Wymiarowanie

Plan dokumentu

Wersja programu: Soldis PROJEKTANT 3D (2.1.2)

Wstęp

Wymiarowanie płyty stropowej, podciągu i słupa 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 (strop), C30/37 (podciąg i słup)
  • Klasa stali zbrojeniowej: B500SP (C)
  • Otulina zbrojenia: 3.0 cm 
  • Graniczna szerokość rozwarcia rys: 0.3 mm (quasi-stała kombinacja obciążeń)
  • Graniczne ugięcie elementu zarysowanego: L/250 (quasi-stała kombinacja obciążeń)
  • Podstawowa górna siatka zbrojenia (X,Y): Φ8 co 15 cm,
  • Podstawowa dolna siatka zbrojenia (X,Y): Φ10 co 18 cm,

Uruchomienie projektu

  • Po uruchomieniu programu otworzy się okno powitalne Welcome.
  • Wybierz opcję Otwórz projekt i zatwierdź OK.
  • Załaduj uprzednio przygotowany plik z modelem obliczeniowym (plik .sdi, załączony na końcu niniejszego opracowania).

Uruchomienie modułu „Zbrojenie”

  • Przejdź do zakładki Analiza.

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

  • Z panelu Analiza wybierz funkcję Zbrojenie.
  • W zakładce Analiza pojawią się nowe panele związane z wyświetlaniem wyników wymiarowania powłok.
  • Z panelu Oblicz wywołaj funkcję Oblicz.

Procedura wymiarowania bazuje na wynikach statyki, więc program (jeśli nie wykryje żadnych błędów w modelu) najpierw przeprowadzi obliczenia statyki, następnie wymiarowania powłok żelbetowych. W przykładzie nie zostały jeszcze zdefiniowane powłoki żelbetowe, więc, alternatywnie, można przeprowadzić tylko obliczenia z zakresu statyki (Statyka > Oblicz), a następnie przejść do modułu Zbrojenie.

Parametry wymiarowania i stateczności powłok żelbetowych

Definicja powłoki żelbetowej obejmuje określenie parametrów wymiarowania i parametrów stateczności. Zdefiniowanie parametrów wymiarowania oznacza określenie siatek zbrojeniowych dla każdej ze stron powłoki, określenie normowych ograniczeń zarysowania i parametrów wynikających z reologii i szybkiego obciążenia elementu. Definicja parametrów stateczności ma na celu uwzględnienie wpływu smukłości poprzez zwiększenie momentów zginających.

Definiując parametry kierunki x i y należy rozważać zgodnie z lokalnym układem współrzędnych danego panelu.

Parametry wymiarowania w programie.


  • Zbrojenie > Klasa – materiał zbrojenia. Program oferuje listę predefiniowanych typów dla powszechnie używanych stali zbrojeniowych. W przypadku innych, mniej spotykanych materiałów, istnieje możliwość samodzielnego zdefiniowania typu zbrojenia.
  • Zbrojenie > Definicja – sposób podania informacji o zbrojeniu:
    • Tylko średnice – bezpośrednia definicja obliczeniowej średnicy zbrojenia dla poszczególnych kierunków i stron panela,
    • Siatka podstawowa – średnica odczytywana jest z podanych siatek zbrojeniowych dla poszczególnych kierunków i stron; siatki zbrojeniowe wprowadzają dodatkowo podstawowe zbrojenie panelu uwzględniane przy wymiarowaniu.
  • Zbrojenie > 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.
  • Zbrojenie > 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.

Parametry stateczności w programie.


  • PN-EN – Metoda sztywności nominalnej:
    • l – długość obliczeniowa elementu,
    • μ – współczynnik długości wyboczeniowej,
    • β – wsp. zależny od rozkładu momentów,
    • M(0Eqp)/M(0Ed) – stosunek momentów dla obciążeń prawie stałych i obliczeniowych,
    • r(m) – stosunek momentów na końcach elementu, gdzie |M(02)| > |M(01)|
  • PN – Zwiększenie mimośrodu początkowego:
    • l – długość obliczeniowa elementu,
    • μ – współczynnik długości wyboczeniowej,
    • N(Sd,lt)/N(Sd) – stosunek siły podłużnej od obciążenia długotrwałego do obliczeniowego,

Definicja powłoki żelbetowej

  • Z panelu Definicja wybierz Powłoka żelbetowa.

