Mechanismus chování spirollů ve smyku

Odborný text našeho specialisty Ing. Miroslava Balouška o chování spirollů ve smyku.

smyk 3

Dutinové dílce typu spiroll nemají žádnou smykovou výztuž, jsou vyztuženy pouze přepínacími lany v ose žeber.

U posuzování únosnosti dílců typu spiroll ve smyku se posuzuje jednak „čistý smyk“ (modifikovaná rovnice 6.4 EN 1992-1-1) a „smyk za ohybu“ (rovnice 6.2a EN 1992-1-1). Mechanismy chování „čistý smyk“ a „smyk za ohybu“ jsou odlišné.

Mechanismus „čistý smyk“ platí, pokud v kontrolovaném průřezu nedojde k vytvoření ohybové trhliny, tj. v těsné blízkosti uložení. Naopak „smyk za ohybu“ nastává při vzniku ohybových trhlin, tj. zpravidla v určité vzdálenosti od uložení. Před zavedením soustavy norem EN se v ČSN 1201/86 s mechanismem „čistý smyk“ neuvažovalo. Díky tomu je deklarovaná smyková únosnost u dílců typu spiroll ve starých podkladech o 30% až 50% nižší, ve srovnání se současným stavem /3/.

Mechanismus „čistý smyk“

Smyková únosnost se stanovuje porovnáním hlavního napětí betonu v tahu a maximálního napětí betonu v tahu. Při výpočtu hlavního napětí betonu v tahu se příznivě projevuje vliv předpjetí.

Při zkouškách dílců typu spiroll ve zkušebně dle metodiky uvedené v EN 1168 prakticky vždy rozhoduje tento mechanismus. Porušení nastává okamžitě se vznikem první smykové trhliny, část panelu se bez varování oddělí dle hlavní smykové trhliny, která začíná v líci uložení, a vede v úhlu 35° až 45°. U vyšších dílů (≥ 400 mm) dochází i ke kompletní destrukci (rozlámání) některých žeber dle vedlejších smykových trhlin.

Při destrukčních zkouškách se dosahuje hodnot zpravidla 2,5 až 3x vyšších v porovnání s deklarovanou únosností ve smyku. Velikost dosahované rezervy závisí především na skutečné pevnosti betonu v tahu zkoušeného dílce.

Mechanismus „smyk za ohybu“

Při vzniku ohybové trhliny se vytvoří klasické příhradové schéma, kdy tahovou sílu v dolní pásnici s trhlinou přebírá předpínací výztuž. Protože trhlina vlivem ohybového momentu vzniká v určité vzdálenosti od líce uložení, jsou obvykle předpínací lana dostatečně zakotvená. Při dalším zatěžování dochází k dalšímu rozvinutí trhliny. Trhlina, která je zpočátku svislá, postupně parabolicky přechází ca. v polovině průřezu do vodorovného směru.

S dalším prodlužováním vodorovné části trhliny může dojít k úplnému oddělení horní a spodní částí průřezu s následným kolapsem.

Přestože únosnost vypočtená pro „smyk za ohybu“ vychází oproti „čistému smyku“ ca. o 30% nižší, nebývá zpravidla pro posouzení dílců rozhodující, právě proto, že porušení „smyku za ohybu“ nastává v určité vzdálenosti od osy líce uložení, tj. v místech, kde bývá nižší hodnota zatížení smykem VEd. Pokud se při zkoušce dle metodiky uvedené v EN 1168 zkouší dílec s nižším stupněm vyztužení (předpětí), tak se nejprve vytvoří ohybová trhlina. Přesto selže zpravidla dílec následně na mechanismus „čistý smyk“. Totální porušení dílce typu spiroll autor u zkoušek ve zkušebně nezaznamenal. Občas se tímto typem porušení setkáme při špatné manipulaci s dílci, pokud se dílec s malým či žádným vyztužením při horním povrchu manipuluje tak, že dílec má dlouhé převislé konce (např. při použití krátké traverzy pro dlouhý dílec).

Závěr

Smyková únosnost dílců typu spiroll typu „smyk za ohybu“ VRdct2 je významně ovlivněná stupněm vyztužení. Při zkouškách nenastane porušení okamžitě, dílec snese další přitěžování. Zpravidla zároveň dochází k rozvinu ohybových trhlin uprostřed rozpětí s výrazným poklesem ohybové tuhosti s následným zvyšováním průhybu. To znamená, že porušení vykazuje značnou duktilitu s výrazným varováním. U porušení typu „čistý smyk“ se prokazuje při zkouškách poměrně značná rezerva. Ta je ale logicky nutná, neboť rozhodující faktor zde hraje skutečná pevnost betonu v tahu. Ke kolapsu dochází k totální destrukci bez varování.

Při posuzování dílců je zpravidla rozhodující únosnost v „čistém smyku“ VRdct1.

Při poddajném uložení (uložení dílců spiroll na netuhých podporových konstrukcí jako např. průvlacích), se vzhledem ke vzniku příčných smykových napětí v žebrech zvyšuje velikost hlavního napětí betonu v tahu, a tím se postupně snižuje rezerva ve smykové únosnosti v „čistém smyku“ VRdct1 s možným následným náhlým kolapsem.

Normy /1/ a /4/ předepisují posouzení příčných napětí. Neuvádějí ale postup posouzení. Proto se v GOLDBECK Prefabeton s.r.o. používá pro posouzení příčných napětí metodika finské normy BNK18. Tím se snažíme maximálně přispět k bezpečnosti stropní konstrukce. 

Literatura:

/1/ ČSN EN 1168+A3
/2/ ČSN EN 1992-1-1
/3/ ČSN 731201/1986
/3/ ON 72 3810/1988 Stropní a střešní desky spiroll
/4/ ČSN EN 1168+A2
/5/ Betonnormikortti BNK 18/EC:05/2012
/6/ Baloušek, M: Předpjaté dutinové dílce v interakci s poddajnou podporou,
sborník Betonářské dny 2011


Ing. Baloušek,Miroslav 7.3.2013
GOLDBECK Prefabeton, s.r.o.
+420 602 310 347
miroslav.balousek@goldbeck.cz

Smykové porušení dílce výšky 250 mm 2012

Smykové porušení dílce výšky 250 mm 2012

Smykové porušení dílce výšky 265 mm 2012

Smykové porušení dílce výšky 265 mm 2012

Smykové porušení dílce výšky 400 mm 2010

Smykové porušení dílce výšky 400 mm 2010

Smykové porušení dílce výšky 500 mm 2012

Smykové porušení dílce výšky 500 mm 2012