Detail předmětu
Předpjatý beton
FAST-CL01Ak. rok: 2012/2013
Podstata předpjatého betonu. Předem a dodatečně předpínané konstrukce, základní rozdíly. Vlastnosti materiálů, výroba, typy. Technologie předem předpjatého a dodatečně předpjatého betonu, předpínací systémy.
Ztráty předpětí u předem a dodatečně předpjatého betonu, kabelové dráhy.
Metoda ekvivalentního zatížení, staticky určité a neurčité konstrukce, příklady. Statická odezva konstrukcí zatížených předpětím, zjednodušení, základní napětí.
Vznik trhlin u předpjatých prvků. Tahová napětí v betonu po vzniku trhlin. Výpočet šířky trhlin a průhybu předpjatých prvků.
Mezní stav únosnosti předpjatých prvků, metoda mezních přetvoření, únosnost ve smyku.
Jazyk výuky
Počet kreditů
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
Znalost výpočtu účinků předpětí na staticky určité a staticky neurčité konstrukce.
Znalost technologie výroby předem a dodatečně předpjatých prvků.
Znalost navrhování předpjatých betonových prvků a nosných systémů včetně jejich konstrukčního řešení:
- návrh vedení lan a velikosti předpětí (metody návrhu)
- výpočet ztrát předpětí
- posouzení dle mezních stavů únosnosti a použitelnosti.
Prerekvizity
Korekvizity
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Způsob a kritéria hodnocení
Osnovy výuky
2. Materiálové vlastnosti – betonářská a předpínací výztuž, výroba. Technologie předpjatého betonu, základní terminologie. Předem předpjatý beton.
3. Dodatečně předpjatý beton, technologie, předpínací systémy.
4. Změny předpětí. Ztráta předpětí třením. Ztráta předpětí pokluzem v kotvě.
5. Ztráta předpětí okamžitým pružným přetvořením betonu, relaxací předpínací výztuže, přetvořením opěrného zařízení, rozdílem teplot předpínací výztuže a opěrného zařízení, otlačením betonu, dotvarováním a smršťováním betonu. Fáze působení předpjaté konstrukce.
6. Účinky předpětí na betonové prvky a konstrukce. Metoda ekvivalentního zatížení. Staticky neurčité účinky předpětí, konkordantní kabel, lineární transformace kabelu.
7. Návrh předpětí metodou vyrovnání zatížení. Omezení normálových napětí od provozních účinků zatížení, přípustná zóna polohy kabelu a tlakové čáry. Odolnost proti vzniku trhlin.
8. Statická analýza postupně budovaných předpjatých konstrukcí, nehomogenita konstrukcí. Řešení reologických účinků na konstrukce v uzavřené formě.
9. Mezní únosnost prvků namáhaných osovou silou a ohybem, stav dekomprese, počáteční napjatost průřezu. Sekundární účinky předpětí v mezním stavu únosnosti konstrukce.
10. Prvky namáhané smykem a kroucením, analýza napjatosti, dimenzování.
11. Analýza kotevní oblasti, namáhání kotevních oblastí, výpočetní model a posouzení oblastí pod kotvami. Vyztužení kotevní oblasti.
