Obliczenia ścian żelbetonowych (zgodnie z normą amerykańską ACI 318)

Sposób wymiarowania ścian zależy od tego, czy ściana jest narażona na oddziaływania sejsmiczne, czy nie. Obliczenia przebiegają zgodnie z wytycznymi normy ACI 318 i są wykonywane w oparciu o następujące założenia:

• Ściana jest obciążona i pracuje wyłącznie w swojej płaszczyźnie.
• Ściana jest zaprojektowana na przenoszenie zarówno naprężeń ścinających od obciążeń poziomych, jak i naprężeń ściskających/rozciągających wynikających z obciążenia siłami pionowymi i momentem zginającym występującym w płaszczyźnie ściany.
• W obecnej wersji programu nie jest sprawdzane wyboczenie ściany w kierunku prostopadłym do jej płaszczyzny. Przyjęto założenie, że ściana pracuje w tym kierunku jako słup krępy.
• Przyjęto, że ściana jest obliczana na obciążenia przypadające w środku ciężkości przekroju podstawy ściany.

Szczegółowe zasady odnośnie poszczególnych kroków wymiarowania konstrukcji zgodnie z normą ACI 318 są następujące:

1. Ścinanie

   Obliczenia ścinania przeprowadzane są w oparciu o punkt 11.10 (ściany zwykłe) oraz 21.7.4 (ściany pod działaniem obciążeń sejsmicznych).

   Obliczone zbrojenie jest rozmieszczane w postaci równomiernie rozłożonych prętów poziomych oraz pionowych biegnących przez całą długość i wysokość ściany. Pręty poziome są zakotwione zgodnie z wymogami dla prętów rozciąganych (punkt 21.5.4).

2. Zginanie/ściskanie oraz strefy brzegowe

   Ściany pod działaniem zginania w płaszczyźnie ściany ze ściskaniem obliczane są zgodnie z wymaganiem punktu 14.4 (ściany zwykłe) lub 21.7.5 (ściany sejsmiczne) — analiza przeprowadzana jest według rozdziału 10 (przeprowadzana jest szczegółowa analiza dla interakcji ściskanie—zginanie).

   Założenia do obliczeń ściany poddawanej zginaniu ze ściskaniem są następujące:

   • Całość przekroju ściany jest uwzględniana w obliczeniach ściskania/zginania.
   • Zbrojenie na ścinanie nie jest uwzględniane w obliczeniach ściskania/zginania.
   • Całość obliczonego zbrojenia na ściskanie/zginanie umieszczana jest w elementach przykrawędziowych (brzegowych) ściany.

   W związku z ostatnim założeniem konieczne jest zawsze zdefiniowanie szerokości strefy brzegowej, nawet jeśli ściana nie posiada widocznych wzmocnień na krawędziach. W takim przypadku (gdy nie ma widocznych wzmocnień), szerokość elementu brzegowego jest interpretowana jako wymiar ukrytej strefy, w której umieszczone zostanie zbrojenie ściskane/zginane. Domyślnie, wartość ta przyjmuje szerokość równą 0.2 długości ściany.

   W przypadku zdefiniowania widocznych wzmocnień (wymiar elementu brzegowego w kierunku prostopadłym do płaszczyzny ściany jest większy od grubości ściany), przekrój jest analizowany jako dwuteowy (ew. teowy). Jeśli natomiast zdefiniowano ścianę prostokątną (bez widocznych wzmocnień), to przekrój interpretowany jest jako prostokątny, w którym odległość środka ciężkości zbrojenia od krawędzi jest równa połowie szerokości strefy przykrawędziowej.

   Zbrojenie takie jest w ścianach obciążonych sejsmicznie okadrowane zgodnie z zasadami dla stref brzegowych (punkt 21.7.6). Jeśli nie jest wymagane stosowanie specjalnego wymiarowania stref brzegowych, to pręty pionowe są okadrowane:

   • Jeśli nie występuje ściskanie — jak pręty podłużne w elementach zginanych, zgodnie z punktem 21.3.3.2.
   • Jeśli występuje ściskanie, zgodnie z zasadami dla prętów w elementach brzegowych (punkt 21.7.6), z tą różnicą, że zbrojenie poprzeczne rozmieszczone jest na odcinku rzeczywistego występowania zbrojenia podłużnego (a więc na odcinku o szerokości D, a nie na odcinku równym minimalnej szerokości strefy brzegowej według 21.7.6.4.a).

   W przypadku ścian nie poddanych obciążeniom sejsmicznym zbrojenie poprzeczne prętów pracujących na ściskanie/zginanie obliczane jest zgodnie z punktem 7.10.5.

3. Obliczenia ścian z otworami

Uwaga: W obecnej wersji programu otwory zdefiniowane przez użytkownika nie są uwzględniane w obliczeniach i wymiarowaniu ścian. Generowane jest jedynie zbrojenie konstrukcyjne otworu zgodnie z punktem 14.3.7 normy.

Uwaga: Moduł ścian żelbetowych nie obsługuje ściany słupowej według wymagań normowych ACI 318—11.