Předmět Betonové konstrukce (1), s označením FAST-1L8, je stěžejní pro studenty stavebních oborů v akademickém roce 2019/2020 a dále. Tento kurz je zaměřen na podstatu, chování a rozdělení betonových prvků, s důrazem na komplexní pochopení navrhování a dimenzování betonových a železobetonových konstrukcí.
Podstata a vlastnosti betonu
Základním stavebním materiálem je beton, jehož složky a jejich vliv na vlastnosti jsou detailně probírány. Kurz se zabývá konstrukčními vlastnostmi betonu, jako jsou pevnost, pružnost a přetvárnost, a faktory, které je ovlivňují. Důležitou součástí je i proměnnost mechanicko-fyzikálních vlastností betonu, objemové změny (dotvarování, smršťování, změny teploty) a problematika vodostavebního betonu. Student se seznámí s betonem jako stavebním materiálem, jeho použitím, výhodami a možnostmi. Cílem je seznámit studenty se základy technologie výroby betonové směsi a s faktory ovlivňujícími její vlastnosti, dále vysvětlit technologii provádění betonových konstrukcí a jejich armování, kontrolu jakosti a metody zkoušení. Student po úspěšném absolvování předmětu zná zásady navrhování betonových prvků (krytí výztuže, stykování výztuže) a zásady návrhu dle Eurokódu.
Výztuž do betonu a spolupůsobení
Klíčovým aspektem je výztuž do betonu, její druhy a spolupůsobení s betonem. Student se naučí zásady vyztužování základních prvků, jako jsou desky, trámy a sloupy, a také vyztužování tyčovou výztuží nebo sítěmi. Zásady navrhování a vyztužování ohýbaných konstrukčních prvků jsou podrobně vysvětleny.
Základní principy navrhování a mezní stavy
Předmět pokrývá základní principy navrhování betonových konstrukcí, včetně výpočtových podmínek působení materiálů a konstrukce. Teorie výpočtu betonových konstrukcí zahrnuje zatížení, požadavky na konstrukce, předpoklady výpočtu, podmínky působení a trvanlivost. Dále jsou rozebírány mezní stavy porušení a použitelnosti.
Mezní stavy porušení
Mezní stavy porušení zahrnují porušení železobetonových prvků namáhaných:
Čtěte také: Chodníky z betonu: tipy a triky
- ohybovým momentem
- kombinací osové síly a ohybového momentu
- posouvající silou
- kroutícím momentem
- místním namáháním
Zvláštní pozornost je věnována dimenzování průřezů namáhaných ohybovým momentem, a to pro obdélníkové průřezy jednostranně a oboustranně vyztužené, stejně jako pro zvláštní a obecné průřezy. Studenti se také seznámí s mezí porušení mnohokrát opakovaným namáháním.
Mezní stavy použitelnosti
Mezní stavy použitelnosti se týkají omezení napětí, trhlin a přetvoření (průhybů) pod dlouhodobým zatěžováním. Dimenzování železobetonových prvků podle mezních stavů použitelnosti - trhliny a přetvoření, je důležitou součástí výuky. Detailně jsou probírány mezní stavy použitelnosti trhliny a přetvoření.
Dimenzování prvků a konstrukční typy
Kurz se zaměřuje na dimenzování prvků z prostého a slabě vyztuženého betonu. Studenti se naučí navrhovat jednoduché betonové prvky pro základní případy namáhání a zděné konstrukce. Mezi jednoduché betonové prvky patří:
- stropní konstrukce (nosníkové desky, trámy)
- překlady
- římsy
- balkóny
- schodiště
- průvlaky
- vyložené konstrukce
Dále se probírá dimenzování průřezů namáhaných ohybovým momentem a normálovou silou (princip řešení, interakční diagram, tlačené a tažené prvky, šikmý ohyb s osovou silou, vliv štíhlosti, zásady pro vyztužování a ovinutí).
Osnova výuky
Osnova výuky je rozdělena do 14 tematických bloků, které pokrývají široké spektrum problematiky betonových konstrukcí:
Čtěte také: Vlastnosti betonových podlah
- Podstata, chování a rozdělení betonových prvků. Složky betonu a jejich vliv na jeho vlastnosti. Konstrukční vlastnosti betonu (pevnost, pružnost, přetvárnost) a faktory je ovlivňující.
- Proměnnost mechanicko-fyzikálních vlastností betonu. Druhy betonu a výztuže a jejich spolupůsobení. Teorie výpočtu betonových konstrukcí - zatížení, požadavky na konstrukce, předpoklady výpočtu, podmínky působení, trvanlivost.
- Mezní stavy porušení - zásady výpočtu, předpoklady řešení. Navrhování ohýbaných prvků - modelování, chování a způsob porušení. Dimenzování průřezů namáhaných ohybovým momentem - obecná a zjednodušená metoda.
- Dimenzování průřezů namáhaných ohybovým momentem - obdélníkový průřez jednostranně a oboustranně vyztužený a zvláštní průřezy.
- Dimenzování průřezů namáhaných ohybovým momentem - obecné průřezy. Namáhání průřezů ohybovým momentem v šikmé rovině.
- Dimenzování průřezů namáhaných posouvající silou.
