřní síly se měnily podle měnících se okrajových podmínek. • Použít výpočet TDA (Časově závislý výpočet), ve kterém se bere v úvahu úplný proces stárnutí, včetně relaxace výztuže, dotvarování a smršťování betonu. • Použít standardní řešič, ale vzít v úvahu změnu modulu pružnosti (E) v průběhu času, tj. stárnutí materiálu, pomocí diagramu definujícího změny modulu pružnosti v čase (diagram modulu pružnosti E). Posledně uvedený přístup může být rovnocenně uplatněn jak na rámové, tak na stěnodeskové konstrukce. V rámci jednoho projektu může uživatel definovat několik diagramů modulu pružnosti E. Je dokonce možné, aby každý materiál, který se v projektu používá, měl svůj vlastní diagram modulu pružnosti E. Diagramy modulu pružnosti E mohou být přiřazeny ke všem nebo pouze k některým materiálům používaným v projektu.

Postup jak používat funkce modulu pružnosti E při výpočtu Existuje několik podmínek, které musí být splněny, aby byl umožněn výpočet s měnícím se modulem pružnosti E. Poznámka: Níže uvedený postup není úplný výukový manuál. Pouze klade důraz na operace, které musí být, vedle standardních kroků konaných během přípravy a výpočtu konstrukce, provedeny.

Projekt musí odpovídat typu "Fáze výstavby a provozu". 1. Otevřete funkci Projekt v hlavním menu. 2. Zadejte položku Model do Fáze výstavby a provozu. 3. Potvrďte [OK].

Možnost Modul pružnosti E musí být vybrána pomocí Dialogu pro nastavení Fáze výstavby a provozu 1. Otevřete servis Fáze výstavby a provozu. 2. Spusťte funkci Nastavení. 3. Zadejte možnost Typ do funkcemodul pružnosti E. 4. Potvrďte [OK].

Funkce modul pružnosti E musí být definována 1. Otevřete správce funkcemodulu pružnosti E: 1. Použijte nabídku funkce Knihovny >funkce modul pružnosti E, 2. Použijte funkci hlavního stromu Knihovna>funkce modul pružnosti E. 2. Klikněte [Nový] a vložte novou funkci model pružnosti E. 3. Zadejte jednotlivé body funkce.

- 13 -

Kapitola 6 4. Potvrďte [OK]. 5. Je-li třeba, opakujte pro tolik funkcí modulu pružnosti E, kolik je nezbytné. 6. Zavřete správce.

Požadované materiály musí mít přiřazenu příslušnou funkci modulu pružnosti E 1. Otevřete správce Materiál: 1. 1. Použijte nabídku funkce Knihovny> Materiály, 2. Použijte funkci hlavního stromu Knihovna> Materiály. 2. Seznam materiálových charakteristik obsahuje jednu dodatečnou položku: funkce modul pružnosti E (Pokud možnost funkcemodul pružnosti E není nastavena v Nastavení fází výstavby a provozu, není tato položka k dispozici). 3. Vyberte vyžadovaný materiál. 4. Vyberte příslušnou funkci modulu pružnosti E. 5. Opakujte pro tolik materiálů, kolik je třeba. 6. Zavřete správce Materiál.

Musí být proveden výpočet Fází výstavby a provozu 1. Otevřete dialog výpočet MKP: 1. Použijte nabídku funkce Strom>Výpočet,Síť>výpočet, 2. Použijte stromovou nabídku funkce Výpočet, Síť > výpočet. 2. Vyberte možnost Výpočet fázívýstavby a provozu. 3. Spusťte výpočet [OK]. Poznámka: Ujistěte se, že zadání Nastavení prutů a celkový čas v jednotlivých fázích výstavby a provozu odpovídají času používanému při stanovení funkcí E modulu.

- 14 -

Použití v projekční praxi

Použití v projekční praxi Pozvánka: Moduly Fáze výstavby a provozu, Předpětí a obzvláště TDA jsou speciální moduly, které vyžadují poměrně vysokou úroveň profesních znalostí a současně dostatek zkušeností se systémem Scia Engineer. Z tohoto důvodu doporučujeme specializované školení, které zajistí pochopení obecných principů a umožní efektivně využívat všechny vlastnosti a možnosti těchto modulů. Pro více informací kontaktujte prosím svého dodavatele.

- 15 -

Kapitola 8

Odkazy [1] Navrátil J.: Časově závislá analýza betonové rámové konstrukce, Stavebnický časopis, 7 (40), 1992, pp. 429-451 [2] CEB-FIP Model Code 1990, Final Draft 1991, BULLETIN D’INFORMATION No 203, Comite Euro-International Du Beton, Lausane, 1990. [3] Navrátil, J.: Předpjaté betonové konstrukce, Akademické nakladatelství CERM, s.r.o., Brno, 2004.

- 16 -



Zadání geometrie a ostatních dat Před vlastním zadáváním vstupních údajů souvisejících s TDA nebo Fázemi výstavby a provozu musí být provedeny některé přípravné kroky. Předem musí být definovány všechny nosné prvky, předpínací prvky, okrajové podmínky a zatížení, které se objeví v konstrukci. Po jejich zadání budou všechny prvky, kabely, podpory atd. postupně přidávány do konstrukce v modulu Fáze výstavbya provozu. Samotné zadávání maker, uzlů, podpor a zatížení je prováděno ve standardním prostředí systému Scia Engineer.

Nastavení parametrů Pro TDA výpočet nebo Fáze výstavby a provozu je nutné zadat některé související údaje. Tyto data lze zadat v dialogu s nastavením, který obsahuje položky jak pro TDA, tak pro Fáze výstavby a provozu. Dále je nutné určitým způsobem upravit několik parametrů souvisejících s generováním sítě konečných prvků, výpočtem, materiály atd. Jednotlivé parametry jsou popsány v samostatných kapitolách: l

Nastavení fází výstavby a provozu,

l

Nastavení TDA,

l

Nastavení Sítě prvků a Výpočtu,

l

Nastavení materiálů. Poznámka: Část dialogu s nastavením pro TDA je dostupná POUZE v případě, že je TDA modul dostupný, tzn. musí být např. projekt typu Rám XZ.

- 17 -

Kapitola 10

Fáze výstavby

Vytvoření projektu s fázemi výstavby Pokud chcete provádět výpočty fází výstavby, musíte provést příslušné nastavení v dialogu Data o projektu na kartě Základní data: l

Ve výběrové položce Model zvolte Fáze výstavby a provozu

Nastavení fází výstavby Dialog Nastavení fází výstavby umožňuje zadání výchozích hodnot parametrů, které se objevují ve vstupních dialozích pro jednotlivé fáze výstavby a provozu.

Součinitele zatížení Gama min Gama max se zadávají pro oba typy stálých zatěžovacích stavů – zatížení stálá (dlouhodobá) (gG) a předpětí (gP). Stálá

Součinitele zatížení gGmin(<=1), gGmax(>=1), gPmin(<=1), gPmax(>=1) lze dále určovat (pro každý zatěžovací stav) v každé

(dlouhodobá)

fázi výstavby (nebo provozní fázi). Pokud je ve výběrové položce Stálá nebo dlouhodobá zatížení vybráno nahodilé dlouhodobé

zatížení

zatížení, je požadován pouze maximální součinitel gQmax, protože gQmin je automaticky brán jako nulový (veškeré nahodilé zatížení je odstraněno). A současně se zobrazí další součinitel y<1.

Předpětí Dlouhodobá složka nahodilého zatížení

Viz výše. Součinitel y určuje dlouhodobou složku nahodilého zatížení. Pokud je stav se stálým zatížením, předpětím nebo nahodilým zatížením použit ve fázi výstavby, nelze ho již znovu použít, protože se v další fázi může změnit uspořádání konstrukce a výsledky se mohou lišit.

Výsledky Jméno generované kombinace (max)

Určuje masku pro automatickou generaci jmen maximálních kombinací zatěžovacích stavů.

Jméno generované kombinace (min)

Určuje masku pro automatickou generaci jmen minimálních kombinací zatěžovacích stavů.

Jméno generované provozní kombinace

Určuje masku pro automatickou generaci jmen provozních kombinací.

Poznámka: Při generování jmen kombinací zatěžovacích stavů jsou znaky {O} během vytváření kombinací nahrazeny odpovídajícím číslem. Pokud je maska jména například F {O}-MAX, budou výsledné kombinace pojmenovány F1-MAX, F2-MAX, F3-MAX, atd.

Poznámka: Stejný dialog může obsahovat také parametry pro TDA. Tyto parametry jsou dostupné pouze v projektech, které podporují časově závislé výpočty. Viz také Nastavení TDA.

Postup pro změnu parametrů fází výstavby 1. Otevřete servis Fáze výstavby a provozu. 2. Spusťte příkaz Nastavení.

- 18 -

Fáze výstavby 3. Zadejte potřebné parametry. 4. Potvrďte kliknutím na [OK]. 5. Uzavřete dialog s nastavením.

Správce fází výstavby Správce fází výstavby umožňuje zadání, prohlížení, kopírování, tisk a mazání jednotlivých fází výstavby. Pracuje se s ním jako se standardním správcem databází Scia Engineer.

Postup pro otevření Správce fází výstavby 1. Projekt musí mít nastaven model fáze výstavby. 2. V hlavním stromu otevřete servis Fáze výstavby a provozu. 3. V horní části dialogu servisu klikněte na tlačítko se třemi tečkami. 4. Na obrazovce se otevře správce. 5. Správce fází výstavby se otevírá automaticky po prvním otevření servisu. Poznámka: Po vytvoření nové fáze výstavby jsou parametry nastaveny podle hodnot definovaných v Nastavení fází výstavby.

Vytvoření nové fáze výstavby Postup pro vytvoření nové fáze výstavby nebo provozu l

Otevřete Správce fází výstavby.

l

Klikněte na tlačítko [Nový].

l

Pokud neexistuje žádný vhodný zatěžovací stav, objeví se žádost o vytvoření nového.

l

Do seznamu se přidá nová fáze výstavby.

l

Pro otevření editačního dialogu klikněte na tlačítko [Opravit].

l

Zadejte parametry (viz níže).

l

Potvrďte kliknutím na [OK].

l

Uzavřete Správce fází výstavby a provozu.

Parametry fází výstavby a provozu Jméno Definuje jméno fáze. Pořadí fáze (informativní) Udává pořadové číslo fáze. Krátký popis fáze výstavby nebo provozu. Umožňuje stručně popsat, co se stane v aktuální fázi. Komentář pomáhá uživateli Popis

udržovat přehled o postupu výstavby. Popis je také použit ve vygenerovaných třídách výsledků a ve vygenerovaných kombinacích. Například pro kombinace je tento popis jediným jednoznačným identifikátorem vygenerované kombinace.

- 19 -

Kapitola 10

Poznámka: Velmi doporučujeme toto pole využít.

Čas fáze

Globální čas ve dnech. Tento čas bude přiřazen všem akcím v aktivní fázi. Globální čas musí být větší než globální čas předchozí fáze a menší, než globální čas následující fáze. Počet podintervalů na detailní časové ose. Podintervaly následující za prvním podintervalem jsou generovány automaticky

Počet

v logaritmickém měřítku. Tento parametr má vliv na přesnost výpočtu dotvarování betonu.

subintervalů Viz také Časová osa. Vlhkost Relativní vlhkost okolního prostředí. Udává, že aktivní fáze je poslední fází výstavby. Pokud je toto zapnuto, bude další fáze první provozní fází. Od tohoto okamžiku už uživatel nemůže měnit konstrukci, ale může přidávat stálé nebo nahodilé zatížení (ne předpětí!). Z tohoto důvodu nejsou Poslední

v provozních fázích možné žádné změny v konfiguraci konstrukce (změny průřezu, předpětí, …).

fáze výstavby

Pokud byl nahodilý zatěžovací stav už jednou použit ve fázi výstavby před poslední fází výstavby (včetně), je "spotřebován" a nelze jej znovu použít v další fázi výstavby. Pokud byl nahodilý zatěžovací stav přiřazen provozní fázi (tj. do fáze následující za fází poslední fází výstavby), může být znovu použit v kterékoliv další provozní fázi. Určuje zatěžovací stav, který je přiřazen aktuální fázi výstavby/provozu.

Zatížení Poznámka: Přečtete si komentář pod tabulkou. Gama min,

Součinitele zatížení.

Gama max

Poznámka: Přečtete si komentář pod tabulkou. Součinitel pro dlouhodobou složku nahodilého zatížení.

Psi Poznámka: Přečtete si komentář pod tabulkou. Nahodilá

Umožňuje přidat nahodilý zatěžovací stav do fáze.

zatížení

Poznámka: Přečtete si komentář pod tabulkou.

Zatěžovací stav stálý nebo dlouhodobý Každé fázi výstavby nebo provozu musí být vytvořen a přiřazen exkluzivně jeden zatěžovací stav typu stálé zatížení nebo vlastní hmotnost. Zatěžovací stav může být prázdný. Jak bylo zmíněno výše, stálý zatěžovací stav zadávaný ve fázi výstavby (nebo provozní fázi) může být dvou typů: stálé nebo vlastní tíha. Zadání stálého zatížení se provádí standardním způsobem, ale co se týče vlastní tíhy, existují tři možnosti zadání. (1) První možnost zadání je pomocí stálého zatížení. Vlastní tíha prvku je spočítána uživatelem předem a je stanovena jako rovnoměrné nebo lichoběžníkové zatížení spojité po délce prvku. Tato metoda může být použita v kombinaci s ostatními stálými zatíženími, např. vlastní tíha příčných výztuh, povrchových vrstev atd. V tomto případě může být vlastní tíha prvku aplikována v kterékoli fázi výroby (v jakýkoliv čas) nezávisle na čase přidání tohoto makra. Z toho důvodu není zadání stálého zatížení vázáno na makra nebo dobetonovávané části maker přidané v aktivní fázi výstavby. (2) Druhá možnost zadání vlastní tíhy může být použita pouze pro prvky přidané v aktuální (aktivní) fázi nebo dobetonovávané desky. Příslušný zatěžovací stav musí být typu "vlastní tíha". Do takového stavu nelze zadávat žádné jiné zatížení. Pokud je tedy nastaven pro fázi zatěžovací stav typu "vlastní tíha", je aplikován pouze přírůstek vlastní tíhy konstrukce. Přírůstek je určen jako vlastní tíha těch částí konstrukce (nosných prvků nebo jejich dobetonovaných části), které jsou vloženy do konstrukce v aktuální fázi výstavby. Tyto dva postupy budou demonstrovány na jednoduché ukázce. Ukázka: Zadání vlastní tíhy do modelu Předpokládejme, že máme nosník T-průřezu, který má dvě fáze: (i) jádro průřezu, (ii) spřažená deska.

- 20 -

Fáze výstavby

Průřez sestává ze dvou fází: 1 = základní nosník, 2 = spřažená deska. Popíšeme tři modelové situace, dvě, které používají první postup (uživatelem spočítané stálé zatížení), a jednu, která používá druhou metodu. Neříkáme tímto, který postup je lepší nebo horší, pouze je zde popíšeme, abychom vysvětlili konsekvence různých postupů. Je na uživateli, aby se rozhodl, který postup modelování nejlépe odráží konkrétní podmínky určitého projektu.

Situace A (uživatelem spočítané stálé zatížení) Fáze

Akce

Zatěžovací stav přiřazen fázi

betonáž nosníku (1. fáze průřezu je přidávána do modelu)

prázdný stálý zatěžovací stav

1

2

3

betonáž spřažené desky (2. fáze průřezu je přidávána do modelu) vložení ručně spočítané vlastní tíhy

prázdný stálý zatěžovací stav stálý zatěžovací stav se zadaným zatížením, které představuje vlastní tíhu nosníku

V tomto případě je uživatel plně zodpovědný za zadání vlastní tíhy do modelu. Na druhou stranu má proces plně pod svou kontrolou. Nejdříve je vyroben základní nosník, potom nadbetonována spřažená deska. A úplně na závěr je vložena vlastní tíha v plné výši. Ve výsledku tedy není spřažený nosník před kompletací vystaven žádnému zatížení.

Situace B (uživatelem spočítané stálé zatížení) Fáze

Akce




1

2

3

vložení ručně spočítané vlastní tíhy betonáž spřažené desky (2. fáze průřezu je přidávána do modelu)

stálý zatěžovací stav se zadaným zatížením, které představuje vlastní tíhu nosníku prázdný stálý zatěžovací stav

V tomto případě je znovu uživatel zodpovědný za zadání vlastní tíhy do modelu. Nejdříve je vyroben základní nosník, který nenese žádné zatížení. Poté je vložena vlastní tíha v plné výši. Na závěr je dobetonována deska. Znamená to, že základní nosník přenášel vlastní tíhu celého průřezu ještě před zhotovením spřažené desky.

- 21 -

Kapitola 10

Situace C (automaticky počítaná vlastní tíha) Fáze

Akce




betonáž spřažené desky (2. fáze průřezu je přidávána do modelu)


1

2

V tomto případě je vlastní tíha přidávána automaticky a po částech. Nejdříve je vybetonován základní nosník a automaticky zatížen vlastní tíhou kompletní části průřezu, tj. základního nosníku. Po zhotovení spřažené desky je spočítána její vlastní tíha a přidána k existující vlastní tíze základního nosníku.

Závěr Na těchto jednoduchých příkladech bylo názorně ukázáno, že výpočet fází výstavby umožňuje nespočet variant. Uživatel tedy musí přemýšlet předem a být si vědom toho, co (i) chce modelovat a (ii) co ve skutečnosti vytvořil. Poznámka: Pokud je modul Fáze výstavby a provozu kombinován s modulem TDA, nabízí se další možnosti. Např. lze modelovat betonáž na bednění (takže dokonce ani varianta C nepovede k okamžitému vložení vlastní tíhy), odstranění bednění v určitém čase (a případně současné vložení vlastní tíhy), atd.

Předpětí Aktuální fázi lze nastavit a přiřadit jeden zatěžovací stav (typu stálý - předpětí). Každý ze stavů tohoto typu může být exkluzivně přiřazen pouze jediné fázi výstavby.

