Úprava tuhosti betonu v programu RFEM podle ACI 318-14 a CSA A23.3-14

Odborný článek

Podle čl. 6.6.3.1.1 normy ACI 318-14, respektive čl. 10.14.1.2 normy CSA A23.3-14 se v programu RFEM zohledňuje redukce tuhosti u různých typů betonových prvků: stěn porušených i neporušených trhlinami, plochých desek a hřibových stropů, nosníků nebo sloupů. Násobitele se v programu přebírají přímo z tabulek 6.6.3.1.1 (a) a 10.14.1.2.

Redukce tuhosti podle ACI 318 a CSA A23.3

Podle čl. 6.6.3.1.1 a čl. 10.14.1.2 lze zohlednit při pružné analýze plochu neoslabeného průřezu Ag a moment setrvačnosti Ig a působící zatížení upravit příslušnými součiniteli. Zatížení upravená součiniteli se stanoví na základě tabulky 6.6.3.1.1 (a) americké normy ACI 318-14 [1] a tabulky v čl. 10.14.1.2 kanadské normy CSA A23.3-14 [2], kdy se zohledňuje typ prvku a příslušné podmínky. Násobiteli se redukuje moment setrvačnosti, zatímco plocha neoslabeného průřezu zůstává stejná. V některých normách pro železobetonové konstrukce se tyto součinitele uvažovaly konzervativně pro zohlednění ztráty, kterou průřez vykazuje vlivem trhlin v betonu.

Podle čl. 6.6.3.1.1 americké normy ACI 318-14 lze stanovit moment setrvačnosti a plochu neoslabeného průřezu prutů či ploch podle tabulky 6.6.3.1.1 (a) nebo 6.6.3.1.1 (b), pokud se nevyžaduje přesnější analýza. Podobně obsahuje kanadská norma CSA A23.3-14 tabulku s příslušnými násobiteli pro každý moment setrvačnosti.

Různé podmínky jako například „s trhlinami“ nebo „bez trhlin“ se týkají pouze betonových prvků typu „stěna“. Pokud se stanoví moment a smyk pro stěnu s trhlinami, uplatní se součinitel 0,70 pro moment setrvačnosti neoslabeného průřezu Ig. Jestliže dochází při dané pevnosti v ohybu k tvorbě trhlin ve stěně, stanoví se pro další analýzu moment setrvačnosti 0,35Ig.

Na rozdíl od stěn se při analýze jiných prvků jako sloupů, nosníků, plochých desek nebo hřibových stropů momenty setrvačnosti vlivem porušení nebo neporušení trhlinami nemění. Redukce je dána jediným součinitelem, který má pro následující prvky tyto hodnoty:

Sloupy: Ig = 0,70 I g
Nosníky: Ig = 0,35 I g
Ploché desky a hřibové stropy: Ig = 0,25 Ig

U všech betonových prvků včetně stěn se uvažuje součinitel 1,0 pro plochu neoslabeného průřezu Ag. Proto se celková plocha betonového průřezu nemění. V souladu s americkou normou ACI 318-14 se hodnoty momentů setrvačnosti upravují podle MacGregora a Haga (1977) [3] součinitelem pro redukci tuhosti φk = 0,875 z R6.6.4.5.2. Moment setrvačnosti tak lze určit následovně:

0,875(0,80Ig) = 0,70Ig

Použití v programu RFEM

V programu RFEM může uživatel snadno upravit ohybovou nebo osovou tuhost prutu či plochy z betonu, která se zohlední při statické analýze. Typ dílce lze u každého konstrukčního prvku změnit v záložce „Upravit tuhosti“.

Pokud dvakrát klikneme na prut nebo plochu, případně na několik prutů či ploch, otevře se dialog „Upravit prut/plochu“. V tomto dialogu lze pak změnit tuhost v záložce „Upravit tuhosti“. Uživatel přitom může vybírat z několika „Způsobů zadání“, například „Podle ACI 318-14, tabulky 6.6.3.1.1(a)“ nebo „Podle CSA A23.3-14, tabulky 10.14.1.2“. Na obr. 01 a 02 je znázorněn výběr uvedených norem a příslušných součinitelů pro redukci tuhosti převzatých z norem ACI 318-14 a CSA A23.3-14.

Obr. 01 - Výběr zadání pro úpravu tuhosti betonu podle ACI 318-14

Obr. 02 - Výběr zadání pro úpravu tuhosti betonu podle CSA A23.3-14

Klíčová slova

Tuhost Prut Plocha Sloup Redukce

Literatura

[1]   ACI 318-14, Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary
[2]   CSA A23.3-14, Design of Concrete Structures
[3]   MacGregor, J. G.; Hage, S. E.: Stability Analysis and Design of Concrete Frames, Journal of the Structural Division 10, Pages 1963 - 1970. 1977

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
RFEM Železobetonové konstrukce
RF-CONCRETE 5.xx

Přídavný modul

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

Cena za první licenci
810,00 USD