Zadání a funkcionalitu pro redukci posouvající síly při působení osamělých břemen v blízkosti uložení, respektive posouzení ve vzdálenosti d od líce podpory přiblížíme na příkladu nosníku o dvou polích.
Konstrukce, zatížení a jejich kombinace
V programu RFEM nebo RSTAB zadáme pro náš příklad nosník o dvou polích, kdy délka každého pole je 4,0 m. Obdélníkový průřez má rozměry b/h = 30/45 cm. Jako materiál vybereme beton třídy C25/30.
Nosník je v našem příkladu namáhán stálým i proměnným zatížením. Stálá zatížení zadáme v zatěžovacím stavu 1. Jedná se přitom o vlastní tíhu průřezu a spojité zatížení gk = 48,75 kN/m. Jako proměnné zatížení zadáme spojité zatížení qk = 37,5 kN/m a jako alternativně působící zatížení zadáme soustředěné zatížení třemi osamělými břemeny Qk = 37,5 kN (zatížení na prut, v bodech n x P). Tato dvě zatížení se zadají zvlášť pro příslušné pole a v kombinacích se uvažují jako alternativní.
V programech RFEM a RSTAB aktivujeme automatické vytváření kombinací zatížení pro MSÚ a MSP. Aby se alternativní zatěžovací stavy se spojitým zatížením anebo s osamělými břemeny spolu nekombinovaly, zařadíme je do skupiny.
Další zadání v programu RFEM a RSTAB lze převzít také ze souboru, který k článku přikládáme ke stažení.
Průběh posouvající síly v programu RFEM a RSTAB
Na základě již zadaných vstupních údajů lze nyní vypočítat vnitřní síly pro posouzení nosníku o dvou polích v modulu RF-CONCRETE Members nebo CONCRETE. Pro posouzení v MSÚ tak dostaneme obálku hodnot KV1, která obsahuje jak průběh posouvající síly z rovnoměrného zatížení, tak z alternativních osamělých břemen.
Pro objasnění následujícího zadání, respektive výsledků z redukce nepočítáme s obálkou KV1, ale s jednotlivými kombinacemi zatížení, které vykazují buď prosté rovnoměrné zatížení anebo kombinaci z rovnoměrného a osamělého zatížení. Přitom se budeme zabývat pouze případy s plným zatížením (současné zatížení levého i pravého pole). Níže uvedené možnosti nejsou k dispozici pro posouzení kombinace výsledků. V tomto ohledu odkazujeme na poznámky v poslední části tohoto článku.
Zadání šířky podpory
V dialogu „1.5 Podpory“ lze do sloupce B zadat šířku podepření. Přitom je třeba si předně uvědomit, že pouhé zadání šířky podpory bez současného označení volby „Redukce posouvajících sil v líci podpory ...“ nemá na posouzení posouvající síly žádný vliv.
Teoreticky by tedy bylo možné smazat celou tabulku 1.5 se zadáním čísel podpor a uzlů. Zadání podpor bez aktivace jedné z voleb pro redukci posouvající síly může být ale potřeba v případě, že se provádí pro mezní stav použitelnosti výpočet deformace. V takovém případě lze z podepření vycházet při výpočtu referenční délky l0 pro stanovení mezní hodnoty maximální deformace. K dispozici pak máme - při aktivovaném výpočtu deformace - samostatný dialog „1.7 Údaje o průhybu“, v němž lze vybrat zde definované podpory. V našem článku se touto volbou nebudeme dále zabývat.
Přímé podepření
Přímé podepření je třeba aktivovat, pokud se mají podle 6.2.2(6) nebo 6.2.3(8) snížit osamělá břemena v blízkosti uložení součinitelem ß = av / 2 d. Pokud se jedná o vedlejší nosník, který přenáší své zatížení na jiný nosník a nikoli na „přímé podepření“ (sloup, uzlová podpora, stěna a podobně), je třeba příslušné označení v dialogu 1.5 zrušit.
