Program předmětu YMVB 1. Modelování konstrukcí (17.2.2012) 1.1
Globální a lokální modelování stavebních konstrukcí
Globální modely pro konstrukce jako celek, lokální modely pro návrh výztuže detailů a styčníků. Lineárně pružné modely pro výpočet obecně nelineárních konstrukcí. Vliv postupu realizace a postupu zatěžování na konečné chování konstrukce (u pozemních staveb) 1.2
Okrajové podmínky
Okrajové podmínky – kloubové uložení, posuvný kloub, plné a pružné vetknutí. Průběžný kloub. Vliv pracovních spár při realizaci konstrukce 1.3
1D modely – nosníky, spojité nosníky, rámové modely
Lokalizace styčníků, rozhodující vnitřní síly pro návrh, přímé a nepřímé uložení. Návrh deskových konstrukcí jako jednosměrně pnuté spojité nosníky. Vliv modelování podpor na návrh konstrukce. Odhad skutečné tuhosti uložení. 1.4
2D modely – stropní konstrukce, základové desky, stěnové konstrukce
Modelování deskových konstrukcí. Modelování vlastních desek a stropních trámů a průvlaků. Výhody a nevýhody jednotlivých přístupů. Vliv diskretizace modelu MKP na výsledný návrh konstrukce. Srovnání jednoduchým metod s výsledky výpočtu MKP. Nutno ověření výpočtu MKP. 1.5
3D modely – stropní konstrukce, základové desky, stěnové konstrukce
3D MKP modelování železobetonových konstrukcí. Výhody, nevýhody a úskalí 3D modelování. 3D modelování zobrazuje lineárně pružný model konstrukce, která se chová obecně nelineárně. Model 3D zobrazuje konstrukci jako celek zatíženou najednou po dokončení. Konstrukce jsou realizovány postupně a postupně zatěžovány. Někdy jsou i v průběhu realizace zatěžovány nepříznivěji, než v konečném stavu (pozemní stavby). Vliv postupu realizace na konečné chování konstrukce. Vliv historie zatěžování na konečné chování konstrukce. 1.6
Cvičení
Srovnání konkrétních výsledků při různých přístupek k modelování nosné konstrukce objektu.
2. Lokální modelování (2.3.2012) 2.1
Přehled metod
Modely náhradní příhradoviny, nelineární modely oblastí, zjednodušené metody 2.2
Modely náhradní příhradoviny
Principy modelování poruchových oblastí. Poruchová oblast – neplatí Bernouliova podmínka rovinnosti průřezu po deformaci. Velikost poruchových oblastí – předpoklad Saint Venanta o velikosti poruchové oblasti, Prvky modelů náhradní příhradoviny - táhla, betonové vzpěry a styčníky CCC, CTC, CTT, Lokalizace poruchových oblastí. Jednoduché poruchové oblasti - působení břemene na okraji betonového prvku, břemeno u místa uložení, změna průřezu
2.3
Konzoly
Modely náhradní příhradoviny pro konzoly, krátké konzoly, dlouhé konzoly, přímo a nepřímo zatížené konzoly, přímo a nepřímo uložené konzoly. Průběžné konzoly a deskové konzoly. Metody pro navrhování konzol – náhradní příhradoviny, nelineární metody. Metody návrhu podle EC2, metody hlavní diagonály, metody návrhu podle DIN 1045-1. Principy vyztužení konzol, hlavní tahová výztuž ve formě smyček, konstrukční vodorovná a svislá výztuž. Speciální výztuž pro konzoly, dodatečně betonované konzoly.Tolerance při realizaci konzol. Vliv realizačních tolerancí na návrh konzoly. 2.4
Cvičení
Návrh konzoly včetně vyztužení
3. Ozuby na nosnících a prostupy v nosnících (16.3.2012) 3.1
Základní modely A a B a A+B pro návrh ozubů
Modely náhradní příhradoviny pro ozuby na nosnících, základní model A se svislým táhlem a model B se šikmým táhlem. Srovnání obou modelů, výhody a nevýhody. Kombinace obou modelů jako optimální řešení. Principy vyztužení ozubů, hlavní tahová výztuž, konstrukční vodorovná a svislá výztuž. Způsoby zakotvení hlavní tahové výztuže v ozubu. Speciální výztuž pro ozuby. Tolerance při realizaci ozubů a konzol. Společný návrh ozubu nosníky a konzoly. 3.2
Průběžné ozuby a ozuby na deskách