Gama min Gama max Součinitelé zatížení Gama min Gama max se uplatní pro oba typy stálých zatěžovacích stavů – zatížení (gG) a předpětí (gP). Součinitelé zatížení gGmin(<=1), gGmax(>=1), gPmin(<=1), gPmax(>=1) se určují (pro každý zatěžovací stav) v každé fázi výstavby (nebo provozní fázi). Pokud je ze seznamu Stálá nebo dlouhodobá zatížení vybráno dlouhodobé nahodilé zatížení, je požadována pouze maximální hodnota součinitele gQmax, protože gQmin je automaticky brána hodnotou rovnou nule (když je veškeré nahodilé zatížení odstraněno). Současně se zobrazí další součinitel y<1. Součinitel y určuje dlouhodobou část zatížení. Pokud je stálé zatížení, předpětí nebo nahodilé zatížení použito ve fázi výstavby, nemůže být nikdy použito znovu. Zatížení je přiřazeno exkluzivně dané fázi výstavby, protože v další fázi výstavby může být změněno uspořádání konstrukce (změní se např. okrajové podmínky) a výsledky od stejného zatěžovacího stavu by byly jiné. Ve skutečnosti při vlastním výpočtu TDA (vypočtu dotvarování) není použit žádný součinitel zatížení. Z toho důvodu ani výsledky zatěžovacích stavů pro dotvarování, které jsou generovány TDA, nemají v sobě zahrnuty žádné součinitele zatížení (lepe řečeno součinitele zatížení = 1.0). Po provedení výpočtu jsou automaticky generovány jak kombinace pro mezní stav použitelnosti (SLS), tak kombinace pro mezní stav únosnosti (ULS). Pro kombinace ULS jsou použity obě hodnoty max. (>=0) a min. (<=0) všech součinitelů pro stálé zatížení gG, předpětí gP, dlouhodobé nahodilé zatížení gQ a dotvarování gC. Všechny kombinace požadované normami (pro EC2 trvalá a dočasná, mimořádná (nehodová), seismická, výjimečná, častá, kvazistálá) musí být definovány ručně jako "zadaná kombinace". V provozních fázích mohou být zadávány dva typy nahodilého zatížení: krátkodobé zatížení a dlouhodobé zatížení (kvazistálé). Tato klasifikace nemá žádný vztah k typům zatěžovacích stavů specifikovaným kdekoliv jinde v Scia Engineer. Z toho důvodu je dlouhodobé nahodilé zatížení z hlediska TDA jednoznačně určeno pouze specifikací dlouhodobé složky zatížení (použitím součinitele 0 Ł y Ł 1). Dlouhodobá složka zatížení je potom použita pro výpočet dotvarování v TDA. Kvazistálé zatížení je vloženo společně s ostatními zatíženími v dané provozní fázi v TDA. Po té, co již bylo dlouhodobé zatížení jednou vloženo, nemůže být použito znovu, protože dlouhodobá složka (y) zatížení způsobí v TDA dodatečné dotvarování betonu. Předpokládá se, že dlouhodobá složka (y) zatížení zůstane na konstrukci po celou dobu životnosti. Výsledky dlouhodobých zatěžovacích stavů jsou paralelně počítány nejen modulem TDA, ale také standardním řešičem

- 22 -

Fáze výstavby Scia Engineer a jsou použity (v nulové nebo plné výši) ve všech kombinacích generovaných pro tuto a následující provozní fáze. Předpokládá se tedy, že dlouhodobá složka nahodilého zatížení může být na krátkou dobu odstraněna z konstrukce nebo může nahodilé zatížení působit v plné výši (bez vlivu na dotvarování). Dlouhodobé nahodilé zatěžovací stavy nemohou být použity během fází výstavby (pouze v provozních fázích).

Nahodilé zatěžovací stavy Nahodilá zatížení (okamžitá a krátkodobá) lze přidávat do aktuální fáze. Je možné přidat libovolné množství předem zadaných zatěžovacích stavů. Předpokládá se, že zatížení definované v tomto dialogu je dočasné a není bráno do výpočtu TDA. Pokud byl nahodilý zatěžovací stav už jednou použit ve fázi výstavby, je nutné jej před jeho opětovným použitím v jiné fázi výstavby zkopírovat do nového zatěžovacího stavu. Je třeba si uvědomit, že výsledky stejného zatížení se pro různé fáze výstavby mohou lišit, protože se mění uspořádání konstrukce. Od první provozní fáze je možné používat krátkodobé zatěžovací stavy opakovaně, protože se během provozu nemění konstrukce a odezva konstrukce (výsledky) je shodná ve všech provozních fázích. Krátkodobé zatěžovací stavy se řeší ve standardním řešiči Scia Engineer a počítají se bez ohledu na stáří betonu (betony mají stáří 28 dnů).

Zadání změn ve výpočetním modelu Před vlastním zadáváním fází výstavby je nutné zadat všechny nosné prvky, kabely, okrajové podmínky a zatížení, které souvisí s konstrukcí. Potom se všechny prvky, kabely, podpory atd. s ohledem na skutečný postup výstavby postupně přidávají do konstrukce. Pokud je některý prvek odstraněn nebo se změní okrajové podmínky, jsou vnitřní síly a odpovídající reakce automaticky přidány do odpovídajícího zatěžovacího stavu. V každé fázi výstavby lze: l

přidat nový prvek do konstrukce,

l

odstranit existující prvek z konstrukce,

l

přidat podporu do konstrukce,

l

odstranit existující podporu z konstrukce.

Všechny tyto operace se provádí v servisu Fáze výstavby a provozu.

Postup pro přidání prvku 1. Otevřete servis Fáze výstavby a provozu. 2. Vyberte (nebo definujte) příslušnou fázi výstavby. 3. Spusťte příkaz Pruty > Přidat prvek. 4. Vyberte ze zadaných ty prvky, které chcete přidat v aktuální fázi do konstrukce. 5. Ukončete příkaz a případně zavřete servis.

Postup pro odebrání prvku 1. Otevřete servis Fáze výstavby a provozu. 2. Vyberte (nebo definujte) příslušnou fázi výstavby. 3. Spusťte příkaz Pruty > Odebrat prvek. 4. Vyberte ze zadaných ty prvky, které chcete v aktuální fázi z konstrukce odebrat. 5. Ukončete příkaz a případně zavřete servis.

- 23 -

Kapitola 10

Postup pro přidání podpory 1. Otevřete servis Fáze výstavby a provozu. 2. Vyberte (nebo definujte) příslušnou fázi výstavby. 3. Spusťte příkaz Podpory > Přidat podporu. 4. Vyberte ze zadaných ty podpory, které chcete přidat v aktuální fázi do konstrukce. 5. Ukončete příkaz a případně zavřete servis.

Postup pro odebrání podpory 1. Otevřete servis Fáze výstavby a provozu. 2. Vyberte (nebo definujte) příslušnou fázi výstavby. 3. Spusťte příkaz Podpory > Odstranění podpory. 4. Vyberte ze zadaných ty podpory, které chcete v aktuální fázi z konstrukce odstranit. 5. Ukončete příkaz a případně zavřete servis.

Vyčištění celé fáze Pokud je potřeba, lze smazat kompletní zadání v aktuální fázi výstavby. Použijte příkaz Smazat vstupní hodnoty fáze ze servisu Fáze výstavby a provozu.

Fázované průřezy Tato kapitola souvisí s Fázemi výstavby a provozu a časově závislou analýzou TDA. Moduly Fáze výstavby a provozu a TDA mohou obecně používat všechny průřezy dostupné z databáze průřezů v Scia Engineer. Speciálně pro účely těchto modulů je vytvořena nová funkce nazvaná „fázované průřezy“. Fázované průřezy sestávají ze dvou nebo více částí (prvků), přičemž každá z nich může mít přiřazen různý materiál. Fázované průřezy umožňují modelování spřažených konstrukcí. Průřez je vytvářen postupně od fáze s číslem 1. Každá fáze průřezu je v podélném směru modelována samostatným konečným prvkem na excentricitě. Proto se při analýze TDA projeví redistribuce napětí mezi dvěma různými fázemi průřezu, která je způsobena dotvarováním a smršťováním betonu. Pokud nějaká fáze obsahuje více samostatných částí (ze stejného nebo různého materiálu), bude pro tuto fázi mezi dvěma uzly MKP sítě vygenerován pouze jeden konečný prvek. Průřezové charakteristiky jednotlivých částí budou převedeny na jeden materiál. Vytvořený konečný prvek pak bude mít převedené průřezové charakteristiky. Z tohoto důvodu nelze během výpočtu mezi samostatnými částmi jedné fáze očekávat redistribuci napětí. Fázované průřezy je možno vytvořit pomocí modulu Obecný průřez. Obecný průřez může být vytvořen pomocí ruční definice polygonu nebo převodem z jiných typů databázových průřezů. Také některé předdefinované mostní průřezy mohou být zadané jako fázované. Pro jeden průřez lze definovat až deset fází. Podrobnější informace o modulu Obecný průřez jsou uvedeny v kapitole Průřezy > Obecný průřez. Systém Scia Engineer má však důležité omezení v tom, že na jeden 1D prvek může být definován pouze jeden fázovaný průřez! Z toho důvodu nelze použít fázovaný průřez na prutech s proměnným průřezem (tzn. prut sestavený z několika částí s různým průřezem). Při vytváření fázovaných průřezů musí být splněna jedna důležitá podmínka. Je zřejmá z následujícího obrázku.

- 24 -

Fáze výstavby

Ukázka fázovaného průřezu Následující obrázek zobrazuje dutinový stropní panel [fáze 1] (tl. 400 mm) s dobetonovanou deskou tl. 50 mm [fáze 2].

Velikost sítě pro nosníky s fázovaným průřezem Nosník s fázovaným průřezem vyžaduje spíše jemnou síť (konečných prvků). Tato jemná síť je nezbytná pro dosažení správných a spolehlivých výsledků. Velikost konečných prvků pro nosníky s fázovaným průřezem je určena parametrem Průměrná velikost lan, kabelů, prvků na podloží z dialogu Nastavení sítě konečných prvků.

Průřezové charakteristiky fázovaného průřezu Pro výpočet průřezových charakteristik fázovaných profilů doporučujeme výpočet MKP. Ten lze provést v editačním dialogu průřezu zaškrtnutím volby Výpočet MKP. Pokud je tato volba zapnutá, použije program pro výpočet průřezových charakteristik speciální postup. Výsledky výpočtu jsou zobrazeny v samostatném dialogovém okně.

- 25 -

Kapitola 10

Lze zobrazit některé výsledky a také zvolit způsob výpočtu smykových parametrů: Ay/A a Az/A (viz poznámka níže). Pozn.: Je na uživateli, aby překontroloval hodnoty smykového ochabnutí a zvolil ručně tu správnou (nebo nejvhodnější) možnost.

Průřezové charakteristiky pro průřezy více různými materiály Průřezové charakteristiky se převedou na ideální průřezové charakteristiky. U fázovaných průřezů z knihovny programu souvisí tyto charakteristiky s materiálem první fáze průřezu (tzn. materiálem první části průřezu, který tvoří první fázi). U obecných průřezů souvisí tyto charakteristiky s materiálem první zadané části průřezu bez ohledu na fáze. Srovnejte následující dva obrázky. Stejný obecný průřez tvořený obdélníkovým průřezem betonovým prvkem a průřezem ocelovým nosníkem ve tvaru písmene I. Na prvním obrázku byl jako první zadán obdélník. Na druhém obrázku byl jako první zadán průřez ocelovým nosníkem.

- 26 -

Fáze výstavby

- 27 -

Kapitola 10

Přidání nové fáze průřezu Kapitola Definování změn výpočetního modelu popisuje, jak přidat nový prut nebo podporu do určité fáze výstavby. Tato kapitola se zabývá přidáním nové části fázovaného průřezu, např. dobetonováním spřažené desky apod.

Postup pro přidání nové fáze průřezu 1. Vyberte prut s fázovaným průřezem. 2. Okno vlastností zobrazí vlastnosti prutu. 3. Jedna ze skupin vlastností se jmenuje Fáze výstavby. 4. Pro zadání fáze, do které bude přidána základní část (první fáze) průřezu, použijte položku Přidat. 5. Pro zadání fáze, do které bude přidána druhá část (fáze 2) průřezu, použijte položku Spřažená deska.

Výpočet Spuštění výpočtu Fází výstavby a TDA se provádí stejným postupem.

- 28 -

Fáze výstavby Postup pro spuštění výpočtu Fází výstavby / TDA 1. Spusťte příkaz stromu Výpočet, síť > Výpočet. 2. Zvolte Analýza fází. 3. Kliknutím na [OK] se spustí výpočet. Poznámka: Po spuštění výpočtu TDA může program zobrazit upozornění, že některé parametry řešiče a sítě musí být přenastaveny, aby splňovaly požadavky na výpočet. Můžete buď zvolit automatické přenastavení a pokračovat ve výpočtu, nebo přerušit výpočet, ručně a upravit nastavení podle kapitol Nastavení sítě a Nastavení výpočtu.

Výsledky výpočtu fází výstavby Po provedení výpočtu fází výstavby lze prohlížet výsledky. Obecně vás budou zajímat dva typy nebo skupiny výsledků. Výsledky pro zatěžovací stavy Výsledky pro třídy zatížení

Ke každé fázi výstavby je přiřazen jeden zatěžovací stav (a tento zatěžovací stav je vyhrazen pro tuto fázi, tzn. že není použitý v žádné další fázi výstavby), výsledky pro zatěžovací stavy ukazují příspěvek konkrétní fáze výstavby na celkovém rozložení dané veličiny. Program během výpočtu fází výstavby automaticky vytváří třídy výsledků. Pro každou fázi jsou generovány dvě třídy výsledků: ULS třída a SLS třída. (ULS třída bere v úvahu součinitele zatížení Gama, SLS je uvažuje rovny jedné (1)). Třídy jsou očíslovány od 1 do čísla poslední počítané fáze. Výsledky v každé třídě zobrazují aktuální stav (podmínky) konstrukce po konkrétní fázi výstavby a provozu.

- 29 -

Kapitola 11


Nelineární fáze výstavby Výpočet Fází výstavby a provozu lze provádět také pro nelineární analýzu. Vše, co bylo vysvětleno pro lineární fáze výstavby platí také pro tento rozšířený typ výpočtu. Je zde však několik rozdílů.

Nastavení projektu V nastavení projektu Projekt > Funkcionalita musí být zatrženo Nelinearity a položka 2. řád – geometrická nelinearita.

Tečné nebo rovnoběžné připojení nového prvku Dialog s nastavením fází výstavby nabízí navíc jeden parametr. Tento parametr udává geometrické podmínky pro připojování nových prvků v další fázi výstavby. Připojení nového prvku

tečný: nový prvek bude ke "starému" prvku připojen ve směru tečny k deformované linii "starého" prvku rovnoběžný: nový prvek bude připojen na konec deformovaného "starého" prvku ve směru rovnoběžném se směrem nového prvku na nezdeformované konstrukci.

Obrázek ukazuje dvě možnosti. Na levé straně obrázku je volba tečného připojení, pravá strana ukazuje rovnoběžné připojení.

TDA – Time Dependent Analysis Nelze provádět TDA výpočty v kombinaci s nelineárními fázemi výstavby.

- 30 -


Spuštění výpočtu Postup spuštění výpočtu nelineárních fází výstavby 1. Spusťte příkaz Výpočet, síť > Výpočet. 2. Vyberte Nelineární fáze výstavby. 3. Pro spuštění výpočtu klikněte na [OK].

Lineární a nelineární fáze výstavby Rozdíly mezi lineárními a nelineárními fázemi výstavby.

Lineární fáze výstavby

Lineární fáze výstavby byla vyvinuta hlavně pro výpočet předepjatých konstrukcí. Poskytuje uživateli vytvářet konstrukční proces životní cyklus konstrukce. Navzdory původnímu účelu použití tohoto modulu pro betonové konstrukce,může být obecně využit pro kterýkoli materiál. Uživatel může přidat nebo odstranit podpory,prvky a výztuž.Pro každou fázi výstavby jsou stanoveny součinitele spolehlivosti pro stálé a nahodilé zatěžovací stavy včetně předpínacích zatěžovacích stavů, vyplývající v rozsah min/max napětí/sil/deformací/reakcí. Navíc, je uživatel schopen vytvářet segmentové fázované průřezy přidáním nové betonáže (beton) nebo montáží materiálů ( ocel/dřevo/jiné ) během fáze výstavby.

- 31 -

Kapitola 11 Modul Lineární fáze výstavby je založen na superpozici (linearizaci) zatěžovacích stavů.A proto ,může uživatel snadněji ověřovat výsledky dosazením nebo odstraněním jednotlivých zatěžovacích stavů. Poznámka: Modul Časově závislá analýza (TDA) nemůže probíhat bez tohoto modulu.

Nevýhoda tohoto modulu je to,že 2D prvky mohou být do konstrukce pouze dosazeny a nikoli odejmuty.Také Youngovy moduly se nemohou měnit a klouby nemohou být přidány ani odebrány.

Nelineární fáze výstavby Nelineární fáze výstavby byly původně vyvinuty pro analýzy systémů potrubí.V podstatě, bere v úvahu deformovanou konstrukci z předchozí fáze,když vypočítává novou. A proto je použit termín "nelineární" . Tento modul může pracovat ve spolupráci s nelineárními podmínkami a fyzikální a geometrickou nelinearitou.Zadání fází výstavby pro tento modul využívá stejné principy a stejné dialogy jako lineární fáze výstavby.

Tento modul je založen na teorii druhého řádu Newton- Raphsonovy metody a vyžaduje správnou síť a zvětšení zatížení.Generuje nelineární kombinace každá reprezentující fázi výstavby. Součinitelé zatížení jsou všechny rovny 1.0, tzn. Že není žádny rozptyl (min/max).

- 32 -


Nevýhodou tohoto modulu je, že nepracuje s 2D prky a TDA.

- 33 -

Kapitola 12

TDA (Time Dependent Analysis) Zadání Nastavení TDA Pro TDA musí být nastaveny následující hodnoty.

Součinitele zatížení gama-

Tyto parametry jsou společné pro všechny fáze výstavby a provozu a zadávají se pro generovaní zatěžovací stavy pro dotvarování.

dotvarování

Při výpočtu TDA se ve skutečnosti žádný součinitel zatížení neuplatní. Z toho důvodu také výsledky zatěžovacího stavu od účinků

min(<=1);

dotvarování, které TDA generuje automaticky, neobsahují žádný součinitel zatížení (nebo lépe řečeno obsahují součinitel zatížení

gama-

= 1.0). Po provedení výpočtu se generují kombinace pro mezní stav únosnosti (ULS) a mezní stav použitelnosti (SLS). Teprve v

dotvarování

kombinacích pro mezní stav únosnosti budou pro všechna stálá zatížení, zatížení od předpětí, pro dlouhodobé složky nahodilého

max(>=1)

zatížení a pro dotvarování použity obě hodnoty součinitele zatížení (gama min a gama max).

Generování výstupního textového

Pokud je volba zatržena, bude v adresáři pro dočasné soubory vygenerován výstupní textový soubor.

souboru

Čas - historie Počet podintervalů na detailní časové ose. Podintervaly následující za prvním podintervalem jsou generovány automaticky Počet

v logaritmickém měřítku. Tento parametr má vliv na přesnost výpočtu dotvarování betonu..

podintervalů Viz také Časová osa. Okolní vlhkost

Okolní vlhkost v procentech.

