Kolumny poddane naprężeniom rozciągającym w RF- / JOINTS Stal - podstawa słupa

Artykuł o tematyce technicznej

Artykuł został przetłumaczony przez Google Translator

Podgląd oryginalnego tekstu

Asortyment produktów Dlubal Software obejmuje różne moduły do projektowania połączeń stali i drewna. Moduł dodatkowy RF-/JOINTS Steel - Column Base umożliwia analizę fundamentów przegubowych lub utwierdzonych podstaw słupów stalowych. Dla opłacalnego i bezpiecznego obliczenia podstawy słupa decydujący jest wybór łącznika, geometria fundamentu i jakość materiału.

W artykule przedstawiono konstrukcje sztywnego słupa zastosowanego w obszarze rozciągania połączenia. Model oparty jest na przykładzie z literatury przedmiotu [1] .

Układ

Słup składa się z przekroju HEB 280 i stali konstrukcyjnej S 235 JR.

Rysunek 01 - Układ i obciążenie zgodnie z [1]

W oknie 1.4 RF-/JOINTS wymiary fundamentu są określone jako 140 x 120 x 80 cm. Klasa betonu to C20/25.

Parametry płyty podstawy są definiowane w oknie 1.5, jak pokazano na rysunku 02.

Rysunek 02 - Okno '1.5 Płyta podstawy i spoiny' w RF-/JOINTS

W oknie 1.6, definiowane są wymiary i położenie kotew (patrz Rysunek 03).

Rysunek 03 - Okno „1.6 Zakotwiczenia” w RF-/JOINTS

siły wewnętrzne

RF-/JOINTS umożliwia ręczne definiowanie sił wewnętrznych, a tym samym niezależnie od modelu RFEM/RSTAB.

W oknie 1.3 określa się następujące obliczeniowe siły wewnętrzne:

NEd = -396,0 kN
VEd = 21,5 kN
MEd = -110,0 kN

Siły kotwiczne

Aby określić siły wewnętrzne istotne dla obliczenia, konieczne jest rozróżnienie przypadku:

Rysunek 04 - Rozróżnienie przypadku według [1]

W przypadku obliczeń połączeń w obszarze rozciągania „Przypadek F1

$${\mathrm F}_1\;=\;\frac{{\mathrm N}_\mathrm{Ed}}2\;-\;\frac{{\mathrm M}_{\mathrm y,\mathrm{Ed}}}{2\;\cdot\;{\mathrm a}_\mathrm D}\;=\;\frac{396}2\;-\;\frac{11.000}{2\;\cdot\;13,1}\;=\;-221,84\;\mathrm{kN}$$

$${\mathrm Z}_1\;=\;\frac{-2\;\cdot\;{\mathrm F}_1}{1\;+\;\frac{{\mathrm a}_\mathrm Z}{{\mathrm a}_\mathrm D}}\;=\;\frac{-2\;\cdot\;-221,84}{1\;+\;\frac{24,0}{13,1}}\;=\;156,7\;\mathrm{kN}$$

W dalszej części artykułu przedstawiono obliczenia połączenia w obszarze rozciągania w odniesieniu do kotwy i betonu.

Naprężenie zakotwienia przy rozciąganiu

Przy użyciu kotwy M30 (wytrzymałość 5,6, AS = 5,61 cm²) obliczenia są wykonywane zgodnie z [2] , tabela 3.4, w następujący sposób:

$${\mathrm F}_{\mathrm t,\mathrm{Rd}}\;=\;\frac{{\mathrm k}_2\;\cdot\;{\mathrm f}_\mathrm{ub}\;\cdot\;{\mathrm A}_\mathrm S}{{\mathrm\gamma}_{\mathrm M2}}\;=\;\frac{0,9\;\cdot\;50,0\;\cdot\;5,61}{1,25}\;=\;201,96\;\mathrm{kN}$$

Rysunek 05 - Okno „3.1 Obliczenia - Podsumowanie” wraz ze szczegółami zakotwienia

Wyciągnięcie kotwy

Nośność na wyciągnięcie kotwicy jest obliczana zgodnie z [4] , sekcja 15.1.2.3, w następujący sposób:

$${\mathrm F}_{\mathrm t,\mathrm{bond},\mathrm{Rd}}\;=\;11\;\cdot\;{\mathrm f}_\mathrm{ck}\;\cdot\;\frac{{\mathrm d}_\mathrm h\;\cdot\;{\mathrm l}_\mathrm h\;-\;\frac{\mathrm\pi\;\cdot\;\mathrm d^2}4}{{\mathrm\gamma}_\mathrm{Mc}}\;=\;11\;\cdot\;20,0\;\cdot\;\frac{80\;\cdot\;80\;-\;\frac{\mathrm\pi\;\cdot\;30^2}4}{1,50}\;=\;834,99\;\mathrm{kN}$$

