Blachownica to ekonomiczny wybór w przypadku konstrukcji o dużych rozpiętościach. Blachownica o przekroju dwuteowym ma zazwyczaj głęboki środnik, aby zmaksymalizować jego nośność na ścinanie i rozstaw pasów, oraz cienki środnik, aby zminimalizować ciężar własny. Ze względu na duży stosunek wysokości do grubości (h/tw ) może być konieczne zastosowanie usztywnień poprzecznych w celu usztywnienia smukłości środnika.
W najnowszej normie ACI 318-19 długoterminowa zależność w określaniu nośności betonu na ścinanieVc zostaje przedefiniowana. Dzięki nowej metodzie wysokość pręta, stopień zbrojenia podłużnego i naprężenie normalne wpływają teraz na wytrzymałość na ścinanie Vc. W poniższym artykule opisano zaktualizowane podejście do obliczeń dla ścinania, a zastosowanie przedstawiono na przykładzie.
Standardowym rozwiązaniem w konstrukcji prętów drewnianych jest możliwość łączenia mniejszych prętów poprzez podparcie na większym dźwigarze. Dodatkowo warunki na końcach pręta mogą uwzględniać podobną sytuację, w której belka jest oparta na podporze. W obu przypadkach belka musi być zaprojektowana tak, aby uwzględniała nośność w poprzek włókien zgodnie z NDS 2018 s. 3.10.2 i CSA O86:19 punkty 6.5.6 i 7.5.9. W ogólnych programach do projektowania statyczno-wytrzymałościowego zazwyczaj nie jest możliwe przeprowadzenie pełnej kontroli obliczeń, ponieważ powierzchnia docisku jest nieznana. Jednak w programie RFEM 6 nowej generacji i rozszerzeniu Projektowanie konstrukcji drewnianych dodana funkcja 'podpór obliczeniowych' umożliwia teraz użytkownikom uwzględnienie docisku NDS i CSA prostopadle do warunków projektowych dla włókien.
Konstrukcje murowe można modelować i analizować w programie RFEM 6 za pomocą rozszerzenia Projektowanie konstrukcji murowych, który wykorzystuje do obliczeń metodę elementów skończonych. Zakładając, że w programie zaimplementowano nieliniowy model materiałowy, można modelować złożone konstrukcje murowe oraz przeprowadzać analizę statyczną i dynamiczną, aby przedstawić nośność konstrukcji murowej oraz różne mechanizmy uszkodzenia. Istnieje możliwość wprowadzania i modelowania konstrukcji murowych bezpośrednio w programie RFEM 6 oraz łączenia modelu materiałowego muru ze wszystkimi popularnymi rozszerzeniami dla programu RFEM. Umożliwia to projektowanie całych modeli budynków w połączeniu z murem.
Obliczenia na przebicie zgodnie z EN 1992-1-1 należy przeprowadzić dla płyt poddanych obciążeniu skupionemu lub reakcji. Węzeł, w którym przeprowadzana jest analiza nośności na przebicie (tj. w miejscu, w którym występuje problem z przebiciem) nazywany jest węzłem odporności na przebicie. Obciążenie skupione w tych węzłach może zostać wprowadzone przez słupy, siłę skupioną lub podpory węzłowe. Koniec przyłożenia obciążenia liniowego na płyty również jest traktowany jako obciążenie skupione, dlatego należy również kontrolować nośność na ścinanie na końcach, narożach i końcach ścian oraz na końcach lub narożach obciążeń liniowych i podpór liniowych.
Na szczególną uwagę zasługuje podpora z płyty z drewna klejonego krzyżowo. Zazwyczaj, ściana z drewna klejonego krzyżowo jest zabezpieczona przed ścinaniem dzięki trzpieniom oraz przed siłą unoszącą za pomocą krzyżaków/prętów ściągających.
W przypadku obciążenia równomiernie rozłożonego zgodnie z EN 1992-1-1 (Eurokod 2) przekrój obliczeniowy dla zbrojenia na ścinanie może być umieszczony w odległości d od przedniej krawędzi podpory. Z tego powodu siła tnąca jest zredukowana do wartości VEd,red. Jednak do analizy maksymalnej obliczeniowej nośności na ścinanie VRd,max przykładana jest całkowita siła tnąca.
