Opis problemu
Dobór zbrojenia żelbetowego podciągu.
Metody
Wymiarowanie podciągu przeprowadzono zgodnie z PN-EN-1992-1. Przyjęto następujące parametry konstrukcyjne:
- beton C20/25,
- stal RB500W (A)
- klasa ekspozycji: XC3,
- klasa konstrukcji: S4,
- otulina podciągu: 3.5cm,
- otulina płyty: 3.0cm,
- minimalna odległość w świetle między prętami: 3.0cm.
- grubość płyty stropu: 20cm,
Wstępnie przyjęte średnice zbrojenia:
- główne dolne: Φ20
- główne górne: Φ16
- poprzeczne: Φ8
W [3337] przyjęto zbrojenie stropu nad podporą: Φ12 górą. Uwzględniając dodatkowo przykładowe zbrojenie rozdzielcze Φ10 płyty i strzemiona Φ8 obejmujące zbrojenie podłużne podciągu, odległość od krawędzi przekroju do zbrojenia górnego podciągu wynosi: 30+12+10+8=50mm.
SGN: Wyznaczono obliczeniowo potrzebne zbrojenie podłużne (przekrój podwójnie zbrojony) i poprzeczne (strzemiona czterocięte). Pominięto określenie zbrojenia montażowego, konstrukcyjnego i poprzecznego Asf w półce przekroju.
Ze względu na minimalną wartość siły osiowej, pominięto uwzględnienie imperfekcji geometrycznych. Kotangens kąta nachylenia krzyżulców betonowych przyjęto
.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 ustalony dla kombinacji miarodajnej wynosi 3.5 (wg Załącznika B).
. Końcowy współczynnik pełzania wynosiMaksymalny obliczeniowy moment zginający: MEd,max = -345.0kNm (podpora) i MEd = 276.4kNm (przęsło).
Rys.1. Obwiednia momentów zginających (SGN) |
Ze względu na symetrię schematu statycznego i obciążenia, wymiarowaniu poddano 2 z 4 przęseł podciągu.
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 poziome pręty 0 i 1 klikając w nie LPM i wybierz Zastosuj.
Dla domyślnych wartości parametrów program dobrał zbrojenie podłużne 4Φ20 górą i dołem, oraz zbrojenie poprzeczne.
Ustawienie parametrów do wymiarowania
- W nowym oknie wybierz ikonę Parametry do wymiarowania i ustal:
- Zbrojenie główne:
- Wyłącz opcję Analizuj zakotwienie prętów.
- Zbrojenie poprzeczne:
- Kotangens nachylenia betonowych krzyżulców > 1.5
- Zbrojenie minimalne jak dla: > belki
- Wymaga zbrojenia obliczeniowego > zawsze
- Imperfekcje geometryczne > pomiń uwzględnianie (odnacz kontrolki przy kierunkach Y-Y i X-X)
- Rysy:
- Graniczna szerokość rys > 0.3
- Rodzaj obciążenia > długotrwałe
- Reologia:
- Wspł. obciążenia długotrwałego dla siły krytycznej > 0.58
- Wspł. pełzania > 3.5
- Pozostałe parametry pozostaw domyślne
- Zbrojenie główne:
- Zapisz zmiany klikając Ok.
Ustawienie długości wyboczeniowej
- W oknie wymiarowania wybierz ikonę Długość wyboczeniowa:
- Pozostaw parametry domyślne.
- Zamknij okno klikając Ok.
Automatyczny dobór zbrojenia
Dolnej krawędzi podciągu należy przypisać średnicę zbrojenia Φ20, górnej krawędzi Φ16.
- [A] Kliknij 2xLPM w zewnętrzne przęsło (lewe) w oknie widoku.
- W oknie przekroju kliknij LPM w dolną krawędź (0) – podświetli się na czerwono, sygnalizując, że jest aktywna.
- Wybierz zakładkę Definicja zbrojenia dla krawędzi i ustaw średnicę zbrojenia φ [mm] > 20.
- Ustaw średnicę podstawową c1 > 35 [mm].
- W oknie przekroju kliknij LPM w górną krawędź (5) – podświetli się na czerwono, sygnalizując, że jest aktywna.
- Wybierz zakładkę Definicja zbrojenia dla krawędzi i ustaw średnicę zbrojenia φ [mm] > 16.
- Ustaw maksymalną liczbę prętów w jednym rzędzie n2 > 10 i średnicę podstawową c1 > 35 [mm].
- Procedurę [A] powtórz dla przęsła wewnętrznego (prawego).
- Wybierz zakładkę Automatyczny dobór zbrojenia.
- Włącz opcje Średnica i rozstaw jak dla krawędzi oraz Dobierz strzemiona i wybierz Zazbrój.
Program dobrał zbrojenie główne 4Φ20 dołem i 6Φ16 górą oraz zbrojenie poprzeczne o średnicy zależnej od strefy. W środku przęseł niespełniony jest warunek minimalnego zbrojenia strzemionami. Wytężenie zbrojenia ze względu na rozciąganie (dodatkowa siła od ścinania) wynosi 100%.
Definicja zbrojenia podłużnego dla krawędzi
Skorygowano parametry zbrojenia górnego (ilość, otulina i rozstaw między prętami) i zbrojenia poprzecznego (ograniczono się do 2 rodzajów średnic).
- Pozostaw aktywną opcję Zbrojenie ciągłe między elementami.
- [B] Ustal jako aktywne górne krawędzie obu przęseł podciągu
- [a] Kliknij 2xLPM w wewnętrzne przęsło (prawe) w oknie widoku.
