ACI 318-19 Sez. 8.4.1.5 e 8.4.1.6 raccomandano di utilizzare la colonna e le strisce centrali per la verifica della soletta bidirezionale. Le strisce di colonne includono una larghezza di 0,25 lmin su entrambi i lati della linea centrale della colonna. Una striscia centrale è posizionata tra due strisce di colonne. Allo stesso modo, CSA A23.3:19 specifica anche le larghezze delle strisce di colonne come 0,25 lmin mentre la striscia centrale è l'area delimitata da due strisce di colonne.
RF-CONCRETE Approccio alle superfici
L'approccio di progettazione predefinito nel modulo RF-CONCRETE Surface è la verifica di solette bidirezionali. Il programma FEA principale RFEM esegue un'analisi completa agli elementi finiti per determinare le forze interne di base come mx e my per tutti gli elementi di superficie 2D all'interno del modello. Le forze interne di base definite dagli assi locali delle superfici' (x, y e z) sono ulteriormente trasformate in forze interne principali come m1 e m2 relative agli assi principali 1 e 2. Ulteriori informazioni su questa trasformazione sono disponibili nel Manuale online di RFEM:
RF-CONCRETE Surfaces calcola ulteriormente i momenti finali di progetto per entrambi i lati superiore e inferiore della piastra orientati lungo le direzioni di armatura definite. Per informazioni dettagliate su questo flusso di lavoro di calcolo, vedere il manuale online di RF-CONCRETE Surfaces 2.4.1 Verifica delle forze interne:
I momenti finali di progetto sono considerati in ogni punto della mesh EF come una striscia di 1 ft (o 1 m) di larghezza nella direzione dell'armatura longitudinale. L'armatura lungo questa striscia è determinata sulla base di questo momento di progetto insieme a considerazioni dalla norma di progetto, come i minimi di armatura. Le unità per l'armatura fornite sono [area di armatura/larghezza], che è in²/ft (o cm²/m). L'armatura richiesta in ogni punto della mesh EF è fornita nella rappresentazione grafica utilizzando linee di contorno colorate.
Gli ingegneri potrebbero essere interessati a considerare una larghezza di progetto più grande piuttosto che quella predefinita di 1 piede (o 1 m) come quella che ACI 318-19 o CSA A23.3:19 consentono per un approccio più semplificato.
Strisce di verifica con travi risultanti in RF-CONCRETE Members
Le travi risultanti hanno la capacità di sommare tutte le forze interne di un elemento della soletta su una lunghezza e una larghezza scelte. Le travi risultanti non contribuiscono alla rigidezza della struttura o influenzano la distribuzione del carico. Piuttosto, possono essere utilizzati come strumento di valutazione dei risultati. Per una spiegazione dettagliata di questo tipo di asta, consultare il manuale della Guida in linea di RFEM 4.17 Aste:
Una trave risultante può essere disegnata direttamente sopra l'elemento della soletta. Il tipo di sezione trasversale e il materiale possono essere qualsiasi selezione arbitraria. Il tipo di asta deve essere impostato su "trave risultante". L'opzione "All'interno del cuboide - generale" dovrebbe essere ulteriormente selezionata con la larghezza Y impostata sulla larghezza totale della striscia di progetto desiderata e l'altezza Z impostata per comprendere lo spessore della superficie. Le superfici su cui si estende la striscia di progetto dovrebbero essere elencate negli "Oggetti inclusi".
Visualizza il webinar 2 di RFEM: Modellazione avanzata al tempo 38:14 per vedere un esempio simile di una trave risultante applicata su un elemento lastra.
Le travi risultanti possono essere ulteriormente progettate nel modulo RF-CONCRETE Members come un tipico elemento di trave.
L'armatura longitudinale sarà fornita secondo le norme ACI 318 o CSA A23.3 in base al momento flettente medio lungo la lunghezza della trave.
Più travi di risultati possono essere create in entrambe le direzioni longitudinali e progettate nel modulo RF-CONCRETE per applicare il metodo della striscia di verifica unidirezionale per gli elementi della soletta. Per questo esempio di trave risultante, vedere la superficie 7 e l'asta 6 nel modello di download alla fine dell'articolo.
