4247x
001732
2022-01-13

Modyfikacja sztywności betonu w RFEM 6 zgodnie z ACI 318-19 i CSA A23.3:19

Zgodnie z rozdz. 6.6.3.1.1 i 10.14.1.2 ACI 318-19 i CSA A23.3-19, program RFEM efektywnie uwzględnia redukcję sztywności prętów betonowych i powierzchni dla różnych typów elementów. Dostępne typy wyboru obejmują zarysowane i niezarysowane ściany, płaskie płyty, belki i słupy. Dostępne w programie mnożniki zaczerpnięto bezpośrednio z tabel 6.6.3.1.1(a) i 10.14.1.2.

Zredukowana sztywność zgodnie z ACI 318 i CSA A23.3

Odniesienie do sekcji 6.6.3.1.1 i 10.14.1.2 pole przekroju brutto Aq i moment bezwładności Ig są dozwolone dla analizy sprężystej z zastosowanymi obliczeniowymi poziomami obciążenia. Obliczeniowe poziomy obciążenia są określane na podstawie tabeli 6.6.3.1.1(a) z ACI 318-19 [1] oraz tabeli znajdującej się w punkcie 10.14.1.2 w CSA A23.3 :19 [2], gdzie uwzględniany jest typ elementu i jego stan. Mnożące współczynniki zmniejszają moment bezwładności, podczas gdy pole przekroju brutto pozostaje stałe. Współczynniki te zostały zachowawcze w różnych normach dotyczących betonu, aby uwzględnić utratę przekroju spowodowaną zarysowaniem.

Zgodnie z rozdz. 6.6.3.1.1 ACI 318-19, moment bezwładności i pole przekroju brutto prętów/powierzchni należy obliczać zgodnie z tabelami 6.6.3.1.1(a) lub 6.6.3.1.1(b), chyba że wymagana jest rygorystyczna analiza. Podobnie norma CSA A23.3:19 zawiera tabelę, w której podane są odpowiednie mnożniki stosowane do każdego momentu bezwładności.

Różne warunki, takie jak „zarysowany” i „niezarysowany” mają wpływ tylko na elementy betonowe zaklasyfikowane jako „ściana”. Podczas obliczania momentu i ścinania dla ściany niezarysowanej, dla momentu bezwładności brutto Ig stosowany jest współczynnik 0,70. Jeżeli ściana uległa zarysowaniu, na podstawie modułu sprężystości przy zerwaniu, moment bezwładności oblicza się jako 0,35Ig do dalszej analizy.

Zazwyczaj ściany służą do przenoszenia obciążeń bocznych w płaszczyźnie. Sztywność w płaszczyźnie jest zwykle ignorowana lub można ją pominąć w porównaniu ze sztywnością w płaszczyźnie. W związku z tym podczas analizy bocznej redukcja sztywności musi być zastosowana w płaszczyźnie (km ), a nie w płaszczyźnie. Aby uniknąć konieczności stosowania nadmiernego zbrojenia podłużnego, należy zastosować niewielkie współczynniki modyfikacji współczynników sztywności z płaszczyzny kb oraz ke. W sekcji poniżej, "Zastosowanie programu RFEM 6", pokazano, w jaki sposób zastosować współczynniki redukcyjne w programie specjalnie dla ścian.

W przeciwieństwie do ścian, podczas analizy innych elementów, takich jak słupy, belki, płaskowniki i płyty płaskie, momenty bezwładności nie zmieniają się zgodnie z założeniami, które są zarysowane lub niezarysowane. Zredukowana wartość opiera się na jednym współczynniku redukcyjnym wymienionym poniżej.

Słupy: Ig = 0,70Ig
Belki: Ig = 0,35Ig
Płaskie płyty i stropy: Ig = 0,25Ig

W przypadku wszystkich elementów betonowych, w tym ścian, współczynnik ten wynosi 1,0 dla pola przekroju brutto Ag. Z tego względu pole przekroju brutto przekroju betonowego pozostaje niezmienione. W odniesieniu do ACI 318-19, wartości momentów bezwładności przyjęte według MacGregora i Hage'a (1977) [3] są mnożone przez współczynnik redukcji sztywności ofk = 0,875. z R6.6.4.5.2. Na przykład moment bezwładności można obliczyć ze wzoru:

0,875(0,80Ig = 0,70Ig

Przyjęcie RFEM 6

Program RFEM 6 umożliwia użytkownikowi bezproblemową modyfikację sztywności na zginanie lub osiową dowolnego pręta betonowego lub powierzchni, która ma zostać uwzględniona w analizie i wymiarowaniu zgodnie z ACI 318-19 lub CSA A23.3:19. Modyfikacje sztywności należy wprowadzać tylko dla Sytuacji obliczeniowych w zakresie wytrzymałości (bezwymiarowej), a nie Sytuacji obliczeniowych dla użytkowalności (niewykresowanej). Chociaż typy części składowych można ustawić dla każdego elementu w ramach przypadków obciążeń/kombinacji obciążeń w ramach opcji "Modyfikacja konstrukcji" w programie kolejne obliczeniowe kombinacje obciążeń.

Podczas tworzenia/edycji "Generatora kombinacji" w zakładce "Sytuacje obliczeniowe" w "Opcjach", dostępne jest pole wyboru "Uwzględnij" "Modyfikacje konstrukcji". Patrz rysunki 01 i 02.

Po zaznaczeniu tego pola wyboru należy utworzyć nową modyfikację konstrukcji za pomocą przycisku "Utworzyć nową modyfikację konstrukcji...". Znajduje się tam tabela modyfikacji sztywności, w której można zaznaczyć Pręty i/lub Powierzchnie, które mają zostać zmodyfikowane. Następnie, po zaznaczeniu co najmniej jednej z nich, u góry pojawi się nowa zakładka (lub zakładki).

W zakładkach można zdefiniować "Typ modyfikacji", np. ACI 318-19 Tabela 6.6.3.1.1(a) lub CSA A23.3:19 Tabela 10.14.1.2 dla prętów lub powierzchni. Rysunki 03 i 04 pokazują różne normy i typy elementów, które można wybrać z rozwijanego menu.

Ze względu na możliwość modyfikowania sztywności powierzchni i ignorowania sztywności chodzenia z płaszczyzny, przy zaznaczeniu Typu komponentu ścian w dolnej części okna należy zaznaczyć pole wyboru zdefiniowane przez użytkownika. Następnie zastosuj małe współczynniki modyfikacji do kb oraz ke.


Autor

Alex jest odpowiedzialny za szkolenie klientów, wsparcie techniczne i ciągły rozwój programów na rynek północnoamerykański.

Odniesienia
  1. ACI 318-19, Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary
  2. CSA A23.3:19, Design of Concrete Structures
  3. MacGregor, J. G.; Hage, S. E.: Stability Analysis and Design of Concrete Frames, Journal of the Structural Division 10, Seiten 1963 - 1970. 1977