W jednym z poprzednich artykułów wyjaśniono ogólne metody obliczeń i modelowania podciągów, żeber i belek teowych w stanie zarysowanym.
W artykule opisano proces wymiarowania belki ciągłej wykonanej z betonu zbrojonego. Obliczenia mogą być przeprowadzane w modułach dodatkowych CONCRETE i RF-CONCRETE Members w połączeniu z licencjami EC2 i RF-CONCRETE NL.
Układ i obciążenie
Belka ciągła składa się z prostokątnego przekroju 20/35 cm i betonu klasy C30/37.
Obciążenia stałe i komunikacyjne są zorganizowane w trzech przypadkach obciążeń. Aby określić kombinacje obliczeniowe zgodnie z EN 1990, stosowana jest automatyczna kombinatoryka dla stanu granicznego nośności i stanu granicznego użytkowalności (zwykła sytuacja obliczeniowa) programu RFEM/RSTAB.
Liniowe obliczanie zbrojenia w SGN
Najpierw określane jest zbrojenie dla stanu granicznego nośności. Obliczenia są przeprowadzane z uwzględnieniem redystrybucji momentu i redukcji dla sił wewnętrznych kombinacji wyników KW1. Ponadto określane są następujące parametry zbrojenia:
- Średnica zbrojenia 16 mm
- Ograniczenie zbrojenia dla trzech obszarów
- Otulina betonowa 30 mm
- Minimalne zbrojenie 2 Ø 12 dla górnego i dolnego położenia
- Zbrojenie drugorzędne dla maksymalnego rozstawu zbrojenia 15 cm i Ø 12
Na podstawie tych danych program określa koncepcję zbrojenia zgodnie z podejściem liniowo-sprężystym. W oknie 3.1 można sprawdzić zbrojenie, które jest podstawą analizy nieliniowej.
Nieliniowe obliczanie szerokości rys i odkształceń w SGU
Nieliniowe obliczenia stanu granicznego użytkowalności są przeprowadzane dla kombinacji obciążeń PO6 do PO8 (kombinacje wyników nie wykazują wyraźnych zależności naprężenie-odkształcenie). W analizie nieliniowej należy uwzględnić efekty usztywnienia przy rozciąganiu. W tym celu stosowana jest metoda ze zmodyfikowaną krzywą charakterystyczną dla stali zgodnie z [2].
![Window '1.1 General Data' for Serviceability Limit State with Settings for Nonlinear Calculation According to [2]](/pl/webimage/009376/2418468/03-en-png.png?mw=760&hash=1064f34dc0c9674b34f8f615fdd341dda4cb6fd1)
Dodatkowo uwzględniane są efekty pełzania i skurczu. Można je ustawić w oknie 1.3.
Wyniki
Przeprowadzane są fizyczne i geometryczne obliczenia nieliniowe. Iteracja stanu odkształcenia odbywa się w płaszczyźnie przekroju. Na podstawie rozkładu sił wewnętrznych w cyklu iteracji zawsze obliczane są nowe aktualne stany odkształcenia i naprężenia. Zbieżność zostaje osiągnięta, gdy ustawiony jest stan równowagi.
Zgodnie z oczekiwaniami, maksymalne odkształcenia występują w polu 1 dla obciążenia o wartości PO6 (PO1 + 0.5 ∙ PO2). Szerokości rys są małe.
Odkształcenie wynikające z obliczeń nieliniowych z uwzględnieniem efektu pełzania jest znacznie większe niż odkształcenie wynikające z czysto liniowych obliczeń sprężystych bez efektu pełzania. Jest to oczywiste porównując odkształcenia.
Wykres sztywności pokazuje, że duża powierzchnia Pola 1 jest zarysowana w stanie użytkowalności.
Uwagi końcowe
W porównaniu z obliczeniami liniowo-sprężystymi elementów żelbetowych, nieliniowa analiza sztywności i naprężeń dostarcza wartości odkształceń, które mogą być znacznie większe w przypadku uwzględnienia zarysowania. Problem ten można rozwiązać za pomocą nieliniowych metod analizy zaimplementowanych w modułach dodatkowych do analizy statyczno-wytrzymałościowej konstrukcji żelbetowych firmy Dlubal Software. Można tu również uwzględnić efekty pełzania i skurczu.