Forfecare în RCS - secțiuni transversale circulare

Pentru început, să reamintim direcțiile tensiunilor de forfecare într-o secțiune transversală circulară. 

Tensiunile de forfecare pentru o secțiune circulară plină nefisurizată au o direcție verticală și se presupune că sunt constante pe lățimea b. Dacă în secțiune apare fisurare la încovoiere, distribuția verticală a tensiunilor de forfecare va fi modificată. O schiță a unor astfel de distribuții de tensiuni de forfecare poate fi găsită în figura următoare.

Pentru determinarea tensiunilor de forfecare în elementele cu pereți subțiri închise, se presupune că tensiunile de forfecare sunt uniform distribuite pe întreaga grosime t a peretelui și acționează paralel cu conturul secțiunii.

Aceste ipoteze pot fi verificate prin analiza MEF a secțiunilor transversale. În figura următoare, putem vedea rezultatele analizei MEF pentru trei tipuri de secțiuni transversale - secțiune circulară plină, secțiune circulară goală și secțiune trapezoidală. Calculele au fost efectuate în instrumentul Editor general de secțiuni transversale. Sunt afișate tensiunile de forfecare cauzate de forța tăietoare unitară V_v, inclusiv săgețile fluxului de tensiuni.

Să considerăm etrieri echidistanți față de marginile secțiunii transversale, așa cum se arată în figura de mai jos. 

Se poate observa că fluxul de tensiuni de forfecare în secțiunea circulară plină nu urmează geometria etrierilor, ceea ce determină o eficacitate redusă a armăturii de forfecare. Acest efect este luat în considerare prin factorul de reducere χ, care influențează rezistența la forfecare V_Rd,s.

În IDEA StatiCa RCS, factorul de reducere se calculează conform formulei următoare.

\[{χ}={{b}_{w}} / {{d}_{h}}\le 0.85\]

Unde b_w este lățimea de forfecare și d_h este diametrul etrierului circular. 

Lățimea de forfecare b_w se calculează în mai multe moduri.

1. Metodă

Lățimea de forfecare b_w se calculează ca lățimea minimă dintre tălpile întinsă și comprimată în cazul apariției fisurilor de încovoiere la SLU. Aceasta poate fi observată în două exemple de secțiune circulară în figura următoare.

2. Metodă

Dacă starea fără fisuri de încovoiere este neglijată - a se vedea figura:

Și dacă nu există talpă întinsă sau comprimată în secțiunea transversală (întreaga secțiune este supusă compresiunii sau întinderii),  b_w este lățimea secțiunii transversale la distanța d față de marginea secțiunii transversale. Unde d este înălțimea utilă și se calculează ca d=0.9*h pentru secțiunile fără talpă întinsă sau comprimată (complet comprimate sau complet întinse).

3. Metodă

Dacă starea fără fisuri de încovoiere este luată în considerare (conform EN 1992-1-1 6.2.2(2)) și secțiunea transversală nu este afectată de fisuri de încovoiere la SLU. Valoarea b_w se calculează la nivelul tensiunii principale maxime de întindere.

4. Metodă

O secțiune transversală afectată de fisuri de încovoiere, dar în care există doar talpa comprimată sau doar talpa întinsă - zona în care programul caută valoarea minimă a b_w este delimitată pe o parte de centrul de greutate existent al betonului comprimat (sau centrul de greutate al armăturii întinse), iar cealaltă parte a zonei este definită de armătura de forfecare.

5. Metodă

În unele cazuri, este util să se seteze manual valoarea b_w. Aceasta poate fi realizată în editorul de armătură.