Úvod
Ptáte se proč dochází k rychlému nárůstu ohybového momentu v mezilehlé podpoře po spřažení prefabrikovaných nosníků s ŽB monolitckou deskou a příčníky? Očekávaný průběh ohybových momentů je takový, že moment vzniká nad mezilehlou podporou postupně a jeho hodnota roste v čase v důsledku dotvarování betonu, ale ne bezprostředně po spřažení prefabrikovaných nosníků a monolitických částí konstrukce. Podívejme se na tento problém podrobněji a zvažme různá uspořádání dočasných podpor a jejich vliv na rozložení vnitřních sil.
Popis konstrukce
Pro vysvětlení výskytu poměrně vysokého ohybového momentu nad podporou spojitého nosníku byly studovány 2 případy v programu IDEA StatiCa Beam a midas Civil. Vždy se jedná o dva prefabrikované nosníky spřažené na stavbě pomocí ŽB monolitické desky a mezilehlého příčníku. Třída betonu je shodná pro obě části spřaženého průřezu, C45/55. Tvary průřezů jsou následující:
Spřažený průřez:
Mezilehlý příčník:
Statické schéma se mění v čase, pro každý případ je uvažováno různé rozmístění dočasných podpor. Postup výstavby je však identický. Výroba prefabrikovaných nosníků mimo staveniště, uložení na dočasné podpory, osazení nosníků na staveništi a následné zmonolitnění nosníků pomocí ŽB desky a mezilehlého příčníku. Poloha definitivních podpor je potom pro oba případy stejná, stejně tak historie zatížení.
Historie zatížení pro oba případy:
Fáze výstavby pro případ A (dočasné podpory při betonáži spřažené desky):
Fáze výstavby pro případ B (bez přídavných podpor):
Porovnání midas Civil & IDEA StatiCa Beam
Během porovnávání byly sledovány momenty v poli a nad střední podporou v jednotlivých fázích výstavby pro oba případy.
Případ A
Fáze č. 3: prefabrikovaný nosník podepřen dočasnými podporami, zatížen vlastní tíhou prefabrikátu a mokrého betonu ŽB desky, včetně dotvarování a smršťování.
Průběh ohybových momentů – IDEA StatiCa Beam
Průběh ohybových momentů – midas Civil
Fáze č. 4: prefabrikované nosníky jsou spřaženy, spřažený průřez odolává pouze vlastní tíze, definitivní uložení konstrukce, včetně dotvarování a smršťování.
Průběh ohybových momentů – IDEA StatiCa Beam
Průběh ohybových momentů – midas Civil
Fáze č. 6: konstrukce ve 100 letech, zatížena pouze vlastní tíhou, včetně dotvarování a smršťování.
Průběh ohybových momentů – IDEA StatiCa Beam
Průběh ohybových momentů – midas Civil
Případ B
Fáze č. 3: prefabrikovaný nosník podepřen koncovými podporami, zatížen vlastní tíhou prefabrikátu a mokrého betonu ŽB desky, včetně dotvarování a smršťování.
Průběh ohybových momentů – IDEA StatiCa Beam
Průběh ohybových momentů – midas Civil
Fáze č. 4: prefabrikované nosníky jsou spřaženy, spřažený průřez odolává pouze vlastní tíze, definitivní uložení konstrukce, včetně dotvarování a smršťování.
Průběh ohybových momentů – IDEA StatiCa Beam
Průběh ohybových momentů – midas Civil
Fáze č. 6: konstrukce ve 100 letech, zatížena pouze vlastní tíhou, včetně dotvarování a smršťování.
Průběh ohybových momentů – IDEA StatiCa Beam
Průběh ohybových momentů – midas Civil
Pro přehlednost byly výstupy z IDEA StatiCa Beam a midas Civil seřazeny do tabulky:
Závěr
Z výše uvedené tabulky vyplývá, že výsledky z jednotlivých programů se víceméně shodují. Odchylky výsledků jsou způsobeny tím, že v midas Civil není rozlišována náhradní výška průřezu h0 před a po spřažení konstrukce. Uživatel musí zadat parametry průřezu tak, aby odpovídaly stavu buď před nebo po spřažení prefabrikátů s železebotenovou monolitickou deskou, pro každou část průřezu zvlášť. Zatímco v IDEA StatiCa Beam se zohledňuje stav před spřažením, tj. obvod vysychané části odpovídá obvodu průřezu prefabrikovaného nosníku, a po spřažení. tj. obvod vysychané části prefabrikovaného nosníku se zmenší o délku pracovní spáry mezi prefabrikátem a dodatečně betonované desky. Rychlý nárůst ohybového momentu nad střední (definitivní) podporou přisuzujeme zvolenému rozmístění dočasných podpor. Právě dočasné podpory eliminují účinky fázované výstavby, a dostáváme tak průběhy ohybových momentů blížící se průběhům jakoby by byla konstrukce betonovaná na pevné skruži.
U případu B, kdy není uvažována žádná mezilehlá, dočasná podpora, se potom naplno projevuje negativní efekt fázované výstavby a měnící se statické schéma konstrukce v čase, a tomu odpovídající průběhy ohybových momentů.
Účelem této studie bylo ověření správnosti výsledků poskytnutých IDEA StatiCa Beam a midas Civil. Jelikož bylo potvrzeno stejné chování konstrukce v obou nezávislých programech, lze výsledky v IDEA StatiCa Beam prohlásit za správné.