Способы разрушения

Разрушение осевой нагруженной колонны C-0-0 было внезапным разрушением при сжатии, поскольку после того, как продольные стальные стержни поддались сжатию, бетон был раздроблен в верхней половине колонны. Применение одинаковых концевых эксцентриситетов, как для колонн S-1-1, S-3-3 и S-5-5, привело к использованию постоянного момента по всей высоте колонны. Для колонн S-1-1 и S-3-3 трещины начали появляться очень близко к предельной нагрузке вблизи среднего сечения.С другой стороны, увеличение концевого эксцентриситета до 0,5 b привело к регулярному разрушению при изгибе. Для колонны S-5-5 трещины начали появляться со стороны растяжения при действующей нагрузке около 62% от разрушающей нагрузки. При дальнейшем нагружении трещины распространяются на растянутой стороне до тех пор, пока бетон не раскрошится на сжатой стороне около средней высоты секции. На рисунке 4 показаны вышедшие из строя столбцы группы № 1.

Окончательные виды отказов для всех столбцов группы № 1.

В случае неравных эксцентриситетов концов, отказ был либо регулярным разрушением при растяжении, либо внезапным разрушением при изгибе (отказ при сжатии).Трещины начали появляться около концевой опоры верхнего концевого эксцентриситета, а затем разрушение было вызвано дроблением бетона на такой опоре. Для всех случаев концевого эксцентриситета 0,5 b трещины появлялись на стороне растяжения возле концевой опоры при действующей нагрузке около 82% разрушающей нагрузки, в то время как для других концевых эксцентриситетов (0,1 b и 0,3 b ) трещины возникли при вертикальной нагрузке, очень близкой к разрушающей. На рисунке 5 показаны формы отказов для всех столбцов группы №2.

Виды окончательного отказа для всех колонн группы №2.

Для всех колонн, изогнутых в режиме двойной кривизны, отказы были аналогичны случаю режимов одинарной кривизны с неравными концевыми эксцентриситетами, когда все колонны вышли из строя вблизи концевой опоры более высокого концевого эксцентриситета в режиме отказа изгиба. На рисунках 6 и 7 показаны формы разрушения для всех колонн групп № 3 и № 4. Можно отметить, что колонна, изогнутая в режиме двойной кривизны, выдержала более высокую нагрузку, чем опорная колонна, изогнутая в режиме одинарной кривизны.Например, колонны D-1-3, D-1-5 и D-3-5 выдерживали предельные нагрузки 480, 300 и 379 кН соответственно, а колонны S-1-3, S-1-5 и С-3-5 выдерживали предельные нагрузки 395, 245 и 220 кН соответственно. Это может быть связано с тем, что участок максимальной боковой деформации из-за осевого сжатия находится около точки средней высоты, в то время как это место оказывает минимальное влияние изгибающего момента для колонны, изогнутой в режиме двойной кривизны. С другой стороны, для колонны, изогнутой в режиме одиночной кривизны, это место, секция средней высоты, имеет значительный изгибающий момент, который увеличивает первичный момент на колонне, приводящий к более низкой устойчивой нагрузке.

Виды окончательного отказа для всех колонн группы №3.

Виды окончательного отказа для всех колонн группы №4.