Posouzení ve vzdálenosti d od líce podpory
Pokud byla v dialogu 1.5 zadána správně čísla uzlových podpor a nastavena šířka podpory, lze při zaškrtnutí volby „Redukce posouvajících sil v líci podpory a vzdálenosti d podle 6.2.1(8)“ uvažovat tímto redukovanou posouvající sílu při posouzení a výpočtu požadované smykové výztuže.
Níže uvádíme průběh posouvající síly Vz,Ed a Vz,Ed,red včetně posouzení ve vzdálenosti d a definované šířky podpory 25,0 cm.
Můžeme vidět, že posouvající síla v místě x je přesně nad podporou nastavena na nulu, což vyplývá ze zadání „Posouzení ve vzdálenosti d“. Průběh posouvající síly v přídavném modulu vykazuje v tomto místě průchod nulou. Na obvodu, respektive v místě x v líci podpory dosahuje neredukovaná posouvající síla Vz, Ed maximální hodnoty. Ve vzdálenosti d od líce podpory zaznamenáme maximální hodnotu redukované posouvající síly Vz,Ed,red.
Redukce osamělých břemen v blízkosti uložení
Pro objasnění redukce osamělých břemen v blízkosti podepření nyní daný nosník o dvou polích posoudíme v modulu RF-CONCRETE Members nebo CONCRETE pro KZ se soustředěným zatížením.
Pokud aktivujeme výše popsanou volbu „Přímé podepření“ a funkci „Zmenšení posouvajících sil s osamělým zatížením podle 6.2.2(6) a 6.2.3(8)“, redukují se osamělá břemena ve vzdálenosti 0,5 d < av < 2 d součinitelem ß = av / 2 d. Podívejme se na porovnání Vz,Ed s Vz,Ed,red.
Podle 6.2.2(6) se při použití redukované hodnoty Vz,ED,red při posouzení VRd,c podle vztahu (6.2a) musí podélná výztuž (stupeň podélného vyztužení ρl) plně zakotvit v oblasti uložení. Dále se musí ověřit, zda posouvající síla vypočtená bez redukce součinitelem ß splňuje podmínku danou vztahem (6.5).
U konstrukčních prvků vyžadujících návrh smykové výztuže podle [1] 6.2.3 se má podle 6.2.3(8) při posouzení VRd,max uvažovat hodnota Vz,Ed vypočtená bez redukce osamělých břemen v blízkosti uložení součinitelem ß.
Zvláštní případy žeber a kombinací výsledků
Pro redukci osamělých břemen v blízkosti uložení a pro posouzení rovnoměrného zatížení ve vzdálenosti d od podpory se v přídavném modulu analyzuje průběh posouvající síly Vz na základě vnitřních sil z programu RFEM nebo RSTAB. Pomocí této analýzy průběhu posouvající síly program rozpozná z lineárního průběhu posouvající síly rovnoměrně rozložené zatížení a ze skokového průběhu posouvající síly velikost osamělých břemen v blízkosti uložení.
Vyhodnocení průběhu posouvající síly je tak základem pro zmíněnou redukci posouvající síly. Z toho plyne také omezení, kdy dané volby nejsou k dispozici v případě posouzení na základě kombinace výsledků (KV), protože u KV se nevychází nutně z rovnoměrně rozloženého zatížení. V tomto ohledu také odkazujeme na průběh posouvající síly Vz na obr. 03.
Totéž platí při posouzení žeber v modulu RF-CONCRETE Members. Vnitřní síly žebra se skládají dílem z vnitřních sil prutu excentricky připojeného deskového nosníku a dílem z vnitřních sil ploch připojených desek. Singularity ve vnitřních silách ploch mohou způsobit, že integrovaná vnitřní síla žebra (posouvající síla Vz z RFEMu) nevykazuje v programu lineární průběh. Stejně tak mohou z případné integrace singulárních vnitřních sil ploch vyplynout skoky v průběhu posouvající síly Vz. Uvedené volby pro redukci posouvající síly proto nejsou při posouzení prutů typu Žebro k dispozici.
