Wymiarowanie

Wersja programu: Soldis PROJEKTANT X1

Wymiarowanie płyty stropowej zostało przeprowadzone dla statyki liniowej z wykorzystaniem superpozycji obciążeń dla kombinacji stanu granicznego nośności (SGN) i stanu granicznego użytkowalności (SGU). Zbrojenie dobrano ze względu na wymagania dotyczące nośności, zbrojenia minimalnego oraz użytkowalności konstrukcji.

Wymiarowanie przeprowadzono wg normy PN-EN 1992-1-1.

Klasa betonu: C25/30
Klasa stali zbrojeniowej: B500SP (C)
Klasa ekspozycji: XC3
Klasa konstrukcji: S3
Przyjęta górna siatka zbrojenia (X,Y): Φ8 co 18 cm, Φ8 co 18 cm
Przyjęta dolna siatka zbrojenia (X,Y): Φ12 co 9 cm, Φ8 co 18 cm
Otulina zbrojenia: 2.5 cm
Graniczna szerokość rozwarcia rys: 0.3 mm (quasi-stała kombinacja obciążeń)
Graniczne ugięcie elementu zarysowanego: L/500 (quasi-stała kombinacja obciążeń)

Uruchomienie projektu

Po uruchomieniu programu w oknie startowym wybierz opcję Otwórz,
Wybierz uprzednio przygotowany model (plik .sdi, załączony na końcu niniejszego opracowania),
Otwórz zdefiniowaną w modelu pozycję obliczeniową stropu:
- wybierając ją z lewego, dolnego okna Pozycje obliczeniowe,

lub

- wybierając ją z menedżera pozycji, uruchamianego przyciskiem w prawym, dolnym rogu ekranu.

Uruchomienie obliczeń dla wymiarowania

Przejdź do zakładki Analiza.

Kontrolki dla poszczególnych trybów analizy powinny być szare (nieaktywne).

Włącz obliczenia wymiarowania konstrukcji wybierając przycisk Wymiarowanie.

Procedura wymiarowania bazuje na wynikach statyki, więc program (jeśli nie wykryje żadnych błędów w modelu) najpierw przeprowadzi obliczenia statyki, następnie wymiarowania.

Definicja parametrów wymiarowania

Definicja parametrów wymiarowania obejmuje określenie siatek zbrojeniowych dla każdej ze stron płyty, określenie normowych ograniczeń zarysowania i parametrów wynikających z reologii i szybkiego obciążenia elementu.

Parametry wymiarowania w programie.

Typ zbrojenia – materiał zbrojenia. Program oferuje listę predefiniowanych typów dla powszechnie używanych stali zbrojeniowych. W przypadku innych, mniej spotykanych materiałów, istnieje możliwość samodzielnego zdefiniowania typu zbrojenia.
Góra/Dół – siatki zbrojenia – dane dotyczące średnicy i rozstawu prętów w dwóch prostopadłych kierunkach: równoległym do osi X (LUW) oraz równoległym do osi Y (LUW). Na podstawie definicji siatek obliczane jest pole zbrojenia podczas wymiarowania.
Kierunek uprzywilejowany – umożliwia wskazanie kierunku dla którego zbrojenie znajduje się bliżej powierzchni płyty.
Otulina – grubość otulenia liczona od powierzchni płyty do najbliższego punktu na obwodzie pręta zbrojenia w kierunku uprzywilejowanym.
Maksymalne rozwarcie rys – wartość brana pod uwagę w obliczeniach zarysowania. Należy wyznaczać ją w oparciu o tablicę 7.1N normy PN-EN-1992-1-1.
Charakter obciążenia – należy uzgodnić z typem kombinacji, dla którego prowadzone będzie wymiarowanie.
Współczynnik pełzania – jest to końcowy współczynnik pełzania w rozumieniu normy PN-EN-1992-1-1.
Średnia redukcja wytrzymałości na rozciąganie – ma na celu wyznaczenie wytrzymałości średniej na rozciąganie w chwili powstania rys w odniesieniu do średniej wytrzymałości na rozciąganie betonu. Domyślnie program zakłada brak redukcji. Redukcji należy dokonać w sytuacji, gdy przewidywane obciążenie nastąpi wcześniej niż po 28 dniach.

Zaznacz zdefiniowany panel stropu klikając w niego LPM i z menu podręcznego wybierz Edytuj właściwości panelu.
W nowym oknie Edycja powierzchni ustawione są Domyślne parametry wymiarowania,

W celu podglądu domyślnych parametrów wybierz Edytuj,

Domyślne parametry nie odpowiadają założeniom dla analizowanej płyty (klasa stali, średnica zbrojenia, otulenie itp), dlatego należy zdefiniować nowe.

