Smyk v RCS - kruhové průřezy

Nejprve si připomeňme směry toku smykového napětí v kruhovém průřezu. 

Smyková napětí pro neporušený plný kruhový průřez mají svislý směr a předpokládá se, že jsou konstantní v celé šířce b. Pokud v průřezu dojde ke vzniku ohybových trhlin, změní se rozložení svislých smykových napětí. Schéma takového rozložení smykových napětí je na následujícím obrázku.

Při určování smykových napětí na dutých kruhových průřezech se předpokládá, že smyková napětí jsou rovnoměrně rozložena po celé tloušťce t stěny a působí rovnoběžně s hranicemi průřezů.

Tyto předpoklady lze ověřit analýzou průřezů metodou konečných prvků. Na následujícím obrázku vidíme výsledky analýzy metodou konečných prvků pro tři typy průřezů - plný kruhový průřez, dutý kruhový průřez a lichoběžníkový průřez. Výpočty byly provedeny v Editoru obecného průřezu. Smyková napětí způsobená jednotkovou smykovou silou V_v jsou zobrazena včetně šipek toku napětí.

Uvažujme ekvidistantní třmínky k okraji průřezu, jak je znázorněno na obrázku níže.

Můžeme si všimnout, že směr toku smykového napětí v plném kruhovém průřezu nesleduje geometrii třmínků, což způsobuje sníženou účinnost smykové výztuže. Tento vliv je zohledněn redukčním součinitelem χ, který ovlivňuje smykovou odolnost. V_Rd,s.

V systému IDEA StatiCa RCS se redukční faktor vypočítá podle následujícího vzorce.

\[{χ}={{b}_{w}} / {{d}_{h}}\le 0.85\]

Kde b_w je smyková šířka a d_h je průměr kruhového třmenu.

Šířka b_w se vypočítává několika způsoby.

1. Způsob

Smyková šířka b_w se vypočítá jako minimální šířka mezi tahovými a tlakovými pásy v případě výskytu ohybových trhlin v MSÚ. Jak je vidět na dvou příkladech kruhového průřezu na následujícím obrázku.

2. Způsob

Pokud se zanedbá stav bez ohybových trhlin - viz obrázek:

A pokud v průřezu není tahový nebo tlakový pás (celý průřez je tlačený nebo tažený), je šířka b_w uvažována ve vzdálenosti d od okraje průřezu. Kde d je účinná výška průřezu a vypočítá se jako d=0,9*h pro průřezy bez tahového nebo tlakového pasu (plně tlačené nebo plně tažené).

3. Způsob

Pokud se uvažuje stav bez ohybových trhlin (podle 6.2.2(2) normy EN 1992-1-1) a průřez není ovlivněn ohybovými trhlinami v MSÚ. Hodnota b_w se vypočítá na úrovni maximálního hlavního tahového napětí.

4. Způsob

Průřez, který je potrhán ohybovými trhlinami, ale existuje pouze tlakový pás nebo pouze tahový pás - oblast, pro kterou program hledá nejmenší hodnotu b_w, je z jedné strany ohraničena stávajícím těžištěm betonu v tlaku (nebo těžištěm výztuže v tahu), druhá strana oblasti je vymezena smykovou výztuží.

5. Způsob

V některých případech je vhodné zvážit ruční nastavení hodnoty b_w. To lze provést v editoru vyztužení.