Historie nosníku Každý prvek má svou vlastní historii v lokální časové ose, která obsahuje např. čas betonáže, konec ošetřování apod. Všechny údaje zadané v dialogu s nastavením se týkají lokální časové osy příslušného 1D prvku. Počátek lokální časové osy (nulový čas) je nastaven do chvíle, kdy je odpovídající tuhost makra vložena (přidána) do globální matice tuhosti celé konstrukce ("vznik makra"). V grafickém okně se to projeví změnou barvy odpovídajícího makra. Počátek lokální časové osy je potom umístěn do globální časové osy aktuální fáze výstavby. Čas betonáže ve dnech, lze zadávat i záporné hodnoty. V takovém případě není tuhost prvku v době mezi časem Čas betonáže

betonáže a vznikem makra (nulový lokální čas) zahrnuta do globální matice tuhosti, zároveň však je stáří betonu odvozováno z času betonáže.

Čas ukončení

Čas konce ošetřování betonu ve dnech. V případě "fázovaných průřezů" je to čas konce ošetřování betonu první fáze ve

ošetřování

dnech.

Délka ošetřování

Má význam pouze v případě "fázovaných průřezů". Je to čas konce ošetřování betonu další fáze (dobetonovávaných

dobetonovávaných

částí) ve dnech. Tento údaj znamená vlastně dobu trvání ošetřování dobetonovávaných částí průřezu – je vztažena

částí průřezu

k lokální časové ose každé dobetonovávané části.

- 34 -

TDA (Time Dependent Analysis) Liniová podpora

Při výpočtu modulu pružnosti betonu je zohledněno stáří betonu. V ranných stádiích by však měl být čerstvý beton

(bednění)

dostatečně podepřen bedněním. Z toho důvodu je možné definovat liniovou podporu makra 1D.

Čas uvolnění posunů ve směru osy X, Nastavuje se čas uvolnění v příslušném směru ve dnech. X, Z jsou osy globálního souřadného systému. Čas uvolnění posunů ve směru osy Z

Postup pro nastavení parametrů TDA 1. Otevřete servis Fáze výstavby a provozu. 2. Spusťte příkaz Nastavení. 3. Zadejte požadované parametry. 4. Potvrďte [OK]. 5. Uzavřete dialog Nastavení. Poznámka: Část dialogu s nastavením pro TDA je dostupná POUZE v případě, že je TDA modul dostupný, tzn. musí být např. projekt typu Rám XZ.

Nastavení materiálu Tyto hodnoty musí být nastaveny pro výpočet Fází výstavby a provozu a pro TDA. V modulech TDA a Fáze výstavby a provozu mohou být používány obecně veškeré materiály, které jsou v systému Scia Engineer. Materiálové charakteristiky betonu jsou doplněny o vliv stárnutí (normově závislé). Pro účely TDA jsou také doplněny údaje o složení betonu, neboť tyto ovlivňují rychlost a rozsah smršťování a dotvarování. Pro beton dle EC2 lze také zadat naměřené průměrné hodnoty pevnosti betonu v tlaku. Po zatržení volby Měřené hodnoty střední pevnosti v tlaku (s vlivem stárnutí) (v dialogu pro editaci materiálu otevřeného ze Správce materiálů) se zpřístupní nové položky. Uživatel může zadat naměřené průměrné hodnoty pevnosti betonu v tlaku ve stáří betonu t1 a t2 (t1
ČSN Voda v betonu

Objem vody v čerstvém betonu.

EC2 Třída

Volí se třída cementu z následujících možností: pomalu tuhnoucí, normálně tuhnoucí, rychle tuhnoucí nebo rychle tuhnoucí,

cementu

vysokopevnostní.

Nastavení sítě prvků Pro TDA musí být nastaveny tyto hodnoty.

- 35 -

Kapitola 12

l

Minimální vzdálenost mezi bodył 0.001 m

l

Průměrný počet dílků na prutu musí být ł 2.

l

l

Geometrie konečných prvků reprezentujících předpjaté kabely se generuje ze skutečné geometrie kabelu včetně oblouků ve vrcholech základního (vstupního polygonu). Konečné prvky tvoří polygon s vrcholy ve vzdálenostech rovných veličině Průměrná velikost lan, kabelů, prvků na podloží . Po definování geometrie konečných prvků je síť zahuštěna podle volby Průměrný počet dílků na prvku 1D, a to bez zpětného vlivu zahuštění na geometrii konečných prvků. Proto musí být hodnota veličiny Průměrná velikost lan, kabelů, prvků na podloží volena s ohledem na požadovanou přesnost vystižení geometrie kabelu. Generovat uzly pod osamělými zatíženími na prutových prvcích zapnuto.

Z důvodů numerické stability TDA řešiče doporučujeme nastavit: l

Minimální délka prutového prvku = 0.05 m.

Postup pro nastavení sítě 1. Spusťte příkaz menu Nastavení > Síť prvků. 2. Upravte požadované parametry. 3. Potvrďte [OK].

Nastavení výpočtu Pro TDA musí být nastaveny tyto hodnoty. l

Počet řezů na průměrném prutu = 1 (detailní výsledky vnitřních sil na mezilehlých řezech lze získat zjemněním sítě).

Postup pro nastavení výpočtu 1. Spusťte příkaz menu Nastavení> Nastavení výpočtu. 2. Upravte požadované parametry. 3. Potvrďte [OK].

Lokální historie nosníku Každý prvek má svou vlastní historii makra v lokální časové ose obsahující např. čas betonáže, konec ošetřování atd. Všechna data nastavená v tomto dialogu jsou vztažena k lokální časové ose příslušného prvku. Počátek lokální časové osy (nulový čas) je nastaven do chvíle, kdy je odpovídající tuhost makra vložena (přidána) do globální matice tuhosti celé konstrukce ("vznik makra"). V grafickém okně se to projeví změnou barvy odpovídajícího makra. Počátek lokální časové osy je potom umístěn do globální časové osy aktuální fáze výstavby. Čas betonáže ve dnech. Je možné zadávat záporné hodnoty. V takovém případě není tuhost prvku v době mezi časem Čas betonáže

betonáže a vznikem makra (nulový lokální čas) zahrnuta do globální matice tuhosti, zároveň však je stáří betonu odvozováno z času betonáže.

Čas ukončení

Čas konce ošetřování betonu ve dnech. Beton se během ošetřování nesmršťuje.

ošetřování

V případě fázovaných průřezů je to čas konce ošetřování betonu první fáze ve dnech.

Čas ošetřování

Má význam pouze v případě fázovaných průřezů. Je to čas konce ošetřování betonu druhé fáze (dobetonovávaných částí)

dobetonovávaných

ve dnech. Tento údaj znamená vlastně dobu trvání ošetřování dobetonovávaných částí průřezu – je vztažena k lokální

částí průřezu

časové ose dobetonovávané části.

- 36 -

TDA (Time Dependent Analysis) Liniová podpora

Při výpočtu modulu pružnosti betonu je zohledněno stáří betonu. V ranných stádiích by však měl být čerstvý beton

(bednění)

dostatečně podepřen bedněním. Z toho důvodu je možné definovat liniovou podporu makra 1D.

Čas instalace

(informativní) Čas je roven času betonáže.

bednění Čas uvolnění posunů ve směru osy X,

Nastavuje se čas uvolnění v příslušném směru ve dnech. X, Z jsou osy globálního souřadného systému. Čas uvolnění posunů ve směru osyZ Čas uvolněnírotace

(informativní) Čas je roven většímu z předchozích dvou časů.

Postup zadání lokální historie nosníku 1. Otevřete servis Fáze výstavby a provozu. 2. Spusťte příkaz Lokální historie. 3. Vyplňte potřebné parametry. 4. Potvrďte [OK]. 5. Vyberte příslušné prvky, kterým má být nastavená historie přiřazena. 6. Ukončete příkaz. Nosníky se zadanou lokální historií jsou označeny symbolem LBH.

Poznámka: Pokud je nosník v servisu Fáze výstavby a provozu přidán do modelu, objeví se fyzicky v modelu a je přidán do matice tuhosti. Na druhou stranu, Lokální historie nosníku umožňuje nastavit, že takový prut je např. několik dní starý a beton je už částečně nebo úplně zatvrdlý.

Časová osa V TDA výpočtech se vyskytuje nová veličina - čas. Nejdříve uživatel definuje globální čas jako jeden z parametrů každé fáze výstavby. Tento čas je přiřazen aktivní fázi. Pro účely TDA jsou dále generovány mezilehlé časové uzly, viz lokální historie nosníku. Z toho důvodu je počet časových uzlů vyšší než počet jednotlivých fází. Další podrobné časové uzly jsou potřebné pro dostatečnou přesnost výpočtu dotvarování a mohou být generovány v dialogu Editace časové osy. Pro vykreslení časové osy v tomto dialogu je použito logaritmické měřítko. Nejdříve uživatel zadá globální čas první fáze výstavby, která je prvním uzlem na časové ose fází výstavby. Například pokud předpokládáme, že (lokální) čas betonáže prvního makra je -3 dny, pak je doporučeno zadat čas první fáze +3 dny (ale není to podmínkou). Pokud tak učiníme, bude čas první fáze výstavby na globální časové ose +3 dny i po sjednocení lokálních os a časové osy fází výstavby. Počátek časové osy je vždy přemístěn do času betonáže prvního makra! Po "Sjednocení

- 37 -

Kapitola 12 lokálních časových os" (časová osa fází + lokální časové osy) máme časové uzly: t0, t1, t2, …, ti, tj, … tn, a potřebujeme vygenerovat detailní časové uzly ti+k, k=1,2, … až ti+k
Dialog Editace časové osy Dialog Editace časové osy sestává ze tří částí: l

grafické okno,

l

okno vlastností,

l

zadávací okno.

Grafické okno (dialogu Editace časové osy) Grafické okno zobrazuje všechny informace týkající se časové osy: l

počet subintervalů,

l

číslo uzlu fáze,

l

časová osa fází výstavby,

l

sjednocení lokálních časových os,

l

podrobná časová osa,

l

celkový počet subintervalů.

Grafické okno podporuje standardní vlastnosti grafických oken systému Scia Engineer: l

kontextové menu se skupinou příkazů pro zoomování, tisk a export,

l

[Ctrl] + [Shift] + stisk pravého tlačítka myši pro zoomování k a od obrázku,

l

[Shift] + stisk pravého tlačítka myši pro posunování obrázku.

Pro více informací se podívejte do úvodu k této kapitole a na postupy popsané na konci kapitoly. Okno vlastností (dialogu Editace časové osy) Toto okno umožňuje nastavení zobrazení potřebných informací v grafickém okně. Lze také upravit barvy jednotlivých grafů a nastavit měřítko textu a obrázku. Přečtěte si prosím také postup na konci kapitoly. Zadávací okno (dialogu Editace časové osy) Zde lze zadat pro vybraný interval počet podintervalů.

Postup pro editaci časové osy (změnu počtu podintervalů) 1. Otevřete servis Fáze výstavby a provozu. 2. Spusťte příkaz Časová osa. 3. Na obrazovce se otevře dialog Editace časové osy. 4. Můžete: 1. prohlédnout si zadaná data: pro zobrazení nebo skrytí požadovaných os zatrhněte v okně vlastností tohoto dialogu příslušnou volbu Zobrazit. Pro změnu barvy příslušné osy klikněte na okénko s barvou, zobrazí se „tlačítko se 3 tečkami", klikněte na něj a zvolte požadovanou barvu.

- 38 -

TDA (Time Dependent Analysis) 2. změnit počet podintervalů: Na ose Počet subintervalů vyberte interval, který chcete editovat. Vstupní pole na spodní pravé straně dialogu se aktivuje a zobrazí aktuální zadaný počet podintervalů vybraného intervalu. Můžete změnit počet. 5. Uzavřete dialog. Poznámka: Malý počet podintervalů je vhodný pro předběžné výpočty a ladění modelu. Přesnost sice není perfektní, ale výpočet je rychlý a potřebné přepočty nezaberou tolik vzácného času. Po finálním vyladění modelu doporučujeme zvětšit počet podintervalů tak, aby výsledky mely dostatečnou přesnost.

Výpočet Definice konečného prvku Metoda použitá pro časově závislé výpočty je založená na step-by-step proceduře, ve které je časová oblast rozdělena časovými uzly. V každém časovém uzlu je prováděn výpočet metodou konečných prvků. Pro výpočet dotvarování je použita teorie viskoelasticity se stárnutím. Průřezy nosných prvků obvykle sestávají z různých materiálů, např. betonový nosník nebo spřažená deska, předpínací kabely nebo výztuž, které jsou modelovány pomocí samostatných prvků. Proto je těžištní osa prvku umístěna na excentricitě vzhledem k referenční ose, která propojuje jednotlivé uzly. Na přiléhajících površích dvou excentrických prvků musí být zajištěna plná kompatibilita přetvoření. Z toho důvodu je použit konečný prvek se dvěma krajními a jedním vnitřním uzlem. Vnitřní uzel je umístěn ve středu prvku. Pro zajištění kompatibility dvou excentrických prvků spojených v jednom společném uzlu jsou podélná a příčná posunutí aproximována polynomem druhého, respektive třetího stupně. Všechny prvky s různou excentricitou, které spojují identické uzly, vytváří subkonstrukci. Pro subkonstrukci je použita statická kondenzace vnitřních uzlových parametrů, takže je zajištěna plná kompatibilita mezi excentrickými prvky. Průřez prvku je po délce konstantní. Předpokládá se lineární průběh normálových sil a ohybových momentů a konstantní průběh posouvajících sil po délce prvku. Z toho důvodu je potřebné relativně jemné dělení nosných prvků na konečné prvky.

Modelování předpětí Předpínací síla není konstantní po délce předpínacího kabelu ani v čase. V různých řezech po délce kabelu a různých fázích výstavby musí být proto určeny ztráty předpětí. Některé ze ztrát jsou počítány předem pre-procesorem. Jsou to krátkodobé ztráty a jsou značené „A" (in advance), viz níže. Jelikož kabely (nebo skupiny kabelů) jsou modelovány jako samostatné excentrické prvky, výpočet ostatních ztrát je obsažen v samotné "m"etodě pro statickou analýzu (dále značené "M"). TDA řešič počítá tyto typy ztrát automaticky a budou zobrazeny ve Výsledky > Napětí v kabelech.

Ztráty okamžité (před nebo během transferu předpětí): l

Ztráty pokluzem v kotvě, A

l

Ztráty postupným předpínáním (způsobené elastickou deformací betonu), M

l

Ztráty deformací předpínací dráhy, A

l

Ztráty elastickou deformací spár segmentů postupně předpínaných, M (pokud jsou spáry zahrnuty ve výpočetním modelu)

l

Ztráty relaxací oceli, A

l

Ztráty způsobené rozdílem teplot mezi předpínací výztuží a předpínací dráhou, A

- 39 -

Kapitola 12

Poznámka: Postup výpočtu a zobrazení těchto ztrát, viz kapitola Okamžité ztráty.

Ztráty po vnesení předpětí (dlouhodobé ztráty): l

Ztráty relaxací oceli, M

l

Ztráty smršťováním betonu, M

l

Ztráty dotvarováním betonu, M Poznámka: Postup výpočtu a zobrazení těchto ztrát, viz kapitola Napětí kabelu.

Ztráty provozní: l

Ztráty (změny předpětí) způsobené užitným zatížením, M (vypočítané standardním řešičem Scia Engineer)

Lokální časová osa předpjatého prvku obsahuje dva uzly. Čas napínání je shodný s časem fáze. V čase zakotvení je automaticky generován doplňkový časový uzel (vložení předpjatého prvku do matice tuhosti). Časový interval do zakotvení neodpovídá skutečnému času mezi předepnutím a zakotvením. Důvodem zavedení doplňkového časového uzlu je rozlišení času vnesení ekvivalentního zatížení a času vložení předpjatého prvku do matice tuhosti. Pro předem předpjaté kabely jsou tyto časy shodné. Zadané časy nemají žádnou souvislost s časovými údaji potřebnými pro výpočet ztrát. Přetvoření odpovídající relaxaci, která má dlouhodobě proběhnout, je vnášeno v několika časových uzlech následujících za časem zakotvení. Přírůstky vnitřních sil a deformací způsobené relaxací jsou přičteny do výsledků stálých zatížení příslušné fáze výstavby nebo provozní fáze, nebo jsou přidány do „prázdného" zatěžovacího stavu vygenerovaného automaticky pro účinky dotvarování a smršťování. Účinky dotvarování, smršťování a relaxace jsou sloučeny dohromady (nemůžou být odděleny, protože se ve skutečnosti navzájem ovlivňují).

Postup řešení Dotvarování a smršťování nosných prvků závisí na průměrných vlastnostech průřezu, zohledňujících průměrnou relativní vlhkost okolního prostředí a velikost prvku. Dotvarování, smršťování a účinky stárnutí mohou být v programu analyzovány podle norem EC2, ČSN 73 1201, ČSN 73 6207. Metoda použitá pro výpočet dotvarování nevyžaduje iterace v jednom kroku řešení a neomezuje typ funkce dotvarování. Metoda je založena na předpokladu linearity mezi napětím a přetvořením, což zajišťuje platnost principu lineární superpozice. Je respektován růst modulu pružnosti s časem z důvodu stárnutí. Jak již bylo uvedeno, je metoda použitá pro časově závislé výpočet založena na step-by-step počítačové proceduře, ve které je časová oblast rozdělena časovými uzly ti(i = 1,2, ... n) na časové intervaly. Řešení v časovém uzlu i je následující: 1. Výpočet přírůstku poměrných přetvoření od smrštění a přírůstku poměrných přetvoření, křivostí a smykových zkosení ve všech prvcích konstrukce od dotvarování v intervalu . 2. Sestavení zatěžovacího vektoru na konstrukci dFp, který je staticky ekvivalentní účinkům od přírůstku zobecněných poměrných přetvoření určených v kroku 1. 3. Výpočet matice tuhosti jednotlivých prvků K v čase tj a sestavení matice tuhosti Kg celé konstrukce. 4. Analýza systému rovnic KgdDg= dFp. Vektor přírůstku uzlových přemístění dDg se přičte k vektoru celkových uzlových přemístění Dg. 5. Analýza prvku v centrálním souřadném systému (souřadný systém, u kterého je osa x geometrickým místem těžišť průřezů prvku). Výpočet přírůstku vnitřních sil a přírůstku pružných poměrných přetvoření na prvku z přírůstku uzlových

- 40 -

TDA (Time Dependent Analysis) přemístění. 6. Zavedení změn v konfiguraci konstrukce provedené v časovém uzlu tj. 7. Určení přírůstku poměrných přetvoření prvků zatížených předpětím nebo změnou teploty v časovém uzlu tj. Ztráty předpětí způsobené deformací konstrukce jsou automaticky zahrnuty ve výpočtu pomocí přírůstků vnitřních sil prvku. 8. Sestavení zatěžovacího vektoru dFz jako ekvivalentu účinků poměrných přetvoření určených v kroku 7. Přírůstky jiných typů dlouhodobých zatížení zavedených v časovém uzlu tj jsou přičteny k zatěžovacímu vektoru dFz. 9. Analýza systému rovnic KgdDg= dFz . Vektor přírůstku uzlových přemístění dDg se přičte k vektoru celkových uzlových přemístění Dg. 10. Výpočet přírůstku vnitřních sil a přírůstku pružných poměrných přetvoření na prvku z přírůstku uzlových přemístění. 11. Přírůstky vnitřních sil určené v krocích 5 a 10 jsou přičteny k celkovým vnitřním silám. Přírůstky pružných poměrných přetvoření určené v krocích 5 a 10 jsou sečteny a uloženy k historii elastických okamžitých přetvoření jako přírůstek v časovém uzlu tj. 12. Návrat ke kroku č. 1 a provedení výpočtu pro časový uzel j+1.

