Postępy w sprawdzeniu normowym interakcji w RCS

W poniższym artykule wyjaśnimy podejście do obliczania siły podłużnej wywołanej ścinaniem F_td,s. Metoda ta polega głównie na zmianie sposobu przyłożenia siły do przekroju. Zaczynamy od definicji przekroju obciążonego N-My-Mz, a następnie stopniowo dodajemy siłę podłużną wywołaną ścinaniem i skręcaniem.

Odpowiedź N-My-Mz

Przekrój jest w pierwszej fazie obciążony kombinacją siły normalnej i momentów gnących N-My-Mz. Porównanie wyników między wersjami oprogramowania daje te same rezultaty.

Jeśli w przekroju zaprojektowano zbrojenie na ścinanie, ścinanie może być przenoszone przez fikcyjny model Strut-and-tie złożony ze strzemion, krzyżulców betonowych i podłużnych prętów zbrojeniowych. 

Obliczona siła podłużna od ścinania jest przykładana do przekroju ze wszystkimi składnikami (beton i pręty zbrojeniowe). Początkowy stan naprężeń przyjęty z odpowiedzi N+My+Mz jest już zdefiniowany dla każdego składnika.

Równanie do obliczania siły podłużnej od ścinania: 

\[\Delta F_{td,s} = V_{ed}(cot \theta -cot \alpha ) \] 

Siła podłużna F_td,s jest domyślnie przykładana do:

• Środka ciężkości części przekroju przenoszącej ścinanie – dla przekrojów, w których aplikacja jest w stanie zdefiniować taki przekrój (obszar czerwony na poniższym rysunku).

• Środka ciężkości przekroju – dla przekrojów, w których aplikacja nie jest w stanie zdefiniować takiego przekroju.

Interakcja N-My-Mz-Vz

Obliczana jest odpowiedź przekrojowa dla kombinacji N+My+Mz+ΔF_td,s. Można zauważyć, że naprężenia w betonie i prętach zbrojeniowych ściskanych zmniejszyły się, podczas gdy naprężenia w zbrojeniu rozciąganym wzrosły (w porównaniu z odpowiedzią N+My+Mz). Przekrój pozostaje w równowadze. 

Interakcja N-My-Mz-Vz-T

Dla przekrojów poddanych również skręcaniu przykładamy dodatkową podłużną siłę rozciągającą ΔF_td,t do podłużnych prętów zbrojeniowych leżących wewnątrz strzemienia wybranego do sprawdzenia skręcania. Model obliczeniowy jest nieco inny, ponieważ zakładamy, że przekrój składa się z podłużnych prętów zbrojeniowych, pomijając beton. Odpowiedź N+My+Mz+ΔF_td,s definiuje początkowy stan naprężeń każdego pręta. Następnie przykładane jest ΔF_td,t, zgodnie z warunkiem jednakowego przyrostu odkształcenia dla wszystkich prętów przenoszących skręcanie. 

Przyjęte założenia obliczeniowe oznaczają, że w niektórych przypadkach, np. dla przekrojów nad podporą pośrednią belki ciągłej, można zaobserwować różne wyniki. Gdy naprężenie w zbrojeniu rozciąganym od N+My+Mz osiągnęło granicę plastyczności, siłę podłużną od ścinania przejęły inne, mniej wykorzystane pręty zbrojeniowe (np. zlokalizowane w strefie ściskanej).

Dostępne w edycjach IDEA StatiCa Concrete i IDEA StatiCa Complete.