Navrhování přípojů ocelových konstrukcí na betonové. Valorisation of Knowledge for Innovative Fastening Solutions between Steel and Concrete

Připraveno v rámci projektu Vědeckého fondu uhlí a oceli EU

INFASO+

Navrhování přípojů ocelových konstrukcí na betonové

Valorisation of Knowledge for Innovative Fastening Solutions between Steel and Concrete

Obsah prezentace

Motivace



Úvod



Návrh kotvení patní a kotevní deskou



Komponenty pro kotvení trny s hlavou)



Tolerance



Řešené příklady

O projektu



Kotvení patní a kotevní deskou

Partneři



Kloubový přípoj

INFASO+ prof. Wald

Ing. Bečková

Materiály projektu Shrnutí

2


INFASO+

Úvod František Wald


Obsah prezentace

Motivace



Motivace



O projektu



Partneři



Materiály projektu



Shrnutí

INFASO+

O projektu Partneři Materiály projektu Shrnutí

4

Obvyklé kotvení patní deskou

INFASO+

N

M

V

Motivace O projektu Partneři Materiály projektu Shrnutí

 Předem

zabetonované kotevní šrouby 5

Obvyklé kotvení patní deskou INFASO+

M

N V


 Dodatečně

kotvené šrouby 6

Kotvení patní a kotevní deskou INFASO+

M

N V


 Předem

zabetonovaná deska s kotevními trny s hlavou

Kotvení na sloup/stěnu

7

INFASO+

N V


 Příklad

kotvení do kotevních závlačí



Předem zabetonovaný přípravek



Kloubový přípoj 8


INFASO+

N V Motivace O projektu Partneři Materiály projektu Shrnutí

 Příklad 

kotvení do otvoru ve sloupu/stěně

Kloubový přípoj

9


INFASO+

N V Motivace O projektu Partneři Materiály projektu

 Příklad

kotvení na sloup/stěnu kotevní lištou s otvory

Shrnutí



Kloubový přípoj 10

INFASO+


V N Motivace O projektu Partneři Materiály projektu Shrnutí

 Kotvení 

nosníku na sloup/stěnu deskou s trny

Kloubový přípoj

11


INFASO+

N V M


 Běžné

kotvení nosníku na sloup/stěnu



Ohybově tuhý přípoj



Dodatečné kotvení 12

INFASO+


N V

Motivace

M

O projektu Partneři Materiály projektu Shrnutí

 Kotvení 

nosníku na sloup/stěnu deskou s trny


Stav poznání 

Motivace



Materiály projektu

INFASO+

Smíšené nosné konstrukce 

Přípoje ocelových konstrukcí na betonové



Stavební prvky jako průmyslové výrobky



Normalizace v kotvení ocelových konstrukcí na betonové

Typové řešení přípojů

O projektu Partneři

13



Project INFASO v letech 2009-2012



Kotevní desky s trny s hlavou



Vývoj kotevních trnů a jejich návrhu

Shrnutí

14

Kotevní desky s trny s hlavou 

Pro nové konstrukce i rekonstrukce



Montáž

Motivace



Jednoduchá



Rychlá

INFASO+

O projektu Partneři



Vhodná únosnost

Materiály projektu



Dobrá deformační kapacita

Shrnutí



Dostatečná robustnost (odolnost vodorovným silám při mimořádném zatížení) 15

Rozsah projektu 

Kloubové přípoje



Ohybově tuhé přípoje



Kotvení patní deskou

INFASO+

Motivace O projektu Partneři

o Ocelové konstrukce o Ocelobetonové konstrukce


16

O projektu

Materiály připraveny v rámci projektu

 

Motivace



Partneři Materiály projektu

Valorisation of Knowledge for Innovative Fastening Solution between Steel and Concrete (INFASO+) Project RFS2-CT-2012-00022

S finančním přispěním



Shrnutí

New Market Chances for Steel Structures by Innovative Fastening Solutions between Steel and Concrete (INFASO) Project RFSR-CT-2007-00051

Výukové materiály připraveny v rámci projektu



O projektu

INFASO+



Research Fund for Coal and Steel (RFCS) of the European Community 17

Partneři 

Motivace O projektu



University 

Institute of Structural Design, Universität Stuttgart



Institute of Construction Materials, Universität Stuttgart



Katedra ocelových a dřevěných konstrukcí Českého vysokého učení technického v Praze

Firmy 

Gabinete de Informática e Projecto Assistido Computador Lda., Coimbra



Goldbeck West GmbH, Bielefeld



stahl+verbundbau GmbH, Dreieich



European Convention for Constructional Steelwork, Brussels

Partneři Materiály projektu Shrnutí

INFASO+

18

Na projektu pracovali 

INFASO+

Kuhlman U., Ožbolt A. and Ruopp J. Institute of Structural Design, Universität Stuttgart

Hofmann J., Sharma A.



