Idea Statica
  • Acél
  • Beton
  • BIM
  • Árazás
  • Cég
  • Csomópont tervezés
  • Connection Library
  • Member alkalmazás
  • BIM munkafolyamatok acél projektekhez
  • Fal és részletek tervezése
  • Elemek tervezése
  • BIM munkafolyamatok beton projektekhez
  • Támogatott BIM kapcsolatok
  • Checkbot
  • Viewer
  • Checkbot
  • Tervek
  • Ingyenes közösségi eszköz
  • Nemzetközi vállalatok
  • Diákok és oktatók
  • Kapcsolat
  • Blog
  • Kutatások és fejlesztések
  • Engedélyezett viszonteladók
  • Acél
    Csomópont tervezésConnection LibraryMember alkalmazásBIM munkafolyamatok acél projektekhez
  • Beton
    Fal és részletek tervezéseElemek tervezéseBIM munkafolyamatok beton projektekhez
  • BIM
    Támogatott BIM kapcsolatokCheckbotViewerCheckbot
  • Árazás
    TervekIngyenes közösségi eszközNemzetközi vállalatokDiákok és oktatók
  • Cég
    KapcsolatBlogKutatások és fejlesztésekEngedélyezett viszonteladók
14 napos próbaidőszak
14 napos próbaidőszak

Iratkozzon fel hírlevelünkre

Vállalat

  • Rólunk
  • Partnerségek
  • Karrier
  • Szabadalmaztatott technológia statikus mérnökök számára

Erőforrások

  • Ügyfélprojektek
  • Esettanulmányok
  • IDEA StatiCa Connection Library
  • Ellenőrző könyvek

Jogi

  • IDEA StatiCa VÉGFELHASZNÁLÓI LICENCSZERZŐDÉS
  • Globális adatvédelmi szabályzat
  • Szolgáltatási feltételek – IDEA StatiCa Viewer
  • Licencelés

Súgó

  • Kapcsolat
  • Árajánlat kérése
  • Viszonteladók
  • Letöltések
FacebookInstagramLinkedInYouTube

© IDEA StatiCa 2009-2026

Mérnökök, gyártók és tanácsadók által világszerte megbízott és használt megoldás.

Támogatási KözpontTudásbázis cikkekRepedéstágasság-számítás és húzási merevítő hatás
Repedéstágasság-számítás és húzási merevítő hatás
ConcreteKnowledge baseDetail 2DACI (USA)EN (Eurocode)

Repedéstágasság-számítás és húzási merevítő hatás

Ez a cikk a következő nyelveken is elérhető
ENCZDEESFRITPTNLHUROKRPLTHTRVIZH
AI által angolból fordítva

Repedéstágasság-számítás

A repedéstágasság meghatározására két módszer létezik – stabilizált és nem stabilizált repedésképződés. A szerkezet egyes részein a geometriai vasalási arány alapján kerül eldöntésre, melyik repedésszámítási modellt kell alkalmazni (TCM a stabilizált repedésképződéshez és POM a nem stabilizált repedésképződési modellhez).

Fig. 20 Crack width calculation: (a) considered crack kinematics; (b) projection of crack kinematics into the principal\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 20 \qquad Crack width calculation: (a) considered crack kinematics; (b) projection of crack kinematics into the principal}}}Fig. 20 Crack width calculation: (a) considered crack kinematics; (b) projection of crack kinematics into the principal directions of the reinforcing bar; (c) crack width in the direction of the reinforcing bar for stabilized cracking; (d) cases with\textsf{\textit{\footnotesize{directions of the reinforcing bar; (c) crack width in the direction of the reinforcing bar for stabilized cracking; (d) cases with}}}directions of the reinforcing bar; (c) crack width in the direction of the reinforcing bar for stabilized cracking; (d) cases with local non-stabilized cracking regardless of the reinforcement amount; (e) crack width in the direction of the reinforcing bar\textsf{\textit{\footnotesize{local non-stabilized cracking regardless of the reinforcement amount; (e) crack width in the direction of the reinforcing bar}}}local non-stabilized cracking regardless of the reinforcement amount; (e) crack width in the direction of the reinforcing barfor non-stabilized cracking.\textsf{\textit{\footnotesize{for non-stabilized cracking.}}}for non-stabilized cracking.

