VASBETON SZERKEZETEK

vasbeton

A felhasználási lehetőségeit tekintve, napjainkban a vasbeton az egyik leggyakrabban használt építőanyag. Az AxisVM szoftvert mérnökök ezrei használják épületek, hidak, stadionok, ipari létesítmények, mélyépítési szerkezetek tervezéséhez Európában és a világszerte egyaránt. A modulok széles választéka a vasbeton szerkezetek tervezésének minden szegmensét lefedi, legyen az alapozástervezés, falrendszerek, födémek, oszlopok, gerendák tervezése/ellenörzése, átszúródási ellenőrzés vagy akár utófeszített szerkezetek modellezése.

MODULOK

Az RC1 modul vasbeton felületek (tárcsa, lemez, héj) vasalásának tervezésére szolgál. A beállított vasalási irányok illeszkedhetnek a tartományok lokális koordinátarendszeréhez vagy ettől eltérő ferde vasalási irányok is megadhatók. A számított vasmennyiségek alapján a felületelemekhez hozzárendelhető a ténylegesen alkalmazott vasalás is mely figyelembevételével meghatározható a repedéstágasság, nyírási ellenállás valamint pontosabban határozhatjuk meg a vasbeton lemez- vagy héjszerkezet lehajlását is.

Követelmények / ajánlások

  • vasbeton lemezek és héjak lehajlásának nemlineáris számításához legalább NL2-es konfiguráció szükséges

SZABVÁNYOK

Eurocode 2

EN 1992-1-1

Svájci szabvány

SIA 262

Olasz szabvány

NTC

JELLEMZŐK

  • szükséges, alkalmazott vasmennyiség és vaskülönbözet grafikai ábrázolása
  • vasalási paraméterek és vaspozíciók rugalmas megadása
  • alkalmazott vasalás egész tartományra, vagy részlegesen akár összetett poligon alakban
  • szerkesztési szabályok ellenőrzése
  • szükséges vasmennyiség számítása megengedett repedéstágasság alapján

RÉSZLETEK

FERDEVASALÁS

A ferde vasalás jelenthet a tartomány/felület lokális rendszerével nem egybeeső ortogonális vasalást, illetve jelenthet olyan vasalást, amelynek vasalási irányai nem merőlegesek. A szükséges vasmennyiségek számítása során egy háromhéjú szendvicsmodellt alkalmaz a szoftver, az optimális vasmennyiség eléréséhez a rétegvastagságokat optimalizálva.

REPEDÉSTÁGASSÁG

Az alkalmazott vasalás hozzárendelése után a program kiszámítja a lemez-, tárcsa- és héjelemekben keletkező repedések tágasságát, megjeleníti a repedések szintfelületes térképét, a repedésképet felrajzolja a modellre és megadja a repedések irányszögét is. Szükséges vasmennyiség számítható az elemek alsó/felső felületén megengedett repedéstágasság alapján.

NEMLINEÁRIS LEHAJLÁS

A lineáris statikai számításnál a lemezek lehajlása a rugalmas elmélet szerint kapható meg. A valóságban a vasbeton lemezek nemlineáris módon viselkednek. Két ellentétes hatás érvényesül. Egyrészt az alkalmazott vasalás merevségnövelő hatása, másrészt a berepedés okozta merevségcsökkenés. Vasbeton felületek nemlineáris analízise a szerkezet deformációinak pontosabb számítására alkalmazható használati határállapotban, a keresztmetszet berepedésének figyelembevételével. A program a κx, κy és κxy görbületek és a középfelület εx, εy és εxy megnyúlásai alapján, a szerkezetet alkotó anyagok nemlineáris viselkedését figyelembe véve számítja az alakváltozásokkal kompatibilis igénybevételeket. Az igénybevételek integrálása numerikusan, ún. fiber modell segítségével történik.

ALKALMAZOTT VASALÁS 3D NÉZETBEN

Az alkalmazott vasalás különböző színek segítségével megjeleníthető a látványterven, segítve ezzel a megadott vasalás grafikus ellenőrzését.

Vasbeton oszlopok és gerendák vasalásának tervezésére, illetve ellenőrzésére a programban az RC2 modul ad lehetőséget.

