Colonne sottoposte a trazione in RF-STEINTS - Base colonna

Articolo tecnico

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La gamma di prodotti Dlubal Software contiene vari moduli per la progettazione di collegamenti in acciaio e legno. Il modulo aggiuntivo RF-JOINTS Steel-Column Base consente di analizzare le basi di basi di colonne in acciaio incernierate o contenute. Per la progettazione economica e sicura della base della colonna, la selezione dell'elemento di fissaggio, la geometria della fondazione e la qualità del materiale sono fondamentali.

Questo articolo descrive i progetti di una colonna vincolata con piastra di base che influenza l'area di tensione della connessione. Il modello si basa su un esempio in letteratura [1] .

Sistema

La colonna è costituita da una sezione trasversale HEB 280 in acciaio S 235 JR.

Nella finestra 1.4 di RF-/JOINTS, le dimensioni della fondazione sono impostate su 140 ∙ 120 ∙ 80 cm. La classe di calcestruzzo è C20/25.

I parametri della piastra di base sono definiti nella Finestra 1.5 secondo la Figura 02.

Nella finestra 1.6, sono definite le dimensioni e le posizioni delle ancore (vedi Figura 03).

Forze interne

In RF-/JOINTS, è possibile definire le forze interne manualmente e quindi indipendentemente dal modello RFEM/RSTAB.

Le seguenti forze interne di progetto sono specificate nella finestra 1.3:

N Ed = -396,0 kN
V Ed = 21,5 kN
M Ed = -110,0 kN

Forze di ancoraggio

Per determinare le forze di ancoraggio rilevanti per la progettazione, è necessario distinguere i casi seguenti:

Figura 04 - Case Distinction According to [1]

Si presume che i "Casi F1 <0 e F2 ≥ 0" regolino l'analisi della connessione nell'area di tensione.

$${\mathrm F}_1\;=\;\frac{{\mathrm N}_\mathrm{Ed}}2\;-\;\frac{{\mathrm M}_{\mathrm y,\mathrm{Ed}}}{2\;\cdot\;{\mathrm a}_\mathrm D}\;=\;\frac{396}2\;-\;\frac{11.000}{2\;\cdot\;13,1}\;=\;-221,84\;\mathrm{kN}$$

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

Di seguito, vengono presentati i disegni della connessione nell'area di tensione che influenza l'ancoraggio e il calcestruzzo.

Tensione dell'ancora

Con l'ancorante M30 (resistenza 5,6, A S = 5,61 cm²), il progetto secondo [2] Tabella 3.4 è il seguente:

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

Figura 05 - Window '3.1 Design - Summary' Including Details of Anchor in Tension

Tirafondo estratto

La resistenza al ritiro dell'armatura è determinata secondo [4], capitolo 15.1.2.3, come segue:

$${\mathrm F}_{\mathrm t,\mathrm{bond},\mathrm{Rd}}\;=\;11\;\cdot\;{\mathrm f}_\mathrm{ck}\;\cdot\;\frac{{\mathrm d}_\mathrm h\;\cdot\;{\mathrm l}_\mathrm h\;-\;\frac{\mathrm\pi\;\cdot\;\mathrm d^2}4}{{\mathrm\gamma}_\mathrm{Mc}}\;=\;11\;\cdot\;20,0\;\cdot\;\frac{80\;\cdot\;80\;-\;\frac{\mathrm\pi\;\cdot\;30^2}4}{1,50}\;=\;834,99\;\mathrm{kN}$$

Figura 01 - Finestra '3.1 Progettazione - Riepilogo' Compresi i dettagli dell'estrazione dell'ancora

Rottura del cono di calcestruzzo

Il cedimento del calcestruzzo provoca una frattura conica dall'estremità dell'elemento di ancoraggio. Il controllo contro il cedimento del cono di cemento viene eseguito secondo [4], Capitolo 9.2.4.

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

Figura 02 - Finestra '3.1 Progettazione - Riepilogo' Compresi i dettagli del cedimento del cono in calcestruzzo

Rottura per divisione

Le forze di scissione portano a spaccature nel calcestruzzo. Sorgono radialmente attorno alle ancore e quindi perpendicolari alla forza di trazione. L'errore di scissione viene anche analizzato secondo [4], capitolo 9.2.4.

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

Figura 03 - Finestra '3.1 Progettazione - Riepilogo' Compresi i dettagli del fallimento di divisione

La capacità di trazione del calcestruzzo è leggermente superata. Pertanto, il fallimento della divisione risulta essere alla base della progettazione nell'area di tensione della connessione.

Nel programma, le analisi per l'area di tensione sono completate dalla progettazione del trasferimento della forza di trazione alla colonna, ma non ulteriormente elaborato. Le parti della connessione nell'area di compressione, la resistenza alla flessione della connessione, la resistenza a taglio e le saldature devono essere verificate.

Riepilogo

RF-/JOINTS Steel - Column Base esegue i progetti per i punti di base di colonne incernierate o vincolate. Per una colonna con piastra di base soggetta a tensione, si devono considerare le sollecitazioni di trazione causate nel calcestruzzo dall'introduzione dei carichi tramite i dispositivi di fissaggio. La resistenza alla trazione del calcestruzzo risulta spesso essere alla base dei carichi che possono essere trasferiti dalla connessione.

Letteratura

[1]Kahlmeyer, E.; Hebestreit, K .; Vogt, W.: Strutture in acciaio secondo EC 3, 6. Edizione. Colonia: Werner, 2012
[2]Eurocodice 3: Progettazione di strutture in acciaio - Parte 1-8: Progettazione di collegamenti; EN 1993-1-8: 2005 + AC: 2009
[3]Eurocodice 2: Progettazione di strutture in cemento armato e strutture in cemento armato precompresso - Parte 1-1: Regole generali e regole per gli edifici; EN 1992-1-1: 2004+ AC: 2010
[4]Comitato dell'Euro-International du Béton (CEB): Progettazione di fissaggi in calcestruzzo - DesignGuide. Londra: ICE Publishing, 1997
[5]Manuale RF-/JOINTS. Tiefenbach: Dlubal Software, gennaio 2017. Download

Parole chiave

Colonna contenuta FOUNDATION Fondazione Piastra di base Tirafondi Forza di ancoraggio Rottura del cono di calcestruzzo Rottura per divisione

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