Institute of Construction Materials, Universität Stuttgart

Wald F., Bečková Š., Žižka J., Sokol Z., and Schwarz I.,



Czech Technical University in Prague Motivace



Luis da Silva, Henriques J., Gervasio H., and Gentilli F. Gabinete de Informática e Projecto Assistido Computador Lda., Coimbra

O projektu



Partneři

Krimpmann M. Goldbeck West GmbH, Bielefeld

Materiály projektu



Van Kann J. Stahl+verbundbau GmbH, Dreieich

Shrnutí



Baes-Dehan V. European Convention for Constructional Steelwork, Brussels 19

Materiály projektu 

 Motivace O projektu Partneři Materiály projektu Shrnutí



INFASO+

Metodika návrhu I 

Analytické modely metodou komponent




Metodika návrhu II 

Příklady použití



Studie citlivosti řešení



Návrhové tabulky

Softwarový nástroj 

Kotvení patní deskou s kotevní deskou



Kloubové a vetknuté přípoje



Ocelové a ocelobetonové konstrukce 20

Obsah - Metodika návrhu I

Motivace O projektu

INFASO+

Úvod 1. Metoda komponent 2. Komponenty kotvení do betonu 3. Komponenty v ocelové části 4. Skládání komponent pro stanovení únosnosti 5. Skládání komponent pro stanovení tuhosti 6. Globální analýza 7. Tolerance 8. Řešené příklady 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Partneři Materiály projektu Shrnutí

Kloubové kotvení patní deskou Ohybově tuhé kotvení patní deskou Kotvení patní deskou s výztuhami Kotvení patní a kotevní deskou Kloubový přípoj Ohybově tuhý přípoj Konstrukce jednolodní haly

Shrnutí 21

Obsah - Metodika návrhu II INFASO+ Úvod 1.

Příklady použití 1. 2. 3.

2.

Kotvení patní a kotevní deskou 1. 2. 3. 4.

3. O projektu Partneři

4.

Shrnutí

5.

Validace analytických modelů na experimentech Studie citlivosti Rozsah použití Návrhové tabulky

Ohybově tuhý přípoj 1. 2. 3. 4.

Materiály projektu


Kloubový přípoj 1. 2. 3. 4.

Motivace

Kotvení patní a kotevní deskou Kloubový přípoj Ohybově tuhý přípoj


Software 1. 2. 3.

Shrnutí

Vstupy Výstupy Validace 22


Kloubový přípoj







INFASO+


23


Kloubový přípoj







INFASO+


24

Shrnutí 

Motivace O projektu



INFASO+

Přípoje ocelových konstrukcí na betonové 

Trny s hlavou na kotevní desce



Připraven předpovědní model metodou komponent



Přípoje ocelových/ocelobetonových nosníků na betonovou stěnu/sloup

Nové poznatky pro model metodou komponent 

Kotvení trny s hlavou

Partneři



Únosnost bez/s třmínky v tahu, smyku a kombinaci namáhání

Materiály projektu



Deformační tuhost kotevních trnů s hlavou bez/s třmínky



Shrnutí

Kotevní deska 

Únosnost s využitím chování kotevní desky v tahu



Rotační tuhost při složení všech komponent 25

Části přednášky

Motivace



Úvod



Návrh kotvení patní a kotevní deskou



Komponenty pro kotevní trny s hlavou)



Tolerance




O projektu



Kotvení patní deskou s kotevní deskou

Partneři



Kloubový přípoj

INFASO+ prof. Wald

Ing. Bečková


26


INFASO+

Návrh kotvení patní a kotevní deskou František Wald


Obsah

INFASO+



Úvod



Únosnost komponenty kotevní deska v ohybu

Únosnost v ohybu



Únosnost komponenty kotevní deska v tahu

Únosnost v tahu



Omezení únosnosti kotevní desky



Experimenty



Tuhost komponenty



Shrnutí

Úvod

Omezení únosnosti pro kotvení Experimenty Tuhost Shrnutí

2

INFASO+

Úvod Metoda komponent pro kotvení Základní komponenty

 Úvod Únosnost v ohybu Únosnost v tahu Omezení únosnosti pro kotvení



Pro ocelové konstrukce, kap. v 6 EN1993-1-8



Pro ocelobetonové konstrukce, kap. 8 v EN1994-1-1

Komponenty pro kotevní desku s trny





Kotevní deska v ohybu a tahu



Trny se závitem (Přetržení trnu a protlačení trnu kotevní deskou)



