Obliczanie zbrojenia ściągu w module RF-CONCRETE Members

Artykuł techniczny na temat analizy statyczno-wytrzymałościowej w programach Dlubal Software

  • Baza informacji

Artykuł o tematyce technicznej

Artykuł został przetłumaczony przez Google Translator

Podgląd oryginalnego tekstu

W niniejszym artykule omówiono wyznaczanie zbrojenia belki żelbetowej poddanej jedynie rozciąganiu zgodnie z normą EN-1992-1-1. Celem jest wywołanie obciążenia rozciągającego elementu typu pręt (bez wymuszonych odkształceń) i zwymiarowanie zbrojenia zgodnie z przepisami zawartymi w normie, z wykorzystaniem programu do analizy statyczno-wytrzymałościowej RFEM.

Co oznacza rozciąganie elementu betonowego?

Przekrój elementu jest poddawany jednolitemu naprężeniu rozciągającemu, gdy siły działające na element można zredukować do pojedynczej siły N działającej w jego środku ciężkości. Siła normalna N działa prostopadle do przekroju, zgodnie z kierunkiem działania sił. Ciężar własny betonu jest pomijany, a przekrój jest równomiernie rozciągany.

Naprężenie rozciągające w stali

W przypadku stali gdzie na wykresie naprężenie-odkształcenie występuje półka plastyczna z wzmocnieniem, równanie dla prawej części krzywej, które odpowiada zachowaniu stali przy rozciąganiu, jest opisane zgodnie z wartościami charakterystycznymi stali według §3.2.7 (2) normy EN 1992-1-1.

Naprężenie w zbrojeniu

σs = fyd + k · fyd - fydεuk - fydEs · εs - fydEs

σs Naprężenie w zbrojeniu
fyd Obliczeniowa wartość granicy plastyczności = fyks
k Charakterystyczny stosunek granic = ftk/fyk
εuk Ugięcie graniczne
Es Moduł sprężystości
εs Odkształcenie zbrojenia = εud = 0,9 ⋅ εuk
Fyk Charakterystyczna granica plastyczności
γs Współczynnik częściowy dla stali
ftk Wartość charakterystyczna wytrzymałości na rozciąganie
εud Obliczeniowa wartość odkształcenia granicznego

Zbrojenie podłużne

Uwaga: beton poddany naprężeniom rozciągającym jest pomijany podczas obliczeń. Tak więc tylko zbrojenie przenosi siłę rozciągającą Ned. Więc wymagany przekrój zbrojenia wyznacza się za pomocą działającej na element siły i projektowane poziomu naprężeń.

As = NEds
As ... Pole przekroju zbrojenia
Ned ... Siła osiowa w stanie granicznym nośności

Zastosowanie teorii z wykorzystaniem RF-CONCRETE Members

Na przykładzie elementu poddanego prostemu rozciąganiu analizujemy wyniki uzyskane dla zbrojenia podłużnego. Poniżej znajdują się dane wejściowe:

  • Obciążenia stałe: NG = 100 kN
  • Obciążenia zmienne: Nq = 40 kN
  • Przekrój kwadratowy: 20/20 cm
  • Klasa wytrzymałości betonu: C25/30
  • Stal: S 500 A wykres ze wzmocnieniem
  • Średnica zbrojenia podłużnego: ϕl = 12 mm
  • Średnica zbrojenia poprzecznego: ϕt = 6 mm
  • Otulina betonowa: 3 cm
  • Sprawdzenie zarysowania nie jest wymagane.

Aby zweryfikować założenia dla materiałów w RF-CONCRETE Members, na rysunku 02 pokazano materiały dla betonu i zbrojenia.

Stan graniczny nośności

Obciążenie obliczeniowe w stanie granicznym nośności:

NEd = 1,35 ⋅ 100 + 1,5 ⋅ 40 = 195,00 kN

Projektowane naprężenie rozciągające

Stan graniczny nośności dla stałej i przejściowej sytuacji obliczeniowej:

fyd = 500/1,15 = 435 MPa

k = 525/500 = 1,05 zgodnie z tabelą C.1 normy EN 1992-1-1

εuk = 25 ‰

εud = 0,9 ⋅ 25 = 22,5 ‰

σs = 435 + (1,05 ⋅ 435 - 435)/(2,5 - 435/(200 000)) ⋅ [2,25 - 435/(200 000)] = 454 MPa

Wymagane zbrojenie podłużne

Zbrojenie podłużne dla stanu granicznego nośności:

As = 0,195/454 ⋅ 10 4 = 4,30 cm²

Podłużne zbrojenie

Ustawiono średnicę zbrojenia na 12 mm w  RF-CONCRETE Members a wtedy zbrojenie wyznaczone automatycznie przez moduł dodatkowy obejmuje 4 pręty, o symetrycznym rozkładzie w dolnej i górnej części przekroju, tj. 2 x 2 HA12.W efekcie pole przekroju zbrojenia zapewnionego:

As = 4 ⋅ 1,13 = 4,52 cm²

Zbrojenie poprzeczne

Po zadaniu parametrów zbrojenia poprzecznego przez użytkownika, moduł RF-CONCRETE Members może automatycznie określać rozstawy zgodnie z normą i sprawdzać, czy ich rozmieszczenie jest prawidłowe.

W naszym przypadku, po przyjęciu strzemion o średnicy 6 mm, program proponuje rozstaw 0,122 m, ale także wyświetla komunikat ostrzegawczy nr 155, w kolumnie Uwagi, którą pokazano na rysunku 07.

Poniżej podano wzór odnoszący się do §9.2.2 (8) normy EN 1992-1-1.

