Mez porušení žel. tlačeného prvku normálovou silou

 

   Otázka: Mez porušení žel. tlačeného prvku normálovou silou – maturitní otázka

   Předmět: Betonové konstrukce

   Přidal(a): Nikola CH.

 

MEZ PORUŠENÍ ŽELEZOBETONOVÉHO TLAČENÉHO PRVKU NORMÁLOVOU SILOU A OHYBOVÝM MOMENTEM

Způsoby porušení

• tlakové porušení,

• jde o tzv. malou výstřednost,
• tlačený je buď celý průřez, nebo jeho převážná část,
• napětí ve výztuži A_s1 se postupně zmenšuje a přechází z tlakového do tahového napětí,
• napětí ve výztuži nedosahuje meze kluzu → výztuž není plně využita,
• na straně působiště síly N_Ed dochází k meznímu přetvoření betonu, je dosaženo hodnoty ε_cu → prvek se poruší rozdrcením,
• tahové porušení,

• jde o tzv. velkou výstřednost,
• část průřezu je tlačená,
• v tažené části průřezu napětí ve výztuži postupně dosáhne meze kluzu,
• v tlačené oblasti betonu není dosaženo mezního přetvoření betonu,
• tažená výztuž se začne nekontrolovatelně prodlužovat → napětí a přetvoření v tlačené části průřezu dosáhne mezních hodnot → dojde k sekundárnímu drcení betonu,

 

Předpoklady výpočtu při e_f = 0

• zachování rovinnosti průřezu,
• dokonalá soudržnost betonu a oceli,
• pevnost betonu v tahu se zanedbává,
• napětí v tlačeném betonu stanovíme podle zjednodušeného diagramu,
• napětí ve výztuži určíme z návrhového pracovního diagramu,
• meze únosnosti prvku je dosaženo při dosažení mezního přetvoření v alespoň jenom z materiálů (přípustné obě varianty),

 

Postup při návrhu a posouzení na ohyb

Návrh

• stanovíme sílu N_Ed,
• určíme plochu průřezu a následně rozměry,
• sílu na náhodné výstřednosti e₀ nahradíme momentem M_Ed,
• podle stupně vlivu prostředí, průměru výztuže a max. zrna kameniva určíme krycí vrstvu,
• určíme potřebnou plochu výztuže A_s,req,
• ověříme konstrukční zásady (pro tlačenou a taženou výztuž),

Posudek – určíme body interakčního diagramu

• bod 0,

• případ, kdy N.O. prochází těžištěm tažené (méně tlačené) výztuže A_s1,
• výztuž A_s1 není vůbec namáhána,
• na únosnosti průřezu se podílí tlačený beton a tlačená výztuž A_s2,

• bod 2,

• velmi důležitý – určuje rozhraní mezi MV a VV = mezi tlakovým a tahovým porušením,
• O. leží ve vzdálenosti x_bal,1 od tlačeného okraje průřezu,
• na únosnosti průřezu se podílí beton i výztuž,

• bod 3,
• hraniční případ,
• přechod mezi mimostředně tlačeným a ohýbaným prvkem,
• N_Rd,3 = 0,
• M_Rd,3 … podle teorie ohybu, uvažujeme A_s1 taženou, A_s2 tlačenou,
• bod 4,
• jde o případ namáhání prvku prostým ohybem,
• řeší se jako ohýbaný prvek,
• o únosnosti průřezu rozhoduje tažená výztuž,

• Závěr: pokud bod F [M_Ed; N_Ed], který vyjadřuje účinky zatížen na prvek, leží uvnitř interakčního diagramu, pak prvek navržených rozměrů a vyztužení splňuje podmínku spolehlivosti → vyhoví.