Columnas sometidas a tensión de tracción en acero RF- / JUNTAS - Base de columna

Artículo técnico

La gama de productos del software Dlubal contiene varios módulos para la detección de juntas de acero y madera. Por ejemplo, en el módulo RF- JOINTS pie de columna de acero, es posible examinar los puntos de pie de columnas de acero articuladas o fijadas. La selección de los elementos de fijación, la geometría de la cimentación y las calidades del material juegan un papel decisivo en el dimensionamiento económico y seguro del pie de columna.

Este artículo presenta la evidencia de una columna sujeta con placa de pie que se relaciona con el área de tracción de la articulación. El modelo se basa en un ejemplo en la literatura [1] .

sistema

El soporte consiste en un perfil HEB 280, que está hecho de acero S 235 JR.

Fig. 01 - Sistema y carga según [1]

En la Forma 1.4 de RF- / JOINTS, las dimensiones de la cimentación se establecen en 140 ∙ 120 ∙ 80 cm. La clase concreta es C20 / 25.

Los parámetros de la placa de pie se definen en la pantalla 1.5 de acuerdo con la Fig. 02.

Fig. 02 - Máscara RF- / JUNTAS 'Placa de 1,5 pies y uniones soldadas'

En la máscara 1.6, se definen las dimensiones y las posiciones de los anclajes (ver Fig. 03).

Fig. 03 - Máscara RF- / JUNTAS '1.6 ancla'

fuerzas

En RF- / JOINTS es posible definir las fuerzas internas manualmente y por lo tanto independientemente del modelo RFEM / RSTAB.

Los siguientes tamaños de sección nominal se especifican en la pantalla 1.3:

N Ed = -396.0 kN
V Ed = 21.5 kN
M ed = -110.0 kN

fuerzas de anclaje

Se debe hacer la siguiente distinción de casos para la determinación de las fuerzas de anclaje relevantes para el ancla:

Fig. 04 - Distinción de casos según [1]

El factor decisivo para la investigación de la conexión en el área de remolque es el "caso F1 <0 y F2 ≥ 0".

$$ {\ mathrm F} _1 \; = \; \ frac {{\ mathrm N} _ \ mathrm {Ed}} 2 \; - \; \ frac {{\ mathrm M} _ {\ mathrmy, \ mathrm { Ed}}} {2 \; \ cdot \; {\ mathrm a} _ \ mathrm D} \; = \; \ frac {396} 2 \; - \; \ frac {11,000} {2 \; \ cdot \ , 13,1} \ = \ - 221,84 \; \ mathrm {} $$ kN

$$ {\ mathrm Z} _1 \; = \; \ frac {-2 \; \ cdot \; {\ mathrm F} _1} {1 \; + \; \ frac {{\ mathrm a} _ \ mathrmZ} {{\ mathrm a} _ \ mathrm D}} \; = \; \ frac {-2 \; \ cdot \; - 221,84} {1 \; + \; \ frac {24,0} {13 1}} \ = \; 156,7 \ \ mathrm {kN} $$

A continuación se presentan las pruebas de la conexión en el área de tensión, que se refieren al anclaje y al hormigón.

Tensión de tracción del ancla.

Con el anclaje M30 (resistencia 5.6, A S = 5.61 cm²), la prueba según [2] tabla 3.4 es la siguiente:

$$ {\ mathrm F} _ {\ mathrm t, \ mathrm {Rd}} \; = \; \ frac {{\ mathrm k} _2 \; \ cdot \; {\ mathrm f} _ \ mathrm {ub} \; \ cdot \; {\ mathrmA} _ \ mathrm S} {{mathrm \ gamma} _ {\ mathrm M2}} \; = \; \ frac {0,9 \; \ cdot \; 50,0 \ ; \ veces \; 5,61} {1,25} \ = \; 201,96 \ \ mathrm {kN} $$

