Nové poznatky v oblasti Eurokódů pro zásady navrhování a zatížení staveb

1. Úvod

Revize jednotlivých částí Eurokódů EN 1990 pro zásady navrhování a EN 1991 pro zatížení konstrukcí je ěř dokončena. Technické subkomise CEN/TC250/SC10 a SC1 zodpovědné za jejich tvorbu obdržely připomínky členských zemí k Eurokódům předložených k národnímu hlasování ve stádiu jejich přezkoumávání (ENQ), které pak byly následně zapracovány v pracovních skupinách těchto subkomisí a postoupeny po schválení v technické komisi CEN/TC250 k formálnímu hlasování (stádium FV) členským zemím CEN. Připomínek edičního i technického charakteru ve stádiu ENQ je obvykle velmi mnoho, jak je také zřejmé z mnoha připomínek, které byly nedávno zaslány k první změně EN 1990, A1. Některé země se teprve nyní aktivně zapojují do připomínkování již ěř dokončených Eurokódů, což však znesnadňuje průběh jejich dalšího schvalování. Dokončují se nebo aktualizují také podkladní dokumenty, které by měly podrobněji vysvětlit, proč došlo k úpravě některý postupů navrhování nebo numerických hodnot s ohledem na současně platné Eurokódy.

V následujícím textu jsou uvedeny aktuální informace o stavu dokončování revize zásad navrhování a zatížení. Po formální stránce došlo k úpravě úvodních kapitol a také obrázků a vztahů, aby byly v souladu s dokumentem N 1250, ve kterém jsou uvedeny požadavky na tvorbu Eurokódů po technické i ediční stránce. Byly také provedeny úpravy názvů některých Eurokódů.

2. Zásady navrhování nových a ověřování existujících konstrukcí

EN 1990-1 Zásady navrhování nových konstrukcí

V současnosti je již k dispozici definitivní text EN 1990-1 pro zásady navrhování nových konstrukcí, který obsahuje základní kapitoly normy s obecnými zásadami navrhování, normativní přílohy A.1 pro budovy a A.2 pro mosty s doporučenými hodnotami dílčích součinitelů a dalších součinitelů spolehlivosti a přílohy B až H.

Počátkem července 2024 byly uveřejněny výsledky národního přezkoumání ve stádiu ENQ pro EN 1990-1, A1, jehož součástí jsou kromě drobných dílčích úprav již vydaného textu EN 1990-1 nové normativní přílohy pro zásady navrhování obsahující A.3 pro stožáry, věže a komíny, A.4 pro zásobníky a nádrže, A.5 pro jeřáby a A.6 pro zatížení vlnami a mořskými proudy. K těmto přílohám bylo zasláno množství národních připomínek technického i edičního charakteru, které se nyní zapracovávají v rámci pracovních skupin WG při subkomisi SC10 a také v adhoc skupinách expertů sestavených při CEN/TC250. Konečný návrh EN 1990-1, A1 se plánuje předložit k formálnímu hlasování po schválení v technické komisi CEN/TC250 v polovině února 2025.

Připravuje se také nová informativní příloha formálně nazvaná „X“, která se zabývá zásadami nelineárních metod pro navrhování konstrukcí. Tato příloha se řeší také ve spolupráci s experty na materiálově zaměřené Eurokódy, probíhají četné konzultace v jednotlivých subkomisích CEN/TC250/SC. K příloze X je zatím mnoho národních výhrad, mezi které patří rozsah její platnosti, zatím nedostatečně vysvětlené aplikace metod uvedených v příloze, nekonzistence definic s těmi, které byly již uvedeny v dalších Eurokódech a také způsob uplatnění dynamických modelů již obsažených v některých částech Eurokódů. Některé země požadují, aby některé části této přílohy byly převedeny do hlavního normativního textu EN 1990-1 (zřejmě jako další změna EN 1990/A2).

EN 1990-2 Zásady ověřování existujících konstrukcí

Eurokód EN 1990-2 pro zásady ověřování existujících konstrukcí prošel národním schvalováním ve stádiu ENQ, kdy bylo členskými zeměmi zasláno velké množství připomínek (záporně k návrhu hlasovaly Finsko a Francie). V současnosti se připravuje nový návrh EN 1990-2, připomínky jednotlivých zemí jsou projednávány, záměrem je, aby se ještě dokument upravil tak, aby mohl být nakonec schválen všemi státy ve stádiu FV. Důležité je také ověření souladu pokynů v EN 1990-2 s pokyny pro existující konstrukce v materiálově zaměřených Eurokódech.

