Határállapotok és repedésszélesség-számítás

A szerkezet CSFM segítségével történő értékelése két különböző elemzéssel történik: egy a használhatósági és egy a teherbírási határállapot terhelési kombinációkhoz. A használhatósági elemzés feltételezi, hogy az elem végső viselkedése kielégítő, és az anyag folyási feltételei nem érik el a használhatósági terhelési szinteken. Ez a megközelítés lehetővé teszi egyszerűsített anyagmodellek (a beton feszültség-alakváltozás diagram lineáris ágával) alkalmazását a használhatósági elemzéshez a numerikus stabilitás és a számítási sebesség javítása érdekében. Ezért ajánlott az alább bemutatott munkafolyamat alkalmazása, amelyben a teherbírási határállapot elemzése az első lépésként kerül elvégzésre.

Teherbírási határállapot elemzése

Az egyes tervezési szabványok által megkövetelt különböző ellenőrzések a modell által közvetlenül szolgáltatott eredmények alapján kerülnek értékelésre. A ULS ellenőrzések a beton szilárdsága, a vasalás szilárdsága és a lehorgonyzás (tapadási nyírófeszültségek) tekintetében kerülnek elvégzésre.

Annak érdekében, hogy egy szerkezeti elem hatékony méretezéssel rendelkezzen, erősen ajánlott egy előzetes elemzés futtatása, amely figyelembe veszi a következő lépéseket:

• Válassza ki a legkritikusabb terhelési kombinációk egy részét.
• Csak a teherbírási határállapot (ULS) terhelési kombinációit számítsa ki.
• Használjon durva hálót (az alapértelmezett hálóméret szorzójának növelésével a Beállításokban (19. ábra)).

\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 19\qquad Mesh multiplier.}}}\]

Egy ilyen modell nagyon gyorsan számít, lehetővé téve a tervezők számára, hogy hatékonyan áttekinthessék a szerkezeti elem részletezését, és újrafuttassák az elemzést, amíg az összes ellenőrzési követelmény teljesül a legkritikusabb terhelési kombinációkra. Miután az előzetes elemzés összes ellenőrzési követelménye teljesült, javasolt a teljes teherbírási terhelési kombinációk bevonása és finom hálóméret alkalmazása (a program által ajánlott hálóméret). A felhasználó a szorzóval módosíthatja a hálóméretet, amely 0,5-től 5-ig terjedő értékeket vehet fel (19. ábra).

Az alaperedmények és ellenőrzések (feszültség, alakváltozás és kihasználtság (azaz a számított érték/szabványból vett határérték), valamint a főfeszültségek iránya beton elemek esetén) különböző ábrák segítségével jelennek meg, ahol a nyomás általában pirossal, a húzás kékkel van jelölve. A teljes szerkezet globális minimális és maximális értékei, valamint minden felhasználó által meghatározott rész minimális és maximális értékei is kiemelhetők. A program egy külön lapján speciális eredmények, például tenzorértékek, a szerkezet deformációi és a vasalórudak húzási merevítő hatásának kiszámításához használt vasalási arányok (effektív és geometriai) jeleníthetők meg. Ezenkívül a kiválasztott kombinációkhoz vagy terhelési esetekhez tartozó terhek és reakciók is megjeleníthetők.

Használhatósági határállapot elemzése

Az SLS ellenőrzések a feszültségkorlátozásra, a repedésszélességre és az elhajlási határokra vonatkoznak. A feszültségek ellenőrzése a beton és a vasalás elemeiben az alkalmazandó szabvány szerint, az ULS-re meghatározotthoz hasonló módon történik.

A használhatósági elemzés bizonyos egyszerűsítéseket tartalmaz a teherbírási határállapot elemzéséhez használt anyagmodellekhez képest. Tökéletes tapadást feltételezünk, azaz a lehorgonyzási hossz használhatósági szinten nem kerül ellenőrzésre. Ezenkívül a beton nyomás alatti feszültség-alakváltozás görbéjének képlékeny ága figyelmen kívül marad, míg a rugalmas ág lineáris és végtelen. Ezek az egyszerűsítések javítják a numerikus stabilitást és a számítási sebességet, és nem csökkentik a megoldás általánosságát, amennyiben az anyag feszültséghatárai használhatósági szinten egyértelműen a folyási pontjuk alatt maradnak (ahogyan azt a szabványok megkövetelik). Ezért a használhatósági elemzéshez alkalmazott egyszerűsített modellek csak akkor érvényesek, ha az összes ellenőrzési követelmény teljesül.