Nośność na ścinanie VRd, c bez obliczonego zbrojenia na ścinanie zgodnie z 6.2.2, EN 1992-1-1 [1] lub 10.3.3, DIN 1045-1 [2] jest obliczana w zależności od stopnia zbrojenia podłużnego. Jeżeli wymagane zbrojenie podłużne z obliczeń na zginanie zostanie użyte do obliczenia VRd,c, prowadzi to do niedoszacowania nośności na ścinanie bez zbrojenia na ścinanie w pobliżu przegubowych podpór końcowych. W przeciwieństwie do siły tnącej, wymagane zbrojenie na zginanie zmniejsza się w kierunku podpory. Ponadto faktycznie wstawione zbrojenie podłużne zwykle znacznie odbiega od wymaganego zbrojenia na zginanie w obszarze podparcia końcowego (na przykład w przypadku zbrojenia belek nieschodkowych).
Wraz z wprowadzeniem normy ACI 318-19 na nowo zdefiniowano sposób wyznaczania wytrzymałości betonu na ścinanie Vc. Zgodnie z nową metodą, w nowej metodzie wysokość przekroju, stopień zbrojenia podłużnego oraz naprężenia normalne wpływają na wytrzymałość na ścinanie Vc. W poniższym artykule opisano zaktualizowane podejście do obliczeń dla ścinania, a zastosowanie przedstawiono na przykładzie.
Zasady obliczania stalowych elementów walcowanych na zimno są zdefiniowane w EN 1993-1-3. Typowe kształty przekrojów formowanych na zimno to: ceowniki, zetowniki, kształtowniki kapeluszowe lub sigma. Są to wyroby stalowe wykonywane z cienkich blach w procesie walcowania na zimno lub gięcia. Podczas obliczania stanów granicznych nośności należy dopilnować, aby lokalne siły poprzeczne nie prowadziły w środniku do ściskania, wybrzuszenia, wyboczenia lub innej lokalnej formy utraty stateczności. Efekty te mogą być spowodowane działaniem lokalnych sił poprzecznych na półkę profilu oraz sił reakcji w punktach podparcia. W sekcji 6.1.7 normy EN 1993-1-3 szczegółowo opisano, jak określić nośność środnika Rw, Rd na wpływ działania lokalnych sił poprzecznych.
W module dodatkowym RF-PUNCH Pro, w miejscach punktowego podparcia stropu, można umieszczać powiększone głowice słupów, zwiększając w ten sposób wytrzymałość na ścinanie stropu żelbetowego. W poniższym artykule przedstawimy sposób obliczania przebicia z opcjonalnym zastosowaniem powiększonej głowicy słupa.
Za pomocą RF-CONCRETE Members możliwe jest wymiarowanie słupów betonowych zgodnie z ACI 318-14. Dokładne zaprojektowanie zbrojenia na ścinanie i zbrojenie podłużne słupa betonowego jest ważne ze względów bezpieczeństwa. Poniższy artykuł potwierdzi obliczenia zbrojenia w RF-CONCRETE Members za pomocą równań analitycznych krok po kroku, zgodnie z normą ACI 318-14, w tym wymagane stalowe zbrojenie podłużne, pole przekroju oraz rozmiar/rozstaw ściągów.
Przy użyciu prętów RF-CONCRETE Members możliwe jest wymiarowanie belek betonowych zgodnie z ACI 318-14. Dokładne obliczenie zbrojenia na rozciąganie, ściskanie i ścinanie belki betonowej jest ważne ze względów bezpieczeństwa. Poniższy artykuł potwierdzi obliczenia zbrojenia w RF-CONCRETE Members przy użyciu równań analitycznych krok po kroku zgodnie z normą ACI 318-14, w tym wytrzymałości na zginanie, ścinanie i wymagane zbrojenie. Analizowany przykład belki podwójnie zbrojonej betonu zawiera zbrojenie na ścinanie i zostanie zaprojektowany w stanie granicznym nośności (SGN).
W tym przykładzie należy określić nośność obliczeniową blachy czołowej zgodnie z EN 1993-1-8 [1]; pozostałe elementy nie są tutaj opisane. Für die Kontrolle der Ergebnisse wurden die Abmessungen des Anschlusses IH 3.1 B 30 24 der Typisierten Anschlüsse [2] verwendet. Als Material wird S 235 verwendet und Schrauben mit der Festigkeit 10.9.
