Zatížení kotev – Tah, smyk a kombinované zatížení

Zatížení působící na kotvu je zásadní součástí výběru a návrhu kotev. Jeho velikost, směr a místo působení určují, jak jsou síly prostřednictvím kotvení přenášeny do základního materiálu.

Kotvy mohou být vystaveny tahovému zatížení, smyku nebo kombinaci těchto sil. Porozumění těmto zatížením je nezbytné při výběru kotevního systému a posuzování, zda dokáže splnit požadavky dané aplikace.

Porozumění zatížení působícímu na kotvu

Kotevní aplikace mohou být vystaveny různým typům zatížení. Směr a kombinace těchto sil ovlivňují jak výběr kotvy, tak způsob, jakým musí být kotvení navrženo.

Tahové zatížení

Tahové zatížení působí ve směru osy kotvy a snaží se vytáhnout kotvu ze základního materiálu. Odolnost kotvení závisí mimo jiné na typu kotvy, hloubce osazení, stavu betonu, vzdálenosti od okraje a pevnosti základního materiálu.

Smykové zatížení

Smykové zatížení působí napříč kotvou, přibližně kolmo k její ose. Odolnost proti smyku může být ovlivněna materiálem a průměrem kotvy, pevností betonu, vzdáleností od okraje a místem, ve kterém zatížení působí.

Kombinované tahové a smykové zatížení

V mnoha skutečných aplikacích jsou kotvy současně vystaveny tahovému a smykovému zatížení. Tyto síly nelze vždy posuzovat odděleně, protože jejich vzájemné působení může ovlivnit celkové využití kotvení.

Ohybové momenty a excentrická zatížení

Pokud síla působí v určité vzdálenosti od povrchu základního materiálu, může excentrické zatížení kromě tahu nebo smyku vytvářet také ohybový moment. Tím se může změnit rozložení sil mezi jednotlivými kotvami ve spoji.

Zatížení kotev na první pohled

Tři níže uvedené podmínky zatížení poskytují jednoduchý přehled způsobů, kterými mohou síly působit na kotevní systém.

Statická, dynamická a mimořádná zatížení

Také způsob, jakým se zatížení mění v čase, může ovlivnit požadavky kladené na kotevní systém.

Statická a kvazistatická zatížení

Mnoho kotevních aplikací je navrženo pro statická nebo kvazistatická zatížení, při nichž síly zůstávají konstantní nebo se v čase mění relativně pomalu.

Dynamická zatížení

Dynamické zatížení může vznikat tam, kde se síly opakovaně nebo rychle mění, například u strojů, zdvihacích zařízení nebo jiných pohyblivých systémů. Kotvy používané v těchto aplikacích musí být vhodné pro příslušné podmínky zatížení a musí být podloženy odpovídajícím technickým posouzením nebo zkušebními údaji.

Seizmické a mimořádné účinky

Zemětřesení, nárazy a další mimořádné události mohou na kotevní systém klást velmi odlišné požadavky. Pokud jsou tyto podmínky součástí požadavků návrhu, musí být kotvy pro příslušné působení výslovně posouzeny a navrženy.

Co ovlivňuje únosnost kotvy?

Kotva nemá jednu univerzální hodnotu únosnosti. Její výkon závisí na celém kotevním systému a podmínkách, ve kterých je instalována.

Mezi důležité faktory patří:

• Typ, průměr a materiál kotvy
• Pevnost betonu nebo základního materiálu
• Trhlinový nebo netrhlinový beton
• Účinná hloubka osazení
• Vzdálenost od okraje
• Rozteč kotev
• Tloušťka základního materiálu
• Tahové, smykové nebo kombinované zatížení
• Kvalita montáže
• Podmínky prostředí a provozu
• Příslušné schválení produktu a požadavky návrhu

Z tohoto důvodu je nutné zveřejněné hodnoty zatížení vždy posuzovat společně s podmínkami, za kterých tyto hodnoty platí.

Jak základní materiál ovlivňuje zatížení kotvy

Pevnost a stav základního materiálu mají přímý vliv na výkon kotvení. Pevnost betonu, vznik trhlin a poloha kotvy v betonovém prvku mohou ovlivnit dostupnou odolnost.

Jiné podklady, například plné zdivo, duté zdivo a lehké materiály, se chovají odlišně a mohou vyžadovat jiné kotevní systémy a návrhové metody.