Trny s hlavou – komponenty v betonu

Experimenty Tuhost Shrnutí 3

Základní komponenty 

Úvod

INFASO+

Ocelové konstrukce 

Stěna a pásnice nosníku/sloupu v tlaku



Patní deska v ohybu a kotevní šrouby v tahu 

Únosnost v ohybu

Model pomocí Ekvivalentního T profilu v tahu čl. 6.2.6.11(2) v EN1993-1-8:2006

Únosnost v tahu Omezení únosnosti pro kotvení



Ocelobetonové konstrukce kap. 8.4 v EN1994-1-1

Experimenty



Kontaktní deska

Tuhost



Podélná výztuž

Shrnutí 4


INFASO+

Postup návrhu celého kotvení A. Rozdělení na komponenty (stanovení vnitřních sil)

Úvod

B. Popis komponenty patní deska v ohybu a trn se závitem v tahu

Únosnost v ohybu

C. Popis komponenty kotevní deska v ohybu a v tahu včetně kotevních trnů

Únosnost v tahu

D. Popis komponenty patní deska v ohybu a kotevní blok v tlaku

Omezení únosnosti pro kotvení

E. Složení chování komponent pro únosnost F. Složení chování komponent pro tuhost


Kotevní deska

INFASO+

Postup návrhu kotevní desky Úvod

1. Kotevní deska v ohybu – náhradní T profil

Únosnost v ohybu

2. Kotevní deska v tahu – tažená deska

Únosnost v tahu

3. Omezení únosnosti dalšími komponentami v tahu svislém směru

Omezení únosnosti pro kotvení Experimenty

4. Omezení únosnosti dalšími komponentami ve smyku vodorovném směru 5. Omezení únosnosti interakcí sil v dalších komponentách

Tuhost Shrnutí 6

Kotevní deska

Únosnost v tahu Omezení únosnosti pro kotvení Experimenty Tuhost



Kotevní deska v ohybu 



Do plastické únosnosti

Kotevní deska v tahu   

Shrnutí

Trny s hlavou

Únosnost v ohybu

Trny se závitem

Úvod

Trny se závitem

Trny s hlavou

INFASO+



Při velkých deformacích Tenká kotevní deska Protažení mezi Trny s hlavou a se závitem 7

Deformace kotevní desky

INFASO+

Při vytvoření plastických kloubů

Úvod Únosnost v ohybu Únosnost v tahu Omezení únosnosti pro kotvení Experimenty Tuhost

Svislou deformaci v místě trnu lze předpovědět, viz Manuál, jako δ

1 1 · ·b ·M E I 6

,

1 1 · ·b·c·M E I 3

,

Shrnutí 8

Únosnost kotevní desky

Úvod Únosnost v ohybu Únosnost v tahu

INFASO+

Síla v trnu se závitem při plném vytvoření kloubového mechanismu 1 1 a b F, 2·M , ·b· b e Kotevní deska se mezi trny deformuje a·F, a a ∆a a t ·b , ·E Svislá část deformace δ

,

a

a

Únosnost kotevní desky v tahu Protažení kotevní desky

Omezení únosnosti pro kotvení Experimenty

Ohybová únosnost kotevní desky

Tuhost Shrnutí

9

Omezení únosnosti 

INFASO+

Omezení únosnosti komponentami v tahu svislém směru

1. Trn se závitem v tahu Úvod Únosnost v ohybu Únosnost v tahu Omezení únosnosti pro kotvení

2. Protlačení kotevní desky (trnem závitem / s hlavou) kotevní deskou 3. Přetržení trnu se závitem v tahu 4. Vytržení trnu se závitem v tahu 5. Porušení kužele betonu s/bez smykové výztuže


Omezení únosnosti

INFASO+

Omezení únosnosti komponentami namáhanými v tahu a F , , ·F , , δ , Únosnost komponent v tahu

Úvod Únosnost v ohybu

Ohybová únosnost kotevní desky

Únosnost v tahu Omezení únosnosti pro kotvení

Únosnost komponent ve smyku

Experimenty Tuhost Shrnutí

Omezení únosnosti komponentami namáhanými ve smyku F

,

F,

,

, ,

, ,

V 11

Omezení únosnosti 

INFASO+

Omezení únosnosti komponentami ve smyku vodorovném směru

1. Porušení trnu se závitem ve smyku Úvod

2. Vypáčení trnu se závitem z betonu

Únosnost v ohybu Únosnost v tahu Omezení únosnosti pro kotvení Experimenty Tuhost Shrnutí



