Interakciós szabványellenőrzés fejlesztések az RCS-ben

A következő cikkben elmagyarázzuk a nyírás által okozott hosszirányú erő F_td,s számítási megközelítését. Ez a módszer főként az erő keresztmetszethez való alkalmazási módjának megváltoztatásából áll. Az N-My-Mz által terhelt keresztmetszet definíciójával kezdünk, majd fokozatosan hozzáadjuk a nyírás és csavarás által okozott hosszirányú erőt.

N-My-Mz válasz

A keresztmetszetet az első fázisban normálerő és hajlítónyomatékok N-My-Mz kombinációja terheli. A szoftververziók közötti eredmény-összehasonlítás azonos eredményeket ad.

Ha a keresztmetszetben nyírási vasalás van tervezve, a nyírást egy fiktív Strut-and-tie modell veheti fel, amely kengyelekből, beton nyomott rudakból és hosszirányú betonacélokból áll. 

A nyírás miatt számított hosszirányú erőt az összes komponenssel (beton és betonacélok) együtt alkalmazzák a keresztmetszetre. Az N+My+Mz válaszból vett kezdeti feszültségállapot már minden komponensre meg van határozva.

A nyírás miatt fellépő hosszirányú erő számítási képlete: 

\[\Delta F_{td,s} = V_{ed}(cot \theta -cot \alpha ) \] 

Az F_td,s hosszirányú erőt alapértelmezés szerint a következőkre alkalmazzák:

• A nyírást felvevő szakasz súlypontjára – azon keresztmetszetek esetén, ahol az alkalmazás képes ilyen szakaszt meghatározni (a következő ábrán piros területtel jelölve).

• A keresztmetszet súlypontjára – azon keresztmetszetek esetén, ahol az alkalmazás nem képes ilyen szakaszt meghatározni.

N-My-Mz-Vz interakció

Az N+My+Mz+ΔF_td,s kombináció miatti keresztmetszeti válasz kerül kiszámításra. Megfigyelhető, hogy a nyomott betonban és betonacélokban lévő feszültség csökkent, míg a húzott vasalásban lévő feszültség nőtt (az N+My+Mz válaszhoz képest). A keresztmetszet egyensúlyban marad. 

N-My-Mz-Vz-T interakció

A csavarásnak is kitett keresztmetszetek esetén egy további hosszirányú húzóerőt ΔF_td,t alkalmazunk a csavarás-ellenőrzéshez kiválasztott kengyelen belül elhelyezkedő hosszirányú betonacélokra. A számítási modell kissé eltér, mivel feltételezzük, hogy a keresztmetszet hosszirányú betonacélokból áll, elhanyagolva a betont. Az N+My+Mz+ΔF_td,s válasz határozza meg az egyes betonacélok kezdeti feszültségállapotát. Ezt követően a ΔF_td,t kerül alkalmazásra, követve a csavarásnak ellenálló összes betonacél azonos alakváltozás-növekményének feltételét. 

A számítás feltételezései azt jelentik, hogy bizonyos esetekben, például a folytonos gerenda közbenső támasza felett elhelyezkedő keresztmetszeteknél, eltérő eredmények figyelhetők meg. Amikor az N+My+Mz miatti húzott vasalásban lévő feszültség elérte a folyáshatárt, más, kevésbé kihasznált betonacélok vették fel a nyírás miatt fellépő hosszirányú erőt (pl. a nyomott zónában elhelyezkedők).

Elérhető az IDEA StatiCa Concrete és az IDEA StatiCa Complete kiadásokban.