Iteracyjne określanie podstawowego obwodu kontrolnego zgodnie z EN 1992-1-1 w RF-PUNCH Pro

Artykuł o tematyce technicznej

Artykuł został przetłumaczony przez Google Translator Podgląd oryginalnego tekstu

Moduł dodatkowy RF-PUNCH Pro umożliwia wykonanie procesu ścinania stropów i płyt fundamentowych zgodnie z EN 1992-1-1. W przypadku płyty posadzkowej podstawowy obwód sterowania jest przykładany zgodnie z 6.4.2 (1), EN 1992-1-1 [1] w odległości 2d od obciążonego obszaru.

Zgodnie z 6.4.2 (2) [1] obwody należy uwzględnić w odległości mniejszej niż 2 d, jeżeli obciążeniu skoncentrowanemu przeciwdziała wysokie przeciwciśnienie (na przykład nacisk gruntu na fundament). Położenie obwodu krytycznego należy zazwyczaj określić iteracyjnie.

Niemiecki załącznik krajowy [2] dopuszcza uproszczone obliczenia w NCI do 6.4.4 (2) dla płyt stropowych i smukłych fundamentów przy λ = a λ/d> 2 (a λ = najkrótsza odległość między powierzchnią przyłożenia obciążenia a krawędzią fundamentu ). W takim przypadku obwód krytyczny można zastosować w odległości 1 d.

RF-PUNCH Pro określa iteracyjnie położenie obwodu krytycznego dla fundamentów/płyt stropowych. W celu wykonania obliczeń ścinania na fundamentach lub płycie stropu należy w programie RF-PUNCH Pro wybrać opcję „Fundament” jako „Element” w oknie 1.5 Węzły wykrawania.

Rysunek 01 - 1 - Okno 1.5 z definicją elementów konstrukcji dla obliczeń na przebicie

Wynikową siłę działającą oblicza się zgodnie z równaniem (6.48) w [1] V Ed, czerwony = V Ed - VV Ed . Jeżeli ΔV Ed zgodnie z 6.4.4 (2), wynikowa siła skierowana do góry (ciśnienie gruntu w górę minus obciążenie resztkowe fundamentu) mieści się w zakresie obwodu.

Wprowadzenie ciśnienia podeszwy, które ma być zastosowane jako korzystne dla obliczeń ścinania, znajduje się również w oknie „1.5 Węzły przebicia” na końcu tabeli szczegółów węzłów przebicia. Wielkość obciążenia powierzchniowego, które ma zostać odliczone, oraz jego procentową część, którą należy odliczyć, określa użytkownik. Ponadto, dla iteracyjnego wyznaczenia obwodu krytycznego konieczne jest zdefiniowanie, że maksymalne odejmowalne obciążenie powierzchniowe mieści się w obrębie wyznaczonego iteracyjnie obwodu krytycznego. W tym celu należy wybrać „a_crit”.

Rysunek 02 - Odliczalne obciążenie powierzchniowe

Przykład iteracyjnego określania położenia obwodu krytycznego

Poniżej, iteracyjne określenie obwodu krytycznego w RF-PUNCH Pro zostanie sprawdzone za pomocą obliczeń porównawczych, w których poszczególne obwody zostaną określone ręcznie.

Najpierw w programie RFEM modelowana jest mała płyta fundamentowa (grubość płyty d PL = 500 mm, długość ∙ szerokość = 2,00 m ∙ 2,00 m), na której znajduje się krótka kolumna żelbetowa (przekrój: Prostokąt 350 mm ∙ 350 mm, długość L = 2,00 m). Zastosowanym materiałem jest beton o klasie wytrzymałości C30/37. Uwzględnia się również ciężar własny wprowadzonej konstrukcji. Na kolumnę działają siły pionowe na głowicy kolumny. W przypadku obciążenia bezwładnościowego stosuje się obciążenie pionowe G k = 800 kN, w przypadku obciążenia użytkowego obciążenie pionowe Q k = 450 kN. Daje to wartość obliczeniową działania V Ed = 1763.27 kN dla kombinacji obciążeń CO1 = 1,35 ∙ G + 1,50 ∙ Q.

Aby określić obciążenie powierzchniowe do odjęcia, naprężenia kontaktowe σ z dla CO1 są obliczane w programie RFEM. W tym przykładzie zastosowano naprężenie kontaktowe wynoszące 458 kN/m² i wprowadzono jako wielkość obciążenia powierzchniowego, które należy odjąć zgodnie z poprzednią grafiką w oknie 1.5.

Położenie zbrojenia podłużnego w płycie fundamentowej można zdefiniować w oknie 1.4. W tym przykładzie określono pokrycie betonowe o wartości d 1 = 5,50 cm, a d 2 = 6,50 cm. Daje to statyczną wysokość d 44,0 cm. W tym przykładzie nie podano podstawowego zbrojenia do określania wytrzymałości na przebicie płyty fundamentowej.

Po przeprowadzeniu obliczeń przy użyciu opisanych danych w oknie wyników 2.1 można odczytać kryterium kontroli 0,87. W szczegółach wyników można znaleźć wartości pośrednie dla określenia wynikowej przykładanej siły ścinającej V Ed, kolor czerwony .

