Wyliczanie powierzchni krytycznej i obwodu krytycznego
Kształt powierzchni krytycznej zależny jest od geometrii podpory lub jej głowicy, kąta nachylenia powierzchni ścinanej oraz położenia względem krawędzi i naroży płyty. Kształt i rozmiary powierzchni krytycznej są ściśle określone w normie, ale dla każdej normy obliczenia polegają na wyznaczeniu powierzchni, na której oddziałuje siła przebijająca (w obliczeniu tej strefy są uwzględniane krawędzie płyty oraz otworów). W tabeli wyświetlana jest długość obwodu krytycznego u. Wpływ otworów na długość obwodu krytycznego został w programie uwzględniony.
A = u * d
gdzie:
A — powierzchnia krytyczna
u — długość obwodu krytycznego
d — wysokość użyteczna przekroju płyty.
Wyliczenie granicznych sił przebijających lub naprężeń granicznych
Na tym etapie obliczeń są wyznaczane maksymalne dopuszczone przez normę wartości siły przebijającej lub naprężeń maksymalnych, które może przenieść przekrój betonowy. Siła graniczna (maksymalna) jest iloczynem powierzchni krytycznej i naprężeń dopuszczonych przez normę.
Qadm = τ * A
gdzie:
Qadm — dopuszczalna siła przebijająca
τ — dopuszczalne naprężenie
A — powierzchnia krytyczna.
Wyliczenie sił przebijających lub naprężeń wynikających z oddziaływań zewnętrznych
Każda z norm określa, w jaki sposób siła lub naprężenia wynikające z oddziaływań zewnętrznych powinny zostać odebrane na powierzchni przebicia. W najprostszym przypadku obliczenia sprowadzają się do przemnożenia siły przebijającej przez odpowiedni współczynnik, w najbardziej skomplikowanych wymagane są obliczenia naprężeń z uwzględnieniem działających momentów. W tabeli wyświetlana jest wartość obliczeniowej siły wymiarującej Q, otrzymanej z poniższego wzoru.
Q = τ * A
τ = V / A
τ = V * b / u (dla normy EC2)
(dla normy ACI)
gdzie:
Q — obliczeniowa siła wymiarująca
τ — naprężenie na powierzchni krytycznej
V — maksymalna siła przebijająca
β — parametr określa położenie obwodu krytycznego względem krawędzi płyty (dla EC2)
Mx, My, V — momenty zginające i siła w środku ciężkości powierzchni krytycznej
Jx, Jy — momenty bezwładności powierzchni krytycznej względem osi przechodzących przez jej środek ciężkości
γ x , γ y, c x , c y — parametry w zależności od geometrii powierzchni krytycznej [ACI 318 11.12.2.2].
Sprawdzenie warunku nośności
Polega to na porównaniu naprężeń lub sił oddziaływań zewnętrznych z wartościami granicznymi. Możliwe są trzy stany:
- Jeżeli naprężenia wyliczone są mniejsze od dopuszczalnych dla przekroju betonowego, zbrojenie nie jest wymagane
- Jeżeli naprężenia są większe od dopuszczalnych dla przekroju betonowego, a jednocześnie mniejsze od dopuszczalnych, to zbrojenie jest wymagane
- jeżeli naprężenia są większe od dopuszczalnych, to oznacza to, że przekrój płyty jest za mały.
W przypadku gdy zbrojenie nie jest wymagane lub gdy przekrój płyty jest za mały, wyniki prezentowane są w postaci maksymalnej siły przebijającej (w przypadku obliczeń opartych na naprężeniach siła jest wyliczana z naprężeń przemnożonych przez powierzchnię przebicia) i stosunku siły dopuszczalnej do sprowadzonej siły działającej. Gdy wymagane jest zbrojenie, to w programie wykonywane są obliczenia wymaganego zbrojenia.
Obliczenie wymaganego zbrojenia
Jeżeli naprężenia są większe od dopuszczalnych dla przekroju betonowego, a jednocześnie mniejsze od dopuszczalnych, to wymagane jest obliczane zbrojenie na przebicie. Obliczenia są prowadzone zgodnie z wytycznymi norm dla zbrojenia prętami. W programie prezentowane są: wymagana powierzchnia zbrojenia oraz zasięg strefy, w której wymagane jest zbrojenie. Wartości te są prezentowane w tabeli na karcie Przebicie, dodatkowo jest prezentowana wartość siły przebijającej (w przypadku obliczeń opartych na naprężeniach siła jest wyliczana z naprężeń przemnożonych przez powierzchnię przebicia) i stosunek nośności z uwzględnieniem zbrojenia do sprowadzonej siły działającej. Zakres strefy zbrojenia dodatkowo jest prezentowany na rysunkach; w tabeli prezentowane są następujące parametry:
L1, L2 — zasięg zbrojenia od środka słupa w dwóch kierunkach prostopadłych
u — długość obwodu strefy zbrojenia wg zaleceń normowych
A — całkowita powierzchnia zbrojenia, jaką trzeba rozmieścić równomiernie wokół słupa w strefie zbrojenia określonej przez wysięg L1 i L2
n x ϕ — liczba i średnica prętów wyliczona na podstawie całkowitej powierzchni i ustawień w opcjach na przebicie.