Statické výpočty a navrhování spřažených ocelobetonových mostů

Spřažené ocelobetonové mosty nabízejí mnohé stavebně-technické, užitné a ekonomické výhody. Tyto konstrukce totiž zpravidla optimálněji využívají vlastnosti obou použitých materiálů, tj. železobetonové mostovky a ocelových hlavních trámů, což ve výsledku přináší úspory plynoucí z celkově nižší vlastní tíhy mostu. Dalšími výhodami pak mohou být rychlejší výstavba z důvodů snadnější montáže hlavních trámů, velmi dobrá obslužnost stavby bez větších negativních vlivů na okolní provoz a možnost vysokého stupně dílenské prefabrikace.

Aktuální trendy v oboru spřažených ocelobetonových mostů preferují - např. u železničních a dálničních přemostění - komplexní rámové statické systémy bez středového pilíře. Další nárůst efektivity je možný prefabrikací spřaženého průřezu osazením ztraceného betonového bednění na hlavní ocelové trámy přímo v jejich výrobně (průřezy typu VFT = VerbundFertigteilTraeger). Dále je obecně u nových konstrukcí spřažených mostů středního rozpětí zřetelný odklon od složitějších komorových průřezů. Naopak se prosazují vícetrámové systémy s otevřenými ocelovými průřezy nebo s uzavřenými truhlíky, které představují snadnější montáž a velmi dobrou údržbu a provoz všech podstatných konstrukčních prvků mostu po dobu jeho životnosti.

Vedle běžné mostařské problematiky stavebních stádií a zatížení mostu, spočívá obtížnost statického návrhu ocelobetonových mostů právě v různorodosti použitých konstrukčních materiálů a jejich spolupůsobení. Návrhové principy vycházejí z normy EN 1994-2. Ve výpočetním modelu je třeba mj. zohlednit časový vznik spřažených průřezů, dotvarování a smršťování betonu, vznik trhlin v nadpodporových oblastech, různé spolupůsobící šířky ŽB mostovky podél hlavních trámů a roznos zatížení v podélném a příčném směru mostu. Jeden geometricky typický, spřažený průřez tak s ohledem na nezbytné statické výpočty, návrhy a posouzení interně "generuje" 24 tzv. variant průřezu! Je zřejmé, že efektivní navrhování spřažených ocelobetonových mostů se v projekční praxi nemůže obejít bez optimální softwarové podpory.

Produkt RIBfem PONTI® stahlverbund je profesní mostařský software na statické výpočty, navrhování a posuzování spřažených ocelobetonových mostů a poskytuje optimální podporu při řešení např. následujících typů konstrukcí:      

  • jedno- a vícetrámové spřažené ocelobetonové mosty s konstantní výškou průřezu a libovolným počtem polí,

  • jedno- a vícetrámové spřažené ocelobetonové mosty s proměnnou výškou průřezu a libovolným počtem polí,

  • přímá, lichoběžníková nebo obecně půdorysně ohraničená deska železobetonové mostovky,

  • rámové spřažené mosty včetně mostních opěr,

  • údolní přemostění s velkým rozpětím.


PONTI stahlverbund: definice spřažených průřezů

 


PONTI stahlverbund: metoda celkového průřezu

 


PONTI stahlverbund: model nového mostu Prešov

 


PONTI stahlverbund: hierarchie návrhů

 


PONTI stahlverbund: automatika kombinací zatížení

 


PONTI stahlverbund: přehledné výsledky všech návrhů

 


PONTI stahlverbund: obálka My pojezdu TS1


PONTI stahlverbund: celkový model rámového mostu

Přejděte na

objednávka RIBfem PONTI® stahlverbund online

vyžádání bezplatné, plně funkční testovací licence

Příklad protokolů statického výpočtu a návrhů RIBfem PONTI® stahlverbund

Protokol výpočtu elastických charakteristik a plastických únosností spřaženého průřezu (< 100 kB)

Přehled výsledků všech návrhů spřažených průřezů pro 1 hlavní trám s detaily pro 1 kritický návrhový řez (< 100 kB)

Hlavní přednosti RIBfem PONTI® stahlverbund

RIBfem PONTI® stahlverbund aplikuje normu EN 1994-2 a další související normy a pravidla pro tvorbu návrhových kombinací, konstrukční zásady apod. (EN 1990, EN 1991-2, EN 1991-1-4, EN 1991-1-5). S využitím metodiky tzv. celkového průřezu se automatizovaně zohledňují např.:

  • změny statického systému související s postupem výstavby,

  • časový vznik spřažených průřezů a historie zatěžování,

  • redistribuce napětí na spřažených ocelobetonových průřezech, vlivy dotvarování a smršťování - automatickým výpočtem tzv. sekundárních účinků z časů aktivace různých variant spřažených průřezů,

  • vlivy vzniku trhlin v betonové desce a různé oblasti spolupůsobící šířky desky,

  • roznos zatížení v příčném směru mostu prostřednictvím ortotropní desky.

