2010-03 Rezistența forței la forfecare a grinzilor cu podea subțire - dezvoltarea unei noi abordări de proiectare
Descriere: Universitatea din Stuttgart
Institutul pentru Construcții și Proiectare
Cuvinte cheie: DASt, raport de cercetare, construcții din oțel, cercetare
Citiți versiunea text
88 Capacitatea portantă a forței de forfecare a grinzilor cu podea subțire Tabelul 5-3: Valorile secțiunii transversale a HEB140 și a coardei inferioare HEB 140: h = 140mm coardă inferioară: h = 10mm b = 140mm b = 340mm ts = 7mm tg = 11mm Rezultat din ecuațiile (5.14) și (5.15) Poziția centrului de greutate și momentul de inerție geometric al secțiunii transversale totale devin: zs = 103,68mm și Iy = 2571,3cm4. Datorită numărului mare de puncte, valorile momentului static nu sunt afișate și sunt date doar valorile tensiunii de forfecare din diferitele puncte. Valorile au fost din nou determinate conform ecuației (5.17): τ = 0,0266 kN τ = 0,0315 kN cm cm τ = 0,0912 kN τ = 0,0232 kN cm cm τ = 0,1015 kN τ ß = 0,0279 kN cm cm τ = 0,1077 kN τ = 0,0161 kN cm cm τ = 0,1097 kN τ = 0,0118 kN cm cm τ = 0,1079 kN cm Deoarece testele au doar valori măsurate la punctul 4, Valorile din celelalte puncte pot fi determinate prin înmulțirea cu următorii factori de raport: τ = 0,0912 τ = 0,8314 τ (5,26) 0,1097 τ = 0,1015 τ = 0,9253 τ (5,27) 0,1097 τ = 0,1077 τ = 0,9818 τ (5,28) 0,1097 proiect DASt/AiF nr. 15639 N
Capacitatea portantă a forței de forfecare a grinzilor de podea subțire 89 τ = 0.1079 τ = 0.9836 τ (5.29) 0.1097 τ ß = 0.0279 τ = 0.2543 τ (5.30) 0.1097 rularea poate fi integrată. În plus față de solicitările de forfecare din bandă, trebuie luată în considerare și proporția cusăturii de sudură care leagă coarda inferioară cu HEB. Integrarea curbei de forfecare liniarizată (a se vedea figura de mai jos) se realizează prin adăugarea suprafețelor și astfel determinarea forței de forfecare în profilul de oțel. 11 30, 32 32,56 32,56 32,561 2 3 4 56 7 Figura 5-7: Curba de tensiune liniarizată Forța de tăiere prin integrarea curbei de tensiune liniarizată are ca rezultat: V = 32,56 + + 32,56 + + 32,56 + 2 2 2 + 30, 32 + (5,31) 2 +2 11 ß 4 = 0,9612 kN Deoarece cursul eforturilor de forfecare a fost calculat în funcție de o sarcină unitară de 1 kN, forța transversală din profil ar trebui să corespundă și acestei sarcini. Rezultă o eroare de:, = 0,0388 = 3,88% Această eroare rezultă din simplificarea curbei de forfecare prin liniarizare și omiterea razei fileului profilului HEB în ambele calcule manuale. Această eroare este neglijată în cursul următor. Proiect DASt/AiF Nr. 15639 N
Vconcrete/Vtotal în [%] 94 Forța de forfecare Capacitatea portantă a grinzilor de podea subțire Porțiunea de forfecare a centurii de beton pe R1 100 90 80 70 60 50 40 30 V-3 V3 20 Q-4Qlin4ks 10 Q4 dreapta 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Forța de presare principală/sarcină în [%] Figura 6-3: Porțiunea forței de forfecare a centurii de beton pe Ros 1 Comparând curbele diferitelor grinzi de pe rozeta 2 (a se vedea Figura 6-4), se observă, de asemenea, o scădere bruscă a curbelor la aproximativ 20-30% Efectul continuu al V3 generează valori mai mici de la 18% din sarcină (până la 5%) decât cu V1 cu suport central. În timp ce curba lui V4, cu înălțimea mai mică a centurii de beton, se află deasupra curbei lui V1, rulează până la 55% din sarcină. mai mult sub aceasta. Deci, de la 55% din sarcina pe grinda cu placa mai mică de beton, se transferă mai puțină forță din beton.Curba lui V5 arată o creștere sau scădere inexplicabilă la 60 și 85% din sarcină. Deşeuri. Cu excepția acestui și a gamei portante, curbele lui V5, cu un grad mai mare de armare decât V2, sunt apropiate una de cealaltă sau ușor deasupra.V6 cu gradul mai mic de armare transferă, de asemenea, o cantitate similară de forță prin centura de beton, dar cca. mai puțin, în domeniul sarcinii utile până la 5,5%. Proiect DASt/AiF Nr. 15639 N
