Rama żelbetowa - 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

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

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 .

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

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

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

Załączniki do pobrania

Plik Opis Rozmiar pliku Pobrania
sdi rama-zelbetowa-wymiarowanie 1 MB 1396
pdf slup-raport 452 KB 889

Następne:

Leave a Comment