Előfeszített kompozit keresztmetszet méretezése az RCS alkalmazásban

Új projekt létrehozása 

Először egy új projektet kell létrehozni 1D szakaszos/előfeszített/kompozit szerkezeti elemként.

Tervezési szerkezeti elem

A keresztmetszet geometriájának és a vasalás elrendezésének meghatározása után az Építési szakaszok fülön az idősor kerül meghatározásra. Az építés során minden fontos időpont meghatározásra kerül (például az előregyártott gerenda keresztmetszetének első részének betonozása, előfeszítés, a kompozit lemez keresztmetszetének második részének betonozása, ráépített állandó teher és a tervezési élettartam időpontja). A meghatározott építési szakaszok automatikusan átkerülnek a Teherhatás szakaszok fülre.

Teherhatás szakaszok

A kompozit keresztmetszetek szabványellenőrzése szempontjából a Teherhatás szakaszok fül a legfontosabb. A keresztmetszet időfüggő analízissel (TDA) számított kezdeti feszültségállapotának meghatározása kulcsfontosságú, mivel a két különböző beton határfelületén lévő feszültség-megszakítás (az alakváltozási sík eltolódása) meghatározhatja a tönkremeneteli mechanizmust a határállapotban.

A keresztmetszet kezdeti állapota

A kompozit keresztmetszet kezdeti állapota a "Hatások a keresztmetszeti komponensekben" táblázatban kerül beállításra. A kezdeti állapot meghatározásához két lehetőség közül lehet választani – belső erők és alakváltozási síkok. Sokkal egyszerűbb a harmadik féltől származó szoftverrel (Midas, SCIA stb.) számított TDA-ból kapott belső erőket megadni.

A "Hatások a keresztmetszeti komponensekben" táblázat a belső erőket az alábbiak összegeként tartalmazza:

• Az adott építési szakaszban ható összes állandó teher
• Az előfeszítés teljes hatása (a kötött és kötetlen belső feszítőkábelek elsődleges és másodlagos hatásai, a külső feszítőkábelek elsődleges és másodlagos hatásai)
• Reológia (kúszás, zsugorodás)

A legtöbb harmadik féltől származó szoftver (Midas, SCIA stb.) a kompozit keresztmetszet egyes részeinek belső erőit az adott keresztmetszeti rész súlypontjához viszonyítva adja meg (például az előregyártottgerenda hajlítónyomatéka az előregyártott gerenda C_g,1 súlypontjához viszonyított). Az RCS alkalmazás a belső erőket a tényleges keresztmetszet súlypontjához (a szalagmenü "Tényleges" gombja) vagy a végső kompozit keresztmetszet C_g,i súlypontjához (a szalagmenü "Teljes" gombja) viszonyítja. A harmadik féltől származó szoftverből kapott belső erők RCS-be való transzformálása az alábbi képletek szerint végezhető el:

\[N_{i}^{T} = N_{i}\] 

\[M_{i}^{T} = M_{i}-N_{i}\times e_{i}\]

N_i^T  .   .   .   .   a  kompozit keresztmetszet adott részének normálereje, az idealizált végső kompozit keresztmetszet súlypontjára transzformálva

M_i^T .   .   .   .    a  kompozit keresztmetszet adott részének hajlítónyomatéka, az idealizált végső kompozit keresztmetszet súlypontjára transzformálva

N_i     .   .   .   .    a  kompozit keresztmetszet adott részének normálereje, az adott keresztmetszeti rész súlypontjához viszonyítva

M_i   .   .   .   .   a  kompozit keresztmetszet adott részének hajlítónyomatéka, az adott keresztmetszeti rész súlypontjához viszonyítva

Megjegyzés: A belső erők újraszámításához fontos betartani az alábbi ábrán bemutatott előjelkonvenciót.