Running the calculation Both Analysis of Construction Stages and Time Dependent Analysis are run the same way.

Procedure to run ACS / TDA 1. Call menu function Calculation, Mesh > Calculation. 2. Select Construction stages analysis. 3. Click [OK] to start the calculation. Note: When the Time Dependent Analysis is started, the program may issue a warning that some solver and mesh parameters must be re- adjusted in order to meet the analysis requirements. You may either select the automatic re-adjustment and continue with the calculation, or cancel the calculation and make manual adjustment according to chapters Mesh setup and Calculation setup.

Pohyblivá zatížení v TDA Výsledky z modulu TDA mohou být kombinovány s výsledky z modulu Pohyblivé zatížení. Ačkoli je tento modul popsán samostatně, představíme zde stručně postup pro zadání. 1. Zadejte konstrukci včetně geometrie, podpor, průřezů, kabelů, všech fází výstavby a provozu a alespoň jednoho zatěžovacího stavu. 2. Zapněte funkcionalitu Pohyblivé zatížení v nastavení projektu. 3. Zadejte samotnou soustavu zatížení v Knihovnách > Zatížení > Soustavách pohyblivých zatížení. 4. Stanovte dráhu a, je-li třeba, upravte přiřazené jednotkové zatížení. V dalším kroku můžete vybrat jeden ze dvou možných způsobů pro vyhodnocení pohyblivého zatížení.

- 41 -

Kapitola 12

a) Výpočet obálek vnitřních sil, které jsou výsledkem umístění Soustavy pohyblivého zatížení v kritickém řezu: 5.a. Ve třech větvích dialogu Pohyblivá zatížení > Nastavení generovaných zatěžovacích stavů zadejte pravidlo pro tvoření obálek. Je třeba stanovit jednotkové zatížení a soustavu zatížení, název vytvořeného zatěžovacího stavu, a vybrat komponenty, pro které by se obálky měly vytvořit. Nepotřebné parametry mohou být vyřazeny (neaktivní). 6.a. Proveďte lineární výpočet, abyste mohli vytvořit příslušné obálkové zatěžovací stavy a doplnit tam výsledky. Vytvořený "obálkový" zatěžovací stav může být zahrnut do zadaných kombinací. 7.a. Obálky extremních hodnot vnitřních sil (ohybových momentů, smykových sil, atd.) vytvořených pohyblivým zatížením lze zkontrolovat v servisu Výsledky. Poznámka: Výsledky uložené v těchto zatěžovacích stavech po lineárním výpočtu neberou v úvahu možné fáze výstavby a provozu. Korektní hodnoty pro tyto zatěžovací stavy opatří až následný výpočet TDA nebo fází výstavby a provozu.

b) Výpočet extremních hodnot vnitřních sil, které jsou výsledkem umístění pohyblivého zatížení v předdefinovaných řezech: 5.b. Pohyblivá zatížení > Podrobný výpočet – provede to, co se nazývá využití příčinkových čar pro vybraný typ výsledků, tj. vytvoření nových zatěžovacích stavů pro určené řezy a pro vybranou soustavu zatížení, dráhu a vnitřní síly (lze zkontrolovat zatížení generované do každého zatěžovacího stavu). 6.b. Je možné zadat nové kombinace s vytvořenými zatěžovacími stavy. Poté je třeba provést výpočet TDA, aby byly tyto zatěžovací stavy doplněny výsledky. 7.b. Rozložení extremních hodnot vnitřních sil (ohybových momentů, smykových sil, atd.) vytvořených pohyblivým zatížením umístěným do vybraného řezu lze zkontrolovat v servisu Výsledky.

a) + b) Vložení do fází výstavby a provozu a provedení výpočtu TDA: 8. Vytvořené zatěžovací stavy lze přidat do odpovídající fáze výstavby a provozu, a sice ve správci fází výstavby a provozu pomocí akčního tlačítka Proměnlivá zatížení. 9. Proveďte výpočet TDA. 10. V dialogu Zatěžovací stavy, kombinace > Kombinace lze přidat nové "uživatelské kombinace", obsahující jak"TDA", tak "pohyblivé" zatěžovací stavy. Provedený výpočet kombinací pak postačuje k tomu, aby byly nově vložené kombinace aktualizovány.

Důležitá poznámka: 1. Když se provádí výpočet obálek vnitřních sil, které jsou výsledkem umístění soustavy pohyblivého zatížení v kritickém řezu, neumísťují se do konstrukce (do matrice tuhosti) během výpočtu žádné kabely, a proto nemají celkové výslednice ve vyhodnocování výsledků žádný význam. Vypočtené výsledky jsou vlastně celkové výslednice. Proto je možnost "celková výslednice" již označena a pro takové kombinace je neaktivní. Ve výsledku nedojde u kabelů v důsledku proměnlivého zatížení k žádné změně předpínání (Lmin, Lmax = 0). 2. Výpočet extremních hodnot vnitřních sil, které jsou výsledkem umístění pohyblivého zatížení v předdefinovaných řezech, bere v úvahu kabely umístěné v konstrukci, a proto celkové výslednice mají smysl (vytvoří se konkrétní zatěžovací stavy). Proto se v kabelech v důsledku proměnlivého zatížení promítne změna předpínání.

Modelování prefabrikovaných vysouvaných mostů

- 42 -


Metoda přesné nivelace – konstrukce z prefabrikovaných dílců Modelování metody „přesné nivelace“ u výstavby metodou montáže prefabrikovaných segmentů je poměrně jednoduché. Předpokládejme, že segmenty jsou vždy betonovány 60 dnů před jejich napojením na konzolový nosník. Dále předpokládejme, že se použije pětidenní montážní cyklus. Znamená to, že každých pět dnů bude namontován jeden segment. Jednotlivé kroky jsou barevně znázorněny na Obr. 8, kde je zobrazen pouze jeden konzolový nosník, tj. polovina pevného nosníku. Harmonogram výstavby metodou montáže prefabrikovaných segmentů (začlenění segmentu do matice tuhosti celé konstrukce) je pro jednotlivé segmenty uveden v Tabulce 1. Vznik uzavírací spáry na Obr. 8e souvisí s jejím začleněním do matice tuhosti celé konstrukce, a nikoli se samotnou betonáží.

Stálé zatížení segmentů a také ekvivalentní zatížení v důsledku předpínání segmentů je definováno přesně v okamžiku instalace segmentů (napojení na stávající konstrukci). Zatížení vznikající možným pohybem jeřábu nebo předpínacího zařízení lze zadat jako nahodilá zatížení v dané fázi výstavby nebo jako zatížení dokončené části konstrukce. Stálé zatížení uzavírací spáry je podle Tabulky 1 aplikováno po 20 dnech, a nikoli při betonáži, což je 15 dnů, kdy toto zatížení ve skutečnosti působí. Důvodem je to, že spoj v modelu mezi 15. a 20. dnem vlastně neexistuje a proto nemůže přenášet žádné zatížení. Totéž platí pro další konstrukční přístupy popsané níže. Průhyby poloviny symetrické konstrukce vypočítané po namontováni segmentu 4 za 1000 dnů poté, co byly dva konzolové nosníky spojeny do monolitického prvku, jsou znázorněny na Obr. 9. Průhybová křivka vykazuje očividné zlomy, které však nejsou skutečné, ale vyplývají z toho, že průhyb volného konce nově napojeného segmentu modelu je v okamžiku napojení nulový.

- 43 -

Kapitola 12

Tangenciální metoda – konstrukce z prefabrikovaných dílců U této metody je nutno při výpočtu upravit průhyby všech uzlů konečných prvků tak, aby odrážely aktuální pootočení konce konzoly. Proto je nutno všechny uzly konzolových nosníků na začátku výstavby propojit prostřednictvím konečných prvků. Ty mohou být tvořeny již vyrobenými segmenty. Proto se segmenty 1 až 4 montují na úplném začátku výstavby (globální čas 0 (nula)), viz Obr. 10. Nicméně z Tabulky 2 vyplývá, že stálé zatížení segmentů se nezavádí zároveň s jejich montáží. Stálé zatížení se aplikuje postupně podle skutečného harmonogramu montáže segmentů. Proto nelze využít funkci pro automatické vygenerování stálého zatížení, což však není závažná nevýhoda, pokud si uvědomíme, že ve skutečné konstrukci existují příčné nosníky a patky.

Na Obr. 11 je znázorněn průhyb poloviny symetrické konstrukce vypočítaný po namontováni segmentu 4 za 1000 dnů poté, co byly dva konzolové nosníky v místě spáry spojeny a vznikl tak monolitický prvek. Je jasně vidět, že průhybová křivka má hladký průběh s výjimkou zlomu v místě napojení konzolového nosníku na uzavírací spáru. Průhyby vypočítané mezi konci konzolových nosníků nejsou skutečné. Správné hodnoty lze získat (i) interpolací mezi hodnotami na koncích konzolových nosníků nebo (ii) tím, že při definování parametrů sítě zabráníte vygenerování uzlů konečných prvků mezi konci konzolových nosníků. Singulární body na průhybové křivce na koncích konzolových nosníků se vyskytují nejen v modelu, ale i ve skutečné konstrukci.

- 44 -


Modelování na místě betonovaných vysouvaných mostů Metoda přesné nivelace- konstrukce betonované na místě Také modelování metody přesné nivelace v případě letmé betonáře je celkem jednoduché. Předpokládejme, že segmenty se předpínají 5 dní po vybetonování. Pro zjednodušení dále předpokládejme, že je použit pětidenní pracovní cyklus (posun a rektifikace vozíku, betonáž, předpínání). Jednotlivé fáze výstavby jsou graficky shodné s metodou přesné nivelace u letmo montovaných prefabrikátů jsou na obr. 8 zobrazeny červeně. Časový harmonogram jednotlivých kroků letmé betonáže je ukázán v tabulce 3.

Vlastní tíha segmentů je aplikována v okamžiku předpínání segmentů. Podobně jako vlastní tíha uzavíracích spár, i vlastní tíha segmentů působí v okamžiku betonáže. Příslušné segmenty v tom okamžiku ale neexistují z hlediska tuhosti (ani v modelu, ani ve skutečnosti) a nejsou schopny přenášet žádné zatížení. Ve skutečné konstrukci je zatížení přenášeno betonovacím vozíkem do předchozího segmentu jako bodové zatížení. S uvážením skutečnosti, že "mladý" beton je vystaven zatížení je správný požadavek statika zohlednit korektní časové okamžiky vlastní tíhy. To lze modelovat sadou bodových zatížení, které se zadají do zatěžovacího stavu aplikovaného na existující konstrukci (předchozí segment) v okamžiku betonáže nového segmentu. V okamžiku předpětí (a aplikování vlastní tíhy nového segmentu) musí být aplikována stejná sada bodového zatížení s opačným znaménkem, aby se předešlo zdvojení vlastní tíhy. Také zatížení od betonovacího vozíku lze do této sady dodatečně přidat a v případě např. mostu s konstantním průřezem lze oba zatěžovací stavy (přitížení a odlehčení) posouvat podél konstrukce spolu s betonáží nových segmentů. Pokud se má zohlednit také vliv dotvarování, musí se bodová zatížení definovat ve stálém zatěžovacím stavu a nikoli v nahodilém.

- 45 -

Kapitola 12

Opět lze pozorovat zlomy v průhybové čáře na obr. 12. Tyto zlomy jsou důsledkem toho, že přírůstky průhybu se vztahují k okamžiku betonování segmentu.

Tangenciální metoda- konstrukce betonované na místě Také modelování tangenciální metody v případě letmé betonáře je obtížnější s ohledem na přípravu vstupních dat. Všechny uzly konzoly musí být opět propojeny konečnými prvky na počátku výstavby. Tentokráte však uzly nemohou být tvořeny prvky segmentu, protože v okamžiku instalace prvního segmentu nejsou další segmenty ještě vybetonovány. Proto je potřeba definovat pomocné prvky a ty lze instalovat na samotném počátku výstavby (globální čas 0) - viz. obr. 13a. Průřez se tak transformuje na obecný průřez, definuje se imaginární nulový průřez, který je tvořen ocelovým průřezem o nejmenších možných rozměrech (aby neovlivnil tuhost). S ohledem na různý čas betonování (fáze 1 průřezu) musí být počet typů průřezů zvětšen podobně jako u projektu popsaného na obr. 13.

- 46 -


Ve druhé fázi výstavby je betonáž segmentu 1 modelována změnou příslušného průřezu z fáze 0 na fázi 1 - viz. obr. 13b. Podobně jako u metody přesné nivelace nemůže být čerstvý beton vystaven účinkům vlastní tíhy. Proto se vlastní tíha prvního segmentu aplikuje až v okamžiku předpínání prvního segmentu - viz. tabulka 4. Opět platí, že je nutno použít sadu bodových zatížení nahrazujících vlastní tíhu. Následující fáze výstavby jsou na obr. 13 a v tabulce 14.

- 47 -

Kapitola 12 Abychom situaci lépe pochopili, obr. 14 ukazuje průhyb poloviny symetrické konstrukce počítané po předpětí segmentu 4 v čase 1000 dní po zmonolitnění obou konzol ve spáře. Průhybová čára je opět hladká s výjimkou zlomů v bodech připojení konzoly k uzavírací spáře.

Výsledky Standardní výsledky Po provedení výpočtu TDA můžete vyhodnocovat všechny standardní výsledky jako v případě normálního lineárního statického výpočtu: deformace, vnitřní síly, napětí, reakce. Více informací viz kapitola Výsledky.

Tendon stresses Result diagrams in graphical window Note: The principles for displaying of results are described in chapter Results.

Procedure to display tendon stresses 1. Open service Results. 2. Start function Tendon stresses. 3. Select the load for the display. 4. Adjust the style of result diagrams. 5. Select the 1D member strand patterns for which the results should be drawn. 6. Use filter to specify the tendons to be displayed (see below). 7. Press button [Refresh] to regenerate the drawing. 8. When ready, close service Results.

Filtering the results Capabilities of filtering will be explained on a simple example.

- 48 -

TDA (Time Dependent Analysis) Imagine a two span continuous beam built in two construction stages: left span in the first stage (assigned load case 1), second span in the second stage (assigned load case 2).

Both spans are prestressed and have a beam strand pattern defined. The left span contains 5 strands, the second one only one.

Open service Results and start function Tendon stresses. Set Selection to Standard and select no beam strand pattern. Open combo box Tendons, it contains just one option: All by selection. Now select the strand pattern in the left span and open the same combo box again. It offers All by selection plus the five strands from the first beam. Clear the selection, select the right hand span and look into the combo box. It offers All by selection plus the strand from the second beam. Select both strand patters and open the combo box once again. It offers All by selection, plus the five strands from the first beam, plus the strand from the second beam. This way you may select just one tendon and display the results on it. This option is convenient especially if there are multiple strands in one beam. Compare the pictures below. The first one displays results on all strands in the beam, the second one on just one strand.

- 49 -

Kapitola 12

Now, set Selection to All. Select All by selection in combo box Tendons. Set Load to Load cases and select LC1. This load case is assigned to the first construction stage when only the left span exists. When you press [Refresh], tendon stresses are displayed only on the left span.

Similarly, if you select LC2, only tendon stresses in the right span are shown.

- 50 -


And finally, let Selection to All and keep All by selection in combo box Tendons. Set Load to Classes and select Class 1. This class corresponds to the first construction stage when only the first span exists. Press [Refresh], tendon stresses are displayed only on the left span.

Select Class 2 that corresponds to the second construction stage, when both spans exist. Press [Refresh] and tendon stresses are displayed on both spans.

- 51 -

Kapitola 12

Detailed results It is possible to display detailed results for a single beam strand pattern

Procedure to display detailed results 1. Open service Results. 2. Start function Tendon stresses. 3. Click action button [Detailed]. 4. Select one beam strand pattern. 5. A window with detailed results opens on the screen.

Preview in the Preview window The results may be reviewed in tabular form in the preview window.

Procedure to view the preview 1. Open service Results. 2. Start function Tendon stresses. 3. Select the load for the display. 4. Adjust the style of result diagrams. 5. Select the beam strand patterns for which the results should be drawn. 6. Use filter to specify the tendons to be displayed (see below). 7. Press button [Preview] to view the table of results.

Explanation of abbreviations SAT Stress after transfer.

LED

Loss due to sequential prestressing + loss caused by the elastic deformation of concrete.

LCS

Loss due to creep and shrinkage of concrete + loss due to long-term steel relaxation.

Lmin

Loss (change of) prestressing caused by life load (min).

Lmax

Loss (change of) prestressing caused by life load (max).

MinStress

Minimal stress in phase.

MaxStress

Maximal stress in phase.

- 52 -

Předpětí

Předpětí

Předem předpjatý beton Úvod do předpětí Modul Předpětí umožňuje zadání geometrie, materiálu a dalších vlastností předpínacího kabelu. Kabel se zadává do nosníku. Lze zadávat předem předpjaté kabely se soudržností. Předpínací kabely se zadávají pomocí šablon kabelů, přičemž se předpokládá symetrické umístění v nosníku. Znamená to, že se musí definovat pouze jedna (symetrická) polovina kabelu po délce prutu. Zadání se provádí ve třech krocích: 1. Definice čelní desky předpjatého prefabrikátu, tzn. rozmístění otvorů v "čelní desce". 2. Zadání šablony kabelů v průřezu, tzn. určení, které otvory v "čelní desce" budou "vyplněny" lanem/drátem/předpínací tyčí. 3. Umístění šablony kabelů nosníku, což znamená zadání tvaru lan/drátů/tyčí po délce nosníku (tento krok podléhá určitým omezením, budou vysvětlena později). Poznámka: Nelze importovat data o předpětí ze systému NEXIS 32.

