sensd.04 - Návrh spřaženého sloupu

Modul ‚Spřažené ocelo-betonové sloupy podle Eurokódu‘ navrhuje a posuzuje spřažené sloupy. Počítá únosnost, stabilitu a tuhost pro EN 1994 pro budovy.

Pro mezní stav únosnosti se provádí následující posudky: únosnost tlačených dílců; kombinace tlaku a jednoosého ohybu; kombinace tlaku a dvouosého ohybu; vliv příčného smyku na ohybovou únosnost. Součástí modulu je také posudek požární odolnosti.

Spřažené sloupy skládající se z ocelové trubky vyplněné betonem jsou poslední dobou velmi populární. Výhodami tohoto typu sloupů jsou vysoká pevnost a tažnost, stejně jako rychlost výstavby, vysoká bezpečnost a možnost využívat standardizované přípoje. Navíc dnešní betony s vyšší tlakovou pevností umožňují navrhovat tyto sloupy štíhlé, což vede v důsledku k větší podlahové ploše.

Průřezy spřaženého sloupu

Posudky lze provádět pro šest válcovaných nebo svařovaných profilů.

Metody výpočtu

Posudky lze provádět pro lineární i nelineární kombinace. Parametry potřebné pro posudky, které jsou jedinečné pro lineární a nelineární kombinaci jsou uvedeny u jednotlivých typů výpočtu.

Lineární kombinace

• Účinky 2. řádu: Použitelnost se posuzuje podle EC-EN článku 5.2.1(3). Jejich případné použití je v souladu s článkem 6.7.3.4(5).
• Momenty od imperfekce: Vliv geometrických a konstrukčních imperfekcí se zohlední pomocí ekvivalentních imperfekcí dílce podle tabulky 6.5.
• Modifikovaný moment: Momenty určení lineárním výpočtem se modifikují na základě momentů druhého řádu a momenty od imperfekcí se spočtou jak je uvedeno výše.

Nelineární kombinace

• Účinky druhého řádu se při nelineárním výpočtu nezohledňují.
• Imperfekce dílce: Pokud se nelineární výpočet provede bez uvažování imperfekcí, v posudku se tyto imperfekce zohlední podle tabulky 6.5. v opačném případě, tj. když jsou imperfekce zohledněny v nelineárním výpočtu, nejsou imperfekce součástí posudku.
• Modifikovaný moment: Momenty získané nelineárním výpočtem se modifikují o momenty od imperfekcí, pokud tyto nejsou součástí výpočtu.
• Osový posudek: Je nutno dodat, že při posudku osového namáhání pro nelineární kombinaci se neprovádí samostatný posudek vzpěru. To znamená, že za osovou únosnost se bere plastická momentová únosnosti spřaženého průřezu a příslušné využití průřezu je definováno jako poměr osové síly v řezu a plastické momentové únosnosti v tlaku.

Posudky: Mezní stav únosnosti

Posudky se provádějí podle EN 1994-1-1:2004.

Posudky spřažených sloupů jsou založeny na zjednodušené metodě, kterou lze použít pro dvouose symetrické prizmatické průřezy. Provádí se různé posudky.

Únosnost dílce v osovém tlaku.

Tento posudek zahrnuje:

• Plastickou tlakovou únosnost spřaženého průřezu
• Výpočet pružné kritické normálové síly
• Výpočet efektivní ohybové tuhosti
• Vliv dlouhodobých účinků: redukce modulu pružnosti betonu
• Použití evropských vzpěrných křivek
• Výpočet bezrozměrné štíhlosti
• Posouzení únosnosti proti vybočení v tlaku
• Výpočet poměru využití pro tlakovou osovou únosnost

Kombinovaný tlak a jednoosý ohyb

Únosnost dílce při kombinovaném tlaku a jednoosém ohybu se posuzuje pomocí interakční křivky (čl. 6.7.3.6).

Kombinovaný tlak a dvouosý ohyb

Únosnost dílce při kombinovaném tlaku a dvouosém ohybu se posuzuje podle článku 6.7.3.7, rovnice 6.47.

Vliv příčného smyku na momentovou únosnost

Vliv příčného smyku na únosnost při namáhání ohybem a osovou silou se uvažuje při sestavení interakční křivky podle čl. 6.7.3.2(3).

Smyková únosnost

Podélný smyk na styku betonu a oceli se posuzuje podle čl. 6.7.4.3.

Posudky: Požární odolnost

Pro výpočet požární únosnosti odkazujeme na EN 1994-1-2:2005.

Dále jsou uvedeny výpočetní modely použité pro posouzení požární odolnosti sloupu:

• Zcela obložený průřez: Posudek podle tabulky 4.4.
• Částečně obložený průřez: Vyvážený součtový model podle přílohy G.
• Betonem vyplněné dutinové průřezy a betonem vyplněné obdélníkové (čtvercové) průřezy: Obecná metoda návrhu podle článku 4.3.5.1 a alternativní metoda popsaná v příloze H.

Vyžadované moduly:

• sen.00