Capacitatea portantă a forței de forfecare a grinzilor cu podea subțire 95V beton/Vtotal în [%] 100 Componenta forței de forfecare a benzii de beton pe R2 90 80 V1 V2 70 V3 V4 60 V5 V6 50 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 40 30 Forța de presare principală/capacitatea de încărcare în [%] 20 10 0 0 Figura 6-4: Componenta forței de forfecare a coardei de beton pe Ros 2 Așa cum s-a văzut deja cu rozeta 1, grinda Q4, cu gradul său inferior de diblare, transferă mai multă forță de forfecare în coarda de beton decât grinda V3. Scăderea bruscă a curbei Q4 dreapta aproximativ 30 și 35% din capacitatea de încărcare și evoluția bruscă a curbei nu pot fi explicate. Gradul mai mic de ancorare pe jumătatea dreaptă a grinzii asigură forțe mai mari în beton în acest punct decât în jumătatea stângă a grinzii. Porțiunea forței de forfecare a centurii de beton la R2 100 90 80 V Beton/Vtotal în [%] 70 60 50 40 30 V3 20 Q4 stânga 10 Q4 dreapta 0 80 90 100 0 10 20 30 40 50 60 70 Forța presei principale/capacitatea de încărcare în [%] Figura 6-5: Componenta forței de forfecare a centurii de beton pe proiectul Ros 2 DASt/AiF nr. 15639 N
Capacitatea portantă a forței de forfecare a grinzilor cu podea subțire 97 Componenta forței de forfecare a centurii de beton la betonul R3V/Vtotal în [%] 100 90 80 70 60 50 40 30 V3 20 Q4 stânga 10 Q4 dreapta 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Forța de presare principală/capacitatea de încărcare în [ %] Figura 6-7: Componenta forței de forfecare a coardei de beton pe rozeta 3 Pe rozeta 4, datorită eșecului complet al trei rozete sau direcții, numai grinda V2 poate fi comparată cu grinda V6. În ciuda gradului mai mic de întărire a V6, nu se observă aproape nicio diferență în cele două curbe (vezi Figura 6-8). În ambele curbe (cu excepția V4), o scădere puternică poate fi văzută din nou la 20-25% din sarcina utilă. Porțiunea de forfecare a centurii de beton la R4 100 90 80V Beton/Vtotal în [%] 70 60 50 40 30 V1 V2 20 V3 V4 10 V5 V6 0 80 90 100 0 10 20 30 40 50 60 70 Forța presei principale/capacitatea de încărcare în [%] Figura 6-8: Componenta forței de forfecare a centurii de beton pe proiectul Ros 4 DASt/AiF nr. 15639 N
Capacitatea portantă a forței de forfecare a grinzilor cu podea subțire 99 Componenta forței de forfecare a centurii de beton la R5 100 90 80V Beton/V Total în [%] 70 60 50 40 30 V1 V2 20 V3 V4 10 V5 V6 0 80 90 100 0 10 20 30 40 50 60 70 Forța/sarcina presei principale [%] Figura 6-10: Porțiunea forței de forfecare a coardei de beton pe Ros 5 Porțiunea de forță forfecare a coardei de beton pe R5 100 90 80V Beton/Vtotal în [%] 70 60 50 40 30 V3 Q4 stânga 20 Q4 dreapta 10 90 100 0 80 0 10 20 30 40 50 60 70 Forța/sarcina presei principale în [%] Figura 6-11: Porțiunea forței de forfecare a centurii de beton pe Ros 5 În rezumat, efectele variațiilor în grinzi sunt prezentate în următoarele tabele: Proiectul DASt/AiF nr. 15639 N
Capacitatea portantă a forței de forfecare a grinzilor cu podea subțire 133 = (7.16) unde: unghiul de rotație al plăcii deformate la marginea coloanei: =, raportul dintre înălțimea zonei de presiune și înălțimea utilizabilă statică (aici variabilă) diametrul coloanei nivel de armare geometrică înălțime statică utilizabilă înălțimea zonei de presiune: = modulul de elasticitate al oțelului de armare modul de elasticitate a razei de comparație a betonului: = 0,4 + 1,6 rază a celei mai abrupte carcase: = + + ≥ rază a celei mai plate carcase: = + 5 (-) rază până la care curge armătura: = brațul manetei interioare: = - valoarea caracteristică a Rezistența la tracțiune a oțelului de armare rezistența caracteristică la întindere a betonului: = 0,7 rezistența caracteristică la compresiune a betonului Pentru a determina sarcina de perforare, iterați peste kx până când tensiunea betonului σc și tensiunea de rupere a betonului σcu ating aceeași valoare. Acești doi parametri sunt determinați folosind următoarele formule: = cos (7.17) proiect DASt/AiF nr. 15639 N