Materiály předpínacích kabelů Systémová databáze obsahuje všechny materiály pro předpínací kabely uvedené v normě EC2, ČSN 73 12 01 a ČSN 73 62 07. Postup výběru aktuálního materiálu a popis práce se systémovou, uživatelskou a projektovou databází, viz kapitola Správce databází. Vzhledem ke skutečnosti, že materiálové charakteristiky předpínacích kabelů závisí také na průměru předpínací jednotky (lano, tyč, drát), jsou však materiály pro předpínání v systémové databázi rozděleny nejen podle typu, ale také podle průměru jednotky. Dialog a parametry jsou normově a typově závislé. Pro každý předpínací materiál je v systémové databázi definována tabulka relaxace. Tabulka se zobrazí kliknutím na tlačítko Tabulka relaxace. V případě potřeby lze kliknutím na tlačítko Graf zobrazit grafické znázornění relaxací. Hodnoty uvedené v tabulce relaxace lze také uživatelsky editovat. Pokud tak chcete učinit, je nutné nejdříve zatrhnout volbu Uživatelská relaxace. Následně lze otevřít dialog Tabulka relaxace a editovat jednotlivé hodnoty.

Vlastnosti předem předpjatých kabelů V dialogu Beton > Nastavení lze upravit obecné vlastnosti a způsob napínání předpínacích kabelů. Typ napínání Viz obrázek pod tabulkou. Pokluz

Pokluz na napínaném konci kabelu.

- 53 -

Kapitola 13

Počáteční napětí Napětí v průběhu podržení napětí

Počáteční napětí na napínaném konci kabelu (před zakotvením kuželíků). Napětí na napínaném konci kabelu. Výsledná velikost relaxace může být zmenšena podržením konstantního napětí (takzvaná korekce relaxace).

Trváni krátkodobé relaxace

Časový úsek mezi koncem korekce relaxace (pokud existuje) a časem zakotvení.

Trvání podržení napětí

Doba podržení konstantního napětí během korekce relaxace.

Kotevní délka

Délka předpínacích jednotek Vzdálenost mezi řezy pro výstup

Délka, ve které se předpínací síla zcela přenese do betonu soudržností mezi betonem a předem přepjatým kabelem. Celková délka drátů nebo lan (mezi kotevními kuželíky); pro předem předpínaný beton je rovna délce předpínací dráhy plus délka kotevních bloků, viz obr. Předem předpjatý nosník. Vzdálenost řezů, ve kterých budou dostupné výsledky. název mluví sám za sebe

Délka předpínací dráhy Zkrácení předp. dráhy v důsledku napnutí všech předp. jednotek Součinitel teplotní roztažnosti předpínací dráhy Teplota předpínacích jednotek a předpínací dráhy při předpínání Teplota předpínacích jednotek v čase vzniku soudržnosti Teplota předpínací dráhy v čase vzniku soudržnosti

název mluví sám za sebe





- 54 -

Předpětí

Předem předpjatý nosník

Zadání přesahu a) uživatel zadává skutečnou délku kabelu – tato délka zahrnuje také délku přesahu (pro tuto skutečnou délku kabelu se vypočítávají pouze ztráty předpětí).

b) Uživatel zadá délku přesahu na obou koncích. Tyto přesahující délky jsou poté odečteny od celkové skutečné délky kabelu. Délka kabelu použitá při výpočtech MKP se rovná skutečné délce kabelu zmenšené o přesah na obou koncích.

Příklad Prut o délce 10,0 m, kabel o délce 11,0 m a přesah 0,5 m na obou koncích. ==> Délka kabelu pro výpočet ztrát = 11,0 m; délka kabelu pro výpočet MKP = 10,0 m

- 55 -

Kapitola 13

- 56 -

Předpětí

Typ napínání

Typ 1

Typ 2

Typ 3

Typ 4

- 57 -

Kapitola 13

Typ 5

Typy předpínacích jednotek Podle normy ČSN 73 12 01: l

Patentované dráty PD, PP, PH, PV, PN, PNV

l

Lana LA, LB, LC, LD, LSA, LSB

Podle normy ČSN 73 62 07: l

Patentovaný drát P

l

Lana Lp, Ls

Podle normy EC2: l

Patentovaný drát w

l

Drát s vtisky w

l

Lano s

l

Ocelová tyč hladká b

l

Ocelová tyč žebírková

Okamžité ztráty Okamžité ztráty jsou počítány předem, dříve než je spuštěn samotný řešič: l

Ztráty pokluzem v kotvě

l

Ztráty deformací předpínací dráhy

l

Ztráty relaxací oceli

l

Ztráty rozdílem teplot mezi předpínací ocelí a předpínací dráhou.

Kromě těchto ztrát je v samotné metodě pro statický výpočet zahrnut výpočet také některých dalších typů ztrát předpětí. Pro výpočty ztrát jsou v Scia Engineer podporovány 3 národní normy: l

EC2,

l

ČSN 73 6207,

l

ČSN 73 1201.

Ztráty jsou počítány za předpokladů daných těmito normami.

- 58 -

Předpětí

Poznámka: CSN 736207 čl. 9.2.5 stanovuje, že zakřivená část kanálku s poloměrem větším než poměr mju/k je pokládána za rovnou část, jejíž délka se rovná délce zakřivené části. Tato podmínka se v algoritmu programu nebere v úvahu. Taková konfigurace se objevuje jen ojediněle, a proto není samostatně řešena. Problém mohou jednoduše vyřešit sami uživatelé – mohou stanovit takovou hodnotu pro součinitel tření v křivce, aby mju*alpha=k*l. Spolu se zavedením normy EN je vytvořen obecný algoritmus, ve kterém k*l je chápáno jako nezamýšlená změna úhlu kabelu, přičemž l je rovno součtu délek rovných a zakřivených částí. Toto znamená, že popisovaný problém je ve výpočtu podle EN automaticky vyřešen.

Ztráty pokluzem v kotvě Při výpočtu ztrát pokluzem v kotvě se používají dvě zjednodušení: 1. EC2: zavádí se skutečný kumulativní úhel g=a+kx na délce x, kde x je vodorovná souřadnice, a je zamýšlený úhel kabelu po délce x, kx je nezamýšlený úhel kabelu po délce x. 2. ČSN 73 1201 a ČSN 73 6207: exponenciální funkce pro výpočet tření je aproximována prvními dvěma členy mocninné funkce.

Relaxace Ztráty předpětí způsobené relaxací oceli jsou zaváděny ve třech stupních. V prvním stupni se počítá korekce relaxace. Jde o relaxaci, která se projeví během podržení konstantního napětí před zakotvením. Ve skutečnosti se nejedná o ztrátu předpětí, ale naopak celková relaxace uvažovaná při výpočtu konstrukce bude zmenšena o tuto hodnotu. Relaxace v tomto stupni je aplikována pouze pro napínací postupy typu 1, 2 a 3 (viz Vlastnosti předem předpjatých kabelů > Způsob napínání). Ve druhém stupni se počítá krátkodobá ztráta relaxací. Výpočet probíhá s ohledem na postup předpínání a kotvení pro typy 1, 2 a 5 (viz Vlastnosti předem předpjatých kabelů > Způsob napínání). Ve třetím stupni jsou počítány dlouhodobé ztráty relaxací pro všech 5 typů napínacích postupů. Tato ztráta relaxací se objeví po zakotvení. To znamená, že má určitý vliv na dlouhodobé chování stavební konstrukce a musí být zahrnuta jako jedno ze zatížení v časové analýze TDA. V implementaci do systému Scia Engineer je náhradní zatížení pro dlouhodobou relaxaci, která má proběhnout, aplikováno v několika časových uzlech následujících za ttr (viz Vlastnosti předem předpjatých kabelů > Způsob napínání). Výpočet všech ztrát relaxací zmíněných výše je založen na následujících principech. Rozdíly mezi postupy aplikovanými pro různé národní normy jsou pouze v odlišné definici materiálových charakteristik. Nejdříve se počítá celková relaxace, která je závislá na úrovni napětí v daných řezech vzhledem k charakteristické pevnosti v tahu. Ve druhém kroku se počítá relativní snížení napětí vzhledem k celkové relaxaci s ohledem na délku časového intervalu, kdy napětí působí. Jediné zjednodušení je, že změny v napětí oceli během daného časového intervalu se neprojeví na velikosti relaxace v tomto časovém intervalu. Například – ve třetím stupni – ztráty předpětí dotvarováním a smršťováním betonu neovlivní velikost relaxace oceli. Tento vliv je ve skutečnosti zanedbatelný. V normě EC2 není definována celková relaxace (pouze relaxace, která proběhne do 1000 hodin). Z toho důvodu je použit odhad relaxace po 30 letech podle CEB FIP 1990 Model Code [2].

Výpočet ztrát Výpočet ztrát se provádí po nastavení všech vstupních údajů popsaných výše.

- 59 -

Kapitola 13

Postup pro výpočet ztrát 1. Vyberte šablonu kabelů nosníku, pro které se budou počítat ztráty. 2. Vlastnosti šablony kabelů nosníku jsou zobrazeny v okně Vlastností. 3. Klikněte na [Editace šablony kabelů]. 4. Zobrazí se editační dialog pro zvolenou šablonu kabelů nosníku. 5. Vyberte jedno lano, které vás zajímá. 6. V pravém spodním rohu dialogu se zobrazí jeho vlastnosti. 7. Klikněte na akční tlačítko Ztráty. 8. Zobrazí se okno s náhledem. Okno je rozděleno do dvou částí. V první části jsou zobrazeny podrobnosti o napínání kabelu a také tabulka výsledků. Pomocí nabídek na horní části dialogu lze všechny informace vyexportovat do souboru (HTML, TXT, PDF, RTF) nebo přímo na tiskárnu. Ve druhé části je zobrazen graf, který zobrazuje rozdělení různých ztrát po délce kabelu. Lze změnit měřítko grafu nebo textu. Kontextové menu (vyvoláte stisknutím pravého tlačítka myši) nabízí některé základní funkce pro obrázek: zoom, tisk, kopírovat do schránky nebo uložit do externího souboru.

Předpínací dráha Správce předpínacích drah Správce předpínacích drah se ovládá standardně jako každý správce databází systému Scia Engineer. Umožňuje prohlížet, zadávat, opravovat, mazat, tisknout, exportovat nebo importovat jednotlivé předpínací dráhy.

Postup pro otevření Správce předpínacích drah 1. Otevřete servis Knihovny. 2. Otevřete větev Předpínání. 3. Spusťte příkaz Předpínací dráhy. 4. Zobrazí se Správce předpínacích drah.

- 60 -

Předpětí

Zadání nové předpínací dráhy Postup zadání nové předpínací dráhy 1. Otevřete Správce předpínacích drah. 2. Klikněte na [Nový]. 3. Do databáze se přidá nová položka. 4. V pravé části dialogu upravte parametry. 5. Potvrďte [OK]. 6. Uzavřete správce.

Editační dialog pro předpínací dráhy Jméno nevyžaduje vysvětlení Délka předpínacích jednotek

nevyžaduje vysvětlení

Ztráta způsobená rozdílem teplot předpínací výztuže a

Volba, zda se budou počítat ztráty způsobené rozdílem teplot předpínací výztuže a předpínací dráhy.

předpínací dráhy Délka předpínací dráhy nevyžaduje vysvětlení Součinitel teplotní roztažnosti předpínací


dráhy Teplota předpínacích jednotek a předpínací


dráhy při předpínání Teplota předpínacích jednotek v čase vzniku


soudržnosti Teplota předpínací dráhy v čase vzniku


soudržnosti Ztráta deformací předpínací dráhy

Volba, zda se budou počítat ztráty způsobené zkrácením předpínací dráhy způsobené napnutím všech předpínacích jednotek. Předpínací dráha je pomocná konstrukce mezi kotevními bloky, kde je umístěna forma. Může mít tuhost omezené velikosti ve srovnání s velikostí sil vnášených během předpínání.

Zkrácení předp. dráhy v důsledku napnutí


všech předp. jednotek

- 61 -

Kapitola 13

Oprava zadané předpínací dráhy Postup pro opravu zadané předpínací dráhy 1. Otevřete Správce předpínacích drah. 2. Vyberte příslušnou předpínací dráhu. 3. Klikněte na [Opravit]. 4. Zobrazí se editační dialog pro předpínací dráhu. 5. Změňte potřebné parametry. 6. Potvrďte [OK]. 7. Uzavřete správce.

Urychlení tvrdnutí proteplováním nebo propařováním

1 Všeobecně Tato kapitola se týká výroby prefabrikovaných betonových prvků. Pravidla přidávání pro prefabrikované betonové prvky a konstrukce jsou popsány v normě EN1992-1-1 kapitole 10 a příloze B. Toto proteplování ovlivňuje zrání betonu a ztrátu předpínací výztuže relaxací.

2 Urychlení tvrdnutí proteplováním nebo propařováním Uživatel může zvolit urychlené tvrdnutí v Knihovně předpínacích drah. Pokud uživatel zaškrtne políčko Urychlení tvrdnutí proteplováním nebo propařováním, objeví se v tomto dialogovém okně dvě nová zaškrtávací políčka. V nich lze zvolit, zda má proteplování vliv na Zralost betonu a Urychlení relaxace.

- 62 -

Předpětí

Obr. 1 Dialogové okno předpínacích drah

2.1 Zralost betonu 2.1.1 Teorie Účinek zvýšené nebo snížené teploty v rozsahu 0 až 80 °C na zralost betonu lze zohlednit úpravou stáří betonu podle vzorce B.10 z normy EN 1992-1-1.

Přitom t_T je teplotně upravené stáří betonu, které v příslušných rovnicích nahrazuje t T(delta_ti) je teplota v °C během doby delta_ti delta_ti je počet dnů, během nichž převažuje teplota T.

2.1.2 Implementace ve SCIA Engineer Do dialogového okna Předpínací dráhy bylo přidáno nové zaškrtávací políčko Zralost betonu. Pokud uživatel toto políčko zaškrtne, může definovat počáteční čas intervalu (ti), kde teplota (Tc(dti)) působí, pomocí tlačítka […]. Doby intervalů (dti)

- 63 -

Kapitola 13 se vypočítávají z rozdílu uživatelem definovaných časů (ti). Teplotu je nutno definovat jako průměrnou hodnotu Tc(dti) v definovaném časovém intervalu dti podle vzorce B.10.

Obr. 2 Cyklus času a teploty

Obr. 3 Nový interval času a teploty

- 64 -

Předpětí

Obr. 4 Tabulka zralosti betonu

V dolní části dialogu jsou uvedeny charakteristiky betonu. Tyto charakteristiky jsou pro uživatele jen informativní a konkrétní hodnoty závisí na vybrané třídě betonu. Program z těchto vstupních hodnot přepočítá nový upravený čas ti(adj) podle vzorce B.10. Tento upravený čas je přizpůsoben časově závislé analýze fází výstavby. Uživatel jej může vidět v Nastavení nosníku v Lokální časové ose. Zralost betonu nosníku, pro který jsou Nastavení nosníku definována, bude upraven za použití upraveného času betonáže.

- 65 -

Kapitola 13 Obr. 5 Dialog Nastavení nosníku

3 Urychlení relaxace 3.1.1 Teorie U předpjatých prvků se zohledňuje účinek zvyšování teploty při tuhnutí betonu na ztráty relaxací. Odpovídající doba teq se přidá k době po předepnutí t ve funkcích doby relaxace, které jsou uvedeny v části 3.3.2(7), aby se zohlednily účinky působení tepla na ztrátu předpětí v důsledku relace předpínací výztuže. Odpovídající dobu lze odhadnout podle vzorce 10.2 z normy EN1992-1-1.

Přitom t_eq je odpovídající doba (v hodinách) T(delta_ti) je teplota (v °C) během časového intervalu delta_ti T_max je maximální teplota (v °C) během působení tepla

3.1.2 Implementace v systému SCIA Engineer Do dialogu Předpínací dráhy bylo přidáno nové zaškrtávací políčko Urychlení relaxace. Pokud uživatel toto políčko zaškrtne, může definovat počáteční čas intervalu (ti, v hodinách), kde teplota (Tp(dti)) působí pomocí tlačítka […]. Doby intervalů (dti) se vypočítávají z rozdílu uživatelem definovaných časů (ti). Pokud uživatel zaškrtne políčko Urychlení relaxace, může tuto veličinu ovlivnit v nové tabulce.

Obr. 6 Nový interval času a teploty

- 66 -

Předpětí

Obr. 7 Tabulka zralosti betonu Hodnoty v tabulce Urychlení relaxace lze načíst z tabulky zralosti betonu pomocí tlačítka Načíst. Doba teq se použije pro výpočet trvání krátkodobé relaxace předpjatých kabelů a lze ji zobrazit v dialogovém okně Předem předpjaté kabely nosníku pomocí tlačítka Ztráty.

Obr. 8 Okamžité ztráty předpjatého kabelu.

- 67 -

Kapitola 13

Čelní deska Čelní deska Před vlastní betonáží předem předpjatého prvku se na konec předpínací dráhy instaluje ocelová čelní deska. Tato deska obsahuje otvory, které budou určovat polohu lan v koncových řezech prvku. Ne všechny otvory každého prvku musí být nutně využity (vyplněny kabelem). Některé otvory mohou zůstat prázdné. To je důvod, proč Scia Engineer rozlišuje mezi šablonou čelní desky a šablonou kabelů v průřezu. Nejdříve se definuje čelní deska a ta se potom použije pro vytvoření šablony kabelů v průřezu. Obě tyto "entity" určují umístění lan v koncových řezech předpjatého prvku. Poznámka: Více informací o technologii použité pro výrobu předem předpjatých nosníků naleznete v [3].

Správce čelních desek Správce čelních desek se ovládá standardně jako každý správce databází systému Scia Engineer. Umožňuje prohlížet, zadávat, opravovat, mazat, tisknout, exportovat nebo importovat jednotlivé čelní desky.

Postup pro otevření Správce čelních desek 1. Otevřete servis Knihovny. 2. Otevřete větev Předpínání. 3. Spusťte příkaz Čelní desky. 4. Zobrazí se Správce čelních desek.

Zadání nové čelní desky Postup zadání nové čelní desky 1. Otevřete Správce čelních desek. 2. Klikněte na [Nový]. 3. Zobrazí se Správce průřezů. 4. Vyberte průřez, pro který chcete zadat novou čelní desku. 5. Uzavřete Správce průřezů. 6. Zobrazí se editační dialog pro čelní desky. 7. Zadejte čelní desku. 8. Potvrďte [OK].