  • Wskaż powłokę zdefiniowaną jako Strop gr. 22 cm i w oknie Utwórz żelbetową powłokę wybierz Zastosuj.

  • W nowym oknie Utwórz żelbetową powłokę nadaj powłoce nazwę np. Strop – przęsło.
  • Żeby zdefiniować nowe Parametry wymiarowania wybierz ikonę „+”.

  • W nowym oknie Utwórz definicję parametrów wymiarowania powłoki zdefiniuj parametry zgodnie z rysunkiem poniżej.

Definicja nowej siatki zbrojeniowej - góra


  • Wybierz ikonę Dodaj („+”) dla pola Zbrojenie > Góra.
  • W nowym oknie Utwórz definicję zbrojenia powłoki:
    • Nadaj nazwę Φ8 15×15.
    • Dla kierunku X i Y wybierz średnicę Φ= 8 [mm].
    • Dla kierunku XY wybierz rozstaw l= 15.0 [cm].
    • Zatwierdź definicję nowej siatki zbrojeniowej wybierając OK.

Kliknij aby powiększyć

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. 

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


  • Wybierz ikonę Dodaj („+”) dla pola Zbrojenie > Dół.
  • W nowym oknie Utwórz definicję zbrojenia powłoki:
    • Nadaj nazwę Φ8 15×15.
    • Dla kierunku X i Y wybierz średnicę Φ= 10 [mm].
    • Dla kierunku XY wybierz rozstaw l= 18.0 [cm].
    • Zatwierdź definicję nowej siatki zbrojeniowej wybierając OK.

Kliknij aby powiększyć


  • Żeby zdefiniować nowe Parametry stateczności wybierz ikonę „+”.

  • W nowym oknie Utwórz definicję parametrów stateczności:
    • Podaj długości obliczeniowe elementu l(x-x) i l(y-y) – przyjmij że będą to maksymalne rozpiętości stropu między słupami po kierunku X oraz Y.
    • Pozostaw domyślne wartości dla pozostałych parametrów.
    • Zatwierdź zmiany klikając OK i zamknij okno.

Rys. 1. Określenie długości obliczeniowych elementu

  • Po zdefiniowaniu parametrów wymiarowania i stateczności kliknij OK i zamknij okno Utwórz żelbetową powłokę.

Panele z przypisaną definicją powłoki żelbetowej mają ciemniejszy kolor.

Zgodnie z procedurą Definicja powłoki żelbetowej zdefiniuj kolejne powłoki żelbetowe i przypisz je do paneli głowic. Zdefiniuj osobną powłokę żelbetową dla głowic gr. 42 cm i 46 cm i osobną dla głowicy gr. 40 cm.

Rys. 2.1. Powłoka żelbetowa – głowice gr. 42 cm i 46 cm

Rys. 2.2. Powłoka żelbetowa – głowica gr. 40 cm

Uruchomienie obliczeń dla wymiarowania powłok

  • Pozostań w zakładce Analiza,

Po zmianie parametrów wymiarowania kontrolka przy ikonie „Zbrojenie” ma kolor żółty (obliczenia były wykonane, lecz wymagają aktualizacji).

  • Z panelu Oblicz wywołaj funkcję Oblicz.

Program przeprowadzi obliczenia wymiarowania powłok żelbetowych.

Praca w trybie 'Zbrojenie'.


Tryb umożliwia wymiarowanie powłok żelbetowych w stanie granicznym nośności i użytkowalności. Obliczenia obejmują:

  • zbrojenie wymagane ze względu na momenty zginające wyznaczone dla sił reprezentatywnych zgodnie z 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
  • diagnostyka nośności przekroju – względne wytężenie przekroju dla zbrojenia zadanego.

Przeglądanie wyników – zbrojenie i zarysowanie

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 możliwe są nieciągłości między poszczególnymi panelami.

Zbrojenie podstawowe

  • Wybierz przycisk Ustawienia wyświetlania dla wyników,
  • W zakładce Mapy:
    • Ustaw żądaną wartość Maksimum i Minimum,
    • Zatwierdź zmiany wybierając OK.
  • Przeglądaj wyniki doboru zbrojenia:

    • Z okna Wyniki wybierz kolejne kierunki oraz strony paneli, dla których prezentowane będą wyniki obliczeń.
    • Z menu kontekstowego wybierz kolejne typy wyników.