Míg a CSFM a legtöbb ellenőrzéshez (pl. teherbírás, alakváltozás…) közvetlen eredményt ad, a repedéstágasság eredményeit a végeselemes analízis által közvetlenül biztosított vasalási alakváltozási eredményekből számítjuk, a 20. ábrán bemutatott módszertan szerint. A modell alapfeltevéseivel összhangban egy csúszás nélküli repedéskinematikát (tiszta repedésnyílás) veszünk figyelembe (20a. ábra). A feszültségek és alakváltozások főirányai határozzák meg a repedések dőlésszögét (θr = θs= θe). A (20b. ábra) szerint a repedéstágasság (w) a vasbetét irányába projektálható (wb), amelyből következik:

w=wbcos⁡(θr+θb−π2)w = \frac{w_b}{\cos\left(θ_r + θ_b - \frac{π}{2}\right)}w=cos(θr​+θb​−2π​)wb​​

ahol θb a vasbetét dőlésszöge.

Kérjük, vegye figyelembe, hogy a program θr és θb < π/2 értékeket jelenít meg. Ez azt jelenti, hogy az előző egyenlet azokra az esetekre érvényes, amikor a vasbetét és a repedés a Descartes-féle koordinátarendszer különböző síknegyedein halad át, ahogy azt a 20. ábra mutatja, ahol a vasbetét az I. és III. síknegyeden, a repedés a II. és IV. síknegyeden halad át. Azokra az esetekre, ahol a vasbetét és a repedés azonos síknegyeden halad át, az egyenletet a következőképpen kell módosítani:

w=wbcos⁡(−θr+θb+π2)w = \frac{w_b}{\cos\left(-θ_r + θ_b + \frac{π}{2}\right)}w=cos(−θr​+θb​+2π​)wb​​

A wb komponenst mindig a húzási merevítő hatás modellek alapján számítjuk, a vasalási alakváltozások integrálásával. Azoknál a tartományoknál, ahol a repedésminta teljesen kialakult, a vasbetétek mentén számított átlagos alakváltozásokat (em) közvetlenül integráljuk a repedésköz (sr) mentén, ahogy a (20c. ábra) jelzi. Bár ez a repedésirányok számítási megközelítése nem felel meg a repedések valódi helyzetének, mégis olyan reprezentatív értékeket ad, amelyek eredményeként kapott repedéstágasság-értékek összehasonlíthatók a vasbetét helyén szabvány által előírt repedéstágasság-értékekkel.

Speciális helyzetek figyelhetők meg a számított szerkezet konkáv sarkainál. Ebben az esetben a sarok előre meghatározza egy egyedi repedés helyzetét, amely nem stabilizált módon viselkedik, mielőtt további szomszédos repedések kialakulnának. Ezek a további repedések általában a használhatósági tartományon túl alakulnak ki (Mata-Falcón 2015), ami indokolja, hogy az ilyen tartományban a repedéstágasságot úgy számítsuk, mintha nem stabilizált lenne (21. ábra).

Fig. 21Definition of the region at concave corners in which the crack width is computed as if it were non-stabilized.\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 21\qquad Definition of the region at concave corners in which the crack width is computed as if it were non-stabilized.}}}Fig. 21Definition of the region at concave corners in which the crack width is computed as if it were non-stabilized.

Húzási merevítő hatás

A húzási merevítő hatás megvalósítása megkülönbözteti a stabilizált és nem stabilizált repedésminták eseteit. Mindkét esetben a beton alapértelmezés szerint terhelés előtt teljesen berepedtnek tekintendő.

Fig. 22Tension stiffening model: (a) tension chord element for stabilized cracking with distribution of bond shear,\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 22\qquad Tension stiffening model: (a) tension chord element for stabilized cracking with distribution of bond shear,}}}Fig. 22Tension stiffening model: (a) tension chord element for stabilized cracking with distribution of bond shear, steel and concrete stresses, and steel strains between cracks, considering average crack spacing); (b) pull-out assumption\textsf{\textit{\footnotesize{steel and concrete stresses, and steel strains between cracks, considering average crack spacing); (b) pull-out assumption}}}steel and concrete stresses, and steel strains between cracks, considering average crack spacing); (b) pull-out assumption for non-stabilized cracking with distribution of bond shear and steel stresses and strains around the crack; (c) resulting\textsf{\textit{\footnotesize{for non-stabilized cracking with distribution of bond shear and steel stresses and strains around the crack; (c) resulting}}}for non-stabilized cracking with distribution of bond shear and steel stresses and strains around the crack; (c) resulting tension chord behavior in terms of reinforcement stresses at the cracks and average strains for European B500B steel;\textsf{\textit{\footnotesize{tension chord behavior in terms of reinforcement stresses at the cracks and average strains for European B500B steel;}}}tension chord behavior in terms of reinforcement stresses at the cracks and average strains for European B500B steel; (d) detail of the initial branches of the tension chord response.\textsf{\textit{\footnotesize{(d) detail of the initial branches of the tension chord response.}}}(d) detail of the initial branches of the tension chord response.

