Verificarea lățimii fisurilor pentru secțiuni transversale cu acoperire mare de beton

Pentru calculul lățimii fisurilor conform EN 1992-1-1, capitolul 7.3.4, trebuie evaluate adâncimea zonei efective de întindere h_c,eff și raportul de armare ρ_c,eff. Adâncimea h_c,eff se determină conform următoarei formule:

Există situații în care secțiunea transversală este supusă unui moment încovoietor și unei forțe normale de compresiune, în timp ce se proiectează o acoperire mare a armăturii. Această situație apare în principal la infrastructurile de poduri, pile etc. În acest caz, adâncimea zonei efective de întindere conduce la o valoare zero din cauza acoperirii mari de beton:

Metodologia Eurocod nu putea fi aplicată deoarece nu s-a găsit nicio armătură în zona de întindere. Fără armătură în zona întinsă, nu se poate efectua verificarea lățimii fisurilor. Însă inginerii au nevoie ca această verificare să fie realizată. Cum am abordat satisfacerea atât a nevoilor inginerului, cât și a cerințelor codului?

Deoarece au fost aduse mai multe îmbunătățiri verificării lățimii fisurilor în ultimele patru versiuni, să reluăm aceste îmbunătățiri specifice și să prezentăm, desigur, cea mai recentă.

Versiunea 20.0 și versiunile anterioare

Până la versiunea 20.0, absența armăturii în regiunea A_c,eff era rezolvată prin utilizarea membrului drept al ecuației (7.3.4) pentru calculul diferenței deformațiilor relative ale betonului și armăturii:

unde a fost substituită tensiunea din armătura cea mai întinsă.

Distanța maximă dintre fisuri a fost calculată conform Ecuației 7.14, adică:

Dacă apărea situația în care nu exista armătură în zona de întindere, se aplica soluția de lucru menționată mai sus.

Versiunea 20.1

Deoarece calculul utilizat în versiunea 20.0 și versiunile anterioare nu respectă ipotezele de bază ale modelului tijei de întindere (bară de armătură înglobată în beton), am decis să nu mai folosim soluția de lucru implementată în versiunea 20.0 și versiunile anterioare. Dacă armătura se afla în afara zonei de întindere, utilizatorul era avertizat prin neconformitatea:

Nu s-a găsit nicio armătură de întindere în zona întinsă a secțiunii transversale. Prin urmare, armătura de întindere nu poate fi determinată și lățimea fisurilor nu poate fi calculată conform clauzei 7.3.4.

Versiunea 21.0

Singura modificare față de versiunea 20.1 constă în faptul că am început să afișăm toate valorile pe care le putem calcula și, totodată, am început să afișăm zona eficientă de întindere a betonului în scenă. Aceasta permite utilizatorului să observe că toată armătura se află în afara regiunii A_c,eff. Rețineți că centrul de greutate al armăturii trebuie să se afle în interiorul zonei de întindere pentru a fi considerată armătură înglobată. Totodată, era afișată o neconformitate:

Nu s-a găsit nicio armătură de întindere în zona întinsă a secțiunii transversale. Prin urmare, armătura de întindere nu poate fi determinată și lățimea fisurilor nu poate fi calculată conform clauzei 7.3.4.

Versiunea 21.1

La determinarea zonei efective de întindere, pentru fiecare caz de calcul al lățimii fisurilor, calculul se efectuează după cum urmează:

• Pasul 1 – se efectuează un calcul obișnuit, în care înălțimea h_c,ef se determină astfel:

• Pasul 2 – dacă adâncimea efectivă h_c,eff este atât de mică încât toată armătura se află în afara acestei regiuni, adâncimea se determină conform descrierii de la pasul 3.
• Pasul 3 – calculul h_c,eff excluzând condiția critică se determină astfel:

Totodată, este afișată următoarea neconformitate:

Zona eficientă de beton întins care înconjoară armătura sau armăturile pretensionate are adâncimea h_c,eff, unde h_c,eff este minimul dintre 2,5(h – d) și h/2. În cazul în care se consideră valoarea (h – x)/3, armătura se află în afara zonei eficiente de beton întins și, prin urmare, nu ar fi posibil să se calculeze lățimea fisurilor conform clauzei 7.3.4.

Rețineți că această îmbunătățire a fost deja lansată în patch-ul versiunii 21.0, respectiv 21.0.4.

Această îmbunătățire va conduce la rezultate mai consistente pentru calculele de fisurare în IDEA StatiCa RCS, în ciuda limitărilor stabilite în cod.

Verificarea lățimii fisurilor pentru secțiuni transversale din beton armat cu acoperire mare de beton este disponibilă în edițiile Concrete Expert, Concrete Enhanced, Prestressing Expert și Prestressing Enhanced ale IDEA StatiCa.