Colonne sottoposte a sollecitazione a trazione in acciaio RF / JOINTS - Base a colonna

Articolo tecnico

La gamma di prodotti del software Dlubal contiene vari moduli per il rilevamento di giunti in acciaio e legno. Ad esempio, nel modulo del piede della colonna in acciaio RF-JOINTS, è possibile esaminare i punti di appoggio di colonne di acciaio articolate o serrate. La scelta di elementi di fissaggio, geometria della fondazione e qualità dei materiali gioca un ruolo decisivo nel dimensionamento economico e sicuro del piede della colonna.

Questo articolo presenta la prova di una colonna bloccata con pedana che si riferisce all'area di tensione dell'articolazione. Il modello è basato su un esempio in letteratura [1] .

sistema

Il supporto è costituito da un profilo HEB 280, realizzato in acciaio S 235 JR.

Figura 01 - Sistema e caricamento secondo [1]

Nel modulo 1.4 di RF- / JOINTS le dimensioni della fondazione sono fissate a 140 ∙ 120 ∙ 80 cm. La classe concreta è C20 / 25.

I parametri della pedana sono definiti nella schermata 1.5 secondo la figura 02.

Figura 02 - Maschera RF- / JOINTS '1.5 Placca di supporto e cordoni di saldatura'

Nella maschera 1.6 sono definite le dimensioni e le posizioni degli ancoraggi (vedere la Figura 03).

Fig. 03 - Maschera RF- / JOINTS '1.6 ancora'

forze

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

Le seguenti dimensioni di sezione nominali sono specificate nella schermata 1.3:

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

le forze di ancoraggio

La seguente distinzione tra maiuscole e minuscole deve essere fatta per la determinazione delle forze di ancoraggio rilevanti per l'ancoraggio:

Figura 04 - Distinzione tra maiuscole e minuscole secondo [1]

Il fattore decisivo per lo studio della connessione nell'area di traino è il "caso F1 <0 e 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

Di seguito vengono presentate le prove della connessione nell'area di tensione, che riguardano l'ancora e il calcestruzzo.

Stress da trazione dell'ancora

Con l'ancora M30 (forza 5,6, A S = 5,61 cm²) la prova secondo [2] tabella 3.4 è la seguente:

$$ {\ mathrm F} _ {\ mathrm t, \ mathrm {Rd}} \; = \; \ frac {{\ mathrm k} _2 \; \ cdot \; {\ mathrm f} _ \ mathrm {ub} \; \ cdot \; {\ mathrmA} _ \ mathrm S} {{mathrm \ gamma} _ {\ mathrm M2}} \; = \; \ frac {0,9 \; \ cdot \; 50,0 \ ; \ times \; 5.61} {1,25} \ = \; 201.96 \ \ mathrm {} $$ kN

Fig. 05 - Maschera '3.1 Riassunto prove' con dettagli per l'ancoraggio nel turno

Anchor tirando

La resistenza a tirare fuori l'ancora è determinata secondo [4] capitolo 15.1.2.3 come segue:

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

Fig. 06 - Maschera '3.1 Riassunto prove' con dettagli per l'estrazione dell'ancora

fallimento del cono di calcestruzzo

Nel fallimento del cono in calcestruzzo, un corpo di rottura conica è formato dalla fine dell'elemento di ancoraggio. La prova contro l'avaria del cono di calcestruzzo viene eseguita secondo [4] capitolo 9.2.4.

$$ {\ mathrm F} _ {\ mathrm t, \ mathrm {cone}, \ mathrm {Rd}} \; = \; \ frac {{\ mathrm N} _ {\ mathrm {Rk}, \ mathrmc}} {{\ mathrm \ gamma} _ \ mathrm {Mc} \; \ cdot \; {\ mathrm \ gamma} _ {{\ mathrm M} _2}} \; = \; \ frac {290,09} {1 5 \, \ times \ 1,2} \ = \; 161.16 \ \ mathrm {} $$ kN

Fig. 07 - Maschera '3.1 Riassunto prove' con dettagli per guasto del cono in calcestruzzo

fallimento splitting

Le forze di divisione portano a incrinature nel calcestruzzo. Si formano radialmente attorno agli ancoraggi e quindi perpendicolari alla forza di trazione. Anche il fallimento di una fessura viene esaminato secondo [4] capitolo 9.2.4.

$$ {\ mathrm F} _ {\ mathrm t, \ mathrm {sp}, \ mathrm {Rd}} \; = \; \ frac {{\ mathrm N} _ {\ mathrm {Rk}, \ mathrm {sp }}} {{\ mathrm \ gamma} _ \ mathrm {Mc} \; \ times \ {\ mathrm \ gamma} _ {{\ _2 mathrmM}}} \ = \ \ frac {} {278,05 1.5 \, \ times \ 1,2} \ = \; 154,47 \ \ mathrm {} $$ kN

Fig. 08 - Maschera '3.1 Riassunto prove' con dettagli per guasto alla fissura

La capacità di carico di trazione del calcestruzzo viene leggermente superata. Pertanto, il gap gap risulta decisivo per il rilevamento nella regione tensile del composto.

I test per l'area di trazione sono completati nel programma dalla prova di introduzione della forza di trazione nel supporto, ma qui non ulteriormente approfondito.Inoltre, le parti della connessione nell'area di pressione, la resistenza alla flessione della connessione, la resistenza a taglio e le saldature devono essere rilevate.

sommario

RF- / JOINTS Steel - Il piede della colonna guida l'evidenza per i punti del piede delle colonne articolate o serrate. Nel caso di una colonna tensionata con piastra di base, si deve tener conto delle sollecitazioni di trazione che si verificano nel calcestruzzo a seguito dell'introduzione dei carichi tramite i mezzi di fissaggio. La resistenza a trazione del calcestruzzo spesso si rivela critica per i carichi che possono essere trasmessi attraverso la connessione.

letteratura

[1] Kahlmeyer, E; Hebestreit, K; Vogt, W .: Costruzione in acciaio per EC 3, 6a edizione. Colonia: Werner, 2012
[2] Eurocodice 3: Progettazione di strutture in acciaio - Parte 1-8: Progettazione di connessioni; EN 1993-1-8: 2005 + AC: 2009
[3] Eurocodice 2: Progettazione di strutture in cemento armato e calcestruzzo precompresso - Parte 1-1: Regole generali e regole per gli edifici; EN 1992-1-1: 2004+ AC: 2010
[4] Comité euro-international du béton (CEB): Progettazione di elementi di fissaggio in calcestruzzo - Guida alla progettazione. Londra: ICE Publishing, 1997
[5] Manuale RF- / JOINTS. Tiefenbach: Dlubal Software, gennaio 2017. Download

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