Επιρροή της αντοχής του σκυροδέματος στην όπλιση υποστυλωμάτων
Κριτήριο σύγκρισης είναι το σκυρόδεμα C30/37 σε σχέση με τα σκυροδέματα δύο κλάσεων μικρότερο, δηλαδή το C20/25 και δύο κλάσεων μεγαλύτερο, δηλαδή το C40/50.
Βάσει των σχέσεων της προηγούμενης παραγράφου και χρήσης των Νομογραφημάτων 13a και 13b, ή βάσει του piDesign προκύπτει ο παρακάτω πίνακας των διαστασιολογήσεων και το αντίστοιχο διάγραμμα.
Πίνακας 3-37: Σύγκριση απόδοσης C20/25 – C30/37 – C40/50
|
n |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
| Δίνονται |
Nd (kN) |
0 |
-800 |
-1600 |
-2400 |
-3200 |
-4000 |
-4800 |
| Δίνονται |
Md (kNm) |
200 |
200 |
200 |
200 |
200 |
200 |
200 |
| C20/25 |
νd (%) |
0 |
-44.1 |
-88.2 |
-132.4 |
-176.5 |
-220.6 |
-264.8 |
| C20/25 |
ρ0u (%) |
3,12 |
1,78 |
3,05 |
4,80 |
6,76 |
8,77 |
10,78 |
| C20/25 |
ρ(%) |
1.77 |
1.01 |
1.73 |
2.72 |
3.83 |
4.97 |
6.11 |
| C20/25 |
φdu (‰/m) |
54,1 |
16,1 |
11,2 |
9,3 |
7,8 |
6,3 |
5,3 |
| C20/25 |
φdy (‰/m) |
9,9 |
8,6 |
5,5 |
4,2 |
3,3 |
- |
- |
| C20/25 |
μφ=φdu/φdy |
5.5 |
1.9 |
2.0 |
2.2 |
2.4 |
- |
- |
| C30/37 |
νd (%) |
0 |
-29.4 |
-58.8 |
-88.2 |
-117.7 |
-147.1 |
-176.5 |
| C30/37 |
ρ0u (%) |
2.06 |
0.93 |
0.95 |
1.83 |
3.03 |
4.35 |
5.68 |
| C30/37 |
ρ(%) |
1.75 |
0.79 |
0.80 |
1.55 |
2.57 |
3.69 |
4.83 |
| C30/37 |
φdu (‰/m) |
61.2 |
24.1 |
13.1 |
10.2 |
8.9 |
7.4 |
6.1 |
| C30/37 |
φdy (‰/m) |
9.2 |
10.8 |
6.4 |
4.8 |
3.8 |
3.1 |
2.5 |
| C30/37 |
μφ=φdu/φdy |
6.6 |
2.2 |
2.0 |
2.1 |
2.3 |
2.4 |
2.4 |
| C40/50 |
νd (%) |
0 |
-22.1 |
-44.1 |
-66.2 |
-88.2 |
-110.3 |
132.4 |
| C40/50 |
ρ0u (%) |
1,53 |
0,60 |
0,20 |
0,47 |
1,21 |
2,15 |
3.13 |
| C40/50 |
ρ(%) |
1.73 |
0.69 |
0.23 |
0.53 |
1.37 |
2.43 |
3.55 |
| C40/50 |
φdu (‰/m) |
65.0 |
32.1 |
16,1 |
11,4 |
9,5 |
8,4 |
7,0 |
| C40/50 |
φdy (‰/m) |
8,8 |
11,0 |
7,7 |
5,4 |
4,4 |
3,6 |
3,0 |
| C40/50 |
μφ=φdu/φdy |
7,4 |
3,0 |
2,1 |
2,1 |
2,2 |
2,3 |
2,4 |
Στο Νομογράφημα 13a (κατάστασης αστοχίας για dis=0) οι καμπύλες ροπής Md=200 kNm επί διατομής 400x400, με d1=40 mm, B500, για ποιότητες σκυροδέματος C20/25 (md=27.57%), C30/37 (md=18.38%), C40/50 (md=13.79%).