Деформированные формы

Измеренные деформированные формы вокруг малой оси для всех колонн, близких к разрушению, показаны на рис. 8. На рис. 8a, b показаны деформированные формы для колонн, изогнутых в режимах одиночной кривизны. Можно отметить, что несмотря на то, что колонна C-0-0 рассматривалась как короткая колонна, она показала небольшую боковую деформацию около 0.03 б . Это значение находится в пределах, установленных Кодексом норм Египта, ECP 203-2007. Этот предел указывает, что верхний предел для короткого столбца, чтобы пренебречь эффектом гибкости, составляет 0,05 b . Увеличение равных концевых эксцентриситетов до 10 мм (S-1-1) привело к увеличению измеренной поперечной деформации примерно на 0,05 b по сравнению с таковой для колонны с осевой нагрузкой (C-0-0). Увеличение концевого эксцентриситета до 30 мм (S-3-3) привело к увеличению боковой деформации примерно на 0.06 б . Дальнейшее увеличение эксцентриситета концов до 50 мм (S-5-5) привело к увеличению боковой деформации примерно на 0,12 b . Измеренные поперечные деформации всех колонн, имеющих равные концевые эксцентриситеты и изогнутых в режиме одиночной кривизны, были приблизительно симметричны относительно средней точки по высоте, как показано на рис. 8а. Что касается случая неравных эксцентриситетов концов, максимальное значение для измеренной боковой деформации было смещением к концу, имеющему больший эксцентриситет конца, как показано на рис.8b. В случае колонн, изогнутых в режиме одиночной кривизны, верхняя граница была представлена ​​колонкой S-5-5, а нижняя граница — осевой нагруженной колонкой C-0-0.

Деформированные формы всех испытанных колонн.

Для колонн, изогнутых в режиме двойной кривизны, можно отметить, что колонны имели несимметричную деформированную форму по сравнению с исходной центральной линией колонны. Однако, если рассматривать окончательную деформированную форму из-за осевой нагрузки, как показано в колонке C-0-0, окончательные деформированные формы показали симметричную конфигурацию относительно деформированной формы колонны C-0-0 для случая равных концевых эксцентриситетов. как показано на рис.8c. Что касается неравных концевых эксцентриситетов, максимальные боковые деформации были смещены к концу, имеющему больший концевой эксцентриситет, как показано на рис. 8d.

На рис. 9а показана взаимосвязь между вертикальной нагрузкой и развитым боковым прогибом на средней высоте для всех колонн группы № 1. Можно отметить, что увеличение коэффициента эксцентриситета концов привело к снижению предельной грузоподъемности и увеличение соответствующего бокового дефекта. Колонна S-5-5 показала наибольшее снижение предельной грузоподъемности, а также наибольшее поперечное отклонение среди всех колонн, подвергшихся различным комбинациям концевого эксцентриситета и изогнутых в режимах одинарной или двойной кривизны, как показано на фиг.9б, в.

Зависимость вертикальной нагрузки от бокового отклонения для всех испытанных колонн.

Для колонн с неравными комбинациями эксцентриситета концов, изогнутых в режимах одинарной кривизны, и колонн, изогнутых в режимах двойной кривизны, было замечено, что максимальные боковые прогибы развиваются в верхней половине колонн, как показано на рис. 8. Таким образом, боковые изгибы для эти столбцы были представлены на расстоянии 0,67 от высоты столбца, как показано на рис.9b и 9c. Можно заметить, что колонны, изогнутые в режимах двойной кривизны, показали более высокую предельную нагрузку и меньшие боковые дефекты, чем колонны, изогнутые в режимах одинарной кривизны и имеющие те же комбинации концевых эксцентриситетов.

Предельная пропускная способность

В таблице 2 приведены предельные длительные нагрузки для всех колонн. Можно отметить, что наибольшая предельная пропускная способность продемонстрирована концентрически загруженной колонной C-0-0, в то время как наименьшая предельная пропускная способность была достигнута колонной S-5-5, имеющей режим одинарной кривизны и равные концевые эксцентриситеты, равные 0.{{- 2..9 \ left ({\ frac {e} {b}} \ right)}} $$

(4)

где P _u — максимальная вместимость, P _или — это номинальная пропускная способность поперечного сечения колонны, которая в данном исследовании рассматривается как предельная пропускная способность концентрически нагруженной колонны C-0-0, e / b — это соотношение между равным концевым эксцентриситетом и стороной колонны.Однако это выражение было получено для колонн с одинаковыми концевыми эксцентриситетами, то есть максимальный момент возникает в средней точке колонны. Для колонны, подверженной неравным конечным моментам и изогнутой в режиме одинарной или двойной кривизны, максимальный момент может возникнуть на конце колонны или где-то внутри колонны. Для таких случаев может быть реализована концепция эквивалентного момента.

