Wymiarowanie belki wysokiej dla przemysłowego projektu budowlanego
Wyzwanie:
Belki wysokie stanowią szczególne wyzwanie w inżynierii konstrukcyjnej ze względu na niski współczynnik smukłości i związane z nim złożone mechanizmy przenoszenia obciążeń. Przekazywanie obciążeń odbywa się głównie poprzez układ krzyżulców ściskanych w betonie i cięgien rozciąganych w zbrojeniu.
W celu przeniesienia obciążeń z dwóch górnych kondygnacji zaprojektowano belkę wysoką o rozpiętości 16 m. Do analizy konstrukcyjnej wykorzystano oprogramowanie IDEA StatiCa Detail.
W miarę postępu projektowania konieczne stało się wykonanie dodatkowych otworów w belce wysokiej. W celu zbadania nośności belki w odniesieniu do stref nieciągłości przeprowadzono analizę nośności metodą elementów skończonych (MES) lub metodą pól naprężeń opartą na MES (CSFM), uwzględniając nieliniowe zachowanie materiału.
Obliczenia nieliniowe przeprowadzono z uwzględnieniem istniejącego zbrojenia stalowego.
Naprężenia w betonie w SGU:
Wyniki obliczeń MES wykazały lokalne przekroczenie naprężeń w betonie w SGU dla otworu o średnicy 100 mm. Ponieważ są to lokalne koncentracje naprężeń, a w otaczającym obszarze występują strefy o wystarczającym zapasie nośności, naprężenia mogą ulec redystrybucji poprzez uplastycznienie betonu. Ponadto w otaczającym obszarze znajduje się wystarczające zbrojenie.
Wnioski:
Analiza CSFM przeprowadzona przy użyciu IDEA StatiCa wykazała, że istniejące zbrojenie zapewnia właściwy rozkład obciążeń w obszarze nowych otworów.