A méretezés magába foglalja oszlopok esetén az ellenőrzést külpontos normálerőre a kihajlás figyelembevételével, illetve nyírási-csavarási ellenőrzést változó kengyelkiosztás mellett. Gerendák esetében lehetőség van szükséges vasalás meghatározására teherbírási- és használati határállapotban (szükséges vasmennyiség számítható az elem alsó/felső felületén megengedett repedéstágasság alapján), az alkalmazott hajlítási és nyírási vasalás teljeskörű ellenőrzésére, illetve a számításokról részletes dokumentáció generálására. A program támogatja a disszipatív szerkezetek földrengéssel szembeni méretezésekor előforduló kapacitástervezés lehetőségét mind oszlopok, mind gerendák esetében.

Követelmények / ajánlások

  • vasbeton bordák és rudak lehajlásának nemlineáris számításához legalább NL1-es konfiguráció szükséges
  • kapacitástervezéshez SE1 modul megléte szükséges

SZABVÁNYOK

Eurocode 2

EN 1992-1-1

Eurocode 4

EN 1994-1-1

Svájci szabvány

SIA 262

SIA 264

Olasz szabvány

NTC

JELLEMZŐK

  • nyomatékábra eltolása gerenda tervezésénél
  • öszvér oszlopok ellenőrzése
  • szerkesztési szabályok ellenőrzése
  • vasalási paraméterek és vaspozíciók rugalmas megadása
  • szükséges vasmennyiség számítása megengedett repedéstágasság alapján
  • kapacitástervezés lehetősége oszlop és gerenda esetén
  • összetett nyírási- és csavarási ellenőrzés oszlopra is
  • dokumentáció generálása

RÉSZLETEK

ALKALMAZOTT VASALÁS

Vasbeton oszlophoz és gerendához is rendelhető alkalmazott vasalás, változó kengyelkiosztással. Vasbeton gerenda esetében az alkalmazott vasalás figyelembevételével számítható a repedéstágasság, illetve közelítően a várható lehajlás lineáris eredményekből a kúszás és a berepedés figyelembevételével.

ÖSZVÉR OSZLOPOK ELLENŐRZÉSE

Eurocode és SIA szabványok esetén lehetőség van öszvér oszlopok ellenőrzésére külpontos húzásra, illetve nyomásra a kihajlás figyelembevételével. A vizsgálható szelvények körébe tartoznak a kibetonozott cső-, illetve téglalap zártszelvények merev acélbetéttel vagy anélkül, illetve merev acélbetéttel megerősített kör, illetve téglalap szelvények.

NEMLINEÁRIS LEHAJLÁS

Amennyiben a vasbeton oszlop vagy gerenda elem rendelkezik alkalmazott vasalással, akkor a valós deformációk minél pontosabb számítása céljából végezhető nemlineáris analízis, a berepedés figyelembevételével. A program ekkor az y és z lokális tengelyekhez tartozó görbületek és a középvonal megnyúlása alapján ún. fiber modell segítségével integrálja az alakváltozásokkal kompatibilis igénybevételeket.
Kúszás, illetve zsugorodás figyelembevétele a nemlineáris statikai analízis indításakor kérhető. A kúszás minden elem esetében azonosan a beton rugalmassági modulusának értékét befolyásolja. A zsugorodás hatásának számítása során a megadott zsugorodási alakváltozás alapján, továbbá a vasalás kialakításától függően számított zsugorodási görbület hozzáadódik a számított alakváltozásokhoz.

KAPACITÁSTERVEZÉS

Annak érdekében, hogy a rideg tönkremeneteli módok kizárhatók legyenek és az energiaelnyelés is biztosított legyen, disszipatív szerkezetek földrengéssel szembeni méretezésekor el kell végezni a disszipatív elemek kapacitástervezését. A programban mind gerendára, mind oszlopra elvégezhető a kapacitástervezés, a képlékeny csuklók paramétereinek, illetve a képlékeny csuklókra vonatkozó további szerkesztési szabályoknak a figyelembevételével.

