Návrh kotev do betonu v souladu s evropskými standardy pomocí softwaru PROFIS Anchor

EVROPSKÉ STANDARDY PRO NÁVRH KOTEV 
V rámci evropské unie mohou dnes projektanti – statici provést návrh kotev pomocí platných evropských standardů. V případě mechanických – ocelových kotev lze realizovat návrh v souladu s evropskou směrnicí ETAG 001 Annex C (obr. 1). Pro případ chemických – lepených kotev lze navrhovat v souladu s technickým předpisem EOTA TR 029 (obr. 2) (dále jen evropské standardy). Tyto standardy vydala Evropská Organizace pro Technická Schválení EOTA a lze je najít na internetových stránkách této organizace.

Zdrojem veškerých informací nezbytných pro navrhování kotvení dle evropských standardů jsou Evropská Technická Schválení – ETA (obr. 3). Tyto ETA schválení jsou vydány vždy pro daný typ kotvy a osahují statické hodnoty, materiálové charakteristiky a další informace, nezbytné pro návrh a posouzení této kotvy. V rámci Evropské Unie zajišťuje ETA schválení pro svůj výrobek výrobce kotvy. Bez tohoto dokumentu nelze kotvu dle stávající evropské legislativy navrhnout.

MOŽNÉ BARIÉRY NÁVRHU KOTEV DLE EVROPSKÝCH STANDARDŮ 
Z výše uvedeného vyplývá, že autor návrhu kotvení se dnes může opřít o evropskou legislativu, což je vždy velmi příjemné. Především v situacích, kdy jsou tyto kotvy součástí nosného systému stavební konstrukce (např. kotvení vetknutých sloupů ocelové konstrukce haly do železobetonových základových patek) je zřejmé a naprosto nezbytné, aby bylo kotvení navrženo kvalitně. Z toho vyplývá, že by mělo být ve vlastním zájmu každého projektanta – statika postupovat při navrhování kotev dle uvedených legislativních dokumentů. Na druhé straně vyžaduje schopnost provést tento návrh určitou míru znalosti uvedených evropských standardů včetně znalostí příslušných ETA schválení, což může být v mnoha případech pro autory návrhu kotvení značnou bariérou. Dnešní Evropská Unie totiž trpí přetlakem nových vydání evropských norem relevantních k práci statika a z pochopitelných důvodů středem zájmu projektantů – statiků jsou pak ty „podstatné“ evropské normy, jakými jsou např. Eurokódy. Na studium výše uvedených evropských standardů pro navrhování kotvení už poté mnohdy nezbývá čas.

DOSTUPNÝ ZPŮSOB PROVEDENÍ NÁVRHU 
Jako rozumným kompromisem se zde pro projektanta – statika jeví použití softwaru pro navrhování kotev. Software zvládá návrh podle uvedených evropských standardů a současně je vybaven databází vstupních údajů pro návrh jednotlivých kotev obsažených v příslušných ETA schváleních. V rámci produktového portfolia kotev firmy Hilti je možné použít pro tyto účely software PROFIS Anchor. PROFIS Anchor je odborný software pro návrh kotvení, který je bezplatně k dispozici široké stavební veřejnosti. Tímto softwarem lze kotvy do betonu navrhnout v souladu s platnými evropskými standardy. Software je koncipován tak, aby mohl uživatel provést návrh kotvení i bez detailních znalostí uvedených podkladů pro návrh. S ovládáním samotného softwaru nebo se základními informacemi k teorii návrhu kotev dle současné legislativy vám může pomoci technický poradce firmy Hilti během krátkého školení v rozsahu několika desítek minut. O vše ostatní se dále postará PROFIS Anchor a prakticky nepustí uživatele k vytvoření chyby.

UŽIVATELSKÉ ROZHRANÍ SOFTWARU PROFIS ANCHOR 
Středem uživatelského rozhraní softwaru je 3D model zadávaného kotevního případu (obr. 4). Základní parametry úlohy jako je zatížení působící na kotevní desku, rozměry
betonové konstrukce, tvar kotevní desky a rozmístění kotev lze interaktivně zadávat přímo do 3D modelu. Pro podrobnější zadání geometrie řešeného případu lze využít také záložek „Základní materiál“, „Kotevní deska“, „Uspořádání kotev“ a „Zatížení“ umístěných na jednotlivých záložkách v menu programu.

V sekci „Profily“ je uživatel schopen zvolit tvar konstrukce přivařené ke kotevní desce. Na základě vyztužení kotevní desky touto přivařenou konstrukcí software navrhne také tloušťku kotevní desky z pohledu požadavků na její dostatečnou tuhost. Záložky „Výpočet“ a „Řešení“ slouží k optimalizaci úlohy a k vytvoření finálního návrhového protokolu.