Možné typy parametrizovaných spřažených ocelobetonových průřezů

  • otevřené ocelové průřezy tvaru I s možnými až 3 různými tloušťkami (lamelami) horní a dolní pasnice a stojiny, spřažené s monolitickou ŽB deskou proměnné tloušťky v max. 5 nesymetrických úsecích,

  • otevřené ocelové průřezy tvaru I s možnými až 3 různými tloušťkami (lamelami) horní a dolní pasnice a stojiny, spřažené s prefabrikovanou částí ztraceného bednění a dodatečnou ŽB deskou proměnné tloušťky v max. 5 nesymetrických úsecích,

  • uzavřené, symetrické ocelové truhlíky s možnými až 3 různými tloušťkami (lamelami) horní a dolní pasnice a stěn, spřažené s monolitickou ŽB deskou proměnné tloušťky v max. 5 nesymetrických úsecích, popř. vč. prefabrikovaného ztraceného bednění,

  • otevřené, symetrické ocelové truhlíky nebo jednokomorové průřezy s možnými až 3 různými tloušťkami (lamelami) horní příruby, dolní pasnice a stěn, spřažené s monolitickou ŽB deskou proměnné tloušťky v max. 5 nesymetrických úsecích, popř. vč. prefabrikovaného ztraceného bednění.

Obsažené normy, řešené návrhy a posouzení

Pro zvolenou mostní normu - obsaženy jsou obecná EN 1994-2, národní DIN EN a DIN-Fachbericht 104 - poskytuje RIBfem PONTI® stahlverbund automatizovaně následující návrhy a posudky:

Mezní stav únosnosti mimo únavu

  • klasifikace průřezů

  • momentová únosnost plasticky / elasticky

  • momentová únosnost s omezením přetvoření

  • smyková únosnost plasticky

  • interakce normálová síla – ohyb. momenty – posouvající síla

  • vyboulení plechu žebra indukované přírubami

Mezní stav únavy

  • ekvivalentní amplituda poškození stavební ocele nosníků

  • ekvivalentní amplituda poškození železobetonové desky

  • únava tlačeného betonu

Mezní stav použitelnosti

  • omezení napětí ocele nosníků

  • omezení napětí betonářské výztuže

  • omezení napětí tlačeného betonu

  • minimální výztuž (mezní stav tvorby trhlin)

  • stabilita trhlin (ukončená tvorba trhlin)

  • kvazistálé deformace

Zajištění spřažení

  • MSÚ – únosnost spřahovacích trnů – posudek 1 a 2

  • MSÚ – požadovaný počet, pokrytí trnů – posudek 1 a 2

  • MSP – podélný smyk, požadovaný počet, pokrytí trnů

  • konstrukční provedení trnů, rozmístění trnů

  • MS Únavy – posudek únavy pro podélný smyk

  • posudek smyku betonového pásu

Optimalizace průřezů

  • úpravy dílčích průřezů přímo v posudkovém modulu

  • záměna průřezů přímo v posudkovém modulu

  • vytváření nových průřezů a následně jejich výměna přímo v posudkovém modulu

  • okamžité výpočty průřezových charakteristik a posudků

Návrhy a posouzení dalších konstrukčních částí mostu, jako např. příčníky, mostní opěry, pilíře, mostovka v příčném směru aj. lze dle konkrétní potřeby provádět rovněž přímo v prostředí RIBfem PONTIstahlverbund.

Dodávané funkční a licenční varianty RIBfem PONTI® stahlverbund

  • RIBfem PONTI® stahlverbund EXPERT: kombinované prostorové prutové a plošné výpočetní modely (s ortotropní deskou) se spřaženými otevřenými průřezy tvaru I,

  • RIBfem PONTI® stahlverbund: prostorové prutové výpočetní modely (rošty) se spřaženými otevřenými průřezy tvaru I,

  • RIBfem RTstahlverbund: funkční rozšíření TRIMAS®+RTbauzustaende nebo PONTI® o definici, výpočet a navrhování spřažených mostů s otevřenými průřezy tvaru I ,

  • RIBfem RTstahlverbundFT: funkční rozšíření spřažených ocelobetonových průřezů o prefabrikované ztracené bednění včetně souvisejících, specifických posudků spřažení betonů s různým stářím,

  • RIBfem RTstahlverbundKT: funkční rozšíření spřažených ocelobetonových průřezů o uzavřené a otevřené symetrické, ocelové truhlíkové a jednokomorové průřezy.

Principiálně lze pomocí RIBfem PONTI® stahlverbund a dalších funkčních variant RIBfem PONTI® (betonverbund nebo předpětí) vytvářet i kombinované mostní systémy se spřaženým ocelobetonovým úsekem mostu a např. monolitickým předpjatým úsekem mostu, spodní stavbou aj.

Další informace a reference k RIBfem PONTI® stahlverbund

Technický list PONTIstahlverbund (1 MB)

Technický list RTstahlverbundFT a RTstahlverbundKT (1 MB)

Uživatelská příručka Úvod do PONTI stahlverbund (13 MB)


© RIB stavební software s.r.o.

Informace o zpracování osobních údajů EU č. 679/2016 (GDPR)

Stav: 22.10.18