Для колонны, подверженной воздействию концевых моментов M ₁ и M ₂ , где M ₂ больше M ₁ , величина эквивалентного момента, М _экв , такова, что максимальный момент, создаваемый им, будет равен моменту, создаваемому фактическими конечными моментами M ₁ и M ₂ , как показано на рис.10. Остин (Чен и Луи, 1987) предложил общее выражение для эквивалентного момента, которое дает такой же эффект на средней высоте колонны, как дается формулой. (5).

$$ M_ {eq} = 0,6M_ {2} — 0,4M_ {1} \ ge 0,4M_ {2} $$

(5)

где M ₁ имеет отрицательное значение для столбца, изогнутого в режиме одиночной кривизны. Поскольку эквивалентный концевой эксцентриситет может быть получен путем деления эквивалентного момента на действующую нормальную силу на колонну, эквивалентный концевой эксцентриситет составляет e _экв , можно получить из уравнения.(6).

$$ e_ {eq} = 0,6e_ {2} — 0,4e_ {1} \ ge 0,4e_ {2} $$

(6)

где e ₁ и e ₂ — соответствующие концевые эксцентриситеты для моментов M ₁ и M ₂ соответственно.

Схематическое изображение понятия эквивалентного момента.

В таблице 3 перечислены нормализованные емкости, основанные как на экспериментальных данных, так и на данных, полученных из предложенного выражения. Можно отметить, что коэффициент вариации составил 0,0941. Кроме того, максимальная вариация составляет от -10% до +21%, хотя в большинстве случаев были зарегистрированы небольшие вариации. Это указывает на то, что предложенное выражение может хорошо предсказать предельные возможности эксцентрично нагруженных колонн, изогнутых в режимах одинарной или двойной кривизны.{{- 2.4 \ left ({\ frac {e} {t}} \ right)}} $$

(7)

На рисунке 11 показано сравнение обоих выражений. Можно сделать вывод, что предложенное выражение, основанное на результатах экспериментальных испытаний, показало более консервативные результаты в пределах примерно 10% по сравнению с представленным Afefy (2012).

Взаимосвязь между нормализованной осевой нагрузкой и отношением конечного эксцентриситета к стороне колонны.

Развитая нормальная деформация на продольных стержнях на средней высоте. -высота раздела. В зависимости от типа используемой стали предел текучести продольных стержней составляет 2069 микродеформаций. Поскольку колонна C-0-0 была короткой в ​​обоих направлениях, т.е.е. эффект гибкости минимален, развиваемые деформации по всей высоте арматурных стержней должны достигать предела текучести при разрыве. Это произошло, как и ожидалось, когда измеренная деформация сжатия вблизи разрушения составила 2247 микродеформаций для колонны C-0-0.

Применение концевых эксцентриситетов на концах колонн изменило распределение деформации по поперечному сечению колонны в точке средней высоты, где деформация растяжения может возникнуть на основе значения концевого эксцентриситета, а также режима кривизны.Для колонн, изогнутых в режимах одинарной кривизны, растягивающая деформация может возникнуть в средней части высоты, так как это сечение является максимальным напряженным сечением для случая равных концевых эксцентриситетов. В то время как для неравных концевых эксцентриситетов максимальное напряженное сечение может быть смещено на основе комбинаций концевых эксцентриситетов. С другой стороны, для колонн, изогнутых в режимах двойной кривизны, секция средней высоты может развивать наименьшую деформацию для случая равных концевых эксцентриситетов и более высоких значений, но не максимальные для случая неравных концевых эксцентриситетов.