Na levé straně uživatelského rozhraní je umístěno pole „Kotvy“ se seznamem aktuálně vhodných kotev vzhledem k některým zadávacím podmínkám stanovených ve zmíněných záložkách. Pokud je například v záložce „Základní materiál“ vybrán beton s trhlinami, jsou zobrazeny pouze kotvy, které jsou podle příslušných ETA schválení pro použití do betonu s trhlinami vhodné. Současně je v tomto poli označen jeden typ kotvy včetně velikosti, pro kterou jsou aktuálně zobrazovány únosnosti kotvení a další informace v poli „Výsledky“ na pravé straně rozhraní.

Pod „Výsledky“ se nachází pole „Zprávy“, kde jsou pro vybranou kotvu v případě nevyhovujících podmínek tyto informace zobrazeny (např. nedostatečná tloušťka betonu, překročená minimální vzdálenost kotvy od okraje atd.)

Na hlavní obrazovce lze také seznam kotev filtrovat dle požadavků na typ kotvení, protikorozní úpravu, požární odolnost, typ závitu, atd.

VÝSTUP SOFTWARU PROFIS ANCHOR 
Po úspěšném výpočtu zadaného případu je výstupem tohoto softwaru návrhový protokol ve formátu PDF (obr. 5). K dispozici je zde zjednodušený či detailní verze protokolu. Na jednotlivých stranách je popsáno kompletní zadání úlohy, distribuce zatížení na jednotlivé kotvy, posouzení únosnosti kotvení z hlediska jednotlivých způsobů selhání (které dle evropských standardů přicházejí v úvahu) a další důležité informace a podmínky týkající se řešeného případu. Tento protokol pak může sloužit jako součást statického výpočtu.

NĚCO NAVÍC, CO JINDE NENAJDETE
Pro běžnou praxi jsou někdy evropské standardy pro návrh kotev značně omezující a ne vždy lze najít řešení. Například nejhorší kvalita betonu, do kterého lze nadimenzovat kotvení dle těchto standardů, je C20/25, nebo maximální množství kotev na kotevní desce v blízkosti okraje betonové konstrukce je 2 × 2 kotvy. V těchto případech, pokud je to možné, nabídne software návrh kotvení, jehož kostrou je opět evropský standard, ovšem s patřičnými úpravami umožňující provést návrh v zadaných podmínkách. Znalosti chování kotev za podmínek mimo rámec evropských standardů jsou založeny na základě dlouholetých zkušeností firmy Hilti v oblasti vývoje a kontinuálního testování kotev ve vlastních laboratořích. Na skutečnost, že se uživatel pohybuje mimo hranice evropských standardů, je upozorněn jak v poli „Výsledky“, tak i dále v návrhovém protokolu, kde je uvedena použitá návrhová metoda. I s těmito úpravami evropských standardů, které je možné v PROFIS Anchor využívat, může uživatele v krátké době seznámit technický poradce firmy Hilti během krátkého školení.

VŽDY AKTUÁLNÍ DATA 
Jak je dnes běžné, nainstalovaný PROFIS Anchor nabízí uživateli možnost software automaticky aktualizovat. Díky těmto aktualizacím bude uživatel schopen využívat všechny nové doplňky, které software nabízí. Mezi tyto patří například výpočet dynamicky namáhaných kotev, návrh kotev s požární odolností, stažení výkresového souboru kotvy a další.

DOSTUPNOST 
PROFIS Anchor je unikátní nástroj sloužící k navrhování kotev do betonu v souladu s evropskými standardy a je odborné veřejnosti k dispozici bezplatně (obr. 6). Lze ho získat stažením z internetových stránek www.hilti.cz v sekci technické poradenství. Na stejném místě lze získat i další software z oblasti statiky, např. PROFIS Rebar pro dimenzování napojení nových konstrukčních prvků železobetonové konstrukce ke stávající konstrukci pomocí dodatečně vlepené výztuže, nebo software pro dimenzování spřažené ocelobetonové desky se spřahovacími prvky X-HVB. Všechny software je možné získat také od technického poradce firmy Hilti. Kontakt na technického poradce je k dostání na bezplatné telefonní lince 800 11 55 99.

BUDOUCNOST 
V rámci Evropského Institutu pro Normalizaci bylo v červnu tohoto roku rozhodnuto, že připravovaná evropská norma pro dimenzování kotev CEN 1992-4-1 až 5 bude transformována na evropskou normu EN 1992-4 a stane se tak součástí rodiny Eurokódů. Pravděpodobný termín vydání této normy je rok 2014. Vzhledem k tomu, že návrhové postupy obsažené v současné pracovní verzi této normy jsou ve velké míře totožné s ETAG 001 Annex C a EOTA TR 029, bude moci uživatel nyní platných standardů v budoucnosti snadno přejít k užívání této nové evropské normy.

Design of Concrete Anchors in Accordance with European Standards Created in PROFIS Anchor Software
Anchors embedded in openings drilled into concrete is currently a popular technique used in building industry. Advantages and types of these anchors are well-known facts. For the selection of type and size of the anchor, informative tables that can be found in catalogues or brochures are used. This fact often causes that anchors with
insufficient load capacity are chosen. When using the PROFIS Anchor software, the anchor design can be always safe and in accordance with European legislation.

Autor

• Ing. Jonáš Jan