Un precedente articolo tecnico dovrebbe essere menzionato qui, in cui sono state spiegate la verifica a taglio-punzonamento in generale secondo [1] e [2], nonché le caratteristiche del modulo aggiuntivo RF-PUNCH Pro.
Esempio di modello
La verifica a taglio-punzonamento sarà eseguita per un solaio in cemento armato di 25 centimetri di spessore con calcestruzzo di classe C30/37. Le dimensioni della colonna ammontano a 25 x 25 cm.
Nel corso successivo, sarà eseguita solo la verifica a taglio-punzonamento per la colonna interna al collegamento al solaio al piano terra. Vedi anche il punto di taglio a punzonamento colorato nella Figura 01. Una forza assiale di Nd = 442,21 kN alla testa della colonna nella colonna interna al primo piano risulta dalla determinazione delle forze interne in RFEM.
Analisi con perimetri progettati
Se in RF-PUNCH Pro viene eseguita una verifica a taglio-punzonamento, i perimetri necessari per la verifica (perimetro di controllo, perimetri interno ed esterno) saranno creati automaticamente nel modulo aggiuntivo. Inoltre, le impostazioni predefinite per il "carico di punzonamento applicato" o il "coefficiente di aumento del carico ß" possono sempre essere mantenute come regola generale.
In questo esempio, il carico di punzonamento dovrebbe essere utilizzato anche dalla forza assiale della colonna. Tuttavia, il coefficiente di aumento del carico ß sarà determinato sulla base dei "coefficienti costanti" secondo 6.4.3 (6). Per questa situazione (colonna interna), ciò risulta in un coefficiente di aumento del carico ß = 1.10.
Invece delle impostazioni predefinite, sarà definita anche un'armatura longitudinale esistente per la verifica della resistenza a taglio-punzonamento. Ciò significa che il modulo aggiuntivo imposta automaticamente un'armatura a taglio non appena l'armatura longitudinale definita sulla superficie superiore della piastra è insufficiente e νRd,c < νEd.
Inoltre, l'armatura longitudinale esistente sulla superficie superiore della piastra (lato senza carico) sarà definita con Ø 12 - 10 in entrambe le direzioni di armatura, che corrisponde a un contenuto di armatura di 11,31 cm²/m.
Si noti la posizione dell'armatura longitudinale (Ø 12 - 10). L'armatura da considerare per la verifica dovrebbe, in questo caso, incontrare un copriferro di cnom = 3,5 cm. Questo deve essere definito nella finestra "1.4 Armatura longitudinale" prima di iniziare la verifica. A tale scopo, la posizione dell'armatura nella direzione 1 sarà definita con d1 = cnom + ds/s = 3.5 + 1.2/2 = 4.1 cm. Il copriferro in direzione 2 risulta quindi d2 = d1 + ds = 5,3 cm. La definizione del copriferro nella tabella "1.4 Armatura longitudinale" determina la dimensione dell'altezza statica d e deve essere regolata di conseguenza prima di iniziare il calcolo.
Dopo aver eseguito il calcolo per gli input sopra menzionati, i criteri di verifica sono visualizzati nella tabella dei risultati "2.1 Verifica a taglio-punzonamento". Viene prodotta una resistenza a taglio-punzonamento νRd,c = 612,05 kN/m². Ciò si traduce in un criterio di progettazione del 110%. La resistenza a taglio-punzonamento senza l'armatura a taglio-punzonamento è quindi insufficiente.
Poiché νRd,c = 612.05 kN/m² < νEd = 674.80 kN/m², sarà verificata la resistenza massima a taglio-punzonamento νRd,max. Secondo 6.4.5 (3), [2] νRd,max risulta in:
νEd,u1 ≤ νRd,max = 1.4 · νRd,c,u1
νEd, u1 = 674,80 kN/m²
νRd,max = 1.4 · 612.05 kN/m² = 856.87 kN/m²
Questo progetto è mantenuto con νEd = 674,80 kN/m² < νRd,max = 856,88 kN/m² con un rapporto del 79% in modo che il modulo inizi automaticamente con la verifica dei perimetri interno ed esterno.
La posizione del perimetro esterno risulta, secondo 6.4.5 (4) Equazione 6.54:
uout = ß · VEd/(νRd,c · d)
Nota: νRd,c per la resistenza a taglio senza armatura a taglio secondo 6.2.2 (1)
Con questa formula, è possibile determinare il diametro del perimetro esterno e quindi la distanza lw,a dal perimetro esterno al bordo della superficie di carico. Pertanto, è possibile determinare "l'area armata contro il taglio a punzonamento". Secondo 9.4.3 [1], il primo perimetro interno può essere disposto con una distanza di 0.5 d dalla superficie di carico. L'ultimo perimetro interno è 1,5 d prima del perimetro esterno. Vedi anche la Figura 2.36 in [3].