Rys. 3.1. Zbrojenie obliczeniowo potrzebne

Rys. 3.2. Zbrojenie minimalne (większe od zera w obszarach gdzie Mcr < MEd)

Rys. 3.3. Zbrojenie zdefiniowane (rzeczywiste bez dozbrojeń)

Rys. 3.4. Zbrojenie brakujące

Dobrane siatki podstawowe są wystarczające dla większej powierzchni stropu, dla obydwu kierunków i obydwu stron paneli. Powierzchnię zbrojenia należy zwiększyć:

  • w skrajnych przęsłach dołem, po kierunku X,
  • wokół słupów górą, po kierunku X i Y,
  • w narożach dołem i górą, po kierunku X i Y,
  • nad żebrem górą, po kierunku X i Y.

Zarysowanie – zbrojenie podstawowe

Przed przystąpieniem do definiowania dozbrojeń warto sprawdzić czy dla zbrojenia obliczeniowo potrzebnego i/lub zdefiniowanego spełniony jest warunek maksymalnej szerokości rys. Jeśli nie, należy dane miejsce dozbroić mocniej niż wynikałoby to tylko z warunku na nośność.

  • Wybierz przycisk Ustawienia wyświetlania dla wyników,
  • Przeglądaj zarysowanie dla zbrojenia zdefiniowanego używając funkcji Rysy > zbrojenie obliczeniowe oraz ustawień dla kierunków i stron – Pokaż w kierunku…

Rys. 4.1. Zarysowanie płyty dla zbrojenia obliczeniowo potrzebnego

Rys. 4.2. Zarysowanie płyty dla zbrojenia zdefiniowanego

Można uznać, że szerokość rozwarcia rys mieści się w wartości granicznej 0.3 mm na całym obszarze płyty. W miejscach charakterystycznych (naroża, punkty podparcia) występują pewne zaburzenia (piki). Analizując strop pośredni, którego słupy mają kontynuację górą, należy pamiętać, że w rzeczywistości rysa nie powstanie wewnątrz obwodu słupa. Warto również pamiętać o braku zasadności ustalania zbrojenia dla maksymalnej rysy, czy momentu nad podporą punktową (lokalne zaburzenia) – więcej: Osobliwości przy podparciu punktowym.

Dozbrojenie płyty

Wymiarowanie oraz prezentacja wyników przeprowadzane są zawsze w układzie lokalnym elementu skończonego (panelu). Z tego powodu, zbrojenie powłoki przypisywane jest dla poszczególnych elementów skończonych ZAWSZE w lokalnym układzie panela i wspólnej średnicy. W przypadku definicji dozbrojenia powłoki o innych kierunkach, zbrojenie jest rzutowane na kierunki lokalne elementu skończonego (panelu) i następnie doliczane do zbrojenia elementu. W przypadku innej średnicy zbrojenia dodatkowego, jest ona pomijana i do dalszych obliczeń uwzględniana jest średnica przypisana do elementu skończonego (panelu).

Definicja zbrojenia powłoki odbywa się poprzez wskazanie obszaru, wybór siatki zbrojeniowej (góra/dół) oraz układu współrzędnych definiującego orientację siatki. Program oferuje trzy możliwe sposoby definicji obszaru oraz szereg opcji edycji:

  • Zbrojenie na obrysie wieloboku,
  • Zbrojenie prostokątne poprzez przekątną,
  • Zbrojenie prostokątne poprzez podstawę i wysokość.

Ustawienia śledzenia kursora

Przy definicji geometrii paneli i dozbrojeń przydatne jest dopasowanie ustawień śledzenia kursora – śledzenie kątów i przyciąganie do punktów charakterystycznych elementów modelu.

  • Kliknij PPM w jeden z 5 przycisków dolnym menu (pod obszarem kreślenia) i wybierz Ustawienia ….
    • W oknie Ustawienia śledzenia dopasuj parametry do swoich potrzeb i zatwierdź klikając OK,

  • W celu włączenia funkcji wspomagającej pracę w obszarze kreślenia, kliknij w odpowiedni przycisk LPM – wciśnięty przycisk oznacza aktywną funkcję.