Rysunek 06 - Okno '3.1 Projekt - Podsumowanie' wraz ze szczegółami wysunięcia kotwy

Uszkodzenie betonowego stożka

W przypadku uszkodzenia stożka betonowego na końcu elementu zakotwiczenia powstaje pęknięcie stożkowe. Obliczanie uszkodzenia stożka betonowego jest przeprowadzane zgodnie z [4] , Sekcja 9.2.4.

$${\mathrm F}_{\mathrm t,\mathrm{kegel},\mathrm{Rd}}\;=\;\frac{{\mathrm N}_{\mathrm{Rk},\mathrm c}}{{\mathrm\gamma}_\mathrm{Mc}\;\cdot\;{\mathrm\gamma}_{{\mathrm M}_2}}\;=\;\frac{290,09}{1,5\;\cdot\;1,2}\;=\;161,16\;\mathrm{kN}$$

Rysunek 07 - Okno "3.1 Projekt - Podsumowanie" wraz ze szczegółami uszkodzenia stożka betonowego

Uszkodzenie w postaci pęknięcia

Siły łupania powodują pękanie w betonie. Występują one promieniowo obwodowo wokół kotwy, a tym samym prostopadle do siły rozciągającej. Uszkodzenie łupania również jest analizowane zgodnie z [4] , punkt 9.2.4.

$${\mathrm F}_{\mathrm t,\mathrm{sp},\mathrm{Rd}}\;=\;\frac{{\mathrm N}_{\mathrm{Rk},\mathrm{sp}}}{{\mathrm\gamma}_\mathrm{Mc}\;\cdot\;{\mathrm\gamma}_{{\mathrm M}_2}}\;=\;\frac{278,05}{1,5\;\cdot\;1,2}\;=\;154,47\;\mathrm{kN}$$

Rysunek 08 - Okno „Projekt 3.1 - Podsumowanie” wraz ze szczegółami uszkodzenia łupania

Odporność betonu na obciążenie rozciągające została nieznacznie przekroczona. W tym przypadku przy rozciąganiu należy uwzględnić uszkodzenie przy rozciąganiu.

Analizę obszaru rozciągania kończy się w programie poprzez wprowadzenie wprowadzenia siły rozciągającej, ale nie jest to opisane w tym artykule. Ponadto konieczne jest zaprojektowanie części połączeniowych w obszarze ściskania, nośności połączenia na zginanie, nośności na ścinanie oraz spoin.

Wniosek

RF-/JOINTS Steel - Column Base oblicza fundamenty na przegubowych i utwierdzonych podstawie słupa. W przypadku słupa z płytą podstawy poddanego naprężeniu rozciągającemu, należy uwzględnić naprężenia rozciągające, które powstają w betonie w wyniku wprowadzenia obciążenia na łącznik. Odporność na rozciąganie betonu ma decydujące znaczenie dla obciążeń przenoszonych przez połączenie.

Odniesienie

[1] Kahlmeyer, E .; Hebestreit, K .; Vogt, W .: Stahlbau nach EC 3, 6 wydanie. Kolonia: Werner, 2012
[2] Eurokod 3: Wymiarowanie konstrukcji stalowych - Część 1-8: Obliczanie połączeń; EN 1993-1 8: 2005 + AC: 2009
[3] Eurokod 2: Wymiarowanie konstrukcji betonowych - Część 1-1: Ogólne zasady i reguły dotyczące budynków; EN 1992-1-1: 2004 + AC: 2010
[4]Komisja euro-międzynarodowa du Béton (CEB): Wymiarowanie połączeń w betonie - Instrukcja wymiarowania. Londyn: ICE Publishing, 1997
[5]Instrukcja obsługi RF-/JOINTS. Tiefenbach: Dlubal Software, styczeń 2017. Pobierz

Słowa kluczowe

Ograniczona kolumna FOUNDATION podstawa słupa Płyta podstawy Kotwy Siła zakotwienia Uszkodzenie betonowego stożka Uszkodzenie w postaci pęknięcia

Do pobrania

Linki

Kontakt

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
RSTAB Program główny
RSTAB 8.xx

Program główny

Oprogramowanie do obliczania konstrukcji ramowych, belkowych i szkieletowych, wykonujące obliczenia liniowe i nieliniowe sił wewnętrznych, odkształceń i reakcji podporowych

Cena pierwszej licencji
2 550,00 USD
RFEM Połączenia
RF-JOINTS Steel - Column Base 5.xx

Moduł dodatkowy

Wymiarowanie przegubowych i sztywnych podstaw słupów według Eurokodu 3

Cena pierwszej licencji
670,00 USD
RSTAB Połączenia
JOINTS Steel - Column Base 8.xx

Moduł dodatkowy

Wymiarowanie przegubowych i sztywnych podstaw słupów według Eurokodu 3

Cena pierwszej licencji
670,00 USD