3137x
001741
2022-06-21

Obliczanie wytrzymałości na przebicie w RFEM 6 zgodnie z ACI 318-19 i CSA A23.3:19

Optymalnym scenariuszem, w którym należy zastosować obliczenia na przebicie zgodnie z ACI 318-19 [1] lub CSA A23.3:19 [2], jest sytuacja, w której płyta jest poddawana wysokiej koncentracji obciążeń lub sił reakcji występujących w jednym węźle. W programie RFEM 6 węzeł, w którym występuje przebicie, nazywany jest węzłem z przebiciem. Przyczyny tak dużej koncentracji sił mogą być spowodowane przez słup, siłę skupioną lub podporę węzłową. Łączenie ścian może również powodować obciążenia skupione na końcach, narożach i na końcach obciążeń liniowych i podpór.

Obwód kontrolny

Kontrola ścinania najpierw oblicza pole przekroju krytycznego (przekrój A ), który jest obszarem otaczającym węzeł przebicia. Zgodnie z ACI 318-19 ust. 22.6.4 [1] i CSA A23.3:19 Rozdział 13.3.3 [2] , obwód krytyczny (bo ) dla słupa kwadratowego jest równy długości obwodu obciążenia skupionego lub powierzchni reakcyjnej, która nie jest bliższa niż połowa odległości efektywnej głębokości (d). Przekrój i bo są automatycznie obliczane przez program RFEM na podstawie położenia obciążenia skupionego na płycie.

Parametry obliczeniowe dla przebicia w RFEM 6

Po aktywowaniu rozszerzenia Wymiarowanie betonu, podczas edycji węzła przebicia w programie RFEM w zakładce Główne pojawi się pole wyboru Wymiarowanie wytrzymałościowe. Można to zrobić jednocześnie dla wszystkich węzłów, w których występuje przebicie. W oknie dialogowym Dane wejściowe w module dodatkowym Wymiarowanie betonu należy również wybrać węzły projektowane na przebicie.

Po zaznaczeniu opcji Parametry obliczania przebicia w węźle a na ekranie pojawią się zakładki Wymiarowanie betonu - węzeł przebijający i Wymiarowanie betonu - Konfiguracje. Umożliwia to zmianę opcji dotyczących typu zbrojenia na przebicie, umieszczenia, średnicy zbrojenia i materiału. Wyświetlona zostanie zakładka Konfiguracje nośności z dodatkowymi parametrami obliczeniowymi, które użytkownik może dostosować, takimi jak siły „pojedyncze” lub „wygładzone” dla słupów/ścian oraz minimalny rozstaw zbrojenia. Współczynniki redukcji wytrzymałości wg. ACI 318-19 ust. 21.2.1 [1] i CSA A23.3:19, punkt 8.4 [2] , można dostosować wraz z minimalnym rozstawem zbrojenia.

W obrębie obwodu krytycznego siła tnąca wynikająca z obciążenia przebijającego dla ścian jest ustawiona jako wygładzona. Natomiast w przypadku słupów obciążenie przebijające można ustawić jako "wygładzone" lub "pojedynczą siłę" od słupa, obciążenia lub podpory węzłowej.

Obliczanie wytrzymałości na przebicie w RFEM 6

Po wprowadzeniu parametrów przebicia i zbrojenia pod węzłem i powierzchnią, wymiarowanie odbywa się za pomocą rozszerzenia Wymiarowanie betonu. Wymiarowanie odnosi się do zbrojenia podłużnego pokazanego na następnym rysunku. Po zakończeniu wymiarowania betonu z uwzględnieniem tylko tego zbrojenia współczynniki wymiarowania zostaną pokazane dla wszystkich rozpatrywanych węzłów i będą dostępne w formie tabelarycznej lub graficznej.

W wyniku porównania Nośność płyty na przebicie (vn ) i przyłożona maksymalna siła tnąca (vu ) są ze sobą porównywane w celu obliczenia całkowitego stopnia przełożenia obliczeniowego zgodnie z ACI 318-19 s. 22.6.1.2, równ. (22.6.1.2) [1]. Podobnie, Nośność płyty na przebicie (vr ) i zastosowane maksymalne naprężenie ścinające (vf ) są wykorzystywane do obliczenia stopnia wykorzystania zgodnie z CSA A23.319, Rozdział 13.3.4 [2]. Równania te można znaleźć w Szczegółach kontroli konstrukcji pokazanych na rysunku 7 wraz z całą procedurą obliczeniową.

Jeżeli nie dodano dodatkowego zbrojenia na ścinanie i Vu ≤ Vn, dodatkowe zbrojenie nie jest wymagane. Po stronie rozciąganej płyty można dodać dodatkowe lokalne zbrojenie podłużne, jeżeli nośność zostanie przekroczona przez przyłożone ścinanie. W przypadku tej przykładowej płyty można to zrobić, definiując wolny obszar prostokątny w górnej części miejsca, w którym znajduje się słup. Tę definicję zbrojenia można skopiować i wkleić do wszystkich węzłów przebicia za pomocą narzędzia „Kopiuj/przesuń”. Tak przypisane zbrojenie zostanie uwzględnione automatycznie podczas obliczania nośności na ścinanie.

Wyniki można również znaleźć w tabeli Wymiarowanie betonu lub wyświetlić graficznie. Wielkość wymaganego zbrojenia na przebicie może zostać wyświetlona w Nawigatorze w zakładce Wyniki (rysunek poniżej).


Wniosek

W programie RFEM 6 funkcję Przebicia można zainicjować w oknie edycji węzła, a następnie jest ona automatycznie uwzględniana w module dodatkowym Wymiarowanie betonu. Następnie aktywacja właściwości obliczeniowych umożliwi manipulację parametrami obliczeniowymi na przebicie, takimi jak obciążenie przebijające, współczynniki redukcji wytrzymałości zgodnie z ACI 318-19 Sec. 21.2.1 [1] i CSA A23.3:19, punkt 8.4 [2] , oraz minimalny rozstaw zbrojenia w ustawieniach Konfiguracja nośności. Wymiarowanie betonu odbywa się na podstawie zbrojenia podłużnego założonego z powierzchni. Jeżeli stopień wykorzystania jest większy niż 1,00, można przypisać dodatkowe zbrojenie podłużne płyty po stronie rozciąganej.


Autor

Alex jest odpowiedzialny za szkolenie klientów, wsparcie techniczne i ciągły rozwój programów na rynek północnoamerykański.

Odniesienia
  1. ACI 318-19, Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary
  2. CSA A23.3:19, Design of Concrete Structures