We wcześniejszych punktach niniejszej pracy opisano sposób modelowania zginanych elementów zespolonych stalowo-betonowych przy wykorzystaniu metody elementów skończonych i programu ABAQUS/Standard, kładąc szczególny nacisk na zjawiska zachodzące w rozciąganej płycie żelbetowej w bezpośrednim sąsiedztwie podatnego węzła. Płyta zamodelowana została jako żebrowy strop zespolony, w którym część betonowa współpracuje z blachą fałdową, stanowiącą jednocześnie zbrojenie dolne stropu. W modelu numerycznym uwzględniono sprężystą degradację betonu zarówno w strefie ściskanej jak i rozciąganej, co pozwoliło na wizualizację miejsc powstawania rys w płycie betonowej i uwzględnienie zjawiska „tension stiffening”. Rozważania teoretyczne porównano z badaniami doświadczalnymi (szerzej opisanymi w innym rozdziale niniejszej monografii). Dla elementów o średnim i najwyższym stopniu zbrojenia uzyskano bardzo dobrą zgodność charakterystyk M-Φ węzłów zespolonych obliczonych za pomocą MES z charakterystykami uzyskanymi drogą doświadczalną W przypadku płyty o najniższym stopniu zbrojenia, znacznie mniejszym od minimalnego, zgodność ta nie była zadowalająca. Podczas wykonywania badań doświadczalnych tych elementów zauważono, że już przy niewielkich obciążeniach węzła pojawiały się rysy o znacznej szerokości, przebiegające przez całą grubość płyty a otrzymywane wyniki charakteryzowały się dużą nieregularnością. Może to wynikać z faktu, iż po przekroczeniu wytrzymałości betonu na rozciąganie, powstające rysy osiągały dużą szerokość w sposób nagły, co z kolei powodowało skokową degradację sztywności płyty w miarę zwiększania obciążenia. Powstawanie rys nie było symetryczne względem osi słupa, w związku z tym zaobserwowano, znacznie większe niż w przypadku płyt o większym stopniu zbrojenia, różnice w kącie obrotu lewej i prawej części węzła. Mniejsza, niż w pozostałych elementach, ciągliwość stali zbrojeniowej spowodowała dużo wcześniejsze zerwanie się zbrojenia. Wszystkie te czynniki razem mogły spowodować nie tak dobrą, jak w przypadku innych elementów, zgodność charakterystyk M-Φ obliczonych za pomocą MES z badaniami doświadczalnymi dla węzłów z płytą betonową z najmniejszym stopniem zbrojenia. W pracy przedstawiono również porównanie widoku rozkładu parametru zniszczenia betonu w strefie rozciąganej dt w płycie betonowej z rzeczywistym rozstawem rys zaobserwowanym podczas badań doświadczalnych, uzyskując zadowalającą zgodność wyników dla wszystkich analizowanych elementów. Stwierdzono również, że stworzony model numeryczny uwzględnia zjawisko stabilizacji zarysowania – od pewnej wartości momentu zginającego obciążającego węzeł, w płycie betonowej nowe rysy nie pojawiają się.
Abstract
Authors
Keywords
Bibliography
-
ABAQUS. Analysis Theory Manual. ABAQUS, Inc., Version 6.12, USA, 2012.
-
ABAQUS. Analysis User’s Manual. ABAQUS, Inc., Version 6.12, USA, 2012.
-
ABAQUS. Example Problems Manual. ABAQUS, Inc., Version 6.12, USA, 2012.