Eurokod 2 Masterclass: Poznaj projektowanie konstrukcji żelbetowych z RFEM6!

Kurs otwiera przegląd zawartości: projektowanie konstrukcji żelbetowych według Eurokodu 2, teoria uzupełniona praktycznymi przykładami w RFEM 6, wymiarowanie prętów i powierzchni oraz obliczenia na przebicie. Lekcja wskazuje też bezpłatną 90-dniową wersję trial i bezpłatną licencję studencką.

Lekcja otwiera okno Edytuj model i dane podstawowe: typ modelu 3D, wyłączone bryły i aktywne rozszerzenie do projektowania konstrukcji betonowych, z załącznikiem krajowym Eurokod. Potem przechodzi generator kombinacji: przypadki obciążeń, oddziaływania i cztery sytuacje obliczeniowe, z których częsta zostaje wyłączona.

Lekcja ogranicza widok do dwóch belek i pokazuje materiały modelu: beton C25/30 i stal zbrojeniową, a trzeci, zbędny materiał zostaje usunięty. Potem otwiera podciąg, w którym szerokości efektywne liczy program z rozkładem liniowym, i edytuje zbiór prętów: otulinę betonową oraz zbrojenie na ścinanie i podłużne.

Powstaje nowa konfiguracja stanu granicznego nośności: siły do wymiarowania, redukcja sił wewnętrznych, reguły konstruowania zbrojenia i opcje wymaganego zbrojenia na ścinanie, z ostrzeżeniem przed trzecią z nich, bo prowadzi do bardzo wysokiego stopnia zbrojenia. Obliczany jest tylko zbiór prętów numer 1.

Lekcja czyta wyniki wymiarowania: zaprojektowane zbrojenie ma 9,42 centymetra kwadratowego, ale na początku, na końcu i w środku belki wymagane jest większe, co wynika z momentów zginających. Pokazuje też widok samej różnicy między zbrojeniem wymaganym a zaprojektowanym, osobno dla zbrojenia podłużnego i strzemion.

Zbrojenie podciągu zostaje przebudowane: otulina XC3 ze wszystkich stron, a zbrojenie na ścinanie dzieli się na pięć przedziałów, od 14 mm co 10 cm na końcach po 12 mm co 15 cm w strefach pośrednich. Zbrojenie podłużne staje się niesymetryczne, a dolny drugi rząd jest odsunięty o 50 mm i zakotwiony prosto na 40 cm.

Lekcja tworzy podpory obliczeniowe, bo program widzi podciąg jako jeden element o długości 13 metrów. Powstaje podpora krawędziowa i podpora wewnętrzna, obie betonowe i z połączeniem monolitycznym, przypisane do początku, końca i środka pręta. Po przypisaniu pręt ma dwa pola po 6,5 metra.

Lekcja czyta wyniki w tabeli sytuacji obliczeniowych, a dwukrotne kliknięcie wyniku otwiera okno z warunkami projektowymi, siłami wewnętrznymi i wzorami. W nawigatorze wyników sprawdza zbrojenie wymagane i zaprojektowane: podłużnego nie brakuje nigdzie, na krawędziach wymagane jest większe zbrojenie na ścinanie.

Konfiguracja dla powierzchni zaczyna się od przypisania powierzchni numer 15 do stanu granicznego nośności i usunięcia jej z konfiguracji użytkowalności. Lekcja przechodzi potem opcje: metodę obliczeń rozdzielającą siły tak, aby zbrojenie było minimalne, odjęcie sił z żeber oraz zbrojenie minimalne według rozdziału 9.

Lekcja edytuje powierzchnię: otulinę betonową, która wpływa na wysokość efektywną i ramię sił wewnętrznych, oraz kierunki zbrojenia. Każda obliczana powierzchnia musi mieć zbrojenie powierzchniowe, więc powstaje nowe z siatką Q424A przypisaną na górze i na dole, z konfiguracją tylko dla stanu granicznego nośności.

Lekcja ustawia zbrojenie minimalne jako zdefiniowane przez użytkownika, osobno dla obu warstw i kierunków, bo bez tego brakuje go tam, gdzie nie ma głównego kierunku rozciągania. Potem sprawdza osobliwości przy słupach: po zagęszczeniu siatki o promieniu 0,5 metra wartość rośnie z 37 na 52, a czerwony obszar maleje.

