Detail předmětu

Předpjatý beton

FAST-BL011Ak. rok: 2022/2023

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

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

prof. RNDr. Ing. Petr Štěpánek, CSc., dr. h. c.

Zajišťuje ústav

Ústav betonových a zděných konstrukcí (BZK)

Výsledky učení předmětu

Student získá tyto znalosti a dovednosti:
• Schopnost porozumět statickému působení předpjatých betonových konstrukcí.
• Schopnost analyzovat a navrhovat předpjaté betonové prvky a nosné systémy včetně jejich provádění a konstrukčního řešení.

Prerekvizity

stavební mechanika, pružnost, plasticita, dimenzování betonových prvků, navrhování betonových konstrukcí

Osnovy výuky

1. Podstata předpjatého betonu. Srovnání se železobetonem. Statické působení. Materiálové vlastnosti betonu.
2. Betonářská a předpínací výztuž. Technologie předpjatého betonu, základní terminologie. Předem předpjatý beton.
3. Dodatečně předpjatý beton, technologie, předpínací systémy.
4.-5. Ztráty předpětí u předem a dodatečně předpjatého betonu. Fáze působení předpjaté konstrukce.
6. Účinky předpětí na konstrukce. Metoda ekvivalentního zatížení. Konkordantní kabel, transformace kabelu.
7. Návrh předpětí metodou vyrovnání zatížení. Omezení normálových napětí. Odolnost proti vzniku trhlin.
8. Statická analýza postupně budovaných konstrukcí, nehomogenita konstrukcí. Řešení reologických účinků.
9. Mezní únosnost prvků namáhaných osovou silou a ohybem, stav dekomprese, počáteční napjatost průřezu.
10. Prvky namáhané smykem a kroucením, analýza napjatosti, dimenzování.
11. Analýza kotevní oblasti - namáhání, výpočetní model a posouzení. 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

Porozumění statickému působení předpjatých betonových konstrukcí.
Návrh předpjatých betonových prvků a nosných systémů, analýza, technologie a konstrukční zásady.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Základní literatura

COLLINS, Michael P. a MITCHELL, Denis. Prestressed Concrete Structures. New Jersey: Prentice Hall, Englewood Cliffs, 1991. ISBN 0-13-691635-X. (EN)
NAVRÁTIL, Jaroslav. Prestressed Concrete Structures. Brno: CERM, 2006. ISBN 80-7204-462-1. (EN)
NAVRÁTIL, Jaroslav. Předpjaté betonové konstrukce. Brno: CERM, 2008. ISBN 978-80-7204-561-7. (CS)

Doporučená literatura

Elektronické studijní opory FAST VUTNavrátil Jaroslav, Zich Miloš. Předpjatý beton - průvodce. 68 stran, 2007 (CS)
GERWICK, Ben C. Construction of Prestressed Concrete Structures. USA: John Wiley and Sons, 1997. ISBN 978-0-471-18113-2. (EN)
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)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program B-P-C-SI (N) bakalářský

    obor K , 4 ročník, zimní semestr, povinný

  • Program B-K-C-SI (N) bakalářský

    obor K , 4 ročník, zimní semestr, povinný

  • Program B-P-E-SI (N) bakalářský

    obor K , 4 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Jaroslav Navrátil, CSc.
doc. Ing. Miloš Zich, Ph.D.

Osnova

1. Podstata předpjatého betonu. Srovnání se železobetonem. Statické působení. Materiálové vlastnosti betonu. 2. Betonářská a předpínací výztuž. Technologie předpjatého betonu, základní terminologie. Předem předpjatý beton. 3. Dodatečně předpjatý beton, technologie, předpínací systémy. 4.-5. Ztráty předpětí u předem a dodatečně předpjatého betonu. Fáze působení předpjaté konstrukce. 6. Účinky předpětí na konstrukce. Metoda ekvivalentního zatížení. Konkordantní kabel, transformace kabelu. 7. Návrh předpětí metodou vyrovnání zatížení. Omezení normálových napětí. Odolnost proti vzniku trhlin. 8. Statická analýza postupně budovaných konstrukcí, nehomogenita konstrukcí. Řešení reologických účinků. 9. Mezní únosnost prvků namáhaných osovou silou a ohybem, stav dekomprese, počáteční napjatost průřezu. 10. Prvky namáhané smykem a kroucením, analýza napjatosti, dimenzování. 11. Analýza kotevní oblasti - namáhání, výpočetní model a posouzení. 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

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Josef Panáček
doc. Ing. Radim Nečas, Ph.D.
Ing. Jan Koláček, Ph.D.
Ing. Jiří Strnad, Ph.D.

Osnova

1. Dodatečně předpjatý mostní nosník - projekt: Zatížení, návrh průřezu, charakteristiky materiálů, druhy kotev, konstrukční zásady, návrh velikosti předpínací síly a její výstřednosti. 2. Ověření návrhu předpínací síly metodou vyrovnání účinků zatížení, návrh kabelů a trasování kabelových drah. 3. Účinky předpětí na konstrukce - příklady. 4. Dodatečně předpjatý mostní nosník - projekt (pokračování): Účinky zatížení, počáteční (kotevní) napětí, okamžité změny předpětí. 5. Zjednodušený výpočet časově závislých změn předpětí. Průběh velikosti přepínací síly v čase. 6. Korekce. 7. Mezní stavy použitelnosti - mezní stav omezení napětí, omezení trhlin (dekomprese). 8. Mezní stav únosnosti - ohyb. 9. Mezní stav únosnosti - smyk, návrh smykové výztuže. 10. Ověření kotev, návrh výztuže v kotevní oblasti, výkres předpínací a betonářské výztuže. 11. Mezní stavy použitelnosti - průhyb nosníku. Korekce. 12. Účinky předpětí na konstrukce (pokračování): Účinky předpětí u postupně prováděných konstrukcí - příklady. 13. Odevzdání projektu, zápočet.