C_g,i  .   .   .   .   az idealizált kompozit keresztmetszet súlypontja (E_cm(28) figyelembevételével)

C_g,1 .   .   .   .   az első rész súlypontja – előregyártott gerenda (világosszürke rész)

C_g,2 .   .   .   .   a második rész súlypontja – kompozit lemez (sötétszürke rész)

e_y,1 .   .   .   .   a C_g,1 és C_g,i közötti távolság

e_y,2 .   .   .   .   a C_g,2 és C_g,i közötti távolság

e_p   .   .   .   .   az előfeszítő vasalás súlypontjától C_g,i-ig mért távolság

Az N1, My,1, N2 és My,2 belső erők a harmadik féltől származó szoftverben modellezett, függőleges irányban terhelt kompozit szerkezetre vonatkoznak. A belső erők RCS alkalmazásba való helyes beviteléhez az alábbi újraszámítást kell elvégezni:

 1. rész (előregyártott gerenda)

\[N_{1}^{T} = N_{1}\] 

\[M_{y}^{T},_{1} = M_{y},_{1}-N_{1}\times e_{y},_{1}\]

N₁^T  .   .   .   .   az  előregyártott gerenda normálereje, az idealizált végső kompozit keresztmetszet C_g,I súlypontjára transzformálva (nyomóerő esetén negatív érték)

M_y,1^T  .   .   .   az  előregyártott gerenda hajlítónyomatéka, az idealizált végső kompozit keresztmetszet C_g,i súlypontjára transzformálva

N₁    .   .   .   .   az  előregyártott gerenda normálereje, az előregyártott gerenda C_g,1 súlypontjához viszonyítva

M_y,1   .   .   .    az  előregyártott gerenda hajlítónyomatéka, az előregyártott gerenda C_g,1 súlypontjához viszonyítva

e_y,1.   .   .   .   az előregyártott gerenda C_g,1 súlypontjának távolsága az idealizált végső kompozit keresztmetszet C_g,i súlypontjától (ebben az esetben az excentricitás negatív értékét kell figyelembe venni)

2. rész (kompozit lemez)

\[N_{2}^{T} = N_{2}\] 

\[M_{y}^{T},_{2} = M_{y},_{2}-N_{2}\times e_{y},_{2}\]

N₂^T  .   .   .   .   a  kompozit lemez normálereje, az idealizált végső kompozit keresztmetszet C_g,i súlypontjára transzformálva

M_y,2^T  .   .   .    a  kompozit lemez hajlítónyomatéka, az idealizált végső kompozit keresztmetszet C_g,i súlypontjára transzformálva

N₂    .   .   .   .   a  kompozit lemez normálereje, a kompozit lemez C_g,2 súlypontjához viszonyítva

M_y,2   .   .   .     a  kompozit lemez hajlítónyomatéka, a kompozit lemez C_g,2 súlypontjához viszonyítva

e_y,2   .   .   .   .   a kompozit lemez C_g,2 súlypontjának távolsága az idealizált végső kompozit keresztmetszet C_g,i súlypontjától (ebben az esetben az excentricitás pozitív értékét kell figyelembe venni)

Ennek a transzformációnak köszönhetően meghatározhatók a kompozit keresztmetszet teljes belső erői.

\[N=N_{1}^{T}+N_{2}^{T}\]

\[M_{y}=M_{y}^{T},_{1}+M_{y}^{T},_{2}\]

Megjegyzés: A vízszintes irányban ható belső erők transzformációs folyamata megegyezik a fent leírtakkal.

Feszültség a vasalásban

A következő fontos lépés a betonacél rudakban és az előfeszítő feszítőkábelekben lévő kezdeti feszültség meghatározása. Az RCS alkalmazás automatikusan ki tudja számítani a betonacél rudakban lévő feszültséget, ezért ajánlott a "Komponens kezdeti állapota alapján" beállítást megtartani.

Ha előfeszítő vasalás van tervezve, minden feszítőkábel feszültségét meg kell határozni az összes meglévő építési szakaszra (lásd 2. fejezet). Az RCS alkalmazás lehetővé teszi a feszítőkábelekben lévő feszültség értékének megadását a TDA által számított hosszú távú veszteségek után ("Feszültség a hosszú távú veszteségek után"), vagy a becsült rövid és hosszú távú veszteségek megadását ("Az előfeszítési veszteségek becslése").