Sok esetben a vasbeton lemezek közvetlenül kapcsolódnak az őket alátámasztó oszlopokhoz és falakhoz. Ilyen kapcsolatok környezetében, a lemezben kialakuló nyírási tönkremenetelt átszúródásnak nevezzük. Az RC3 modul segítségével lemezek átszúródással szembeni méretezése végezhető el oszlopok, falvégek és falsarkok környezetében. Az átszúródási erő számítható a lemezben ébredő nyíróerők integrálásával, a számítás figyelembe veszi a terhelt felület 6d környezetében elhelyezkedő nyílásokat, illetve alaplemezek esetében a talaj reakcióereje levonható az átszúródási erőből.

A modul segítséget nyújt a lemezek és héjak nyírási méretezéséhez is, melynek keretében a program meghatározza a nyírási vasalás nélküli vasbeton lemez/héj nyírási ellenállását, a szükséges fajlagos nyírási vasalást (asw), továbbá a lemez/héj egységnyi hosszú szakaszára hárítható maximális nyíróerőt a nyomott beton rácsrúd teherbírása alapján.

Követelmények / ajánlások

  • vasbeton lemezek vizsgálatához 2-es vagy 3-as jelű konfiguráció szükséges (pl. NL2S, L3P)

SZABVÁNYOK

Eurocode 2

EN 1992-1-1

Svájci szabvány

SIA 262

Olasz szabvány

NTC

JELLEMZŐK

  • széleskörű tervezési paraméterek
  • talajreakció figyelembevétele alaplemezeknél
  • vasalás számítása átszúródási vonalanként
  • átszúródási erő számítása integrálással
  • átszúródási erő külpontosságának számítása
  • részletes dokumentáció generálása

RÉSZLETEK

ÁTTÖRÉSEK ÉS NYÍLÁSOK

A kijelölt oszlop, falvég vagy falsarok 6d átmérőjű környezete által érintett tartományokat és azok nyílásait olvassa be a program. Az alkalmazott szabványok előírásai szerint a számítás figyelmen kívül hagyja az átszúródási kerület azon részét, mely a terhelt felület középpontjából a nyílás széleihez húzott érintők közé esik.

INTEGRÁLÁS

Az átszúródási erőt alapesetben a program a kapcsolódó oszlopokban ébredő normálerők különbségeként számítja, azonban az átszúródási paraméterek között választható opció a tartományokban ébredő nyíróerők integrálása is. Az nyíróerő integrálása révén speciális esetek is kezelhetővé válnak (PL. falhoz kapcsolódó oszlop, terhelt felülethez közeli koncentrált erők kezelése). Falvégek, illetve falsarkok esetében a program az átszúródási erőt mindig integrálással számítja.

RÉSZLETES DOKUMENTÁCIÓ

A méretezés részleteiről előállítható részletes tervezési számítás, amely egy kattintással a modell dokumentációjához fűzhető.

Az RC4 modul segítségével pontalapok és sávalapok tervezése, illetve ellenőrzése hajtható végre. A programban meghatározható téglalap (négyzet) vagy kör alapterületű lemez, lépcsős lemez, illetve kiékelt (csonkagúla, csonkakúp alakú) pontalapok, illetve lemez, lépcsős vagy kiékelt sávalapok szükséges alaprajzi mérete, hajlítási- és nyírási vasalása. A számítás kiterjed a talajtörés, az alaptest elcsúszásának, a teher külpontosságának, valamint az alaptest stabilitásának ellenőrzésére. A modul segítségével meghatározható az alaptest süllyedése az alap alatti talajszelvény rétegeinek megadásával.

Követelmények / ajánlások

  • nincs követelmény

SZABVÁNYOK

Eurocode 2

EN 1992-1-1

Eurocode 7

EN 1997-1

Svájci szabvány

SIA 262

SIA 267

Olasz szabvány

NTC

JELLEMZŐK

  • tetszőleges geometria
  • széleskörű tervezési paraméterek
  • talajban ébredő feszültségek és süllyedések számítása
  • részletes talajszelvény megadásának lehetősége
  • talaj adatbázis
  • dokumentáció generálása

RÉSZLETEK

TALAJSZELVÉNY

A paraméterek között megadható az alaptest alatti talaj rétegrendje és a visszatöltés anyaga. Definiálható a talajrétegek elhelyezkedése, típusa, sűrűsége, belső súrlódási szöge és kohéziója. A rétegrend összeállítását adatbázis segíti, melyből néhány kattintással kiválaszthatók az talajrétegek. Az összeállított rétegrend névvel elmenthető, illetve betölthető.