Prozkoumat základní materiály pro kotvení >

Trhlinový a netrhlinový beton

V betonu mohou v místech působení tahových napětí vznikat trhliny. Ty mohou ovlivnit chování a odolnost kotvy, zejména v konstrukčních aplikacích.

Pokud se předpokládá trhlinový beton, musí být vybraná kotva pro použití v těchto podmínkách vhodná a kotvení musí být odpovídajícím způsobem navrženo.

Porozumět trhlinovému a netrhlinovému betonu >

Možné způsoby porušení kotvení

Při návrhu kotev je nutné zohlednit nejen působící zatížení, ale také různé způsoby, kterými může kotvení dosáhnout mezní odolnosti.

V závislosti na kotevním systému a podmínkách zatížení mohou mezi relevantní způsoby porušení patřit:

• Porušení oceli kotvy
• Vytažení kotvy
• Porušení betonového kužele
• Rozštěpení betonu
• Porušení okraje betonu při smykovém zatížení

Rozhodující způsob porušení závisí na kotvě, geometrii instalace, stavu betonu a působícím zatížení.

Proč jsou rozteč kotev a vzdálenost od okraje důležité

Kotvy umístěné blízko sebe nebo blízko okraje betonového prvku mohou mít nižší odolnost než samostatná kotva instalovaná bez omezení rozteče.

Rozteč kotev, vzdálenost od okraje, hloubka osazení a tloušťka konstrukčního prvku proto tvoří důležitou součást návrhu konstrukčního kotvení a je třeba je posuzovat společně s působícím zatížením.

Prozkoumat podmínky kotvení >

Výpočet zatížení kotev podle EN 1992-4

U konstrukčních upevnění do betonu zahrnuje návrh kotev více než jen porovnání působícího zatížení s jedinou hodnotou únosnosti produktu. Je nutné zohlednit také vzájemné působení tahu, smyku, stavu betonu, rozteče kotev, vzdáleností od okraje, hloubky osazení a možných způsobů porušení.

Fabory Anchor Calculator vám pomáhá navrhovat dodatečně osazované kotvy pro konstrukční použití v betonu v souladu s normou EN 1992-4. Zadejte geometrii projektu a působící zatížení, abyste identifikovali vhodná řešení kotvení a posoudili příslušné návrhové podmínky.

• Posouzení tahového a smykového zatížení
• Výpočet podmínek kombinovaného zatížení
• Zohlednění trhlinového a netrhlinového betonu
• Zohlednění rozteče kotev a vzdáleností od okraje
• Posouzení návrhových podmínek při požáru a seizmickém zatížení
• Generování výpočtových zpráv pro projektovou dokumentaci

Použít Fabory Anchor Calculator >

Zatížení kotev, schválení a požadavky návrhu

Návrh konstrukčních kotev by měl být proveden podle příslušné návrhové normy společně s údaji o výkonu vybrané kotvy.

Pro dodatečně osazovaná upevnění do betonu v Evropě stanovuje norma EN 1992-4 návrhový rámec, zatímco vlastnosti konkrétního produktu a podmínky použití jsou uvedeny v příslušném Evropském technickém posouzení (ETA).

Návrhová odolnost by proto měla být ověřena s ohledem na příslušné podmínky zatížení, způsoby porušení a požadavky aplikace, nikoli použitím obecného bezpečnostního součinitele na jedinou zveřejněnou hodnotu zatížení.

Prozkoumejte další technické informace o kotvení

Pokračujte v procházení technických informací Fabory o kotvení:

• Typy kotev >
• Základní materiály pro kotvení >
• Trhlinový a netrhlinový beton >
• Podmínky kotvení >
• Praktický návrh kotvení >
• Prozkoumat všechny technické informace o kotvení >

Potřebujete pomoc s výpočtem kotvení?

Zatížení kotev může být složité, pokud se jedná o kombinované síly, více kotev, omezené vzdálenosti od okraje nebo požadavky na konstrukční návrh. Techničtí specialisté společnosti Fabory vám mohou pomoci posoudit požadavky aplikace a určit vhodné řešení kotvení.

Kontaktujte naše technické specialisty >

Často kladené otázky o zatížení kotev

Najděte odpovědi na běžné otázky týkající se tahu, smyku, únosnosti a výpočtů konstrukčních kotev.