3. Zatížení konstrukcí

EN 1991-1-1 Zatížení vlastní tíhou, stálá a užitná zatížení

EN 1991-1-1 uvádí revidované pokyny pro stanovení vlastní tíhy, stálých a užitných zatížení. Kategorizace užitných ploch byla zachována obdobně jako v současně platné generaci Eurokódů. Kategorie ploch A (rezidenční plochy) a B (administrativní plochy) byly rozčleněny do dvou subkategorií podle způsobu jejich používání. Například pro rezidenční plochy jsou uvedeny subkategorie A.1 pro obytné místnosti a chodby a A.2 pro ložnice, koupelny, pokoje v nemocnicích a v hotelech.

Pro jednotlivé kategorie užitných ploch se nyní uvádí pouze jedna doporučená charakteristická hodnota užitných zatížení, kdy převážně byla vybrána doporučená, podtržená hodnota ze stávajícího intervalu hodnot dle současně platného ČSN EN 1991-1-1. Byla doplněna kategorie S užitných zatížení pro schodiště se subkategoriemi, kde pro kategorii S1 se doporučují stejné charakteristické hodnoty užitných zatížení, jako jsou v kategoriích A a B, pro kategorii S2 na schodištích a podestách tribun bez pevných sedadel je uvedena hodnota 7,5 kN/m2. Pro lodžie, terasy a balkóny se uvádí 4 kN/m2. Byla upravena doporučení pro užitná zatížení od přemístitelných příček dle jejich vlastní tíhy.

Pokud působí užitné zatížení z více pater nebo z větší plochy, umožňuje se nyní použít současně pro užitná zatížení redukční součinitele αn a αA, a to s omezením na maximálně 50% redukce užitného zatížení. Pro oba redukční součinitele platí přídavná omezení dle kategorie užitných zatížení. Jsou zde také doporučeny velikosti spolupůsobících ploch pro uvažovaný nosný prvek. Kombinační součinitel ψ lze nově kombinovat se součinitelem αn. Tyto pokyny pro kombinační a redukční součinitele budou upřesněny v národní příloze.

Zatížení sněhem

V Eurokódu EN 1991-1-3 jsou pro zatížení sněhem upraveny některé výpočetní modely, podkladem byla nedávno revidovaná ISO 4355 a také výsledky nových výzkumů. Součinitel expozice Ce byl nově zaveden do výpočetního vztahu pro tvarové součinitele a byl upřesněn součinitel tepla Ct. Pro rozsáhlé ploché střechy byl uvážen vliv velikosti střechy. Pro střechy vícelodních budov se uvádí nový vztah pro zatížení nenavátým a navátým sněhem a pro válcové střechy nový vztah pro uspořádání navátým sněhem.

Pro střechy přilehlé nebo v blízkosti vyšších staveb byl upraven součinitel μW pro uvážení působení větru na návěje. Doporučil se postup pro zohlednění vlivu deště na zasněžené ploché střeše.

Jsou zde také zcela nově uvedena doporučení pro uvážení přídavných návějí na střechách s nainstalovanými fotovoltaickými nebo solárními panely. Pokyny pro uvážení sněhových návějí v oblasti těchto panelů byly také nedávno vydány jako nová Změna 7 ČSN EN 1991-1-3.

EN 1991-1-3 byla již předložena k formálnímu hlasování (FV) členským zemím, její schválení se očekává na podzim 2024, stejně jako u dalších Eurokódů pro klimatická zatížení z EN 1991.

Zatížení větrem

V porovnání se současně platným ČSN EN 1991-1-4 obsahuje revidovaný dokument EN 1991-1-4 celou řadu změn. Obsah základních kapitol je omezen, mnoho pokynů bylo přesunuto do 13 příloh, z nichž některé jsou zcela nové. Při revizi dokumentu bylo požadováno připravit evropskou mapu rychlostí větru, zpřesnit modely pro zatížení větrem, revidovat součinitele sil a součinitele tlaku, ověřit postup pro dynamickou odpověď konstrukce na zatížení větrem a také připravit uživatelsky srozumitelnější dokument. Nový dokument EN 1991-1-4 je značně rozsáhlý, má asi 300 stran.

