Konstruktor budowlany

Studenciaczek

Hej

moim celem jest wyznaczenie minimalnego zbrojenia na zarysowanie od skurczu młodego betonu. Zbrojenie to chce wyznaczyć obciążając płytę lub ścianę równomiernym spadkiem temperatury.

1) Czy znacie jakieś artykułu/lekturę gdzie znajdę przykłady ? Knauffa znam Smile

2) Czy dobrze myślę, że wartość spadku temperatury to temperatura otoczenia odjąć średnia temperatura elementu podczas wiązania mieszanki betonowej (średnia wyznaczona z temperatury wewnątrz i na zewnątrz elementu)?

stanislove

Jak zadasz zmianę temperatury to element się po prostu zwęży lub rozszerzy i nie powstaną w nim żadne siły, o ile odpowiednio nie zdefiniujesz więzów. A skoro mowa o wczesnym skurczu, to mowa np. o gołej płycie fundamentowej bez ścian, albo ścianie bez stropu na niej etc. Gdzie definicja więzów jest trudna, albo niemożliwa.

W przypadku płyt fundamentowych jest jednostronne tarcie podłoża, które ogranicza swobodę skurczu i powoduje rozciąganie przy skurczu, jak to zamodelować na płaskiej płycie w MES, gdzie z definicji wszystko przykładane jest do osi - trudno mi powiedzieć, chyba tylko za pomocą powierzchniowo przykładanych momentów wynikających z sił tarcia.

Odnośnie ściany możesz kombinować, jak chcesz, tak jak piszesz, tzn. obciążyć element temperaturą, bo wtedy więzy są w miarę jednoznaczne, choć przyjęcie nieskończonej sztywności na styku z płytą wydaje się być wątpliwe.

Jeżeli chodzi o symulowanie skurczu poprzez spadek temperatury to oczywiście nie myślisz dobrze. W takich sytuacjach warto zastanowić się na skrajnym przypadkiem, gdy temperatura otoczenia będzie w czasie wiązania mieszkanki większa niż temperatura betonu, to co? Skurcz doprowadzi do zwiększenia objętości? Oczywiście nie. Należy przyjąć taką różnicę temperatur, która odpowiada odkształceniu będącemu efektem skurczu.

Celem nie jest obciążenie konstrukcji temperaturą, tylko odkształceniem, które osiągasz za pomocą przyłożenia różnicy temperatur, która symbolizuje i odpowiada odkształceniu skurczowemu. Ta różnica temperatur jest do prostego wyliczenia, o ile znasz odkształcenie skurczowe w oraz współczynnik sprężystości betonu w danym momencie czasu.

Jeżeli chodzi o projektowanie konstrukcji z uwagi na rysy to polecam tą pozycję:
[link widoczny dla zalogowanych]

Temat rozwiązany do ostatniego szczegółu, włącznie z przykładami obliczeń, rysunkami, zaleceniami wykonawczymi etc.

Przy obliczeniach pozostałbym przy rozwiązaniach analitycznych i nie szedł w analizę numeryczną.

Wzorki do przejścia ze skurczu na temperaturę znajdziesz tutaj:
[link widoczny dla zalogowanych]
strona 30

Studenciaczek

Bardzo dziękuje za konkretną odpowiedź Smile

Chyba czas nauczyć się języka niemieckiego Wink

W kwestii płyty fundamentowej sprawa dla mnie jest dość jasna. To zagadnienie nie stanowi dla mnie żadnego problemu.
Szukam "oszczędności" w przypadku ścian z brakiem swobody odkształceń (jak np. na masywnej płycie fundamentowej). Niestety wydaje mi się, że obciążanie układu temperaturą to droga nie w tym kierunku, w którym chciałbym zmierzać.

W zasadzie podobna kwestia jest w przypadku płyt stopowych, gdy mamy brak swobody odkształceń "lokalnie". Szukam metody do szybkiej weryfikacji obszarów, gdzie pojawią się naprężenia rozciągające

Studenciaczek

Trochę namieszałem sobie w głowię i potrzebuję uporządkowania wiedzy lub stwierdzenia, że mi jej brakuje Wink

Analizuję ścianę opartą na płycie fundamentowej. Wyznaczam różnicę odkształceń płyty i ściany, modeluje, obciążam temperaturą - dostaję wartość naprężeń wymuszonych.

Czy jest wgl sens analizowania skurczu innego niż wczesny ? Jeżeli po np. 200 dniach uzyskuje największą różnicę odkształceń, ale naprężenia wymuszone<kfctm to do zarysowania nie dojdzie i zbędne jest dodatkowe zbrojenie z tego tytułu ? Oczywiście inna para kaloszy, gdy naprężenia wymuszone są większe od wytrzymałości betonu na rozciąganie.
Nie wchodzę w zagadnienia elementów sąsiednich, które ten brak swobody odkształceń powodują (tam pojawia się dodatkowa siła).

W przypadku wczesnej fazy wyznaczam, podobnie jak wyżej, naprężenia wymuszone i do nich dodaję naprężenia własne. W przypadku, gdy ich suma większa jest od 0,5fctm (załóżmy, że taką wartość możemy stosować) to do dalszych obliczeń bierzemy 0,5fctm ponieważ wyższa wartość powoduje redukcję sztywności elementu (taka wymuszona, gęsta dylatacja).

stanislove

Poza jakimiś wysoce odpowiedzialnymi konstrukcjami, bardzo wrażliwymi na odkształcenie, skurczu nie analizuje się w ogóle w sposób numeryczny.

