Design of Concrete Structures with Stress Fields

17 2 میدان های تنشی برای سازه های ساده 2. 1 مقدمه در این فصل رفتار و مقاومت سازه های ساده ساخته شده از بتن مسلح یا پیش تنیده با کمک میدان های تنش بررسی شده است. به طور خاص، تارها و فلنج‌های تیرها، دیوارهای ساده، براکت‌ها، تیرهای مهاربندی و اتصالات قاب‌ها بررسی می‌شوند. به این معنی، اکثر موارد طراحی قبلاً پوشش داده شده است. در واقع همه اجزای سازه سه بعدی هستند. با این حال، در اینجا، اجزا یا به طور مستقیم به عنوان عناصر صفحه دو بعدی در نظر گرفته می شوند (به عنوان مثال، شرایط تنش صفحه بدون تغییر تنش در ضخامت عنصر) یا آنها به چندین صفحه تقسیم می شوند. از آنجایی که عناصر ساختاری دو بعدی از نظر استاتیکی زائد هستند، ممکن است یک بارگذاری خاص در تعادل با بسیاری از حالت‌های تنش (از لحاظ نظری تعداد نامتناهی) باشد. اگر از روش کران پایین نظریه پلاستیسیته استفاده شود، آنگاه یک میدان تنش قابل قبول یا هر ترکیبی از این میدان‌های تنش ممکن است انتخاب شود. در فصل 4 نشان داده شده است که این روش برای طراحی سازه های بتن مسلح مناسب است و پیامد انتخاب سیستم سازه نهایی بر رفتار سازه به تفصیل مورد بررسی قرار گرفته است. اولین موارد استفاده از این روش به ریتر [6] و مورش [4] برمی گردد که در ابتدای قرن به بررسی نتایج تنش های داخلی با استفاده از مدل های خرپایی پرداختند.

17 2 STRESS FIELDS FOR SIMPLE STRUCTURES 2. 1 INTRODUCTION In this chapter the behavior and strength of simple structures made of rein­ forced or prestressed concrete is investigated with the aid of stress fields. In particular, the webs and flanges of beams, simple walls, brackets, bracing beams and joints of frames are investigated. By this means, the majority of design cases are already covered. In reality, all structural components are three-dimensional. Here, however, components are considered either directly as two-dimensional plate elements (i. e. the plane stress condition with no variation of stress over the thickness of the element) or they are subdivided into several plates. Since two-dimensional structural elements are statically redundant, it is pOSSible for a particular loading to be in equilibrium with many (theoretically an infinite number of) stress states. If the lower bound method of the theory of plasticity is employed, then an admissible stress field or any combination of such stress fields may be selected. In chapter 4 it is shown that this method is suitable for the design of reinforced concrete structures, and the consequence of the choice of the final structural system on the structural behavior is dealt with in detail. The first cases of the use of this method date back to Ritter [6] and Morsch [4], who already at the beginning of the century investigated the resultants of the internal stresses by means of truss models.