Rozsah použití EN 1991-1-4 pro stanovení zatížení větrem je nově rozšířen pro pozemní a inženýrské stavby s výškou do 300 m. Norma uvádí pokyny pro stanovení rychlosti větru a zahrnuje návrhové situace pro synoptické bouře. Nesynoptické větry zůstávají mimo rozsah normy, např. silné bouře, downburst, tornáda. Je třeba poznamenat, že před 30 lety, kdy byla připravována 1. generace Eurokódů, v Evropě převládaly synoptické bouře generované ze severní části Atlantického oceánu. Novou změnu v charakteru bouří lze přičíst na vrub klimatickým změnám.

Charakteristická hodnota zatížení větrem je založena stejně jako u dalších klimatických zatíženích na střední době návratu 50 let, což je stejné jako v současně platném Eurokódu. Postupy stanovení zatížení větrem jsou podle typu a výšky konstrukce uvedeny v kapitole 5. Účinky větru na běžné typy konstrukcí se stanoví na základě maximálního dynamického tlaku větru v kapitole 6, s uvážením příslušné klimatické oblasti, drsnosti terénu, orografie a referenční výšky konstrukce (podrobněji uvedeno v příloze B) a s použitím součinitelů vnějšího a vnitřního tlaku dle přílohy C pro budovy a jiné konstrukce (např. pro chladící věže, válcové střechy, zásobníky a nádrže) včetně nepravidelných tvarů konstrukcí a jejich střech.

Přibližné stanovení hodnoty součinitele konstrukce v grafické podobě je uvedeno v kapitole 8. Podrobnější postupy stanovení dynamické odezvy různých typů konstrukcí na zatížení větrem (budovy, mosty, stožáry, věže a další inženýrské konstrukce) jsou uvedeny v příloze F, kde jsou nyní podrobněji zpracovány než v současně platné ČSN EN 1991-1-4.

Příloha A s přehledem hodnot výchozího základního větru v jednotlivých členských zemích byla nakonec z normy vynechána, předpokládá se, že si každá země připraví aktualizované národní mapy větrných oblastí. Zatím nebyly nalezeny finanční prostředky pro tvorbu celoevropských klimatických map, ve kterých by byly odstraněny v současnosti existující nekonzistence národních map na hranicích jednotlivých zemí.

Provedla se také revize a harmonizace součinitelů vnitřních a vnějších tlaků větru, které jsou obsahem tří kapitol C až E, došlo zde ěř k 60 % nárůstu počtu stran těchto příloh. V příloze C jsou uvedeny součinitele tlaků větru pro pravidelné a také nepravidelné tvary budov (např. budova složená z více pravidelných částí nebo půdorysně pravidelná, avšak s dílčími částmi o různých výškách), pro válcové konstrukce a pro vnitřní tlaky v budovách. V příloze D jsou uvedeny součinitele výsledného tlaku pro stěny, balkóny, římsy, ploty a střechy. Příloha E obsahuje součinitele síly pro konstrukce a konstrukční prvky včetně příhradových konstrukcí, věží, stožárů, komínů, ocelových lan, lešení a hlavních nosných konstrukcí mostu. V normě jsou kromě součinitelů vnějších tlaků s ohledem na velikost plochy nově uvedeny globální součinitele vnějšího tlaku, které slouží např. pro hodnocení zatížení stavby na základy a pro vnitřní ztužující sysy konstrukce. Lze je použít pro případy, kdy povrchová plocha konstrukce je výrazně větší než 10 m2.

