5624x
001685
2022-01-31

Wymiarowanie belek-ścian w RFEM

Zgodnie z EN 1992-1-1 [1] belka jest prętem, którego rozpiętość jest nie mniejsza niż 3-krotna całkowita wysokość przekroju. W przeciwnym razie element konstrukcyjny należy traktować jako belkę-ścianę. Zachowanie belek-ścian (tj. belek o rozpiętości mniejszej niż 3-krotna wysokość przekroju) różni się od zachowania belek-ścian (tj. belek o rozpiętości trzykrotnie większej niż wysokość przekroju).

Projektowanie belek-ścian jest jednak często konieczne podczas analizy elementów konstrukcyjnych konstrukcji żelbetowych, ponieważ są one wykorzystywane do budowy nadproży okiennych i drzwiowych, podciągów i podciągów, połączeń między płytami dwupoziomowymi oraz konstrukcji ramowych.

W programie RFEM 6 belki-ściany można modelować jako powierzchnię, której siły wewnętrzne są obliczane z uwzględnieniem sprężystego zachowania materiału. Zginanie przenoszone jest przez nieliniowy rozkład siły osiowej, który zmienia się w zależności od stosunku wysokości (h) do długości (l). Jak pokazano na rys. 1, rozkład zbliża się do linii prostej poprzez obniżenie stosunku h/l. Obliczenia oparte na tych siłach wewnętrznych prowadzą do klinowego rozkładu wymaganego zbrojenia podłużnego (rys. 2).



Biorąc pod uwagę, że obliczenia betonu opierają się na stanie zarysowanym, rozkład wymaganego zbrojenia należy ponownie rozważyć. W rzeczywistości odkształcenie zbrojenia na dolnej krawędzi mogło zostać przekroczone przez długi czas, podczas gdy górne warstwy zbrojenia pozostały nienaruszone. Aby rozwiązać ten problem, w programie RFEM 6 istnieją dwa możliwe podejścia do obliczeń: obliczenia z wykorzystaniem belki wynikowej lub obliczenia na podstawie przekrojów. Temat ten został również omówiony w artykule Bazy wiedzy Wymiarowanie belek-ścian w RFEM.


Wymiarowanie przy użyciu belki wynikowej


Takie podejście obliczeniowe jest zalecane dla stosunku wysokości do rozpiętości równego lub mniejszego niż 0,5 (h/l ≤ 0,5); w przeciwnym razie zakłada się, że ramię dźwigni jest korzystne.

Ocena wyników i obliczenia są przeprowadzane na poziomej belce wynikowej utworzonej w środku ciężkości. Przekrój tego elementu jest zgodny z wymiarami belki-ściany (rys. 3). Naprężenia i siły są całkowane z belki-ściany, która została zamodelowana jako powierzchnia (zdjęcie 4). W związku z tym obliczenia przeprowadzane są na belce wynikowej z uwzględnieniem zintegrowanych sił wewnętrznych belki-ściany. Wyniki są następnie wyświetlane, jak pokazano na rys. 5.


Ocena na podstawie przekrojów


Jeżeli stosunek wysokości (h) do długości (l) jest większy niż 0,5 (h/l > 0,5), ocena na podstawie przekrojów jest korzystna. W takim przypadku do nadrzędnych lokalizacji stosowany jest przekrój pionowy.

Ocena zbrojenia na ścinanie opiera się na maksymalnej wartości zbrojenia pionowego (na przykład od as,2,-zi as,2,+z) i jest niezmienna do momentu utworzenia górnej krawędzi belki po obu stronach. Z kolei dla zbrojenia na zginanie należy zsumować oba zbrojenia poziome (np. as,1,-z i as,1,+z).

Wyznaczone całkowite zbrojenie podłużne jest definiowane jako skoncentrowane na dolnej krawędzi przekroju. W celu lepszej oceny zbrojenia zalecamy wyświetlanie wyników w postaci przekrojów wyników, jak pokazano na rys. 5.


Zbrojenie belek-ścian


Zgodnie z EN 1992-1-1:2004 (9.7) belki-ściany powinny być wyposażone w prostokątną siatkę zbrojeniową w pobliżu każdej ściany, o minimalnej powierzchni zbrojenia określonej w odpowiednim Załączniku krajowym.

Zalecana minimalna wartość wynosi 0,1% pola przekroju betonu, ale nie mniej niż 150 mm2/m w każdą stronę iw każdym kierunku. Odległość między dwoma sąsiednimi prętami siatki nie powinna przekraczać dwukrotnej grubości belki-ściany lub 300 mm, w zależności od tego, która z tych wartości jest mniejsza.

Jeżeli odległość między węzłem a końcem belki nie jest wystarczająca, pozwalając na zachowanie długości zakotwienia 'bd', zbrojenie odpowiadające ściągom uwzględnionym w modelu obliczeniowym powinno być w pełni zakotwione w celu zachowania równowagi w węźle (na przykład poprzez zgięcie prętów, za pomocą pałąków typu U lub za pomocą urządzeń kotwiących).


Autor

Pani Kirova jest odpowiedzialna za tworzenie artykułów technicznych i zapewnia wsparcie techniczne dla klientów firmy Dlubal.

Odnośniki
Odniesienia
  1. EN 1992-1-1 Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken – Teil 1-1: Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln für den Hochbau. Beuth Verlag GmbH, Berlin, 2004