9144x

001468

Dipl.-Ing. (FH) Robert Vogl

2017-08-15

Kolumny poddane naprężeniom rozciągającym w RF- / JOINTS Stal - podstawa słupa

Rodzina produktów Dlubal Software obejmuje różne moduły do wymiarowania połączeń stalowych i drewnianych. So besteht im Modul RF-/JOINTS Stahl Stützenfuß die Möglichkeit, Fußpunkte von gelenkigen oder eingespannten Stahlstützen zu untersuchen. Für die wirtschaftliche und sichere Bemessung des Stützenfußes spielt die Auswahl der Befestigungsmittel, der Fundamentgeometrie und der Materialgüten eine entscheidende Rolle.

W niniejszym artykule przedstawiono obliczenia słupa sztywnego przyłożonego do rejonu rozciągania połączenia. Model jest oparty na przykładzie opisanym w literaturze [1].

System

Słup składa się z przekroju HEB 280 i stali konstrukcyjnej S 235 JR.

Okno '3.1 Projekt - Podsumowanie' wraz ze szczegółami wysunięcia kotwy

W oknie 1.4 programu RF-/JOINTS wymiary fundamentu są określone jako 140 x 120 x 80 cm. Klasa betonu to C20/25.

Parametry płyty podstawy są zdefiniowane w oknie 1.5, jak pokazano na rysunku 02.

Okno "3.1 Projekt - Podsumowanie" wraz ze szczegółami uszkodzenia stożka betonowego

Wymiary i położenie kotew są zdefiniowane w oknie 1.6 (patrz Rysunek 03).

Okno „Projekt 3.1 - Podsumowanie” wraz ze szczegółami uszkodzenia łupania

siły wewnętrzne

RF-/JOINTS umożliwia ręczne definiowanie sił wewnętrznych, a tym samym niezależnie od modelu w RFEM/RSTAB.

W oknie 1.3 podane są następujące obliczeniowe siły wewnętrzne:

N_Ed = -396,0 kN
V_Ed = 21,5 kN
M_Ed = -110,0 kN

Siły w kotwach

W celu wyznaczenia odpowiednich do obliczeń sił wewnętrznych należy rozróżnić następujące przypadki:

Case Distinction According to [1]

Dla analizy połączenia w rejonie rozciągania należy przyjąć "Przypadek F1 < 0 and F2 ≥ 0".

F_{1} = \frac{N_{Ed}}{2} - \frac{M_{y, Ed}}{2 \cdot a_{D}} = \frac{396}{2} - \frac{11.000}{2 \cdot 13, 1} = - 221, 84 kN

Wzór 1

Z_{1} = \frac{- 2 \cdot F_{1}}{1 + \frac{a_{Z}}{a_{D}}} = \frac{- 2 \cdot - 221, 84}{1 + \frac{24, 0}{13, 1}} = 156, 7 kN

Wzór 2

W dalszej części artykułu przedstawiono obliczenia połączenia w rejonie rozciągania z uwzględnieniem zakotwienia i betonu.

Naprężenie rozciągające w kotwie

_Z kotwą M30 (wytrzymałość 5.6, AS = 5.61 cm²), obliczenia zgodnie z [2] , tabela 3.4 są następujące:

F_{t, Rd} = \frac{k_{2} \cdot f_{ub} \cdot A_{S}}{γ_{M 2}} = \frac{0, 9 \cdot 50, 0 \cdot 5, 61}{1, 25} = 201, 96 kN

Wzór 3

Window '3.1 Design - Summary' Including Details of Anchor in Tension

Wyciągnięcie kotwy

Wytrzymałość na wyrwanie kotwy jest określana zgodnie z [4] , sekcja 15.1.2.3, w następujący sposób:

F_{t, bond, Rd} = 11 \cdot f_{ck} \cdot \frac{d_{h} \cdot l_{h} - \frac{π \cdot d^{2}}{4}}{γ_{Mc}} = 11 \cdot 20, 0 \cdot \frac{80 \cdot 80 - \frac{π \cdot 30^{2}}{4}}{1, 50} = 834, 99 kN

Wzór 4

Window '3.1 Design - Summary' Including Details of Anchor Pull Out

Uszkodzenie betonowego stożka

W przypadku uszkodzenia stożka betonu, koniec elementu kotwiącego powoduje pęknięcie stożkowe. Obliczenia zniszczenia stożka betonu są przeprowadzane zgodnie z [4] , sekcja 9.2.4.