- 68 -

Předpětí

Editační dialog pro čelní desky

Dialog pro zadávání nebo opravy čelních desek obsahuje následující části: l

grafické okno,

l

definici souřadného systému,

l

sekci pro zadání oblastí nebo otvorů,

l

definici referenčního bodu.

Grafické okno Grafické okno zobrazuje vybraný průřez a zadanou šablonu otvorů. Podporuje standardní vlastnosti grafických oken systému Scia Engineer: l


l


l


Definice souřadného systému Můžete definovat počátek zadávacího souřadného systému. Zvolený systém se zobrazuje v grafickém okně. Například:

- 69 -

Kapitola 13

Zadání oblastí a otvorů Otvory v desce lze definovat individuálně po jednom nebo hromadně v zadaných oblastech (oblast může obsahovat jeden otvor nebo více otvorů). Oblasti Oblast je vždy obdélníková a je definována pomocí její polohy v průřezu a velikosti. Otvory jsou vždy pravidelně rozmístěny po oblasti. Můžete zadat buď (i) počet otvorů v horizontálním a vertikálním směru nebo (ii) polohu prvního otvoru v každém směru a vzdálenost mezi otvory v tomto směru. Jméno Určuje jméno oblasti. Levý dolní bod y Definuje souřadnice levého dolního rohu oblasti. Levý dolní bod z Šířka Určuje šířku oblasti. Výška Určuje výšku oblasti. Lze vybrat typ zadání otvorů do oblasti: Typ Síť – zadáváte počet otvorů v každém směru Přírůstek – zadáváte polohu prvního otvoru v každém směru a vzdálenost mezi otvory pro každý směr Počet otvorů y Zadání počtu otvorů pro typ Síť. Počet otvorů z První otvor y Zadání otvorů typu Přírůstek. Udává polohu prvního otvoru. První otvor z Přírůstek y Zadání otvorů typu Přírůstek. Udává vzdálenost mezi jednotlivými otvory. Přírůstek z

- 70 -

Předpětí Průměr otvoru Určuje průměr otvoru.

Otvory Otvory mohou být zadány přímo určením polohy v průřezu. ID

(informativní) Zobrazuje číslo otvoru. Číslo je automaticky přiřazeno programem.

Jméno Určuje jméno otvoru. Y Souřadnice definující polohu otvoru. Z Průměr Určuje průměr otvoru.

Otvory lze kopírovat. V tomto případě zvolte, jestli kopírujete jednotlivě nebo násobně, zadejte vzdálenost mezi kopiemi a v případě potřeby počet kopií. Pro provedení kopírování použijte tlačítko [Kopírovat] vedle seznamu otvorů a vyplňte parametry v dialogu pro kopírování. Poznámka: Při zadávání otvorů do oblasti se může stát, že některé otvory padnou mimo průřez (zvláště v případech, kdy průřez není obdélníkový). Tyto mimo ležící otvory nemusíte nijak zvlášť upravovat, protože jsou při zadávání šablony kabelů v průřezu automaticky odfiltrovány. To znamená, že lana lze vkládat pouze do správných otvorů.

Zadané otvory v čelní desce

- 71 -

Kapitola 13

Otvory dostupné v šabloně kabelů v průřezu

Referenční bod Referenční bod lze použít k umístění čelní desky na průřez při vytváření šablony kabelů v průřezu (jste dotázáni na polohu čelní desky na průřezu). Většinou lze použít defaultní nastavení. Pouze v případě, že se rozhodnete pro zvláštní konfiguraci čelní desky, může být vhodné si "pohrát" s referenčním bodem a použít nakonec jednu čelní desku pro různé umístění lan do nosníku.

Oprava zadané čelní desky Postup pro opravu zadané čelní desky 1. Otevřete Správce čelních desek. 2. Vyberte příslušnou čelní desku. 3. Klikněte na [Opravit]. 4. Zobrazí se editační dialog pro čelní desky. 5. Změňte potřebné parametry. 6. Potvrďte [OK]. Poznámka: Více informací o editačním dialogu získáte v kapitole Zadání nové čelní desky.

Šablony kabelů v průřezu Šablona kabelů v průřezu Šablona kabelů v průřezu určuje polohu lan v koncových řezech předpjatého prvku. Nejdříve musí být vytvořena šablona čelní desky a potom se pro ni může definovat šablona kabelů v průřezu.

- 72 -

Předpětí

Poznámka: Více informací o technologii použité pro výrobu předem předpjatých nosníků naleznete v [3].

Správce šablon kabelů v průřezu Správce šablon kabelů v průřezu se ovládá standardně jako každý správce databází systému Scia Engineer. Umožňuje prohlížet, zadávat, opravovat, mazat, tisknout, exportovat nebo importovat jednotlivé šablony kabelů v průřezu. Postup pro otevření Správce šablon kabelů v průřezu 1. Otevřete servis Knihovny. 2. Otevřete větev Předpínání. 3. Spusťte příkaz Šablona kabelů v průřezu. 4. Zobrazí se Správce šablon kabelů v průřezu.

Zadání nové šablony kabelů v průřezu Postup zadání nové šablony kabelů v průřezu 1. Otevřete Správce šablon kabelů v průřezu. 2. Klikněte na tlačítko Nová. 3. Na obrazovce se otevře Správce průřezů. 4. Vyberte průřez, pro který chcete zadávat šablonu kabelů. 5. Zavřete Správce průřezů. 6. Vyberte čelní desku, do které budete zadávat novou šablonu kabelů v průřezu. 7. Zavřete Správce čelních desek. 8. Na obrazovce se zobrazí malé dialogové okno pro určení polohy. 9. Umístěte čelní desku do průřezu (viz poznámka níže). 10. Zobrazí se editační okno pro šablonu kabelů v průřezu. 11. Zadejte novou šablonu kabelů v průřezu. 12. Potvrďte tlačítkem OK. Poznámka: Toto umístění čelní desky na průřez může být důležité, když se později rozhodnete změnit výšku průřezu. Poloha lan je vztažena k referenčnímu bodu a ten není ovlivněn změnou rozměrů. Můžete zvolit takový referenční bod, který bude nejvíce vyhovovat vašim potřebám.

- 73 -

Kapitola 13

Editační dialog pro šablonu kabelů v průřezu

Dialog pro zadávání a opravy šablon kabelů v průřezu obsahuje následující části: l

grafické okno,

l

informační tabulka,

l

legenda,

l

vlastnosti kabelu,

l

tlačítko pro parametry zobrazení,

l

tlačítko pro délku separace kabelu,

l

ovládací tlačítka.

Grafické okno Grafické okno zobrazuje vybraný průřez a zadané šablony otvorů. Podporuje standardní vlastnosti grafických oken systému Scia Engineer: l

místní nabídka se skupinou příkazů pro zoomování, tisk a export,

l

[Ctrl] + [Shift] + pravé tlačítko myši – pro zvětšování a zmenšování měřítka zobrazení výkresu,

l

[Shift] + pravé tlačítko myši – pro posouvání výkresu.

Informační tabulka Tato tabulka je umístěna v levém horním rohu dialogového okna.

- 74 -

Předpětí Jméno

Určuje jméno šablony.

Název průřezu

(informativní) Informuje o názvu průřezu použitého v šabloně kabelů.

Čelní deska

(informativní) Informuje o názvu čelní desky použité v šabloně kabelů průřezu.

Legenda Legenda plní dvě úlohy: l

l

(informativní) Vysvětluje symboly použité v grafickém okně (každý typ lana používá vlastní grafické označení nebo barvu), (aktivní) slouží pro zadávání jednotlivých lan do otvorů čelní desky.

Postup při zadání nového lana 1. V Legendě vyberte požadovaný materiál a průměr lana. 2. V grafickém okně klikněte na otvor, do kterého chcete zadat lano. 3. Pokud potřebujete kombinovat více materiálů/průměrů, jednoduše zopakujte kroky 1 a 2.

Postup při smazání zadaného lana 1. V Legendě zvolte položku Není kabel. 2. V grafickém okně klikněte na kabel, který chcete odstranit. Postup zadání separovaného nebo fixovaného lana 1. V Legendě zvolte položku Separovaný nebo Fixovaný. 2. V grafickém okně klikněte na příslušné lano (lana). Nebo můžete zadat tyto dvě vlastnosti v okně vlastností příslušného lana (viz níže).

Vlastnosti kabelu Pokud je v grafickém okně vybráno zadané lano, zobrazí se v okně vlastností jeho parametry. Jméno Určuje jméno lana. ID Určuje ID lana. Skupina (informativní) Číslo skupiny lan. Materiál Zadává se materiál a průměr. Pozice v otvoru Určuje polohu lana v otvoru (uprostřed, nahoře, dole, vlevo, vpravo). Fixovaný Určuje, zda je lano fixované. Fixované lano má pevnou polohu v průřezu po celé délce nosníku. Je přímé. Délka separace kabelu Určuje, zda je lano na koncích separované a pokud ano, v jaké délce. Také separovaná lana mají pevnou polohu řezu po celé délce nosníku. Jsou přímá. Pořadí napínání Určuje pořadí, ve kterém se lana napínají.

- 75 -

Kapitola 13 Typ napínání Viz kapitola Vlastnosti předpjatých kabelů. Napětí v průběhu podržení napětí Napětí na napínaném konci kabelu; výsledná velikost relaxace může být zmenšena podržením konstantního napětí (takzvaná korekce relaxace). Trvání podržení napětí Doba podržení konstantního napětí během korekce relaxace. Počáteční napětí Počáteční napětí na napínaném konci kabelu (před zakotvením kuželíků). Pokluz Určuje pokluz na napínaném konci kabelu. Určit přenášecí délku Tato položka říká, jakým způsobem bude určena přenášecí délka. Může ji vypočítat program, nebo může být zadána přímo uživatelem. Přenášecí délka Délka, ve které se předpínací síla zcela přenese do betonu soudržností mezi betonem a předpjatým kabelem. Pozn.: Prostudujte si odstavec Přenášecí a kotevní délka na konci tohoto tématu. Vzdálenost mezi řezy pro výstup Určuje vzdálenost řezů, ve kterých budou dostupné výsledky. Hák Tato položka určuje polohu háku. Pozice Y, Z (informativní) Zobrazuje polohu lana. Poznámka: V okně vlastností lze použít funkci výběru (filtrování) podle vlastností. Vyberte jedno lano, v okně vlastností vyberte vlastnost, podle které chcete filtrovat, klikněte na ikonu „trychtýře“ v pravém horním rohu okna a program vybere všechna lana, která mají stejnou vlastnost. Vybraná lana budou v grafickém okně zvýrazněna. Tuto funkci lze použít jak na aktivní, tak na informativní vlastnosti.

Poznámka: V grafickém okně lze provádět vícenásobný výběr lan. Stiskněte a přidržte klávesu [Ctrl] a klikněte na lano levým tlačítkem myši. Po provedení vícenásobného výběru můžete všem vybraným lanům hromadně měnit požadované parametry.

Parametry zobrazení Toto tlačítko otevírá dialogové okno s nastavením zobrazení. Význam jednotlivých parametrů je zřejmý.

Délky separace kabelu Za použití tohoto tlačítka lze zadat skupiny různých délek separace. Jednu délku separace pak lze přiřadit lanu v okně vlastností.

Přenášecí a kotevní délka U všech norem vyjma Eurocode je přenášecí délka jedinou hodnotou (týkající se vzniku soudržnosti) uvedenou ve výstupním dokumentu. U norem EC-EN je kromě přenášecí délky definován také výraz kotevní délka. Kotevní délka je vypočítána programem automaticky. Přenášecí délka l_pt je délka, na které se původní předpínací síla přenáší do betonu.

- 76 -

Předpětí Kotevní délka l_bpd je délka, na které se přenáší do betonu mezní předpínací síla.

Posudky mezního stavu únosnosti Posudky mezního stavu únosnosti zahrnují Posudek odezvy a Posudek únosnosti. Tyto dva posudky využívají k ověření délky přenosu předpětí kotevní délku.

Posudky mezního stavu použitelnosti Posudky mezního stavu použitelnosti zahrnují Posouzení šířky trhlin a Dovolené namáhání v betonu . Tyto dva posudky využívají k ověření délky přenosu předpětí přenášecí délku. Posudky mezního stavu únosnosti – použití přenášecí délky Tato skupina zahrnuje Dovolené hlavní napětí a Posudek mechanické únosnosti dutinových panelů. Tyto dva posudky využívají k ověření délky přenosu předpětí přenášecí délku.

Oprava zadané šablony kabelů v průřezu Postup pro opravu zadané šablony kabelů v průřezu 1. Otevřete Správce šablon kabelů v průřezu. 2. Vyberte požadovanou šablonu. 3. Klikněte na [Opravit]. 4. Zobrazí se editační dialog pro šablonu kabelů v průřezu. 5. Změňte potřebné parametry vybrané šablony kabelů v průřezu. 6. Potvrďte [OK]. 7. Uzavřete správce.

Předem předpjaté kabely nosníku Šablona kabelů nosníku Po zadání šablony kabelů v průřezu (tzn. také po předchozím vytvoření čelní desky), je možné definovat tvar předpínacích kabelů v podélném směru prvku. V systému Scia Engineer je tento tvar definován pomocí šablony kabelů nosníku. To je ve skutečnosti skupina šablon kabelů definovaných v jednotlivých řezech nosníku. Jak nosník, tak předpínací výztuž se předpokládá symetrická, což znamená, že se zadává výztuž pouze pro jednu polovinu prvku. Počet řezů, které se musí definovat pro každou šablonu kabelů nosníku je závislý na tvaru výztuže. Pokud lana nemění svou pozici v řezu, stačí zadat jeden řez (šablonu kabelů v průřezu).

Zadání nové šablony kabelů nosníku Postup pro zadání nové šablony kabelů nosníku z čelní desky

- 77 -

Kapitola 13 1. Otevřete servis Beton. 2. Spusťte příkaz Předpětí – Šablona kabelů nosníku. 3. Vyberte prut, na který se bude zadávat předpínací výztuž. 4. V případě proměnného průřezu se zobrazí Správce průřezů, kde musíte zvolit požadovaný průřez. 5. Zobrazí se dialog Vyberte šablonu. 6. Zvolte Vytvořit šablonu kabelů nosníku pomocí Otvoru. 7. Zobrazí se Správce čelních desek. 8. Vyberte požadovanou šablonu čelní desky. 9. Určete polohu čelní desky v průřezu. 10. Na obrazovce se objeví editační dialog pro šablonu kabelů nosníku. 11. Zadejte potřebné řezy pro šablonu kabelů nosníku. Může být požadován výběr nebo zadání zatěžovacího stavu pro předpětí. Zatěžovací stav je potřebný pro uchování výsledků. 12. Potvrďte [OK]. Postup pro zadání nové šablony kabelů nosníku z šablony kabelů v průřezu 1. Otevřete servis Beton. 2. Spusťte příkaz Předpětí – Šablona kabelů nosníku. 3. Vyberte prut, na který se bude zadávat předpínací výztuž. 4. V případě proměnného průřezu se zobrazí Správce průřezů, kde musíte zvolit požadovaný průřez. 5. Zobrazí se dialog Vyberte šablonu. 6. Zvolte Vytvořit šablonu kabelů nosníku pomocí Šablony kabelů v průřezu. 7. Zobrazí se Správce šablon kabelů v průřezu. 8. Vyberte požadovanou šablonu kabelů v průřezu. 9. Určete polohu šablony v průřezu. 10. Může být požadován výběr nebo zadání zatěžovacího stavu pro předpětí. Zatěžovací stav je potřebný pro uchování výsledků. 11. Na obrazovce se objeví editační dialog pro šablonu kabelů nosníku. 12. V případě potřeby upravte šablonu nebo zadejte další řezy. 13. Potvrďte [OK].

- 78 -

Předpětí

Editační dialog pro šablony kabelů nosníku

Dialog pro zadávání nebo opravy šablon kabelů nosníku obsahuje následující části: l

karty pro jednotlivé řezy a grafickým oknem,

l

karta pro přidání nového řezu,

l

informační tabulka,

l

informace o čelní desce s možností její změny,

l

legenda,

l

vlastnosti kabelu,

l

akční tlačítko pro výpočet ztrát pro vybraný kabel,

l

geometrie kabelu,

l

tlačítko Parametry zobrazení,

l

tlačítko Délky separace kabelu,

l

tlačítka pro vytvoření a načtení šablony,

l

ovládací tlačítka.

Grafické okno Grafické okno zobrazuje vybraný průřez a zadané šablony otvorů. Podporuje standardní vlastnosti grafických oken systému Scia Engineer:

- 79 -

Kapitola 13

l


l


l


Informační tabulka Tato tabulka je umístěna na v horním levém rohu dialogu. Jméno

Určuje jméno šablony.

Pozice

Informuje o poloze řezu na nosníku.

Informace o čelní desce Tato část dialogu ukazuje čelní desku zvolenou pro aktuální šablonu kabelů. Tlačítko [Změna čel. desky] lze použít pro změnu šablony čelní desky. Poznámka: Pokud změníte čelní desku, budou všechny doposud zadané kabely smazány.

Legenda Legenda má dva významy: (informativní) Vysvětluje symboly použité v grafickém okně (každý typ lana používá vlastní grafické označení nebo barvu),

l

(aktivní) je použita pro zadávání jednotlivých lan do otvorů čelní desky.

l

Postup zadávání a odstraňování kabelů a nastavení specielních vlastností je popsán v kapitole Zadání nové šablony kabelů v průřezu.

Vlastnosti kabelu Pokud je v grafickém okně vybráno nějaké lano, v okně vlastností se zobrazí jeho parametry. Význam jednotlivých parametrů je popsán v kapitole Zadání nové šablony kabelů v průřezu.

Výpočet ztrát vybraného kabelu Ztráty pro vybraný kabel lze vypočítat pomocí akčního tlačítka ve spodní části tabulky vlastností. Po stisknutí se otevře dialog s tabulkou a grafickým znázorněním vypočítaných okamžitých ztrát. Poznámka: Viz také kapitola Okamžité ztráty.

Geometrie kabelu Yp; Zp

souřadnice těžiště všech kabelů v řezu

Yp, sep; Zp, sep

souřadnice těžiště separovaných kabelů

Yp, ohyb; Zp, ohyb

souřadnice těžiště ohýbaných kabelů

n

celkový počet kabelů v řezu

Ap

celková průřezová plocha kabelů v řezu

- 80 -

Předpětí Ac

celková průřezová plocha betonové části průřezu bez plochy kabelů

Ap, sep

celková průřezová plocha separovaných kabelů

Ap, ohyb

celková průřezová plocha ohýbaných kabelů

Y; Z

souřadnice těžiště ideálního průřezu (beton + předpínací výztuž)

Iz; Iy

moment setrvačnosti ideálního průřezu k ose z/y. (osa z je tvrdá osa)

Iz,c; Iy, c

moment setrvačnosti betonové části průřezu (bez plochy kabelů) k ose z/y. (osa z je tvrdá osa)

Wy, horní; Wy, dolní

modul ideálního průřezu k ose y k horním/dolním vláknům průřezu

Parametry zobrazení Toto tlačítko otevírá dialog s nastavením zobrazení. Význam jednotlivých parametrů je zřejmý.

