Итеративное определение основного периметра управления по EN 1992-1-1 в RF-PUNCH Pro

Техническая статья

Эта статья была переведена Google Translator

Посмотреть исходный текст

Дополнительный модуль RF ‑ PUNCH Pro позволяет выполнить расчет на продавливание плит перекрытия и фундаментных плит в соответствии с нормами EN 1992-1-1. В случае плиты перекрытия, базовый контрольный периметр применяется в соответствии с 6.4.2 (1), EN 1992-1-1 [1] на расстоянии 2 d от нагруженного участка.

В соответствии с 6.4.2 (2) [1] , контрольные периметры на расстоянии менее 2 d должны учитываться там, где сосредоточенная сила противостоит высокому давлению (например, давлению грунта на основании). Основная площадь контрольного периметра обычно определяется итеративно.

Немецкий Национальное приложение [2] , чтобы NCI 6.4.4 (2), позволяет для упрощенного расчета в случае перекрытий и фундаментов с тонкими λλ = а/д> 2, гдеλ является кратчайшим расстоянием между нагруженная площадь и край фундамента). В этом случае базовый контрольный периметр может быть применен на расстоянии 1 d.

Как правило, RF ‑ PUNCH Pro итеративно определяет базовую площадь периметра управления в фундаментах и плитах перекрытия. Чтобы выполнить расчет на продавливание на фундаменте или плите перекрытия, необходимо выбрать «Фундамент» в качестве «Элемента конструкции» в окне 1.5 «Узлы штамповочного сдвига» в RF ‑ PUNCH Pro.

Pисунок 01 - Окно 1.5 с определением элементов конструкции для расчета на продавливание

Результирующая эффективная сила рассчитывается по выражению (6.48) из [1]: VEd, красный = VEd - ΔVEd . В соответствии с 6.4.4 (2), ΔVEd - это чистая направленная вверх сила в рассматриваемом контрольном периметре (давление вверх от грунта за вычетом собственного веса основания).

Давление на грунт, которое должно быть установлено в качестве благоприятного воздействия, также может быть введено в окне 1.5 «Узлы перфорационного сдвига» в конце таблицы, включая сведения об отдельном узле перфорационного сдвига. Здесь должны быть указаны значения вычитаемой поверхностной нагрузки и процентной вычитаемой части. Кроме того, необходимо определить максимальную вычитаемую поверхностную нагрузку в пределах итеративно определенного базового контрольного периметра. Для этого устанавливается «acrit».

Pисунок 02 - Вычитаемая нагрузка на поверхность

Пример итеративного определения площади основного контрольного периметра

Итеративное определение базового контрольного периметра теперь будет проверяться в RF-PUNCH Pro с помощью сравнительного расчета, в котором отдельные контрольные периметры задаются вручную.

Сначала в RFEM моделируется небольшая фундаментная плита (толщина плиты dPL = 500 мм, длина ⋅ ширина = 2,00 м ⋅ 2,00 м) и короткая железобетонная колонна (сечение: На него нанесен прямоугольник 350 ⋅ 350 мм, длина L = 2,00 м). В качестве материала установлен бетон класса прочности C30/37. Также будет учитываться собственный вес конструкции. Столбец нагружается вертикальными нагрузками на верхнюю часть колонны. Собственный весовой расчет включает в себя вертикальную нагрузку Gk = 800 кН, а расчетную нагрузку включает вертикальную нагрузку Qk = 450 кН. Таким образом, расчетное значение нагрузки VEd = 1763,27 кН получается для сочетания нагрузок CO1 = 1,35 ⋅ G + 1,50 ⋅ Q.

Для определения вычитаемой поверхностной нагрузки, в RFEM рассчитываются контактные напряжения σz для CO1. В нашем примере, контактное напряжение 458 кН/м² применяется и вводится в качестве значения вычитаемой поверхностной нагрузки в окне 1.5, как показано на рисунке 02.

Расположение продольной арматуры в фундаментной плите можно определить в окне 1.4. В данном примере устанавливается бетонное покрытие d1 = 5,50 см и d2 = 6,50 см. Результирующая статическая высота d составляет 44,0 см. Базовая арматура для определения сопротивления штамповке фундаментной плиты в данном примере не указана.

После выполнения расчета с использованием данных, указанных выше, расчетный критерий 0,87 можно найти в окне результатов 2.1. Подробные результаты показывают промежуточные значения, используемые для определения результирующей приложенной силы сдвига VEd, красного цвета .