Εικόνα 3-42: Η επιρροή της ποιότητας σκυροδέματος στον αναγκαίο οπλισμό κάμψης
C20/25 (μωβ), C30/37 (μαύρο), C40/50 (μπλε)
Συμπεράσματα για dis=0
Για πιο εύκολη ανάγνωση και σύγκριση των αποτελεσμάτων ακολουθεί ο παρακάτω συνοπτικός πίνακας:
Πίνακας 3-38: Συνοπτικός πίνακας διατομής 400/400, d1=40mm, dis=0
|
C20/25 |
C20/25 |
C20/25 |
C30/37 |
C30/37 |
C30/37 |
C40/50 |
C40/50 |
C40/50 |
| Nd(kN) |
-800 |
-1600 |
-2400 |
-800 |
-1600 |
-2400 |
-800 |
-1600 |
-2400 |
| ρ(%)
ρ/ρC30/37 |
1.01
+28% |
1.73
+216% |
2.72
+75% |
0.79
0% |
0.80
0% |
1.55
0% |
0.69
-13% |
0.23
-71% |
0.53
-66% |
| φdu (‰/m)
φdu/φdu,C30/37 |
16,1
-33% |
11,2
-15% |
9,3
-9% |
24.1
0% |
13.1
0% |
10.2
0% |
32.1
+33% |
16,1
+23% |
11,4
+12% |
Σε όλη τη χαρακτηριστική περιοχή των ανηγμένων αξονικών δυνάμεων, στη διατομή που εξετάζεται, εκατέρωθεν του -45%, όσο αυξάνεται η κατηγορία του σκυροδέματος, τόσο μειώνεται ο αναγκαίος οπλισμός και τόσο αυξάνεται η καμπυλότητα αστοχίας. Οι διαφορές αυτές είναι και πολύ σημαντικές, αν λάβουμε μάλιστα υπόψη και την ανάγκη ισχυρής συνάφειας (βλέπε κεφάλαιο 6), η οποία εξαρτάται ευθέως από την αντοχή του σκυροδέματος, οπότε χωρίς αμφιβολία συμφέρει να χρησιμοποιούνται οι υψηλότερες δυνατές κατηγορίες σκυροδέματος.
Συμπεράσματα για 0<dis≤1
Με ανάλογους υπολογισμούς στην περίπτωση dis=1.0 προκύπτουν τα παρακάτω αποτελέσματα. Οι τιμές των ρ είναι μεγαλύτερες του dis=0, αλλά οι συγκριτικές τιμές είναι σχεδόν ίδιες.
Πίνακας 3-39: Συνοπτικός πίνακας διατομής 400/400, d1=40mm, dis=1.0
|
C20/25 |
C20/25 |
C20/25 |
C30/37 |
C30/37 |
C30/37 |
C40/50 |
C40/50 |
C40/50 |
| Nd(kN) |
-800 |
-1600 |
-2400 |
-800 |
-1600 |
-2400 |
-800 |
-1600 |
-2400 |
| ρ(%)
ρ/ρC30/37 |
1.47
+40% |
2.13
+97% |
3.08
+67% |
1.05
0% |
1.08
0% |
1.84
0% |
0.83
-21% |
0.33
-69% |
0.68
-63% |
| φdu (‰/m)
φdu/φdu,C30/37 |
16.7
-23% |
12.2
-10% |
10.2
-6% |
21.7
0% |
13.6
0% |
10.8
0% |
27.6
+27% |
16.2
+19% |
11.7
+8% |
Τα αντίστοιχα αποτελέσματα της πιο συνηθισμένης τιμής dis=0.5 προκύπτουν στον επόμενο πίνακα, όπου οι τιμές των ρ είναι σχεδόν ο μέσος όρος των τιμών για dis=0 και dis=1.0.
Συμπεράσματα για dis=0.5
Πίνακας 3-40: Συνοπτικός πίνακας διατομής 400/400, d1=40mm, dis=0.5
|
C20/25 |
C20/25 |
C20/25 |
C30/37 |
C30/37 |
C30/37 |
C40/50 |
C40/50 |
C40/50 |
| Nd(kN) |
-800 |
-1600 |
-2400 |
-800 |
-1600 |
-2400 |
-800 |
-1600 |
-2400 |
| ρ(%)
ρ/ρC30/37 |
1.20
+33% |
1.89
105% |
2.87
75% |
0.90
0% |
0.92
0% |
1.68
0% |
0.75
-27% |
0.27
-70% |
0.53
-66% |
| φdu (‰/m)
φdu/φdu,C30/37 |
16.4
-28% |
11.7
-12% |
9.7
-8% |
22.8
0% |
13.3
0% |
10.5
0% |
29.7
+30% |
16.1
+21% |
11.4
+12% |