Sl, max = 0,75 ⋅ d
Sl, max ... Maksymalny rozstaw poprzeczny strzemion
d ... Efektywna wysokość przekroju
d = h - e - ∅t - ∅l/2
h ... Wysokość przekroju
e ... otulina betonowa

Przy zastosowaniu przytoczonych wzorów otrzymujemy następujące wyniki:

d = 0,200 - 0,03 - 0,006 - 0,012/2 = 0,158 m

Sl, max = 0,75 ⋅ 0,158 = 0,12 m

Dlatego pojawia się komunikat ostrzegawczy 155, ponieważ rozstaw ramion strzemion belki w kierunku poprzecznym przekracza wartość graniczną podaną w normie. Problem można rozwiązać, zwiększając liczbę ramion strzemion w ustawieniach zbrojenia strzemienia, zgodnie z opisem w niniejszym FAQ .

Wniosek

Po wcześniejszym ustawieniu parametrów, RF-CONCRETE Members podaje wymaganą liczbę prętów zbrojeniowych według zadanego typu rozmieszczenia, w celu sprawdzenia obciążenia rozciągającego zgodnie z siłami wewnętrznymi z programu RFEM. W zależności od wyświetlanych komunikatów ostrzegawczych, użytkownik może również modyfikować zbrojenie i jego rozmieszczenie po zakończeniu obliczeń.

Autor

M.Eng. Milan Gérard

M.Eng. Milan Gérard

Sprzedaż i pomoc techniczna

Milan Gérard pracuje w Paryżu. Zapewnia również wsparcie techniczne dla naszych francuskojęzycznych klientów.

Słowa kluczowe

Eurokody Rozciąganie Zbrojenie

Literatura

[1]   Roux, J.: Pratique de l'eurocode 2 - Guide d'application. Paris: Groupe Eyrolles, 2007
[2]   Eurocode 2: Design of concrete structures - Part 1-1: General rules and rules for buildings; EN 1992-1-1:2011-01

Linki

Skomentuj...

Skomentuj...

  • Odwiedziny 378x
  • Zaktualizowane 23. czerwca 2021

Kontakt

Skontaktuj się z firmą Dlubal

Mają Państwo pytania lub potrzebują porady?
Zapraszamy do bezpłatnego kontaktu z nami drogą mailową, poprzez czat lub forum lub odwiedzenia naszej strony z FAQ z użytecznymi wskazówkami i rozwiązaniami.

+48 (32) 782 46 26

+48 730 358 225

info@dlubal.pl

Online Training | Polish

RFEM | Dynamika konstrukcji i analiza sejsmiczna zgodnie z EC 8

Szkolenie online 24. czerwca 2021 9:30 - 13:30 CEST

Szkolenie online | Angielski

RFEM | Informacje ogólne

Szkolenie online 13. lipca 2021 9:00 - 13:00 CEST

Szkolenie online | Angielski

Eurokod 2 | Konstrukcje betonowe Zgodnie z DIN EN 1992-1-1

Szkolenie online 29. lipca 2021 8:30 - 12:30 CEST

Szkolenie online | Angielski

RFEM | Dynamika konstrukcji i projektowanie sejsmiczne zgodnie z EC 8

Szkolenie online 11. sierpnia 2021 8:30 - 12:30 CEST

Szkolenia online | Angielski

RFEM dla studentów | USA

Szkolenie online 11. sierpnia 2021 13:00 - 16:00 EDT

Szkolenie online | Angielski

Eurokod 3 | Konstrukcje stalowe Zgodnie z DIN EN 1993-1-1

Szkolenie online 25. sierpnia 2021 8:30 - 12:30 CEST

Szkolenia online | Angielski

Eurokod 5 | Konstrukcje drewniane Zgodnie z DIN EN 1995-1-1

Szkolenie online 23. września 2021 8:30 - 12:30 CEST

Projektowanie szkła za pomocą oprogramowania Dlubal

Projektowanie szkła za pomocą oprogramowania Dlubal

Webinar 8. czerwca 2021 14:00 - 14:45 CEST

Analiza historii czasu wybuchu w RFEM

Analiza historii czasu wybuchu w RFEM

Webinar 13. maja 2021 14:00 - 15:00 EDT

CSA S16: 19 Wymiarowanie stali w RFEM

CSA S16: 19 Wymiarowanie stali w RFEM

Webinar 10. marca 2021 14:00 - 15:00 EDT

Wymiarowanie prętów zgodnie z ADM 2020 w RFEM

Wymiarowanie prętów zgodnie z ADM 2020 w RFEM

Webinar 19. stycznia 2021 14:00 - 15:00 EDT

Dzień informacyjny Dlubal

Dlubal Info Day Online | 15 grudnia 2020 r

Webinar 15. grudnia 2020 9:00 - 16:00 BST

MES - Rozwiązywanie problemów i optymalizacja w RFEM

Rozwiązywanie problemów i optymalizacja MES w RFEM

Webinar 11. listopada 2020 14:00 - 15:00 EDT

Interakcja struktura gruntu w RFEM

Interakcja konstrukcji z podłożem w RFEM

Webinar 27. października 2020 14:00 - 14:45 BST

Analiza spektrum odpowiedzi w RFEM zgodnie z NBC 2015

Webinar 30. września 2020 14:00 - 15:00 EDT

Dokumentowanie wyników w protokole wydruku programu RFEM

Webinar 25. sierpnia 2020 14:00 - 14:45 CEST

Wymiarowanie betonu zgodnie z ACI 318-19 w RFEM

Webinar 20. sierpnia 2020 14:00 - 15:00 EDT

Jak być bardziej produktywnym dzięki RFEM

Jak być bardziej produktywnym dzięki RFEM

Webinar 7. lipca 2020 15:00 - 16:00 CEST

}
RFEM
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
RF-CONCRETE 5.xx

Moduł dodatkowy

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

Cena pierwszej licencji
810,00 USD