Do obliczenia szerokości rys zgodnie z EN 1992-1-1, rozdział 7.3.4, należy wyznaczyć głębokość efektywnej strefy rozciąganej hc,eff oraz współczynnik zbrojenia ρc,eff. Głębokość hc,eff wyznaczana jest zgodnie z następującym wzorem:
Istnieją przypadki, w których przekrój jest poddany działaniu momentu gnącego i ściskającej siły normalnej, przy jednoczesnym zastosowaniu dużej otuliny zbrojenia. Sytuacja taka występuje głównie w podkonstrukcjach mostowych, filarach itp. W takim przypadku głębokość efektywnej strefy rozciąganej przyjmuje wartość zerową ze względu na dużą otulinę betonową:
Metodologia Eurokodu nie mogła zostać zastosowana, ponieważ w strefie rozciąganej nie znaleziono żadnego zbrojenia. Brak zbrojenia w strefie rozciąganej oznacza brak sprawdzenia szerokości rys. Jednak inżynierowie konstruktorzy potrzebują wykonania tego sprawdzenia. W jaki sposób pogodziliśmy potrzeby inżyniera z wymaganiami normy?
Ponieważ w ciągu ostatnich czterech wydań wprowadzono kilka ulepszeń w zakresie sprawdzenia szerokości rys, wróćmy do tych konkretnych ulepszeń i przedstawmy najnowsze z nich.
Wersja 20.0 i starsze
Do wersji 20.0 brak zbrojenia w obszarze Ac,eff był rozwiązywany poprzez zastosowanie prawej strony równania (7.3.4) do obliczenia różnicy odkształceń względnych betonu i zbrojenia:
gdzie podstawiano naprężenie w najbardziej rozciąganym zbrojeniu.
Maksymalny rozstaw rys obliczano zgodnie z równaniem 7.14, tj.:
W przypadku wystąpienia problemu braku zbrojenia w strefie rozciąganej stosowano powyższe obejście.
Wersja 20.1
Ponieważ obliczenia stosowane w wersji 20.0 i starszych nie spełniają podstawowych założeń modelu cięgna rozciąganego (pręt zbrojeniowy zabetonowany w betonie), zdecydowaliśmy się nie stosować obejścia zaimplementowanego w wersji 20.0 i starszych. Jeśli zbrojenie znajdowało się poza strefą rozciąganą, użytkownik był ostrzegany następującą niezgodnością:
W strefie rozciąganej przekroju nie znaleziono zbrojenia rozciąganego. W związku z tym nie można wyznaczyć zbrojenia rozciąganego i nie można obliczyć szerokości rys zgodnie z punktem 7.3.4.
Wersja 21.0
Jedyną zmianą w porównaniu z wersją 20.1 jest to, że zaczęliśmy wyświetlać wszystkie wartości, które jesteśmy w stanie obliczyć, a jednocześnie zaczęliśmy wyświetlać efektywną strefę rozciąganą betonu w widoku. Pozwala to użytkownikowi zobaczyć, że całe zbrojenie znajduje się poza obszarem Ac,eff. Należy zauważyć, że środek ciężkości zbrojenia musi znajdować się wewnątrz strefy rozciąganej, aby można je było uznać za zbrojenie zabetonowane. Jednocześnie wyświetlana była niezgodność:
W strefie rozciąganej przekroju nie znaleziono zbrojenia rozciąganego. W związku z tym nie można wyznaczyć zbrojenia rozciąganego i nie można obliczyć szerokości rys zgodnie z punktem 7.3.4.
Wersja 21.1
Przy wyznaczaniu efektywnej strefy rozciąganej, dla każdego przypadku obliczenia szerokości rys, obliczenia przeprowadzane są w następujący sposób:
- Krok 1 – wykonywane jest standardowe obliczenie, w którym wysokość hc,ef wyznaczana jest jako:
- Krok 2 – jeśli efektywna głębokość hc,eff jest tak mała, że całe zbrojenie leży poza tym obszarem, głębokość wyznaczana jest zgodnie z opisem w kroku 3.
- Krok 3 – obliczenie hc,eff z pominięciem warunku krytycznego wyznaczane jest jako:
Jednocześnie wyświetlana jest następująca niezgodność:
Efektywny obszar betonu rozciąganego otaczający zbrojenie lub cięgna sprężające o głębokości hc,eff, gdzie hc,eff jest mniejszą z wartości 2,5(h – d) lub h/2. W przypadku przyjęcia wartości jako (h – x)/3, zbrojenie znajduje się poza efektywnym obszarem betonu rozciąganego i w związku z tym nie byłoby możliwe obliczenie szerokości rys zgodnie z punktem 7.3.4.
Należy zauważyć, że to ulepszenie zostało już wydane w poprawce do wersji 21.0, tj. 21.0.4.
To ulepszenie zapewni bardziej spójne wyniki obliczeń szerokości rys w IDEA StatiCa RCS, pomimo ograniczeń określonych w normie.
Sprawdzenie szerokości rys w żelbetowych przekrojach poprzecznych z dużą otuliną betonową jest dostępne w edycjach Concrete Expert, Concrete Enhanced, Prestressing Expert oraz Prestressing Enhanced programu IDEA StatiCa.