Az előfeszítés teljes hatásai

Az RCS alkalmazás az előfeszítés két típusú hatását különbözteti meg – az előfeszítés elsődleges és másodlagos hatásait. Mindkét típus a végső kompozit keresztmetszetre hatónak tekintendő. Az előfeszítés hatásai minden építési szakaszra meghatározásra kerülnek a hosszú távú előfeszítési veszteségek figyelembevétele érdekében. Az előfeszítés elsődleges hatásait az alkalmazás automatikusan számítja a feszítőkábel tulajdonságai alapján (a keresztmetszetben elfoglalt helyzet, a feszítőkábel területe és a feszítőkábelben lévő feszültség az adott építési szakaszban). A 10 napos időpontban az elsődleges előfeszítésből eredő belső erők a következőképpen számíthatók:

\[N_{p}^{P},_{10}=A_{p}\times \sigma_{p},_{10}\]

\[M_{p}^{P},_{10}=A_{p}\times \sigma_{p},_{10}\times e_{p}\]

N_p,10^P  .   .   .   a keresztmetszetben a kötött előfeszítő vasalás elsődleges hatásaiból eredő normálerő az adott időpontban (10 nap)

M_p,10^P  .   .   .   a keresztmetszetben a kötött előfeszítő vasalás elsődleges hatásaiból eredő hajlítónyomaték az adott időpontban (10 nap)

A_p    .   .   .   .   a kötött előfeszítő vasalás területe

σ_p,10     .   .   .   az előfeszítő vasalásban lévő feszültség az adott időpontban (10 nap)

e_p     .   .   .   .   az előfeszítő vasalás súlypontjától az idealizált végső kompozit keresztmetszet C_g,i súlypontjáig mért távolság

A felhasználó mindig meghatározza az előfeszítés másodlagos hatásait. A táblázatban meghatározott belső erők a következőkből állnak:

• A kötetlen vagy külső előfeszítő vasalás teljes hatásai (ha a felhasználó ezt a vasalástípust meghatározta a globális számítási modellben).

A fent bemutatott táblázatban meghatározott elsődleges és másodlagos hatások összege automatikusan átmásolódik a "Belső erők" szakasz táblázatába. Az előfeszítést gondosan és helyesen kell meghatározni a helytelen eredmények elkerülése érdekében.

Belső erők

A kompozit keresztmetszet helyes szabványellenőrzéséhez még néhány utolsó lépést kell elvégezni. A "Keresztmetszet" menüben szükséges meghatározni az "Extrémumokat" minden olyan időpontra, amelyre a szabványellenőrzést el kell végezni. A meghatározott extrémumok időpontjainak meg kell felelniük az "Építési szakaszokban" meghatározott időpontoknak (2. fejezet). Ekkor a keresztmetszet kezdeti állapotának számításához szükséges belső erők helyes értékei a "Teherhatás szakaszok" fülről kerülnek átvételre.

A ható belső erők egyéb típusait a "Belső erők" fülön kell meghatározni. A belső erők minden extrémumra külön kerülnek meghatározásra.

Állandó teher

Az "Állandó összeg G_dj" nevű sorok az adott építési szakaszban ható állandó terhek kombinációs értékének (beleértve a tehertényezőket) bevitelére szolgálnak.

Az állandó belső erők meghatározhatók manuálisan, vagy importálhatók a "Teherhatás szakaszokból" a szalagmenü parancsainak segítségével. A "Teherhatás szakaszokból" való ULS belső erők importálásakor a felhasználó beállíthatja az állandó teher tehertényezőjét.

Az állandó belső erők "Teherhatás szakaszokból" való importálásakor a következő szabályok érvényesek:

• A belső erők kombinációs értéke ULS ellenőrzéshez a következőképpen számítódik

Állandó összeg = (Keresztmetszet kezdeti hatásai – Az előfeszítés teljes hatásai) ·γ_Gj,sup

• A belső erők kombinációs értékei SLS ellenőrzéshez a következőképpen számítódnak

Állandó összeg = Keresztmetszet kezdeti hatásai – Az előfeszítés teljes hatásai

Változó teher

A változó teherből eredő belső erők eredő értékét (beleértve a kombinációs tehertényezőket) a felhasználó manuálisan határozza meg. Ezek az értékek általában a globális szerkezeti analízisből nyerhetők.

Az előfeszítés hatásai

Az előfeszítés teljes hatásai automatikusan importálódnak a "Teherhatás szakaszok" fülről az előfeszítés elsődleges és másodlagos hatásainak összegeként, amelyek az "Az előfeszítés teljes hatásai" fülön kerülnek meghatározásra (3.3. fejezet). Ezeket az értékeket a felhasználó nem szerkesztheti.