Aby zapewnić oddziaływanie paneli, które powinny działać jak pasy rozciągane lub ściskane, konieczne jest połączenie ich ze środnikiem w sposób odporny na ścinanie. Połączenie to uzyskuje się w podobny sposób, jak w przypadku przenoszenia ścinania w połączeniu między sekcjami betonowanymi, poprzez wykorzystanie interakcji między krzyżulcami ściskanymi a ściągami. Aby zapewnić nośność na ścinanie, należy sprawdzić, czy nośność krzyżulca ściskanego jest podana, a siła ściągająca może zostać przeniesiona przez zbrojenie poprzeczne.
Niektóre konstrukcje z belek złożonych, takie jak kontenery piętrowe lub schowane pręty teleskopowe, przenoszą siły w połączeniu między elementami poprzez tarcie. Nośność takiego połączenia zależy od efektywnej siły osiowej prostopadłej do płaszczyzny tarcia oraz od współczynników tarcia pomiędzy obiema powierzchniami ciernymi. Na przykład, im bardziej powierzchnie cierne są ściskane, tym więcej poziomej siły tnącej może być przenoszone przez powierzchnie cierne (tarcie statyczne).
Przed analizą przekrojów stalowych przekroje są klasyfikowane zgodnie z EN 1993-1-1, rozdz. 5.5, w odniesieniu do ich nośności i zdolności do obrotu. Poszczególne części przekroju są analizowane i przydzielane do klas od 1 do 4. Klasy przekrojów są określane kolejno i zazwyczaj przydzielane do najwyższej klasy części przekroju. Jeżeli do dalszych obliczeń przekrojów klasy 1 i klasy 2 ma zostać zastosowana nośność plastyczna, nośność sprężystą można analizować od klasy 3 przekrojów. W przypadku przekrojów klasy 4 wyboczenie lokalne występuje jeszcze przed osiągnięciem momentu sprężystego. Aby uwzględnić ten efekt, można użyć szerokości efektywnych. W tym artykule bardziej szczegółowo opisano obliczanie właściwości przekroju efektywnego.
Moduł dodatkowy RF-PUNCH Pro umożliwia przeprowadzanie wymiarowania płyt stropowych i fundamentowych na przebicie przez ścinanie na końcach i narożach ścian.
W nowoczesnych budynkach powstają przestrzenie dostosowane do osobistych pragnień i marzeń, wyrażające indywidualny styl życia. Wymagania te często dotyczą sufitów - w budynkach mieszkalnych, biurowych lub budynkach użyteczności publicznej - które mają ogromną rozpiętość i nie mają podparcia, co pozwala optymalnie wykorzystać przestrzeń poniżej. Wymaga to jednak bardzo wysokiego poziomu stateczności ze względu na nośność i użytkowalność. Zwiększając przekrój belki lub płyty, można zwiększyć stateczność, ale efektywność kosztowa zmniejsza się ze względu na dodatkowe zużycie materiału. Powszechnym rozwiązaniem w przypadku tak dużych rozpiętości jest zastosowanie podciągów drewnianych lub stalowych.
W programie RFEM można przeprowadzić symulację połączenia rusztowania rurowego (połączenie stykowe z trzpieniem) za pomocą nieliniowego zwolnienia prętowego typu "Rusztowanie". Połączenie uwzględnia nośność na zginanie zależną od sił ściskających istniejących między dwiema rurami zewnętrznymi, a nośność na zginanie dla sworznia jest również określana na podstawie nośności na zginanie.
Ze względów konstrukcyjnych do połączeń na ścinanie zazwyczaj stosuje się blachy środnikowe lub kątowniki. Belki główne i drugorzędne umieszczone na górnej krawędzi wymagają podcięcia lub zastosowania długich blachownic. Połączenia przegubowe z blachą czołową są często przyspawane do środnika.
Wartość obliczeniowa nośności połączenia na ścinanie zależy głównie od konstrukcji lub chropowatości połączenia. In der Bestimmung der Tragfähigkeit wird dies durch die beiden Beiwerte µ (Reibung) und c (Adhäsionstraganteil des Betonverbundes) berücksichtigt.