Omezení únosnosti interakcí sil v komponentách

1. Porušení trnu se závitem v tahu a smyku 2. Porušení trnu s hlavou v tahu a smyku 3. Porušení kotvení trnu s hlavou v tahu a smyku 12

Ověření modelu zkouškami INFASO+ 

16 vzorků, (Žižka, 2013)

Úvod Únosnost v ohybu Únosnost v tahu Omezení únosnosti pro kotvení Experimenty Tuhost

Geometry

Shrnutí

Eccentricity of studs 13

Ověření modelu zkouškami 

INFASO+

Zatížení, (Žižka, 2013)

Úvod Únosnost v ohybu Únosnost v tahu Omezení únosnosti pro kotvení Experimenty Tuhost Shrnutí 14


INFASO+

Nezatížený vzorek 1-S1-30-T

Úvod Únosnost v ohybu Únosnost v tahu Omezení únosnosti pro kotvení Experimenty Tuhost Shrnutí

(Žižka, 2013)


15

INFASO+

Porušený vzorek 4-S2-0-TT


(Žižka, 2013)

16


INFASO+

Deformovaná kotevní deska, 4-S2-0-TT


(Žižka, 2013)


17

INFASO+

Závislost natočení na momentu


(Žižka, 2013)

18

Ověření modelu FEM 

INFASO+

Přetvoření kotevní desky


(Žižka, 2013)


19

INFASO+

Validace modelu zkouškou

Úvod

Tahová únosnost kotevní desky

Únosnost v ohybu Únosnost v tahu Omezení únosnosti pro kotvení

Únosnost kotevní desky omezená únosností komponent v tahu a smyku Únosnost T průřezu kotevní desky v ohybu


Tuhost kotvení patní a kotevní deskou 

INFASO+

Komponenty uvažované při ohybu kotvení


Patní deska v ohybu



Experimenty

Vytržení trnu v tahu

Tuhost

Kužel betonu s/bez smykové výztuže v tahu

Trny se závity v tahu

Patní a kotevní desky v ohybu a betonový blok v tlaku

Trny s hlavou v tahu

Shrnutí

21

Únosnost kotvení patní a kotevní deskou 


Komponenty při namáhaní ohybem a normálovou silou Patní deska v ohybu Trny se závitem tahu


Protlačení trny (se závitem s hlavou)

Experimenty

Přetržení trnů se závitem

Tuhost Shrnutí

INFASO+


Patní a kotevní desky v ohybu a betonový blok v tlaku

Vytržení trnů se závitem Porušení kužele betonu s/bez smykové výztuže 22

Únosnost v ohybu

INFASO+

Trny se závitem ve smyku

Úvod

Komponenty při namáhání ve smyku

Páčení trnů s hlavou v betonu



Trny s hlavou ve smyku

Únosnost kotvení patní a kotevní deskou

Únosnost v tahu Omezení únosnosti pro kotvení Experimenty Tuhost Shrnutí

Únosnost je omezena interakcí v tahu a smyku   

Porušení trnu se závitem v tahu a smyku Porušení trnu s hlavou v tahu a smyku Porušení kotvení trnu s hlavou v tahu a smyku 23


INFASO+

Komponenty pro kotevní trny s hlavou v tahu Jan Hofmann Akanshu Sharma


Layout of Presentation



Úvod



Přetržení trnu s hlavou



Porušení kužele betonu

Úvod



Přetržení/vytržení přídavné výztuže




Vytržení trnu s hlavou




Kombinace komponent




Shrnutí

INFASO+

Vytržení trnu s hlavou Kombinace komponent Shrnutí

2

Únosnost/tuhost ovlivňuje

INFASO+

Chování kotvení/trnu zabetonovaného v kotevním bloku závisí na

Úvod Přetržení trnu s hlavou Porušení kužele betonu



Materiálu kotvy/kotevního trnu



Materiálu betonu



Přítomnosti a geometrického uspořádání vyztužení



Materiálu případné smykové výztuže



Interakce betonu a kotvy/trnu s hlavou



Interakce kotvy/trnu s hlavou a smykové výztuže

Přetržení/vytržení přídavné výztuže Vytržení trnu s hlavou Kombinace komponent Shrnutí

3

Metoda komponent

Úvod

INFASO+



Chování kotvení v betonu lze popsat pružinovým modelem, který kombinuje chování komponent



Komponenty se určí na základě tvaru porušení 

Komponenta S – Přetržení trnu s hlavou



Komponenta C – Vytržení kužele betonu



Komponenta RS – Přetržení výztuže




Komponenta RB – Vytržení výztuže




Komponenta P – Vytržení trnu s hlavou

Přetržení/vytržení přídavné výztuže Vytržení trnu s hlavou Kombinace komponent

Trn je v betonovém bloku umístěn dostatečně daleko od stěn a únosnost/tuhost není ovlivněna tvary porušení na okraji bloku.

