7724x
001663
2020-10-26

Uwagi na temat uwzględniania belek ukrytych w stropach oraz układów z przerywanymi podporami liniowymi w konstrukcjach żelbetowych

Klasyfikacja

ln / h < 7: Wystarczy rozmieścić dodatkowe wkładki zbrojenia konstrukcyjnego w rejonie otworu bez dodatkowych obliczeń. W tym przypadku można przyjąć, że podpora jest ciągła.

7 < ln / h < 15: Otwór należy uwzględnić w obliczeniach. Uproszczone obliczenia, zgodnie z DAfStb 631 2.4.3., można przeprowadzić poprzez wykształtowanie wzmocnionego pasma nośnego (ukrytej belki w stropie). Przy wykorzystaniu komputerowych obliczeń płyt (RFEM i RF-CONCRETE) jest to uwzględniane w istniejącej geometrii i nie są konieczne dodatkowe zabiegi.

ln / h > 15: Uproszczone podejście gdzie rozpatruje się pasmo o dodatkowym zbrojeniu (ukryta w stropie belka) jest niedozwolone. Należy uwzględnić otwór w komputerowych obliczeniach płyty (RFEM i RF-CONCRETE).

Poniżej przedstawiono dwie możliwości uwzględnienia dozbrojonego pasma nośnego (ukrytej belki stropowej) w programie RFEM.

Analiza równoważnego układu dozbrojonego pasma nośnego stropu (belki ukrytej w grubości stropu)

Uwzględniając stosowny obszar zbierania obciążenia oraz szerokość efektywną, obliczenia można przeprowadzić na układzie równoważnym.

Obciążenie równoważne jest zbliżone do wartości z połowy rozpiętości między polami przyległymi, lecz o rozkładzie kopertowym o kącie wynoszącym 60 °.

Jeżeli nie są dostępne obliczenia płyty, a spełniony jest warunek 7 < ln / h <15, można przeprowadzić obliczenia na równoważnym układzie belkowym. Jednak, jeżeli obliczenia są przeprowadzane w programie RFEM, stosowanie tego podejścia nie jest konieczne. Aby dokonać sprawdzenia na belce, można skorzystać z funkcji belki wynikowej. Do pręta wynikowego można przydzielić szerokość zbierania sił wewnętrznych odpowiadającą przyłożonemu obciążeniu kopertowemu. Stosować tu można uśrednioną szerokość, zmienną skokowo, o wartości maksymalnej w środku przęsła.

Wymiarowanie płyty na podstawie istniejącej geometrii

Zgodnie z wytycznymi w broszurze 631 pkt. 2.4.3 b), dla wszystkich przypadków ln/h można przeprowadzić wymiarowanie na samej płycie. Jeżeli porównamy wyniki wymaganego zbrojenia obliczonego bezpośrednio z płyty do tych uzyskanych za pomocą układu równoważnego (belka wynikowa), wynik jest praktycznie taki sam.

W związku z wyznaczaniem skoncentrowanego zbrojenia pojawia się pytanie o rozkład sztywności w płycie. Jeżeli zbrojenie jest skupione wzdłuż linii, czyli podobnie jak zbrojenie belki, można przyjąć, że w tym obszarze wzrasta sztywność stropu. Jednak nie jest to praktycznie uzasadnione aby uwzględniać ten efekt w obliczeniach. Jeżeli na przykład zwiększymy sztywność płyty wzdłuż pasma otworu możemy zaobserwować co następuje.

Wymagane zbrojenie jest skoncentrowane w obszarze pasma płyty nad otworem. Sztywność pasma na zginanie została zwiększona o 50%. Jednak sumaryczna ilość wyznaczonego zbrojenia pozostaje w przybliżeniu bez zmian. Obciążenie nie wzrasta, a jedynie rozkłada się inaczej i większą jego część przejmuje element sztywniejszy.

Podsumowanie

Czy konieczne jest wymiarowanie belki ukrytej w stropie za pomocą równoważnego pręta?

Aby określić wymagane zbrojenie podłużne, nie jest trzeba przeprowadzać obliczeń na belce. Wymiarowanie powierzchni żelbetowej powoduje w przybliżeniu taką samą ilość zbrojenia, ale inny jego rozkład.

Czy z uwagi na skoncentrowane lokalnie zbrojenie konieczne jest lokalne zwiększenie sztywności stropu?

Nie zachodzi taka potrzeba. Rozkład sztywności zależy od rozkładu zbrojenia. Jeżeli zbrojenie jest skoncentrowane w obszarze przerwanej podpory liniowej (otwór w ścianie nośnej) można przyjąć, że zwiększona jest tam też sztywność, w konsekwencji fragment ten przejmuje większą część obciążenia. Rezultatem jest większe wymagane zbrojenie. Zachodzi też odwrotna zależność - jeżeli zbrojenie nie zostanie skoncentrowane w obszarze pasma otworowego, sztywność konstrukcji jest lokalnie zredukowana.


Autor

Pan Langhammer jest odpowiedzialny za rozwój konstrukcji z betonu zbrojonego oraz zapewnia wsparcie techniczne naszym klientom.

Po lewej
Odniesienia
  1. DAfStb-Heft 631-Hilfsmittel zur Schnitgrößenermittlung und zu besonderen Detailnachweisen bei Stahlbetontragwerken