Dozbrojenie dołem – definicja siatki poprzez przekątną obszaru

Włącz mapy zbrojenia brakującego po kierunku X u dołu.

  • Wybierz przycisk Dodaj zbrojenie powłoki poprzez przekątną.

  • Zdefiniuj przekątną siatki zbrojeniowej, w ten sposób by zakryć obszary na których brakuje zbrojenia.

Rys. 5. Definiowanie dozbrojenia dołem metodą „Przekątna”

  • Po określeniu geometrii siatki wyświetli się okno Utwórz zbrojenia powłoki.
    • Nazwa > Dozbrojenie dołem 1 / Dozbrojenie dołem 2,
    • Dodaj siatkę dolną, wybierając ikonę plusa, w oknie Edycja siatki zbrojenia:
      • Zdefiniuj nową siatkę z prętów o średnicy 10 mm w rozstawie 18 cm, ułożonych po kierunku X,
      • Zamknij okno wybierając OK,
    • Orientacja > Globalny,
    • Zamknij okno wybierając OK,

Rys. 6. Utwórz zbrojenie powłoki – dozbrojenie dołem po kierunku X

Wykorzystując opisaną wyżej metodę zdefiniuj dozbrojenie dołem (Φ10 co 18 cm) po kierunku Y wokół obszaru na którym podstawowe zbrojenie jest niewystarczające.

Rys. 7. Dozbrojenie dołem po kierunku Y

Dozbrojenie górą nad słupami – definicja siatki poprzez przekątną obszaru

Włącz mapy zbrojenia brakującego po kierunku X lub Y na górze.

  • Wybierz przycisk Dodaj zbrojenie powłoki poprzez przekątną.

  • Zdefiniuj przekątną siatki zbrojeniowej nad pierwszą głowicą. W przykładzie krawędź siatki odsunięto o ok. 50 cm od krawędzi głowicy.
  • Wskaż zdefiniowaną siatkę, klikając w nią LPM. Krawędź siatki zmieni kolor na czerwony.
  • Z menu kontekstowego uruchom funkcję Skopiuj krawędzie.
  • Wskaż punkt bazowy do przesunięcia siatki – geometryczny środek siatki, tj. wierzchołek słupa.
  • Określ wektory przesunięcia siatki, wskazując kolejne punkty docelowe.

Rys. 8. Dozbrojenia górą nad słupami

  • Zdefiniowanym dozbrojeniom nadaj parametry (siatki) w sposób przedstawiony dla dozbrojenia dołem. Nad wszystkimi głowicami zadaj dozbrojenie w postaci siatki z prętów ∅20 co 15 cm. Nad słupami zewnętrznymi zadaj zbrojenie w postaci siatki z prętów ∅16 co 15 cm.

Dozbrojenie górą krawędzi

Dozbrojenie zdefiniujemy wskazując podstawę i wysokość prostokąta siatki. Punktem początkowym jest naroże stropu. Podstawa siatki ma długość 0.8 m, wysokość siatki odpowiada długości krawędzi stropu.

Włącz mapy zbrojenia brakującego po kierunku X lub Y na górze.

  • Wybierz przycisk Dodaj zbrojenie powłoki poprzez podstawę i wysokość.

  • Jako pierwszy punkt wskaż narożny wierzchołek stropu.
  • Przeciągnij kursor w prawo, wzdłuż krawędzi stropu, i wpisz długość podstawy 0.8 [m].
  • Określ wysokość siatki przeciągając kursor do góry, wzdłuż krawędzi stropu, aż do górnego, narożnego wierzchołka stropu.
  • W oknie Utwórz zbrojenia powłoki nadaj dozbrojeniu nazwę i przypisz górą siatkę ∅16 co 15 cm pod kierunku X.

Rys. 9. Definiowanie dozbrojenia górą krawędzi

Dozbrojenie dołem naroży – definicja siatki poprzez przekątną

Geometrię siatki zdefiniujemy wskazując wierzchołek prostokąta siatki, a następnie definując kąt 45° przekątnej prostokąta i jej długość. Sposób ten pozwala łatwo zdefiniować siatkę w narożu stropu dając możliwość swobodnej regulacji jej rozmiaru.