Postupy pro stanovení příčné dynamické a aeroelastické odezvy pro citlivé budovy jsou uvedeny v Příloze G, pro štíhlé konstrukce v příloze H (doplňují tak pokyny kapitoly 10). Dynamické charakteristiky konstrukcí (vlastní frekvence, modální tvary, ekvivalentní hmotnosti, logaritmický útlum), které mají lineárně elastické chování, jsou uvedeny v příloze I. Do přílohy J byly převedeny a upraveny požadavky na odezvu ocelových stožárů a věží na zatížení větrem, které jsou nyní obsaženy v ČSN EN 1993-3-1. Tyto konstrukce mohou být citlivé na zatížení námrazou v kombinaci s větrem, proto jsou zde uvedeny hodnoty součinitelů sil pro námrazy a ledovku. Příloha L uvádí postupy stanovení rychlostí větru na základě měření z meteorologických stanic. Kapitola K uvádí postupy modelování zatížení větrem na konstrukce ve větrném tunelu, což umožňuje zpřesnit parametry pro specifické konstrukce nebo pro podmínky konstrukce v konkrétním projektu. Simulace zatížení konstrukce větrem na vytvořeném modelu konstrukce byla již také zavedena do některých komerčních softwarů. Příloha M uvádí pokyny pro pravděpodobnostní modelování zatížení větrem na konstrukce.

Doporučení pro uvážení účinků klimatických změn a jejich vliv na predikci charakteristických hodnot zatížení větrem jsou zatím koncipovány v EN 1991-1-4 obecně, neb provedení predikcí u zatížení větrem ovlivňuje mnoho faktorů a jsou zde značné nejistoty týkající se budoucího vývoje zatížení větrem (mohou být upřesněny v národní příloze). V současnosti se v pracovní skupině SC1/WG1 připravuje podkladní dokument k EN 1991-1-4.

Zatížení teplotou

V EN 1991-1-5 byly provedeny úpravy pokynů pro zatížení budov teplotou a byly sloučeny a zpřesněny tabulky pro rozsahy teplot. U mostů došlo k dílčím aktualizacím a zjednodušením, byl vynechán diagram pro převod teploty vzduchu ve stínu na rovnoměrnou složku teploty a jsou zde uvedeny pouze výpočetní vztahy.

Pro svislou rozdílovou složku teploty mostu je možné použít lineární nebo nelineární průběh teplot, který může být zvolen v národní příloze.

Výchozí teplota konstrukce T0, která byla doporučena podle současně platné normy hodnotou 10 °C (pokud nebyla tato teplota přesněji stanovena měřením), byla doplněna o odchylku ΔT0, kterou se vyjadřují nejistoty při stanovení výchozí teploty.

V EN 1991-1-5 se také uvádí doporučení pro přípravu národních map minimálních a maximálních izoterm, s jejich předpokládanými pravidelnými aktualizacemi v intervalech asi po 15 až 20 letech. Postup aktualizace charakteristických hodnot teplot vzduchu ve stínu a také nový aditivní spolehlivostní prvek pro klimatické změny u teplot lze doporučit v národní příloze.

Pro spřažené ocelobetonové mosty se na základě výsledků dlouhodobého monitorování teplot prováděných na několika evropských mostech doporučil nový model průběhu teplot po výšce průřezu.

Na obr. 1 je uveden příklad dlouhodobého monitorování teplot u španělského železničního mostu. Na obr. 2 je ilustrován nový model pro svislé nelineární rozdíly teplot u ocelobetonových mostů v porovnání se v současnosti platným modelem v ČSN EN 1991-1-5.

Obr. 1 Pohled na monitorovaný železniční ocelobetonový most „Arroyo las Piedras“ a jeho příčný řez

Obr. 2 Nový nerovnoměrný teplotní průběh po výšce průřezu pro ocelobetonové mosty (vlevo) pro oteplení, ΔT1 = 18 °C, a pro ochlazení, ΔT1 = −10 °C pro ocelovou část konstrukce, místo v současnosti platných modelů (vpravo), kde ΔT1 = 10 °C a ΔT1 = −10 °C pro betonovou část konstrukce

V EN 1991-1-5 pro zatížení teplotou se nově uvažuje kromě hodnoty výchozí teploty T0, při které dochází k omezení konstrukce mostu, s nejistotami při stanovení příslušné hodnoty výchozí teploty. Pokud nejsou k dispozici podrobnější data specifická pro oblast stavby, pak lze hodnotu výchozí teploty uvážit jako průměr z minimální/maximální teploty vzduchu ve stínu (Tmin a Tmax), tedy pokud nebude v národní příloze vybrána vhodnější hodnota nebo postup. Horní a dolní hodnotu výchozí teploty vlivem protažení/zkrácení lze zapsat vztahy

T0,sup = T0 + ΔT0 a T0,inf = T0 − ΔT0

(1)

a pro charakteristickou hodnotu maximálního protažení a zkrácení (obr. 3) platí

ΔTN,exp = TN,max − T0,inf a ΔTN,con = T0,sup − TN,min

(2)

Obr. 3 Charakteristická hodnota maximálního protažení (ΔTN,exp) a zkrácení (ΔTN,con)

Pro navrhování ložisek je potřebné vzít v úvahu další nejistoty včetně těch geometrických, které se pak uvažují prostřednictvím hodnoty ΔTequiv a s použitím dílčího součinitele, jak uvádí EN 1990, A.2.

