用扇形模型确定负荷增长因子β

技术文章

RF-PUNCH Pro附加模块允许您根据EN 1992-1-1 [1]执行冲切剪切设计。除了单柱设计外,还可以分析RF-PUNCH Pro中的墙端和墙角。

在这一点上,我还想参考之前关于RF-PUNCH Pro的文章 ,该文章解释了如何确定墙壁端部和墙角的冲压载荷。

考虑负荷增量因子β

如果在RF-PUNCH Pro中存在受到冲切剪切设计的墙角或墙端,则附加模块将根据沿着临界周边的非平滑剪切力分布确定冲压载荷。在确定冲压载荷时,通过应用该剪切力的最大值来确定冲切载荷,已经考虑了沿临界周长的剪切力的非旋转对称分布。该考虑被设置为用于分析墙角和端部的默认设置,因此总是存在1.00的负载增加因子β。

作为替代方案,还可以选择沿临界周长的剪切力的平滑分布,以确定冲压载荷。为了考虑剪切力沿临界周长的非旋转对称载荷或分布,应根据EN 1992-1-1 [1] ,本例中的6.4.3节考虑载荷增加系数β。

在RF-PUNCH Pro中,默认情况下使用根据6.4.3(3)的全塑性剪切分布确定负载增加系数。对于相邻区域中跨度宽度差小于25%的刚性固定系统,也可以使用EN 1992-1-1,图6.21N [1]中的β值。 EN 1992-1-1的德国附件[2]通过β= 1.20的墙角的常数因子和β= 1.35的墙端补充图6.21N。

自RF-PUNCH Pro附加模块发布以来,两种确定负载增加因子β的方法都已可用。程序的负载增加因子确定已经通过用户定义的β值规范的选项进行了扩展。自RFEM版本5.09.01发布以来,还可以选择通过RF-PUNCH Pro中提供的扇区模型确定负载增加因子。

图01 - 确定负载增加因子β的选择方法

部门模型

一方面,在临界周长处使用剪切力的最大值是确定冲压载荷设计值的最准确方法,但另一方面,它也是最容易受到奇点效应影响的方法。

图02 - 墙角临界周长处剪切力的最大值

根据德国结构混凝土委员会[3]的解释,根据DIN EN 1997-1-1(NA),可以使用以下方法确定β因子:

  • 更精确的塑性剪切应力分布方法
  • 部门模型(或负载应用领域)
  • 具有大致相同跨度的加强系统的常数因子

[3] ,6.3.4节中,扇区模型被描述为确定负载增加因子β的替代方法。在这种情况下,负载增加系数β可以通过将最大扇形力v Ed,i除以通过使用临界周长确定的剪切力v Ed,m的平均值来确定。为此,请参见[3]中的图H6-34,其中包含以下等式:
$$ \ mathrm {负载} \; \ mathrm {增加} \; \ mathrm {因子} \; \ mathrm \测试\ = \; \最大\; \左\ {\压裂{{\ mathrm \ NU} _ {\ mathrm {Ed},\ mathrm i}} {{\ mathrm \ nu} _ {\ mathrm {Ed},\ mathrm m}} \ right \} $$

在RF-PUNCH Pro中应用扇形模型时,省略了[3]中解释的负载剪切的确定,因为实际负载分布包含在RFEM中的表面内力中。因此,仅需要沿临界周长的平均剪切力和各个扇区内的平均剪切力来根据上述等式确定负载增加因子。

根据[3] ,负载应用区域A LE将被划分为i-load应用扇区A i ,并且建议每个象限使用三到四个扇区。 RF-PUNCH Pro遵循此建议,并始终将每个象限分为四个扇区。当确定单个支撑的负载增加因子β时,因此获得16个扇区(参见图03)。

图03 - 板坯中心柱上各个扇区的平均剪切力

各个冲压剪切点处的扇区数由模块自动确定,并且相对于冲切剪切位置的几何形状或位置获得。

个别部门的剪切力

以下示例说明了确定墙角的负载增加系数。在Window 1.5中进行了以下设置:

  • 在临界周边上平滑剪切力
  • 由扇区模型确定的负载增加因子β

结果窗口2.1显示了该示例的负载增加因子β= 1.39。为了从RF-PUNCH Pro计算中跟踪此值,您可以在结果导航器中选择结果显示选项“临界周长处的剪切力”和“扇区中的剪切力”。

图04 - 临界周界的剪切力和扇区的剪切力

在我们的例子中,整个临界周界的剪切力平均值为10.04 kN / m,各扇区内平均剪切力的最大值为13.93 kN / m。这给出了以下结果:
负载增加系数β= 13.93kN / m / 10.04kN / m = 1.39
窗口2.1中显示确定的β值。

图05 - 具有确定值β的结果窗口2.1

该示例描述了通过从临界周界中的剪切力导出冲压载荷来确定墙角上的载荷增加因子。作为替代方案,例如,如果冲压载荷取自柱的轴向力或节点支撑的支撑力,则可以选择“扇形模型”方法。

参考

[1] 欧洲法规2:混凝土结构设计。第1-1部分:建筑物的一般规则和规则 。 EN 1992-1-1:2004 + AC:2010
[2] 国家附录 - 国家确定的参数 - 欧洲法规2:混凝土结构设计 - 第1-1部分:建筑物的一般规则和规则 ; DIN EN 1992-1-1 / NA:2013-04
[3] DAfStb-Heft 600 - ErläuterungenzuDIN EN 1992-1-1和DIN EN 1992-1-1 / NA(欧洲规范2) 。 (2012年)。柏林:Beuth。

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