Przykład ten pokazuje wprowadzanie i funkcjonalność redukcji siły tnącej dla pojedynczych obciążeń w pobliżu podpory, a także obliczenia w odległości d od lica podpory na przykładzie belki dwuprzęsłowej.
Układ, obciążenie i kombinatoryka
W programie RFEM lub RSTAB tworzymy belkę dwuprzęsłową o rozpiętości przęsła 4,0 m. Przekrój prostokątny ma wymiary w/h = 30/45 cm. Jako materiał wybieramy beton klasy C25/30.
Obciążenie w tym przykładzie stanowi obciążenie stałe i zmienne. Obciążenia stałe są wprowadzane w przypadku obciążenia 1. Jest to ciężar własny przekroju i obciążenie liniowe gk = 48,75 kN/m. Jako obciążenie zmienne wprowadzamy obciążenie liniowe qk = 37,5 kN/m oraz, alternatywnie, obciążenie skupione jako trzy pojedyncze obciążenia o Qk = 37,5 kN (obciążenie prętowe, skupione n x P). Te dwa obciążenia wprowadzamy osobno dla odpowiedniego pola i traktujemy je alternatywnie w kombinatoryce.
W programach RFEM i RSTAB aktywowana jest automatyczna kombinatoryka w celu utworzenia kombinacji obciążeń dla SGN i SGU. Aby zapobiec łączeniu alternatywnych przypadków obciążeń z obciążeniami rozłożonymi lub skupionymi, każdy z nich przyporządkowany jest do odpowiedniej grupy.
Pobierz plik na końcu tego artykułu, aby zobaczyć wszystkie pozostałe dane, które wprowadziliśmy w programach RFEM i RSTAB.
Rozkład sił tnących z RFEM i RSTAB
Na podstawie wcześniej wprowadzonych danych możemy teraz obliczyć siły wewnętrzne dla belki dwuprzęsłowej w RF-CONCRETE Members lub CONCRETE. W przypadku obliczeń SGN, skutkuje to obwiednią KW1, która zawiera rozkład siły tnącej zarówno od obciążenia równomiernego, jak i alternatywnych obciążeń skupionych.
Aby wyjaśnić poniższe możliwości lub wyniki redukcji, w obliczeniach nie stosuje się obwiedni KW1, ale poszczególne obciążenia obciążeniem równomiernym lub kombinacją tego samego i pojedynczego obciążenia. W tym przypadku uwzględniane są tylko przypadki z pełnym obciążeniem (obciążone jednocześnie lewy i prawy panel). Opcje opisane poniżej nie są dostępne w przypadku obliczeń z kombinacją wyników. Więcej informacji zawierają uwagi w ostatniej sekcji tego artykułu.
Zdefiniuj szerokość podpory
W oknie "Podpora 1.5" w kolumnie B można wprowadzić szerokość podpory. Należy pamiętać, że wprowadzenie szerokości podpory bez zaznaczenia opcji "Redukcja sił tnących w licu podpory..." nie ma wpływu na obliczenia siły tnącej.
Można też usunąć całą Tabelę 1.5 wraz z definicjami podpór i numerów węzłów. Jednakże w przypadku obliczania odkształcenia dla stanu granicznego użytkowalności może okazać się konieczne określenie podpór nawet jeśli nie chcemy korzystać z dostępnych opcji redukcji siły tnącej. W takim przypadku można użyć podpór do obliczenia długości odniesienia l0 w celu określenia maksymalnej wartości granicznej deformacji. W tym celu dostępne jest osobne Okno "1.7 Dane ugięcia", w którym aktywowana jest analiza deformacji. W tym miejscu można wybrać zdefiniowane podpory. W tym artykule jednak nie omówiono szczegółów opcji tam zawartych.
Podpora bezpośrednia
Podpora bezpośrednia musi zostać aktywowana, jeżeli zgodnie z 6.2.2 (6) lub 6.2.3 (8) pojedyncze obciążenia w pobliżu podpory mają zostać zredukowane o ß = av/2 d. Jeżeli belka drugorzędna przenosi obciążenie na inną belkę, a nie na "podporę bezpośrednią" (słup, podpora węzłowa, ściana itp.), należy odznaczyć to pole wyboru w oknie 1.5.
