V rámci Evropské unie platí technické standardy v oblasti navrhování stavebních konstrukcí. Pro navrhování betonových a železobetonových konstrukcí platí základní norma ČSN EN 1992-1-1 s upřesňujícím národním dokumentem. Návrhová norma je značně nepřehledná, což je dáno především množstvím vzorců s řadou univerzálních součinitelů, které lze upravovat v rámci národní přílohy.
Relativně časté změny, opravy a upřesnění v základní normě a její národní příloze vedou k nepřehlednosti problematiky navrhování betonových konstrukcí. Zjednodušená tabulková forma základní problematiky má za cíl získat přehled a rychlé orientování v celé problematice navrhování železobetonových konstrukcí pro běžné konstrukce pozemních staveb.
Tabulkový přehled problematiky navrhování betonových konstrukcí navazuje na publikaci pro navrhování železobetonových konstrukcí Navrhování betonových konstrukcí. Příručka k ČSN EN 1992-1-1 a ČSN EN 1992-1-2 prof. Ing. Jaroslava Procházky, CSc. Tabulkový přehled je určen projektantům konstrukcí pozemních staveb, kteří problematiku znají.
Betonová krycí vrstva
Betonová krycí vrstva se určí dle vzorce:cnom = cmin + Δcdevkde:cmin = max (cmin,b ; cmin,dur +Δcdur,g - Δcdur,st - Δcdur,add; 10 mm)Δcdev obvykle 10 mm pro monolit a 5 mm pro prefabrikát.
Návrh výztuže
Návrh výztuže pomocí výpočtu
Poměrný ohybový momentμEd=MEdib⋅d2⋅fcd=MEd−NEd⋅zs1b⋅d2⋅fcd
Čtěte také: Betonové schody: Broušení a úprava
Mechanický stupeň vyztužení
ω1=Asb⋅d⋅fydfcd
Staticky nutná plocha výztuže
As=ω1⋅b⋅dfyd/fcd+NEdfyd
Výška tlačené oblasti x=d⋅ξ≤ξbal,1⋅d
Čtěte také: Výhody panelových domů
Posouzení výztuže (Při ručním výpočtu uvažujeme obvykle obdélníkové rozdělení napětí v tlačené části průřezu)
Výška tlačené oblasti x=As⋅fyd0,8⋅b⋅fcd
Rameno vnitřních sil z=(d-0,4x)
MRd=As⋅z⋅fyd=0,8⋅b⋅x⋅z⋅fcd≥MEd
Kontrola výšky tlačené oblasti
Čtěte také: Postupy pro správné provedení dilatačních spár
ξ=xd=εc2εc2−εs1≤ξbal,1 resp. ξ=xd≤ξmax
Pro betonu do třídy C50/60
ξbal,1=0,617 při ovinutí tlačené zóny betonu třmínky
ξmax=0,450 bez ovinutí tlačené zóny betonu
Návrh výztuže pomocí tabulek
μEd=MEdib⋅d2⋅fcd=MEd−NEd⋅zs1b⋅d2⋅fcd
Z tab. 4.4 stanovíme ω1 a ω2
Staticky nutná plocha výztuže v tažené části
As1=ω1⋅b⋅dfyd/fcd+NEdfyd
Staticky nutná plocha tlačené výztuže
As2=ω2b⋅dfyd/fcd
Výška tlačené oblasti x=d⋅ξ≤ξbal,1⋅d
Rameno vnitřních sil z=d⋅ζ
Minimální plocha výztuže
Minimální plocha výztuže As,min se vypočítá dle následujícího vzorce:
A_\text{s,min}=0{,}26\cdot\bigg(\frac{f_\text{ctm}}{f_\text{yk}}\bigg)\cdot b_\text{t}\cdot d
nesmí být menší než
A_\text{s,min}=0{,}0013\cdot b_\text{t}\cdot d
Nedestruktivní metody pro zjišťování polohy výztuže
Při stavebně technických průzkumech se s tímto jevem setkáváme rovněž. V těch vzácných případech, kdy se dochovala projektová dokumentace například u monolitických železobetonových skeletů z 30. let 20. století, je poměrně běžné například využití výztužných prutů jiných průměrů, než je uvedeno ve výkresech. Ve srovnání s tím, v dnešní době se setkáváme s problémem odchylky vyztužení od projektovaného relativně častěji. Prokázání daných vad je poté častým úkolem nedestruktivního zkušebnictví.
Klíčová je poté volba vhodné metody i zařízení.
- Sekané sondy - metoda založená na mechanickém odstranění krycí vrstvy betonu bouracím kladivem. Je to metoda běžně užívaná při stavebně technických průzkumech starších konstrukcí.
