Předepnutý mostní příčník (EN)

Tento článek je dostupný také v dalších jazycích:
V následujícím návodu si ukážeme, jak krok po kroku namodelovat a posoudit příčně předepnutý mostní příčník.

1 Nový projekt

Spusťte program IDEA StatiCa a vyberte modul Detail.

Vytvořte nový projekt kliknutím na tlačítko Nový. Otevře se průvodce oblastí diskontinuit, kde můžeme zadat třídu betonu a krytí. Dále vyberte Příčníky a šablonu Příčník komorového mostu.

2 Geometrie

Začnete s definicí geometrie. Pomocí šablony se vytvořily 4 položky: Diafragma D1, Otvor O1 a Rozložené bodové podpory DPS1, DPS2.

Geometrii změňte podle následujícího obrázku.

Přepněte se na další položku Otvor O1, který upravíte.

Nakonec je potřeba změnit umístění a rozměry rozložených bodových podpor. Typ podpor je zvolený tak, aby byl zahrnutý vliv Lokálně zatížené oblasti.

Geometrie je zadaná a můžete se přesunout k definici zatížení.

3 Zatížení

Tři zatěžovací stavy a tři kombinace byly automaticky vytvořené z šablony. Pro správné rozlišení mezi krátkodobými a dlouhodobými účinky je nutné správně nastavit Stálé a Proměnné zatěžovací stavy. Toto nastavení má zásadní dopad na MSÚ a MSP posudky.

Jako první nastavte zatěžovací stav LC1 jako typ Předpětí. Tento stav bude použitý později pro zadání příčného předpětí.

Na kartě Zatěžovací impulsy smažte ze zatěžovacího stavu LC1 všechna zatížení. Zatěžovací stav LC1 zůstane prázdný.

Přepněte se do zatěžovacího stavu LC2 a předefinujte Liniová zatížení LL3 a LL4. Zatěžovací stav LC2 představuje zatížení příčníku smykem od stálého zatížení. Ve vzorovém příkladu není uvažováno zatížení smykem od podélného předpětí.

Zatěžovací stav LC2 by měl vypadat takto:

Přepněte se zpět do Zatěžovacích stavů a kombinací a smažte zatěžovací stav LC3, potom vyberte zatěžovací stav LC2, který pomocí tlačítka zkopírujte. Na konec  nezapomeňte změnit typ zatěžovacího stavu LC3 na Proměnné

Zatěžovací stav LC3 představuje zatížení smykem a kroucením od nahodilého zatížení.

Na kartě Zatěžovacích impulsy předefinujte Liniová zatížení LL1 a LL2 podle obrázků.

Dalším krokem bude zkopírování Liniového zatížení LL2. To proveďte pomocí tlačítka Kopírovat. Zkopírovanou položku je potřeba ještě upravit.

Nakonec vytvořte 2 nová Liniová zatížení pomocí tlačítka plus.

Nově vzniklá zatížení modifikujte.

Zatěžovací stav LC3 by měl vypadat následovně.

Poslední úpravou zatížení bude nastavení kombinačních součinitelů. Přepněte se do karty Zatěžovací stavy a kombinace. Všimněte si, že jsou všechny zatěžovací stavy deaktivovány pro posudek. Vypnutím zatěžovacích stavů nebo kombinací pro posudek lze dosáhnout zrychlení výpočtu.

Kombinace přenastavte tak, že označíte jednu z kombinací, například kombinaci C1 a následně kliknete na ikonu s tužkou. Hodnoty upravte podle obrázku. Pro zatěžovací stav LC1 jste nastavili hodnotu 0.95, kterou simulujete dlouhodobou ztrátu příčného předpětí.

Zatížení a kombinace jsou zadané. Nyní přejděte k definici vyztužení.

4 Vyztužení

Než začnete s úpravou výztuže, která byla vygenerovaná šablonou, podívejte se na Topologickou optimalizaci, kterou můžete najít v Nástrojích návrhu. Při výpočtu se použije efektivní objem (v našem případě například 40 %) a tento objem se umístí tak, aby vytvořená konstrukce byla co nejtužší.

Červené oblasti reprezentují tlaková pole a modré oblasti jsou tažené oblasti. Pro vyztužení  příčníku se přepněte do Zadání/Úpravy.

