POKROČILÉ MODELOVÁNÍ PŘÍPOJŮ OCELOVÉ
KONSTRUKCE NA BETONOVOU
Ing. Martin Vild
OBSAH
Úvod
Kotevní šroub v tahu
Beton v tlaku





Vliv výšky základové patky
Vliv plochy patní desky
Závěr

1
Ing. Martin Vild
ÚVOD
Nastavení tuhosti


Kotevních šroubů


1D pružina
Betonu v tlaku

Winklerovo podloží
Posouzení únosnosti


Kotevních šroubů



ČSN EN 1993-1-8, ETAG, Concrete
Capacity Method
Přetržení šroubu, vytržení z betonu,
vytržení kužele betonu
Betonu v tlaku


ČSN EN 1992-1-1
Místně zatížené plochy
2
Ing. Martin Vild
KOTEVNÍ ŠROUB V TAHU
Předem zabetonované / lepené kotvy
3 způsoby porušení





Přetržení šroubu (ČSN EN 1993-1-8), γM = 1,25
Vytržení šroubu, γM = 2,16
Vytržení kužele betonu (ETAG), γM = 2,16

vzájemné ovlivňování
tahová síla na kotvu [kN]
250
200
150
100
50
0
0
3
0,5
1
1,5
posun [mm]
2
Ing. Martin Vild
BETON V TLAKU

Místně zatížené plochy
– až 3x vyšší pevnost

Winklerovo podloží
k = Δσ / Δz
4
Ing. Martin Vild
BETON V TLAKU
VLIV VÝŠKY ZÁKLADU
Poznatek z mechaniky zemin:


Tuhost je ovlivněna do 2 až 3 násobku šířky patní desky
Patka v realitě bude ležet na štěrkovém podsypu a zemině


Tenká patka se na polotuhém podloží mírně prohne
Midas FEA
výška patky 200 mm
tuhost podloží 5 GPa
5
ATENA
výška patky 400 mm
tuhost podloží 10 GPa
Ing. Martin Vild
BETON V TLAKU
VLIV VÝŠKY ZÁKLADU
Tuhost k = Δσ / Δz
3,50E+11
3,00E+11
Tuhost [N/m3]
2,50E+11
2,00E+11
Midas 1508 kN
Midas 754 kN
1,50E+11
ATENA 1508 kN
ATENA 754 kN
1,00E+11
5,00E+10
0,00E+00
0
200
400
600
800
1000
1200
Výška patky [mm]
6
Ing. Martin Vild
BETON V TLAKU
VLIV PLOCHY PATNÍ DESKY
k = Δσ/Δz
350
300
k [GN/m3]
250
200
výška základu 0,2 m
výška základu 0,4 m
150
výška základu 0,8 m
100
50
0
1
A = 0,01
7
2
A = 0,04
3
A = 0,09
4
A = 0,16
5
A = 0,36
6
A = 0,64 m2
Ing. Martin Vild
BETON V TLAKU
Aref = 10 m2
α1 = 1,65
α2 = 0,5
α3 =0,3
α4 =1,0
Ec … modul pružnosti betonu
ν … Poissonův součinitel
Aeff … efektivní plocha patní desky
Aref … referenční plocha
d … šířka patní desky
h … výška betonové patky
α1, α2, α3 , α4 … koeficienty
8
Ing. Martin Vild
BETON V TLAKU
SROVNÁNÍ ANALYTICKÉHO ŘEŠENÍ A MKP MODELŮ
Závislost tuhosti na výšce patky
350
300
k [GN/m3]
250
200
k=Δσ/DZ
analyticky
150
100
50
0
0
500
1000
1500
2000
2500
h [m]
9
Ing. Martin Vild
BETON V TLAKU
SROVNÁNÍ ANALYTICKÉHO ŘEŠENÍ A MKP MODELŮ
Závislost tuhosti na ploše patní desky
700
600
výška patky
k [GN/m3]
500
0,2
0,4
400
0,8
300
MKP 0,2
MKP 0,4
200
MKP 0,8
100
0
0
0,1
0,2
0,3
0,4
A
0,5
0,6
0,7
[m2]
10
Ing. Martin Vild
PŘÍKLAD STYČNÍKU HEB 240
SROVNÁNÍ MKP MODELŮ


Midas FEA (3D) – 32,2 MPa
Connection application (sloup a patní deska deskostěny,
Winklerovo podloží) – 33,2 MPa
11
Ing. Martin Vild
PŘÍKLAD STYČNÍKU HEB 240
SROVNÁNÍ S ČSN EN
Interakční diagram
140
120
1
MRd [kNm]
100
2
3
80
0
60
40
20
-1
-1000
-500
0
0
500
NRd [kN]
1000
4
1500
2000
fj = 20 MPa
c = 40 mm
NEd = 1454 kN
fmax = 32 MPa
12
Ing. Martin Vild
PŘÍKLAD STYČNÍKU HEB 240
SROVNÁNÍ S ČSN EN
NEd = 487 kN
MEd = 116,5 kN
kontakt pod patní deskou
srovnávací napětí
13
Ing. Martin Vild
ZÁVĚR

Tažený šroub



Počáteční tuhost relativně přesně
Určení odolnosti problematické – 3 způsoby porušení
Tlačený beton

Podle dostupné literatury a modelů MKP je tuhost závislá



14
na efektivní ploše patní desky
na výšce betonové patky do cca trojnásobku šířky patní desky
Rozložení napětí, deformace ani tuhost nejsou pod patní
deskou rovnoměrné
Ing. Martin Vild
DĚKUJI ZA POZORNOST
POKROČILÉ MODELOVÁNÍ PŘÍPOJŮ OCELOVÉ
KONSTRUKCE NA BETONOVOU
Ing. Martin Vild
Download

Vild M., Pokročilé modelování přípojů ocelové konstrukce na