Ozuby na deskách pro uložení schodišťových ramen, vložených stropních desek a podobně. 3.3
Malý kruhový prostup
Model náhradní příhradoviny pro řešení malého kruhového prostupu. Principy vyztužení oblasti. Více malých kruhových prostupů v nosníku a řešení malých prostupů v blízkosti uložení. 3.4
Velký prostup
Návrh velkého prostupu na nosníku, modely náhradní příhradoviny pro řešení oblasti. Rozdělení vnitřních sil v okolí velkého prostupu – vnitřní síly v horním a dolním pasu. Přenos normálových sil kolem prostupu, přenos posouvajících sil a přenos ohybových momentů. Sekundární vnitřní síly plynoucí z rozdělení nosníky do horního a dolního pasu. Model A a model B a zjednodušený model podle DIN 1045-1 (sešit 459). Podmínky omezující vhodnost jednotlivých modelů. Principy vyztužení oblastí nosníku v okolí velkého prostupu. Vliv velkých prostupů a globální analýzu nosného systému objektu. 3.5
Cvičení
Návrh ozubu nosníku včetně vyztužení.
4. Základové konstrukce a protlačení (30.3.2012) Návrh vyztužení základových konstrukcí z hlediska betonu a železobetonu. Modely pro řešení základových konstrukcí.
4.1
Základové pasy
Základové pasy z prostého betonu, vyztužené základové pasy. Základové pasy excentricky zatížené. Vícestupňové základové pasy. Základová táhla. 4.2
Základové patky
Základové patky z prostého betonu a železobetonové. Vícestupňové základové patky. Blokové základové patky a deskové základové patky. Návrh výztuže při spodním líci. Principy vyztužení blokové a deskové základové patky. Excentricky zatížené základové patky. Protlačení u deskových základových patek. Principy vyztužení patek na protlačení. 4.3
Patky s prohlubní (kalichem)
Základové patky s prohlubněmi pro prefabrikované sloupy. Prohlubeň jako součást patky. Kalichy na základových patkách. Konstrukční řešení prohlubní. Hladký a dostatečně drsný vnitřní líc prohlubně a sloupu. Modely náhradní příhradoviny pro návrh prohlubně – kalichu. Protlačení u patek s prohlubní. Principy vyztužení patek s prohlubněmi. Prohlubně ve zhlaví pilot. 4.4
Hlavice pilot
Principy návrhu hlavic pilot. Metody náhradní příhradoviny pro řešení hlavic. Principy vyztužení hlavic pilot. Hlavice dvou pilot – model náhradní příhradoviny a princip vyztužení hlavice. Hlavice tří pilot – model náhradní příhradoviny a princip vyztužení hlavice. Hlavice čtyř pilot – model náhradní příhradoviny a princip vyztužení hlavice. 4.5
Protlačení deskovým prvkem
Lokalizace protlačení ve stropních deskách a v základových konstrukcích. Metody řešení protlačení deskových prvkem. Model podle EC2, model podle DIN, modely podle speciální smykové výztuže pro protlačení - smykových trnů. Základní kontrolovaný obvod, kontrolovaný obvod na líci styčné plochy, kontrolovaný obvod nevyžadující smykové vyztužení. Únosnost bez smykové výztuže a únosnost se smykovou výztuží. Maximální únosnost deskového prvku na protlačení. Principy návrhu a principy vyztužení oblasti namáhané na protlačení. 4.6
Vliv okrajů a prostupů
Vliv okraje deskového prvku na návrh oblasti namáhání protlačením – sloup u okraje desky, sloup v rohu desky, Vliv prostupů v oblasti namáhané protlačením a vliv instalací v tloušťce deskového prvku na únosnost v protlačení. 4.7
Vliv excentricky působící síly
Vliv excentricky působící reakce z deskového prvku na únosnost v protlačení. Zjednodušené řešení pomocí součinitele β, přesné řešení podle EC2 vhodné pro krajní sloupy, pro deskové konstrukce s nepravidelným modulovým systémem. Řešení s redukovaným kontrolovaným obvodem. 4.8
Protlačení u základových konstrukcí
Zvláštnosti návrhu protlačení u základových konstrukcí. Redukce zatížení o reakci podloží. Iterační postup pro návrh oblasti. Zjednodušené postupy pro návrh oblasti. Principy vyztužení oblasti smykovou výztuží.
