5.5 Verificări la starea limită de serviciu

Verificările la starea limită de serviciu se efectuează pentru limitarea tensiunilor, lățimea fisurilor și limitele de săgeată. Tensiunile sunt verificate în elementele de beton și de armătură conform ACI 318-19 într-o manieră similară celei specificate pentru Rezistență.

Limitarea tensiunilor

Tensiunile de compresiune admisibile în beton la încărcarea de serviciu trebuie verificate pentru elementele precomprimate de Clasa U și T. Conform Tabelului R24.5.2.1, nu este necesară verificarea limitării tensiunilor pentru betonul considerat fisurat. Utilizatorul trebuie să seteze clasa elementului precomprimat în setările elementului de proiectare.

$$\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 53\qquad Selectarea clasei elementului încovoiat precomprimat}}}$$

Tensiunea de compresiune admisibilă pentru elementele supuse unor încărcări tranzitorii este specificată de ACI 318-19 24.5.4.1 ca fiind 0.6f_c'. Limita tensiunii de compresiune de 0.45f_c' a fost stabilită pentru a reduce probabilitatea de cedare a elementelor din beton precomprimat din cauza încărcărilor repetate. Această limită a părut, de asemenea, rezonabilă pentru a preveni deformațiile excesive din curgere lentă. La valori mai mari ale tensiunii, deformațiile din curgere lentă tind să crească mai rapid pe măsură ce tensiunea aplicată crește.

Tensiunea de compresiune în beton este evaluată ca raportul dintre tensiunea principală maximă de compresiune f_c = σ_c2 obținută din analiza cu elemente finite pentru starea limită de serviciu și valoarea limită, care este stabilită pe baza Tabelului 24.5.4.1.

$$\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 54\qquad Limitele tensiunii de compresiune în beton la încărcările de serviciu}}}$$

În aplicație, Precomprimare plus încărcare permanentă este tratată ca o combinație pe termen lung, iar Precomprimare plus încărcare totală ca o combinație pe termen scurt.

Săgeată

În funcție de tipul combinației selectate (pe termen lung sau pe termen scurt), se evaluează fie săgeata pe termen lung, fie săgeata pe termen scurt. Valoarea maximă admisibilă a săgeții trebuie determinată de utilizator și trebuie considerată în conformitate cu ACI 138-19 24.2. 

$$\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 55\qquad Valoarea maximă admisibilă a săgeții}}}$$

În aplicație, este posibil să se afișeze separat săgețile provenite din încărcarea permanentă Δ_DL și din încărcarea utilă Δ_LL, precum și săgeata totală Δ_Tot (permanentă+utilă), toate afișate concomitent cu forma deformată.

Săgețile la capetele trunchiate nu pot fi verificate.

Lățimea fisurilor

Lățimile și orientările fisurilor sunt calculate pentru combinațiile de serviciu pe termen scurt sau pe termen lung. Deoarece ACI nu prescrie direct limitarea lățimii fisurilor, utilizatorul trebuie să specifice o lățime limită a fisurii w_lim.

Verificările sunt prezentate după cum urmează:

$$\frac{w}{w_{lim}}$$

unde:

w         lățimea fisurii pe termen scurt sau lung, calculată prin analiza cu elemente finite,

w_lim     valoarea limită a lățimii fisurii, definită de utilizator.

Metoda de calcul al lățimii fisurilor utilizată în aplicație, descrisă de asemenea mai detaliat în acest document, este în conformitate cu ACI 224R-01. Prin urmare, este posibil să se utilizeze Tabelul 4.1 din ACI 224R-01 pentru a determina valoarea limită a lățimii fisurilor.

$$\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 56\qquad Lățimi rezonabile ale fisurilor pentru betonul armat sub încărcare de serviciu}}}$$

Există două moduri de calcul al lățimii fisurilor (fisurare stabilizată și nestabilizată). În cazul general (fisurare stabilizată), lățimea fisurii este calculată prin integrarea deformațiilor pe elementele 1D ale barelor de armătură. Direcția fisurii este apoi calculată din cele mai apropiate trei puncte de integrare (față de centrul elementului finit 1D dat al armăturii) ale elementelor de beton 2D. Deși această abordare de calcul al direcțiilor fisurilor nu corespunde poziției reale a fisurilor, aceasta oferă totuși valori reprezentative care conduc la rezultate ale lățimii fisurilor ce pot fi comparate cu valorile lățimii fisurilor impuse de cod la poziția barei de armătură.