Délky separace kabelu Zde lze zadat skupiny různých délek separace. Tuto položku lze potom přiřadit lanu v okně vlastností.

Tlačítka pro šablony [Vytvořit šablonu]

Aktuální rozmístění kabelů bude uloženo jako nová šablona kabelů průřezu.

[Vytvořit ze šablony]

Načte rozmístění kabelů z existující šablony kabelů průřezu.

Oprava zadané šablony kabelů nosníku Postup pro opravu zadané šablony kabelů nosníku podle čelní desky 1. Vyberte šablonu kabelů nosníku, kterou chcete editovat. 2. Vlastnosti šablony se zobrazí v Okně vlastností. 3. Klikněte na [Editace šablony kabelů]. 4. Zobrazí se editační dialog pro vybranou šablonu. 5. Proveďte potřebné změny. 6. Potvrďte [OK].

Výsledky Napětí v kabelech

Výsledky v grafickém okně Poznámka: Princip zobrazování výsledků je popsán v kapitole Výsledky.

- 81 -

Kapitola 13

Postup pro zobrazení napětí v kabelech 1. Otevřete servis Výsledky. 2. Vyberte větev Napětí v kabelech. 3. Vyberte zatížení k zobrazení. 4. Upravte zobrazení grafických výsledků. 5. Vyberte šablonu kabelů nosníku, pro kterou se mají vykreslit výsledky. 6. Použijte filtr pro určení kabelů, které se mají zobrazit (viz níže). 7. Pro vykreslení grafického zobrazení výsledku klikněte na tlačítko [Obnovit]. 8. Po ukončení uzavřete servis Výsledky.

Filtrování výsledků Možnosti filtrování vysvětlíme na jednoduché ukázce. Představme si spojitý nosník o dvou polích vytvořený ve dvou fázích: levé pole v první fázi (přiřazen zatěžovací stav 1), pravé pole druhá fáze (stav 2).

Obě pole jsou předepnuté a mají zadanou šablonu kabelů nosníku. Levé pole obsahuje 5 lan, druhé pouze jedno.

Otevřete servis Výsledky a spusťte Napětí v kabelech.

- 82 -

Předpětí Nastavte Výběr na Standard a nevybírejte žádnou šablonu kabelů. Otevřete výběrovou položku Kabely, ta obsahuje pouze jednu volbu: Všechny dle výběru. Nyní vyberte šablonu kabelů na levém poli a otevřete znovu stejnou výběrovou položku. Ta nyní nabízí Všechny dle výběru plus pět lan z prvního nosníku. Zrušte výběr, vyberte lana z pravého pole a podívejte se do položky. Nyní nabízí Všechny dle výběru plus lano z druhého nosníku. Vyberte obě šablony a otevřete znovu výběrovou položku. Teď nabízí Všechny dle výběru plus pět lan z prvního nosníku a lano z druhého nosníku. Toto je způsob, jak můžete vybrat pouze jedno lano a zobrazit pro něj výsledky. Tato volba je vhodná zvláště v případě, kdy je více lan na jednom nosníku. Srovnejte si níže uvedené obrázky. První zobrazuje výsledky na všech kabelech v nosníku, druhý pouze jedno lano.

Nyní nastavte Výběr na Vše. Ve výběrové položce Kabely zvolte Všechny dle výběru. Nastavte Typ zatížení na Zatěžovací stavy a vyberte LC1. Tento stav je přiřazen první fázi výstavby, kdy existuje pouze levé pole. Když kliknete na [Obnovit], zobrazí se napětí na kabelu pouze pro levé pole.

- 83 -

Kapitola 13

Obdobně když vyberete LC2, ukáže se pouze napětí v kabelu pravého pole.

A konečně, nechme Výběr na Vše a volbu Kabely na Všechny dle výběru. Nastavte Typ zatížení na Třída a vyberte Třídu 1. Tato třída odpovídá první fázi výstavby, kdy existuje pouze první pole. Klikněte na [Obnovit], zobrazí se napětí v kabelech na levém poli.

- 84 -

Předpětí Nastavte Třídu 2, která odpovídá druhé fází výstavby, kdy existují obě pole. Po kliknutí na [Obnovit] se zobrazí napětí v kabelech na obou polích.

Detailní výsledky Pro jednotlivé šablony kabelů nosníku lze zobrazit podrobné výsledky.

Postup pro zobrazení detailních výsledků 1. Otevřete servis Výsledky. 2. Klikněte na větev Napětí v kabelech. 3. Klikněte na akční tlačítko [Detailní]. 4. Vyberte jednu šablonu kabelů nosníku. 5. Zobrazí se okno s podrobnými výsledky.

Zobrazení v okně Náhledu Výsledky lze prohlížet v tabulkové formě v okně Náhledu.

Postup pro zobrazení náhledu 1. Otevřete servis Výsledky. 2. Klikněte na větev Napětí v kabelech. 3. Vyberte zatížení pro zobrazení. 4. Upravte nastavení zobrazení. 5. Vyberte šablony kabelů nosníku, pro které chcete vykreslit výsledky. 6. Použijte filtr k určení lan, které se mají zobrazit (viz níže). 7. Pro zobrazení výsledků klikněte na tlačítko [Náhled].

- 85 -

Kapitola 13

Vysvětlení zkratek SAT Napětí po transferu. LED

Ztráty postupným předpínáním + ztráty způsobené elastickou deformací betonu.

LCS

Ztráty způsobené dotvarováním a smršťováním bet + ztráty způsobené dlouhodobou relaxací oceli.

Lmin

Ztráty (změny) předpětí způsobené užitným zatížením (min).

Lmax

Ztráty (změny) předpětí způsobené užitným zat. (max).

MinStress

Minimální napětí ve fázi.

MaxStress

Maximální napětí ve fázi.

Dodatečně předpjatý beton Zdrojová geometrie Zdrojová geometrie kabelu Při zadávání geometrie kabelu lze používat tzv. zdrojovou geometrii. Zdrojová geometrie je ve skutečnosti nezávisle připravený tvar (geometrie) kabelu bez jakéhokoli propojení s konkrétní entitou, kterou bude vyztužovat. Výhoda je nasnadě. Uživatel může zadat požadovaný tvar kabelu jen jednou a pak jej aplikovat u více nosníků. Další výhodou je to, že zdrojová geometrie se zadává v jedné rovině, jakoby zamýšlena pro přímý nosník. Nakonec však může být přiřazena i nosníku křivému. Požadovanou křivost si zdrojová geometrie automaticky načte z nosníku, do kterého přiřazována. Osa x zdrojové geometrie tak sleduje lokální osu x daného nosníku. Tato vlastnost může výrazně zjednodušit zadání kabelů do zakřivených nosníků.

Správce zdrojových geometrií kabelů Zdrojové geometrie kabelů jsou spravovány ve standardním databázovém manažeru. To znamená, že všechny zdrojové geometrie jsou uloženy ve zvláštní databázi a jednotlivé položky se mohou například exportovat z jednoho projektu do jiného. Tento databázový manažer se částečně liší od ostatních databázových manažerů a to tím, že grafické okno je rozděleno na dvě části a ukazuje tak půdorys i boční pohled na zdrojovou geometrii. Postup na otevření Správce zdrojových geometrií kabelů Buď: Použijte funkci ve stromové nabídce Knihovny >Dodatečné předpínání>Zdrojová geometrie kabelu. Nebo: Máte-li zobrazenu tabulku vlastností kabelu v průběhu jeho zadání či opravy, klepněte na tlačítko se třemi tečkami [...] u položky Zdrojová geometrie.

- 86 -

Předpětí

Zadání nové zdrojové geometrie kabelu Nová zdrojová geometrie se zadává buď „od nuly" nebo načtením jiné dříve zadané zdrojové geometrie. Oba přístupy lze také kombinovat. to znamená, že je možno zdrojovou geometrii sestavit z několika částí spojených dohromady do jedné „velké" zdrojové geometrie.

Postup zadání nové zdrojové geometrie 1. Otevřete Správce zdrojových geometrií. 2. Klepněte na [Nový]. 3. Na obrazovce se otevře dialog Úprava geometrie. 4. Zadejte zdrojovou geometrii. 5. Potvrďte [OK]. 6. Zavřete správce.

Dialog úpravy geometrie V dialogu se numericky zadává tvar kabelu. Uživatel zadává jednotlivé vrcholy a typ křivky v každém z vrcholů.

- 87 -

Kapitola 13

Poznámka: Reálný poměr jednotlivých částí dialogu byl na obrázku záměrně upraven, aby se tento vešel na tištěnou stránku.

Typ zadání Rozeznáváme dva typy zadání: (i) kabel „míjí" jednotlivé vrcholy v závislosti na zadaném typu křivky, tzn., že kabel neprochází body přímo, (ii) kabel prochází přímo zadanými body – tento přístup se nazývá „průchod kabelů řadou bodů". Pro první typ zadání jsou k dispozici následující možnosti. Kružnice + tečna Kruhový oblouk, parametrem je vzdálenost bodu dotyku od uvažovaného vrcholu polygonu, viz Obr.

- 88 -

Předpětí

Kružnice + poloměr Kruhový oblouk, parametrem je poloměr kružnice, viz obr. Poloměr a dvě tečny definují kružnici. Délka tečny je spočítána automaticky.

Symetrická parabola + tečna Parabolický oblouk, parametrem je vzdálenost bodu dotyku (začátek nebo konec paraboly) od vrcholu polygonu, viz obr. Délka tečny a osa symetrie paraboly definují parabolický oblouk.

- 89 -

Kapitola 13

Parabola + tečna [začátek] Parabolický oblouk s vrcholem paraboly na začátku oblouku, parametrem je vzdálenost začátku oblouku (bodu dotyku na ose symetrie paraboly) od uvažovaného vrcholu polygonu, viz obr.

- 90 -

Předpětí

Parabola + tečna [konec] Parabolický oblouk s vrcholem paraboly na konci oblouku, parametrem je vzdálenost konce oblouku (bodu dotyku na ose symetrie paraboly) od uvažovaného vrcholu polygonu, viz Obr.

Parabola + svislá osa Parabolický oblouk se svislou osou vzhledem k souřadnému systému makra, parametrem je délka průmětu tečny do horizontálního směru, viz obr.

- 91 -

Kapitola 13

Pro druhý způsob zadání je k dispozici pouze jedna volba.

Průchod kabelů řadou zadaných bodů Souřadnice definované v tabulce nejsou při volbě „Průchod řadou bodů" souřadnicemi vrcholů tečného polygonu, ale jsou to souřadnice bodů, kterými bude křivka proložena. Parametry jsou tangenty tečen křivky v těchto bodech. Vstupní údaje Řada bodů o souřadnicích [x,y], ([x,z]) a tangenty tečen v každém bodě. Pokud je místo tangenty zadáno 100, kabel směřuje přímo do následujícího bodu, pokud je místo tangenty zadáno –100, kabel směřuje do předchozího bodu. Přímý úsek kabelu mezi dvěma body se tedy kóduje dvojicí údajů 100 a -100. Pokud je místo tangenty zadáno 1000, pak kabel nemá zadán sklon (je libovolný) a algoritmus ho dopočítá automaticky. Z logiky vedení kabelů vyplývá, že tangenty úhlů nesmí přesahovat rozumnou mez – cca od -1.0 do +1.0 (úhly kabelu 45°). Parametr 0.0 značí vodorovnou tečnu. Nejsou řešeny kabely, které jdou "za roh" rámů, kabely ovinující nádrže apod. Zásady funkce algoritmu 1. Jsou zohledněny uživatelem definované sklony. 2. Následují-li 3 a více bodů o stejné pořadnici y (z), pak se těmito body proloží vodorovná úsečka. 3. Vypočtou se úhly tangent v kotvách a v sousedních bodech (pokud nebyly zadány uživatelem). Je-li to možné, proloží se úsečka celým prvním a posledním krajním úsekem, není-li to možné, vloží se přímka o délce alespoň ˝ délky krajního úseku. 4. Pokud je vzdálenost dvou sousedních bodů výrazně menší než vzdálenost ostatních bodů, bude program do tohoto úseku vkládat přímku. 5. Navazují-li stejnosměrné nebo protilehlé oblouky, snaží se program dosáhnout co nejmenších rozdílů mezi poloměry (při stejném poloměru je délka oblouku úměrná změně úhlů tečen). 6. Při přechodu z přímého úseku do oblouku nesmí vzniknout protisměrný oblouk.

- 92 -

Předpětí 7. Protínají-li se dvě tečny v ˝ délky oblouku (měřeno v půdoryse), vloží se 1 parabola se svislou osou. 8. V ostatních případech se vloží 2 paraboly se svislou osou.

Vzhled editačního dialogu a jeho ovládací prvky

Poznámka: Reálný poměr jednotlivých částí dialogu byl na obrázku záměrně upraven, aby se tento vešel na tištěnou stránku.

Nástrojová lišta Import ze souboru

Importuje zdrojovou geometrii z externího TXT nebo XML souboru.

Export do souboru

Exportuje zdrojovou geometrii do externího TXT nebo XML souboru.

Import z knihovny

Otevře správce zdrojových geometrií a umožní výběr a import jiné již zadané geometrie.

- 93 -

Kapitola 13 Mění svislé měřítko v grafických oknech.

Svislé měřítko

Zapíná a vypíná zobrazení popisu vrcholů v okně s pohledem v rovině XZ. Pro rovinu XY se žádné popisy

Zobrazit popis vrcholů

nekreslí. Při zapnutých popisech zobrazí čísla vrcholů.

Kreslit v popisu číslo vrcholu Kreslit v popisu souřadnici

Při zapnutých popisech zobrazí souřadnice vrcholů.

vrcholu Ikony na nastavení pohledu

Standardní ikony pro nastavení směru pohledu a velikosti zobrazené konstrukce. Přepínač zobrazení bodového rastru

Přepínač zobrazení bodového rastru.

Nastavení bodovéhorastru Otevře dialog pro nastavení bodového rastru.

Vstupní tabulka pro rovinu XZ Ikona[Smazat všechny uzly] Tento příkaz smaže všechny uzly pro rovinu XZ. Ikona [Průchod řadou bodů] Přepíná režim zadání – viz odstavec Typ zadání výše. Vstupní tabulka Souř. X

X-ová souřadnice vrcholu zdrojové geometrie.

Souř. Z

Z-ová souřadnice vrcholu zdrojové geometrie.

Typ křivky

Typ křivky „ve" vrcholu - viz odstavec Typ zadání výše.

Parametr křivky

Parametr vybrané křivky - viz odstavec Typ zadání výše.

Grafické náhledové okno Grafické okno zobrazuje boční pohled na zadávaný kabel. Kombinace „stiskni a podrž klávesy CTRL+SHIFT" + „stiskni a podrž pravé tlačítko myši" + „táhni myší" zvětšuje či zmenšuje obrázek. Kombinace „stiskni a podrž klávesy SHIFT" + „stiskni a podrž pravé tlačítko myši" + „táhni myší" posouvá obrázek po grafickém okně.

Vstupní tabulka pro rovinu XY Ikona[Smazat všechny uzly] Tento příkaz smaže všechny uzly pro rovinu XZ. Ikona [Průchod řadou bodů] Přepíná režim zadání – viz odstavec Typ zadání výše. Vstupní tabulka Souř. X

X-ová souřadnice vrcholu zdrojové geometrie.

- 94 -

Předpětí Souř. Y

Y-ová souřadnice vrcholu zdrojové geometrie.

Typ křivky

Typ křivky „ve" vrcholu - viz odstavec Typ zadání výše.

Parametr křivky

Parametr vybrané křivky - viz odstavec Typ zadání výše.

Grafické náhledové okno Grafické okno zobrazuje boční pohled na zadávaný kabel. Kombinace „stiskni a podrž klávesy CTRL+SHIFT" + „stiskni a podrž pravé tlačítko myši" + „táhni myší" zvětšuje či zmenšuje obrázek. Kombinace „stiskni a podrž klávesy SHIFT" + „stiskni a podrž pravé tlačítko myši" + „táhni myší" posouvá obrázek po grafickém okně.

Hlavní ovládací tlačítka Tlačítko [OK] potvrdí provedené zadání a zavře dialog. Tlačítko [Cancel] zruší provedené zadání či opravy a zavře dialog. Note: Není dovoleno zadávat posloupnost tří a více bodů ležících v jedné přímce. Směr kabelu se musí „lomit" v každém ze zadaných vrcholů.

Oprava existující zdrojové geometrie kabelu Oprava existující zdrojové geometrie kabelu ve správci zdrojových geometrií Již zadaná zdrojová geometrie může být opravena ve správci zdrojových geometrií otevřeného ze stromové nabídky.

Postup opravy existující zdrojové geometrie kabelu přes stromovou nabídku 1. Otevřete stromovou nabídku Knihovny> Dodatečné předpínání. 2. Spusťte funkci Zdrojová geometrie kabelu. 3. Na obrazovce se otevře Správcezdrojové geometriekabelu. 4. Vyberte požadovanou geometrii. 5. Klepněte na [Opravit]. 6. Dialog Opravit geometrii se otevře na obrazovce. 7. Upravte tvar kabelu. 8. Potvrďte [OK]. 9. Zavřete Správce zdrojovégeometrie kabelu. Alternativně lze geometrii opravit přes tabulku vlastností vybraného zadaného kabelu. Oprava existující zdrojové geometrie kabelu z tabulky vlastností

Postup opravy existující zdrojové geometrie kabelu přes tabulku vlastností 1. Vyberte kabel, jehož geometrii chcete opravit. 2. Vlastnosti vybraného kabelu se zobrazí v okně vlastností. 3. Klepněte na tlačítko se třemi tečkami u položky Zdrojová geometrie.

- 95 -

Kapitola 13 4. Na obrazovce se otevře Správce zdrojové geometrie kabelu. 5. V seznamu zadaných geometrií je vysvícena ta, která byla vybrána v bodu 1. 6. Klepněte na [Opravit]. 7. Dialog Opravit geometrii se otevře na obrazovce. 8. Upravte tvar kabelu. 9. Potvrďte [OK]. 10. Zavřete Správce zdrojové geometrie kabelu. Poznámka: Je třeba pamatovat na skutečnost, že kabel zadaný do nosníku si pamatuje, zda byl vytvořen pomocí zdrojové geometrie. Tento kabel si také stále drží odkaz na svoji zdrojovou geometrii. Proto, jakmile je jakákoli zdrojová geometrie opravena, změny se promítnou do VŠECH nosníků, kde byla tato zdrojová geometrie použita.

