Proiectarea secțiunii transversale compuse pretensionte în RCS

Crearea unui proiect nou 

Inițial, este necesară configurarea unui proiect nou ca element 1D etapizat/pretensiont/compus.

Element de calcul

După definirea geometriei secțiunii transversale și a dispunerii armăturii, se definește cronologia în fila Etape de construcție. Sunt definite toate momentele de timp importante din cursul construcției (cum ar fi turnarea primei părți a secțiunii transversale a grinzii prefabricate, pretensionarea, turnarea celei de-a doua părți a secțiunii transversale a plăcii compuse, încărcările permanente suplimentare și momentul duratei de viață de proiectare). Etapele de construcție definite sunt propagate automat în fila Etape de acțiune.

Etape de acțiune

Din perspectiva verificării conform codului a secțiunilor transversale compuse, fila Etape de acțiune este cea mai importantă. Definirea stării inițiale de tensiune a secțiunii transversale, calculată prin Analiza Dependentă de Timp (TDA), este esențială, deoarece discontinuitatea tensiunilor (planul de decalaj al deformațiilor) la interfața dintre două betoane diferite poate determina mecanismul de cedare la starea limită.

Starea inițială a secțiunii transversale

Starea inițială a secțiunii compuse se stabilește în tabelul "Efecte în componentele secțiunii transversale". Pot fi alese două opțiuni pentru definirea stării inițiale – forțe interioare și planuri de deformație. Este mult mai simplu să se definească forțele interioare obținute din TDA calculat cu software terț (Midas, SCIA, etc.)

Tabelul „Efecte în componentele secțiunii transversale" conține forțele interioare ca sumă a:

• Tuturor încărcărilor permanente care acționează în etapa de construcție considerată
• Efectului total al pretensionării (efectele primare și secundare ale armăturilor pretensionate cu aderență și fără aderență, efectele primare și secundare ale armăturilor pretensionate exterioare)
• Reologiei (fluaj, contracție)

Majoritatea software-urilor terțe (Midas, SCIA, etc.) prezintă forțele interioare ale fiecărei părți a secțiunii transversale compuse raportate la centrul de greutate al părții de secțiune transversală considerate (de exemplu, momentul încovoietor în grinda prefabricată este raportat la centrul de greutate al grinzii prefabricate C_g,1). Aplicația RCS raportează forțele interioare la centrul de greutate al secțiunii transversale actuale (butonul „Actual" din panglică) sau la centrul de greutate al secțiunii compuse finale C_g,i (butonul „Întreg" din panglică). Transformarea forțelor interioare obținute din software terț în RCS poate fi efectuată conform următoarelor formule:

\[N_{i}^{T} = N_{i}\] 

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

N_i^T  .   .   .   .   forța normală în partea considerată a secțiunii compuse, transformată la centrul de greutate al secțiunii transversale compuse finale idealizate

M_i^T .   .   .   .    momentul încovoietor în partea considerată a secțiunii compuse, transformat la centrul de greutate al secțiunii transversale compuse finale idealizate

N_i     .   .   .   .    forța normală în partea considerată a secțiunii compuse, raportată la centrul de greutate al părții de secțiune transversală considerate

M_i   .   .   .   .   momentul încovoietor în partea considerată a secțiunii compuse, raportat la centrul de greutate al părții de secțiune transversală considerate

Notă: Este important să se respecte convenția de semne prezentată în figura de mai jos pentru a recalcula forțele interioare.

C_g,i  .   .   .   .   centrul de greutate al secțiunii compuse idealizate (se consideră E_cm(28))

C_g,1 .   .   .   .   centrul de greutate al părții unu – grinda prefabricată (partea gri deschis)

C_g,2 .   .   .   .   centrul de greutate al părții a doua – placa compusă (partea gri închis)

e_y,1 .   .   .   .   distanța de la C_g,1 la C_g,i

e_y,2 .   .   .   .   distanța de la C_g,2 la C_g,i

e_p   .   .   .   .   distanța de la centrul de greutate al armăturii pretensionate la C_g,i

Forțele interioare N1, My,1, N2 și My,2 sunt obținute pentru structura compusă modelată în software terț și supusă în direcție verticală. Pentru introducerea corectă a forțelor interioare în aplicația RCS, trebuie efectuată o recalculare după cum urmează:

 Partea 1 (grinda prefabricată)

\[N_{1}^{T} = N_{1}\] 

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

N₁^T  .   .   .   .   forța normală în grinda prefabricată, transformată la centrul de greutate al secțiunii transversale compuse finale idealizate C_g,I (valoare negativă pentru forța de compresiune)

M_y,1^T  .   .   .   momentul încovoietor în grinda prefabricată, transformat la centrul de greutate al secțiunii transversale compuse finale idealizate C_g,i

N₁    .   .   .   .   forța normală în grinda prefabricată, raportată la centrul de greutate al grinzii prefabricate C_g,1

M_y,1   .   .   .    momentul încovoietor în grinda prefabricată, raportat la centrul de greutate al grinzii prefabricate C_g,1

e_y,1 .   .   .   .   distanța centrului de greutate al grinzii prefabricate C_g,1 față de centrul de greutate al secțiunii transversale compuse finale idealizate C_g,i (în acest caz, se consideră valoarea negativă a excentricității)

Partea 2 (placa compusă)

\[N_{2}^{T} = N_{2}\] 

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

N₂^T  .   .   .   .   forța normală în placa compusă, transformată la centrul de greutate al secțiunii transversale compuse finale idealizate C_g,i

M_y,2^T  .   .   .    momentul încovoietor în placa compusă, transformat la centrul de greutate al secțiunii transversale compuse finale idealizate C_g,i

N₂    .   .   .   .   forța normală în placa compusă, raportată la centrul de greutate al plăcii compuse C_g,2

M_y,2   .   .   .     momentul încovoietor în placa compusă, raportat la centrul de greutate al plăcii compuse C_g,2

e_y,2   .   .   .   .   distanța centrului de greutate al plăcii compuse C_g,2 față de centrul de greutate al secțiunii transversale compuse finale idealizate C_g,i (în acest caz, se consideră valoarea pozitivă a excentricității)

Datorită acestei transformări, forțele interioare totale în secțiunea transversală compusă pot fi determinate.