V EN 1991-1-5 se také upozorňuje, že je potřebné uvážit teplotní vlivy na mostovku během pokládky relevantních ploch horkého asfaltu na vozovce. Předpokládá se, že konkrétní doporučení budou uvedena v národní příloze nebo specifikována pro konkrétní projekt.

V EN 1991-1-5 a také v dalších částech EN 1991 zaměřených na klimatická zatížení jsou uvedeny návody, jak uvažovat účinky klimatických změn. Účinky klimatických změn pro zatížení teplotou se doporučují uvažovat na základě koeficientu teplotních změn ∆Tcc který bude použit pro úpravu teplot ve stínu. Hodnoty ∆Tcc mohou být doporučeny v národní příloze.

Zatížení během provádění

EN 1991-1-6 uvádí postupy a doporučení, jak stanovit zatížení a jejich kombinace během jednotlivých etap provádění stavby. Norma se podrobněji zabývá staveništními zatíženími, která jsou specifická pro různá stádia provádění. Staveništní zatížení jsou klasifikována do šesti tříd Qca až Qcf, pro které jsou doporučeny hodnoty užitných zatížení. Nově se zde uvádí třída Qcf, která například zohledňuje účinky dočasných podpor, dočasné závěsy konstrukce, zatížení od dočasného předpětí, zatížení během provádění betonáže, hydratační teplo, zatížení během manipulace.

Charakteristická hodnota klimatických zatížení se stanovuje obdobně jako v ČSN EN 1991-1-6, jsou zde nyní upraveny doby trvání etap provádění (do 5 dnů, nad 5 dnů až do roka a přes jeden rok). V případě potřeby je nezbytné zahrnout vlivy ročních období.

Zásady navrhování pro dočasné návrhové situace, kombinace zatížení, dílčí součinitele a součinitele kombinace pro staveništní zatížení u budov byly převedeny do EN 1990, přílohy A.1.

Mimořádná zatížení

EN 1991-1-7 uvádí zásady navrhování konstrukcí s ohledem na předem určená mimořádná zatížení. Pokyny pro uvážení předem neidentifikovaných mimořádných zatížení jsou uvedeny v EN 1990, příloze E zabývající se zásadami robustnosti konstrukcí. V EN 1991-1-7 jsou uvedeny pokyny pro mimořádná zatíženími konstrukcí od nárazů silničních a železničních vozidel, vrtulníků, vysokozdvižných vozíků a plavidel. Jsou zde také uvedeny zásady navrhování konstrukcí na výbuchy plynu nebo prachu ve vnitřních prostorech (mimo rozsah jsou účinky detonace od výbušnin).

Hodnoty ekvivalentních statických nárazových sil zůstaly nezměněny pro jednotlivé kategorie silniční a železniční dopravy (byly zpřesněny rozsahy nárazů pro námořní plavidla). Pokyny pro nárazové síly na svodidla a konstrukce v parkovacích garážích byly přesunuty do EN 1991-1-7 z EN 1991-1-1, Přílohy B.

Kategorizace konstrukcí do tříd následků CC1 až CC3 s ohledem na vnitřní exploze v budovách byla převedena z přílohy A do hlavního, normativního textu normy. Postupy ověřování konstrukce kategorizované do příslušné třídy následků jsou lépe vysvětleny. Ve třídě CC3 se uvádí možnost kromě použití analýzy rizik aplikovat např. dynamickou analýzu, nelineární metody a uvážit interakci mezi zatíženími a konstrukcí. V informativní příloze A byla ponechána doporučení pro zajištění robustnosti konstrukce včetně teoretických hodnot zatížení pro klíčové nosné prvky, které mohou být v národní příloze upraveny (do této informativní přílohy bylo výjimečně dovoleno uvést národně volitelné parametry NDP). V příloze B byla provedena dílčí úprava postupů hodnocení rizik a opatření pro jejich zmírnění.