Для группы № 1 только в колонне S-1-1 развивалась деформация сжатия по всему сечению с максимальным значением, превышающим деформацию текучести (2326 микродеформаций). Это может быть связано с небольшими концевыми эксцентриситетами, в результате которых поперечное сечение колонны подвергалось неравномерному сжимающему напряжению. Увеличение торцевого эксцентриситета до 30 мм привело к увеличению действующего изгибающего момента. Следовательно, возникло растягивающее напряжение, и измеренная деформация растяжения превысила предел текучести (3453 микродеформация).Увеличение концевого эксцентриситета до 50 мм показало то же поведение, что и в колонне S-3-3, но измеренная деформация растяжения была ниже, чем у колонны S-3-3, несмотря на то, что действующий момент был больше. Это можно объяснить более низкой устойчивой нагрузкой на колонну S-5-5 по сравнению с колонной S-3-3. Можно отметить, что увеличение концевых эксцентриситетов привело к уменьшению проявленных деформаций сжатия. Это происходит из-за уменьшения действия нормальной силы по сравнению с повышенным влиянием изгибающего момента из-за увеличения концевого эксцентриситета.

Для колонн с неодинаковыми концевыми эксцентриситетами группы № 2 ни одна из них не достигла точки текучести продольных стальных стержней ни на стороне растяжения, ни на стороне сжатия. Это связано с тем, что участок с максимальным напряжением был смещен от места измерения. Во всех случаях секции с максимальным напряжением были расположены в верхней четверти испытуемой колонны, как показано на рис. 4. Как показано в таблице 2, только колонны с концевым эксцентриситетом 50 мм создавали растягивающую деформацию на продольных стержнях посередине. точка высоты.

Что касается изгиба колонн в режимах двойной кривизны как группы № 3 и 4, то ни у одной из них не возникла деформация растяжения в продольных стержнях на средневысотном сечении. Это можно объяснить минимальным влиянием развиваемого изгибающего момента на этих участках, где участки с максимальным напряжением находились вблизи опор, как показано на рис. 5 и 6. Как показано в Таблице 2, можно отметить, что увеличение концевых эксцентриситетов привело к уменьшению развиваемой сжимающей деформации на продольных стержнях в средней части секции из-за увеличения эффекта изгибающего момента.

Эквивалентная колонка

Связь между эквивалентной колонкой с штифтовым концом, H ^* , а конечный эксцентриситет дан в уравнении. (1). Предполагая сбалансированный отказ колонны, кривизна в средней части эквивалентной колонны, ϕ _м , может быть представлена ​​формулой. (8).

$$ \ phi_ {m} = \ frac {{\ varepsilon_ {cu} + \ varepsilon_ {y}}} {b — c} $$

(8)

где ɛ _у.е. — деформация раздавливания бетона = 0.{2}}} $$

(9)

Зная значение конечного эксцентриситета, а также режим кривизны, можно получить эквивалентный столбец.

Реализация концепции эквивалентной колонны на изгибе колонны в режиме единой кривизны

Рассмотрим колонну S-3-5 в качестве примера для колонны, изогнутой в режиме единственной кривизны, эквивалентная осевая нагрузка на конце стержня определяется ниже, см. рис. 12а.

Изображение эквивалентной колонны с осевой нагрузкой.{* 2} = 52,1 \, {\ text {mm}} $$

Реализация концепции эквивалентной колонны на изгибе колонны в режиме двойной кривизны

Рассмотрим колонну D-3-5 в качестве примера для колонны, изогнутой в режиме двойной кривизны, эквивалентная осевая нагрузка на конце штифта определяется следующим образом, см. { 2}}} = 0.{*}}}} \ right) = 50 \ to (2) $$

$$ x_ {1} + x_ {2} = 1200 \ to (3) $$

Предполагая, что максимальный момент возникает в торцевой колонне, имеющей торцевой эксцентриситет 50 мм, и решая три уравнения методом проб и ошибок, получаем H ^* = 1702 мм, x ₁ = 0,349 м, x ₂ = 0,851 м.