Strisce di verifica con regioni medie in RF-CONCRETE Surfaces
L'alternativa alle travi dei risultati è applicare le regioni medie sulla larghezza della striscia di progetto specificata. Le regioni medie fanno la media delle forze interne sull'area designata su un elemento di superficie che può essere ulteriormente considerato per la progettazione in RF-CONCRETE Surfaces. Scopri di più sulle regioni medie nel Manuale della guida online di RFEM 9.7.3 Regioni medie:
Le regioni medie sono vantaggiose per le situazioni di singolarità. Vedi gli articoli aggiuntivi sulle "regioni medie" nella Knowledge Base:
Possono anche essere considerati nel modulo RF-CONCRETE Surfaces per smussare picchi elevati di forze interne e tensioni che non si verificherebbero in situazioni di vita reale a causa di una migliore distribuzione del carico che un software FEA non può catturare per impostazione predefinita. Vedi il webinar CSA A23.3:19 Verifica calcestruzzo in RFEM alle ore 56:10 per visualizzare un esempio di regioni medie e singolarità per la verifica del calcestruzzo armato.
Inoltre, la Superficie 9 nel modello scaricato applica l'uso delle regioni medie solo intorno alle intersezioni tra colonna e soletta per evitare requisiti di armatura di picco elevati. Le forze interne sono mediate in tutte le direzioni su un'area di 2 piedi ⋅ 2 piedi.
Le regioni medie possono essere utilizzate anche per replicare le strisce di progetto per considerazioni sull'armatura. La superficie 8 è identica alla superficie 9 nel modello scaricato. Tuttavia, le strisce di progetto vengono applicate lungo l'intera larghezza e lunghezza della soletta in entrambe le direzioni X e Y piuttosto che solo nelle posizioni di singolarità. La larghezza della striscia di progetto sarebbe impostata dall'utente e probabilmente considererebbe le raccomandazioni di ACI 318 e CSA A23.3.
È anche estremamente importante prestare particolare attenzione ai dettagli "Direzioni e forze per la media" nella finestra di dialogo Modifica regione media. Le strisce di verifica sono pensate per la verifica unidirezionale. Pertanto, le regioni medie dovrebbero considerare solo la media delle forze interne nella direzione corrispondente. Questo può essere impostato allineando l'asse locale della regione media all'asse locale perpendicolare della superficie (ad esempio, regione media's asse u con superficie's asse y). Queste impostazioni dipenderanno dall'orientamento degli elementi nel modello utilizzato. Le forze interne rilevanti saranno mediate attraverso la larghezza della striscia di progetto.
La visualizzazione delle forze interne di base delle superfici' come i momenti flettenti dell'asse x (mx) mostra una differenza significativa per i valori predefiniti lungo un taglio della sezione che include forze di picco elevate (Superficie 9) rispetto ai valori di taglio della sezione mediati su una media larghezza della regione (Superficie 8).
La verifica dell'armatura in RF-CONCRETE Surfaces può considerare le regioni medie selezionando questa opzione nelle impostazioni "Dettagli" all'interno del modulo. Il progetto considererà quindi le regioni medie implementate sulla superficie. Detto questo, sebbene le regioni medie influiranno direttamente sulle forze interne di base lungo gli assi x e y della superficie', questi non sono i valori utilizzati per il progetto finale. Piuttosto, vengono utilizzate le forze interne di progetto finali che sono state derivate da momenti flettenti massimi e minimi non necessariamente orientati lungo gli assi x e y. Non è possibile eliminare la verifica a due vie nel modulo. Le regioni medie utilizzate come strisce di progetto forniranno una migliore uniformità alla verifica dell'armatura, ma non sono una verifica unidirezionale rigorosa.
Conclusione
RF-CONCRETE Surfaces è un modulo di verifica di solette di armatura a due vie per impostazione predefinita. L'armatura richiesta dall'analisi sarà fornita sia nell'output numerico che grafico in ciascun punto della mesh agli elementi finiti in base alle forze interne di progetto finali calcolate all'interno del modulo. Il modo ottimale per considerare il metodo della striscia di progetto per la vera verifica unidirezionale in cemento armato su una larghezza definita dall'utente è con l'uso delle travi risultanti e del modulo aggiuntivo RF-CONCRETE Members. L'alternativa è applicare le regioni medie all'interno del modello RFEM e attivare questa considerazione all'interno di RF-CONCRETE Surfaces. Quest'ultima opzione migliorerà la media della forza interna sulla larghezza di una striscia di progetto, ma la verifica bidirezionale sarà comunque considerata nel processo di verifica dell'armatura.
