Ogólny opis wyników SGN w Detail application

W tej sekcji skupiamy się na Nośności i Zakotwienia (sprawdzenia SGN). Po wybraniu jednego ze sprawdzeń SGN w górnej wstążce pojawia się nowa zakładka (Results). 

Po lewej stronie można wybrać, czy wyniki mają być wyświetlane dla automatycznego ekstremum, określonej kombinacji SGN lub przyrostów. Należy pamiętać, że stosowane jest obliczenie nieliniowe (odkształcenia plastyczne są dopuszczalne dla stali i betonu). Pod uwagę brane są wyłącznie kombinacje SGN lub pojedyncze przypadki obciążeń.

Kolejne przyciski służą do przełączania między bieżącymi wynikami.

Ostatnie przyciski w zakładce Results służą do edycji graficznego wyjścia (rysowanie siatki, skala widoku lub wyświetlanie ekstremum).

Beton

Możemy obserwować sześć możliwych wyników. Przyjrzyjmy się im po kolei. 

Wartość sprawdzenia naprężeń 

Pierwsza wartość przedstawia poziom stopnia wykorzystania materiału w odniesieniu do wytrzymałości betonu. Innymi słowy, pokazuje stosunek naprężenia w betonie do wytrzymałości betonu. Informacje o sposobie wyznaczania wartości granicznych można znaleźć w poniższym artykule. 

• Analiza stanu granicznego nośności

Naprężenie ściskające betonu

Kolejna opcja umożliwia wyświetlenie rozkładu naprężenia w betonie σ_c dla przyłożonej części obciążenia. Znane również jako naprężenia główne σ₂. 

Odkształcenie ściskające betonu

Po naciśnięciu trzeciej ikony w zakładce wyników wyświetlane jest odkształcenie betonu ε_c dla przyłożonej części obciążenia. Znane również jako odkształcenia główne ε₂. 

Plastyczne odkształcenie ściskające betonu

Aby obserwować występowanie zachowania plastycznego w betonie, należy przejść do opcji Plastyczne odkształcenie ściskające betonu. Można wyświetlić obszary, w których beton znajduje się w plastycznej gałęzi wykresu naprężenie-odkształcenie.

Kierunek naprężeń głównych

Ta funkcja pokazuje kierunek naprężeń głównych. Ponieważ rozciąganie w betonie jest wykluczone, wyświetlane są wyłącznie wektory ściskające.

Współczynnik redukcji wytrzymałości na ściskanie

Szósta opcja pokazuje rozkład redukcji wytrzymałości betonu na ściskanie spowodowanej odkształceniem poprzecznym. Jest to efekt compression softening. Zjawisko to (k_c2), wraz ze wzrastającą kruchością betonu wraz z wytrzymałością, jest uwzględniane poprzez współczynnik k_c.

Aby dowiedzieć się więcej, przeczytaj artykuł: Modele materiałowe (EN).

Zbrojenie

Dla stali, podobnie jak dla betonu, dostępnych jest więcej opcji wyświetlania wyników. Ogólnie rzecz biorąc, możliwe jest wyświetlenie naprężenia i odkształcenia w zbrojeniu oraz stosunku naprężenia lub odkształcenia do wartości granicznych.

Stosunek naprężenia lub odkształcenia do wartości granicznych

Pierwsze dwie ikony umożliwiają sprawdzenie stosunku naprężenia i odkształcenia do ich wartości granicznych. Trzecia ikona pokazuje porównanie naprężenia z granicą plastyczności. Innymi słowy, można zobaczyć poziom stopnia wykorzystania materiału. 

Naprężenie i odkształcenie

Oprócz wymienionych powyżej, istnieje opcja wyświetlenia odkształcenia (ε_s) lub naprężenia (σ₂) zbrojenia. W zakładce danych można obserwować poszczególne pręty jeden po drugim. Można również sprawdzić model i przegląd w oknie głównym.  

Zakotwienie

Zakotwienie jest ostatnim dostępnym wynikiem dla SGN.