Stabilizált repedésképződés

Teljesen kialakult repedésmintáknál a húzási merevítő hatást a Tension Chord Model (TCM) segítségével vesszük figyelembe (Marti et al. 1998; Alvarez 1998) – 22a. ábra –, amely egyszerűsége ellenére kiváló válaszpredikciókat eredményez (Burns 2012). A TCM egy lépcsőzött, rugalmas-tökéletesen képlékeny kötőfeszültség-csúszás összefüggést tételez fel, τb = τb0 =2 fctm értékkel σs ≤ fy esetén, és τb =τb1 = fctm értékkel σs > fy esetén. Minden vasbetétet húzott rúdként (tension chord) kezelve – 22b. és 22a. ábra –, a kötőfeszültség, az acél és a beton feszültségeinek eloszlása, és így a két repedés közötti alakváltozás-eloszlás meghatározható a repedéseknél fellépő maximális acélfeszültségek (vagy alakváltozások) tetszőleges értékéhez.

sr = sr0 esetén egy új repedés kialakulhat vagy nem, mivel a két repedés közötti középpontban σc1 = fct. Következésképpen a repedésköz akár kétszeres tényezővel is változhat, azaz sr = λsr0, ahol l = 0,5…1,0. Feltételezve egy adott λ értéket, a húzott rúd átlagos alakváltozása (εm) a vasalás maximális feszültségeinek (azaz a repedéseknél mért σsr feszültségeknek) függvényeként fejezhető ki. A CSFM-ben alapértelmezés szerint figyelembe vett idealizált bilineáris feszültség-alakváltozás diagramra a következő zárt alakú analitikai kifejezéseket kapjuk (Marti et al. 1998):

εm=σsrEs−τb0srEsØ\varepsilon_m = \frac{\sigma_{sr}}{E_s} - \frac{\tau_{b0}s_r}{E_s Ø}εm​=Es​σsr​​−Es​Øτb0​sr​​

forσsr≤fy\textrm{for}\qquad\qquad\sigma_{sr} \le f_yforσsr​≤fy​

εm=(σsr−fy)2Ø4Eshτb1sr(1−Eshτb0Esτb1)+(σsr−fy)Esτb0τb1+(εy−τb0srEsØ){\varepsilon_m} = \frac{{{{\left( {{\sigma_{sr}} - {f_y}} \right)}^2}Ø}}{{4{E_{sh}}{\tau _{b1}}{s_r}}}\left( {1 - \frac{{{E_{sh}}{\tau_{b0}}}}{{{E_s}{\tau_{b1}}}}} \right) + \frac{{\left( {{\sigma_{sr}} - {f_y}} \right)}}{{{E_s}}}\frac{{{\tau_{b0}}}}{{{\tau_{b1}}}} + \left( {{\varepsilon_y} - \frac{{{\tau_{b0}}{s_r}}}{{{E_s}Ø}}} \right)εm​=4Esh​τb1​sr​(σsr​−fy​)2Ø​(1−Es​τb1​Esh​τb0​​)+Es​(σsr​−fy​)​τb1​τb0​​+(εy​−Es​Øτb0​sr​​)

forfy≤σsr≤(fy+2τb1srØ)\textrm{for}\qquad\qquad{f_y} \le {\sigma _{sr}} \le \left( {{f_y} + \frac{{2{\tau _{b1}}{s_r}}}{Ø}} \right)forfy​≤σsr​≤(fy​+Ø2τb1​sr​​)

εm=fsEs+σsr−fyEsh−τb1srEshØ\varepsilon_m = \frac{f_s}{E_s} + \frac{\sigma_{sr}-f_y}{E_{sh}} - \frac{\tau_{b1} s_r}{E_{sh} Ø}εm​=Es​fs​​+Esh​σsr​−fy​​−Esh​Øτb1​sr​​

for(fy+2τb1srØ)≤σsr≤ft\textrm{for}\qquad\qquad\left(f_y + \frac{2\tau_{b1}s_r}{Ø}\right) \le \sigma_{sr} \le f_tfor(fy​+Ø2τb1​sr​​)≤σsr​≤ft​

ahol:
Esh           az acél keményedési modulusa Esh = (ft – fy)/(εu – fy /Es) ,

Es            a vasalás rugalmassági modulusa,

Ø            a vasbetét átmérője,

sr                repedésköz,

σsr           a vasalás feszültségei a repedéseknél,

σs            a vasalás tényleges feszültségei,

fy                a vasalás folyáshatára.

