Słup – dobór zbrojenia

Opis problemu

Dobór zbrojenia żelbetowego słupa.

Metody

Wymiarowanie słupa przeprowadzono zgodnie z PN-EN-1992-1. Przyjęto następujące parametry konstrukcyjne:

  • beton C20/25,
  • stal RB500W (A)
  • klasa ekspozycji: XC3,
  • klasa konstrukcji: S4,
  • otulina: 3.5cm,
  • minimalna odległość w świetle między prętami: 3.0cm.

Wstępnie przyjęte średnice zbrojenia:

  • podłużne: Φ16 (zbrojenie symetryczne)
  • poprzeczne: Φ8

SGN: Wyznaczono obliczeniowo potrzebne zbrojenie podłużne i poprzeczne (strzemiona dwucięte).

Uwzględniono imperfekcje geometryczne w obu płaszczyznach słupa w postaci wstępnych mimośrodów ei. Efekty II rzędu uwzględniono metodą nominalnej sztywności. Wspł. długości wyboczeniowej słupa w płaszczyźnie układu: βx=1.0 (schemat: utwierdzenie-łyżwa) KOMENTARZ. Wspł. długości wyboczeniowej słupa z płaszczyzny układu: βy=2.0 (schemat wspornikowy) KOMENTARZ.

SGU: Graniczną szerokość rys poprzecznych ustalono jako 0.3mm (klasa ekspozycji XC3). Dopuszczalne ugięcie wynosi L/250. Ugięcia elementu wyznaczono od części długotrwałej obciążenia. Współczynnik obciążenia długotrwałego przyjęto 1.0. Końcowy współczynnik pełzania wynosi 3.8 (wg Załącznika B).

Ze względu na bardzo mały moment zginający w słupach (Mmax=1.6kNm), do wymiarowania wybrano słup zewnętrzny, w którym występuje największa siła ściskająca.

Tab.1: Ekstremalne sił wewnętrzne w słupie (teoria I rzędu)

Siła normalna [kN] Moment zginający [kNm]
Nmax= -1059.7kN Modp= 0.8kNm
Nmin= -549.9kN Modp= 0.4kNm
Nodp= -1053.9kN Mmax= 1.6kNm
Nmin= -1057.8kN Mmin= 0.001kNm

Procedura (Soldis PROJEKTANT 2016)

Reguły wymiarowania

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

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

  • Wybierz Przypisz regułę > Element żelbetowy wg PN-EN 1992-1-1:2004
  • Zaznacz pręt 4 (lewy słup) klikając w niego LPM i wybierz  Zastosuj.Elem_żelbt_1992

Przejdź na początek strony

Ustawienie parametrów do wymiarowania

  • W nowym oknie wybierz ikonę Parametry do wymiarowania i ustal:
    • Zbrojenie poprzeczne:
      • Zbrojenie minimalne jak dla: > słupa
      • Wymaga zbrojenia obliczeniowego > gdy VRd,c < Vsd KOMENTARZ
    • Imperfekcje geometryczne:
      • uwzględnij po kierunku > Y-Y i X-X
    • Rysy:
      • Graniczna szerokość rys > 0.3 
      • Rodzaj obciążenia > długotrwałe
    • Reologia:
      • Wspł. obciążenia długotrwałego dla siły krytycznej > 0.60
      • Wspł. pełzania > 3.8
    • Warunki konstrukcyjne:
      • Ogranicz smukłość do > 104
    • Pozostałe parametry pozostaw domyślne.
  • Zapisz zmiany klikając Ok.prametry_wyb_slup

Ustawienie długości wyboczeniowej

  • W oknie wymiarowania wybierz ikonę Długość wyboczeniowa:
    • Długość wyboczeniowa > El. klasyczny-5.8.3.2(2)
    • β: (X-X) > 1.0 i β: (Y-Y) > 2.0
    • Pozostałe parametry pozostaw domyślne.
  • Zapisz zmiany i okno klikając Ok.slup_wyb
Przejdź na początek strony

Automatyczny dobór zbrojenia

  • Wybierz zakładkę Automatyczny dobór zbrojenia i ustaw:
    • Średnica [mm] > 16,
    • Otulina [mm] > 35,
    • Zbrojenie symetryczne,
    • Pozostałe parametry pozostaw domyślne i wybierz Zazbrój.slup_automat

Program dobrał zbrojenie podłużne słupa 4Φ16 (1 pręt w każdym narożu) i zbrojenie poprzeczne Φ6 co 19.5cm. Nośność przekroju jest przekroczona.

KOMENTARZ: Dla danej sztywności przekroju, parametrów wyboczeniowych słupa i zadanych imperfekcji, pierwsza wartość siły krytycznej „z płaszczyzny” NB,x wynosi 930kN i jest mniejsza od wartości obliczeniowej siły ściskającej NEd = -1059.74kN. Przekrój traci stateczność globalną, należy zwiększyć jego sztywność.

Odczyt wartości sił krytycznych.
  • 2xLPM w warunek Zbrojenie główne w oknie Reguły projektowania z lewej strony ekranu,
  • Rozwiń opcję Imperfekcje geometryczne i efekty drugiego rzędu,
  • Odczytaj wartość sił krytycznych „w płaszczyźnie” NB,y i „z płaszczyzny” NB,x .
Przejdź na początek strony

Definicja zbrojenia podłużnego

  • W oknie przekroju kliknij LPM w lewą krawędź (1) – podświetli się na czerwono, sygnalizując, że jest aktywna.
  • Wybierz zakładkę Definicja zbrojenia dla krawędzi:
    • ustaw liczbę prętów w rzędzie: n2 > 4,
    • ustaw otulinę z trzech stron równą: c1 > 35 (mm),
    • ustaw średnicę zbrojenia φ [mm] > 16,
    • wybierz Zastosuj.
  • W ten sam sposób zdefiniuj zbrojenie 4Φ16 prawej krawędzi (3).slup_nieautomat

Siła krytyczna NB,x = -1526kN < NEd = -1059.74kN. Warunek nośności przekroju spełniony, wytężenie 72%.przekroj_slup

Przejdź na początek strony

Zbrojenie poprzeczne

Na całej wysokości słupa zbrojenie poprzeczne nie jest potrzebne obliczeniowo (odcinek pierwszego rodzaju). Program wyznaczył automatycznie zbrojenie Φ6 ze względu na minimalny stopień zbrojenia i max. rozstaw. Zdecydowano się jedynie skorygować rozstaw strzemion.

  • Wybierz zakładkę Zbrojenie strzemionami:
    • ustaw rozstaw strzemion: s [cm] > 20.0,
    • pozostałe parametry pozostaw domyślne.
  • Program automatycznie zaktualizuje wyniki.slup_zbroj_poprz
Przejdź na początek strony

Weryfikacja i raport z obliczeń

Warunki nośności i użytkowalności elementu są spełnione – wytężenie wynosi 72% ze względu na zbrojenie główne. Zamknij okno wymiarowania, zapisując wyniki pracy, klikając Ok. W celu ostatecznej weryfikacji obliczeń wybierz tryb generowania kombinacji Wszystkie kombinacje i kliknij Przelicz. Ostateczne wytężenie wynosi 72%.

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

Przejdź na początek strony

Załączniki do pobrania

Plik Opis Wielkość pliku Pobrania
pdf slup-raport 452 KB 1425
sdi budynek_wielorodzinny 865 KB 248