Rysunek 03 - 3 - Wyniki z iteracyjnym określeniem podstawowego obszaru obwodu kontrolnego

RF wykrawania Pro określa pozycję krytyczną obwodzie na odległość L W, co = 0,334 m od krawędzi powierzchni przyłożenia obciążenia. Powoduje to powstanie obszaru o obwodzie krytycznym wynoszącym:
A = 0,334 ∙ π + 4 ∙ 0,334 ∙ 0,35 + 0,35² = 0,94 m²

Wynikowa przeciwdziałająca siła tnąca orV Ed lub wynikowa działająca siła tnąca V Ed, czerwona powoduje:
ΔV Ed = 0,94 m² ∙ 458 kN/m² = 430,78 kN
V Ed, czerwony = 1763.27 kN - 4330,78 kN = 1332,49 kN

Rysunek 04 - 4 - Wyświetlanie kryterium projektowego VEd/VRd, cw Podstawowym obwodzie sterowania

Kontrola iteracyjnie ustalonego położenia obwodu krytycznego

Wynik pierwszego obliczenia oraz położenie obwodu krytycznego określone iteracyjnie w RF-PUNCH Pro zostaną sprawdzone w drugim obliczeniu.

W tym celu przed rozpoczęciem obliczeń położenie obwodu krytycznego można określić ręcznie w programie RF-PUNCH Pro. W takim przypadku następuje stopniowe zwiększenie odległości do obszaru przyłożenia obciążenia o ΔL = 0,05 m. W sumie przebicie analizowane jest na 15 ręcznie zdefiniowanych obwodach w odległości lw , def = 0,05 m - 0,75 m.

Rysunek 05 - 5 - Zdefiniowany przez użytkownika obszar podstawowego obwodu kontrolnego

Jak pokazano na powyższym rysunku, zaleca się kilkakrotne skopiowanie poprzednio wprowadzonego fundamentu (łącznie z obciążeniem) do tego obliczenia. W ten sposób można analizować 15 różnych wariantów obliczeń w jednym przebiegu obliczeniowym. W oknie 1.5 można określić odległość do powierzchni wprowadzania obciążenia osobno dla każdego punktu przebicia.

Rysunek 06 - Definicja odległości do strefy obciążenia

Po przeprowadzeniu obliczeń ze zdefiniowanym przez użytkownika określeniem położenia obwodu krytycznego dla wszystkich 15 wariantów wyniki można ocenić. Spojrzenie na poniższą grafikę pokazuje, że wynik pierwszego obliczenia (z iteracyjnym określeniem położenia obwodu krytycznego) może zostać potwierdzony. Maksymalne kryterium obliczeniowe zawiera się w przedziale między lw , def = 0,30 - 0,35 m (wcześniej określona iteracyjnie odległość lw , to = 0,334 m).

Rysunek 07 - Wyniki obliczeń z użyciem zdefiniowanego przez użytkownika podstawowego obszaru obwodu kontrolnego

Następnie wyniki obliczeń z ręcznym określaniem położenia obwodu krytycznego można również oceniać graficznie w postaci diagramu programu Excel. W tym przypadku do osi rzędnych przyłożony jest iloraz wynikowej siły ścinającej i wytrzymałości na przebicie (( Ed, czerwonyRd, c ). Iloraz odległości do obszaru przyłożenia obciążenia i wysokości statycznej (a it/d) jest wykreślany na osi odciętej.

Wartości odniesienia z pierwszego obliczenia:
$$ \ begin {array} {l} \ frac {{\ mathrm \ nu} _ {\ mathrm {Ed}, \ mathrm {red}}} {{\ mathrm \ nu} _ {\ mathrm {Rd}, \ mathrm c}} \; = \; \ frac {952 \; \ mathrm {kN}/\ mathrm m²} {1.094 \; \ mathrm {kN}/\ mathrm m²} \; = \; 0,87 \\\ frac {{\ mathrm a} _ \ mathrm {it}} {\ mathrm d} \; = \; \ frac {0.334 \; \ mathrm m} {0.44 \; \ mathrm m} \; = \; 0, 75 \ end {array} $$

Rysunek 08 - Kontrola obszaru obwodu podstawowego kontrolowanego iteracyjnie

W ten sposób można potwierdzić wyniki wynikające z pierwszego obliczenia z iteracyjnym określeniem obwodu krytycznego.

Literatura

[1] Eurokod 2: Projektowanie konstrukcji betonowych - Część 1-1: Ogólne zasady i reguły dotyczące budynków; EN 1992-1-1: 2004 + AC: 2010
[2]  Załącznik krajowy - Parametry określane na szczeblu krajowym - Eurokod 2: Projektowanie konstrukcji betonowych - Część 1-1: Ogólne zasady i reguły dotyczące budynków; DIN EN 1992-1-1/NA: 2013-04

Do pobrania

Linki

Kontakt

Kontakt do Dlubal

Mają Państwo pytania lub potrzebują porady?
Zapraszamy do bezpłatnego kontaktu z nami drogą mailową, poprzez czat lub forum lub odwiedzenia naszej strony z FAQ z użytecznymi wskazówkami i rozwiązaniami.

+48 (32) 782 46 26

+48 730 358 225

info@dlubal.pl

RFEM Program główny
RFEM 5.xx

Program główny

Oprogramowanie do obliczeń płaskich i przestrzennych układów konstrukcyjnych, obejmujących płyty, ściany, powłoki, pręty (belki), bryły i elementy kontaktowe, z wykorzystaniem Metody Elementów Skończonych (MES)

Cena pierwszej licencji
3 540,00 USD
RFEM Konstrukcje z betonu zbrojonego
RF-PUNCH Pro 5.xx

Moduł dodatkowy

Analiza przebicia dla fundamentów i płyt

Cena pierwszej licencji
760,00 USD