  • Wybierz przycisk Dodaj zbrojenie powłoki poprzez przekątną.
  • Jako pierwszy punkt wskaż wierzchołek w narożu płyty (prawe dolne, lub prawe górne),
  • Poprowadź przekątną siatki pod kątem 45 stopni w stosunku do krawędzi stropu. Przyjmij długość przekątnej ok. 1.5 m.
  • W oknie Utwórz zbrojenia powłoki nadaj dozbrojeniu nazwę i przypisz dołem siatkę ∅10 co 18 cm w obydwu kierunkach.
  • Dozbrojenie przekopiuj do drugiego naroża.

 

Rys. 10. Zbrojenie zdefiniowane – parametry

Dozbrojenie płyty – sprawdzenie zbrojenia

  • Wywołaj procedurę Oblicz w celu aktualizacji wyników.

  • Przeglądaj wyniki doboru zbrojenia:
    • Z okna Wyniki wybierz kolejne kierunki oraz strony paneli, dla których prezentowane będą wyniki obliczeń.
    • Z menu kontekstowego wybierz kolejne typy wyników.

Rys. 11.1. Zbrojenie zdefiniowane (rzeczywiste po dozbrojeniu)

Rys. 11.2. Zbrojenie brakujące (po dozbrojeniu)

Zdefiniowane zbrojenie dla każdego kierunku i strony jest większe niż zbrojenie obliczeniowo potrzebne i minimalne wymagane normowo. Przyjęto, że spełnienie tych warunków jest wystarczające i na tym etapie kończy dobór zbrojenia. Lokalne braki zbrojenia pominięto ze względu na ich znikomą wartość oraz ze względu na ich lokalizację (osobliwości wynikające z podparcia punktowego). 

Dozbrojenie płyty – sprawdzenie zarysowania

Po zdefiniowaniu dozbrojeń spełniających należy sprawdzić czy dla całej płyty spełniony jest warunek maksymalnej szerokości rys. Jeśli nie, należy w danym miejscu dogęścić zbrojenie lub zwiększyć grubość płyty.

  • Z panelu Ustawienia wywołaj funkcję 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.12. Zarysowanie dla każdego kierunku i strony

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

Diagnostyka

Ostatnim etapem projektowania płyty powinno być sprawdzenie stopnia wytężenia konstrukcji z uwzględnieniem zadanego zbrojenia. Diagnostyka liczona jest w każdym węźle, a maksymalna nośność przekroju wyznaczana jest na podstawie krzywych granicznych momentu zginającego i siły normalnej. W celu wygodniejszej weryfikacji dostępna jest również opcja obwiedni, która dla danego węzła
oblicza największe wytężenie ze wszystkich analizowanych kombinacji i par sił. Wartość wytężenia powyżej jedności wskazuje na przekroczenie nośności przekroju.

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 zakładce Analiza, w module Zbrojenie,
  • Z panelu Ustawienia wywołaj funkcję Ustawienia wyświetlania dla wyników,

  • W zakładce Mapy:
    • Ustaw Maksimum > Wartość > 1.0,
    • Ustaw Minimum > Wartość > 0.0,
    • Zatwierdź zmiany wybierając OK.
  • Z panelu Wyniki wywołaj funkcję Diagnostyka,
  • Z menu kontekstowego wybierz Diagnostyka, a następnie wybierz kolejne kierunki oraz strony paneli, dla których prezentowane będą wyniki obliczeń – Pokaż w kierunku …,
  • Na koniec z menu kontekstowego wybierz Obwiednia Diagnostyki,

Rys. 13. Diagnostyka i obwiednia diagnostyki

Wartość wytężenia konstrukcji na większości stropy nie przekracza jedności. Lokalne przekroczenia występują jedynie w miejscach podparcia punktowego (osobliwości) oraz na granicy niektórych dozbrojeń (wymagana delikatna korekta zasięgu dozbrojeń).

Wymiarowanie żebra

Kolejnym etapem analizy jest dobór zbrojenia i sprawdzenie warunków nośności i użytkowalności żebra stropu. Ugięcia stropu spełniają warunki normowe, co sugeruje brak potrzeby zmiany przekroju żebra. Wymiarowanie elementu przeprowadzono zgodnie z PN-EN-1992-1.

SGN: Wyznaczono obliczeniowo potrzebne zbrojenie podłużne i poprzeczne. Pominięto określenie zbrojenia montażowego, konstrukcyjnego.