- Rozdělení výztuže v trámu - konstrukční zásady. Zásady vyztužování ohýbaných konstrukčních prvků. Zásady navrhování a vyztužování jednoduchých konstrukčních betonových prvků - nosníkové desky, trámy, průvlaky, překlady, vyložené konstrukce a schodiště.
- Dimenzování průřezů namáhaných ohybovým momentem a normálovou silou (princip řešení, interakční diagram, tlačené prvky).
- Dimenzování průřezů namáhaných ohybovým momentem a normálovou silou (tažené prvky, šikmý ohyb s osovou silou, vliv štíhlosti, zásady pro vyztužování, ovinutí).
- Zásady dimenzování průřezů namáhaných kroutícím momentem a při místním namáhání.
- Dimenzování železobetonových prvků podle mezních stavů použitelnosti - omezeni napětí, trhliny.
- Dimenzování železobetonových prvků podle mezních stavů použitelnosti - přetvoření.
- Dimenzování prvků z prostého a slabě vyztuženého betonu. Mez porušení mnohokrát opakovaným namáháním.
- Objemové změny betonu (dotvarování, smršťování, změny teploty).
Učební cíle a prerekvizity
Hlavním cílem předmětu je naučit studenty základům dimenzování železobetonových průřezů pro základní způsoby namáhání. Studenti získají schopnost navrhovat železobetonové prvky a jednoduché konstrukce, včetně schopnosti vypracovat příslušnou výkresovou dokumentaci. Pro úspěšné absolvování předmětu jsou vyžadovány prerekvizity z technické matematiky, technické fyziky, stavební mechaniky, lineární pružnosti, zatížení konstrukcí a základů navrhování konstrukcí.
Student rozumí tvorbě vnitřních sil na základních druzích nosníků a dovede určit napjatost průřezů. Umí navrhnout a posoudit betonové prutové konstrukce na základní druhy namáhání (tlak, ohyb a smyk). Dále umí navrhnout a posoudit jednoduché zděné konstrukce. Umí stanovit složení betonové směsi a zná technologické postupy výroby betonu a orientuje se v příměsích ovlivňujících vlastnosti betonové směsi. Odevzdání správně vypracovaného projektu je podmínkou pro připuštění ke zkoušce.
Literatura
Základní literatura
- Jílek, A., Grenčík, Ľ., Novák, V.: Betonové konstrukce I. díl. SNTL/ALFA, Praha 1985.
- MacGregor, J. G., Wight, J. G.: Reinforced Concrete: Mechanics and Design. Prentice Hall, New Jersey 2004.
- Nilson, A. H., Darwin, D., Dolan, Ch. W.: Design of Concrete Structures. McGraf-Hill, New York 2004.
- ČÍRTEK, Ladislav. Betonové konstrukce II. Konstrukce prutové a základové. Brno: VUTIUM, 1999. ISBN 80-214-1543-6.
- ZICH, Miloš a BAŽANT, Zdeněk. Plošné betonové konstrukce, nádrže a zásobníky. Brno: CERM, 2010. ISBN 978-80-7204-693-5.
- PROCHÁZKA, Jaroslav a ŠTEMBERK, Petr. Design Procedures for Reinforced Concrete Structures. Praha: ČVUT, 2009. ISBN 978-80-01-04240-3.
- ZICH, M.; BAŽANT, Z. Montované betonové konstrukce - 2.vydání. Brno: CERM akademické nakladatelství, 2022. 188 s. ISBN: 978-80-7623-082-8.
Doporučená literatura
- Čírtek, L.: Betonové konstrukce II. Konstrukce prutové a základové. VUT Brno 1999.
- Procházka, J., Bradáč, J., Krátký, J., Filipová, J., Hanzlová, H: Betonové konstrukce. Příklady navrhování podle Eurocode 2. Procon, Praha 2003.
- Sborník přednášek a příkladů: Navrhování betonových konstrukcí podle Eurokódu 2. ČBS, Praha 2003.
- Štěpánek, P. a kol.: Betonové konstrukce.
- McCORMAC, Jack C. a BROWN, Russell H. Design of Reinforced Concrete. Hoboken: John Wiley & Sons, 2009. ISBN 978-0-470-27927-4.
- NILSON, Artur, DARWIN, David a DOLAN, Charles. Design of Concrete Structures. New York: McGraf-Hill, 2009. ISBN 978-0073293493.
- KOŠATKA, P, LORENZ, K, VAŠKOVÁ J. Navrhování zděných konstrukcí. Praha : ČVUT, 2006.
- PROCHÁZKA, J., ŠTĚPÁNEK, P., KRÁTKÝ, J., KOHOUTKOVÁ, A., VAŠKOVÁ, J. Navrhování betonových konstrukcí 1. Prvky z prostého a železového betonu, Praha : ČBS Servis, s. r. o., 2007.
- PROCHÁZKA, J.,KOHOUTKOVÁ A, VAŠKOVÁ, J. Příklady navrhování betonových konstrukcí - 1.
- PUME, D., KOŠATKA, P. Betonové konstrukce 20 - Zděné konstrukce. Navrhování podle Eurokódu 6 I. a II. díl, Praha : ČVUT, 2004.
- PUME, D., KOŠATKA, P. Betonové konstrukce 20 - Zděné konstrukce. Navrhování podle Eurokódu 6 II. díl, Praha : ČVUT, 2002.
Čtěte také: Betonové květináče pro dům i zahradu
tags: #betonove #konstrukce #1 #projekt #informace