Od roku 1997 je navrhování kotvení do betonu popsáno na evropské úrovni ve směrnici ETAG 001, příloha C a také v následně zveřejněných „Technical Reports” TR029 a TR045 nebo v předběžné normě CEN/TS 1992-4, která vyšla v češtině jako ČSN P CEN/TS 1992-4.
Nová norma ČSN EN 1992-4, tedy „Eurokód 2: Navrhování betonových konstrukcí – Část 4: Navrhování kotvení do betonu“, představuje důležitý a nezbytný krok při harmonizaci norem týkajících se návrhu kotvení do betonu. V České republice tuto normu vydal v říjnu 2018 Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví s datem účinnosti od 1.11.2018 zatím v anglické verzi. Nyní se připravuje její překlad. Následující text se stručně věnuje obsahu nové normy ČSN EN 1992-4 a nejvýznamnějším změnám oproti CEN/TS 1992-4 a ETAG 001, příloha C.

Kotevní prvky

Norma ČSN EN 1992-4 se vztahuje na následující typy kotevních prvků:

• Zabetonované prvky: kotvy s hlavou (s nebo bez kotevní desky) a upevňovací lišty
• Dodatečně osazované mechanické kotvy
• Dodatečně osazované lepené kotvy a lepené rozpěrné kotvy

Oblast použití

Základním požadavkem na kotevní prvek pro použití normy ČSN EN 1992-4 je Evropské technické schválení ETA (do 06/2013) nebo Evropské technické posouzení ETA (od 07/2013) tohoto kotevního prvku, dokladující splnění požadavků Evropské směrnice pro technická schválení ETAG nebo Evropského hodnotícího dokumentu EAD. Ověření požadavků se realizuje zkouškami, které se provádějí mimo jiné v betonech s nízkou i vysokou pevností, v betonech s trhlinami a bez trhlin, a to v závislosti na zamýšleném rozsahu použití. Testují se účinky možných odchylek při montáži kotevního prvku jako jsou tolerance kotevních vrtů, úroveň čištění vrtů, umístění kotevních prvků vůči výztuži (kontakt s výztuží), vliv vlhkosti a teploty betonu na schopnost kotevního prvku přenášet zatížení. Zkoušky rovněž berou v úvahu dopad stálého a / nebo proměnného zatížení.
Návrh podle normy ČSN EN 1992-4 vychází z charakteristických únosností a roztečí kotevních prvků, které jsou uvedeny v příslušném ETA.
Návrh podle normy ČSN EN 1992-4 může být použit pro kotvení jak ve všech nově budovaných, tak i stávajících stavebních objektech, na něž se vztahuje ČSN EN 1992 (Eurokód 2, betonové konstrukce) a ČSN EN 1994 (Eurokód 4, kompozitní konstrukce). U aplikací, kde se mohou vyžadovat zvláštní podmínky, např. jaderné elektrárny, kryty nebo vojenské objekty, mohou být třeba nezbytné úpravy nebo doplňky návrhu.
Únosnost kotevních prvků může být významně ovlivněna trhlinami v betonu. Proto musí být kotevní prvky obecně kvalifikovány a schváleny pro beton s trhlinami a/nebo pro beton bez trhlin. Informace o těchto vlastnostech konkrétního kotevního prvku jsou obsaženy v příslušném ETA. Je na projektantovi – konstruktérovi, aby rozhodl, do jakého prostředí z hlediska přítomnosti trhlin, je kotevní prvek navržen. Pokud se předpokládají podmínky betonu bez trhlin, musí být v souladu s ČSN EN 1992-4 provedeno ověření, že se v oblasti navržených kotevních prvků nevyvinou žádné trhliny po celou životnost těchto kotevních prvků.

Technické změny v ČSN EN 1992-4 oproti ETAG

Hlavní technické principy návrhu kotev zůstávají. Níže je popsán výtah některých dílčích změn, které mají vliv na výsledky posouzení kotev.

Zohlednění efektu trvalého zatížení v tahu

Nově je při návrhu brán u lepených kotev ohled i na dlouhodobé zatížení, které může vyvolat pokles soudržnosti u lepené kotvy. Proto při posouzení na „kombinaci vytažení a vytržení betonového kuželu“ ČSN EN 1992-4 zavádí dodatečný koeficient ysus (není součástí ETAG). Ten snižuje soudržnost lepené kotvy, a tím i její únosnost. Daný koeficient je specifický pro daný produkt a není-li v ETA uvedena jeho hodnota, předpokládá se výchozí hodnota ysus = 0,6.

Zohlednění efektu přidané síly od vlivu působícího momentu na vytrhávané těleso betonu

Nově je do výpočtu kapacity tahového betonového kuželu vložen součinitel yM,N. Když se upevnění sestává z dvojice kotev a je vystaveno ohybovému momentu, vznikne dvojice sil, tvořená tahovou silou v kotvě a tlakovou silou pod částí kotevní desky (obrázek níže). Pokud tahová síla v kotvě přesáhne kapacitu betonového kuželu, dojde k jeho vytržení. V této situaci však může být zatížení na úrovni porušení betonového kuželu ovlivněno sousedním tlakovým blokem pod kotevní deskou. Ovlivnění závisí na velikosti ramene mezi výslednicí tahových a tlakových sil (z) ve vztahu k poloměru základny vytrhávaného betonového kuželu. Toto je zohledněno koeficientem yM,N. Koeficient se může pohybovat mezi 1,0 až 2,0.



Zohlednění efektu podepření od podlití kotevní desky

V případě kotvení do betonu bez trhlin se nově rozšiřují možnosti neuvažovat u podlité kotevní desky s ohybem dříku kotev od smykového zatížení. Je zde ovšem několik omezujících podmínek včetně max. tloušťky podlití 40 mm.

Zohlednění způsobů selhání od kombinace tahového a smykového zatížení

Při současném zatížení tahem a smykem se uvažuje s těmito kombinacemi:

• Selhání oceli od zatížení tahem a smykem
• Selhání betonu od zatížení tahem a smykem
• Selhání betonu od zatížení tahem a selhání oceli od zatížení smykem
• Selhání betonu od zatížení smykem a selhání oceli od zatížení tahem

Únosnost kotvení při současném zatížení tahem a smykem byla doposud dle ETAG, určována na základě tri-lineární interakce (obr. křivka 1).
Nově se posoudí odděleně selhání související čistě s ocelí a selhání související čistě s betonem, přičemž menší hodnota z obou interakčních křivek poskytuje návrhovou hodnotu. Tento technicky správný přístup má za následek výrazně vyšší hodnoty únosnosti (obr. křivka 2) než v původní rovnici uvedené v ETAG. 



Chcete navrhovat kotvy v souladu s nejnovějšími normami?

Používejte Hilti návrhový software Profis Engineering a budete mít návrh kotev pod kontrolou včetně detailního Protokolu.


Jan Jonáš
Vratislav Valenta