W tym miejscu należy wspomnieć o wcześniejszym artykule technicznym, w którym wyjaśniono ogólne zasady obliczania przebicia zgodnie z [1] i [2], a także funkcje modułu dodatkowego RF-PUNCH Pro.
Model przykładowy
Obliczenia na przebicie zostanie przeprowadzone dla stropu żelbetowego o grubości 25 cm, klasy betonu C30/37. Wymiary słupa wynoszą 25 x 25 cm.
W dalszej kolejności przeprowadzone zostanie tylko obliczenie przebicia dla słupa wewnętrznego w miejscu połączenia ze stropem nad parterem. Patrz również kolorowy punkt przebicia na rysunku 01. Siła osiowa Nd = 442,21 kN działająca na głowicę słupa w słupie wewnętrznym na pierwszym piętrze wynika z wyznaczenia sił wewnętrznych w programie RFEM.
Analiza z zaprojektowanymi obwodami
Jeżeli w module RF-PUNCH Pro przeprowadzane są obliczenia na ścinanie, obwody niezbędne do obliczeń (obwód kontrolny, obwód wewnętrzny i zewnętrzny) zostaną utworzone automatycznie w module dodatkowym. Ponadto, ogólnie można zawsze zachować domyślne ustawienia dla "przyłożonego obciążenia przebijającego" lub "współczynnika zwiększającego obciążenie ß".
W tym przykładzie należy zastosować również obciążenie przebijające wynikające z siły osiowej słupa. Współczynnik zwiększający obciążenie ß zostanie jednak określony na podstawie "współczynników stałych" zgodnie z 6.4.3 (6). W tej sytuacji (słup wewnętrzny) powoduje to współczynnik zwiększający obciążenie ß = 1,10.
Zamiast ustawień domyślnych, zostanie zdefiniowane również istniejące zbrojenie podłużne do obliczania wytrzymałości na ścinanie przy przebiciu. Oznacza to, że w przypadku, gdy zdefiniowane zbrojenie podłużne na górnej powierzchni płyty jest niewystarczające oraz νRd,c < νEd, moduł dodatkowy automatycznie ustawia zbrojenie na ścinanie.
Ponadto, istniejące zbrojenie podłużne na górnej powierzchni płyty (strona nieobciążona) zostanie zdefiniowane jako zbrojenie o średnicy 12 - 10 w obu kierunkach zbrojenia, co odpowiada zawartości zbrojenia 11,31 cm²/m.
Należy zwrócić uwagę na położenie zbrojenia podłużnego (Ø 12 - 10). Zbrojenie uwzględniane przy obliczeniach powinno w tym przypadku znajdować się w otulinie betonowej cnom = 3,5 cm. Należy to zdefiniować w oknie "1.4 Zbrojenie podłużne" przed rozpoczęciem obliczeń. W tym celu należy zdefiniować położenie zbrojenia w kierunku 1, gdzie d1 = cnom + ds/s = 3,5 + 1,2/2 = 4,1 cm. Otulina betonowa w kierunku 2 daje zatemd2 = d1 +ds = 5,3 cm. Definicja otuliny betonowej w tabeli "1.4 Zbrojenie podłużne" określa wymiar wysokości statycznej d i musi zostać odpowiednio dostosowana przed rozpoczęciem obliczeń.
Po przeprowadzeniu obliczeń dla danych wytrzymałościowych, kryteria obliczeniowe zostaną wyświetlone w tabeli wyników 2.1 Obliczenia wytrzymałości na przebicie. Wyznaczona zostaje nośność na ścinanie νRd,c = 612,05 kN/m². Wynikiem tego jest kryterium obliczeniowe 110%. Wytrzymałość na ścinanie przy przebiciu bez zbrojenia na przebicie jest zatem niewystarczająca.
Ponieważ νRd,c = 612,05 kN/m² < νEd = 674,80 kN/m², maksymalna nośność na przebicie νRd,max zostanie sprawdzona. Zgodnie z 6.4.5 (3), [2] νRd,max wynosi:
νEd,u1 ≤ νRd,max = 1,4 · νRd,c,u1
νEd,u1 = 674,80 kN/m²
νRd,max = 1,4 · 612,05 kN/m² = 856,87 kN/m²
Takie obliczenia są przeprowadzane z νEd = 674,80 kN/m² < νRd,max = 856,88 kN/m² w stosunku 79%, dzięki czemu moduł automatycznie rozpoczyna obliczenia obwodów wewnętrznych i zewnętrznych.
Zgodnie z równaniem 6.54 (4) z równania 6.54 zgodnie z 6.4.5 (4) obrys obwodu zewnętrznego ma:
uout = ß · VEd/(νRd,c · d)
Uwaga: νRd,c dla nośności na ścinanie bez zbrojenia na ścinanie wg 6.2.2 (1)
Za pomocą tego wzoru można określić średnicę obwodu zewnętrznego, a tym samym odległość lw,a od obwodu zewnętrznego do krawędzi powierzchni obciążenia. W ten sposób można określić "powierzchnię wzmocnioną na przebicie". Zgodnie z 9.4.3 [1] pierwszy obwód wewnętrzny może być umieszczony w odległości 0,5 d od powierzchni obciążenia. Ostatni obwód wewnętrzny znajduje się 1,5 d przed obwodem zewnętrznym. Patrz też Rysunek 2.36 na [3].
