Strop żelbetowy - Dobór zbrojenia

Opis problemu

Dobór zbrojenia dla płytowego stropu żelbetowego.

Metody

Wymiarowanie stropu przeprowadzono według PN-EN-1992-1-1. Przyjęto następujące parametry konstrukcyjno-materiałowe:

  • beton C20/25,
  • stal B500SP (C),
  • klasa ekspozycji: XC3,
  • klasa konstrukcji: S3, (zmniejszona o 1 zgodnie z tabl.4.3N)
  • otulina: 3.0cm,
  • minimalna odległość w świetle między prętami: 3.0cm,

Grubość płyty stropu: 15cm. Grubość płyty balkonowej: 12cm. Wstępnie przyjęto średnicę zbrojenia głównego Φ12.

SGN: Wyznaczono zbrojenie potrzebne obliczeniowo dla głównego (poprzecznego) kierunku pracy płyty (przekrój pojedynczo zbrojony). Pominięto określenie zbrojenia wokół otworu klatki schodowej, zbrojenia rozdzielczego, zbrojenia przypodporowego i zbrojenia naroży płyty.

SGU: Graniczna szerokość rys poprzecznych: 0.3mm (klasa ekspozycji XC3). Dopuszczalne ugięcie płyt stropowych: L/200, a płyty balkonowej: L/250. Ugięcia elementów wyznaczono od części długotrwałej obciążenia. Współczynnik obciążenia długotrwałego ustalony dla kombinacji miarodajnej wynosi 0.56 dla płyt stropowych i 0.55 dla płyty balkonowej. Końcowy współczynnik pełzania wynosi 3.0 (wg Zał.B EC2).

Maksymalny obliczeniowy moment zginający: MEd,max = -29.5kNm (podpora) i MEd = 24.4kNm (przęsło).

Rys.1 Obwiednia momentów (SGN) – schemat (1)schemat1

Rys.2 Obwiednia momentów (SGN) – schemat (2)schemat2

Procedura (Soldis PROJEKTANT 2016)

Procedurę wymiarowania przedstawiono dla pojedynczego przęsła schematu (2): belka trzyprzęsłowa, ze skrajnym przęsłem wspornikowym. Na końcu dokumentu przedstawiono wyniki dla obu schematów statycznych stropu.

Założony poziom wytężenia konstrukcji: ~80%.

Przeglądanie wyników dla statyki układu
  • Z paska głównego wybierz Analiza > Statyka.
  • Upewnij się, że oknie Obciążenie z lewej strony ekranu są aktywne grupy obciążenia c.wł., stałego i użytkowego.
  • Z panelu Przeglądanie wyników dla statyki wybierz Zmień ustawienia kombinatoryki.strop27
    • Wskaż kombinację do obliczeń > SGN – Kombinacja podstawowa i zatwierdź Ok.
    • Wybierz Włącz kombinatorykę obciążenia.
    • Po wskazaniu odpowiedniej siły wewnętrznej, program wygeneruje na konstrukcji wykres jej obwiedni (SGN).
  • Z panelu Przeglądanie wyników dla statyki wybierz Zmień ustawienia kombinatoryki.
    • Wskaż kombinację do obliczeń > wybierz wszystkie kombinacje SGU i zatwierdź Ok.
    • Wybierz Włącz kombinatorykę obciążenia.
    • Po wskazaniu odpowiedniej siły wewnętrznej, program wygeneruje na konstrukcji wykres jej obwiedni (SGU).
  • Szczegółowy przegląd wartości statycznych i kombinacji obciążeń w poszczególnych przekrojach uzyska się klikając LPM w konkretne przęsło.statyka_strop

Reguły wymiarowania

  • Z paska głównego wybierz Analiza > Wymiarowanie > Narzędzia wymiarowania > Obwiednia.

KOMENTARZ: Tryby generowania kombinacji określają kombinacje i przekroje na długości elementów, które będą brane pod uwagę podczas analizy konstrukcji. W celu uzyskania dokładnego opisu wybierz Informacje o trybach generowania kombinacji.