Zamknij okno Edycja parametrów wymiarowania wybierając Anuluj,
W oknie Edycja powierzchni wybierz Dodaj,

Skonfiguruj nowe parametry wymiarowania wg rys. poniżej:

Definicja nowej siatki zbrojeniowej - góra

Dla pola Góra wybierz Dodaj. Wyświetli się okno Edycja siatki zbrojeniowej,
Nowej siatce nadaj nazwę i ew. krótki opis,
Dla kierunku X i Y wybierz średnicę Φ= 8 mm,
Dla kierunku X i Y wybierz rozstaw l= 18.0 cm.

Zatwierdź definicję nowej siatki zbrojeniowej wybierając OK.

Edycja jednego z pól:

„n” (ilość prętów na 1 mb),

„l” (rozstaw osiowy prętów),

„A” (pole przekroju zbrojenia na 1 mb),

powoduje automatyczne przeliczenie pozostałych. Możliwe jest również zdefiniowanie zbrojenia za pomocą tablic zbrojenia. Jednak w danym przykładzie obliczona wartość „n” (ilość prętów na 1 mb) nie jest liczbą całkowitą, więc nie można wykorzystać tablic.

Definicja siatek została zapisana w programie i będzie możliwa do użycia w późniejszych etapach.

Późniejsza edycja siatki wpływa na zbrojenie wszystkich elementów odwołujących się do niej.

Definicja nowej siatki zbrojeniowej - dół

Dla pola Dół wybierz Dodaj. Wyświetli się okno Edycja siatki zbrojeniowej,
Nowej siatce nadaj nazwę i ew. krótki opis,
Dla kierunku X wybierz średnicę Φ= 12 mm,
Dla kierunku X wybierz rozstaw l= 9.0 cm,
Dla kierunku Y wybierz średnicę Φ= 8 mm,
Dla kierunku Y wybierz rozstaw l= 18.0 cm,

Zatwierdź definicję nowej siatki zbrojeniowej wybierając OK.

Po zakończeniu konfiguracji nowego zestawu parametrów wymiarowania wybierz OK. Okno Edycja parametrów wymiarowania zostanie zamknięte.
W oknie Edycja powierzchni ustaw Parametry wymiarowania > Strop 1 i wybierz OK. Okno zostanie zamknięte, do panelu zostanie przypisany zdefiniowany zestaw parametrów.

Uruchomienie obliczeń dla wymiarowania

Pozostań w zakładce Analiza,

Po zmianie parametrów wymiarowania kontrolka przy trybie „Wymiarowanie” ma kolor pomarańczowy (obliczenia były wykonane, lecz wymagają aktualizacji).

Włącz ponownie obliczenia wymiarowania konstrukcji wybierając przycisk Wymiarowanie, lub przycisk Aktualizuj,

Praca w trybie Wymiarowanie.

Tryb umożliwia wymiarowanie konstrukcji płytowych w stanie granicznym nośności i użytkowalności. Obliczenia obejmują:

zbrojenie wymagane ze względu na momenty zginające wyznaczone metodą Wooda-Armera,
rozwarcie rys względem kierunków X oraz Y obliczone na podstawie 7.3.1 PN-EN-1992-1-1,
zbrojenie minimalne – obliczone na podstawie 7.3.2(1)P oraz 9.2.1.1(1) PN-EN-1992-1-1,
brakujące zbrojenie – stanowi różnicę między obwiednią zbrojenia obliczeniowo potrzebnego, a zbrojeniem zdefiniowanym przez użytkownika.

Przeglądanie wyników w postaci map

W programie Soldis PROJEKTANT wyniki prezentowane są w postaci izolinii lub map ukazujących wartości średnie na elementach (ustawienie domyślne). W przypadku relatywnie dużych elementów skończonych zalecane jest użycie izolinii (czasochłonne przy dużych modelach).

Wyniki prezentowane są zgodnie z lokalnymi układami współrzędnych (LUW) przypisanymi do paneli (domyślnie przypisany jest układ globalny (GUW)). Jeśli LUW przypisany do panelu nie pokrywa się z GUW to wyniki są transformowane (tj. rzutowane) na kierunki LUW. W konsekwencji:

wartości statyczne prezentowane są w kierunkach w których następnie zostanie dobrane zbrojenie,
możliwe są nieciągłości między poszczególnymi panelami.

Przeglądanie wyników – zbrojenie

Wybierz przycisk Ustawienia wyświetlania dla wyników,

W zakładce Mapy:
- Ustaw Maksimum > Wartość > 13.0,
- Ustaw Minimum > Wartość > 0.0,
- Zatwierdź zmiany wybierając OK.

Przeglądaj wyniki doboru zbrojenia:
- Wybierz kolejne typy wyników z rozwijanej listy pod przyciskiem Zbrojenie,
- Wybierz tryb wyświetlania Pole zbrojenia lub Liczba prętów,
- Wybierz kolejne kierunki oraz strony paneli, dla których prezentowane będą wyniki obliczeń – Pokaż w kierunku …,

Rys. 1: Zbrojenie obliczeniowo potrzebne

Rys. 2: Zbrojenie minimalne (większe od zera w obszarach gdzie M_cr < M_Ed)

Rys. 3: Zbrojenie zdefiniowane (rzeczywiste)

Zdefiniowane zbrojenie dla każdego kierunku i każdej strony jest większe niż zbrojenie obliczeniowo potrzebne i minimalne wymagane normowo. Przyjmuje się, że spełnienie tych warunków jest wystarczające i na tym etapie kończy dobór zbrojenia (mimo możliwej optymalizacji siatek pod kątem ciężaru stali).

