Як оцінити, чи можна вважати опорну пластину "близькою до жорсткої" згідно інженерної оцінки

У реальному житті жоден елемент не є повністю жорстким - якщо ви навантажите його достатньо сильно, опорна плита деформується.

Опорні пластини «близькі до жорстких» поводяться так само, як і жорсткі опорні пластини, але потрібно розуміюти їх реальну поведінку.

Якщо поведінка дуже схожа, згідно інженерної оцінки, можна застосувати вказівки, щодо проектування анкера, нижче.

Рис. 1 Визначення «близьких до жорстких» опорних плит

Інженерна оцінка для визначення «наближеної до жорсткої» поведінки опорних плит

Хоч раніше перевірка фактичної жорсткості базової плити не проводилася, тепер це виконується в кінці процесу розрахунку (зображення нижче: вікно порівняння жорстких і гнучких плит). Анкерні навантаження, розраховані згідно з теорією пружності, порівнюються з анкерними навантаженнями з урахуванням умов рівноваги та сумісності на основі реалістичних припущень про поведінку навантаження-переміщення та кривих напруження-деформації окремих компонентів, а також, припускаючи жорстку опорну пластину. Шляхом порівняння анкерних навантажень обох методів можна визначити розрив між теорією (жорстка опорна плита) і практикою в програмному забезпеченні.

Рис. 2 Вікно порівняння жорсткого та гнучкого підходу до розрахунку

Збільшення анкерних зусиль, пов’язаних з гнучкою опорною плитою, показує експериментально визначені середні навантаження на руйнування анкерних груп (N(u,test)), пов’язані з розрахунковим навантаженням на руйнування з урахуванням теорії пружності (N(u,Етеорія)) як функція найвищого навантаженого анкера групи на основі нелінійних припущень, пов’язаних із розрахунковим значенням найбільш навантаженого анкера, визначеного на основі теорії пружності. Ці випробування розглядають анкерні групи з чотирма та дев’ятьма анкерами при одновісному та двовісному вигині в бетоні без тріщин. У випробуваннях використовувалися попердньо залиті анкери та анкери з пост-установкою. Зображення нижче було вибрано для того, щоб оцінити, якою мірою відхилення найбільш навантаженого анкера групи від розрахунку згідно з теорією пружності впливає на загальну несучу здатність групи. Виходячи з наявних значень випробувань, з відхиленням навантажень найбільш навантаженого анкера групи прибл. 10% - 15% – між жорсткими та реалістичними припущеннями опорної плити – середнє навантаження на руйнування групового кріплення відповідає середньому навантаженню на руйнування групи, розраховане згідно з теорією пружності. Це означає, що у випадку прибл. 10% - 15% відхилення в анкерних навантаженнях між жорсткою пластиною та гнучкою пластиною, ніякого негативного впливу на несучу здатність під час випробувань не спостерігалося.

Порівняння жорсткої та реалістичної опорної плити в поєднанні з наведеними вище дослідженнями повинно допомогти інженеру-проектувальнику зробити оцінку існуючої товщини опорної плити, яка не суперечить застосованим рекомендаціям. Якщо Ви маєте власні інженерні міркування, щоб вийти за межі 10% значення запропонованого тут, будь ласка, застосуйте їх в своїх проектах. Дивлячись на впливові параметри нежорстких опорних плит, наступні параметри важливі для визначення того, чи можна вважати опорну плиту «наближеною до жорсткої».

Рис. 3 Збільшення сил кріплення, пов’язане з розподілом гнучкої опорної плити

Анкерні навантаження

Наступні три ефекти призведуть до збільшення навантаження на анкер:

Рис. 4 1. Зменшення внутрішнього плеча дії сил 2. Наслідки вигину 3. Різний розподіл навантаження в анкерних групах

Якщо навантаження на анкери подібні до результатів розрахунку жорсткої опорної плити, можна припустити, що плита поводиться дуже подібно до жорсткої плити – у цьому випадку плиту можна вважати «близькою до жорсткої». Література з цю тему, щоб мати можливість прийняти інженерну оцінку: Mallée/Burkhardt [1], Fichtner [2]. Результати анкерних зусиль жорсткої та нежорсткої опорної плити будуть прийняті інеженром, що проєктує, як експертна оцінка.

Напруження в бетоні

EN 1993-1-8 [3] визначає, як слід оцінювати напруження в бетоні на основі моделі T-stub, яка також релевантна для нежорстких опорних плит. Таким чином, достатньо перевірити напруження в бетоні, отримані від «близького до жорсткого» розрахунку методом скінченних елементів.

Деформація

Інженер та/або експерт вирішують, яка деформація в граничному стані придатності буде прийнятною.

Рекомендація Hilti для інженерної оцінки

Базуючись на наведеній вище інформації, інженер повинен вирішити, чи можна вважати опорну плиту «наближеною до жорсткої» в кожному конкретному випадку, щоб переконатися, що обсяг інструкцій щодо проектування анкерів принаймні відповідає інженерній оцінці. У зв’язку з тим, що немає загального правила для всіх випадків, Hilti не дає рекомендацій щодо допустимого відхилення від жорсткої опорної плити. Якщо ви хочете почати використовувати PROFIS Engineering і розпочати проектування відповідно до EC2, відвідайте нашу веб-сторінку, натиснувши тут.

Ви, також, можете попросити нас про підтримку: просто залиште коментар або опублікуйте своє запитання у спільноті або покращуйте свої знання та навички за допомогою наших вебінарів чи тренінгів.

Список літератури

[1] R. Mallée та F. Burkhardt, Befestigung von Ankerplatten mit Dübeln, Beton- und Stahlbetonbau 94, Heft 12, S. 502-511, Ernst & Sohn Verlag, 1999.

[2] S. Fichtner, Untersuchungen zum Tragverhalten von Gruppenbefestigungen unter Berücksichtigung der Ankerplattendicke und einer Mörtelschicht, Dissertation Universität Stuttgart, 2011.

[3] Технічний комітет CEN/TC 250, Єврокод 3: Проектування сталевих конструкцій - Частина 1-8: Проектування з'єднань, 2009.