Fig. 05 - Máscara '3.1 Resumen de evidencia' con detalles para el ancla en el turno

ancla tirando

La resistencia a extraer el anclaje se determina de acuerdo con [4] capítulo 15.1.2.3 de la siguiente manera:

$$ {\ mathrm F} _ {\ mathrm t, \ mathrm {bond}, \ mathrm {Rd}} \; = \; 11 \; \ cdot \; {\ mathrm f} _ \ mathrm {ck} \; \ cdot \; frac {{\ mathrmd} _ \ mathrm h \; \ cdot \; {\ mathrm l} _ \ mathrm h \; - \; \ frac {\ mathrm \ pi \; \ cdot \; \ mathrmd ^ 2} {4} {\ mathrm \ gamma} _ \ mathrm {Mc}} \ = \; 11 \, \ veces \ 20.0 \; \ times \ \ frac {80 \; \ veces \; 80 \, - \, \ frac {\ mathrm \ pi \; \ veces \; 30 ^ 2} 4} {1,50} \ = \; 834,99 \ \ mathrm {kN} $$

Fig. 06 - Máscara '3.1 Resumen de evidencia' con detalles para la extracción del ancla

fracaso cono de hormigón

En la falla del cono de concreto, se forma un cuerpo de ruptura cónico desde el extremo del elemento de anclaje. La prueba contra la falla del cono de concreto se lleva a cabo de acuerdo con [4] capítulo 9.2.4.

$$ {\ mathrm F} _ {\ mathrm t, \ mathrm {cone}, \ mathrm {Rd}} \; = \; \ frac {{\ mathrm N} _ {\ mathrm {Rk}, \ mathrmc}} {{\ mathrm \ gamma} _ \ mathrm {Mc} \; \ cdot \; {\ mathrm \ gamma} _ {{\ mathrm M} _2}} \; = \; \ frac {290,09} {1 5 \, \ veces \ 1,2} \ = \; 161,16 \ \ mathrm {kN} $$

Fig. 07 - Máscara '3.1 Resumen de evidencia' con detalles para la falla del cono de concreto

insuficiencia división

Las fuerzas de división conducen a grietas en el hormigón. Se forman radialmente alrededor de los anclajes y, por lo tanto, perpendiculares a la fuerza de tracción. El fallo de fisura también se investiga de acuerdo con [4] capítulo 9.2.4.

$$ {\ mathrm F} _ {\ mathrm t, \ mathrm {sp}, \ mathrm {Rd}} \; = \; \ frac {{\ mathrm N} _ {\ mathrm {Rk}, \ mathrm {sp }}} {{\ mathrm gamma \} _ \ mathrm {Mc} \; \ times \ {\ mathrm \ gamma} _ {{\ _2 mathrmM}}} \ = \ \ frac {} {278,05 1,5 \, \ veces \ 1,2} \ = \; 154,47 \ \ mathrm {kN} $$

Fig. 08 - Máscara '3.1 Resumen de evidencia' con detalles de falla de fisura

La capacidad de carga de tracción del hormigón se sobrepasa ligeramente. Por lo tanto, la falla de la brecha resulta ser decisiva para la detección en la región de tracción del compuesto.

Las pruebas para el área de tracción se completan en el programa mediante la prueba de la introducción de la fuerza de tracción en el soporte, pero aquí no se profundizan. Además, las partes de la conexión en el área de presión, la resistencia a la flexión de la conexión, la resistencia al corte y las soldaduras deben detectarse.

resumen

RF- / JUNTAS Acero - El pie de columna guía la evidencia de los puntos de pie de las columnas articuladas o fijadas. En el caso de una columna tensada con placa base, se deben tener en cuenta los esfuerzos de tracción que se producen en el hormigón como resultado de la introducción de las cargas a través de los medios de sujeción. La resistencia a la tracción del hormigón a menudo resulta crítica para las cargas que pueden transmitirse a través de la conexión.

literatura

[1] Kahlmeyer, E .; Hebestreit, K .; Vogt, W.: Construcción de acero según EC 3, 6ª edición. Colonia: Werner, 2012
[2] Eurocódigo 3: Diseño de estructuras de acero. Parte 1-8: Diseño de conexiones. EN 1993-1-8: 2005 + AC: 2009
[3] Eurocódigo 2: Diseño de hormigón armado y estructuras de hormigón pretensado. Parte 1-1: Reglas generales y reglas para edificios. EN 1992-1-1: 2004+ AC: 2010
[4] Comité euro-international du béton (CEB): Diseño de fijaciones en concreto - DesignGuide. Londres: ICE Publishing, 1997
[5] Manual RF- / JUNTAS. Tiefenbach: Dlubal Software, enero de 2017. Descargar

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