Předpínací výztuž nezávislá na MKP uzlech

1 Předpínací výztuž nezávislá na MKP uzlech pro vnitřní dodatečně předpínané kabely v prutových dílcích Před zavedením předpínací výztuže nezávislé na MKP uzlech byl průmět kolmý na konstrukční prvek považován za nedostačující kvůli občasným problémům s přepočtem zatížení od poměrného přetvoření kabelu na konstrukční prvek. Tyto případy můžete vidět na následujících obrázcích.

Obr. 1 normálová síla od předpětí v zakřiveném mostu

- 96 -

Předpětí

Obr. 2 normálová síla - oblouk Proto byl zaveden koncept výztuže nezávislé na MKP uzlech. Tento termín se používá pro interpretaci prvků sítě konečných prvků. Síť konečných prvků pro kabel a připojený prvek (nosník nebo žebro) je nezávislá. Pokud nejsou použity uzly (výztuž) nezávislé na MKP uzlech, modelují se kabely jako prutové prvky na na excentricitě. Pokud je použita výztuž nezávislá na MKP uzlech, pak se tuhost kabelů přičte k nejbližšímu prvku sítě podle typu průmětu.

Obr. 3 Skutečný a MKP kabel v kolmém průmětu Obecná představa je, že uživatel svůj model vytvářet s pomocí vkládaných čar a maker. Způsob přiřazení kabelu k prutovému dílci. Proto byl zaveden koncept výztuže nezávislé na MKP uzlech. Tuhost kabelu (a jeho zatížení) se rozdělí do jednotlivých uzlů 1D nebo 2D dílce. Podobný koncept by šel aplikovat in na 3D prvky.

1.1 Typ průmětu K dispozici jsou dvě možnosti průmětu kabelu na konstrukční prvek:

- 97 -

Kapitola 13

Obr. 4 Dva typy průmětu v 1D 1. Kolmý průmět na konstrukční prvek

Obr. 5 Kolmý průmět 2. Proporcionální průměr v poměru délky kabelu a prutového prvku (nebo vybraných prvků). Vnitřní (nezávislé) uzly konečných prvků kabelu se také generují proporcionálně.

- 98 -

Předpětí

obr.6 Proporcionální průmět To znamená, že propojení mezi vnitřní body kabelu a prutového prvku budou také proporcionální. Proto byly pro alokování potřebné nové funkce: a. Výběr konstrukčních dílců, ke kterým je kabel alokován musí být proveden s ohledem na jejich pořadí

obr.7 Alokace (přiřazení) dílce

- 99 -

Kapitola 13 b . možnost připojit vybraný bod kabelu k vybranému bodu prutového prvku. Pak je nezbytné definovat bod na prvním prutovém prvku (např. vzdáleností od začátku), k němuž se připojí začátkem kabelu a bod na posledním prutovém prvku, ke kterému mu se připojí konec kabelu. Průmět mezilehlých bodů - tato volba je relevantní pouze v případě nezávislých uzlů • proporcionálně – uživatel zadá délku, na kterou se kabel promítá o Způsob přiřazení – počátek §První uzel – počátek účinků promítnutého kabelu je od prvního uzlu alokovaného nosníku §Poloha – vzdálenost od počátku nosníku

o Způsob přiřazení – konec §Poslední uzel – počátek účinků promítnutého kabelu je od posledního uzlu alokovaného nosníku §Poloha – vzdálenost od konce nosníku

• Kolmo – kabel se promítá kolmo na nosníky

1.2 Omezení 1 Pro TDA a pro vnější (volné) dodatečně předpínané kabely bez soudržnosti se zachovává stávající způsob modelování (s ohledem na velikost sítě, ... ). 2 Volitelně je možnost modelování s ohledem na velikost sítě je k dispozici také pro standardní řešič MKP. 3 Všechny typy prezentace výsledků a posudků předpjatého betonu jsou nedotčeny. 4 Nový způsob modelování je plně kompatibilní se standardními fázemi výstavby a výpočtem pohyblivého zatížení, ale není k dispozici pro výpočet TDA 1.3 Nastavení pro použití nezávislých uzlů Použití nezávislých uzlů pro prutové dílce se zapíná v nastavení sítě konečných prvků

- 100 -

Předpětí

obr.8 Nastavení pro nezávislé uzly

2 Předpínací výztuž nezávislá na MKP uzlech pro vnitřní dodatečně předpínané kabely v plošných dílcích Tato funkce umožňuje uživateli připojit vnitřní dodatečně předpínané kabely přímo k plošným dílcům. Není potřeba zadávat žádný pomocný (falešný) nosník. Síť konečných prvků vnitřního dodatečně předpínaného kabelu a plošného prvku může být nezávislá.

obr.9 Kabel definovaný na desce

2.1 Průmět U kabelů alokovaných (přiřazených) k prutovým dílcům (nosníkům) lze volit kolmý nebo proporcionální průmět. U kabelů alokovaných (přiřazených) k plošným dílcům (deskám) lze volit pouze kolmý průmět.

- 101 -

Kapitola 13

obr.10 Proporcionální průmět pouze pro 2D dílce

2.2 Zadání kabelu Kabely lze alokovat (přiřadit) buď k nosníkům nebo deskám. Geometrie kabelu na prutovém dílci: Zdrojová geometrie (ZG), přímé zadání (PZ), referenční čára se ZG (RČZG) . Geometrie kabelu na plošném dílci: PZ nebo RČZG. • (ZG) kabel lze zadat pouze na prutovém dílci (nosník) - > selektivní filtr. • (PZ) - po zadání geometrie kabelu následuje alokace (přiřazení) k dílcům. Seznam alokace obsahuje: - pouze prutové dílce = OK - pouze 2D makro = OK + 2D makra musí být ve stejné rovině - ověření je provedeno - oba od uživatele (1D a 2D) = varování „v alokaci mohou být buď 1D nebo 2D dílce“ Převod geometrie kabelu z PZ do ZG není možný, pokud ke kabel na na 2D makru.

2.3 Nastavení pro použití nezávislých uzlů Použití nezávislých uzlů pro plošné dílce se zapíná v nastavení sítě konečných prvků

- 102 -

Předpětí

obr.11 Nastavení pro nezávislé uzly

Kabely se soudržností Parametry dodatečně předpínaného vnitřního kabelu

Obecné Jméno Definuje jméno kabelu. Popis

Zde může uživatel zadat krátký popis..

Číslo Definuje číslo kabelu. (informativní hodnota) Typ Ukazuje typ kabelu (vnitřní / vnější).. Vrstva

Vybírá vrstvu pro kabel. Každý kabel může být přiřazen do jiné vrstvy.

Geometrie Určuje typ zadání geometrie. Zadání geometrie

Zdrojová geometrie Pro tento typ zadání uživatel definuje tvar geometrie kabelu předem. Předdefinovaný kabel je pak přiřazen nosníku a v případě potřeby se jeho tvar upraví tak, aby sledoval tvar nosníku. Kabel není natažen ani zkrácen, aby vyplnil přesně celou délku nosníku.

- 103 -

Kapitola 13 Může však být zakřiven, aby sledoval skutečný tvar nosníku. To může zjednodušit zadání kabelů do zakřivených nosníků. Kabel se nejprve definuje pro průmět nosníku do roviny a po přiřazení konkrétnímu nosníku se tvar kabelu upraví automaticky tak, že osa x kabelu přesně sleduje lokální osu x nosníku. Přímé zadání Pro tento typ zadání geometrie uživatel přímo zadává tvar kabelu v grafickém okně, ve kterém je zobrazen vyztužovaný nosník. Pro možnost zadat přesně požadovaný tvar je u příkazové řádky zobrazená nová nástrojová lišta. Ta umožňuje zadání kruhových a parabolických intervalů kabelu. Poznámka: Stejná nástrojová lišta se zobrazuje při zadání nosníku. Tato položka otevře zvláštní dialog, ve kterém může uživatel vybrat nosníky přiřazené kabelu. Obecně lze kabelu přiřadit více Alokace

nosníků jako např. v případě několika kratších nosníků navázaných jeden na druhý, které jsou vyztuženy jedním průběžným kabelem.

LSS

Určuje způsob definice lokálního souřadného systému kabelu (osy y a z). (Tato položka je přístupná pouze pro volbu Zdrojová geometrie).

Zdrojová geometrie

Uživatel zde musí vybrat požadovanou zdrojovou geometrii kabelu. Lze také aktivovat správce zdrojových geometrií kabelů a zadat novou zdrojovou geometrii. (Tato položka je přístupná pouze pro volbu Zdrojová geometrie).

Počátek zdrojové geometrie

Je nutno zadat, kde v konstrukci má ležet počátek zdrojové geometrie kabelu. jinými slovy, uživatel musí svoji zdrojovou geometrii umístit do modelu. Poloha se definuje (i) odsazením od počátku lokálního souřadného systému nosníku nebo (ii) v globálních souřadnicích.

Souř.X, Y,

(Tato položka je přístupná pouze pro volbu Zdrojová geometrie).

Z

Tyto tři hodnoty definují polohu počátku zdrojové geometrie kabelu. Konkrétní význam závisí na volbě popsané výše.

Materiál Materiál Definuje materiál kabelu. Počet prvků

Definuje počet drátů nebo lan v kabelu..

v kabelu Počet

Počet identických kabelů (např. ve stěnách jednokomorového nebo vícekomorového průřezu, …), které tvoří skupinu. Ve většině

kabelů ve

praktických příkladů předem předpjatého betonu obsahuje kabel jen jeden prvek, (kterým je jedno lano), několik kabelů v jedné

skupině

skupině a několik skupin v jednom zatěžovacím stavu, podrobnosti viz obr. pod tabulkou. (informativní hodnota)

Plocha Ukazuje průřezovou plochu kabelu. Průměr kanálku

Definuje průměr kabelového kanálku. Parametr se využije pouze pro test geometrie kabelu.

Zatěžovací

Uživatel musí vybrat ze seznamu jeden zatěžovací stav. Seznam obsahuje pouze zatěžovací stavy typu předpětí.

stav

V tomto zatěžovacím stavu budou uloženy účinky předpětí kabelu.

Obr.: Skupina kabelů

- 104 -

Předpětí

Předpínání Typ napínání

Typ napínání je analogický k předem předpínaným kabelům.

Předpínání z

Program nabízí čtyři možnosti. Současné kotvení obou konců není ani ekonomické ani prakticky proveditelné.

Součinitel tření v oblouku

Význam položky je jasný z názvu.

Součinitel tření

(pouze pro normy ČSN / STN)

v přímé


Nezamýšlené

(pouze pro EC2, NEN)

úhlové přemístění


Pokluz Definuje pokluz na začátku kabelu. Napětí v průběhu podržení napětí Trvání podržení napětí



Počáteční napětí – začátek

Přesah kabelu nezahrnutý do výpočtového modelu - začátek Přesah kabelu

Počáteční napětí na začátku kabelu (před zakotvením kuželíků).

Část kabelu na začátku, která je zohledněna při výpočtu ztrát předpětí, ale není zahrnuta do výpočtového modelu. Má význam v případě, když nosník (a kabel) přesahuje za teoretickou podporou a uživatel nechce tuto část zahrnout do výpočtového modelu, ale chce mít správně vypočítány ztráty předpětí a geometrii kabelu pro výstup do CAD programu. Viz předchozí parametr.

- 105 -

Kapitola 13 nezahrnutý do výpočtového modelu – konec Vzdálenost mezi řezy pro výstup

Definuje řezy, ve kterých budou prezentovány výsledky.

Oblouk (Tyto položky jsou dostupné pouze pro Zadání geometrie nastavené na Přímé zadání) Kružnice + tangenta kruhový oblouk: parametrem je vzdálenost bodu dotyku od uvažovaného vrcholu polygonu, viz. obr. Kružnice + poloměr Typ křivky

kruhový oblouk: parametrem je poloměr kružnice, viz obr. Poloměr a dvě tečny definují kružnici. Délka tečny je spočítána automaticky. Symetrická parabola + tečna parabolický oblouk, parametrem je vzdálenost bodu dotyku (začátek nebo konec paraboly) od vrcholu polygonu, viz obr. Délka tečny a osa symetrie paraboly definují parabolický oblouk.

Parametr křivky

Zde se zadává příslušná hodnota parametru.

Obr.: Kružnice + tangenta; Kružnice + poloměr

Obr.: Symetrická parabola + tangenta

- 106 -

Předpětí

Zadání nového dodatečně předpínaného vnitřního kabelu Postup zadání dodatečně předpínaného vnitřního kabelu 1. Otevřete servis Konstrukce. 2. Rozbalte větev Kabely. 3. Spusťte funkci Dodatečně předpínaný vnitřní kabel. 4. Vyplňte potřebné parametry. 5. Potvrďte [OK]. 6. V závislosti na zvoleném způsobu zadání geometrie (i) buď definujte polohu zdrojové geometrie, nebo (ii) zadejte přímo geometrii kabelu. 7. Ukončete funkci.

Oprava existujícího vnitřního kabelu Postup opravy dodatečně předpínaného vnitřního kabelu 1. Vyberte kabel k opravě. 2. Okno vlastností zobrazí jeho parametry. 3. Opravte potřebné vlastnosti.

- 107 -

Kapitola 13 4. V případě potřeby použijte k vybraným operacím akční tlačítka. 5. Nakonec zrušte výběr. Akční tlačítka dostupná při opravě dodatečně předpínaného vnitřního kabelu

Vyberte přiřazení Přiřazení kabelu konkrétním nosníkům se zadává přes položku Přiřazení v tabelce vlastností kabelu. Tato funkce definuje přiřazení přes jednoduchou tabulku. Naproti tomu akční tlačítko spustí interaktivní funkci, která dovoluje definovat přiřazení v grafickém okně.

Úprava geometrie kabelu Tlačítko spustí opravu geometrie kabelu přímo v grafickém okně.

Tabulková úprava kabelu Toto tlačítko otevře jednoduchou tabulku s vrcholy kabelu. Jednotlivé souřadnice je možno měnit.

Ztráty kabelu Nejedná se přímo o editační funkci, ale o užitečný nástroj v průběhu návrhu kabelu. Toto akční tlačítko provede výpočet ztrát předpětí daného kabelu. Více naleznete v kapitole o Ztrátách předpětí ve vnitřním kabelu.

Informace o výpočtu Zobrazí se stručný přehled parametrů potřebných k výpočtu.

Základní hodnoty Toto tlačítko nastaví všechny parametry vybraného kabelu na výchozí hodnoty (hodnoty přednastavené výrobcem programu).

Přepínací ztráty ve vnitřních kabelech Postup výpočtu ztrát 1. Vyberte požadovaný kabel. 2. Jeho vlastnosti se zobrazí v okně vlastností. 3. Klepněte na akční tlačítko [Ztráty kabelu]. 4. Ohodnoťte výsledky zobrazené v samostatném dialogu. 5. Zavřete dialog. 6. Zrušte výběr.

Okno s vypočtenými ztrátami v kabelu Okno je rozděleno do dvou částí. V první jsou zobrazeny informace o kabelu spolu s tabulkou výsledků. Přes nástrojovou lištu lze všechny informace exportovat do externího souboru (HTML, TXT, PDF, RTF) nebo přímo vytisknout. Lze změnit měřítko textu a grafu. Rozbalovací nabídka (přes pravé tlačítko myši) pak nabízí některé= standardní funkce: zoom, tisk, kopírovat do schránky Windows uložit do externího souboru.

- 108 -

Předpětí

Volné kabely Parametry dodatečně předpínaného volného kabelu

Obecné Jméno Definuje jméno kabelu. Popis

Zde může uživatel zadat krátký popis..

Číslo Definuje číslo kabelu. (informativní hodnota) Typ Ukazuje typ kabelu (vnitřní / vnější).. Vrstva

Vybírá vrstvu pro kabel. Každý kabel může být přiřazen do jiné vrstvy.

Materiál Materiál Definuje materiál kabelu. Počet prvků

Definuje počet drátů nebo lan v kabelu..

v kabelu Počet

Počet identických kabelů (např. ve stěnách jednokomorového nebo vícekomorového průřezu, …), které tvoří skupinu. Ve většině

kabelů ve

praktických příkladů předem předpjatého betonu obsahuje kabel jen jeden prvek, (kterým je jedno lano), několik kabelů v jedné

skupině

skupině a několik skupin v jednom zatěžovacím stavu, podrobnosti viz obr. pod tabulkou. (informativní hodnota)

Plocha Ukazuje průřezovou plochu kabelu. Průměr kanálku

Definuje průměr kabelového kanálku. Parametr se využije pouze pro test geometrie kabelu.

Zatěžovací

Uživatel musí vybrat ze seznamu jeden zatěžovací stav. Seznam obsahuje pouze zatěžovací stavy typu předpětí.

stav

V tomto zatěžovacím stavu budou uloženy účinky předpětí kabelu.

Obr.: Skupina kabelů

- 109 -

Kapitola 13

Předpínání Napětí po ukotvení Napětí v kabelu po jeho zakotvení.

Zadání nového dodatečně předpínaného volného kabelu Postup zadání Dodatečně předpínaného volného kabelu 1. Otevřete servis Konstrukce. 2. Rozbalte větev Kabely. 3. Spusťte funkci Dodatečně předpínaný volný kabel. 4. Vyplňte potřebné parametry. 5. Potvrďte [OK]. 6. Zadejte geometrii kabelu. 7. Ukončete funkci.

Oprava existujícího volného kabelu Postup opravy dodatečně předpínaného volného kabelu 1. Vyberte kabel k opravě. 2. Okno vlastností zobrazí jeho parametry.

- 110 -

Předpětí 3. Opravte potřebné vlastnosti. 4. Nakonec zrušte výběr. Poznámka: Pro tento typ kabelu nejsou k dispozici žádná tlačítka akcí.

Oprava geometrie dodatečně předpínaného volného kabelu Při opravě tvaru dodatečně předpínaného volného kabelu postupujte stejně jako při opravě tvaru nosníku polygonálního nosníku. Volný kabel je ve skutečnosti geometrická entita s koncovými a případně mezilehlými uzly. Proto lze jednoduše opravit souřadnice těchto uzlů, přetáhnout uzly do nové polohy nebo využít kteroukoli jinou funkci pro geometrické manipulace.

Výsledky Výsledky pro dodatečně předpínané kabely Výsledky pro dodatečně předpínané kabely se zobrazují stejným způsobem jako pro předem předpínané kabely. Viz kapitola Předem předpjatý beton > Výsledky > napětí v kabelech.

- 111 -

Fáze výstavby, časově závislá analýza Manuál

Recommend Documents