BEK2 - Zadání 2: Lokálně podepřené desky

BEK2 - Zadání 2: Lokálně podepřené desky - postup předběžného návrhu
Cílem předběžného návrhu je stanovit rozměry nosných prvků. Ty jsou potřebné jako vstupní
parametry pro další statické výpočty konstrukce. U konstrukčního systému s lokálně
podepřenými stropními deskami je třeba navrhnout tloušťky desek, případné zesilující prvky
(zesílení desky u sloupů, hlavice, zesilující průvlaky nebo kombinace uvedených prvků) a
průřezy sloupů.
Pro cvičení - zadání 2 - bude navržena bezprůvlaková deska bez viditelných hlavic. Pouze
v krajní řadě (řada 1) bude ztužující žebro.
Návrh tloušťky desky h (konstantní v celém objektu)
- z empirického vztahu (podle doporučení ČSN 73 1204) h ≥ 1/33 . Ln,max (kde Ln,max je
větší ze světlých rozpětí desky), pokud deska není po okraji ztužena tuhým žebrem, je
třeba tloušťku desky zvětšit alespoň o 10%)
- s přihlédnutím k omezení poměru rozpětí k účinné výšce l/d ≤ λd (viz odst. 8.5.3
Posouzení průhybu bez přímého výpočtu skript Betonové konstrukce 1) – u lokálně
podepřených desek je třeba za rozpětí l dosazovat větší rozpětí polí desky. Pro
konstrukci zadanou ve cvičení je možné předpokládat, že stupeň vyztužení podélnou
výztuží desky ρ ≤ 0,5% a součinitel κc3 uvažovat přibližně 1,2 až 1,3. Kritérium
omezení l/d není třeba striktně dodržet, při nesplnění by bylo nutné posuzovat průhyb
desky výpočtem. Ve cvičení nebude průhyb počítán, navrženou tloušťku desky
KONZULTUJTE s vyučujícím.
Návrh průřezu sloupů – označme půdorysné rozměry c1, c2 - stejné sloupy v celém objektu
- stanovte max.návrhovou hodnotu normálové síly ve sloupu (pro sloup s max.
zatěžovací plochou ve spodním podlaží – rozměry zatěžovací plochy uvažujte vždy od
poloviny rozpětí přilehlých polí)
- pro zvolený stupeň vyztužení ρ = cca 0,02 až 0,025 stanovte nutnou plochu průřezu
z únosnosti v dostředném tlaku a zaokrouhlete půdorysné rozměry:
N Rd = 0,8.Ac.fcd + As.σs
Ac je plocha průřezu sloupu
As – pro zvolené ρ je As = ρ Ac
σs = 400MPa
Předběžné posouzení protlačení
Při posouzení únosnosti v protlačení se ověřují podmínky spolehlivosti
vEd ≤ vRd,
kde vEd je účinek návrhového zatížení v kontrolovaném obvodu,
vRd únosnost v protlačení
•
vEd = β . VEd / (ui d )
kde VEd je hodnota posouvající síly od návrhového zatížení stropní desky ze zatěžovací
plochy sloupu
d
účinná výška desky
1
d = (d x + d y ) , dx a dy jsou účinné výšky ve dvou na sebe kolmých směrech
2
β
součinitel
Pro konstrukce, u kterých příčná stabilita nezávisí na rámovém působení mezi
deskami a sloupy, a pokud se rozpětí sousedních polí neliší více jak o 25%, lze
pro vnitřní sloup uvažovat hodnotu součinitele β = 1,15
.
ui
•
délka uvažovaného kontrolovaného obvodu
u 0 v líci sloupu, pro obdélníkový sloup: u 0 = 2 . (c1 + c2)
pro kruhový: u 0 = π. c
u 1 ve vzdálenosti 2d od líce sloupu pro obdélník: u 1 = 2 . (c1 + c2) + 2π. 2d,
pro kruhový sloup u1 = π. (c + 2 d)
c1, c2 jsou rozměry obdélníkového sloupu, c je průměr kruhového sloupu
v předběžném návrhu při ověření tloušťky desky a rozměrů sloupu je třeba prokázat
splnění podmínky spolehlivosti pro kontrolovaný obvod v líci sloupu (pro ui = u 0 )
vEd ≤ vRd,max
kde
vRd,max je únosnost tlakové diagonály
vRd,max = 0,5.ν.fcd, kde ν.= 0,6. (1-fck/250)
(fck v MPa)
Pozn:
Splněním uvedené podmínky spolehlivosti vEd ≤ vRd,max se prokazuje, že navržené rozměry
prvků (desky, sloupu) a uvažovaná třída betonu vyhovují
Pokud podmínka spolehlivosti není splněna, je třeba upravit návrh:
- zvětšit tloušťku desky (není příliš efektivní – zvýší se vlastní tíha desky)
- zvětšit rozměry průřezu sloupu (zmenšuje se podlahová plocha)
- zvýšit kvalitu betonu – pevnost v tlaku (ekonomicky vyhodnotit)
- navrhnout konstrukci s hlavicemi – viditelnými nebo skrytými
- navrhnout desku s plochými průvlaky
Nevyjde-li vám podmínka vEd ≤ vRd,max ve cvičení, navrhněte manžetovou (límcovou)
hlavici o vyložení a za líc sloupu (hlavice je svařena z ocelových plechů).
a≤d
Pro konstrukce s uvedeným typem hlavic se ve výpočtu délky kontrolovaného obvodu
uvažuje líc podpory na konci vyložení , tj. pro kontrolovaný obvod v líci je jeho délka u 0:
pro obdélníkový sloup: u0 = 2 . (c1 + 2a + c2 + 2a)
pro kruhový: u0 = π. (c + 2a)
Okrajové žebro navrhněte konstrukčně (ztužuje okraj desky, přenáší zatížení obvodovým
pláštěm, případně tvoří parapetní prvek), šířka ≤ rozměru sloupu, výška ≥ 2.tloušťka desky,
umístění pod nebo nad desku, případně částečně pod i nad)
Navrženou konstrukci nakreslete → skica výkresu tvaru v měřítku cca 1:100