Smyková výztuž JDA a JDA-FT JORDAHL®

V začátcích železobetonových konstrukcí byl objeven problém propíchnutých stropů nad sloupy. Jednou z alternativ, jak se těmto poruchám vyhnout, bylo navrhování sloupů s hlavicemi v letech 1900. Později se přenášení smykových sil, které v místě uložení desky nad sloupem vznikají, řešil vložením smykové výztuže. Z tohoto řešení vyplývala vyšší tloušťka stropní desky.

Firma JORDAHL® vyvinula systém smykových výztuží, které přenesou smykové zatížení a dají se použít u filigránových stropních konstrukcí. Používají se jak u monolitických staveb tak i u prefabrikovaných stropních dílců. Smyková výztuž firmy JORDAHL® se skládá z děrované lišty a kotev se dvěma kovanými hlavami z oceli Bst 500 S.
Kotvy se dvěma hlavami se dodávají o průřezu dA = 10, 12, 14, 16, 20 a 25 mm, maximální délka kotev je 750 mm.
Smyková výztuž JDA a JDA-FT má německý certifikát Z-15.1-172 a certifikát od TZÚS č. 090-007230.

Dimenzování
Rozhodující smykové zatížení Qr se vypočte z maximálního zatížení Q statického výpočtu. Vliv na průhyb nesymetrické desky lze při použití tr zanedbat. Tento aspekt se vyskytuje u krajních a rohových podpor. Místo přesného výpočtu se v těchto místech smykové síly zvětšují o 40 %. U základů a základových desek se zatížení rozloží na plochu A pod úhlem 45o a to až po spodní výztuž, podle vzorce Qr = Nst - so. A (kN).
Nst = váha sloupu (kN)
so = stlačitelnost zeminy (kN/m2)
A = plocha (m2).
Povolené napětí podle DIN 1045 je v následující tab. 1.
Pevnost betonu v tahu u bodově podepřených desek se snižuje se zvětšující se tloušťkou desky. Podle DIN 1045 není nutné se tímto u smykových výztuží zaobírat. Přesto v sešitě 240 DafSt se doporučuje snížit povolené napětí tr pomocí k1 a k2 u stropů s tloušťkou do < 30 cm.
Pro oblast vnějšího kritického průřezu platí:
povolené napětí tr = k1 . t011 případně k2 . t011
k1 = (0,2/d) + 0,33 > 0,5 < 1
k2 = (0,12/d) + 0,6 > 0,5 < 1
d = tloušťka desky.
Stupeň vyztužení mg v oblasti vnějšího kritického průřezu ua je daný. Podle DIN 1045 musí být minimálně 0,5%. U základových desek a základů je možné toto procento snížit.
mg = as /hm [%], as = (asx + asy) /2
max mg = 1,25% (B25), max mg = 1,5% (>B25)
Nutná statická výška vychází ze vzorce hm = (hx + hy)/2 [cm]. (obr. 1)
Podle certifikátu DIBt Z-15.1-172 je vnitřní kritický průřez ui ve vzdálenosti hm/2 od sloupu.
Podle certifikátu DIBt Z-15.1-172 je vnější kritický průřez ua ve vzdálenosti hm/2 za vnější kotvou.

Návrh smykové výztuže
Při návrhu kotev se dvěma hlavama rozlišujeme u smykové výztuže oblast c a d viz obr. 2.
V oblasti c (uvnitř kritického průřezu o velikosti 1,0·hm) je celkové zatížení 1,0·Qr.
Požadované nc = 1,0 . Qr / povolené FA.
Povolené FA = povolená únosnost na kotvu podle tab. 2.

Únosnost kotev
V oblasti d, která je vně oblasti c a jde až k vnějšímu kritickému průřezu, tzn. celá zbývající vyztužená oblast - musí mít navržené kotvy stejný průměr, jako kotvy které byly dříve navrženy v oblasti c. Ve vzdálenosti 1,0·hm až 1,75·hm od sloupu, se kotvy navrhují na zatížení 0,5 max.Qr. Ve zbývající části této oblasti se kotvy umisťují ve vzdálenostech max. 0,75·hm.
V oblasti c je nutné dát minimálně dvě kotvy do každé řady. Vzdálenost první kotvy od sloupu musí být minimálně 0,35 a maximálně 0,5·hm. Vzdálenost jednotlivých kotev je maximálně 0,75·hm. Na jedné liště v jednom paprsku u kotev s dA > 14 mm by neměl být celkový počet kotev větší než 4 ks. Při větším počtu kotev se paprsek sestaví z několika lišt. V případě, že je na liště vyprojektovaná jedna kotva jiné velikosti bude výrobcem barevně odlišená.
Pro výpočet smykových výztuží je k dispozici výpočetní program od firmy JORDAHL®. Tento program je na internetových stránkách www.jpcz.cz.
Poslední verze programu je rozšířená o výpočet pro krajní a rohové sloupy.
Při statickém výpočtu je nutné zohlednit otvory ve stropní desce, které jsou ve vzdálenosti do 5·hm od hrany sloupu. Tyto otvory mají vliv na velikost vnějšího a vnitřního kritického průřezu. Obvod vnitřního kritického průřezu ui se zmenší o délku delta ui, kterou určíme pomocí tečen vedených k otvoru z osy sloupu. Průmět na vnitřní kritický průřez je hodnota delta ui. Obdobně se postupuje i u vnějšího kritického průřezu. Obvod ua se zmenší o hodnotu delta ua, která vznikne průmětem na původní vnější kritický průřez (obr. 3).
Smyková výztuž se může ukládat shora nebo zdola. Při ukládání shora se zavěsí pomocí spojovací lišty na horní výztuž. Spodní hlavy kotev musí dosahovat až k dolní hraně spodní výztuže. Při ukládání zdola se spojovací lišty osadí do bednění na distanční podložky tak, aby horní hrana kotev lícovala s poslední horní výztuží.
Speciálně pro tenké monolitické desky (filigrány) s výztuží z filigránových nosníčků, ale především pro prefabrikované filigránové stropní desky byla vyvinuta nová varianta smykových výztuží JDA-FT. Smyková výztuž se v tomto případě ukládá shora. Pro zajištění její stability při betonáži je na vnější kotvu přivařena stabilizační výztuž. Po uložení první vrstvy betonu a jeho zatvrdnutí jsou kotvy již stabilizovány, protože jejich spodní část je ukotvena v betonu. Po odlomení spojovací lišty se ukládá horní vrstva betonové směsi. Statický výpočet podle programu JDA 1.4 musí vycházet z vnějšího kritického průřezu.
U filigránových desek se max. ls pro statický výpočet zvyšuje na 5,5·hm. V každém případě se musí dodržet max. obvodová vzdálenost mezi kotvami tj. 4·hm.
Použití smykové výztuže JDA a JDA-FT zjednodušuje vyztužení železobetonových konstrukcí, zvyšuje jejich kvalitu a snižuje pracnost na stavbách i ve výrobnách prefabrikátů.