Determinación del factor de aumento de carga β con modelo sectorial

Artículo técnico

El módulo adicional RF-PUNCH Pro le permite realizar diseños de punzonamiento según EN 1992-1-1 [1] . Además de los diseños de columnas individuales, también es posible analizar los extremos de las paredes y las esquinas de las paredes en RF-PUNCH Pro.

En este punto, también me gustaría hacer referencia a un artículo anterior sobre RF-PUNCH Pro , que explica cómo determinar la carga de perforación en los extremos de las paredes y las esquinas de las paredes.

Consideración del factor de incremento de carga β

Si hay una esquina de la pared o un extremo de la pared sujeto al diseño de corte de perforación en RF-PUNCH Pro, el módulo adicional determinará la carga de perforación de la distribución no suavizada de fuerzas de corte a lo largo del perímetro crítico. Cuando se determina la carga de perforación, la distribución simétrica no rotacional de la fuerza de corte a lo largo del perímetro crítico ya se considera aplicando el valor máximo de esta fuerza de corte para determinar la carga de perforación. Esta consideración se establece como una configuración predeterminada para el análisis de las esquinas de las paredes y los extremos, de modo que siempre hay un factor de aumento de carga β de 1.00.

Como alternativa, también es posible seleccionar la distribución suavizada de la fuerza de corte a lo largo del perímetro crítico para la determinación de la carga de perforación. Para considerar la carga o distribución no rotacionalmente simétrica de la fuerza de corte a lo largo del perímetro crítico, el factor de aumento de carga β debe considerarse según EN 1992-1-1 [1] , Sección 6.4.3 en este caso.

En RF-PUNCH Pro, la determinación del factor de aumento de carga utilizando la distribución completa de corte de plástico de acuerdo con 6.4.3 (3) está predeterminada de forma predeterminada. En el caso de sistemas rígidamente fijos con diferencias de ancho de tramo inferiores al 25% en los campos adyacentes, también se pueden utilizar los valores de β de EN 1992-1-1, Figura 6.21N [1] . El anexo alemán [2] a EN 1992-1-1 complementa la Figura 6.21N por los factores constantes para las esquinas de las paredes con β = 1.20 y para los extremos de las paredes con β = 1.35.

Ambos métodos para determinar el factor de aumento de carga β han estado disponibles desde el lanzamiento del módulo adicional RF-PUNCH Pro. La determinación del factor de aumento de carga por parte del programa se ha ampliado con la opción de la especificación definida por el usuario del valor de β. A partir del lanzamiento de la versión 5.09.01 de RFEM, también existe la opción de determinar el factor de aumento de carga por un modelo de sector disponible en RF-PUNCH Pro.

Figura 01 - Método de selección para determinar el factor de aumento de carga β

Modelo sectorial

Por un lado, usar el valor máximo de la fuerza de corte en el perímetro crítico es el método más preciso para determinar el valor de diseño de la carga de perforación, pero por otro lado, también es el método más susceptible a los efectos de singularidad.

Figura 02 - Valor máximo de la fuerza de corte en el perímetro crítico de la esquina de la pared

De acuerdo con la explicación del Comité Alemán para Concreto Estructural [3] , los siguientes enfoques están disponibles para determinar el factor β de acuerdo con la norma DIN EN 1997-1-1 (con NA):

  • Métodos más precisos con la distribución plástica del esfuerzo cortante.
  • Modelo de sector (o área de aplicación de carga)
  • Factores constantes para sistemas rígidos con aproximadamente los mismos intervalos

En [3] , la sección a 6.3.4, el modelo de sector se describe como un método alternativo para determinar el factor de aumento de carga β. En este caso, el factor de aumento de la carga β puede determinarse dividiendo la fuerza máxima del sector ν Ed, i por el valor medio de la fuerza de corte ν Ed, m determinada utilizando el perímetro crítico. Para esto, vea la Figura H6-34 en [3] con la siguiente ecuación:
$$ \ mathrm {Cargar} \; \ mathrm {aumentando} \; \ mathrm {factor} \; \ mathrm \ beta \; = \; \ max \; \ left \ {\ frac {{\ mathrm \ nu} _ {\ mathrm {Ed}, \ mathrm i}} {{\ mathrm \ nu} _ {\ mathrm {Ed}, \ mathrm m}} \ right \} $$

La determinación de las cizallas de carga explicadas en [3] se omite al aplicar el modelo de sector en RF-PUNCH Pro, ya que la distribución de carga real se incluye en las fuerzas internas de las superficies en RFEM. Por lo tanto, solo se requiere la fuerza de corte promedio a lo largo del perímetro crítico y la fuerza de corte promedio dentro de los sectores respectivos para determinar el factor de aumento de carga de acuerdo con la ecuación descrita anteriormente.

De acuerdo con [3] , el área de aplicación de carga A LE se divide en los sectores de aplicación i-load A i , y se recomienda usar de tres a cuatro sectores por cuadrante. RF-PUNCH Pro se adhiere a esta recomendación y siempre divide cada cuadrante en cuatro sectores. Al determinar el factor de aumento de carga β para un solo soporte, se obtienen 16 sectores (consulte la Figura 03).

Figura 03 - Fuerza de corte promediada en sectores individuales en columna en el centro de la losa

El número de sectores en los respectivos puntos de corte de perforación se determina automáticamente por el módulo y se obtiene con respecto a la geometría o la posición de la ubicación de corte de perforación.

Fuerza de corte en sectores individuales

El siguiente ejemplo ilustra la determinación del factor de aumento de carga para una esquina de la pared. Hay la siguiente configuración hecha en la ventana 1.5:

  • Fuerza de corte alisada sobre el perímetro crítico.
  • Factor de aumento de carga β determinado por el modelo de sector

La ventana de resultados 2.1 muestra el factor de aumento de carga de β = 1.39 para este ejemplo. Para seguir este valor del cálculo del RF-PUNCH Pro, puede seleccionar entre las opciones de visualización de resultados 'Fuerza de corte en el perímetro crítico' y 'Fuerza de corte en sectores' en el navegador de resultados.

Figura 04 - Fuerza de corte en el perímetro crítico y Fuerza de corte en sectores

En nuestro ejemplo, el valor promedio de la fuerza de corte en todo el perímetro crítico es 10.04 kN / m, y el valor máximo de las fuerzas de corte promedio dentro de los sectores individuales es 13.93 kN / m. Esto da los siguientes resultados:
Factor de aumento de carga β = 13.93 kN / m / 10.04 kN / m = 1.39
El valor determinado de β se muestra en la ventana 2.1.

Figura 05 - Ventana de resultados 2.1 con valor determinado de β

Este ejemplo describe la determinación del factor de aumento de carga en una esquina de la pared derivando la carga de perforación a partir de las fuerzas de corte en el perímetro crítico. Como alternativa, es posible seleccionar el método del 'Modelo de sector' si la carga de perforación se toma de la fuerza axial de una columna o la fuerza de soporte de un soporte nodal, por ejemplo.

Referencia

[1] Eurocódigo 2: Diseño de estructuras de hormigón. Parte 1-1: Reglas generales y reglas para edificios . EN 1992-1-1: 2004 + AC: 2010
[2] Anexo nacional - Parámetros determinados a nivel nacional - Eurocódigo 2: Diseño de estructuras de concreto - Parte 1-1: Reglas generales y reglas para edificios ; DIN EN 1992-1-1 / NA: 2013-04
[3] DAfStb-Heft 600 - Erläuterungen zu DIN EN 1992-1-1 y DIN EN 1992-1-1 / NA (Eurocódigo 2) . (2012). Berlín: Beuth.

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