Wymiarowanie słupów betonowych poddanych ściskaniu osiowemu przy użyciu modułu RF-CONCRETE Columns

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 tym artykule porównano projekt z konstrukcją w przywołanym artykule: Wymiarowanie słupów betonowych poddanych ściskaniu osiowemu za pomocą prętów RF-CONCRETE . Chodzi zatem o to, aby przyjąć dokładnie to samo zastosowanie teoretyczne, co w RF-CONCRETE Members i odtworzyć je w RF-CONCRETE Columns. Celem jest zatem porównanie różnych parametrów wejściowych oraz wyników uzyskanych przez dwa moduły dodatkowe do wymiarowania słupów z betonu zbrojonego.

Zastosowanie teoretyczne

Ściskanie osiowe ma zastosowanie, jeżeli zakłada się, że efekty drugiego rzędu (imperfekcje, asymetria itp.) Można pominąć, uwzględniając w szczególności kryterium smukłości, które zależy od różnych parametrów (współczynnik smukłości, smukłość graniczna, długość efektywna).

Następnie, przy pojedynczym obciążeniu siłą normalną NEd , siła, którą można zrównoważyć przez przekrój betonu, odpowiada jego maksymalnej nośności na ściskanie, która zależy bezpośrednio od jego przekroju i nośności obliczeniowej. Zbrojenie zrównoważy resztę osiowego obciążenia ściskającego.

Zastosowanie teorii w module dodatkowym RF-CONCRETE Columns

W tym artykule przeanalizujemy wyniki uzyskane automatycznie do obliczeń zbrojenia.

Parametry pozostają takie same i są wymienione poniżej:

  • Obciążenia stałe: NG = 1 390 kN
  • Obciążenia zmienne: Nq = 1000 kN
  • Długość kolumny: l = 2,1 m
  • Przekrój prostokątny: szerokość b = 40 cm/wysokość h = 45 cm
  • Ciężar własny słupa można zignorować.
  • Słup nie jest zintegrowany ze stężeniem.
  • Klasa wytrzymałości betonu: C25/30
  • Stal: S 500 A wykres ze wzmocnieniem
  • Średnica zbrojenia podłużnego: ϕ = 20 mm
  • Średnica zbrojenia poprzecznego: ϕt = 8 mm
  • Otulina betonowa: 3 cm

Rzeczywisty przekrój do obliczenia

Ponieważ w RF-CONCRETE Columns nie można zoptymalizować wysokości przekroju, rzeczywista wysokość przekroju h jest bezpośrednio modyfikowana i ustawiana na 45 cm.

Rysunek 02 pokazuje kroki, jakie należy wykonać, aby zmienić wysokość przekroju prostokątnego w RF-CONCRETE Columns.

właściwości materiałowe

Wzory na wytrzymałość i odkształcenia są szczegółowo opisane w artykule technicznym, o którym mowa powyżej.

Całkowita powierzchnia przekroju z czystego betonu

Ac = b ⋅ h = 0,40 ⋅ 0,45 = 0,18 m²

Obliczeniowa wartość wytrzymałości betonu na ściskanie

fcd = 16,7 MPa

Względne odkształcenie ściskające dla maksymalnego naprężenia

εc2 = 2 ‰

Obliczeniowa granica plastyczności stali zbrojeniowej

fyd = 435 MPa

Ograniczenie odkształceń w zbrojeniu

εud = 2,17 ‰

Naprężenie w zbrojeniu

σs = 400 MPa

W celu sprawdzenia ustawień materiałowych w RF-CONCRETE Columns, rysunek 03 pokazuje spodziewane naprężenia i odkształcenia dla betonu oraz wymagane zbrojenie.

Stan graniczny nośności

Obciążenia obliczeniowe w stanie granicznym nośności

NEd = 1,35 ⋅ Ng + 1,5 ⋅ Nq

NEd = 1,35 ⋅ 1390 + 1,5 ⋅ 1000 = 3,38 MN

NED ... wartość obliczeniowa działającej siły osiowej

Efekty drugiego rzędu nie są uwzględniane w SGN

Ponieważ model dla tego artykułu jest identyczny z tym, który służy jako podstawa do porównań, zamodelowaliśmy ten sam słup utwierdzony u podstawy i swobodny przy głowicy, aby można było prawidłowo przyłożyć obciążenie do głowicy słupa. Uważamy jednak, że słup jest nadal zamocowany przy głowicy do niektórych belek, w związku z czym zastosowaliśmy do słupa współczynnik długości efektywnej, który pozwala na modyfikację wartości smukłości słupa.

Współczynnik długości efektywnej zgodnie z EN 1992-1-1 - 5.8.3.2 (3) - Wzór 5.15

kcr = 0,59

Smukłość zgodnie z EN 1992-1-1 - 5.8.3.2 (1) - Wzór 5.14

λz = 10,73 m

Smukłość graniczna zgodnie z EN 1992-1-1 - 5.8.3.1 (1) - Wzór 5.13N

n = 1,125

λlim = 20 ⋅ 07. ⋅ 1,1 ⋅ 0,7/√1,125 = 10,16 m

λz > λlim → Warunek nie jest spełniony.

Jednakże, nadal będziemy obliczać słup z uwzględnieniem zwykłego ściskania, ponieważ różnica jest niewielka, a poniżej widzimy, że przy współczynniku zbrojenia mechanicznego warunek będzie spełniony. W tym celu na ilustracji 05 opisano, w jaki sposób można wyłączyć wyboczenie wokół każdej osi przekroju w RF-CONCRETE Columns.

Przekrój nośny

Siła równowagi w betonie

Fc = Ac ⋅ fcd = 0,40 ⋅ 0,45 ⋅ 16,7 = 3 MN

Siła równowagi zbrojenia

Fs = NEd - CC = 3,38 - 3 0,38 MN

Wyprowadzamy odpowiednią powierzchnię zbrojenia:

Pole przekroju zbrojenia

As = Fss = 0,38/400 ⋅ 10 4 = 9,5 cm²

Po ustawieniu stali zbrojeniowej na średnicę 20 mm w RF-CONCRETE Columns, zbrojenie dostarczane automatycznie przez moduł dodatkowy wynosi 4 pręty, z rozkładem w narożach zgodnie z żądaniem, tj. 1 HA 20 na narożnik, co daje następującą powierzchnię zbrojenia:

As = 4 ⋅ 3,142 = 12,57 cm²

Intensywność zbrojenia

ω = (As ⋅ fyd )/(Ac ⋅ fcd ) = 0,182

Końcowa kontrola smukłości granicznej

λlim = (20 ⋅ 0,7 ⋅ √ (1 + 2 ⋅ 0,182) ⋅ 0,7)/√1,125 = 10,79 m

λzlim → Kryterium smukłości jest spełnione.

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

Eurocodes Ściskanie Zbrojenie smukłość

Literatura

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

Linki

Skomentuj...

Skomentuj...

  • Odwiedziny 436x
  • Zaktualizowane 6. września 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

Szkolenia online | Angielski

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

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

Zaproszenie na wydarzenie

Międzynarodowa Konferencja na temat drewna

Konferencje 12. kwietnia 2022 - 14. kwietnia 2022

Zaproszenie na wydarzenie

Kongres Konstrukcji 2022

Konferencje 21. kwietnia 2022 - 22. kwietnia 2022

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 czasowa eksplozji 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

RFEM
RFEM

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
CONCRETE Columns (en)

Moduł dodatkowy

Analiza betonu zbrojonego według metody słupa modelowego (metoda bazująca na zakrzywieniu nominalnym)

Cena pierwszej licencji
630,00 USD