Shrnutí

4

INFASO+

Přetržení trnu s hlavou Nact



Plastické chování



Únosnost na mezi kluzu N

,

A

,

f γ

n π

NRd,s

d

,

4

f γ

As,nom je plocha trnu v tahu

Úvod Přetržení trnu s hlavou

Ks = As,nomEs/Ls 1

δ

δRd,sy

fuk

mez pevnosti trnu

γMs

dílčí součinitel spolehlivosti pro ocel

Porušení kužele betonu Přetržení/vytržení přídavné výztuže



Tuhost trnu odpovídá jeho pružné deformaci




Protažení na mezi kluzu N , L σ , L δ , A, E E

Kombinace komponent Shrnutí

5

Porušení kužele betonu 

Do porušení velká tuhost



Po porušení 

Se otevírají trhliny



Ztráta tuhosti a únosnosti

INFASO+

Úvod

Nact

Přetržení trnu s hlavou Porušení kužele betonu Přetržení/vytržení přídavné výztuže Vytržení trnu s hlavou Kombinace komponent Shrnutí

Eligehausen et al., 2006 Ernst & Sohn

δc 6


Bilineární model



Nekonečná tuhost do porušení



Lineární sestupná větev

INFASO+


Nact

Nact

NRd,c

NRd,c


δc

δc

7


INFASO+

Návrhová únosnost pro jeden trn N

k h

,

.

f

.

hef efektivní hloubka zabetonování fck válcová pevnost betonu v tlaku k1= 12,7 součinitel pro beton bez trhlin Úvod Přetržení trnu s hlavou Porušení kužele betonu Přetržení/vytržení přídavné výztuže Vytržení trnu s hlavou



Návrhová únosnost skupiny trnů s vlivem skupiny a hran bloku N

ψ

,

vliv skupiny trnů ψ

,

,

N

,

ψ

vliv hrany ψ

,

,

/γ Ac,N/ 9 hef2

0,7 0,3 c/ccr,N

souč, spolehlivosti γ

1,5


8

INFASO+

Porušení kužele betonu Tuhost po porušení



k

,

α

f h ψ

,

ψ

,

N mm

αc = - 537 je součinitel pro porušení betonu s tahu Úvod

Nact


NRd, c

Porušení kužele betonu Přetržení/vytržení přídavné výztuže

kc,de 1

Vytržení trnu s hlavou Kombinace komponent

δc

Shrnutí

9

Vliv třmínků



INFASO+

Porovnání vytržení kužele se třmínky a bez nich

Úvod Přetržení trnu s hlavou Porušení kužele betonu Přetržení/vytržení přídavné výztuže Vytržení trnu s hlavou Kombinace komponent Shrnutí

10

Třmínky v tahu



Úvod Přetržení trnu s hlavou



Třmínky se poruší 

Přetržením



Vytržením

Deformace lineární regresí parametrů zkoušek 2 N

δ


INFASO+

,

α f d

,

n

,

mm


NRd,s,re


je únosnost třmínku v tahu

αs ‐12 100 součinitel průměr třmínku ds,nom počet účinných třmínků nre


11

Třmínky v tahu 

INFASO+

Porušení třmínku z porušení přetržením a vytržením N

min N

,

;N

, ,

, ,

Úvod Přetržení trnu s hlavou Porušení kužele betonu Přetržení/vytržení přídavné výztuže Vytržení trnu s hlavou Kombinace komponent



Přetržení N

, ,

A

,

f

,

n π

d

,

4

f

,

As,re je plocha všech třmínků na účinné ploše fyd,re mez kluzu třmínků nre počet třmínků

Shrnutí

12

INFASO+


N Úvod Přetržení trnu s hlavou Porušení kužele betonu Přetržení/vytržení přídavné výztuže

Porušení vytržením , ,

nre l1 ds,nom fbd

l π·d

,

·

f α

je počet účinných třmínků účinná délka kotvení průměr třmínku pevnost při porušení v soudržnosti

α 0,49 součinitel

Vytržení trnu s hlavou Kombinace komponent Shrnutí

13


INFASO+

Po porušení třmínek plastifikuje při

NRd,re = min (NRd,s,re, NRd,b,re)

