RCS - Etapy działania

W zakładce Etapy działania celem jest zdefiniowanie początkowego stanu naprężenia-odkształcenia przekroju. Jest to stan naprężenia przekroju od obciążeń stałych, sprężania, pełzania i skurczu w poszczególnych etapach budowy. Dane wejściowe są uzyskiwane z globalnego modelu obliczeniowego MES. Odpowiedź przekroju w SGU i SGN jest następnie obliczana przez dalsze obciążanie (obciążenie zmienne itp.) przekroju od tego stanu początkowego, z uwzględnieniem wykresów pracy materiałów. W zakładce Etapy działania można zdefiniować stan początkowy ogólnego przekroju, w tym przekrojów fazowanych (zespolonych), co czyni metodę ogólną. Jeśli interesują Cię przekroje zespolone, zaleca się zapoznanie z samouczkiem: Projektowanie konstrukcyjne zespolonego przekroju betonowego w RCS (EN).

Na potrzeby niniejszego artykułu etapy działania zostaną wyjaśnione na przykładzie prostej belki z jednym kablem sprężającym. 

Uwzględniony zostanie moment gnący od ciężaru własnego M_dl, moment gnący od obciążenia zmiennego M_ll oraz moment gnący od sprężania M_p. Ponadto uwzględniona zostanie siła normalna od sprężania N_p. Belka i siły wewnętrzne zostały wyjaśnione na poniższym rysunku.

Można zauważyć, że M_dl + M_p = 0 kNm. Wynika to z faktu, że wyniki będą znacznie bardziej czytelne i łatwiejsze do zrozumienia. Wyświetlone siły wewnętrzne N_p i M_p są po długoterminowych stratach.

Siły wewnętrzne od pełzania i skurczu również wynoszą zero w naszym prostym przypadku.

Przekrój S1 przedstawiono na poniższym rysunku.

Plik RCS został utworzony i jest również załączony. 

Najpierw etapy budowy można zdefiniować w Elemencie projektowym -> Etapy budowy. Czas faz oraz aplikacja sprężania mogą być przypisane do poszczególnych etapów. Można również dodawać nowe etapy.

Określenie czasu dla każdego ekstremum obciążenia definiuje, w których momentach (etapach budowy) będą przeprowadzane sprawdzenia normowe.

Stan początkowy

Istnieją dwie możliwości wyznaczenia stanu początkowego w etapach działania:

• Oblicz
• Dane użytkownika / Import

Jak wspomniano, stan początkowy jest definiowany jako łączny efekt wszystkich obciążeń stałych (obciążenie stałe), pełzania, skurczu i sprężania w wartościach charakterystycznych.

Dalsze wyjaśnienia będą dotyczyć wyłącznie drugiego etapu 18250d.

Więcej informacji o stanie początkowym dla przekrojów zespolonych można znaleźć w artykule Projektowanie sprężonego przekroju zespolonego w RCS

Oblicz

Przyrosty obciążeń stałych (suma ciężarów własnych, pełzania i skurczu) muszą być wprowadzone do tabeli. Efekty sprężania nie są tu wprowadzane – są definiowane w kolejnej tabeli i uwzględniane automatycznie. Należy zwrócić uwagę, że dla danego etapu budowy w każdym wierszu tabeli wprowadzane są wyłącznie przyrosty.

W naszym przykładzie dla etapu t=28d wprowadzane są N=0 kN i M = M_dl = 222,8 kNm.

Wadą tej metody jest konieczność zdefiniowania całej historii obciążenia przekroju w celu uzyskania wartości dla ostatniego etapu. 

Dane użytkownika / Import

Do tabeli należy wprowadzić sumę obciążeń stałych, pełzania, skurczu i sprężania. 

W naszym przykładzie dla etapu t=18250d wprowadzane są N=-495 kN i M = M_dl + M_p = 0 kNm. 

Ważne jest, że te etapy (każdy wiersz tabeli) są niezależne w metodzie Dane użytkownika / Import. Oznacza to, że nie wszystkie wiersze muszą być wypełnione, a wiersze dla etapów, które nie będą sprawdzane, mogą zostać pominięte. Innymi słowy, nawet jeśli pierwszy wiersz nie jest wypełniony, uzyskuje się te same wyniki.

Sprężanie

Istnieją dwa typy wprowadzania danych sprężania.

• Szacowanie strat sprężania – do cięgna przykładane jest naprężenie maksymalne i wprowadzane są współczynniki

• Naprężenie po długoterminowych stratach – wprowadzane jest naprężenie końcowe odczytane bezpośrednio z modelu MES. 

Można zauważyć, że naprężenie końcowe jest takie samo w obu przypadkach.

Łączny efekt sprężania

Tabela łącznego efektu sprężania przedstawia pierwotne siły wewnętrzne obliczone na podstawie geometrii i naprężenia w cięgnie oraz wtórne siły wewnętrzne, które muszą być wprowadzone ręcznie.

Siły wewnętrzne

Istnieje możliwość wczytania stałych sił wewnętrznych z zakładki Etapy działania. Stałe siły wewnętrzne można wypełnić ręcznie – nie ma żadnej różnicy.

Można skorzystać z automatycznego uwzględnienia Υ_Gj,sup. Jednak dla lepszego wyjaśnienia współczynnik jest ustawiony na 1,0. Po kliknięciu przycisku Wszystkie siły stałe zostaną wypełnione.

Uzyska się te same siły wewnętrzne zarówno metodą Dane użytkownika / Import, jak i metodą Oblicz. Oczywiście wartości muszą być ustawione tak, jak pokazano.

Ostatnim elementem jest obciążenie zmienne. Wystarczy wpisać wartości do tabeli.

Wyniki

Sytuacja jest wyjaśniona w wynikach typu Odpowiedź N-M-M. Włączone są wartości początkowe (pomarańczowe) oraz Przyrost (zielony).

Widoczny jest stan początkowy, w którym przekrój jest wyłącznie pod ściskaniem (M_dl + M_p = 0 kNm). Widoczny jest również przyrost od obciążenia zmiennego. Typ wyników Całkowity jest sumą wartości Początkowych i Przyrostów.

W załączonym pliku można zobaczyć, że wyniki są takie same dla metod Oblicz i Dane użytkownika / Import.

Załączone pliki do pobrania

• Action stages explanation.zip (ZIP, 73 kB)