Powstaje dostosowanie wyników powierzchni: obiekt o zasięgu pół metra z każdej strony, umieszczony w węźle i skopiowany przeciąganiem z klawiszem Ctrl do pozostałych. Po ponownych obliczeniach wartość spada z około 52 do około 30 centymetrów kwadratowych, a w pozycji brakujące zbrojenie zostaje 2,5 na metr.

Dodatkowe zbrojenie dolnej warstwy powstaje jako wolne prostokątne pole na powierzchni numer 15, ograniczone dwoma węzłami po przekątnej. Średnica 10 mm co 15 cm dałaby 5,2 centymetra kwadratowego na metr przy potrzebnych 2,5, więc zostaje 8 mm i 3,4, a automatyczny rozstaw liczy potem 20 i 24 cm.

Lekcja porządkuje widok, ukrywa siatkę i obiekty pomocnicze, a wartości wyników pokazuje w punktach rastra. Potem powstaje raport z obliczeń zawierający tylko wyniki konstrukcji betonowych, do którego trafiają rysunki jako wypełnienie okna, ze skalą kolorów poza rysunkiem. Na koniec lekcja eksportuje raport do PDF.

Obliczenia na przebicie włącza się w edycji wybranych węzłów przy słupach, po czym w konfiguracji pojawia się zakładka przebicia. Lekcja porównuje metody obciążenia przebijającego, czyli siłę pojedynczą, uśrednioną i nieuśrednioną, i wybiera współczynnik beta metodą współczynników stałych.

Lekcja czyta stopnie wykorzystania w węzłach: dla węzła 51 na końcu ściany otwiera wzory, w których średnia siła tnąca na metr mnożona przez długość podstawowego obwodu kontrolnego daje siłę miarodajną. Na słupie 63 pokazuje współczynnik beta 1,1, a skrajny obwód kontrolny wyznacza obszar do wzmocnienia.

Zbrojenie na przebicie powstaje jako wolne prostokątne pole 2 na 2 metry wokół węzła, z prętami 14 mm co 10 cm tylko na górnej stronie, skopiowane z klawiszem Ctrl do pięciu obszarów. Po przeliczeniu każdy węzeł ma dwa stopnie wykorzystania: gdy drugi jest mniejszy od 1,0, zbrojenie na ścinanie nie jest wymagane.

Lekcja pokazuje właściwości betonu zależne od czasu, czyli pełzanie i skurcz, które można ustawić w materiale albo dla konkretnej grubości, gdzie mają pierwszeństwo. Potem aktywuje pręty reprezentatywne: program grupuje pręty o tych samych właściwościach, a lekcja nazywa grupy słupami parteru i pierwszego piętra.

Dla prętów reprezentatywnych powstają długości efektywne betonu: wyboczenie względem osi Y i Z, konstrukcja stężona w obu kierunkach, a współczynnik wyboczenia dla pręta przegubowego wynosi 1,0. Słupy parteru dostają strzemiona co 15 cm i zbrojenie równomierne na obwodzie, a pierwsze piętro 4 pręty zamiast 8.

Lekcja porównuje dwie metody wyboru obiektów: przy osobnych prętach każdy słup ma własne wyniki, a przy pręcie reprezentatywnym program pokazuje wszędzie maksimum, czyli słup w najgorszym przypadku. W szczegółach warunku widać siły wewnętrzne według teorii drugiego rzędu i momenty zginające w obu osiach.

Konfiguracja stanu granicznego użytkowalności dostaje powierzchnię numer 15, a lekcja przechodzi jej opcje: analizę zarysowania z obliczaniem szerokości rys albo według tablic, z granicami od 0,2 do 0,4 mm. Omawia też nośność betonu między rysami, bez której element jest albo niezarysowany, albo w pełni zarysowany.

W zakładce ugięcia lekcja ustawia typ powierzchni i odniesienie przemieszczenia na powierzchnię równoległą, a długość odniesienia mierzy między dwoma węzłami przy słupach. Wartość graniczna dotyczy tylko sprawdzenia warunku, a po przeliczeniu kombinacje quasi-stałe liczą się ponownie w stanie zarysowanym.

Lekcja czyta wyniki stanu granicznego użytkowalności: ugięcia w wartościach ekstremalnych i stopnie wykorzystania powierzchni ze wzorami na współczynnik Zeta. Brakujące zbrojenie górnej warstwy kopiuje z drugiego modelu przez Edytuj, Kopiuj i Wklej, a na koniec wyłącza automatyczne usuwanie wyników po edycji.