Pomocí šablony se vytvořily: jedna Svařovaná síť WF1, jedna skupina Výztuže kolem otvoru RO1 a 8 skupin vložek.

V prvním kroku vymažte Svařovanou síť WF1 stisknutím tlačítka s červeným křížem.

Modifikujte Výztuž kolem otvoru RO1.

Pro položku GB2 změňte pouze počet na 13 ks.

Skupinu vložek GB5 a GB6 upravíme tak, aby odpovídala smykové výztuži ve stěně.

Další položky v řadě GB7, GB8 a GB1 upravte dle obrázku níže.

Skupinu vložek GB3 a GB4 je taktéž nutné přizpůsobit.

V příčníku zatím není zadaná žádná svislá výztuž. Vytvořte tedy novou Skupinu výztuží kliknutím na tlačítko se symbolem plus a vyberte Skupinu vložek.

Pro úpravu nové skupiny musíme v první řadě definovat Zadání tvaru vložky na Na hraně obrysu nebo otvoru. Ostatní buňky vyplňte podle obrázku.

Poslední položku, která v modelu chybí, vytvořte jako kopii Skupiny vložek GB2. Následně předefinujte její polohu na opačnou konzolu.

Betonářskou výztuž máte zadanou.

5 Předpětí

Do příčníku můžete také přidat předpětí. Toho docílíte kliknutím na tlačítko plus a zvolením entity Předpínací kabel.

Geometrii kabelu nadefinujte tak, že Zadáním tvaru vložky nastavíte na možnost Křivka a pomocí tlačítka Upravit tvar otevřete dialog pro zadávání souřadnic. Souřadnice můžete zadat například nakopírováním z excelové tabulky.

Dále už stačí jenom nadefinovat vstupy podle následujícího obrázku. Pro krátkodobé ztráty zvolíte automatický výpočet.

6 Výpočet a posouzení

V navigátoru se přepnete do Posudku. Než spustíte výpočet, upravte nastavení výpočtu.

Násobek výchozí velikosti sítě definuje, jak bude výpočetní síť jemná. Je možné zadávat hodnoty 0.5-5, kdy 0.5 je nejjemnější síť a 5 je nejhrubší. Jemnost sítě, respektive velikost konečných prvků, ovlivňuje rychlost výpočtu. S nastavenou hrubou sítí bude výpočet rychlý, ale nebude tak přesný jako s jemnou sítí a naopak.

Vzhledem k typu zvolené podpory odškrtněte Zanedbání kontroly napětí pro beton v částečně zatížené oblasti.

Jako poslední zaškrtněte zanedbání posudku dekomprese.

Spusťte výpočet.

V tabulce vlevo dole vidíte přehled všech posudků, množství aplikovaného stálého a proměnného zatížení a stav posudků (vyhověl/nevyhověl). V tabulce uprostřed můžete najít detailní výsledky výpočtu. Na obrázku je vidět výsledek posouzení na mezní stav únosnosti betonu.

V liště nahoře je možné změnit limitní hodnotu pro vykreslení – zobrazíte červeně pouze ty části betonu, které jsou tlačeny více než -1 MPa.

V dalších záložkách výsledků se nejprve přepněte do záložky Pevnost. Zde můžete vidět posudek napětí v betonu. Výpočet je nelineární a počítá tedy se zplastizováním materiálu. Je ukázáno napětí v betonu upravené o vliv Částečně zatížené oblasti nad podporou. Všimněte si také hodnoty limitního napětí v betonu, která neodpovídá návrhové pevnosti betonu. Více informací o výpočtu limitního napětí v betonu naleznete v Teoretických základech.

Obdobné výsledky lze zobrazit i pro výztuž. Klikněte do řádku Výztuž. Změňí se možnosti na liště a zobrazí se podrobné výsledky v tabulce (napětí a přetvoření jednotlivých vložek včetně jejich celkového využití).

Výsledky MSP najdete v záložkách Napětí, Trhliny a Průhyb. Na kartě napětí najdete například posudek napětí v kabelu.

Je možné posoudit i Šířku trhlin včetně zahrnutí účinků předpětí. 

7 Protokol

Všechny výsledky výpočtu můžete také prohlédnout ve výstupním protokolu. Protokol můžete upravit a exportovat do DOC/PDF formátu pomocí tlačítek v horní liště.


Vzorové projekty