Konstrukce, které navrhujeme, jsou vystaveny různým zatížením, včetně bočních sil, jako je vítr, zemětřesení a další vodorovné vlivy, které jsou zvláště náročné pro vysoké budovy. Tyto síly působí vodorovně a testují stabilitu a neporušenost konstrukcí, a proto je nezbytné zajistit, aby je budovy přenesly bez nadměrného pohybu nebo poškození. V tomto ohledu je příčná analýza rozhodujícím aspektem stavebního inženýrství, který se zaměřuje na predikci bočních posunů, vnitřních sil a celkového chování budovy při takovém zatížení.
Aby konstrukce odolávaly příčným silám, jako je vítr a zemětřesení, spoléhají se na specifické prvky navržené pro stabilitu, pevnost a poddajnost. Tyto komponenty spolupracují, aby udržely integritu budovy, kontrolovaly naklonění a minimalizovaly škody. Smykové stěny jsou jedním z nejdůležitějších prvků pro přenos bočních sil. V tomto příspěvku si ukážeme, jak lze v programu RFEM 6 posoudit smykové stěny na příkladu stěn vícepodlažní budovy znázorněné na obrázku 1.
Posouzení smykových stěn v programu RFEM 6 v addonu Model budovy
Budova na obrázku 1 je vícepodlažní budova se smykovými stěnami. RFEM 6 nabízí pro posouzení takových budov addon Model budovy. Tento výkonný nástroj vám umožňuje definovat podlaží budovy po podlažích a podle potřeby je různě upravovat. Podporuje také integraci smykových stěnových a prostorových prvků a umožňuje přiřazení diafragmat k podlažím, přičemž je k dispozici několik typů diafragmat. Tyto prvky jsou rozhodující pro posouzení příčných sil, protože vytvářejí soudržný systém, který je schopen účinně přenášet boční síly.
Tento text se zabývá především posouzením smykových stěn, konkrétně těch, které jsou znázorněny na obrázku 1. Všechny tři stěny se rozprostírají od přízemí až po nejvyšší podlaží, přičemž dvě z nich (stěna 1 a stěna 2) jsou spojeny meziprostorovými prvky. V takových případech může být velmi užitečné aktivovat buňky plochy jako speciální objekty v navigátoru. Tato funkce umožňuje programu automaticky rozpoznat buňky plochy, což usnadňuje rozlišení mezi smykovými stěnami a prvky mezi okny nad sebou, které je spojují, jak je znázorněno na obrázku 2.
Zadání smykových stěn spustíme tak, že klikneme pravým tlačítkem myši na složku "Smyková stěna" v navigátoru a otevře se příslušné okno (viz obrázek 3). Nejdříve vybereme plochy nebo buňky ploch pomocí zadání v pravém horním rohu okna, což lze provést graficky. Pro první stěnu vybereme čtyři buňky plochy umístěné vlevo od otvorů pro definování souvislé smykové stěny táhnoucí se od paty k horní části konstrukce (viz obrázek 2). Tento postup opakujte pro smykovou stěnu na pravé straně otvoru (stěna 2) a pro stěnu 3, jak je znázorněno výše na obrázku 1. Všimněte si, že stěna 3 je definována pouze pomocí ploch, protože zde nejsou žádné otvory.
Po zadání stěn je možné nastavit parametry posouzení pro každou stěnu zvlášť nebo vybrat všechny stěny a použít stejné nastavení pro všechny najednou. Začněte aktivací volby "Generovat výsledkové řezy" (viz obrázek 3), která umožňuje vytvořit vodorovné řezy uvnitř smykové stěny a zobrazit výsledky, například sečtené vnitřní síly, ve formátu tabulky. Vzhledem k tomu, že se zaměřujete na posouzení stěn, nezapomeňte také zaškrtnout položku „Vlastnosti posouzení“, která umožňuje zadat potřebné vstupní údaje.
Pokud je aktivováno "Vlastnosti posouzení", jsou v okně k dispozici další záložky. V těchto záložkách je možné zadat detaily, jako je krytí betonem pro smykové stěny (viz obrázek 4) nebo zadat podélnou výztuž (viz obrázek 5).
Pro podélnou výztuž jsou k dispozici různé typy výztužných prutů, včetně symetrických, nesymetrických, rovnoměrně obklopujících, liniových a jednoduchých. V tomto příkladu zvolíme typ "Rovnoměrně obklopovat" s 22 pruty #7 rovnoměrně rozmístěnými okolo stěny 1 a stěny 2 (viz obrázek 5). Pro stěnu 3 je však kvůli její větší šířce použito 40 prutů #7.
Podobně jako u podélné výztuže je možné definovat smykovou výztuž pro smykové stěny. Máte kontrolu nad parametry, jako je typ třmínku, materiál, velikost prutu, průměr, počet a vzdálenost (obrázek 6). Kromě toho je možné povolit příčné vazby zaškrtnutím příslušného políčka, a umístit je tak přes podélné pruty. Pokud chcete příčný vazník na určitém místě vyloučit, jednoduše ho deaktivujte kliknutím na podélný prut. Příčnou vazbu lze také znovu aktivovat opětovným kliknutím na podélný prut.
Návrhová podpora může být přidána v bodech, kde se smyková stěna napojuje na desky/podlahy (viz obrázek 7). Tyto podpory lze konfigurovat v příslušném okně (jak je znázorněno na obrázku 8). V tomto příkladu jsou počáteční i koncové podpory smykové stěny typu Beton, s tloušťkou 10 in, která odpovídá tloušťce desky rámování příčně do stěny. Návrhová podpora na vnitřních uzlech by měla mít stejný typ a tloušťku, ale je třeba vybrat možnost "Vnitřní podpora", aby se v tomto případě nejednalo o koncovou podporu (viz obrázek 8).
Jakmile jsou parametry posouzení nakonfigurovány, můžete vybrat vstupní data pro výpočet v addonu Posouzení železobetonových konstrukcí (obrázek 9). Tento proces zahrnuje výběr návrhových situací pro zohlednění, zadání typu mezního stavu pro každou z nich, definování objektů pro posouzení atd.
Výsledky včetně detailů výztuže a využití smykových stěn jsou prezentovány v tabulkové i grafické podobě, jak je znázorněno na obrázku 10. Můžete tak například graficky překrýt navrženou výztuž a nutnou výztuž a zkontrolovat, zda navržená výztuž překračuje požadované množství. Pokud tomu tak není, lze pro další posouzení vizualizovat také nepokrytou výztuž.
U využití posudků jsou kromě jejich tabulkového a grafického znázornění k dispozici podrobné informace pro každé posouzení pomocí příslušného tlačítka, které nabízí detailní pohled na návrhové výpočty (obrázek 11).