- [b] W oknie przekroju kliknij LPM w górną krawędź (5) – podświetli się na czerwono, sygnalizując, że jest aktywna.
- Powtórz czynności [a] i [b] dla przęsła skrajnego (lewego).
- Wybierz zakładkę Definicja zbrojenia dla krawędzi:
- ustaw liczbę prętów w rzędzie: n2 > 8
- ustaw otulinę z : c1 > 50 (mm)
- ustaw otulinę z lewej i z prawej: c2 > 25 i c3 > 25
- wybierz Zastosuj.
Definicja zbrojenia poprzecznego
Program automatycznie podzielił przęsła na odcinki pierwszego i drugiego rodzaju. Zdecydowano się skorygować parametry zbrojenia poprzecznego.
Tab.1: Zbrojenie poprzeczne podciągu
średnica φ [mm] | rozstaw [cm] | typ strzemion | |
---|---|---|---|
Pręt 0/strefa 1 | 8 | 15 | czterocięte |
Pręt 0/strefa 2 | 8 | 30 | dwucięte |
Pręt 0/strefa 3 | 10 | 10 | czterocięte |
Pręt 1/strefa 1 | 10 | 10 | czterocięte |
Pręt 2/strefa 2 | 8 | 30 | dwucięte |
Pręt 3/strefa 3 | 10 | 10 | czterocięte |
- Ustal jako aktywne przęsło skrajne (lewe) klikając w nie 2xLPM.
- Wybierz zakładkę Zbrojenie strzemionami:
- wybierz strefę nr 1:
- rozstaw strzemion: s [cm] > 15.0,
- średnica strzemion: φ [mm] > 8,
- typ zbrojenia: strzemiona czterocięte.
- wybierz strefę nr 2:
- ustaw rozstaw strzemion: s [cm] > 30.0,
- ustaw średnicę strzemion: φ [mm] > 8.
- wybierz strefę nr 3:
- ustaw rozstaw strzemion: s [cm] > 10.0,
- ustaw średnicę strzemion: φ [mm] > 8,
- ustaw typ zbrojenia: strzemiona czterocięte.
- wybierz strefę nr 1:
- Program automatycznie zaktualizuje wyniki.
- Zdefiniuj zbrojenie poprzeczne na przęśle wewnętrznym (prawym) zgodnie z Tab.1.
Rozmieszczenie zbrojenia – wariant I
W podstawowym wariancie rozmieszczenia zbrojenia nie analizowano zakotwienia prętów. Rozkład prętów dopasowany jest więc do obwiedni sił wewnętrznych; przyjmuje się, że zbrojenie w każdym przekroju jest w pełni zakotwione (ma pełną nośność).
- Ustal jako aktywne przęsło skrajne (lewe).
- Wybierz Edycja prętów zbrojeniowych:
- Zaznacz pręty przy krawędzi 5: przy wciśniętym klawiszu Shift kliknij LPM w pierwszy i ostatni pręt i wybierz Edytuj,
- Wybierz Kształt zbrojenia > e1 > 0.8, zatwierdź Zastosuj i Ok.
- Analogicznie edytuj pręty dolne (przy krawędzi 0):
- Wybierz Edycja prętów zbrojeniowych:
- Ustal jako aktywne przęsło wewnętrzne (prawe).
- Wybierz Edycja prętów zbrojeniowych:
- Analogicznie do czynności [c] zaznacz wszystkie pręty przy krawędzi 5, PPM > Edytuj,
- Zdefiniuj parametry zbrojenia zgodnie z rysunkiem poniżej:
- Edytuj również pręty dolne (przy krawędzi 0):
- Wybierz Edycja prętów zbrojeniowych:
Rys.3. Zbrojenie podciągu – wariant I.
Rozmieszczenie zbrojenia – wariant II
Przy włączonej analizie zakotwienia prętów nośność zbrojenia w danym przekroju uwarunkowana jest jego odpowiednim zakotwieniem. Długość zakotwienia zależna jest m.in. od stanu naprężeń w przekroju.
- Wybierz ikonę Parametry do wymiarowania i włącz opcję Analizuj zakotwienie prętów.
- Upewnij się, że aktywna jest opcja Zbrojenie ciągłe między elementami.
- W oparciu o procedurę przedstawioną w Rozmieszczenie zbrojenia – wariant I edytuj zbrojenie:
- Zbrojenie dolne, przęsło skrajne:
- Przywróć pełną długość zbrojenia (e2 > 1.0).
- Zbrojenie górne, przęsło skrajne:
- Edytuj rzędną początku zbrojenia (e1 > 0.5)
- Zbrojenie dolne, przęsło wewnętrzne:
- Przywróć pełną długość zbrojenia (e1 > 0.0 ; e2 > 1.0).
- Zbrojenie górne, przęsło wewnętrzne:
- Przywróć pełną długość zbrojenia (e1 > 0.0 ; e2 > 1.0).
- Ustal długość zakotwienia (prawy koniec): lbd2 [cm] > 110
Rys.4. Zbrojenie podciągu – wariant II.
Zamknij okno wymiarowania, zapisując zdefiniowane ustawienia, klikając Ok w prawym, dolnym rogu okna.
Weryfikacja i raport z obliczeń
W celu ostatecznej weryfikacji obliczeń wybierz tryb generowania kombinacji Wszystkie kombinacje i kliknij Przelicz. Decydujące wytężenie pozostaje na poziomie 83%.
W celu wygenerowania raportu z obliczeń wybierz ikonę Generuj raport. Określ zakres raportu i kliknij Zapisz (.rtf).