Beton - Szilárdság
A CSFM-ben a szilárdságszámításokhoz implementált betonmodell parabolikus-képlékeny feszültség-alakváltozás görbén alapul. A húzószilárdságot elhanyagolják, ahogyan az a klasszikus vasbeton tervezésben is szokásos.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 76\qquad The stress-strain diagram of concrete for Strength analysis}}}\]
A CSFM implementációja az IDEA StatiCa Detail-ben nem vesz figyelembe explicit tönkremeneteli kritériumot az alakváltozások tekintetében nyomott beton esetén (azaz a csúcsfeszültség elérése után képlékeny ágat vesz figyelembe εc0 maximális értékkel, legfeljebb 5%-ig, míg az AS 3600 Cl. 8.3.1 szerint az ultimátus alakváltozás kisebb mint 0,3%). Ez az egyszerűsítés nem teszi lehetővé a nyomásban tönkremenő szerkezetek alakváltozási kapacitásának ellenőrzését. A szilárdság azonban megfelelően becsülhető, ha a repedezett beton tényezőjén (kc2, amelyet a (77. ábra) definiál) túlmenően a beton ridegségének növekedését – a szilárdság emelkedésével – az \(\eta_{fc}\) redukciós tényező segítségével is figyelembe veszik, amelyet a fib Model Code 2010 az alábbiak szerint definiál:
\[f'_{c,lim}=\alpha_{2}\cdot\phi_{s}\cdot \beta \cdot \eta_{fc}\cdot f'_{c}\]
\[{\eta _{fc}} = {\left( {\frac{{30}}{{{f'_{c}}}}} \right)^{\frac{1}{3}}} \le 1\]
ahol:
α2 a beton nyomószilárdsági redukciós tényezője, amelyet az AS 3600 Cl. 8.3.1 definiál
Parabola-téglalap feszültség-alakváltozás diagram alkalmazásakor szükséges a maximális nyomófeszültséget ezzel a tényezővel csökkenteni. Ez a nyomási zónában a feszültségeloszlást úgy átlagolja, hogy az eredő nyomószilárdság kisebb vagy egyenlő legyen a csökkenő képlékeny ággal rendelkező feszültség-alakváltozás diagramból számított nyomószilárdsággal. Analóg megközelítés van definiálva a téglalap alakú feszültségtömb esetére a 8.1.3. fejezetben.
Φs a beton feszültségredukciós tényezője. Az alapértelmezett érték az AS 3600 2.2.3. táblázata szerint van beállítva.
β a keresztirányú repedezés jelenlétéből adódó redukciós tényező (ebben a szövegben kc2-ként is hivatkoznak rá)
f'c a beton hengerszilárdsága (MPa-ban az \( \eta_{fc} \) definíciójához).
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 77\qquad The compression softening law.}}}\]
β egy redukciós tényező, amely ugyanazon elveken alapul, mint a 2.2.3. fejezetben definiált effektív nyomószilárdsági tényező. Az e tényező meghatározásához felhasznált irodalom (az AS3600 szabvány kontextusával együtt) megtalálható az AS3600:2018 Sup 1:2022 CL. C2.2.3-ban.
Beton – Használhatóság
A használhatósági vizsgálat a szilárdságszámításhoz alkalmazott anyagmodellek bizonyos egyszerűsítéseit tartalmazza. A beton nyomási feszültség-alakváltozás görbéjének képlékeny ágát figyelmen kívül hagyják, míg a rugalmas ág lineáris és végtelen. A nyomási lágyulás törvényét nem veszik figyelembe. Ezek az egyszerűsítések javítják a numerikus stabilitást és a számítási sebességet, és nem csökkentik a megoldás általánosságát, amennyiben a használhatósági állapotban kapott anyagfeszültségek egyértelműen a folyási határuk alatt maradnak (ahogyan azt az AS3600 megköveteli). Ezért a használhatósági vizsgálathoz alkalmazott egyszerűsített modellek csak akkor érvényesek, ha minden ellenőrzési követelmény teljesül.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 78\qquad Concrete stress-strain diagrams implemented for serviceability analysis: short- and long-term verifications.}}}\]
Hosszú távú hatások
A használhatósági vizsgálatban a beton hosszú távú hatásait az AS 3600 CL 3.1.8 szerinti tervezési kúszási tényező (φcc, alapértelmezés szerint 2,5 értékkel) figyelembevételével kezelik, amely a beton szekansi rugalmassági modulusát (Ec) az alábbiak szerint módosítja:
\[E_{c,eff} = \frac{E_{c}}{1+\varphi_{cc}}\]
A teherinkrementumok sorban kerülnek kiszámításra a következő sorrendben: Előfeszítés – Állandó – Változó, az egyes inkrementumokhoz megfelelő effektív rugalmassági modulus alkalmazásával, ahogyan azt a 78. ábra mutatja. A kúszási tényezőket a felhasználó adja meg az anyagtulajdonságokban, és azokat az AS 3600 CL 3.1.8.3 szerint kell meghatározni.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 79\qquad Definition of the design creep factor}}}\]
Rövid távú hatások
A rövid távú ellenőrzések elvégzéséhez egy másik számítást végeznek, amelyben az összes terhet az időfüggő tényező nélkül számítják a tartós terhekre. A hosszú és rövid távú ellenőrzések mindkét számítása a 78. ábrán látható.
Vasalás
A nem előfeszített vasaláshoz tökéletesen rugalmas-képlékeny feszültség-alakváltozás diagramot vesznek figyelembe meghatározott folyási ponttal, lásd AS 3600 3.2. szakasz. E diagram meghatározásához csak a vasalás alapvető tulajdonságait kell ismerni – a szilárdságot és a rugalmassági modulust.
A vasalás feszültség-alakváltozás diagramját a felhasználó is megadhatja, de ebben az esetben nem lehet feltételezni a húzási merevítő hatást (nem lehet repedésszélességet számítani).
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 80 \qquad Stress-strain diagram of reinforcement}}}\]
ahol:
Φs a vasalás szilárdsági redukciós tényezője. Az alapértelmezett érték az AS 3600 2.2.3. táblázata szerint van beállítva.
fy a vasalás folyáshatára
Es a vasalás rugalmassági modulusa
A húzási merevítő hatást (81. ábra) automatikusan veszik figyelembe a szabad vasalórúd bemeneti feszültség-alakváltozás összefüggésének módosításával, hogy megragadják a betonba ágyazott rudak átlagos merevségét (εm).
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 81\qquad Scheme of tension stiffening.}}}\]