Dzięki temu moduł może automatycznie określić liczbę i odległości niezbędnych obwodów wewnętrznych. Dzieje się tak również w RF-PUNCH Pro, zgodnie z domyślnymi ustawieniami, co zawsze skutkuje kryterium 1,00 w tabeli "2.1 Obliczenia przebicia" dla obliczeń krzyżulca oraz obwodu zewnętrznego.
Tabela wyników "2.2 Wymagane zbrojenie na przebicie" pokazuje zbrojenie podłużne i zbrojenie na ścinanie spełniające kryteria obliczeniowe. Tabele szczegółów pokazują na przykład odległość poszczególnych obwodów wewnętrznych (seria zbrojenia na ścinanie) od krawędzi wprowadzenia obciążenia.
Obliczenia ze zdefiniowanymi obwodami
W tym przykładzie obliczenia automatycznego pozycjonowania obwodów wewnętrznych prowadzą do odległości 10 cm od krawędzi wprowadzenia obciążenia dla pierwszego szeregu ścinania. Wartość ta (patrz Rysunek 05) jest udokumentowana w szczegółach wyników jako lw dla każdego obliczanego obwodu. Dla drugiego obwodu wewnętrznego lw,2 = lw,1 + sr = 0,10 m + 0,14 m = 0,24 m.
W RF-PUNCH Pro użytkownik ma również możliwość bezpośredniego zdefiniowania położenia zewnętrznego i wewnętrznego obwodu. W tym celu przed rozpoczęciem obliczeń należy aktywować opcję "Obwody" w tabeli "1.5 Węzły przebicia". Pozwala to, jak pokazano w tym przykładzie, zdefiniować liczbę i położenie "Obwodów wewnętrznych".
Jako alternatywa dla obliczanych automatycznie dwóch obwodów wewnętrznych, możliwe jest teraz, na przykład, obliczenia z wykorzystaniem, na przykład, trzech obwodów wewnętrznych. W tym miejscu można zdefiniować numer i odległość powierzchni obciążenia od pierwszego obwodu wewnętrznego lw,1 oraz odległości między obwodami wewnętrznymi sr.
Po zakończeniu obliczeń w tabeli wyników "2.2. Wymagane zbrojenie na ścinanie" wyświetlane jest również niezbędne zbrojenie podłużne i zbrojenie na przebicie wraz z obliczonymi wymaganymi powierzchniami zbrojenia na obwód.
Jeżeli wymagania zgodnie z 9.4.3 [1] dotyczące położenia poszczególnych obwodów wewnętrznych lub zewnętrznego są spełnione – na przykład odległość promieniowa sr obwodów wewnętrznych względem siebie (≤ 0,75 d) lub odległość od siebie od ostatniego obwodu wewnętrznego do zewnętrznego ( ≤ 1,5 d ) , w oknie wyników "2.2 Wymagane zbrojenie na przebicie" pojawia się odpowiednia informacja. W ten sposób można szybko rozpoznać i usunąć błędny wpis.
Zastosowania i dalsze informacje
W większości przypadków obliczenia na ścinanie w RF-PUNCH Pro z pewnością są przeprowadzane w taki sposób, aby zbrojenie podłużne zostało zwiększone w możliwym zakresie w budownictwie, aby uniknąć zbrojenia na przebicie w postaci strzemion ścinanych. Jeżeli wymagane zbrojenie podłużne - nawet jeśli maksymalny stopień zbrojenia podłużnego φl nie został jeszcze osiągnięty - nie jest już możliwe w praktyce budowlanej, RF-PUNCH Pro oferuje opcję obliczenia zbrojenia na ścinanie na przebicie w postaci strzemion ścinanych (pionowe lub nachylonej) automatycznie. Obciążenie przebijające i geometria przebicia można też wyeksportować do programu Halfen HDB, w którym, jako alternatywa dla strzemion, można zaprojektować usztywniacze usztywniające.
Niezależnie od tego, może się zdarzyć, że już zaprojektowane zbrojenie na przebicie powinno zostać przeanalizowane w zmodyfikowanej sytuacji obciążenia. Aby umożliwić tego rodzaju "ponowne obliczenia" lub opracować alternatywną koncepcję zbrojenia podczas planowania zbrojenia, RF-PUNCH Pro oferuje już wspomniane opcje "Definicji obwodów".
W tym celu należy odnieść się do rozdziału 2.2.1.5 w instrukcji obsługi RF-PUNCH Pro. Znajdują się tam schematy obliczeń na ścinanie ze zbrojeniem na ścinanie, dzięki czemu można również zrozumieć poszczególne etapy projektowania wymaganego zbrojenia na ścinanie.