Pokyny pro dynamické analýzy uvedené v příloze C byly upraveny a zjednodušeny. Požadavky na zatížení na svodidla jsou uvedeny v souboru ČSN EN 1317.

V EN 1991-1-7 je nyní také nová příloha E s ekvivalentními silami zatížení od účinků nehodových trosek a úlomků pro budovy třídy A v blízkosti železničních tratí.

Zatížení jeřáby

V EN 1991-3 byla zjednodušena klasifikace zatížení, upřesněny některé kombinace zatížení a doplněny pokyny pro namáhání konstrukcí na únavu od účinků jeřábů (upravena klasifikace zatížení). K dispozici je také nový podkladní dokument. EN 1991-3 poskytuje pokyny pro jednotlivé typy zatížení od jeřábů, které jsou potřebné uvažovat, a také doporučené hodnoty dynamických součinitelů. V tabelizované podobě jsou uvedena zatížení pro ověření návrhových situací pro mezní stavy únosnosti a použitelnosti. Zásady navrhování pro podpěrné konstrukce jeřábů a hodnoty dílčích součinitelů byly převedeny do EN 1990.

Klasifikaci podpěrných konstrukcí jeřábů uvádí příloha A. Pokyny pro zjednodušený výpočet zatížení od mostových jeřábů obsahuje příloha B a také postup stanovení vodorovných sil od konzolových pojízdných jeřábů. Návody pro konzolové jeřáby jsou uvedeny v příloze C. Příloha D s „obecným“ přístupem, jak postupovat pro navrhování konstrukcí pro různé typy jeřábů, která byla připravená v rámci CEN/TC 250 adhoc skupiny, byla nakonec vynechána a je uvedena v podkladním dokumentu k EN 1991-3.

Zatížení zásobníků a nádrží

EN 1991-4 pro zatížení zásobníků a nádrží je již ěř dokončen, snahou bylo dořešit některé nekonzistence této normy se zásadami navrhování uvedenými v EN 1990, A.4 pro zásady navrhování zásobníků a nádrží. Souvislost kategorizace zásobníků podle následků poruchy (třídy CC – Consequence Class) a tříd zatížení AAC (Action Assessment Class) je vysvětlena na základě rizikové matice.

Velmi důležitým hlediskem při navrhování zásobníků a nádrží je geometrie a velikost zásobníků dle tříd AAC, kde hlavně návrhu velkoobjemových zásobníků je třeba věnovat značnou pozornost, zejména v nejvyšší třídě zatížení AAC3. Dominantní problémem je obvykle vyprazdňování zásobníků. I když se podařilo provést některá zjednodušení a přesunout části zásad navrhování do nové přílohy A.4 v EN 1990, přesto zůstává text EN 1991-4 na některých místech zbytečně obsáhlý a nepříliš uživatelsky přehledný, s mnoha empirickými vztahy.

Mimo rozsah normy nadále zůstaly zásobníky pro siláže nebo senáže, pro které u nás platí ČSN 73 5570.

Zatížení námrazou a ledovkou

EN 1991-1-9 vychází z ISO 12494, je podstatně zjednodušen a lépe aplikovatelný. Pro stanovení charakteristických hodnot zatížení námrazou jsou uvedeny výpočetní vztahy, zatímco množství tabulek nyní obsažených v národně zavedené ČSN ISO 12494 bylo z normy vynecháno. Součinitele pro stanovení zatížení větrem na konstrukce pokryté námrazou byly převedeny z ISO 12494 do EN 1991-1-4. Zásady navrhování a kombinace zatížení na různé typy konstrukcí, tedy zejména pro ocelové věže a stožáry, u kterých je třeba uvažovat s námrazou, jsou nyní uvedeny v Příloze A.3, EN 1990.

EN 1991-1-9 obsahuje informativní přílohy, ve kterých jsou uvedeny doplňující pokyny o vlivu námrazy na konstrukce, na možný nárůst námrazy s ohledem na výšku konstrukce a také o nebezpečí pádu námrazy z konstrukce a o předpokládaných ochranných pásmech pro zabránění případného zranění osob.