Можно отметить, что эквивалентный столбец для случая режима двойной кривизны ниже, чем для режима одинарной кривизны.Следовательно, эффект гибкости режима одиночной кривизны выше ( H * / b = 30,28), что привело к значительному снижению предельной емкости, что подтверждается экспериментальным результатом такой колонки (S-3-5 ), где его предельная емкость составляла около 33% от осевой емкости C-0-0. С другой стороны, колонна, изогнутая в режиме двойной кривизны, имеет коэффициент гибкости 17,02, что привело к умеренному влиянию на предельную грузоподъемность. Этот контакт был подтвержден экспериментальным результатом, когда колонка D-3-5 показала около 56% предельной емкости осевой нагруженной колонки C-0-0.

Взаимосвязь между коэффициентом эксцентриситета концов и эквивалентной длиной столбца

Та же процедура, что и в пункте 3.5.1, была реализована с учетом различных комбинаций эксцентриситета концов, и были получены соответствующие эквивалентные столбцы. Следовательно, соотношение между нормализованной эквивалентной длиной колонны и коэффициентом эксцентриситета на концах было получено, как показано на рис. 13 и дается формулой. (10).

Взаимосвязь между коэффициентом эксцентриситета конца и эквивалентной длиной колонны.{2} $$

(10)

Как следствие, зная любые комбинации эксцентриситета на концах и исходную высоту колонны для колонны, изогнутой в режиме одиночной кривизны, эквивалентная колонна со штыревым концом, подверженная осевой нагрузке, может быть получена с помощью уравнения. (10). Таким образом, можно упростить процедуру проектирования.

Для случая изгиба колонн в режиме двойной кривизны обобщение концепции эквивалентной колонны может привести к неточной ситуации, и каждый случай следует рассматривать индивидуально.Например, для колонки с e ₁ = 5 мм и e ₂ = 20 мм, эквивалентный столбец будет в 1,58 раза больше исходной длины столбца. С другой стороны, для колонки с и ₁ = 30 мм и e ₂ = 50 мм, эквивалентный столбец будет в 1,42 раза больше длины исходного столбца. Следовательно, необходимо учитывать значение эксцентриситета верхнего конца и соотношение между эксцентриситетом верхнего конца и эксцентриситетом нижнего конца.

Упрощенная процедура проектирования

Измеренная поперечная деформация показала, что несмотря на то, что колонна считалась короткой, она проявляла поперечную деформацию. Эта боковая деформация приводит к снижению осевой нагрузки колонны из-за возникающего изгибающего момента. Кроме того, результирующая боковая деформация прямо пропорциональна высоте колонны, даже если колонна все еще короткая, где этой поперечной деформацией пренебрегают. Чтобы учесть такой дополнительный момент, а также действующие основные конечные моменты, колонна уменьшена до эквивалентной тонкой колонны с штифтовым концом.Следовательно, дополнительный момент может быть рассчитан, а поперечное сечение колонны может быть пропорционально пропорционально с использованием любых доступных расчетных диаграмм, как поясняется ниже.

Рассмотрим любую короткую колонну, подверженную любым комбинациям эксцентриситета на концах, колонна может иметь следующую конструкцию:

1. 1.

   Рассчитайте эквивалентный конечный эксцентриситет по формуле. (6)

2. 2.

   Рассчитайте эквивалентный столбец с штыревым концом, уравнение. (10)

3. 3.

   Проверьте верхний предел гибкости, сравнив действующую осевую нагрузку и критическую нагрузку при выпучивании, P _{критическое} , как рассчитано по формуле.{* 2}}} $$

   (11)

   , где EI — жесткость на изгиб, которую можно рассчитать согласно соответствующему стандарту проектирования.

4. 4.

   Если действующая нагрузка превышает критическую нагрузку при продольном изгибе, то колонна небезопасна, и конкретные размеры поперечного сечения должны быть увеличены.

5. 5.