Przeglądanie wyników – zarysowanie

Wybierz przycisk Ustawienia wyświetlania dla wyników,

W zakładce Mapy:
- Ustaw Maksimum > Wartość > 0.3,
- Ustaw Minimum > Wartość > 0.0,
- Zatwierdź zmiany wybierając OK.

Przeglądaj zarysowanie dla zbrojenia zdefiniowanego używając funkcji Rysy > zbrojenie obliczeniowe oraz ustawień dla kierunków i stron – Pokaż w kierunku…

Rys. 4: Zarysowanie dla każdego kierunku i strony

Graniczna wartość szerokości rozwarcia rysy (0.3 mm) nie została przekroczona dla żadnego z kierunków i stron płyty.

Weryfikacja

Tryb weryfikacji pozwala na obliczenie wartości statycznych z uwzględnieniem osłabienia przekroju żelbetowego pracującego w II fazie oraz reologii (analiza nieliniowa).

Więcej o trybie weryfikacji.

W ramach iteracyjnej procedury, dla wybranej kombinacji obciążenia, wyznaczane jest nowe pole przemieszczeń oraz sił wewnętrznych z uwzględnieniem ich redystrybucji w wyniku zarysowania. Dodatkowo przeliczane są wielkości związane z wymiarowaniem, a więc zbrojenie i zarysowanie. Zarówno w panelach jak i żebrach możliwe jest wyświetlenie osłabienia przekroju. Miarą tego osłabienia jest stosunek sztywności przekroju w fazie II do sztywności przekroju w fazie I. Zakres wartości osłabienia mieści się w przedziale <0,0 ; 1,0> (0 oznacza brak sztywności, a 1 sztywność taką jak dla przekroju niezarysowanego).

Weryfikacja zostanie użyta w celu określenia ugięcia zarysowanej płyty dla quasi-stałej kombinacji obciążenia i porównania go z przyjętą na podstawie normy wartością graniczną L/500.

Pozostań w trybie Analiza,
Włącz obliczenia weryfikacji konstrukcji wybierając przycisk Weryfikacja,
W nowym oknie Wybór kombinacji wybierz Zestaw kombinacji > SGU – Kombinacja quasi-stała i wybierz kombinację Komb. 0,

Zatwierdź OK, program przeprowadzi weryfikację dla wybranej kombinacji obciążeń,
Wybierz przycisk Ustawienia wyświetlania dla wyników,

W zakładce Mapy:
- Ustaw Maksimum > Automatycznie,
- Ustaw Minimum > Automatycznie,
- Zatwierdź zmiany wybierając OK.
Wybierz przycisk Pokaż przemieszczenia.

Rys. 5: Ugięcie płyty w stanie zarysowanym dla zbrojenia rzeczywistego

W porównaniu do wyników dla statyki liniowej ugięcia wzrosły z 2.97 mm do 10.10 mm.

W stanie zarysowanym warunek ograniczenia ugięć jest spełniony.

10.10 mm < 5200 mm / 500 = 10.40 mm

Diagnostyka

Ostatnim etapem projektowania płyty może być sprawdzenie stopnia wytężenia ze względu na momenty zginające. Porównanie wyniku z założonym poziomem wytężenia może skłonić do decyzji o optymalizacji konstrukcji – zmiany klasy betonu, grubości płyty, siatek podstawowych, czy obszarów i siatek dozbrojeń.

Pozostań w trybie Analiza,
Przejdź do trybu Wymiarowanie,

Wybierz Diagnostyka (Pokaż wytężenie konstrukcji),

Wybierz przycisk Ustawienia wyświetlania dla wyników,

W zakładce Mapy:
- Ustaw Maksimum > Wartość > 1.0,
- Ustaw Minimum > Wartość > 0.0,
- Zatwierdź zmiany wybierając OK.
Wybierz kolejne kierunki oraz strony paneli, dla których prezentowane będą wyniki obliczeń – Pokaż w kierunku …,

Rys. 6: Diagnostyka momentów – wytężenie dla zginania

Przyjęto, że stopień wytężenia ze względu na zginanie mniejszy od 1.0 jest wystarczający i nie potrzebna jest optymalizacja konstrukcji. Projektowanie płyty ze względu spełnienie warunków nośności i użytkowalności można uznać za zakończone.

Etapy pracy nad modelem i analizy

Przejdź na początek strony

Załączniki do pobrania

Plik	Opis	Wielkość pliku	Pobrania
strop_jednoprzesłowy		552 KB	263