3246x
001741
2022-06-21

Verifica a taglio-punzonamento in RFEM 6 secondo ACI 318-19 e CSA A23.3:19

Lo scenario ottimale in cui si dovrebbe utilizzare la verifica a taglio-punzonamento secondo ACI 318-19 [1] o CSA A23.3:19 [2] è quando una soletta sta subendo un'elevata concentrazione di forze di carico o di reazione che si verificano in un singolo nodo. In RFEM 6, il nodo in cui il taglio da punzonamento è un problema è indicato come nodo di taglio a punzonamento. Le cause di questa alta concentrazione di forze possono essere introdotte da una colonna, da una forza concentrata o da un vincolo esterno del nodo. Anche le pareti di collegamento possono causare questi carichi concentrati alle estremità delle pareti, agli angoli e alle estremità dei carichi lineari e di vincoli esterni delle linee.

Perimetro di controllo

La verifica a taglio punzonamento calcola innanzitutto l'area della sezione critica (sezione A ), che è l'area circostante il nodo di punzonamento. Secondo ACI 318-19 Sez. 22.6.4 [1] e CSA A23.3:19 Clausola 13.3.3 [2] , il perimetro critico (bo ) per una colonna quadrata è uguale alla lunghezza del perimetro del carico concentrato o dell'area di reazione che non è inferiore a metà della distanza della profondità efficace (d). Asezione e bo sono entrambi calcolati automaticamente da RFEM in base alla posizione del carico concentrato sulla platea.

Parametri della verifica a punzonamento in RFEM 6

Una volta che l'add-on Concrete Design è stato attivato, la casella di controllo Proprietà progetto punzonatura apparirà nella scheda Principale quando si modifica il nodo di taglio punzonamento in RFEM 6. Questo può essere fatto contemporaneamente per tutti i nodi in cui il taglio a punzonamento è un problema. Nell'add-on Input Data of the Concrete Design, devono essere selezionati anche i nodi progettati per il taglio a punzonamento.

Una volta che i Parametri di verifica a taglio-punzonamento è selezionato per un nodo, appariranno le schede Verifica calcestruzzo - Nodo di punzonamento e Verifica calcestruzzo - Configurazioni. Ciò consente di modificare le opzioni relative al tipo di armatura a punzonamento, al posizionamento, al diametro della barra e al materiale. Apparirà la scheda Configurazione stato limite ultimo con ulteriori parametri di verifica che possono essere modificati dall'utente come forze "singole" o "smussate" per colonne/pareti e spaziatura minima dell'armatura. I coefficienti di riduzione della resistenza sec. ad ACI 318-19 Sez. 21.2.1 [1] e CSA A23.3:19 La clausola 8.4 [2] può essere regolata insieme alla spaziatura minima dell'armatura.

All'interno del perimetro critico, la forza di taglio dal carico di punzonamento per pareti è impostata su smussata. Mentre per i pilastri, il carico di punzonamento può essere impostato su "smussato" o "forza singola" dalla colonna, dal carico o dal vincolo esterno del nodo.

Verifica a taglio-punzonamento in RFEM 6

Una volta che i parametri di verifica per il taglio a punzonamento e l'armatura sono stati inseriti sotto il nodo e la superficie, la verifica viene eseguita dall'add-on Verifica calcestruzzo. Il progetto fa riferimento all'armatura longitudinale mostrata nell'immagine successiva. Una volta che la verifica del calcestruzzo è stata eseguita considerando solo questa armatura, i tassi di lavoro saranno mostrati per tutti i nodi di interesse e sono disponibili in forma tabellare o graficamente.

Nei risultati, la resistenza a taglio e punzonamento della soletta (vn ) e la forza di taglio massima applicata (vu ) sono confrontate tra loro per calcolare il rapporto di progetto complessivo secondo ACI 318-19 Sez. 22.6.1.2, Eq. (22.6.1.2) [1]. Allo stesso modo, la resistenza a taglio e punzonamento della soletta (vr ) e la tensione tangenziale massima applicata (vf ) sono utilizzate per calcolare il rapporto di progetto secondo CSA A23.319, clausola 13.3.4 [2]. Queste equazioni si possono trovare nei dettagli della verifica mostrati nell'immagine 7 insieme all'intera procedura di calcolo.

Se non viene aggiunta alcuna armatura aggiuntiva per taglio a punzonamento e Vu ≤ Vn, non è necessaria alcuna armatura aggiuntiva. Sul lato in trazione della soletta, può essere aggiunta un'armatura longitudinale aggiuntiva se la resistenza è superata dal taglio applicato. Per questo esempio di solaio, è possibile vedere che ciò può essere fatto definendo una regione rettangolare libera sulla parte superiore della posizione in cui è intelaiata la colonna. Questa definizione di armatura può essere copiata e incollata su tutti i nodi di punzonamento utilizzando lo strumento "copia/sposta". L'armatura così assegnata sarà considerata automaticamente nel calcolo della capacità a taglio.

I risultati, ancora, possono essere trovati nella tabella Verifica calcestruzzo o visualizzati graficamente. In termini di quantità di armatura richiesta a punzonamento, questa può essere visualizzata nella scheda Risultati del navigatore (immagine sotto).


Conclusione

In RFEM 6, la verifica a punzonamento può essere inizializzata all'interno della finestra di modifica di un nodo e viene quindi considerata automaticamente nel add-on Verifica calcestruzzo. Quindi, l'attivazione delle proprietà di progetto consentirà di manipolare i parametri di progetto di punzonamento, come il carico di punzonamento, i fattori di riduzione della resistenza secondo ACI 318-19 Sez. 21.2.1 [1] e CSA A23.3:19 Clausola 8.4 [2] e la spaziatura minima dell'armatura nelle impostazioni di Configurazione ultima. La verifica del calcestruzzo viene eseguita sulla base dell'armatura longitudinale fornita dalla superficie. Se il tasso di lavoro è superiore a 1.00, l'armatura longitudinale aggiuntiva può essere assegnata sul lato in trazione del solaio.


Autore

Alex è responsabile della formazione dei clienti, del supporto tecnico e dello sviluppo continuo del programma per il mercato nordamericano.

Bibliografia
  1. ACI 318-19, Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary
  2. CSA A23.3:19, Design of Concrete Structures