Nyírás az RCS-ben – kör keresztmetszetek

Először is idézzük fel a nyírófeszültségek irányait egy kör keresztmetszetben. 

A repedésmentes tömör kör keresztmetszet nyírófeszültségei függőleges irányúak, és feltételezhetően állandóak a b szélességen át. Ha hajlítási repedések keletkeznek a keresztmetszetben, a függőleges nyírófeszültség-eloszlás módosul. Az ilyen nyírófeszültség-eloszlások vázlata az alábbi ábrán látható.

A zárt vékonyfalú szerkezeti elemek nyírófeszültségeinek meghatározásakor feltételezzük, hogy a nyírófeszültségek egyenletesen oszlanak el a fal teljes t vastagságán, és párhuzamosak a keresztmetszet határaival.

Ezek a feltételezések a keresztmetszetek végeselem-elemzésével ellenőrizhetők. Az alábbi ábrán három keresztmetszet-típus végeselem-elemzésének eredményei láthatók: tömör kör keresztmetszet, üreges kör keresztmetszet és trapéz keresztmetszet. A számításokat az Általános keresztmetszet-szerkesztő eszközben végeztük. Az egységnyi V_v nyíróerő által okozott nyírófeszültségek a feszültségáramlás nyilaival együtt jelennek meg.

Tekintsük a keresztmetszet széleitől egyenlő távolságra elhelyezett kengyeleket, ahogy az alábbi ábrán látható. 

Megfigyelhető, hogy a tömör kör keresztmetszetben a nyírófeszültség-áramlás nem követi a kengyel geometriáját, ami a nyírási vasalás csökkentett hatékonyságát eredményezi. Ezt a hatást a χ redukciós tényező veszi figyelembe, amely befolyásolja a V_Rd,s nyírási ellenállást.

Az IDEA StatiCa RCS-ben a redukciós tényező a következő képlet szerint kerül kiszámításra.

$${χ}={{b}_{w}} / {{d}_{h}}\le 0.85$$

Ahol b_w a nyírási szélesség és d_h a kör kengyel átmérője. 

A nyírási szélesség b_w többféleképpen számítható.

1. Módszer

A nyírási szélesség b_w a húzott és nyomott övek közötti minimális szélességként kerül kiszámításra, amennyiben ULS-ben hajlítási repedések lépnek fel. Ez két kör keresztmetszeti példán látható az alábbi ábrán.

2. Módszer

Ha a hajlítási repedések nélküli állapotot figyelmen kívül hagyjuk – lásd az ábrát:

Ha a keresztmetszetben nincs húzott vagy nyomott öv (a teljes keresztmetszet nyomás vagy húzás alatt van),  b_w a keresztmetszet szélességét jelenti a keresztmetszet szélétől d távolságra. Ahol d a hatékony magasság, és d=0,9*h-ként kerül kiszámításra olyan keresztmetszetek esetén, amelyekben nincs húzott vagy nyomott öv (teljesen nyomott vagy teljesen húzott).

3. Módszer

Ha a hajlítási repedések nélküli állapotot figyelembe vesszük (az EN 1992-1-1 6.2.2(2) szerint), és a keresztmetszetet ULS-ben nem érintik hajlítási repedések. A b_w értéke a maximális főhúzófeszültség szintjén kerül kiszámításra.

4. Módszer

Olyan keresztmetszet, amelyet hajlítási repedések érintenek, de csak a nyomott öv vagy csak a húzott öv létezik – a terület, amelyre a program a b_w legkisebb értékét keresi az egyik oldalon a nyomott beton súlypontja (vagy a húzott vasalás súlypontja) határolja, a terület másik oldalát a nyírási vasalás határozza meg.

5. Módszer

Bizonyos esetekben érdemes megfontolni a b_w értékének manuális beállítását. Ez a Vasalásszerkesztőben végezhető el.