Wpływ otworów na obliczanie belek i podciągów

Artykuł o tematyce technicznej

Ponieważ w rejonach otworów stan graniczny użytkowalności belek jest zaburzony, należy zwrócić na to szczególną uwagę. Ogólnie, niewielkie otwory można wkomponować w konstrukcję belki i pominąć w obliczeniach. W przypadku dużych otworów, konieczne jest uwzględnienie i zamodelowanie takiego rejonu osobno.

Możliwości w RFEM

Ponieważ obecnie nie jest możliwe bezpośrednie uwzględnienie otworów w belkach i podciągach, należy znaleźć rozwiązanie przy użyciu dostępnych narzędzi. Nie ma możliwości wykorzystania danych wejściowych z RF-CONCRETE Members, więc należy wykorzystać powierzchnie.

Modelowanie podciągów można przeprowadzić bez trudu przy użyciu powierzchni. Dzięki zastosowaniu opcji belka wynikowa, możliwe jest sprowadzenie sił wewnętrznych z powierzchni na siły prętowe.

Modelowanie

Betonowa belka lub podciąg jest modelowany za pomocą powierzchni a nie, jak zwykle, jako pręt lub żebro. Następnie, belka wynikowa jest modelowana w tej powierzchni, w której siły wewnętrzne z obliczeń powierzchni są zintegrowane na żądanym obszarze.

Rysunek 01 - Konstrukcja

Takie samo oddziaływanie, jak pokazano na Rysunku 02, ma miejsce w przypadku mniejszych przekrojów wokół otworów. Odpowiedni przekrój zintegrowanej powierzchni zostaje przypisany do belek wynikowych jako przekrój.

Rysunek 02 - Parametry integracji belka wynikowa

Siły wewnętrzne

Aby przeprowadzić obliczenia belki wynikowej w RF-CONCRETE Members, siły wewnętrzne w powierzchniach zostają przekształcone na siły wewnętrzne pręta. Dopiero wówczas można będzie w sposób znaczący ocenić siły wewnętrzne w powierzchni.

Rysunek 03 - Siły wewnętrzne

Obliczenia

Obliczenia pręta są jak zwykle przeprowadzane w RF-CONCRETE Members. Obszary zbrojenia są definiowane według sił wewnętrznych pręta w belce wynikowej i muszą zostać w razie konieczności dostosowane, aby racjonalnie stworzyć przejścia między zbrojeniem głównym a dozbrojeniem otworu. Wskutek obliczeń pasów na i pod otworem jako pręta ściskanego lub rozciąganego, średnica pręta lub zbrojenie różnią się od siebie.

Rysunek 04 - Optymalizacja zbrojenia; U góry: Bez dostosowania, U dołu: Dostosowane zbrojenie podłużne

Pozostałe elementy uwzględniane w przypadku dużych otworów

Oprócz zbrojenia zdefiniowanego w RFEM, należy uwzględnić dalsze szczegóły dotyczące zbrojenia otworów. Głębokość zakotwienia zbrojenia nad i pod otworem należy wybrać w taki sposób, aby skutecznie zakotwić betonowy krzyżulec przy jego nachyleniu pod kątem 45 °. Ponadto, konieczne jest zapewnienie podwieszonego zbrojenia po obu stronach otworu, aby przenieść rosnące rozciągające siły poprzeczne. Ich obliczenia mogą zostać przeprowadzone, na przykład, zgodnie z broszurą 566 lub 599 DAfStb (German Committee for Structural Concrete). Obie metody przedstawiono w [3].

Literatura

[1]  Instrukcja obsługi RFEM. Tiefenbach: Dlubal Software, luty 2016. Do pobrania
[2]  Instrukcja obsługi RF-/CONCRETE Members. Tiefenbach: Dlubal Software, październik 2017. Do pobrania
[3]  Hegger, J.; Mark, P.: Stahlbetonbau aktuell 2016. Berlin: Beuth, 2016

Do pobrania

Linki

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-CONCRETE 5.xx

Moduł dodatkowy

Wymiarowanie prętów i powierzchni (płyt, ścian, konstrukcji płaskich, powłok) z betonu zbrojonego

Cena pierwszej licencji
810,00 USD