  • Wybierz Przypisz regułę > Płyta żelbetowa jednokierunkowo zbrojona wg PN-EN 1992-1-1:2004.
  • Kliknij LPM w lewe przęsło schematu (2) (trzyprzęsłowy) i wybierz Zastosuj.6

Ustawienie parametrów do wymiarowania

  • W nowym oknie wybierz ikonę Parametry do wymiarowania.python_2019-06-22_14-26-36 - Copy
  • Zbrojenie główne:
    • Gatunek stali > B500SP (C),
    • Analizuj zakotwienie prętów.
  • Ugięcia:
    • Typ obciążenia > długotrwałe i wielokrotnie zmienne.
  • Rysy:
    • Graniczna szerokość rys > 0.3 
    • Rodzaj obciążenia > długotrwałe.
  • Reologia:
    • Wspł. obciążenia długotrwałego dla siły krytycznej > 0.56.
    • Wspł. pełzania > 3.0.
  • Pozostałe parametry pozostaw domyślne, zapisz zmiany klikając Ok.przeslo_lewe

Automatyczny dobór zbrojenia

  • Z paska zakładek po prawej stronie okna wybierz Automatyczny dobór zbrojenia i ustal:
    • Średnica [mm] > 12,
    • Min. odstęp [mm] > 30,
    • Otulina [mm] > 30 (wartość tylko do obliczeń, przy rozkładzie zbrojenia uwzględniane są wartości zdefiniowane dla poszczególnych krawędzi),
    • Stal > B500SP (C),
    • Wyłącz opcję Zbrojenie symetryczne.
  • Wybierz Zazbrójautomat2511

Dobrane zbrojenie: 4ø12 dołem i 4ø12 górą (podgląd w Edycja prętów zbrojeniowych, lub na rysunku przekroju) na całej długości przekroju (na 1 metr szerokości płyty!).

SGN: Wytężenie ze względu na zginanie: 129%  – należy skorygować przyjęte zbrojenie.

Definicja zbrojenia dla krawędzi

  • [A] W oknie przekroju kliknij LPM w górną krawędź (0) – podświetli się na czerwono, sygnalizując, że jest aktywna.
    • Wybierz zakładkę Definicja zbrojenia dla krawędzi:
      • ustaw liczbę prętów w rzędzie: n > 8
      • ustaw średnicę φ > 12 [mm],
      • ustaw otulinę: c > 30 (mm)
      • wybierz Zastosuj.definicja-reczna

Wytężenie ze względu na zginanie wynosi 98%, ze względu na ugięcie 101%.

  • Czynność [A] powtórz dla krawędzi dolnej.

Wytężenie ze względu na zginanie wynosi 73%, ze względu na ugięcie 65%.

 Stan graniczny użytkowalności – ugięcie

  • [A] Przejdź do okna Reguły wymiarowania z lewej strony ekranu.
    • Kliknij LPM w warunek Ugięcia:
      • Ustaw graniczne ugięcie L/200, długość elementu 5300,
      • Rozwiń Opcje i ustaw końcowy współczynnik pełzania 3.0.
      • Maksymalne wytężenie 75% – warunek spełniony.ugiecie_lewego_przesla

 

Edycja zbrojenia stropu

W przypadku płyty stropu rozciąganie włókien górnych występuje nad podporami wewnętrznymi oraz na znacznej rozpiętości krótszego przęsła. Długość zbrojenia górnego można zatem skrócić.

Odczyt rzędnych zerowania się momentu.
  • Z paska głównego wybierz Analiza > Statyka > Przeglądanie wyników dla statyki.
  • Wybierz Zmień ustawienia kombinatoryki i zaznacz SGN – kombinacja podstawowa. Zamknij okno Ok i wybierz Włącz kombinatorykę obciążeń.
  • Wybierz Wykres momentów zginających – na modelu płyty program wyrysuje obwiednię momentów zginających.
  • Kliknij LPM w lewe przęsło płyty i korzystając z suwaka znajdź rzędną dla której wielkość min M [kNm] równa się 0.0.zeromoment2511

Dla przęsła lewego odczytano rzędną 0.71.