Aby zrozumieć, skąd pochodzą siły wchodzące do obliczeń, omówmy najpierw poszczególne składniki.

Naprężenie przyczepności

Naprężenie przyczepności 𝜏_b (naprężenie na powierzchni pręta zbrojeniowego) jest obliczane na podstawie deformacji elementu przyczepności, który reprezentuje połączenie między betonem (element 2D) a zbrojeniem (element 1D). Zależność ta jest wyrażona funkcją naprężenie-deformacja, patrz rysunek poniżej.

Należy zauważyć, że poślizg jest dopuszczalny.

f_bd*  - naprężenie przyczepności na granicy plastyczności
f_bd    - graniczne naprężenie przyczepności
G_b - sztywność na ścinanie w części sprężystej
R_f - współczynnik wzmocnienia
δ_{u, max} - graniczny poślizg

Po osiągnięciu gałęzi plastycznej - 𝜏_b = f_bd*, naprężenie (𝜏_b) nie wzrasta już tak bardzo w porównaniu do deformacji (δ_u). W tym momencie (𝜏_b = f_bd*) uzyskuje się sprawdzenie stosunku naprężenia przyczepności (𝜏_b/f_bd) powyżej 99%. Sprawdzenie jest spełnione do momentu osiągnięcia granicznej deformacji δ_{u, max}.

Siła zakotwienia 

Siła przenoszona przez sprężynę reprezentującą wybrany typ zakotwienia zbrojenia nazywana jest siłą zakotwienia. Maksymalna* siła zakotwienia jest obliczana według następującego wzoru - F_au=β⋅A_s⋅f_yd, ​gdzie:

β             współczynnik zakotwienia zależny od typu zakotwienia,

A_s            przekrój poprzeczny pręta zbrojeniowego,

f_yd           wartość obliczeniowa granicy plastyczności zbrojenia.

*Maksymalna siła może być osiągnięta w zbrojeniu przy pełnym stopniu wykorzystania. W rzeczywistości siła przenoszona przez sprężynę F_a będzie obliczana na podstawie rzeczywistego naprężenia w zbrojeniu i będzie dodatkowo redukowana o siłę zatrzymaną wzdłuż długości zbrojenia, w zależności od modelu przyczepności (kohezji) między betonem a zbrojeniem. 

Aby dowiedzieć się więcej o teorii zakotwienia i zrozumieć model przyczepności, przeczytaj poniższy artykuł: 

• Typy elementów skończonych

Siła całkowita

Siła całkowita F_tot jest wynikiem analizy metodą elementów skończonych i może być zdefiniowana na dwa sposoby.

\[F_{tot}=A_{s}\cdot \sigma_{s}\]

gdzie A_s jest polem przekroju pręta zbrojeniowego, a σ_s jest naprężeniem w pręcie.

Wartość sprawdzenia naprężenia przyczepności

Wyświetlany jest stosunek naprężenia przyczepności (𝜏_b) do granicznej wytrzymałości na przyczepność dla wybranej (grupy) prętów. Pokazuje poziom stopnia wykorzystania w odniesieniu do granicznej wytrzymałości na przyczepność między prętem zbrojeniowym a otaczającym betonem. 

Wartość sprawdzenia siły

Wartość sprawdzenia siły jest stosunkiem siły całkowitej (F_tot) w pręcie do wartości granicznej. Wartość graniczna siły obliczana jest jako minimum dwóch wartości:

• Siła obliczana jako suma granicznej siły zakotwienia i siły rozwijanej od końca pręta do rozpatrywanego punktu, przy założeniu granicznej wytrzymałości na przyczepność
• Graniczna wytrzymałość pręta

Innymi słowy, F_lim jest graniczną siłą w zbrojeniu, uwzględniającą graniczną siłę zakotwienia i graniczną nośność pręta zbrojeniowego.

Dowiedz się więcej o F_tot i F_lim w poniższym artykule:

• Analiza stanu granicznego nośności