Klopení je ztráta stability, ke které dochází u štíhlých nosníků při ohybu a způsobuje příčnou deformaci a kroucení průřezu. Typicky se tato úloha týká dlouhých a štíhlých prefabrikovaných nosníků. Kontrola klopení je zásadní pro prevenci náhlého selhání, optimalizaci konstrukčního návrhu a zajištění souladu s normovými předpisy. Je nezbytné ověřit všechny fáze výstavby, včetně zdvihání a přepravy. Řešení je vhodné pro všechny železobetonové a (předem) předpjaté prefabrikované betonové nosníky.
Geometricky a materiálově nelineární výpočet vydaný ve verzi 24.1 umožňuje postihnout zmíněné efekty a poskytuje výsledky vnitřních sil, ve kterých jsou zahrnuty účinky 2. řádu. Spočítané vnitřní síly pro vybrané průřezy jsou nyní automaticky vybrány a poslány do aplikace RCS pro detailní posouzení dle normy (od verze 25.0).
Ověřte svůj návrh
Možnost zahrnout klopení do analýzy lze vybrat v části Posouzení betonu 1D - Data - Příčná stabilita, a to vybráním možnosti Detailní výpočet. Rovněž lze vybrat další možnosti - Zjednodušený posudek a Nepočítat. V případě zjednodušeného posouzení je třeba zadat pouze základní rozměry nosníku. Pro pokročilou analýzu jsou již vyžadována podrobnější vstupní data, včetně historie výstavby, imperfekcí a dalších parametrů.
Nastavení analýzy
Fáze výstavby
Každá návrhová situace vyžaduje specifické zadání kvůli různým okrajovým podmínkám a časům, pro které je prováděno normové posouzení. Časy pro každou návrhovou situaci lze nastavit nezávisle na fázích výstavby stanovených na začátku. Vlastnosti betonu, jako jsou fck a Ecm, se automaticky počítají na základě zadaných časů, ale mohou být v případě potřeby manuálně definovány uživatelem.
Torzní tuhost
V nastavení je (od verze 25.1.) možnost definovat torzní tuhost přesněji. V rozbalovacím menu "Torzní tuhost nosníku" lze vybrat, zda má být průřez nosníku považován za nepopraskaný nebo popraskaný vlivem kroucení.
- Nepopraskaný vlivem kroucení: torzní tuhost se vypočítává jako lineární torzní tuhost železobetonového průřezu.
- Popraskaný vlivem kroucení: torzní tuhost zohledňuje torzní odpor poskytovaný podélnou výztuží (včetně předpětí), třmínky a tlačenými diagonálami, bezpečně zanedbává příspěvek betonu.
Nastavení lze aplikovat samostatně pro každou návrhovou situaci, což dává uživatelům flexibilitu přizpůsobit výpočetní přístup v závislosti na mezním stavu nebo kombinaci zatížení.
Doporučení pro použití: Jako vodítko se doporučuje možnost Nepopraskaný vlivem kroucení pro plně předpjaté prvky, kde je splněna podmínka dekomprese. Naopak pro částečně předpjaté nosníky, kde při kombinaci MSÚ tahové napětí v krajních vláknech překračuje návrhovou pevnost betonu v tahu (fctd), a pro železobetonové prvky doporučujeme přepnout na konzervativnější předpoklad Popraskaný vlivem kroucení.
Imperfekce
Hodnotu počáteční příčné imperfekce lze také definovat samostatně pro každou návrhovou situaci. Existují dvě možnosti zadání příčné imperfekce:
- Geometrická imperfekce – IDEA StatiCa Beam počítá deformace způsobené dotvarováním a smršťováním. Nejprve je však potřeba nastavit počáteční imperfekci. Ta může být buď stanovena dle a) Dle normy – imperfekce se předpokládá podle ČSN EN 1992-1-1, čl. 5.9 (2) jako L/300, nebo b) Zadáno uživatelem.
- Celková imperfekce – výsledná příčná imperfekce musí být definována uživatelem.
Vstupy pro zdvihání
Lze definovat dvě metody zdvihu: svislé závěsy nebo šikmé závěsy, z nichž každá má specifické podmínky výpočtu. Poloha zvedacích bodů musí být zadána jak v podélném, tak i v příčném směru nosníku.
Vstupy pro přepravu
Přeprava se týká situace, kdy je nosník naložen na nákladní automobil s přívěsem. Deformace ve směru osy X (podélná) je omezena pouze přívěsem, který je považován za pružnou podporu s definovanou tuhostí. Uživatel musí definovat parametry jako je poloha nákladního automobilu, vlastnosti přívěsu a další.
Vstupy pro konečné podpory a konec životnosti
Statické schéma pro konečné podpory a konec návrhové životnosti je stejné, bez možnosti definovat podpory na konci návrhové životnosti. Nosník je vždy uvažován jako prostě podepřený na svých koncích. Kromě toho lze nosník v případě potřeby v požadovaných polohách příčně podepřít.
Konečné podpory jsou vždy umístěny na koncích nosníku a mohou být reprezentovány třemi typy podpor: Elastomerová ložiska/Vidlička/Nosná deska s trnem.
Zatížení
Ve stromové nabídce v části Zatížení uživatel nadefinuje všechna návrhová zatížení prostřednictvím zatěžovacích stavů, součinitelů zatížení a kombinací. V části Příčná stabilita je potřeba nadefinovat dynamické součinitele pro zdvihání a přepravu a odpovídající nelineární kombinace MSÚ pro každou návrhovou situaci.
Výsledky
Pokročilá analýza klopení (LTB) v IDEA StatiCa Beam poskytuje (kromě reakcí, vnitřních sil a deformací) také vyhodnocení, zda nosníku hrozí zborcení v důsledku ztráty stability v každé definované fázi výstavby. V případě selhání prvku v klopení nebude výpočet dokončen a uživatel uvidí chybovou hlášku s informací, co se stalo.
V záložce Nastavení posouzení pak můžete definovat posudky MSÚ pro zvolený prvek. V záložce Místa posouzení můžete specifikovat několik řezů, kde bude detailní posudek dle normy proveden pomocí RCS.
Podrobné posudky v RCS pro příčnou stabilitu jsou (od verze 25.1) integrovány přímo v aplikaci Beam.
Poznámka
Uvědomte si prosím, že pokročilá LTB analýza funguje pouze pro modely vytvořené ve verzi 24.1 a vyšší. Výpočet nebude pokračovat pro starší projekty – ty musí být přemodelovány.
Vydáno v IDEA StatiCa 24.1, vylepšeno o podrobné výsledky a torzní tuhost v IDEA StatiCa 25.1.