   Если действующая нагрузка меньше критической нагрузки продольного изгиба, рассчитайте поперечную деформацию в середине пролета e _или из уравнения. (9).

6. 6.

   Рассчитайте дополнительный момент как произведение действующей нагрузки и поперечной деформации в середине пролета.

7. 7.

   Используйте любые готовые схемы расчета для получения стальной арматуры.

Выполнение предложенной процедуры

Рассматривается колонна с фиксированными концами, подвергнутая предельной осевой нагрузке 1600 кН, а действующие концевые моменты вокруг малой оси составляют 133 кН-м и 95 кН-м.Высота колонны 5 м, сечение 300 на 500 мм. Предполагая, что жесткость при изгибе поперечного сечения колонны, рассчитанная по ACI 318-14, составляет 1,04 × 10 ¹³ Н / мм ² . Расчетный момент будет рассчитан как по стандарту ACI, так и по предложенной ниже процедуре.

Предлагаемая процедура

• \ (e_ {2} = \ frac {{M_ {2}}} {{P_ {u}}} = \ frac {133} {1600} = 0.083 {\ text {m}}, \, e_ {1} = \ frac {{M_ {1}}} {{P_ {u}}} = \ frac {95} {1600} = 0,059 {\ text {m }} \)

• Используя уравнение. (6) эквивалентный эксцентриситет, e _экв , равно 0,0737 м, \ (\ frac {{\ varvec {e} _ {{\ varvec {eq}}}}} {\ varvec {b}} = \ frac {0,0737} {0,3} = 0,245 \)

• Используя уравнение.{2}}} = 98,4 \, {\ text {mm}}> e_ {2} \)

• \ (M_ {design} = P_ {u} * e_ {o} = 1600 * 98,4 / 1000 = 157,4 \, {\ hbox {kN-m}}> M_ {2} \)

ACI-318-14 Код

• \ (M_ {c} = \ frac {{C_ {m} * M_ {2}}} {{1 — \ frac {{P_ {f}}} {{\ emptyset_ {m} P_ {c}}}}) } \ ge M_ {2} \)

• \ (\ emptyset_ {m} = 0.{2}}} \)

• Рассмотрим kl = 0,7, поскольку столбец имеет фиксированные края на обоих концах, \ (P_ {critical} = 8411,4 \, {\ rm kN}> P_ {u} \ to OK \)

• \ (C_ {m} = 0,6 + 0,4 \ frac {{M_ {1}}} {{M_ {2}}} = 0,886 \)

• \ (M_ {c} = \ frac {{C_ {m} * M_ {2}}} {{1 — \ frac {{P_ {f}}}} {{\ emptyset_ {m} P_ {c}}}}) } = \ frac {0.886 * 133} {{1 — \ frac {1600} {0,75 * 8411.4}}} = 157,8 \, {\ hbox {кН-м}}> M_ {2} \)

Можно отметить, что оба метода дают примерно одинаковое значение расчетного момента; 157,4 и 157,8 кН-м. Это означает, что предложенная упрощенная процедура проектирования, основанная на концепции эквивалентной колонны, дает сопоставимый результат с результатами ACI 318-14.

ОБРАБОТКА ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОЛОНН СВАРОЧНОЙ ПРОВОЛОЧНОЙ ТКАНЬЮ

Исследовано поведение железобетонных колонн, ограниченных сварной сеткой.Тридцать четыре небольших образца колонны с различным расположением арматуры, включая четыре угловых стержня в качестве продольной арматуры и различные комбинации сварной проволочной сетки и стальной проволоки в качестве поперечной арматуры, были испытаны при концентрической нагрузке. Результаты показывают, что сетка из сварной проволоки может эффективно удерживать бетонную основу, что приводит к значительному повышению прочности и пластичности колонн. Это улучшение, которое достигается с относительно небольшим процентным содержанием стали, эквивалентно тому, которое достигается с близко расположенными стяжками и продольной арматурой со значительно большим процентным содержанием стали.Хотя некоторые практические проблемы остаются, сварно-проволочная сетка потенциально может использоваться в сейсмоустойчивых конструкциях в качестве ограждающей арматуры.

