🏗️ Odkształcenie płyty podstawy
Konwencjonalne podejście do obliczeń połączeń stal-beton zazwyczaj zakłada, że płyta podstawy kotwy nie ulega odkształceniu. Rozkład obciążenia jest uproszczony w taki sposób, że odkształcenia rozkładają się liniowo na powierzchni płyty podstawy. Ale czy płyta podstawy zawsze zachowuje się zgodnie z tymi założeniami? 🤔
🖥️ Przetestujmy to założenie w programie #RFEM firmy #DlubalSoftware. Program ten oferuje narzędzia do symulacji i wymiarowania połączeń stal-beton przy użyciu numerycznego modelu MES. Przykładem odniesienia będzie połączenie słupa HEB 200 z płytą podstawy zakotwionej za pomocą czterech kotew M24. Porównamy dwie płyty podstawy o różnych grubościach:
1️⃣ Sztywna (40 mm)
2️⃣ Podatna (15 mm)
👉 Zginanie:
W przypadku podatnej płyty podstawy, rozkład naprężeń kontaktowych prowadzi do redukcji ramienia dźwigni. Naroża płyty podstawy w pobliżu kotew rozciąganych są ściskane w betonie, co wywołuje dodatkowe siły odrywające. W rezultacie siła rozciągająca w kotwie wzrasta w porównaniu z wersją ze sztywną płytą podstawy.
👉 Ściskanie:
Z rysunku rozkładu naprężeń kontaktowych wynika, że w przypadku podatnej płyty podstawy koncentracja naprężeń kontaktowych wokół rzutu profilu jest większa niż w przypadku sztywnej płyty podstawy.
👉 Rozciąganie:
Podobnie jak w przypadku zginania, podatna płyta podstawy może generować naprężenia kontaktowe ściskające w narożach, powodujące powstanie sił odrywających. Chociaż efekt ten nie jest tak wyraźny w rozpatrywanym przykładzie, rozkład naprężeń kontaktowych i wartości sił w kotwie wyraźnie wskazują na jego występowanie.
📝 Modelowanie połączeń stal-beton za pomocą modeli numerycznych MES umożliwia realistyczną symulację zachowania płyty podstawy w oparciu o jej sztywność. Oprócz dokładniejszego określania rozkładu naprężeń kontaktowych w płycie podstawy oraz sił rozciągających w kotwach, możliwe jest również symulowanie obrotu płyty podstawy kotwy. W przypadku wariantu podatnego obrót ten będzie większy, co spowoduje większe ugięcie modelowanej konstrukcji.