Zatížení vlnami a proudy na pobřežní konstrukce

EN 1991-1-8 se zabývá zatížením vlnami a proudy na přímořské konstrukce, na konstrukce vlnolamů, podmořská potrubí a na trvale zakotvené plovoucí konstrukce. Nový Eurokód vznikl transformací ISO 21650, byl však významně upraven, aby bylo možné používat zásady navrhování a zatížení na základě metody dílčích součinitelů, případně také s použitím pravděpodobnostních metod. Dokument je obsáhlý, má asi 200 stran textu (13 kapitol a 8 informativních příloh). Zásady navrhování konstrukcí na mořské vlny a proudy jsou pak obsaženy v EN 1990, Příloze A.6. Dvě země zatím k návrhu normy hlasovaly záporně ve stádiu ENQ jejího prověřování (Dánsko a UK). V současnosti se do dokumentu zapracovávají připomínky zaslané 8 státy CEN.

Technická zpráva CEN/TC250 o interakci klimatických zatížení

Technická zpráva CEN/TC250/SC1 se zabývá interakcí klimatických zatížení. Pravděpodobnostní metody byly použity pro analýzy spolupůsobení různých klimatických zatížení. Technická zpráva uvádí hlavní fyzikální charakteristiky klimatických zatížení a způsoby jejich modelování. Zavádí se zde klimatický zatěžovací řetězec s jednotlivými klimatickými zatíženími a vlivy, součinitele expozice, součinitele interakce a dynamické součinitele. Pro jednotlivé klimatické zóny v Evropě jsou analyzována klimatická zatížení.

Zpráva se též zabývá klimatickými změnami a jejich dopadem na navrhování konstrukcí. Očekává se nárůst střední hodnoty klimatického zatížení, zvětšení variačního koeficientu a změny v distribučních funkcích. U větru se očekává změna v podílu různých typů mechanismů vyvolávajících větrné bouře.

Technická zpráva JRC o robustnosti konstrukcí

Pokyny pro dosažení požadované robustnosti konstrukcí budov a mostů jsou nyní podrobněji uvedeny v nové informativní příloze E v EN 1990, zásady lze použít i pro další typy konstrukcí. Záměrem pokynů pro robustnost konstrukcí je prevence vzniku nepřiměřených následků způsobených nebezpečnými vlivy, jako je náhlý kolaps nosného prvku nebo části konstrukce, a také návrh dodatečné odolnosti konstrukci tak, aby se snížila pravděpodobnost výskytu nebo dopadu takové mimořádné události na stavbu. Upozorňuje se zde, že teoretické postupy pro zvýšení robustnosti konstrukce uvedené v příloze E nejsou obvykle založeny na požadované úrovni spolehlivosti tak, jako při návrhu nosného prvku na identifikovaná, předem předpokládaná mimořádná zatížení, která se mohou vyskytnout během životnosti stavby. Proto zde může být potřebné uvážit podmíněné spolehlivosti a provést podrobnější analýzu při návrhu konstrukce na přiměřenou robustnost.

Dva vybrané příklady hrubých chyb vedoucí ke zřícení stožáru během jeho technologicky nesprávné demontáže a nedostatky při přípravě nové plánované výstavby nové čističky odpadních vod vedle již existující čističky jsou ilustrovány na obr. 4, kde v jeho levé části po technologicky chybné, nesymetricky vedené demontáži elektrického vedení došlo k náhlému kolapsu ocelového stožáru (navíc se ztrátami na lidských životech), na pravé části obrázku po nesymetrickém odstranění větší části zemního obsypu nádrže došlo k náhlému vylomení asi třetiny její válcové stěny a k jejímu pádu směrem k nové stavební jámě nedaleko paty existující nádrže. Na nesymetrické zatížení zeminou nebyla nádrž ověřena, navíc její výztuž byla chybně navržena a také zrealizována, zde však naštěstí nebyla zahájena ranní směna na staveništi.