F_{t, kegel, Rd} = \frac{N_{Rk, c}}{γ_{Mc} \cdot γ_{M_{2}}} = \frac{290, 09}{1, 5 \cdot 1, 2} = 161, 16 kN

Wzór 5

Window '3.1 Design - Summary' Including Details of Concrete Cone Failure

Uszkodzenie w postaci pęknięcia

Siły rozłupujące powodują rysy rozłupujące w betonie. Występują one jako promienie obwodowe kotwy, a zatem prostopadłe do siły rozciągającej. Zniszczenie przez rozłupanie jest również analizowane zgodnie z [4] , sekcja 9.2.4.

F_{t, sp, Rd} = \frac{N_{Rk, sp}}{γ_{Mc} \cdot γ_{M_{2}}} = \frac{278, 05}{1, 5 \cdot 1, 2} = 154, 47 kN

Wzór 6

Window '3.1 Design - Summary' Including Details of Splitting Failure

Wytrzymałość betonu na rozciąganie jest nieznacznie przekraczana. W tym przypadku uszkodzenie rozłupuje się w obszarach rozciąganych połączenia.

Analizę dla obszaru rozciąganego w programie kończy się obliczeniem wprowadzenia sił rozciągających. Nie jest to jednak bardziej szczegółowo opisywane w tym artykule. Ponadto konieczne jest zwymiarowanie elementów złącznych w rejonie ściskania, nośności połączeń na zginanie i ścinanie oraz spoin.

Podsumowanie

RF-/JOINTS Steel - Column Base służy do obliczania przegubowych i utwierdzonych podstaw słupów. W przypadku słupa z podstawą, poddanego naprężeniom rozciągającym, należy uwzględnić naprężenia rozciągające, które powstają w betonie w wyniku wprowadzenia obciążenia na łącznik. Nośność betonu na rozciąganie jest często decydująca dla obciążeń, które mogą być przenoszone przez połączenie.

Odniesienia

[1]	E. Kahlmeyer; Hebestreit, K.; Vogt W.: Stahlbau na EC 3, 6th red.). Kolonia: Werner, 2012
[2]	Eurokod 3: Wymiarowanie konstrukcji stalowych - Część 1-8: projektowanie połączeń; EN 1993-1-8:2005 + AC:2009
[3]	Eurokod 2: Wymiarowanie konstrukcji betonowych - Część 1-1: Ogólne reguły i reguły dla budynków; EN 1992-1-1:2004 + AC:2010
[4]	Comité euro-international du béton (CEB): Wymiarowanie zamocowań w betonie - Zalecenia projektowe. Londyn: Wydawnictwo ICE, 1997
[5]	Instrukcja RF-/JOINTS. Tiefenbach: Dlubal Software, Styczeń 2017. Pobieranie

Autor

Pan Vogl tworzy i przechowuje dokumentację techniczną.

Odnośniki

Połączenia stalowe

Odniesienia

Eduard Kahlmeyer and Karin Hebestreit and Werner Vogt. Stahlbau nach EC 3. Werner Verlag, Köln, edition = 6. 2012.
EN 1993-1-8 Projektowanie konstrukcji stalowych - Część 1-8: Projektowanie połączeń. (2010). Berlin: Beuth Verlag GmbH
EN 1992-1-1 Projektowanie konstrukcji betonowych - Część 1-1: Reguły ogólne i reguły dla budynków. Wydawnictwo Beuth GmbH

Pobrane

Plik modelu w RSTAB

220 KB

;