Krok 1: Określenie sytuacji projektowej i geometrii słupa
Na wstępie zbierz dane geometryczne oraz materiałowe. Określ wysokość całkowitą słupa oraz wymiary przekroju poprzecznego (szerokość b i wysokość h dla przekroju prostokątnego lub średnicę D dla okrągłego). Wybierz klasę betonu (np. C25/30, C30/37) oraz klasę stali (np. B500SP). Na podstawie warunków środowiskowych ustal klasę ekspozycji i oblicz nominalną grubość otulenia cnom, dbając o odpowiednie zabezpieczenie prętów podłużnych i strzemion.
Krok 2: Analiza obciążeń i wyznaczenie sił wewnętrznych
Słupy są elementami ściskanymi, najczęściej zginanymi mimośrodowo. Wyznacz siłę osiową NEd oraz momenty zginające MEd (w jednym lub dwóch kierunkach) na podstawie kombinacji obciążeń dla Stanu Granicznego Nośności (SGN). Uwzględnij ciężar własny słupa, obciążenia przekazywane ze stropów, belek oraz siły parcia wiatru.
Krok 3: Wyznaczenie długości efektywnej i smukłości
Oblicz długość efektywną (wyboczeniową) słupa l0, która zależy od sposobu jego zamocowania na końcach (przegubowe, utwierdzone). Następnie wyznacz smukłość elementu λ ze wzoru:
λ = l0 / i
Gdzie i to promień bezwładności przekroju poprzecznego.
Oblicz smukłość graniczną λ_lim. Jeśli λ > λ_lim, słup jest smukły i musisz uwzględnić efekty drugiego rzędu (dodatkowe momenty od wygięcia słupa).
Krok 4: Obliczenie mimośrodów i ostatecznego momentu
Wyznacz całkowity mimośród siły podłużnej. Składa się on z mimośrodu podstawowego e0 = MEd / NEd oraz mimośrodu niezamierzonego (geometrycznego) ei. Całkowity mimośród pierwszego rzędu wynosi:
etot = e0 + ei
Dla słupów smukłych dolicza się mimośród drugiego rzędu e2. Ostateczny moment projektowy oblicza się jako:
MEd,tot = NEd · etot
Krok 5: Projektowanie zbrojenia podłużnego
Dobierz pole powierzchni zbrojenia podłużnego As. W tym celu najwygodniej posłużyć się wykresami interakcji (krzywymi granicznymi N-M) dla zginania mimośrodowego. Po wyznaczeniu potrzebnego zbrojenia zweryfikuj warunki normowe na minimalną ilość stali:
As,min = Max(0.10 · NEd / fyd ; 0.002 · Ac)
Gdzie fyd to obliczeniowa wytrzymałość stali, a Ac to pole przekroju betonu. Upewnij się też, czy nie przekroczono zbrojenia maksymalnego As,max = 0.04 · Ac.
Krok 6: Dobór zbrojenia poprzecznego (strzemion)
Strzemiona w słupie pełnią funkcję przeciwdziałania wyboczeniu prętów podłużnych oraz przenoszą siły ścinające. Średnica strzemion ∅strz musi wynosić co najmniej 6 mm lub 1/4 maksymalnej średnicy prętów podłużnych. Maksymalny rozstaw strzemion scl,tmax przyjmuje się jako najmniejszą z trzech wartości: 20-krotność średnicy pręta podłużnego, mniejszy wymiar przekroju słupa lub 400 mm. W strefach podwęzłowych i przyporowych rozstaw ten należy zagęścić o 40%.