Σχεδιασμός σε Στρέψη

Σχεδιασμός σε Στρέψη

Εικονα: Τρόπος όπλισης σε στρέψη

Ο σχεδιασμός βασίζεται στη θεωρία των λεπτότοιχων διατομών. Δηλαδή, είτε η διατομή της δοκού είναι κοίλη, είτε συμπαγής, αντιδρά και εξισορροπεί τη στρεπτική ροπή με μία κλειστή ροή στρεπτικών διατμητικών τάσεων, σε μία περιμετρική ζώνη.

Σε κάθε στοιχείο που καταπονείται σε στρέψη, θεωρείται μία ισοδύναμη κοίλη λεπτότοιχη διατομή (πραγματική ή ιδεατή), η οποία αναλαμβάνει τη ροπή στρέψης με τη μορφή κλειστής ροής διατμητικών τάσεων. Στο σχήμα δίπλα, φαίνεται η εφαρμογή σε συμπαγή ορθογωνική διατομή.

Η διατομή αυτή ορίζεται ως εξής:

Η εξωτερική περίμετρος της u συμπίπτει με αυτή της πραγματικής διατομής.

Έχει ένα ισοδύναμο πάχος τοιχωμάτων t_eff=max(A/u, 2c), που στην περίπτωση κοίλων διατομών δεν μπορεί να είναι μεγαλύτερο από το πραγματικό πάχος των τοιχωμάτων τους.

Η διατμητική τάση τ_t που εξασκείται στο τοίχωμα λόγω ροπής στρέψης T_Ed δίνεται από τη σχέση τ_t t_eff = T_Ed / 2A_k και η τέμνουσα που εξασκείται στο κάθε τοίχωμα δίνεται από τη σχέση τtteffh1 και επομένως στη δοκό, κατά την κατακόρυφη έννοια η συνολική τέμνουσα V_Ed^T είναι V_Ed^T= 2TEdh1/2Ak → V_Ed^T = T_Ed h₁ / A_k

Ο εγκάρσιος οπλισμός λόγω στρέψης υπολογίζεται από την τέμνουσα V_Ed^T λόγω στρέψης κατά την [A_sw/s]_T = V_Ed^T / (z f_ywd) tanθ. Παράλληλα, ο εγκάρσιος οπλισμός λόγω τέμνουσας κάμψης είναι [A_sw/s]_S = V_Ed / (z f_ywd) tanθ όπου η γωνία θ και στις δύο σχέσεις είναι η ίδια.

Άρα ο συνολικός εγκάρσιος οπλισμός είναι A_sw/s = (V_Ed + V_Ed^T) / (z f_ywd) tanθ και επιτρέπεται να λαμβάνεται με αυτό τον τρόπο όταν τα κρίσιμα μεγέθη υπολογίζονται από τα φορτία βαρύτητας.

Παρατήρηση:

Στην περίπτωση των σεισμικών φορτίσεων, η κρίσιμη τέμνουσα κατά κανόνα προκύπτει από τους σεισμικούς συνδυασμούς, όπου τα φορτία βαρύτητας λαμβάνονται μειωμένα σε G +ψ₂, που σε σχέση με τα πλήρη γgG+γqQ είναι συνήθως της τάξης του 50%. Επομένως κατά μίαν έννοια και η στρέψη είναι μειωμένη κατά την τάξη μεγέθους του 50%. Για να αποφευχθούν πολύπλοκοι υπολογισμοί μπορεί να προστίθενται οι συνδετήρες που προκύπτουν από τους δύο ξεχωριστούς ελέγχους A_sw/s = [A_sw/s]_T + [A_sw/s]_S, λαμβάνοντας και στους δύο ελέγχους θ=45°.

Ο έλεγχος αντοχής σε λοξή θλίψη του σκυροδέματος με συνδυασμό διάτμησης λόγω στρέψης και διάτμησης λόγω κάμψης γίνεται από τη σχέση T_Ed / T_Rd,max + V_Ed / V_Rd,max ≤ 1,0.

Όπου η αντοχή σχεδιασμού σε στρέψη T_Rd,max δίνεται από τη σχέση T_Rd,max = ν α_cw f_cd A_k t_eff sin(2θ) όπου ν = 0,6 [1 - f_ck/250] ενώ το V_Rd,max υπολογίζεται σύμφωνα με την V_Rd,max = α_cw b_w z ν₁ f_cd sin(2θ) / 2.

Ο πρόσθετος διαμήκης οπλισμός A_sL για ανάληψη στρέψης υπολογίζεται από τη σχέση