Úprava tuhosti betonu v programu RFEM 6 podle ACI 318-19 a CSA A23.3:19

Redukovaná tuhost podle ACI 318 a CSA A23.3

Odkaz na čl. 6.6.3.1.1 a 10.14.1.2, jsou celková plocha průřezu A_q a moment setrvačnosti I_g přípustné pro pružnou analýzu s použitím výpočtových úrovní zatížení. Factored load levels are determined utilizing Table 6.6.3.1.1(a) from <nobr>ACI 318-19 [1]</nobr> and the table located under Clause 10.14.1.2 in CSA A23.3:19 [2], where the element type and its condition are taken into consideration. Součinitele násobení snižují moment setrvačnosti, zatímco celková plocha průřezu zůstává stejná. Tyto součinitele byly zavedeny s dostatečnou mírou bezpečnosti v různých normách pro beton tak, aby bylo možné zohlednit oslabení průřezu při tvorbě trhlin.

According to Sect. 6.6.3.1.1 of the ACI 318-19, the moment of inertia and gross area of members/surfaces shall be calculated in accordance with Tables 6.6.3.1.1(a) or 6.6.3.1.1(b) unless a more rigorous analysis is required. Similarly, <nobr>CSA A23.3:19</nobr> lists a table which includes the corresponding multiplication factors applied to each moment of inertia.

Různé podmínky, například „s trhlinami“ a „bez trhlin“, mají vliv pouze na betonové prvky typu „stěna“. When calculating the moment and shear for an uncracked wall, a factor of 0.70 is applied to the gross moment of inertia I_g. Pokud se předpokládá na základě ohybové pevnosti tvorba trhlin ve stěně, počítá se dále s moment setrvačnosti 0,35I_g.

In general, walls are used to resist lateral loading in-plane. The out-of-plane stiffness is normally ignored or negligible compared to the in-plane stiffness. So, the reduction in stiffness needs to be applied to the in-plane (k_m) and not the out-of-plane when performing a lateral analysis. To avoid excessive longitudinal reinforcement being required, small modification factors should be applied to the out-of-plane stiffness factors k_b and k_e. In the section below, "RFEM 6 Adoption", it is shown how to apply these reduction factors in the program specifically for walls.

Na rozdíl od stěn se při analýze jiných prvků, jako jsou sloupy, nosníky, ploché desky a stropy lokálně podepřené, momenty setrvačnosti nemění v závislosti na předpokladu výskytu trhlin. Redukovaná hodnota je dána jediným redukčním součinitelem, který je uveden níže:

Sloupy: I_g = 0,70I_g
Nosníky: I_g = 0,35I_g
Ploché desky a stropy lokálně podepřené: I_g = 0,25I_g

U všech betonových prvků, včetně stěn, se použije součinitel 1,0 pro celkovou průřezovou plochu A_g. Proto se celková plocha betonového průřezu nemění. With regards to the ACI 318-19, moment of inertia values taken from MacGregor and Hage (1977) [3] are multiplied by a stiffness reduction factor of φ_k = 0.875 referenced from R6.6.4.5.2. For example, the moment of inertia can be calculated as:

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

Použití v programu RFEM 6

Prostřednictvím programu RFEM může uživatel bez problémů změnit ohybovou a normálovou tuhost betonového prutu nebo plochy a tyto hodnoty dále použít pro návrh a posouzení podle ACI 318-19 nebo CSA A23.3:19. Úpravy tuhosti by měly být nastaveny pouze pro pevnostní návrhové situace (upravené součiniteli) a ne pro návrhové situace použitelnosti (bez součinitelů). I když nastavení typu komponent pro každý prvek je v programu možné v zatěžovacích stavech/kombinacích pomocí volby "Změna konstrukce", nejlepší je provést tyto změny přímo v pevnostní návrhové situaci, která následně tato nastavení automaticky použije pro generování součiniteli upravené kombinace zatížení.

Při vytváření/úpravě "Generátoru kombinací" ze záložky "Návrhové situace", sekce "Možnosti", je zaškrtávací políčko "Uvážit změnu konstrukce". See Image 01 and Image 02.

1 Upravit generátor kombinací v Návrhové situaci

2 Možnost úpravy tuhosti

Once this box is checked, a new Structure Modification must be created using the "Create New Structure Modification…" button. Tam je tabulka pro úpravu tuhosti, kde lze vybrat pruty a/nebo plochy, které se mají upravit. Jakmile je alespoň jedna z voleb zaškrtnuta, zobrazí se v horní části nové záložky.

3 Záložky Pruty a Plochy pro úpravu tuhosti

V záložce (záložkách) lze pro pruty nebo plochy zadat "Typ úpravy", například ACI 318-19 Tabulka 6.6.3.1.1 (a) nebo CSA A23.3:19 Tabulka 10.14.1.2. Image 03 and Image 04 shows the different standards and component types that can be selected in a drop-down menu.

4 Typ úpravy tuhosti podle ACI 318-19 a CSA A23.3-19

5 Výběr typů komponent

With respect to modifying surface stiffness and ignoring the out-of-plane stiffness, the user-defined check box must be checked at the bottom while the walls Component Type is selected. Then, apply small modification factors to k_b and k_e.

6 Uživatelské nastavení pro typ prvku stěny