SÜLLYEDÉS SZÁMÍTÁSA

Egy adott mélységben várható süllyedést a megadott szint feletti rétegek összenyomódásainak összegzésével számítja a program. A számítás során végtelen féltérre levezetett összefüggések segítségével számítja a talajrétegekben keletkező többletfeszültségeket, illetve ezekből a feszültségekből a rétegek összenyomódását.

ÁBRÁZOLÁS

Az eredmények grafikus megjelenítése során a program bemutatja az alaptest geometriáját, a talajszelvényt, a talajban ébredő feszültségeket és az összegzett süllyedést. Az ábra néhány kattintással a modell dokumentációjába menthető.

RÉSZLETES DOKUMENTÁCIÓ

A méretezés részleteiről előállítható részletes tervezési számítás, amely egy kattintással a modell dokumentációjához fűzhető.

A vasbeton falakban, illetve falmagokban az együttes teherhordási és merevítő funkció révén általában összetett igénybevételek alakulnak ki. Ezen szerkezeti rendszerek jellemzően egyidejű normálerőnek, hajlításnak, nyírásnak és csavarásnak vannak kitéve. Az RC5 modul lehetőséget ad falszakaszok, önálló falak és falmagok vasalásának megadására és a vasalás ellenőrzésére összetett igénybevételekre. A falvasalás virtuális rúdhoz, illetve virtuális sávhoz rendelhető. Virtuális rudak használatával elsősorban több falból álló falmagok vizsgálhatók. Virtuális sávok segítségével pedig falszakaszok ellenőrzését tudjuk elvégezni, tekintettel a szintek közötti, gyenge tengelyre merőleges irányú stabilitásvesztés lehetőségére. A vasbeton falhoz szintek rendelhetők és akár szintenként eltérő vasalás is megadható.

Követelmények / ajánlások

  • vasbeton falak és falmagok vizsgálatához 2-es vagy 3-as jelű konfiguráció szükséges (pl. L2S, NL3P)

SZABVÁNYOK

Eurocode 2

EN 1992-1-1

Svájci szabvány

SIA 262

Olasz szabvány

NTC

JELLEMZŐK

  • összegzett kihasználtság számítása
  • vasbeton falak ellenőrzése nyírásra
  • szerkesztési szabályok ellenőrzése
  • vasalási paraméterek és vaspozíciók rugalmas megadása
  • falvasalás megjelenítése a látványterven

RÉSZLETEK

ALKALMAZOTT VASALÁS

Az alkalmazott falvasalás különböző színek segítségével megjeleníthető látványterven, melynek segítségével a definiált vasalás könnyen ellenőrizhető.

ÖSSZEGZETT KIHASZNÁLTSÁG

Összegzett kihasználtság számításakor virtuális rudakon és virtuális sávokon számolt kihasználtságokat összegzi a program. Ez azért szükséges, mert egy falmag külpontos nyomással szembeni kihasználtságának számítása során nem vesszük figyelembe annak lehetőségét, hogy a legjobban nyomott falszakasz stabilitásvesztése miatt a kérdéses fal csak egy redukált igénybevétel felvételére képes. Például egy vasbeton falmag esetében, a teljes falmaghoz hozzárendelhető egy virtuális rúd és vasalás, amelyre számítható egy kihasználtsági érték. Ezután definiálhatók virtuális sávok a vasbeton falmag különböző falszakaszaira és meghatározhatók a falszakaszok kihasználtságai, tekintettel a stabilitásvesztés lehetőségére. Amennyiben szükséges, a falmagra számolt kihasználtsági értékek többféle képpen is összegezhetők az egyes falszakaszokra számított eredményekkel.