Obliczenia w odległości d od strony podpory
Jeżeli w oknie 1.5 zostały prawidłowo zdefiniowane numery podpór węzłowych i ustawiona jest szerokość podpory, można zastosować zredukowaną siłę tnącą do obliczeń i określenia wymaganego zbrojenia na ścinanie za pomocą wybranej opcji "Redukcja sił tnących w lico podpory i odległość d wg 6.2.1 (8)".
Poniżej widoczny jest rozkład sił tnących Vz,Ed i Vz,Ed,red wraz z obliczeniami w odległości d i zdefiniowaną szerokością podpory 25,0 cm.
Jak widać, siła tnąca w miejscu x jest ustawiona na zero bezpośrednio nad podporą. Wynika to ze specyfikacji "Obliczenia w odległości d". Rozkład sił tnących w module dodatkowym ma w tym miejscu punkt przecięcia z wartością zero. Na obwodzie lub w miejscu x lic podpory maksymalna wartość niezredukowanej siły tnącej wynosi Vz,Ed. Odległość d od lica podpory wynika z maksymalnej wartości zredukowanej siły tnącej, Vz,Ed,red.
Redukcja obciążeń skupionych w pobliżu podpory
Aby wyjaśnić redukcję pojedynczych obciążeń w pobliżu podpory, omówiona wcześniej belka dwuprzęsłowa została zaprojektowana w RF-CONCRETE Members pod kątem obciążenia skupionego (KO).
Poprzez aktywację funkcji "Podpora bezpośrednia" opisanej powyżej oraz "Redukcja sił tnących z obciążeniem skupionym zgodnie z 6.2.2 (6) i 6.2.3 (8)", pojedyncze obciążenia w zakresie 0,5 d < av < 2 d ß = av/2 d. Można to zilustrować poprzez porównanie Vz,Ed i Vz,Ed,red.
Zgodnie z 6.2.2 (6), przy zastosowaniu zredukowanej wartości Vz,ED,red do obliczeń VRd,c zgodnie z równaniem (6.2a) zastosowane zbrojenie podłużne (stosunek zbrojenia podłużnego ρl ) musi być całkowicie zakotwione w podporze. Ponadto należy sprawdzić siłę tnącą obliczoną bez redukcji ß w odniesieniu do wymagania wg równ. (6.5).
W przypadku elementów konstrukcyjnych o obliczonym zbrojeniu na ścinanie zgodnie z [1]> 6.2.3, wartość Vz,Ed jest dozwolona zgodnie z 6.2.3 (8) dla obliczeń VRd ,max bez redukcji sztywności w pobliżu podpory, w celu przyłożenia obciążeń skupionych o ß.
Szczególne przypadki żeber i kombinacji wyników
Aby zredukować obciążenia skupione w pobliżu podpory i zaprojektować obciążenie równomiernie rozłożone w odległości d od podpory, moduł dodatkowy analizuje rozkład siły tnącej Vz przy użyciu sił wewnętrznychz programu RFEM lub RSTAB. Ta analiza rozkładu sił tnących umożliwia programowi rozpoznanie obciążenia równomiernie rozłożonego z liniowego rozkładu siły tnącej oraz wielkości skupionych obciążeń blisko podpory na podstawie skoków w rozkładzie siły tnącej.
Dlatego ocena rozkładu siły tnącej jest podstawą do wspomnianej redukcji siły tnącej. Powoduje to również pewne ograniczenie: opcje te nie są dostępne gdy w obliczeniach stosowane są kombinacje wyników (KW). Dzieje się tak ponieważ nie zawsze można uznać, że wykres obwiedni odwzorowuje obciążenie równomiernie rozłożone. Patrz również rozkład sił tnących Vz na rysunku 03.
To samo dotyczy wymiarowania żeber w modułach RF-CONCRETE Members. Siły wewnętrzne w żebra składają się częściowo z sił wewnętrznych pręta mimośrodowo połączonej belki teowej, a częściowo z sumarycznych sił wewnętrznych połączonych powierzchniowo z połączonych płyt. Osobliwości w siłach wewnętrznych powierzchni mogą teraz powodować, że sumaryczna siła wewnętrzna żebra (siła tnąca Vz z programu RFEM) nie będzie mieć w programie rozkładu liniowego. Podobnie skoki w rozkładzie sił tnących Vz mogą wynikać z możliwej integracji pojedynczych sił wewnętrznych powierzchni. Z tego względu wspomniane opcje redukcji siły tnącej nie są dostępne w przypadku wymiarowania prętów typu żebro.