Obr. 4 Hrubé chyby mohou vést k havárii stavby – vlevo kolaps stožáru vysokého napětí při nesprávném postupu demontáže elektrického vedení, vpravo kolaps části nádrže ČOV po nesymetrickém odstranění části zeminy

Technická zpráva JRC se podrobně zabývá způsoby dosažení robustnosti konstrukcí a uvádí teoretické postupy ověření míry jejich robustnosti, které se zde také opírají o pravděpodobnostní metody a metody hodnocení rizik, kde podkladem byla ISO 2394 pro zásady navrhování konstrukcí (v sysu ČSN zavedena v anglickém znění). Nyní se připravuje konverze zprávy JRC do technické zprávy subkomise CEN/TC250/SC10 a po jejím odsouhlasení se plánuje příprava nového Eurokódu pro navrhování nebo ověřování konstrukcí na jejich přiměřenou robustnost.

Závěrečné poznámky

Eurokódy řad EN 1990 a EN 1991 byly doplněny o některé dosud chybějící pokyny, jsou lépe vysvětleny a došlo zde k řadě dílčích úprav a zjednodušení. Konečnými edičními nebo technickými úpravami dosud prochází většina norem. Požadované snížení počtu národně stanovených parametrů se podařilo dosáhnout jen u některých Eurokódů. Přibyly nové doplňující postupy, které dosud chyběly nebo byly dosti obecné, a to včetně některých nových zatížení, namáhání konstrukcí na únavu a upřesnění způsobů použití nelineárních metod.

Předpokládá se, že v rozmezí následujících asi dvou let bude potřebné začít připravovat nové národní přílohy, doporučit hodnoty některých národně stanovených parametrů a uvážit potřebu kalibrace některých dílčích součinitelů a dalších prvků spolehlivosti pro zatížení a jejich kombinace. Důležité bude také připravit nové klimatické mapy pro zatížení sněhem, větrem, teplotou a námrazou na základě statistického zpracování dat z posledních dvou desetiletí.

JRC ve spolupráci s experty členských zemí podporuje tvorbu výzkumných zpráv a podkladních dokumentů, což přispívá k usnadňování zavádění nové generace Eurokódů v členských zemích. Do některých jejích činností jsou také zapojeni naši experti. Na webových stránkách JRC je uvedeno mnoho informací a nová série videí o nové generaci Eurokódů a plánované evropské nebo mezinárodní workshopy, které jsou například zaměřeny na klimatické změny a jejich dopady na stavby. JRC podporuje nový prenormativní výzkum ve stavebnictví.

Příspěvek vznikl také v rámci řešení projektu 23-06222S podporovaného Grantovou agenturou ČR a byla využita vybraná data získaná při řešení projektu CK03000125 podporovaného Technologickou agenturou ČR. Poprvé byl text prezentován v rámci konference Statika 2024 v Plzni.

Bibliografie

EN 1990-1 Eurocode: Basis of structural and geotechnical design – Part 1: Design of new structures
EN 1990-2 Eurocode: Basis of structural and geotechnical design – Part 2: Assessment of existing structures
EN 1991-1-1 Eurocode 1 – Actions on structures – Part 1-1: Specific weight of materials, self-weight of construction works and imposed loads on buildings
EN 1991-1-3 Eurocode 1 – Actions on structures – Part 1-3: Snow actions
EN 1991-1-4 Eurocode 1 – Actions on structures – Part 1-4: Wind actions
EN 1991-1-5 Eurocode 1 – Actions on structures – Part 1-5: Thermal actions
EN 1991-1-6 Eurocode 1 – Actions on structures – Part 1-6: Actions during execution
EN 1991-1-7 Eurocode 1 – Actions on structures – Part 1-7: Accidental actions
EN 1991-1-8 Eurocode 1 – Actions on structures – Part 1-8: Actions from waves and currents on coastal structures
EN 1991-1-9 Eurocode 1 – Actions on structures – Part 1-9: Atmospheric icing
EN 1991-2 Eurocode 1 – Actions on structures – Part 2: Traffic loads on bridges and other civil engineering works
EN 1991-3 Eurocode 1 – Actions on structures – Part 1-3: Actions induced by cranes and machinery
EN 1991-4 Eurocode 1 – Actions on structures – Part 4: Silos and tanks
N 1250 Policy guidelines and procedures, CEN/TC250
Technical report CEN/TC250/SC1, Probabilistic basis for determination of partial safety factors and load combination factors, Interdependence of climatic actions, Background document
JRC Technical report. Guidance on the design for structural robustness, 2023