W poniższym artykule wyjaśnimy podejście do obliczania siły podłużnej wywołanej ścinaniem Ftd,s. Metoda ta polega głównie na zmianie sposobu przyłożenia siły do przekroju. Zaczynamy od definicji przekroju obciążonego N-My-Mz, a następnie stopniowo dodajemy siłę podłużną wywołaną ścinaniem i skręcaniem.
Odpowiedź N-My-Mz
Przekrój jest w pierwszej fazie obciążony kombinacją siły normalnej i momentów gnących N-My-Mz. Porównanie wyników między wersjami oprogramowania daje te same rezultaty.
Jeśli w przekroju zaprojektowano zbrojenie na ścinanie, ścinanie może być przenoszone przez fikcyjny model Strut-and-tie złożony ze strzemion, krzyżulców betonowych i podłużnych prętów zbrojeniowych.
Obliczona siła podłużna od ścinania jest przykładana do przekroju ze wszystkimi składnikami (beton i pręty zbrojeniowe). Początkowy stan naprężeń przyjęty z odpowiedzi N+My+Mz jest już zdefiniowany dla każdego składnika.
Równanie do obliczania siły podłużnej od ścinania:
Siła podłużna Ftd,s jest domyślnie przykładana do:
- Środka ciężkości części przekroju przenoszącej ścinanie – dla przekrojów, w których aplikacja jest w stanie zdefiniować taki przekrój (obszar czerwony na poniższym rysunku).
- Środka ciężkości przekroju – dla przekrojów, w których aplikacja nie jest w stanie zdefiniować takiego przekroju.
Interakcja N-My-Mz-Vz
Obliczana jest odpowiedź przekrojowa dla kombinacji N+My+Mz+ΔFtd,s. Można zauważyć, że naprężenia w betonie i prętach zbrojeniowych ściskanych zmniejszyły się, podczas gdy naprężenia w zbrojeniu rozciąganym wzrosły (w porównaniu z odpowiedzią N+My+Mz). Przekrój pozostaje w równowadze.
Interakcja N-My-Mz-Vz-T
Dla przekrojów poddanych również skręcaniu przykładamy dodatkową podłużną siłę rozciągającą ΔFtd,t do podłużnych prętów zbrojeniowych leżących wewnątrz strzemienia wybranego do sprawdzenia skręcania. Model obliczeniowy jest nieco inny, ponieważ zakładamy, że przekrój składa się z podłużnych prętów zbrojeniowych, pomijając beton. Odpowiedź N+My+Mz+ΔFtd,s definiuje początkowy stan naprężeń każdego pręta. Następnie przykładane jest ΔFtd,t, zgodnie z warunkiem jednakowego przyrostu odkształcenia dla wszystkich prętów przenoszących skręcanie.
Przyjęte założenia obliczeniowe oznaczają, że w niektórych przypadkach, np. dla przekrojów nad podporą pośrednią belki ciągłej, można zaobserwować różne wyniki. Gdy naprężenie w zbrojeniu rozciąganym od N+My+Mz osiągnęło granicę plastyczności, siłę podłużną od ścinania przejęły inne, mniej wykorzystane pręty zbrojeniowe (np. zlokalizowane w strefie ściskanej).
Dostępne w edycjach IDEA StatiCa Concrete i IDEA StatiCa Complete.