12. Mezní stavy použitelnosti. Mezní stav trhlin, působení betonu v tahu po vzniku trhlin.
13. Výpočet šířky trhlin. Deformace předpjatých konstrukcí.
Učební cíle
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Základní literatura
LIN, T. Y. a BURNS, Ned H.: Design of Prestressed Concrete Structures. New York: John Wiley & Sons, 1981. ISBN 0471018988. (EN)
ROMBACH, Günter: Spannbetonbau. Berlin: Ernst und Sohn, 2010. ISBN 978-3-433-02911-4. (DE)
VOVES, Bohumír: Navrhování konstrukcí z předpjatého betonu v příkladech. Praha: SNTL, 1980. (CS)
Doporučená literatura
KLUSÁČEK, Ladislav, PANÁČEK, Josef a ŠTĚPÁNEK, Petr: Betonové konstrukce. Předpjatý beton podle ČSN 73 1201. Brno: VUT, 1991. ISBN 80-214-0267-9. (CS)
NAVRÁTIL, Jaroslav a ŠTĚPÁNEK, Petr: Předpjaté stavební konstrukce. Modul M01 (část studijní opory v elektronické podobě). Brno: VUT, 2009. (CS)
NAVRÁTIL, Jaroslav a ZICH, Miloš.: Předpjatý beton (průvodce předmětem v elektronické podobě). Brno: VUT, 2006. (CS)
NAVRÁTIL, Jaroslav: Předpjaté betonové konstrukce. Brno: CERM, 2008. ISBN 978-80-7204-561-7. (CS)
PROCHÁZKA, Jaroslav a kol.: Navrhování betonových konstrukcí podle norem ČSN EN 1992 (EUROKÓDU 2). Část 2: Předpjatý beton. Praha: ČBS Servis, 2010. ISBN 978-80-87158-21-0. (CS)
Zařazení předmětu ve studijních plánech
- Program N-K-C-SI magisterský navazující
obor S , 1 ročník, zimní semestr, povinný
obor S , 1 ročník, zimní semestr, povinný
obor S , 1 ročník, zimní semestr, povinný
obor S , 1 ročník, zimní semestr, povinný - Program N-P-C-SI magisterský navazující
obor S , 1 ročník, zimní semestr, povinný
obor S , 1 ročník, zimní semestr, povinný
obor S , 1 ročník, zimní semestr, povinný
obor S , 1 ročník, zimní semestr, povinný - Program N-P-E-SI magisterský navazující
obor S , 1 ročník, zimní semestr, povinný
obor S , 1 ročník, zimní semestr, povinný
obor S , 1 ročník, zimní semestr, povinný
obor S , 1 ročník, zimní semestr, povinný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
Vyučující / Lektor
Osnova
2. Materiálové vlastnosti – betonářská a předpínací výztuž, výroba. Technologie předpjatého betonu, základní terminologie. Předem předpjatý beton.
3. Dodatečně předpjatý beton, technologie, předpínací systémy.
4. Změny předpětí. Ztráta předpětí třením. Ztráta předpětí pokluzem v kotvě.
5. Ztráta předpětí okamžitým pružným přetvořením betonu, relaxací předpínací výztuže, přetvořením opěrného zařízení, rozdílem teplot předpínací výztuže a opěrného zařízení, otlačením betonu, dotvarováním a smršťováním betonu. Fáze působení předpjaté konstrukce.
6. Účinky předpětí na betonové prvky a konstrukce. Metoda ekvivalentního zatížení. Staticky neurčité účinky předpětí, konkordantní kabel, lineární transformace kabelu.
7. Návrh předpětí metodou vyrovnání zatížení. Omezení normálových napětí od provozních účinků zatížení, přípustná zóna polohy kabelu a tlakové čáry. Odolnost proti vzniku trhlin.
8. Statická analýza postupně budovaných předpjatých konstrukcí, nehomogenita konstrukcí. Řešení reologických účinků na konstrukce v uzavřené formě.
9. Mezní únosnost prvků namáhaných osovou silou a ohybem, stav dekomprese, počáteční napjatost průřezu. Sekundární účinky předpětí v mezním stavu únosnosti konstrukce.
10. Prvky namáhané smykem a kroucením, analýza napjatosti, dimenzování.
11. Analýza kotevní oblasti, namáhání kotevních oblastí, výpočetní model a posouzení oblastí pod kotvami. Vyztužení kotevní oblasti.
12. Mezní stavy použitelnosti. Mezní stav trhlin, působení betonu v tahu po vzniku trhlin.
13. Výpočet šířky trhlin. Deformace předpjatých konstrukcí.
Cvičení
Vyučující / Lektor
Osnova
2. Účinky předpětí na staticky neurčité konstrukce. Zadání individuálních příkladů.
3.– 4. Projekt na téma: Návrh a posouzení předpjatého střešního vazníku. Účinky a kombinace zatížení, návrh průřezu, charakteristiky materiálů, druhy výztuže, konstrukční zásady.
5.– 6. Projekt pokračování. Návrh výstřednosti a velikosti předpínací síly, návrh množství předpínací výztuže. Ověření průřezu.
7. Projekt pokračování. Změny předpětí krátkodobé (výrobní).
8. Projekt pokračování. Změny předpětí dlouhodobé (provozní).
9.– 10. Projekt pokračování. Ověření návrhu podle mezních stavů použitelnosti – omezení napětí, omezení trhlin.
11. Projekt pokračování. Ověření návrhu podle mezních stavů únosnosti – namáhání ohybovým momentem.
12. Projekt pokračování. Schéma vyztužení vazníku předpínací výztuž.
13. Odevzdání projektu a příkladů. Zápočet.