Knowledge base

แรงเฉือนใน RCS - หน้าตัดวงกลม

Concrete

RCS

EN (Eurocode)

Shear

This article is also available in:

Translated by AI from English

ในบทความนี้ เราจะแนะนำตัวประกอบลดค่า χ ซึ่งมีวัตถุประสงค์เพื่อคำนึงถึงประสิทธิภาพที่ลดลงของเหล็กเสริมรับแรงเฉือนในหน้าตัดวงกลม

เพื่อเริ่มต้น ให้เราทบทวนทิศทางของความเค้นเฉือนในหน้าตัดวงกลม

ความเค้นเฉือนสำหรับหน้าตัดวงกลมทึบที่ไม่มีรอยแตกร้าวมีทิศทางแนวดิ่ง และถือว่าคงที่ตลอดความกว้าง b หากเกิดรอยแตกร้าวจากการดัดในหน้าตัด การกระจายความเค้นเฉือนแนวดิ่งจะถูกปรับเปลี่ยน แผนภาพของการกระจายความเค้นเฉือนดังกล่าวสามารถพบได้ในรูปต่อไปนี้

สำหรับการหาความเค้นเฉือนในชิ้นส่วนผนังบางแบบปิด จะถือว่าความเค้นเฉือนกระจายสม่ำเสมอตลอดความหนา t ของผนัง และกระทำขนานกับขอบเขตของหน้าตัด

สมมติฐานเหล่านี้สามารถตรวจสอบได้โดยการวิเคราะห์ด้วยวิธี Finite Element ของหน้าตัด ในรูปต่อไปนี้ เราสามารถเห็นผลการวิเคราะห์ด้วยวิธี Finite Element สำหรับหน้าตัดสามประเภท ได้แก่ หน้าตัดวงกลมทึบ หน้าตัดวงกลมกลวง และหน้าตัดสี่เหลี่ยมคางหมู การคำนวณดำเนินการในเครื่องมือ General cross-section editor ความเค้นเฉือนที่เกิดจากแรงเฉือนหน่วย V_v แสดงพร้อมลูกศรแสดงการไหลของความเค้น

ให้พิจารณาเหล็กปลอกที่มีระยะห่างเท่ากันจากขอบหน้าตัด ดังแสดงในรูปด้านล่าง

เราสังเกตได้ว่าการไหลของความเค้นเฉือนในหน้าตัดวงกลมทึบไม่เป็นไปตามรูปทรงของเหล็กปลอก ทำให้ประสิทธิภาพของเหล็กเสริมรับแรงเฉือนลดลง ผลกระทบนี้ถูกนำมาพิจารณาโดยตัวประกอบลดค่า χ, ซึ่งมีผลต่อความต้านทานแรงเฉือน V_Rd,s.

ใน IDEA StatiCa RCS ตัวประกอบลดค่าคำนวณตามสูตรต่อไปนี้

\[{χ}={{b}_{w}} / {{d}_{h}}\le 0.85\]

โดยที่ b_w คือความกว้างรับแรงเฉือน และ d_h คือเส้นผ่านศูนย์กลางของเหล็กปลอกวงกลม

ความกว้างรับแรงเฉือน b_w คำนวณได้หลายวิธี

1. วิธีที่ 1

ความกว้างรับแรงเฉือน b_w คำนวณเป็นความกว้างน้อยที่สุดระหว่างแนวรับแรงดึงและแนวรับแรงอัด ในกรณีที่เกิดรอยแตกร้าวจากการดัดใน ULS ดังแสดงในตัวอย่างสองกรณีของหน้าตัดวงกลมในรูปต่อไปนี้

2. วิธีที่ 2

หากละเว้นสถานะที่ไม่มีรอยแตกร้าวจากการดัด - ดูรูป:

และหากไม่มีแนวรับแรงดึงหรือแนวรับแรงอัดในหน้าตัด (หน้าตัดทั้งหมดอยู่ภายใต้แรงอัดหรือแรงดึง) b_w คือความกว้างของหน้าตัดที่ระยะ d จากขอบของหน้าตัด โดยที่ d คือความลึกประสิทธิผล และคำนวณเป็น d=0.9*h สำหรับหน้าตัดที่ไม่มีแนวรับแรงดึงหรือแนวรับแรงอัด (รับแรงอัดหรือแรงดึงเต็มหน้าตัด)

3. วิธีที่ 3

หากพิจารณาสถานะที่ไม่มีรอยแตกร้าวจากการดัด (ตาม EN 1992-1-1 6.2.2(2)) และหน้าตัดไม่ได้รับผลกระทบจากรอยแตกร้าวจากการดัดใน ULS ค่า b_w จะคำนวณที่ระดับของความเค้นหลักดึงสูงสุด

4. วิธีที่ 4

หน้าตัดที่ได้รับผลกระทบจากรอยแตกร้าวจากการดัด แต่มีเพียงแนวรับแรงอัดหรือแนวรับแรงดึงเท่านั้น - พื้นที่ที่โปรแกรมค้นหาค่าน้อยที่สุดของ b_w จะถูกจำกัดด้านหนึ่งโดยจุดศูนย์ถ่วงของ Concrete ที่รับแรงอัด (หรือจุดศูนย์ถ่วงของเหล็กเสริมที่รับแรงดึง) และอีกด้านหนึ่งของพื้นที่กำหนดโดยเหล็กเสริมรับแรงเฉือน