Pисунок 03 - Результаты с итерационным определением площади основного контрольного периметра

В этом случае RF-PUNCH Pro определяет базовую область контроля по периметру на расстоянии lw, равном 0,334 м от края загруженной области. Результирующая площадь в пределах основного контрольного периметра:
A = 0,334² ∙ π + 4 ∙ 0,334 ∙ 0,35 + 0,35² = 0,94 м²

Исходя из этого, результирующая уменьшающая поперечная сила ΔVEd или результирующая приложенная поперечная сила VEd, красная :
ΔVEd = 0,94 м² ∙ 458 кН/м² = 430,78 кН
VEd, красный = 1763,27 кН - 430,78 кН = 1332,49 кН

Pисунок 04 - Отображение расчетного критерия v-Ed/v-Rd, c в основном контрольном периметре

Проверка итеративно определенной площади периметра основного управления

Результаты первого расчета и площадь основного контрольного периметра, итеративно определенные в RF ‑ PUNCH Pro, теперь будут проверяться во втором расчете.

Для этого, можно вручную задать базовую площадь периметра управления перед началом расчета в RF ‑ PUNCH Pro. Расстояние будет постепенно увеличиваться, начиная с базовой площади контрольного периметра ΔL = 0,05 м. Будет проведена пробивка по 15 заданным вручную контрольным периметрам на расстоянии от lw, def = 0,05 м до 0,75 м.

Pисунок 05 - Определяемая пользователем площадь основного периметра управления

Как видно на рисунке 05, для данного расчета целесообразно несколько раз скопировать определенное основание (включая нагрузки). Таким образом, можно рассмотреть 15 различных методов расчета в одном процессе расчета. В окне 1.5, вы можете установить расстояние до загруженной области индивидуально для каждого узла пробойного сдвига.

Pисунок 06 - Определение расстояния до нагруженной площади

После расчета всех 15 вариантов с заданной пользователем площадью основного контрольного периметра, можно оценить результаты. На следующем рисунке показано, что можно подтвердить результат первого расчета (с итеративным определением основной площади периметра управления). Максимальный расчетный критерий находится между lw, def = 0,30 и 0,35 м (предыдущее итеративно определенное расстояние lw, оно = 0,334 м).

Pисунок 07 - Результаты расчета с заданной пользователем базовой площадью периметра управления

Впоследствии, результаты расчета с ручным определением основной площади периметра контроля могут быть оценены графически в диаграмме Excel. Для этого к полученной вертикальной оси применяется отношение результирующего приложенного сдвигающего усилия и сопротивления сдвигу штамповки (νEd, redRd, c ). Горизонтальная ось используется для отношения расстояния к загруженной области и статической высоты (ait/d).

Исходные значения из первого расчета:
$$ \ begin {array} {l} \ frac {{\ mathrm \ nu} _ {\ mathrm {Ed}, \ mathrm {red}}} {{\ mathrm \ nu} _ {\ mathrm {Rd}, \ mathrm c}} \; = \; \ frac {952 \; \ mathrm {kN}/\ mathrm m²} {1,094 \; \ mathrm {kN}/\ mathrm m²} \; = \; 0,87 \\\ frac { {\ mathrm a} _ \ mathrm {it}} {\ mathrm d} \; = \; \ frac {0.334 \; \ mathrm m} {0.44 \; \ mathrm m} \; = \; 0.75 \ end {array } $$

Pисунок 08 - Проверка итеративно определенной площади периметра основного управления

Таким образом, результаты первого расчета с использованием итеративного определения основного периметра управления могут быть подтверждены.

Литература

[1] Eurocode 2: Design of concrete structures - Part 1-1: Общие правила и нормы для зданий; EN 1992-1-1: 2004 + AC: 2010
[2] Национальное приложение - Национальные параметры - Еврокод 2: Design of concrete structures - Part 1-1: Общие правила и нормы для зданий; DIN EN 1992-1-1/NA: 2013-04

Загрузки

Ссылки

Контакты

У вас есть какие-либо вопросы по нашим программам или вам просто нужен совет?
Тогда свяжитесь с нами через бесплатную поддержку по электронной почте, в чате или на форуме или ознакомьтесь с различными решениями и полезными предложениями на страницах часто задаваемых вопросов.

+49 9673 9203 0

info@dlubal.com

RFEM Основная программа
RFEM 5.xx

Основная программа

Программное обеспечение для расчета конструкций методом конечных элементов (МКЭ) плоских и пространственных конструктивных систем, состоящих из плит, стен, оболочек, стержней (балок), тел и контактных элементов

Цена первой лицензии
3 540,00 USD
RFEM Железобетонные конструкции
RF-PUNCH Pro 5.xx

Дополнительный модуль

Расчет на продавливание фундаментов и плит с узловыми и линейными опорами

Цена первой лицензии
760,00 USD