Con questi approcci, il modulo può determinare automaticamente il numero e le distanze dei perimetri interni necessari. Questo è anche il caso in RF-PUNCH Pro secondo le impostazioni di progetto predefinite, che risulta sempre in un criterio di progetto di 1.00 nella tabella "2.1 Verifica a taglio-punzonamento" per la verifica del puntone diagonale e del perimetro esterno.
La tabella dei risultati "2.2 Armatura a taglio-punzonamento richiesta" mostra l'armatura longitudinale e a taglio appartenenti ai criteri di progetto visualizzati. Le tabelle di dettaglio mostrano, ad esempio, la distanza dei singoli perimetri interni (serie di armatura a taglio) dal bordo dell'introduzione del carico.
Verifica con perimetri definiti
Per questo esempio, la verifica della posizione automatica dei perimetri interni porta ad una distanza di 10 cm dal bordo dell'introduzione del carico per la prima serie di taglio. Questo valore (vedi Figura 05) è documentato nei dettagli dei risultati con lw per ciascuno dei perimetri progettati. Per il secondo perimetro interno, risulta lw,2 = lw,1 + sr = 0,10 m + 0,14 m = 0,24 m.
In RF-PUNCH Pro, l'utente ha anche la possibilità di definire direttamente la posizione dei perimetri esterno ed interno. Per fare ciò, è necessario attivare l'opzione "Perimetri" nella tabella "1.5 Nodi di taglio-punzonamento" prima di iniziare la verifica. Ciò consente, come mostrato in questo esempio, di definire il numero e la posizione dei "Perimetri interni".
In alternativa ai due perimetri interni progettati automaticamente, ora è possibile calcolare ad esempio con tre perimetri interni. Qui è possibile definire il numero e la distanza della superficie di carico dal primo perimetro interno lw,1 e le distanze tra i perimetri interni sr.
Dopo il calcolo, l'armatura a taglio longitudinale e a punzonamento necessaria viene visualizzata anche nella tabella dei risultati "2.2. Armatura a taglio a punzonamento necessaria" con le aree di armatura necessarie calcolate per perimetro.
Se sono stati soddisfatti i requisiti secondo 9.4.3 [1] riguardanti la posizione dei singoli perimetri interni o del perimetro esterno, ad esempio la distanza radiale sr dei perimetri interni tra loro (≤ 0.75 d) o la distanza da l'ultimo perimetro interno al perimetro esterno (≤ 1 ,5 d) non è soddisfatto, apparirà una nota corrispondente nella finestra dei risultati "2.2 Armatura a taglio-punzonamento richiesta". Pertanto, un'immissione errata può essere riconosciuta e risolta rapidamente.
Applicazioni e ulteriori informazioni
Nella maggior parte dei casi, la verifica a taglio-punzonamento con RF-PUNCH Pro sarà certamente eseguita in modo tale che l'armatura longitudinale sia aumentata a un grado possibile per evitare l'armatura a taglio-punzonamento sotto forma di staffe a taglio. Se l'armatura longitudinale richiesta - anche se il rapporto di armatura longitudinale massimo φl non è ancora stato raggiunto - non è più possibile nella pratica edile, RF-PUNCH Pro offre la possibilità di progettare l'armatura a taglio-punzonamento richiesta sotto forma di staffe a taglio (verticale o inclinato) automaticamente. In alternativa, l'ingegnere ha la possibilità aggiuntiva di esportare il carico di punzonamento e la geometria di punzonamento nel programma di progettazione Halfen HDB, in cui, in alternativa alle staffe di taglio, è possibile progettare le rotaie di taglio.
Indipendentemente da ciò, può accadere che un'armatura a taglio-punzonamento già progettata debba essere analizzata su una situazione di carico modificata. Per abilitare questo tipo di "ricalcolo" o per elaborare un concetto di armatura alternativo per la pianificazione dell'armatura, RF-PUNCH Pro offre le già menzionate opzioni di "Definizione dei perimetri".
A questo proposito, si fa riferimento alla Sezione 2.2.1.5 nel manuale di RF-PUNCH Pro. I diagrammi di flusso per la verifica a taglio-punzonamento con armatura a taglio-punzonamento sono qui documentati in modo che possano essere compresi anche i singoli passaggi per la verifica dell'armatura a taglio necessaria.