Descoperiți noua generație de Eurocode 2 cu IDEA StatiCa

Noul Eurocod are rolul de a îmbunătăți ușurința în utilizare și de a actualiza cunoștințele depășite. În același timp, standardul și-a extins domeniul de aplicare, în parte pentru că părțile existente EN 1992-1-1, EN 1992-2 și EN 1992-3 au fost îmbinate. Pe lângă aceste modificări, există și schimbări semnificative de conținut. Acest articol nu acoperă toate modificările, ci evidențiază câteva aspecte esențiale privind materialele și verificarea la forță tăietoare.

Materiale și valori de calcul

Determinarea valorii de calcul a rezistenței la compresiune a betonului (f_cd) este o modificare care se regăsește pe tot parcursul standardului. Noua expresie este:

$\quad \quad f_{cd} = \eta_{cc} \cdot k_{tc} \frac{f_{ck}}{\gamma_c}$; where $\eta_{cc} = \left(\frac{40}{f_{ck}}\right)^{\frac{1}{3}} \leq 1{,}0$

Factorul $\alpha_{cc}$ este eliminat și înlocuit cu doi factori de corecție. $\eta_{cc}$ este un factor care reduce valoarea calculată a rezistenței peste clasa C40/50. $k_{tc}$ este un factor care ține seama de influența duratei de acțiune a încărcării.

În plus, diagrama biliniară efort-deformație nu mai este utilizată, iar calculele trebuie efectuate acum doar cu diagrama parabolă-dreptunghi sau cu diagrama cu bloc constant de compresiune.

Figura 1: Diagrama parabolă-dreptunghi efort-deformație pentru betonul comprimat în IDEA StatiCa Section.

De asemenea, tabelul claselor de rezistență ale betonului a fost simplificat, iar toate valorile deformațiilor au fost eliminate. În același timp, a fost adăugată clasa C100/115, datorită utilizării tot mai frecvente a betonului de înaltă rezistență.

Capacitatea la forfecare fără etrieri

Au fost incluse formule noi pentru elementele fără armătură transversală. Comparativ cu Eurocodul actual, expresia s-a modificat semnificativ, atât pentru forfecare, cât și pentru străpungere. În plus, rezistența este exprimată acum ca tensiune (N/mm²), nu ca forță (kN).

Să analizăm mai atent verificarea la forță tăietoare. Mai jos sunt prezentate formulele pentru rezistența la forță tăietoare a elementelor care nu necesită armătură transversală calculată, conform EC2:2004 și EC2:2023.

EN 1992-1-1:2004, § 6.2.2

$\quad \quad V_{Rd,c} = [ C_{Rd,c} \, k (100 \rho_l f_{ck})^{1/3} ] b_w d$

EN 1992-1-1:2023, § 8.2.2

$\quad \quad \tau_{Rd,c} = \frac{0.66}{\gamma_V} \cdot ( 100 \rho_l \cdot f_{ck} \cdot \frac{d_{dg}}{d} )^{1/3}$

Prima modificare vizibilă este noul coeficient parțial pentru forfecare și străpungere fără armătură transversală (γ_V = 1,40). Termenul $(100 \rho_l \cdot f_{ck})^{1/3}$, care ține seama de efectul armăturii longitudinale și al rezistenței la compresiune a betonului , rămâne neschimbat. Un termen nou este (d_dg/d), unde d este înălțimea utilă, iar d_dg este parametrul de granulație.

În EC2:2023, înălțimea utilă d este introdusă diferit în formulă, pentru a ține seama mai precis de efectul de scară. Ca urmare, capacitatea betonului este mai mică decât în EC2:2004, în special pentru elementele cu înălțime utilă mare. În consecință, armătura transversală trebuie prevăzută mai devreme.

Pe lângă înălțimea utilă, apare și noul parametru d_dg, care descrie rugozitatea fisurii critice. Acesta depinde de tipul de beton și de proprietățile agregatului.

d_dg (mm) poate fi considerat:

$d_{dg} = 16\,\text{mm} + D_{\text{lower}} \leq 40\,\text{mm} \quad \quad \quad     \text{for concrete with } f_{ck} \leq 60\,\text{MPa}$ $d_{dg} = 16\,\text{mm} + D_{\text{lower}}\left(\frac{60}{f_{ck}}\right)^2 \leq 40\,\text{mm} \quad \text{for concrete with } f_{ck} > 60\,\text{MPa}$

D_lower este limita inferioară a dimensiunii sitei superioare pentru fracțiunea cea mai grosieră a agregatului. Cu cât agregatul este mai grosier, cu atât frecarea la forfecare (angrenarea agregatelor) și, implicit, capacitatea la forfecare sunt mai mari. Figura 2 arată că, pentru valori mai mari ale lui d_dg (24, 32, 40), o rezistență la forfecare τ_Rd,c mai mare poate fi atinsă.

Figura 2: Rezistența la forfecare τ_Rd,c în funcție de parametrul de granulație d_dg, pentru trei procente de armare longitudinală.

Pe lângă agregat, rezistența la compresiune a betonului și armătura longitudinală influențează direct capacitatea la forfecare a secțiunii transversale. Acești parametri interacționează și se compensează parțial. Nu puteți înțelege această interacțiune doar citind formula; trebuie să fiți capabili să calculați cu ea.

IDEA StatiCa Section efectuează calcule conform noului Eurocod 2

Pentru a sprijini inginerii structuriști în tranziția către a 2-a generație de Eurocoduri, IDEA StatiCa lansează aplicația IDEA StatiCa Section. Această aplicație permite dimensionarea și verificarea secțiunilor transversale de beton armat conform EN 1992-1-1:2023. Section este mai mult decât un instrument pentru verificarea secțiunilor transversale de beton și obținerea unei bife verzi. Este, de asemenea, o resursă care vă ajută să înțelegeți cu adevărat noile reguli.

Figura 3: IDEA StatiCa Section afișează fiecare verificare conform EN 1992-1-1:2023 sub formă de formulă, împreună cu toți parametrii utilizați.

Prin variația parametrilor în cadrul software-ului, de exemplu prin utilizarea unei alte dimensiuni a agregatului, modificarea înălțimii secțiunii sau schimbarea eforturilor secționale, inginerul structurist poate vedea imediat efectul fiecărui parametru asupra capacității și asupra armăturii necesare. Deoarece Section afișează toate verificările sub formă de formule, fiecare rezultat poate fi urmărit cu precizie până la articolul specific din standard. Această transparență facilitează înțelegerea noului Eurocod.

Verificarea la forță tăietoare conform noii Anexe Naționale olandeze

IDEA StatiCa Section este succesorul IDEA StatiCa RCS și introduce a doua generație de Eurocoduri. RCS rămâne disponibil pentru standardul actual. În plus, noile reguli privind forța tăietoare din amendamentul NEN-EN 1992-1-1/ NB+A1:2020+A2:2025 au fost deja implementate în RCS. Astfel, noile expresii pot fi aplicate direct standardului actual, asigurând o tranziție graduală.

Mareea încă se retrage. Cei care folosesc acest timp pentru a se familiariza cu noile reguli vor vedea valul apropiindu-se, în loc să fie luați prin surprindere. Cu noua metodă de verificare la forță tăietoare deja inclusă în RCS și cu EN 1992-1-1:2023 disponibil în Section, această tranziție poate începe încă de azi.