Úvod Přetržení trnu s hlavou Porušení kužele betonu Přetržení/vytržení přídavné výztuže Vytržení trnu s hlavou Kombinace komponent

Závislost deformace třmínků na půsovící síle

Shrnutí

14

INFASO+

Vytržení trnu s hlavou 

Úvod Přetržení trnu s hlavou Porušení kužele betonu Přetržení/vytržení přídavné výztuže Vytržení trnu s hlavou

Návrhová únosnost A N , n f γ n fuk

je počet trnů s hlavou charakteristická hodnota meze pevnosti betonu v tlaku pod hlavou trnu 12 · f f

Ah

plocha hlavy trnu v tlaku π · d A 4

dh ds γ = 1,5

Kombinace komponent

d

průměr trnu průměr hlavy trnu dílčí součinitel spolehlivosti

Shrnutí

15


Tuhost při zatížení klesá



Lze rozlišit části křivky

 Úvod Přetržení trnu s hlavou Porušení kužele betonu

Nact

NRd,c

NRd,c

Nact

INFASO+

Nu

Síly na mezi porušení Nu je nejmenší z 

Vytržení



Porušení výztuže


16

INFASO+


Závislost deformace na namáhání pro první oblast Nact NRd,c a δ δRd,p,1 δ

k ·


·

δ

·

, ,

kp je součinitel, viz Návrhové postupy


17


INFASO+

Závislost deformace na namáhání pro první oblast NRd,c Nact Nu δ

Úvod

2 k ·

·

·

δ

, ,

Dále se předpokládá křehké porušení

Přetržení trnu s hlavou Porušení kužele betonu Přetržení/vytržení přídavné výztuže Vytržení trnu s hlavou Kombinace komponent Shrnutí

18

Kombinace komponent 

Kombinace při paralelním/sériovém zapojení



Pro celé kotvení trnem s hlavou

INFASO+


19


Vytržení kužele betonu + Přetržení/vytržení výztuže



Pro výztuž = kužel + třmínky



Paralelní zapojení Při dané deformaci d součet únosností



INFASO+


20


INFASO+

Vytržení kužele betonu + Přetržení/vytržení výztuže

+ Úvod Přetržení trnu s hlavou Porušení kužele betonu Přetržení/vytržení přídavné výztuže Vytržení trnu s hlavou Kombinace komponent Shrnutí

21


Síly v betonu N




N

N

Síla ve výztuži

pro Úvod

INFASO+

N

,

k

,

N

n d

N

N

δ

k

,

δ

,

,

N

min n d

,

α f δ ; N 2

, ,

, ; N

, ,

Porušení kužele betonu Přetržení/vytržení přídavné výztuže Vytržení trnu s hlavou Kombinace komponent Shrnutí

22

Shrnutí

INFASO+



Kotvení v betonu popsáno modelem komponent



Komponenty definovány tvarem porušení



Model umožňuje zohlednit vyztužení třmínky Přetržení trnu


Vytržení trnu

Přetržení/vytržení přídavné výztuže Vytržení trnu s hlavou Kombinace komponent

Vytržení kužele betonu

Přetržení/vytržení výztuže

Shrnutí

23


INFASO+

Tolerance František Wald


Obsah

Úvod



Úvod

Normové tolerance



Normové tolerance

Ocelové konstrukce



Ocelové konstrukce

Betonové konstrukce




Doporučené tolerance



Úchylky Přípoje ocelových konstrukcí na betonové

Shrnutí



INFASO+

Doporučené tolerance 

Úchylky




Shrnutí

2

Dělení tolerancí 

Základní tolerance (essential tolerance) základní mezní hodnoty pro geometrické tolerance potřebné pro splnění návrhových předpokladů pro navrhování konstrukcí pro mechanickou únosnost a stabilitu

Úvod Normové tolerance

INFASO+



Ocelové konstrukce

Funkční tolerance (functional tolerance) geometrické tolerance, které se mohou požadovat pro dosažení funkce jiné než stanovené s ohledem na mechanickou únosnost a stabilitu, např. pro vzhled nebo pro přesnost provedení


Doporučené tolerance Úchylky Přípoje ocelových konstrukcí na betonové



Zvláštní tolerance (special tolerance) ve zvláštním případě je třeba stanovit geometrické tolerance, které se neuvádějí v tabulkách typů a hodnot tolerancí uvedených v této normě



Shrnutí

Výrobní tolerance (manufacturing tolerance) dovolený rozsah rozměrů a tvaru dílce vyplývající z jeho výroby

3

Třídy tolerancí  Úvod

Ocelové konstrukce Betonové konstrukce



Mezní hodnoty úchylek se dělí na dvě třídy 2. třída - bez omezení

Úchylky

Shrnutí

Jako např. jakost řezaných ploch, otvorů, atd.

