Colunas submetidas a tensão de tração em aço RF- / JOINTS - Base da coluna

Artigo técnico

A gama de produtos do software Dlubal contém vários módulos para a detecção de juntas de aço e madeira. Por exemplo, no módulo pé de coluna de aço RF-JOINTS, é possível examinar os pontos de pé de colunas de aço articuladas ou presas. A seleção de elementos de fixação, geometria de fundação e classes de material desempenham um papel decisivo no dimensionamento econômico e seguro do pé da coluna.

Este artigo apresenta a evidência de uma coluna com placa de apoio que se relaciona com a área de tração da articulação. O modelo é baseado em um exemplo na literatura [1] .

sistema

O suporte consiste em um perfil HEB 280, que é feito de aço S 235 JR.

Fig. 01 - Sistema e carga de acordo com [1]

No Formulário 1.4 de RF- / JOINTS, as dimensões da fundação estão definidas em 140 ∙ 120 ∙ 80 cm. A classe de concreto é C20 / 25.

Os parâmetros da placa do pé são definidos na tela 1.5 de acordo com a Fig. 02.

Fig. 02 - Máscara RF- / JOINTS '1.5 Placa de pé e costuras de solda'

Na máscara 1.6, as dimensões e posições das âncoras são definidas (ver Fig. 03).

Fig. 03 - Máscara RF- / JOINTS '1,6 âncora'

forças

Em RF- / JOINTS é possível definir as forças internas manualmente e, assim, independentemente do modelo RFEM / RSTAB.

Os seguintes tamanhos de seção nominal são especificados na tela 1.3:

N Ed = -396,0 kN
V Ed = 21,5 kN
M ed = -110,0 kN

forças de ancoragem

A seguinte distinção de caso deve ser feita para a determinação das forças de ancoragem relevantes à âncora:

Fig. 04 - Distinção de caso de acordo com [1]

O fator decisivo para a investigação da conexão na área de reboque é o "caso F1 <0 e F2 ≥ 0".

$$ {\ mathrm F} _1 \; = \; \ frac {{\ mathrm N} _ \ mathrm {Ed}} 2 \; \ \ \ \ frac {{\ mathrm M} _ {\ mathrmy, \ mathr { Ed}}} {2 \; \ cdot \; {\ mathrm a} _ \ mathrm D} \; = \; \ frac {396} 2 \; - \; \ frac {11.000} {2 \; \ cdot \ , 13,1} \ = \ - 221,84 \; \ mathrm {kN} $$

$$ {\ mathrm Z} _1 \; = \; \ frac {-2 \; \ cdot \; {\ mathrm F} _1} {1 \; + \; \ frac {{\ mathrm a} _ \ mathrmZ} {{\ mathrm a} _ \ mathrm D}} \; = \; \ frac {-2 \; \ cdot \; - 221,84} {1 \; + \; \ frac {24,0} {13 1}} \ = \; 156,7 \ \ mathrm {kN} $$

A seguir são apresentadas as provas da conexão na área de tensão, que dizem respeito à âncora e ao concreto.

Tensão de tração da âncora

Com a âncora M30 (força 5,6, A S = 5,61 cm²) a prova de acordo com [2] tabela 3.4 é a seguinte:

$ {\ mathrm F} _ {\ mathrm t, \ mathrm {Rd}} \; = \; \ frac {{\ mathrm k} _2 \; \ cdot \; {\ mathrm f} _ \ mathrm {ub} \; \ cdot \; {\ mathrmA} _ \ mathrm S} {{mathrm \ gamma} _ {\ mathrm M2}} \; = \; \ frac {0,9 \; \ cdot \; 50,0 \ ; \ vezes \; 5,61} {1,25} \ = \; 201,96 \ \ mathrm {kN} $$