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

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

Notă: Procesul de transformare a forțelor interioare care acționează în direcție orizontală este același cu cel descris mai sus.

Tensiunea în armătură

Următorul pas important este determinarea tensiunii inițiale în bare și în armăturile pretensionate. Aplicația RCS poate calcula automat tensiunea în bare, astfel că se recomandă păstrarea setării „Bazat pe starea inițială a componentei".

Dacă armătura de pretensionare este proiectată, tensiunea în fiecare armătură pretensionată pentru toate etapele de construcție existente trebuie definită (a se vedea Capitolul 2). Aplicația RCS permite definirea valorii tensiunii în armăturile pretensionate după pierderile pe termen lung calculate prin TDA („Tensiune după pierderi pe termen lung") sau definirea pierderilor estimate pe termen scurt și lung („Estimarea pierderilor de pretensionare").

Efectele totale ale pretensionării

Aplicația RCS recunoaște două tipuri de efecte ale pretensionării – efectele primare și secundare ale pretensionării. Se presupune că ambele tipuri acționează asupra secțiunii compuse finale. Efectele pretensionării sunt definite pentru fiecare etapă de construcție pentru a surprinde pierderile de pretensionare pe termen lung. Efectele primare ale pretensionării sunt calculate automat în funcție de proprietățile armăturii pretensionate (poziția în secțiunea transversală, aria armăturii pretensionate și tensiunea în armătura pretensionată în etapa de construcție considerată). Forțele interioare datorate pretensionării primare la momentul de 10 zile sunt calculate astfel:

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

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

N_p,10^P  .   .   .   forța normală într-o secțiune transversală datorată efectelor primare ale armăturii pretensionate cu aderență la momentul considerat (10 zile)

M_p,10^P  .   .   .   momentul încovoietor într-o secțiune transversală datorat efectelor primare ale armăturii pretensionate cu aderență la momentul considerat (10 zile)

A_p    .   .   .   .   aria armăturii pretensionate cu aderență

σ_p,10     .   .   .   tensiunea în armătura pretensionată la momentul considerat (10 zile)

e_p     .   .   .   .   distanța de la centrul de greutate al armăturii pretensionate la centrul de greutate al secțiunii transversale compuse finale idealizate C_g,i

Efectele secundare ale pretensionării sunt întotdeauna definite de utilizator. Forțele interioare definite în tabel constau din:

• Efectele totale ale armăturii pretensionate fără aderență sau exterioare (dacă utilizatorul a definit acest tip de armătură în modelul de calcul global).

Suma efectelor primare și secundare definite în tabelul prezentat mai sus este copiată automat în tabelul din secțiunea „Forțe interioare". Este necesar să se definească pretensionarea cu atenție și corectitudine pentru a preveni rezultate incorecte.

Forțe interioare

Câțiva pași finali trebuie efectuați pentru verificarea corectă conform codului a secțiunii transversale compuse. În „Secțiune", este necesară definirea „Extremelor" pentru fiecare moment în care trebuie efectuată verificarea conform codului. Momentele de timp definite ale extremelor trebuie să corespundă momentelor definite în „Etape de construcție" (cap. 2). Apoi, valorile corecte ale forțelor interioare pentru calculul stării inițiale a secțiunii transversale vor fi preluate din fila „Etape de acțiune".

Celelalte tipuri de forțe interioare active trebuie definite în fila „Forțe interioare". Forțele interioare sunt definite pentru fiecare extrem în parte.

Încărcare permanentă

Rândurile denumite „Sumă permanentă G_dj" servesc ca intrare pentru valoarea de combinație a încărcărilor permanente (inclusiv factorii de încărcare) care acționează în etapa de construcție considerată.

Forțele interioare permanente pot fi definite manual sau importate din „Etape de acțiune" prin comenzile din panglică. La importul forțelor interioare SLU din „Etape de acțiune", factorul de încărcare pentru încărcarea permanentă poate fi setat de utilizator.

La importul forțelor interioare permanente din „Etape de acțiune", se aplică următoarele reguli:

• Valoarea de combinație a forțelor interioare pentru verificările SLU se calculează astfel

Sumă permanentă = (Efecte inițiale ale secțiunii – Efecte totale ale pretensionării) ·γ_Gj,sup

• Valorile de combinație ale forțelor interioare pentru verificările SLS se calculează astfel

Sumă permanentă = Efecte inițiale ale secțiunii – Efecte totale ale pretensionării

Încărcare variabilă

Valoarea rezultantă a forțelor interioare datorată unei încărcări variabile (inclusiv factorii de combinație a încărcărilor) este definită manual de utilizator. Aceste valori sunt obținute de obicei din analiza structurală globală.

Efectele pretensionării

Efectele totale ale pretensionării sunt importate automat din fila „Etape de acțiune" ca sumă a efectelor primare și secundare ale pretensionării definite în fila „Efectele totale ale pretensionării" (cap. 3.3). Aceste valori nu pot fi editate de utilizator.