  • Wybierz Edycja prętów zbrojeniowych.
    • W nowym oknie Lista prętów zbrojeniowych zaznacz (Shift+LPM) wszystkie pręty przy krawędzi 0 i wybierz Edytuj.
      • W nowym oknie Edycja zbrojenia określ wielkość e1 równą 0.7.
      • Wybierz Zastosuj i Ok.strop26
    • Zamknij okno Edycja prętów zbrojeniowych klikając Ok.

KOMENTARZ: Edycja zbrojenia zwiększa wytężenie elementu m.in. ze względu na ugięcie (81%).

Wymiarowanie dalszych przęseł

Przedstawiona procedura jest poprawna dla pozostałych przęseł stropu, dla obydwu schematów statycznych. Pewne zmiany wystąpią jedynie dla przęsła wspornikowego (balkonowego).

Przęsło wspornikowe.

Edycja zbrojenia balkonu

Dla przęsła wspornikowego dobrano zbrojenie symetryczne 6ø12 dołem i 6ø12 górą, jednak rozciągane są wyłącznie włókna górne, dlatego zbrojenie dołem można usunąć.

  • Wybierz Edycja prętów zbrojeniowych.
  • Zaznacz (Shift+LPM) wszystkie pręty przy krawędzi 2 i wybierz Usuń.edytuj_wspornik

Stan graniczny użytkowalności – ugięcie

  • [A] Przejdź do okna Reguły wymiarowania z lewej strony ekranu.
    • Kliknij LPM w warunek Ugięcia:
      • Graniczne ugięcie L/250, długość elementu 1400,
      • Końcowy współczynnik pełzania 3.0.
      • Schemat wspornikowy.ugiecie_wspornil

Zestawienie wyników

Według przedstawionej procedury zwymiarowano wszystkie przęsła stropu. Zbrojenie dla poszczególnych przęseł dobrano w taki sposób, by zachować jego ciągłość. Jednocześnie starano się dopasować rozkład zbrojenia do obwiedni momentów zginających. Wyniki dla obydwu schematów zestawiono w Tabeli 1.

Tab.1. Wymiarowanie stropu – wyniki

Schemat (1) belka dwuprzęsłowa
Przęsło Zbrojenie Zginanie Ugięcie
Lewe (5.3m) 8ø12 górą i 8ø12 dołem 73% 81%
Wewn. (4.6m) 8ø12 górą i 8ø12 dołem 73% 11%
Prawe (1.4m) 6ø12 górą 50% 64%
Schemat (2) belka trzyprzęsłowa
Przęsło Zbrojenie Zginanie Ugięcie
Lewe (0.9m) 6ø12 górą 71% 8%
Prawe (4.6m) 6ø12 górą i 4ø12 dołem 69% 55%

KOMENTARZ: Celem dokumentu było przedstawienie procedury wymiarowania stropu. Zaprezentowane rozwiązanie jest poprawne, lecz może nie być optymalne (np. pod względem zużycia stali).

Weryfikacja i raport z obliczeń

W celu ostatecznej weryfikacji obliczeń wybierz tryb generowania kombinacji Wszystkie kombinacje i kliknij Przelicz. Decydujące wytężenie pozostaje na poziomie 82% dla schematu (1) i 71% dla schematu (2).

W celu wygenerowania raportu z obliczeń wybierz ikonę Generuj raport. Określ zakres raportu i kliknij Zapisz (.rtf).7

Załączniki do pobrania

Plik Opis Wielkość pliku Pobrania
sdi strop-zelbetowy-wymiarowanie-zbrojenia 2 MB 1292
pdf strop-zelbetowy-raport 835 KB 1498

Następne:

Leave a Comment