Fig. 05 - Mask '3.1 Evidence Summary' com detalhes para âncora no turno

Anchor puxando

A resistência à extração da âncora é determinada de acordo com o [4] capítulo 15.1.2.3, como segue:

$$ {\ mathrm F} _ {\ mathrm t \ mathrm {bond}, \ mathrm {Rd}} \; = \; 11 \; \ cdot \; {\ mathrm f} _ \ mathrm {ck} \; \ cdot \; frac {{\ mathrmd} _ \ mathrm h \; \ cdot \; {\ mathrm l} _ \ mathrm h \; - \; \ frac {\ mathrm \ pi \; \ cdot \; \ mathrmd ^ 2} {4} {\ mathrm \ gamma} _ \ mathrm {Mc}} \ = \; 11 \, \ \ vezes 20,0 \; \ vezes \ \ frac {80 \; \ vezes \; 80 \, - \, \ frac {\ mathrm \ pi \; \ vezes \; 30 ^ 2} 4} {1,50} \ = \; 834,99 \ \ mathrm {kN} $$

Fig. 06 - Máscara '3.1 Evidence summary' com detalhes para extração da âncora

falha de cone de concreto

Na falha do cone de concreto, um corpo de quebra cônico é formado a partir do final do elemento de ancoragem. A prova contra falha do cone de concreto é realizada de acordo com [4] capítulo 9.2.4.

$ {\ mathrm F}, \ mathrm t, \ mathrm {cone}, \ mathrm {Rd}} \; = \; \ frac {{\ mathrm N} _ {\ mathrm {Rk}, \ mathrmc}} {{\ mathrm \ gamma} _ \ mathrm {Mc} \; \ cdot \; {\ mathrm \ gamma} _ {{\ mathrm M} _2}} \; = \; \ frac {290,09} {1 5 \, \ \ vezes 1,2} \ = \; 161,16 \ \ mathrm {kN} $$

Fig. 07 - Máscara '3.1 Evidence summary' com detalhes para falha do cone de concreto

falha de divisão

As forças de divisão levam a rachaduras no concreto. Eles se formam radialmente em torno das âncoras e, portanto, perpendiculares à força de tração. Falha de fissura também é investigada de acordo com [4] capítulo 9.2.4.

$ {\ mathrm F} {\ mathrm}, \ mathrm {sp}, \ mathrm {Rd}} \; = \; \ frac {{\ mathrm N} _ {\ mathrm {Rk}, \ mathrm {sp} }}} {{\ mathrm gama \ _} \ mathrm {Mc} \; \ vezes \ {\ mathrm \ gamma} _ {{\ _2 mathrmM}}} \ = \ \ frac {} {278,05 1,5 \, \ \ vezes 1,2} \ = \; 154,47 \ \ mathrm {kN} $$

Fig. 08 - Máscara '3.1 Evidence Summary' com detalhes para falha de fissura

A capacidade de carga de tração do concreto é ligeiramente excedida. Assim, a falha do gap revela-se decisiva para a detecção na região de tração do composto.

Os testes para a área de tração são concluídos no programa pela prova de introdução de força de tração no suporte, mas aqui não aprofundados.Além disso, as partes da conexão na área de pressão, a resistência à flexão da conexão, a resistência ao cisalhamento e as soldas devem ser detectados.

resumo

RF- / JOINTS Steel - O pé da coluna guia a evidência para os pontos de pé de colunas articuladas ou presas. No caso de uma coluna tensionada com placa de base, deve-se levar em conta as tensões de tração que ocorrem no concreto como resultado da introdução das cargas através dos meios de fixação. A resistência à tração do concreto geralmente se mostra crítica para as cargas que podem ser transmitidas através da conexão.

literatura

[1] Kahlmeyer, E. Hebestreit, K; Vogt, W.: Construção em aço para EC 3, 6ª edição. Colônia: Werner, 2012
[2] Eurocódigo 3: Projeto de estruturas de aço - Parte 1-8: Projeto de conexões; EN 1993-1-8: 2005 + AC: 2009
[3] Eurocódigo 2: Projeto de estruturas de concreto armado e concreto protendido - Parte 1-1: Regras gerais e regras para edifícios; EN 1992-1-1: 2004+ AC: 2010
[4] Comité euro-internacional do café (CEB): Projeto de Fixações em Concreto - DesignGuide. Londres: ICE Publishing, 1997
[5] Manual RF- / JOINTS. Tiefenbach: Dlubal Software, janeiro de 2017. Download

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