1. třída - s omezením



Mezní geometrické úchylky nezávisí přímo na třídách provedení (EXC1 až EXC4) 

Normové tolerance

INFASO+



Hodnoty Základních tolerancí a Funkčních tolerancí jsou normativní 4

INFASO+

Standard tolerances Ocelové konstrukce Úvod



Normové tolerance

Základy 



Shrnutí



Základní geometrické tolerance kap. 11 v EN1090-2:2008 

Kap. 11.2.3.2 Základové šrouby a ostatní podpěry



Kap. 11.2.3.3 Základy sloupů 

Vůli otvorů přizpůsobit se dovoleným úchylkám



Použití velkých podložek mezi maticemi kotevních šroubů a horní hranou základového plechu

Přípoje s kotevními deskami 

Příloha D Tab. 2.20 v EN1090-2:2008 Funkční tolerance – Betonové základy a podpěry 5

INFASO+

Standard tolerances

Funkční tolerance – Betonové základy a podpěry

Tab. D.2.20 v EN1090-2:2008, zkráceno Úvod Normové tolerance

Č.

Kritérium Úroveň základů

Parametr

Dovolená úchylka ∆

Úchylka od stanovené úrovně -15 mm ≤  ≤ +5 mm

1



Svislá stěna Legenda: 1 předepsaná poloha 2 ocelový dílec 3 nosná stěna

2


Shrnutí

3

Přednastavení základového šroubu připraveného pro rektifikaci

Úchylka od předepsané polohy v podpěrném bodě pro ocelový dílec: ∆ =  25 mm

Úchylka  od předepsané polohy a vyčnívání: - umístění horního konce: -svislé vyčnívání p:

∆y, ∆z =  10 mm -5 mm ≤ p ≤ 25 mm

POZNÁMKA Dovolená úchylka umístění středu skupiny šroubů je 6 mm. 6

INFASO+

Standard tolerances

Funkční tolerance – Betonové základy a podpěry

Tab. D.2.20 v EN1090-2:2008, zkráceno Úvod

Č.

Kritérium Přednastavení základového šroubu bez rektifikace

Normové tolerance Ocelové konstrukce

4


Parameter

Dovolená úchylka ∆

Úchylka  od předepsané polohy, úroveň a vyčnívání: - umístění horního konce: - svislé vyčnívání p: - vodorovné přečnívání x:

∆y, ∆z =  3 mm

POZNÁMKA Dovolená úchylka pro umístění se rovněž použije pro střed skupiny šroubů.


-5 mm ≤ p ≤ 45 mm -5 mm ≤ x ≤ 45 mm

Zabetonovaná ocelová kotvící deska

Úchylky

Úchylky Δx, Δy, Δz


od předepsaného 5

místa a úrovně

∆x, ∆y, ∆z =  10 mm

Shrnutí

7

Reccomended tolerances

INFASO+

Betonové konstrukce Úvod



Normové tolerance 

EN13670:2011 Provádění betonových konstrukcí Třídy úchylek, kap. 10

Ocelové konstrukce



1. třída – omezené požadavky




2. třída - spoje pro návrh podle EN1992-1-1:2004 Příloha A

Doporučené tolerance  Úchylky Přípoje ocelových konstrukcí na betonové

Shrnutí

Svislé stěny a pilíře základní tolerance obr. 2 



Rozhodují o návrhu připojované ocelové konstrukce

Kotevní desky a podobné vložky Tolerance geometrických rozměrů Příloha G 

Malý vliv na únosnost kotvení 8

INFASO+

Standard tolerances

Přípustné úchylky od svislé pro stěny a sloupy

Fig. 2 in EN13670:2011, zkráceno

Úvod

Č.

Normové tolerance

Typ úchylky


a

Doporučené tolerance h= free height


Sklon sloupu nebo zdi na každé úrovni jedno nebo vícepodlažní budovy ≤10 m >10 m

Větší z 15 mm nebo h/400 25 mm nebo h/800

Větší z t/300 nebo 15 mm ale ne více než 30 mm

Úchylka mezi středy

b

Shrnutí

Přípustné úchylky Δ 1. třída tolerancí

Popis

9

INFASO+

Standard tolerances Přípustné úchylky od svislé pro stěny a sloupy

Fig. 2 in EN13670:2011, zkráceno Úvod

Č.