Ze względu na minimalną wartość siły osiowej, pominięto uwzględnienie imperfekcji geometrycznych. Kotangens kąta nachylenia krzyżulców betonowych przyjęto 1.0.

SGU: Graniczną szerokość rys poprzecznych ustalono jako 0.3 mm. Dopuszczalne ugięcie wynosi L/250. Ugięcia elementu wyznaczono od części długotrwałej obciążenia. Współczynnik obciążenia długotrwałego przyjęto 0.65 [-]. Końcowy współczynnik pełzania przyjęto 2.5 [-].

Przypisanie reguły wymiarowania do żebra

  • Pozostań w zakładce Analiza.
  • Wybierz funkcję Reguły wymiarowania.
  • W zakładce Analiza pojawią się nowe panele związane z definicją reguł i narzędziami.
  • Wywołaj funkcję Oblicz.

Po pierwszym przeliczeniu funkcje są aktywne – gotowe do wyboru.

  • Wyłącz tryb pracy na płaszczyźnie roboczej „Poziom +3.20” klikając przycisk widoczny w górnym prawym rogu widoku.

  • Ustaw widok w 3D tak żeby były widoczne pręty.
  • Z panelu Definicja wybierz funkcję Belka żelbetowa.

  • Wskaż żebro zdefiniowane na 3 prawych krawędziach stropu na poziomie +3.20 i w oknie Zaznacz wybierz Zastosuj,

  • Wyświetli się komunikat „Wykryty współliniowe i rozłączne krawędzie. Czy chcesz je połączyć do wymiarowania?” – wybierz Tak. (Żebro będziemy traktować jako element wieloprzęsłowy).

  • Otworzy się okno Reguła wymiarowania,

Kliknij aby powiększyć

Rys. 14. Okno „Reguły wymiarowania” – domyślne ustawienia

Dla domyślnych wartości parametrów program dobrał zbrojenie podłużne 4Φ20 górą i 2Φ20 dołem oraz zbrojenie poprzeczne. Wytężenie ze względu na zginanie wynosi 84% w środku wewnętrznego przęsła i ok. 76% nad podporami. Wytężenie ze względu na ścinanie wynosi 97%.

Wszystkie warunki projektowe są spełnione. Należy jednak sprawdzić czy parametry wymiarowania są odpowiednie dla danego elementu konstrukcyjnego.

Ustawienie parametrów do wymiarowania

  • W oknie Reguła wymiarowania wybierz Parametry do wymiarowania i ustal dla wszystkich przęseł:

    • Zbrojenie główne:
      • Gatunek stali > B500SP (C)
    • Zbrojenie poprzeczne:
      • Kotangens nachylenia betonowych krzyżulców > 1.0
      • Zbrojenie minimalne jak dla: > belki
      • Wymaga zbrojenia obliczeniowego > zawsze KOMENTARZ
    • 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 > 0.65
      • Wspł. pełzania > 2.5
    • Pozostaw domyślne wartości dla pozostałych parametrów.
  • Zapisz zmiany klikając Ok.

Program w tle aktualizuje obliczenia warunków wymiarowania i na bieżąco wyświetla wyniki. 

Kliknij aby powiększyć

Rys. 15. Okno „Reguły wymiarowania” – po ustawieniu parametrów do wymiarowania

Ustawienie długości wyboczeniowej

Podciąg żelbetowy jest monolitycznie połączony ze stropem, dlatego można przyjąć że jest elementem zabezpieczonym przed utratą stateczności. Obliczeniowo można odwzorować to założenie przyjmując współczynniki długości wyboczeniowej bliskie zeru.

  • W oknie wymiarowania wybierz ikonę Długość wyboczeniowa:
    • Długość wyboczeniowa > Użytkownika,
    • Zamocowanie w płaszczyźnie układu > βx = 0.01,
    • Zamocowanie prostopadle do płaszczyzny układu > βy = 0.01,
    • Pozostałe parametry pozostaw domyślne
  • Zamknij okno klikając Ok.

Program w tle aktualizuje obliczenia warunków wymiarowania i na bieżąco wyświetla wyniki. Po dostosowaniu długości wyboczeniowej elementów, wytężenia przęseł nie zmieniają się. Dzieje się tak, dlatego że podciąg jest elementem przede wszystkim zginanym, a wartość występującej w nim siły ściskającej jest pomijalna. Dlatego obliczeniowa długość wyboczeniowa przęseł podciągu nie ma większego wpływu na wymiarowanie elementu.