Licząc zbrojenie przeciwskurczowe podstawowym podejściem jest zaniedbanie odkształceń sąsiednich elementów i przyjęcie nieskończenie sztywnych więzów. Tak więc dla ściany liczysz zbrojenie zgodnie z wzorem 7.1 normy. Przyjmujesz rozciąganie osiowe, podstawiasz i masz wartość potrzebnego zbrojenia. Jednym "spornym" punktem przy tych obliczeniach jest zwykle ustalenie wartości fct,eff. Dla wczesnego skurczu zwykło się przyjmować 0,5 fctm.

Nie do końca rozumiem co chcesz udowodnić robiąc modele numeryczne, które bez jakichś kalibracji, albo modelowania zgodnie z jakimś algorytmem opartym na badaniach, są po prostu magią i liczeniem modeli (nie konstrukcji), które z rzeczywistością mogą mieć przez przypadek coś wspólnego, ale nie muszą. Szkoda czasu, niczego nie udowodnisz, niczego lepiej nie policzysz, żadnej stali nie oszczędzisz.

Tu masz skrypt do obliczeń:
[link widoczny dla zalogowanych]
Wrzuć sobie w jakiegoś geminiego albo innego czata gepete i Ci przetłumaczy. To jest najprostsze i stosowane w praktyce podejście.
(albo poszukaj artykułu Flagi na ten temat, albo po prostu weź wzór 7.1)

Studenciaczek

Swoją analizę numeryczną ściany opieram na tym, co prezentuje w swoich książkach P. Knauff.
Wyznaczając różnicę odkształceń skurczowych między płytą, a stojącą na niej ścianą, uwzględniając moduł sprężystości betonu właściwy dla analizowanego czasu uzyskuje zbrojenie rzędu fi10 co 15 cm.
Korzystając ze wzorów analitycznych wymagane zbrojenie to już fi10 co 10cm. Stąd ta "walka" bo w tym przypadku widzę możliwości redukcji stali, przy czym - co jest oczywiste - chce mieć pewność swojego toku rozumowania.

W płytach fundamentowych wgl nie bawię się w analizę numeryczną i korzystam z podejścia analitycznego.

W płytach stropowych też przyda się analiza numeryczna, która przedstawi, w których miejscach mamy ograniczoną swobodę odkształceń i pojawiają się naprężenia wymuszone. Oczywiście w uproszczeniu można założyć, że na całej powierzchni pojawiają się naprężenia 0,5fctm (czy tam fctm, jak kto woli) i weryfikując naprężenia w stropie od cw sprawdzić, gdzie trzeba coś dozbroić.

Dziękuję za link. Na pewno będę analizował materiał tam zawarty.

stanislove

Nie wiem co masz za przypadek, ale z prostych wzorków analitycznych dla ściany do 30cm grubości z betonu C25/30 i przyjmując wczesny skurcz (fcteff=0,5fctm) dla rysy 0,2mm wychodzi rozstaw #10-25 (na stronę). A przy wymuszeniu po osiągnięciu pełnej nośności (fcteff=fctm) #10-17,5 (na stronę). Policzone w arkuszu w około 12 sekund.

zarnowka

Polecam książkę Knauffa: Przykłady obliczania konstrukcji żelbetowych. Zarysowanie. Zeszyt 3.

Do książki załączono 4 arkusze excel oraz przykłady obliczeń.
W książce jest sporo odniesień do niemieckich wytycznych.

Studenciaczek

Na Knauffie głównie opieram swoje analizy. U niego zbrojenie dla ściany 20cm wychodzi już bardzo solidne (fi8co10cm).

Ściana 30 cm, beton C30/37, maksymalna dopuszczalna rysa 0,3mm. Wychodzi mi fi10 co 15.

Na podstawie wartości uzyskanych przez Ciebie można stwierdzić, że "Twoje wzorki" są bardziej ekonomiczne (najprawdopodobniej). Muszę zapoznać się z linkami, które zaproponowałeś.

sadsafsaf

stanislove

I nie powinno być dwa razy więcej, bo to nie jest liniowa zależność. Przyrost odkształcenia skurczowego i przyrost sztywności (współczynnika sprężystości) nie są skorelowane liniowo. Generalnie ilość zbrojenia powinna być wyznaczana dla czasu tcrit, w którym zależność ta jest najbardziej niekorzystna (co zwykle wypada w przedziale 3-5 dni dla skurczu wczesnego). Wzory, metody i założenia do obliczeń, które stosuję są w pozycji, którą podałem powyżej (https://www.baufachkatalog.de/weisse-wannen-einfach-und-sicher.html).

Przy obliczeniach należy uwzględnić: rozstaw dylatacji (o ile są), temperaturę w czasie betonowania, rodzaj zastosowanego kruszywa, szybkość wiązania betonu, układ naprężeń, warstwy izolacyjne (opóźniające schnięcie) etc.

W zależności od założeń i technologii można udowodnić, że zbrojenie jest obliczeniowo niepotrzebne i stosowane wyłącznie konstrukcyjnie zgodnie z EC2, a można udowodnić że dla ściany 24cm z betonu C30/37 i rysy 0,2mm potrzeba ponad 13cm²/m na jedną stronę. Wszystko kwestia założeń.

W sumie od tego by należało zacząć dyskusję - jak się powinno ściany z uwagi na rysy wykonywać i czy lanie na raz ściany 40m ma sens ekonomiczny, szczególnie w przypadku białej wanny.

Wszystkie te obliczenia mające za zadanie oszczędzić stal tracą sens, gdy mamy skurczu późny (np. pogięta ściana, z uskokami, albo ściana lana w ścianki szczelne bez możliwości późniejszych odkształceń etc.), gdzie swobodne odkształcenie jest w ogóle nie możliwe i wtedy szybko dojdziemy do wartości zbrojenia przekraczających 13-14cm²/m na powierzchnię ściany.

Raczej nie jest to temat, który tu jednoznacznie rozstrzygniemy.