Sprawdzenie bezpieczeństwa
Zgodnie z EN 1992-1-1, punkt 5.7, obliczenia bezpieczeństwa obliczeń nieliniowych należy przeprowadzać przy użyciu globalnego współczynnika bezpieczeństwa γR. Możemy to zrobić za pomocą "sztuczki", choć jest ona kwestionowana: modyfikuje średnią sztywność elementów konstrukcyjnych (f cR , f rR itp.). Obliczeniowe naprężenie stali zostało zwiększone, a obliczeniowe naprężenie betonu zostało zredukowane, co pozwala na powrót do globalnego współczynnika bezpieczeństwa γR = 1,3 (lub 1,1 dla nadzwyczajnych kombinacji oddziaływań).
Aby zapewnić wystarczającą nośność, należy spełnić następujące warunki:
Z
- E d : wartość obliczeniowa miarodajnej kombinacji oddziaływań
- R d : wartość obliczeniowa nośności
- γR: jednolity częściowy współczynnik bezpieczeństwa na stronie obciążenia granicznego
RF-CONCRETE Pręt oblicza za pomocą działania γR. Może być ona przyłożona w krokach obciążenia, zgodnie z przyrostowym obliczaniem obciążenia ostatecznego.
Obliczenia są przeprowadzane, gdy oddziaływanie γR jest większe od obciążenia ostatecznego. Odpowiada to konwersji powyższego równania.
Uwzględniono przy tym aspekt obliczania redukcji przyłożonych sił wewnętrznych.
Najważniejsza zaleta tego podejścia jest oczywista: Podczas wszystkich obliczeń stosowana jest tylko jedna reguła materiałowa. Ułatwia to obsługę oraz oszczędność czasu podczas obliczeń, ponieważ wyznaczanie sił wewnętrznych i obliczeń odbywa się za jednym razem.
Wada ta jest widoczna dopiero po przyjęciu założonych warunków
są kompatybilne W przypadku obliczeń nieliniowych ta zgodność nie jest oczywiście zapewniona bez ograniczeń. Przykładem, który pokazuje, że takie podejście może być w dużej mierze po stronie niebezpiecznej, jest uwzględnienie narzuconych sił wewnętrznych. Zastosowanie właściwości materiału podzielonych przez γR powoduje, że sztywności są znacznie zredukowane, co powoduje znaczne zmniejszenie przyłożonych sił wewnętrznych. Przedstawienie to jest jednak użyteczne dla zobrazowania problemu zredukowanego modułu sprężystości stali.
Bezpośrednie zmniejszanie sztywności jest szczegółowo opisane w Quast [10] i jest oceniany krytycznie w odniesieniu do smukłych elementów ściskanych.
W celu wyjaśnienia korelacji upraszczamy warunki i przyjmujemy horyzontalne odgałęzienie charakterystyki dla stali zbrojeniowej ( fd = f td ). Powoduje to zmniejszenie obliczeniowej rezystancji Rd w przypadku:
W przypadku ustawienia σ sR = E s ⋅ ε wynikiem jest:
W przypadku praktycznego określania sił wewnętrznych według liniowej analizy statycznej bez narzuconych sił wewnętrznych obliczenia z zastosowaniem zredukowanych sztywności są bezwzględnie zasadne. W takim przypadku na wykres sił wewnętrznych wpływa w każdym razie stosunek sztywności z różnych obszarów do siebie.
Koncepcja ta okazuje się jednak problematyczna przy projektowaniu smukłych elementów ściskanych według analizy drugiego rzędu. Odkształcenia są zawyżone ze względu na zredukowaną sztywność układu. Powoduje to przeszacowanie sił wewnętrznych podczas obliczeń według teorii II rzędu.
Smukłe elementy ściskane z reguły ulegają zniszczeniu po osiągnięciu odkształcenia plastyczności w zbrojeniu. Stąd też staje się oczywiste, że odkształcenia są zawyżone ze względu na zredukowany moduł sprężystości i wynikające z tego większe zakrzywienia podczas rozprężania. Prowadzi to do mniejszego dopuszczalnego obciążenia kolumny, lub też należy odpowiednio zwiększyć zbrojenie. Quast [10] nie ma po temu powodu.
Zgodnie z normą EN 1992-1-1, punkt 5.8.6 (3), można bezpośrednio zaprojektować konstrukcję pod kątem wystarczającego bezpieczeństwa konstrukcji na podstawie wartości obliczeniowych ( cd , fd , ...) właściwości materiału . Zgodnie z punktem (3) do obliczeń sił wewnętrznych i odkształceń należy zastosować krzywe naprężenie-odkształcenie zdefiniowane na podstawie wartości obliczeniowych. Moduł sprężystości E cd należy obliczyć przy użyciu współczynnika bezpieczeństwa γ CE (E cd = E cm / γ CE ).
Zgodnie z załącznikiem krajowym dotyczącym Niemiec EN 1992-1-1, punkt 5.8.6 (NDP 5.8.6 (3)), siły wewnętrzne i odkształcenia mogą być wyznaczane na podstawie średnich właściwości materiałów (f cm , f ctm,. ..). W przypadku głównych przekrojów obliczeń nośności ostatecznej należy dokonać przy uwzględnieniu właściwości obliczeniowych (f cd , fd , ...).
Problem z tym podejściem polega na tym, że niektóre części w statycznie nieokreślonych układach nie mogą osiągnąć zbieżności wyników. W obliczeniach nie są uwzględniane siły wewnętrzne obliczone na podstawie średnich wartości właściwości materiału, przy uwzględnieniu wartości obliczeniowych, które należy przyłożyć. Zwiększenie zbrojenia powoduje wzrost sztywności odpowiednich części i powierzchni, co również wymaga zwiększenia zbrojenia w kolejnym kroku iteracji. Należy przy tym pamiętać, że wykorzystanie zasobów plastycznych w stanie granicznym nośności jest praktycznie niemożliwe, ponieważ obliczeniowy moment obliczeniowy M ed (wartości obliczeniowe dla wytrzymałości materiałów) nie osiągnie wartości momentu powstawania M y (średnia właściwości materiału).
Pręty RF-CONCRETE wykonują obliczenia bezpieczeństwa według normy poprzez przeciwdziałanie zbrojeniu z zbrojeniem, które jest wymagane dla obliczeniowych wartości właściwości materiału. Należy zawsze pamiętać o ręcznym korygowaniu zbrojenia (słowo kluczowe: "zwiększenie sztywności").