Kliknij aby powiększyć

Rys. 16. Okno „Reguły wymiarowania” – po ustawieniu długości wyboczeniowej

Definicja zbrojenia podłużnego dla krawędzi

Ze względu na obecność górnej siatki zbrojeniowej zdecydowano się powiększyć podstawową otulinę zbrojenia górnego. Założono ciągłość zbrojenia między elementami.

  • W oknie przekroju kliknij LPM w górną krawędź (0) – podświetli się na czerwono, sygnalizując, że jest aktywna.

  • Wybierz zakładkę Definicja zbrojenia dla krawędzi:
      • Ustaw ilość rzędów zbrojenia n1 > 1 [-],
      • Ustaw średnicę zbrojenia φ [mm] > 20,
      • Ustaw otulinę podstawową c1 > 40 [mm],
      • Ustaw otulinę (lewo) c2 > 30 [mm],
      • Ustaw otulinę (prawo) c3 > 30 [mm],
      • Wybierz Zastosuj (dla bieżącej krawędzi).
  •  

Program ponownie zaktualizuje wyniki obliczeń wymiarowania. Wytężenie przęseł zmieniło się nieznacznie. Ze względu na zwiększoną górną otulinę maleje ramię sił i rośnie wytężenie ze względu na zginanie.

Kliknij aby powiększyć

Rys. 17. Okno „Reguły wymiarowania” – po zwiększeniu wartości otuliny górnej

Definicja zbrojenia poprzecznego

Program automatycznie podzielił przęsła żebra na odcinki pierwszego i drugiego rodzaju. Dla domyślnie przyjętych strzemion wytężenie żebra ze względu na ścinanie wynosi 84%.

Ujednolicono średnicę zbrojenia poprzecznego do 8 mm. Ujednolicono rozstaw podłużny zbrojenia do 15 cm na odcinkach pierwszego rodzaju i 24 cm na odcinkach drugiego rodzaju. Ponieważ w elemencie występuje ścinanie w dwóch kierunkach, zmieniono geometrię strzemion (strzemiona wielocięte w dwóch kierunkach).

  • Przejdź do zakładki Zbrojenie strzemionami:
    • Wybierz strefę nr 1 i ustaw:
      • Rozstaw strzemion: s [cm] > 24.0,
      • Średnicę strzemion: φ [mm] > 8,
      • Typ zbrojenia: strzemiona czterocięte (X-X).

Zmień zbrojenie poprzeczne pozostałych stref zgodnie z rysunkami poniżej.

Rys. 18. Zbrojenie poprzeczne – średnice i rozstawy na poszczególnych odcinkach

Program automatycznie aktualizuje wyniki obliczeń. Po zmianach zbrojenia poprzecznego wytężenie ze względu na ścinanie wynosi 71 %.

Kliknij aby powiększyć

Rys. 19. Okno „Reguły wymiarowania” – po definicji zbrojenia poprzecznego

Wymiarowanie żebra – podsumowanie

Przejrzyj wszystkie warunki projektowe wybierając je kolejno z rozwijanej listy z prawej strony okna. Określ maksymalne ugięcie elementu jako L/250, gdzie L będzie długością wewnętrznego przęsła żebra.

Rys. 20. Warunki projektowe – maksymalne wytężenia

Kliknij aby powiększyć

Rys. 21. Okno „Reguły wymiarowania” – finalny widok

Wszystkie warunki nośności i użytkowalności są spełnione. Wymiarowanie żebra można uznać za zakończone. W celu pobrania raportu z obliczeń wybierz przycisk z menu u dołu okna.

Po wyjściu z okna wymiarowania, na widoku głównym modelu przypięta jest do żebra etykieta z procentowym wytężeniem elementu.