4.9
Další metody návrhu oblasti namáhané protlačením
Principy návrhu podle výrobců speciální smykové výztuže na protlačení. Oblast C a oblast D. Spolupůsobení betonu v oblasti C při vyztužení smykovými trny. Konstrukční pravidla pro vyztužení oblasti smykovými trny. 4.10 Cvičení Návrh stropní desky na protlačení s excentrickou silou a s prostupy v oblasti namáhané na protlačení.
5. Rámové rohy a stěnové konstrukce (13.4.2012) Řešení rámových rohů, vliv tuhosti rohu na globální modely konstrukce. Lokální modelování rámových rohů – metody náhradní příhradoviny. 5.1
Rámový roh s kladným momentovým působením
Rámové rohy s kladným momentovým působením - rámový roh se rozevírá. Průběh trhlin v rohu a vznik poruchové trhliny. Zjednodušené a podrobné modely náhradní příhradoviny. Modely pro vysoké rámové příčle. Principy vyztužení oblastí. Tupé a ostré rámové rohy. 5.2
Rámový roh se záporným momentovým působením
Rámové rohy se záporným momentovým působením - rámový roh se zavírá. Průběh trhlin v rohu. Zjednodušené a podrobné modely náhradní příhradoviny. Modely pro vysoké rámové příčle. Principy vyztužení oblastí. 5.3
Rámové styčníky
Rámové styčníky s průběžným sloupem, rámové styčníky s průběžnou příčlí a rámové styčníky s průběžným sloupem a s průběžnou příčlí. 5.4
Stěnové nosníky – principy modelování
Rozdíl mezní nosníkem a stěnovým nosníkem, průběh vnitřních sil. Stěnové nosníky - prostý stěnový nosník s přímým a nepřímým zatížením. Zatížení rovnoměrné a zatížení osamělým břemenem. Modely náhradní příhradoviny. Principy vyztužení oblasti. 5.5
Spojitý stěnový nosník
Spojité stěnové nosníky s přímým a nepřímým zatížením. Modely náhradní příhradoviny. Principy vyztužení oblasti. Stěnové konzoly s přímým a nepřímým zatížením. Modely náhradní příhradoviny. Principy vyztužení oblasti. 5.6
Stěnový nosník s prostupy
Principy řešení stěnových nosníků s prostupy 5.7
Cvičení
Návrh stěnového nosníku s prostupem včetně vyztužení oblasti.
6. Prostorová tuhost konstrukcí (11.5.2012) 6.1
Prostorová tuhost konstrukcí
Výpočet prostorové tuhosti objektu bez 3D modelování. Ztužující prvky – smykové stěny a rámové konstrukce. Dostatečná tuhost konstrukce jako celku. Smykové stěny s prostupy.
6.2
Statický výpočet a jeho formální náležitosti
Statický výpočet a jeho formální náležitosti zejména podle přílohy k vyhlášce 499/2006. Normy a jiné předpisy vztahující se k navrhování betonových a železobetonových konstrukcí 6.3
Cvičení
Konzultace k problematice poruchových oblastí.
Podmínky pro udělení zápočtu: 1. Odevzdání návrhu oblasti a výkresu výztuže pro vybranou poruchovou oblast (konzola, ozub, prostup v nosníku, oblast namáhaná protlačením, stěna a pod) s okótováním všech prutů (v souladu s ČSN EN ISO 3766 Výkresy stavebních konstrukcí – Kreslení výztuže do betonu), formát v PDF (lze i od ruky a přeskenovat) a poslat ke kontrole emailem (
[email protected]). Zadání bude k dispozici na druhé přednášce. 2. Aktivní účast na cvičeních. 3. V průběhu přednášek splnění dvou jednoduchých testů s výsledky (u obou testů) nad 50%. Testy budou zároveň sloužit jako prezence, Testy budou z cca 5-10 jednoduchých otázek s odpovědí na jednu řádku. Výsledky testu budou po opravení na internetu. Pokud se testy nesplní, student doplní výpočet a výkres výztuže další vybrané poruchové oblasti.