- Elektromagnetické indikátory výztuže - přístroje založené na principu elektromagnetického pole, tvorbě vířivých proudů a magnetických vlastnostech ocelové výztuže. Zásadní nevýhodou je omezení dané principem metody, kdy jsme výrazně limitováni hloubkou uložení výztuže pod povrchem konstrukce, vzdáleností jednotlivých prutů a obecně složitostí vyztužení. Nicméně u jednoduše vyztužených konstrukcí jde o metodu, díky které je možné jednoduše a rychle kontrolovat například dodržení krytí a podobně. Poslední generace přístrojů již poskytuje jistou možnost vizualizace výstupů.
- Georadar - metoda založená na principu vysílání vysokofrekvenčních elektromagnetických pulzů do materiálu a detekce jejich odrazu na nehomogenitách v prostředí. S příchodem radaru Hilti PS-1000 začala být tato metoda vysoce využitelná i pro výše uvedené problémy, výhodou je hloubkový dosah (až 400 mm), okamžitá vizualizace výsledku a možnost zachycení více vrstev výztuže za sebou.
- Radiografie - metoda využívající prozáření konstrukce zářením γ ze zdroje Co60, a následně zeslabení záření při průchodu konstrukcí v závislosti na objemové hmotnosti.
Z výše uvedených popisů jednotlivých metod je jednoznačně zřejmé, že ideální metodou pro stanovení polohy výztuže je radiografie. Ústav stavebního zkušebnictví FAST VUT v Brně v minulých letech řešil řadu případů závažných poruch novostaveb, kde příčinou bylo špatné vyztužení. Pro řešení těchto úkolů byla prakticky výhradně používaná radiografie pomocí izotopu Co60. Zásadní výhodou byly 100% výsledky stanovení polohy výztuže, při zachování principu nedestruktivity této metody.
Nicméně, radiografická metoda byla díky vizuální vypovídací schopnosti ideálním prostředkem prokázání špatného vyztužení prvků železobetonových konstrukcí.
Současné trendy a omezení
Současná doba je charakterizovaná obecným zpřísněním veškerých opatření, sloužících k ochraně zdraví pracovníků i obyvatelstva. Nabízí se použití alternativních nedestruktivních metod popsaných výše.
Využití elektromagnetických indikátorů je dobře známé a osvědčené, pochopitelně s vědomím omezení této metody. Ve větším množství případů dokáže radiografii ve značném rozsahu nahradit radar, případně radar v kombinaci s magnetickými indikátory poslední generace. Vždy je však třeba mít na paměti omezení, daná fyzikálním principem jednotlivých metod.
Normy a předpisy
Norma, která stanoví pravidla provádění betonářských prací. Nahradila ČSN 73 2400 a ČSN P ENV 13670 - 1, které byly zrušeny.
Obsah normy
- Předmět normy
- Citované normativní dokumenty
- Definice
- Management provádění
- Bednění a jeho podpěrné konstrukce
- Výztuž
- Předpínání
- Betonování
- Provádění konstrukcí z prefabrikovaných dílců
- Geometrické tolerance
Změny v ČSN EN 1992-1-1 (2015)
Maximální hodnota únosnosti v protlačení by měla být omezena nejen maximální únosností betonové diagonály vztahem νRd,max=0,4⋅ν⋅fcd, ale i maximální únosností smykově vyztuženého průřezu.
Doporučené hodnoty cot θ
Pro ohýbané prvky s významnou tahovou normálovou silou je doporučená hodnota cot θ = 1 (resp. θ = 45°). Pro ohýbané prvky s významnou tlakovou normálovou silou a předpjaté prvky je doporučená hodnota v intervalu 1,0 ≤ cot θ ≤ 2,5 resp. (45°≤ θ ≤ 21,8°). Pro ohýbané prvky bez působení významné normálové sily je doporučená hodnota v intervalu 1,0 ≤ cot θ ≤ 1,75 resp.
Důležitost správné interpretace výsledků
Současně ale pro využití metod jako je georadar a elektromagnetický indikátor platí více než kdykoli dříve fakt, že jde sice o metody se širokými možnostmi, které ale současně vyžadují značnou erudici obsluhy, a kvůli nezkušenosti v jejich používání by mohlo snadněji dojít k chybné interpretaci výsledku, či nemožnosti interpretovat naměřené hodnoty. Je prostě vždy nebytné správně zvážit možnosti jednotlivých metod, dané jejich fyzikálními principy, a správně je využít.
tags: #vyztuzovani #betonovych #konstrukci #metody