Wymiarowanie żebra - algorytm dokładny


Obliczenia reguł wymiarowania elementów wykonywane są dla kombinacji obciążeń zgodnych z zasadami poszczególnych reguł. Liczba sprawdzanych kombinacji zależy natomiast od przyjętego poziomu dokładności:

  • szybki,
  • normalny,
  • dokładny,

Zaleca się na końcu prac projektowych sprawdzenie reguły wymiarowania z użyciem algorytmu dokładnego – segment pręta zostanie sprawdzony dla wszystkich punktów wymiarowania i dla wszystkich kombinacji min/max oraz ekstremalnych kombinacji pośrednich – kombinacje dla których nie istnieje żadna inna, która powoduje osiągnięcie ekstremalnych wartość dla wszystkich rozważanych wyników jednocześnie.

  • Z zakładki Oblicz wybierz funkcję Zmień dokładność obwiedni i w nowym oknie wybierz algorytm Dokładny.
  • Przelicz ponownie reguły wymiarowania.


Wymiarowanie słupa

Wymiarowanie elementu przeprowadzono zgodnie z PN-EN-1992-1.

SGN: Wyznaczono obliczeniowo potrzebne zbrojenie podłużne i poprzeczne. Pominięto określenie zbrojenia montażowego, konstrukcyjnego. Uwzględniono imperfekcje geometryczne w obydwu kierunkach. Przyjęto współczynnik długości wyboczeniowej słupa w obydwu kierunkach 1.0 [-] (Założenie: Słup połączony poprzez tarczę stropu z monolitycznym trzonem usztywniającym przestrzennie całą konstrukcję). Założono maksymalną smukłość słupa równą 104 [-].

SGU: Graniczną szerokość rys poprzecznych ustalono jako 0.3 mm. Dopuszczalne ugięcie wynosi L/250. Ugięcia elementu wyznaczono od części długotrwałej obciążenia. Współczynnik obciążenia długotrwałego przyjęto 1.0 [-]. Końcowy współczynnik pełzania przyjęto 2.0 [-].

Przypisanie reguły wymiarowania do słupa

  • Z panelu Definicja wybierz funkcję Belka żelbetowa.

  • Wskaż wybrany słup i w oknie Zaznacz wybierz Zastosuj,

Kliknij aby powiększyć

Rys. 22. Okno „Reguły wymiarowania” – domyślne ustawienia

Zgodnie z procedurą z poprzedniego rozdziału zadaj parametry wymiarowania i określ długość wyboczeniową elementu.

Kliknij aby powiększyć

Rys. 23. Okno „Reguły wymiarowania” – po ustawieniu parametrów do wymiarowania i długości wyboczeniowej

Założono zwiększenie otuliny z 30 mm na 35 mm – symulacja korekty wytycznych, lub zmiany klasy ekspozycji elementu.

  • Wybierz zakładkę Definicja zbrojenia dla krawędzi.
    • Określ otuliny c1c2c3 równe 35.
    • Wybierz przycisk Zastosuj dla wszystkich krawędzi.
  • Wybierz zakładkę Automatyczny dobór zbrojenia.
    • Zaznacz checkbox Dobierz strzemiona i wybierz Opcje.
      • W nowym oknie Opcje zbrojenia poprzecznego określ rozstaw i ilość ramion strzemion.
      • Wybierz OK i zamknij okno.
    • Wybierz Zazbrój.

Rys.23. Zmiana otulenia i dobór strzemion

Kliknij aby powiększyć

Rys. 24. Okno „Reguły wymiarowania” – po zmianach otuliny i strzemion

  • W celu sprawdzenia czy lokalizacja prętów głównych uległa zmianie po aktualizacji wartości otuliny wybierz przycisk Edycja prętów zbrojeniowych.
  • Zauważ, że współrzędna Y środków ciężkości prętów podłużnych wynosi 45 mm (35 mm otuliny + 10 mm promień przekroju pręta).

Rys.25. Podgląd zmiany otuliny

Przejrzyj wszystkie warunki projektowe.

Rys. 25. Warunki projektowe – maksymalne wytężenia

Wszystkie warunki nośności i użytkowalności są spełnione. Wymiarowanie słupa można uznać za zakończone. W celu pobrania raportu z obliczeń wybierz przycisk z menu u dołu okna.

Po wyjściu z okna wymiarowania, na widoku głównym modelu przypięta jest do słupa etykieta z procentowym wytężeniem elementu.

Powiązane dokumenty

Załączniki do pobrania

Plik Opis Wielkość pliku Pobrania
sdi3 układ_płytowo_słupowy_3d 3 MB 142
pdf Żebro - raport 1 MB 183