Nelineární analýza v RF-/CONCRETE

Odborný článek

Tento text byl přeložen Google překladačem

Zobrazit původní text

Při posouzení železobetonových konstrukcí podle EN 1992-1-1 [1] lze u mezních stavů únosnosti a použitelnosti [1] použít nelineární metody stanovení vnitřních sil. Vnitřní síly a deformace se počítají při zohlednění nelineárního chování vnitřních sil a deformací. Výpočet napětí a deformací ve stavu s trhlinami zpravidla vede k průhybům, které jsou značně vyšší než lineárně stanovené hodnoty.

V našem předchozím příspěvku jsou popsány obecné metody výpočtu a modelování průvlaků, žeber a desek ve stavu s trhlinami. Následující popis popisuje posouzení spojitého železobetonového nosníku. Výpočet lze provést s moduly CONCRETE a RF-CONCRETE Members v kombinaci s licencemi pro EC2 a RF-CONCRETE NL.

Konstrukce a zatížení

Spojitý nosník se skládá z obdélníkového průřezu 20/35 cm s betonem třídy C30/37.

Trvalá a provozní zatížení jsou uspořádána do tří zatěžovacích stavů. Pro stanovení návrhových kombinací podle EN 1990 používá program RFEM/RSTAB automatickou kombinatoriku pro dosažení maximální nosnosti a použitelnosti (běžná návrhová situace).

Obr. 01 - Konstrukce a zatížení

Lineární výpočet výztuže v MSÚ

Nejdříve se stanoví výztuž pro mezní stav únosnosti. Výpočet se provádí s ohledem na redistribuci momentů a zaokrouhlení vnitřních sil kombinace výsledků RC1. Dále je třeba zadat následující parametry výztuže:

  • Průměr výztuže 16 mm
  • Změna velikosti výztuže pro tři oblasti
  • Krytí betonu 30 mm
  • Minimální výztuž 2 Ø 12 pro horní a dolní vrstvu
  • Konstrukční výztuž pro maximální vzdálenost výztuže 15 cm s Ø 12

Na základě těchto zadání program stanoví návrh výztuže podle lineárně-elastického přístupu. V dialogu 3.1 lze zkontrolovat výztuž, která je základem pro nelineární výpočet.

Obr. 02 - Dialog v modulu CONCRETE „3.1 Navržená podélná výztuž“

Nelineární výpočet šířek a deformací trhlin v SLS

Nelineární výpočet mezního stavu použitelnosti se provádí u kombinací zatížení KZ6 až KZ8 (kombinace výsledků neumožňují jednoznačné vztahy mezi napětím a přetvořením). Do nelineární analýzy by měly být zahrnuty účinky tahového zpevnění. K tomu je zvolen přístup se změněnou charakteristikou oceli podle [2] .

Obr. 03 - Dialog v modulu CONCRETE „Základní údaje“ pro mezní stav použitelnosti s detailním nastavením nelineárního výpočtu podle [2]

Kromě toho se zohledňují účinky dotvarování a smršťování. Specifikace se nacházejí v dialogu 1.3.

Obr. 04 - Dialog v modulu CONCRETE „1.3 Průřezy“ s nastavením pro dotvarování a smršťování

Výsledky

Provede se fyzikálně-geometrický nelineární výpočet. Průběh stavu přetvoření se provádí v rovině průřezu. Počínaje rozdělením vnitřních sil v iteračním cyklu se vždy počítají nové a současné stavy přetvoření. Konvergence je dosažena při dosažení rovnovážného stavu.

Podle očekávání se v poli 1 vyskytují maximální deformace pro zatížení KZ6 (ZS1 + 0,5 ∙ ZS2). Šířky trhlin jsou malé.

Obr. 05 - Dialog „6.2.3 Mezní stav použitelnosti pro nelineární výpočet po prutech“

Deformace z nelineárního výpočtu s ohledem na účinek dotvarování je výrazně větší než deformace u čistě lineárního výpočtu pružnosti bez vlivu dotvarování. To lze jasně vidět při srovnání deformací.

Obr. 06 - Srovnání deformací

Z diagramu tuhosti je zřejmé, že velká část panelu 1 je trhnuta.

Obr. 07 - Distribuce tuhosti límce ∙ E

Shrnutí

V porovnání s lineárně-elastickým výpočtem železobetonových dílců poskytuje nelineární analýza tuhostí a deformací hodnoty deformací, které mohou být při zohlednění tvorby trhlin výrazně vyšší. Tento efekt lze zohlednit nelineárními metodami posouzení z železobetonových modulů Dlubal. Je možné zohlednit také vliv dotvarování a smrštění.

Literatura

[1]  Eurokód 2: Posouzení železobetonových a předpjatých betonových konstrukcí - Část 1-1: Obecná pravidla a pravidla pro budovy; EN 1992-1-1: 2004 + AC: 2010
[2]  DAfStb: DAfStb Z. 525 - Vysvětlení DIN 1045: 1. Berlín: Beuth, 2003
[3]  Manuál CONCRETE. Praha: Dlubal Software, srpen 2017. Stáhnout

Klíčová slova

Nelineární metoda Prasklý stav Stav II Šířka trhlin tvorba trhlin Použitelnost tahové zpevnění Dotvarování Smrštění Stav poměr. přetvoření tuhost

Ke stažení

Odkazy

Kontakt

Kontakt

Máte dotazy nebo potřebujete poradit?
Kontaktujte prosím kdykoli naši bezplatnou technickou podporu e-mailem, na chatu nebo na fóru anebo se podívejte do sekce často kladených dotazů (FAQ).

+420 227 203 203

info@dlubal.cz

RFEM Hlavní program
RFEM 5.xx

Hlavní program

Program RFEM pro statické výpočty metodou konečných prvků umožňuje rychlé a snadné modelování konstrukcí, které se skládají z prutů, desek, stěn, skořepin a těles. Pro následná posouzení jsou k dispozici přídavné moduly, které zohledňují specifické vlastnosti materiálů a podmínky uvedené v normách.

Cena za první licenci
3 540,00 USD
RSTAB Hlavní program
RSTAB 8.xx

Hlavní program

Program pro statický výpočet a navrhování prutových a příhradových konstrukcí, provedení lineárních a nelineárních výpočtů vnitřních sil, deformací a podporových reakcí.

Cena za první licenci
2 550,00 USD
RFEM Železobetonové konstrukce
RF-CONCRETE 5.xx

Přídavný modul

Posouzení železobetonových prutů a ploch (desky, stěny, skořepiny)

Cena za první licenci
810,00 USD
RSTAB Železobetonové konstrukce
CONCRETE 8.xx

Přídavný modul

Lineární a nelineární posouzení železobetonových prutů s návrhem výztuže

Cena za první licenci
810,00 USD
RFEM Železobetonové konstrukce
RF-CONCRETE NL 5.xx

Přídavný modul

Fyzikálně a geometricky nelineární výpočet železobetonu pro plošné a prutové prvky

Cena za první licenci
1 300,00 USD
RFEM Železobetonové konstrukce
EC2 for RFEM 5.xx

Rozšíření modulů pro RFEM

Rozšíření betonových modulů o posouzení železobetonu podle EC 2

Cena za první licenci
360,00 USD