Az Idea StatiCa Detail CSFM-implementációja alapértelmezés szerint az átlagos repedésközt veszi figyelembe a számítógéppel támogatott feszültségmező-analízis elvégzésekor. Az átlagos repedésköz a maximális repedésköz 2/3-ának tekintendő (λ = 0,67), ami hajlítási és húzási vizsgálatok alapján tett ajánlásokat követi (Broms 1965; Beeby 1979; Meier 1983). Meg kell jegyezni, hogy a repedéstágasság számításai a maximális repedésközt (λ = 1,0) veszik figyelembe, hogy konzervatív értékeket kapjunk.

A TCM alkalmazása a vasalási aránytól függ, ezért kulcsfontosságú, hogy minden vasbetéthez a megfelelő, a repedések közötti húzott állapotban lévő betonterületet rendeljük hozzá. Egy automatikus numerikus eljárást fejlesztettek ki a megfelelő effektív vasalási arány (ρeff = As/Ac,eff) bármely elrendezés esetén, beleértve a ferde vasalást is (23. ábra).

Fig. 23Effective area of concrete in tension for stabilized cracking: (a) maximum concrete area that can be activated;\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 23\qquad Effective area of concrete in tension for stabilized cracking: (a) maximum concrete area that can be activated;}}}Fig. 23Effective area of concrete in tension for stabilized cracking: (a) maximum concrete area that can be activated; (b) cover and global symmetry condition; (c) resultant effective area.\textsf{\textit{\footnotesize{(b) cover and global symmetry condition; (c) resultant effective area.}}}(b) cover and global symmetry condition; (c) resultant effective area.

Nem stabilizált repedésképződés

A ρcr-nél kisebb geometriai vasalási arányú tartományokban – azaz annál a minimális vasalási mennyiségnél, amely mellett a vasalás képes a repedésteher felvételére folyás nélkül – kialakuló repedések nem mechanikai hatások (pl. zsugorodás) vagy más vasalás által vezérelt repedések terjedése révén jönnek létre. Ennek a minimális vasalásnak az értéke a következőképpen adódik:

ρcr=fctfy−(n−1)fct{\rho _{cr}} = \frac{{{f_{ct}}}}{{{f_y} - \left( {n - 1} \right){f_{ct}}}}ρcr​=fy​−(n−1)fct​fct​​

ahol:

fy              a vasalás folyáshatára,

fct             a beton húzószilárdsága,

n              rugalmassági modulusok aránya, n = Es / Ec .

Hagyományos beton és betonvasalás esetén a ρcr értéke körülbelül 0,6%.

Azoknál a kengyeleknél, amelyeknek vasalási aránya ρcr alatt van, a repedésképződés nem stabilizáltnak tekintendő, és a húzási merevítő hatás megvalósítása a Pull-Out Model (POM) segítségével történik, amelyet a 22b. ábra mutat be. Ez a modell egyetlen repedés viselkedését vizsgálja, feltételezve, hogy az egyes repedések között nincs mechanikai kölcsönhatás, elhanyagolva a beton húzási alakváltozó képességét, és azonos lépcsőzött, rugalmas-tökéletesen képlékeny kötőfeszültség-csúszás összefüggést alkalmazva, mint a TCM esetében. Ez lehetővé teszi, hogy a repedés közelében a vasalás alakváltozás-eloszlása (εs) bármely, a repedésnél fellépő maximális acélfeszültséghez (σsr) közvetlenül az egyensúlyból meghatározható legyen. Mivel a repedésköz nem ismert egy még nem teljesen kialakult repedésminta esetén, az átlagos alakváltozást (εm) bármely terhelési szinthez azon a távolságon számítjuk, amely a nulla csúszású pontok között van, amikor a vasbetét eléri a húzószilárdságát (ft) a repedésnél (lε,avg a 22b. ábrán), amiből a következő összefüggések adódnak:

A javasolt modellek lehetővé teszik a végleges analízisben figyelembe vett kötött vasalás viselkedésének kiszámítását. Ezt a viselkedést (a húzási merevítő hatást is beleértve) a leggyakoribb európai betonvasalás típusra (B500B, ft / fy = 1,08 és εu = 5% értékekkel) a 22c-d. ábra szemlélteti.

Kapcsolódó cikkek

Az SLS eredmények általános ismertetése a Detail alkalmazásban
  • Beton
  • Detail 2D
  • EN (Eurocode)
  • Overall check
  • +4
  • Beton
  • Detail 2D
  • EN (Eurocode)
  • Overall check

Knowledge base

Az SLS eredmények általános ismertetése a Detail alkalmazásban

Tovább olvasom