Advance Design 2023 - projektowanie ścian murowanych według Eurokodu 6

W poprzednim wpisie zwrócono uwagę na istotną przebudowę solwera, która skutkować będzie znacznie szybszymi obliczeniami MES, wymiarowania i optymalizacją danych projektu. Kolejnym obszarem, w którym należy spodziewać się nowości jest projektowanie ścian murowanych według Eurokodu 6.

 W celu kompleksowego podejścia do tego tematu planowane zmiany obejmują:

• Obliczenia MES - w definicji materiałów murowych (jedno/dwu-warstwowe/przewarstwione, szczelinowe puste/wypełnione);
• Obliczenia MES - w definicji zwolnień krawędziowych rotacyjnych/translacyjnych w tym jednostronnych ściskanie/rozciąganie;
• Wymiarowanie ścian zdefiniowanych w modelu MES w nowym module wymiarującym mury według Eurokodu 6;
• Wymiarowanie ścian w kalkulatorze do obliczeń muru zdefiniowanego i obciążonego odrębnie przez użytkownika (bez modelu MES).

Definicja materiału murowego w Advance Design

Rys. 1. Definicja materiału murowego dla elementów powierzchniowych (ścian)

W Advance Design 2023 zaimplementowano nową rodzinę materiałową – MUR, wraz z powołaniem się na odpowiednie normy krajowe, w przypadku Polski będzie to Eurokod 6 wraz z załącznikami krajowymi. W ramach tej rodziny zdefiniować będzie można ściany różnego rodzaju jeżeli chodzi o ich budowę – jednowarstwowe (w tym usztywnione), dwuwarstwowe, elewacyjne, szczelinowe (wypełnione lub nie). Rodzaj ściany będzie wpływać na mechaniczne parametry materiału takie jak parametry wytrzymałościowe muru, ale również sztywności. Dzięki temu definiować będzie można wielomateriałowe ściany i nie trzeba będzie przejmować się wyznaczaniem ich parametrów samodzielnie. Ponadto zaimplementowano bazę elementów murowych i zapraw.

Moduł wymiarujący mur w Advance Design

Z uwagi, że wymiarowanie muru zaimplementowane zostało zgodnie z naszą dotychczasową filozofią to jest jako moduł wymiarujący dostępne będą 2 scenariusze pracy – użycie modułu na elementach w modelu MES jak również niezależne uruchomienie aplikacji na zasadzie kalkulatora, gdzie użytkownik zadając geometrię ściany i obciążenia przeliczy dowolny fragment muru bez konieczności tworzenia złożonego modelu MES. Na tej samej zasadzie działały dotychczas inne moduły żelbetowe takie jak belka, słup, fundamenty itd.

Rys. 2. Ściana z Advance Design w module wymiarującym mury

W przypadku pracy ze ścianą murowaną w Advance Design kluczowy jest sposób przenoszenia tej ściany do modułu – tak jak widać, w ramach jednego elementu wymiarowane mogą być wszystkie filary. Praca z samym modułem wygląda identycznie jak z dotychczasowymi modułami żelbetowymi.

Ciekawy jest również sposób wyznaczania sił wymiarujących – zastosowano tutaj metodę pasmową, której użyto również wcześniej jako jedna z możliwości wymiarowania płyt stropowych.

Rys. 3. Redukcja sił MES do sił zredukowanych w filarach

Dzięki temu siły MES konwertowane są na wypadkowe siły zredukowane w filarkach. Ale co istotne, użytkownik będzie mógł również zarządzać szerokością całki i wprowadzać własny podział paneli.

Wymiarowanie muru według Eurokodu 6

Na podstawie powyższej redukcji lub na podstawie obciążeń zewnętrznych (w wersji kalkulatorowej modułu) filarki wymiarowane są według postanowień Eurokodu 6. Można użyć zarówno metod szczegółowych według 1 części normy, jak również metod uproszczonych w oparciu o część 3.

Wymiarowane są ściany zewnętrzne i wewnętrzne kondygnacji piwnic, pośrednich i najwyższych.

Zakres obliczeń to wymiarowanie ścian :

• obciążonych głównie pionowo
• wymiarowanie pod obciążeniem skupionym
• na zginanie od obciążeń prostopadłych do płaszczyzny muru (np. wiatr/parcie gruntu)
• na ścinanie w płaszczyźnie i z płaszczyzny ściany.

Ponadto można zweryfikować naprężenia według klasycznych zasad mechaniki. Użytkownik będzie mógł wskazać, czy chce przeprowadzić wszystkie czy tylko wybrane weryfikacji, a wyniki przedstawione będą dla najgorszego lub konkretnie wskazanego filara.

Rys. 4. Wyniki wymiarowania krytycznych przekrojów i filarków