Typ úchylky

Popis


c


Úchylky

Shrnutí

Větší z / 30 or

15 mm but not more than

30 mm



Zakřivení sloupu nebo stěny mezi sousedními úrovněmi podlaží

Přípustné úchylky Δ 1. třída tolerancí

d

Poloha sloupu nebo stěny na jakémkoliv podlaží, od svislé čáry jeho zamýšleného středu na úrovni základů ve vícepodlažní součet konstrukci výšek n je počet podlaží, kde uvažovaných >1 podlaží

Menší z 50 mm nebo

∑

10

INFASO+

Standard tolerances Přípustné úchylky pro otvory a vložky

Obr. G.6 v EN13670:2011, zkráceno Úvod Č.

Normové tolerance

Typ úchylky

Popis

Přípustná úchylka Δ

Ocelové konstrukce

Kotvení desky podobné vložky



Úchylka v rovině

d

Úchylka v hloubce

Úchylky

∆x, ∆y =  20 mm ∆z =  10 mm

1 normální poloha v rovině 2 normální poloha v hloubce


Shrnutí

11

INFASO+

Doporučené tolerance Kotevní desky Normové tolerance Ocelové konstrukce Betonové konstrukce


Shrnutí

Obr. G.6 v EN13670:2011

Úvod

Tab. D.2.20 v EN1090-2:2008

v EN13670:2011 obr. G.6 a v EN1090-2:2008 Tab. D.2.20 Č.

Typ úchylky

Popis

Přípustná úchylka Δ

Zabetonovaná ocelová kotvící deska

Úchylky Δx, Δy, Δz 5

od předepsaného místa a úrovně

∆x, ∆y, ∆z =  10 mm

Kotvení desky podobné vložky Úchylka v rovině

d

Úchylka v hloubce 1 normální poloha v rovině 2 normální poloha v hloubce

∆x, ∆y =  20 mm ∆z =  10 mm 12


INFASO+

Kotevní desky ve vícepodlažních budovách Úvod Normové tolerance Ocelové konstrukce Betonové konstrukce


Shrnutí

Obr. 2 v EN13670:2011

vodorovné úchylky horního podlaží



Č.

d

Typ úchylky

součet výšek uvažovaných podlaží

Popis Přípustné úchylky Δ Poloha sloupu nebo stěny na jakémkoliv Menší z podlaží, od svislé čáry 50 mm jeho zamýšleného středu ∑ nebo na úrovni základů ve vícepodlažní konstrukci n je počet podlaží, kde >1

Např. pro sedmipodlažní budovu o výšce podlaží 3,50 m

Přípustné vodorovné posunutí horního podlaží od předpokládané polohy je ∑ h / 200 n / = 46 mm A úchylky požadované přímo pro jednotlivé kotevní desky ± 10 mm Celkem ± 56 mm

Shrnutí

Podle evropských norem na provádění ocelových a betonových konstrukcí se doporučuje uvažovat s úchylkou polohy kotevní desky od plánované polohy ± 20 až 25 mm



Pro specifické případy lze stanovit pro jednotlivé kotevní desky zvláštní tolerance



Řadu tolerancí lze absorbovat příčné a podélné tolerance vhodným návrhem ocelové konstrukce kompenzovat požadavky v cílové poloze prvku



Shrnutí

INFASO+

 Úvod


13

14

Možnosti absorbovat tolerance INFASO+   Úvod



Normové tolerance




  


Shrnutí

     

Podél ocelového prvku Šroubovaný přípoj čelní deskou s vložkou Kotvení patní deskou s podlitím Úložný úhelník / úložná konzola Nosník / sloup s přesahem, zarovnáním a svařováním na staveništi Příložka s přesahem zarovnáním a svařováním na staveništi Příložka s oválnými děrami

Napříč ocelového prvku Další plech se závitovými trny přivařenými na staveništi Nosník / sloup s čelní deskou Kotevní deska se závitovými trny Čelní deska a nadměrnými otvory Příložka přivařená na staveništi 15

Příklad použití  Styčník

INFASO+

s možností rektifikace

Úvod Normové tolerance Ocelové konstrukce Betonové konstrukce


Shrnutí

16

Příklad použítí  Styčník

INFASO+

bez možnosti rektifikace

Úvod Normové tolerance Ocelové konstrukce Betonové konstrukce


Shrnutí

17

Navrhování přípojů ocelových konstrukcí na betonové. Valorisation of Knowledge for Innovative Fastening Solutions between Steel and Concrete

Recommend Documents