Használati állapotban vagy feszített tartók esetében a betonban ébredő nyomófeszültségeket korlátozni kell, továbbá sok esetben szükség lehet a betonacél és a beton feszültségeinek/alakváltozásainak ismeretére (pl. fáradásvizsgálat). Az RC6 modullal vasbeton gerendák és oszlopok feszültséganalízise végezhető el megadott igénybevételekre (Nx-My-Mz) az alkalmazott vasalás, a beton berepedésének és az anyagok nemlineáris viselkedésének figyelembevételével.

Követelmények / ajánlások

  • RC2 modul megléte szükséges

SZABVÁNYOK

Eurocode 2

EN 1992-1-1

Svájci szabvány

SIA 262

Olasz szabvány

NTC

JELLEMZŐK

  • feszültséganalízis nemlineáris anyagtulajdonságok alkalmazásával
  • vizsgálat helyének rugalmas változtatásával az ellenőrzés a tartó hossza mentén bárhol gyorsan elvégezhető
  • számítás elvégzése teherkombinációból származó, burkoló, mértékadó vagy a felhasználó által megadott igénybevételekre
  • eredmények táblázatos és grafikus formában dokumentációba menthetők

RÉSZLETEK

INTEGRÁLÁS

A program az y és z lokális tengelyekhez tartozó görbületek és a középvonal megnyúlása alapján ún. fiber modell segítségével integrálja az alakváltozásokkal kompatibilis igénybevételeket. Az alkalmazott nemlineáris beton és betonacél anyagmodellek több jellemzője is változtatható a felhasználó által.

ITERÁCIÓ

A számítás célja megadott igénybevételekre meghatározni a görbületeket és megnyúlást. Annak következtében, hogy ez a feladat nem folytonos és nem lineáris, az igénybevételeknek megfelelő alakváltozások meghatározásához heurisztikus algoritmus használata szükséges.

A PS1 modul segítségével rúd- és bordaelemekbe, illetve tartományokba helyezhetők el feszítőkábelek, továbbá helyettesítő terhek automatikus meghatározásával figyelembe vehető a feszítés hatása a statikai számításban. Megadható összetett térbeli kábelgeometria, akár többlépcsős feszítési folyamat váltakozó feszítési irányokkal és feszítési erővel. A kábelfeszültségeket és a feszítési veszteségeket ezen bemenő paraméterek alapján számítja a program. A feszítőkábelek pozíciójáról tetszőleges sűrűséggel kitűzési táblázat készíthető.

Követelmények / ajánlások

  • vasbeton rúdszerkezetek vizsgálatához 1-es vagy 3-as jelű konfiguráció szükséges (L1S, NL3P)
  • vasbeton felületszerkezetek vizsgálatához 2-es vagy 3-as jelű konfiguráció szükséges (L2S, NL3P)

SZABVÁNYOK

Eurocode 2

EN 1992-1-1

JELLEMZŐK

  • 3D kábelgeometria
  • függőleges vagy ferde síkú kábelfezetés
  • összetett, többlépcsős feszítési sorrend irányokkal
  • részletes feszítési feszültség és veszteség eredmények a kábelek hossza mentén
  • kitűzési táblázat
  • részletes feszítési dokumentáció

RÉSZLETEK

FESZÍTÉSI FOLYAMAT

Amennyiben az elemen egynél több kábel került definiálásra, akkor azok eltérő időpontokban feszíthetők. Ennek következtében a korábban megfeszített kábelben veszteség keletkezik a későbbi feszítésekből. A modul segítségével lehetőség van többlépcsős feszítési folyamatból származó veszteségek számítására.

KOORDINÁTA-RENDSZEREKHEZ ILLESZKEDŐ KÁBELEK

Tartományok esetében, a kábelgeometria egyszerűbb megadása céljából, néhány kattintással egyszerűen definiálható a kábelek iránya, így könnyen illeszthetők egyes tartományok lokális koordináta rendszeréhez.

FESZÍTŐKÁBELEK A LÁTVÁNYTERVEN

A könnyű ellenőrizhetőség céljából mind rúd-, illetve bordaelemek, mind tartományok esetén a megadott feszítőkábelek megjeleníthetők a látványterven.