• URL записи:
• Наличие:
• Корпоративных авторов:

  Американский институт бетона

  с.О. Box 19150, Redford Station, 22400 Seven Mile Road
  Detroit, MI Соединенные Штаты 48219
• Авторов:
• Дата публикации: 1989-9

Информация для СМИ

Предмет / указатель терминов

Информация для подачи

• Регистрационный номер: 00488874
• Тип записи: Публикация
• Номера отчетов / статей: Заглавие №86-S60
• Файлы: TRIS
• Дата создания: 31 октября 1989 г., 00:00

(PDF) АНАЛИЗ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОЛОНН, УСТАНОВЛЕННЫХ ВНУТРИ СТАЛЬНЫХ КОРПУСАХ

Kufa Journal of Engineering (K.J.E) ISSN 2207-5528 Vol. 6, выпуск 1, декабрь 2014 г. Напечатано в Ираке.

142

, а прочность, жесткость и пластичность стального элемента могут быть желательными, поскольку вместе используются характеристики

этих двух элементов.

4. Использование стальной пластины толщиной 3 мм для покрытия железобетонных колонн настоящего исследования

приводит к увеличению прочности на осевое сжатие колонн с покрытием, которые имеют прочность на сжатие цилиндров

, равную 12, 15, 18 и 20 МПа, на 1.15, 1.166, 1.14 и 1.115

соответственно.

5. Использование стальной пластины толщиной 5 мм для покрытия железобетонных колонн настоящего исследования

приводит к увеличению прочности на осевое сжатие колонн с покрытием, которые имеют прочность на сжатие цилиндров

, равную 12, 15, 18 и 20 МПа, на 1.67, 1,7, 3,4 и 1,43

соответственно.

6. Ссылки

[1] Программа ANSYS (версия 11.0), «Программа конечных элементов для статического и динамического анализа

инженерной системы», разработанная и распространяемая ANSYS, Inc., (2011).

[2] CD Comartin, M. Greene и SK Tubbesing, ред., «Землетрясение

Хиого-Кен Нанбу, 17 января 1995 г., предварительный отчет разведки», № 95-04,

Earthquake Engineering Research Институт, фев.1995, Окленд, Калифорния, стр. 116.

[3] Fung, G.G .; Lebeau, R.J .; Klein, E.D .; Бельведер, Дж .; and Goldschmidt, AF,

«Полевое расследование повреждений моста в результате землетрясения в Сан-Фернандо», Технический отчет

, Департамент мостов, Отдел автомобильных дорог, Калифорнийское Управление транспорта

, Сакраменто, Калифорния, 1971, 209 стр.

[4] Дж. Ф. Холл, изд., «Землетрясение в Нортридже 17 января 1994 г., Отчет предварительной разведки

», No.94-01, Исследовательский институт сейсмостойкости, Окленд, Калифорния, 1994, стр.

104.

[5] MJN Priestley, F. Seible, Y. Xiao and R. Verma, «Модернизация стальной оболочки железобетонных мостовых колонн

для повышения прочности на сдвиг», Часть 1,2, ACI

Конструкционные конструкции Журнал, Т.91, 1994.

[6] Национальный институт стандартов и технологий, «Характеристики конструкций во время землетрясения

Лома-Приета 17 октября 1989 г.», Публикация NIST 778, янв.1990.

[7] Сеангатит, С. и Тумронгвут, Дж., «Экспериментальные исследования квадратной стали

RC колонн с выступами при осевом сжатии», Suranaree Journal of Science и

Technology, Vol. 16, № 3, июль-сентябрь 2009 г., стр. 205–220.

[8] Р. С. Октаха, М. Д. Энгельгардт, Дж. О. Джирса и М. Э. Крегер, «Восстановление критических бетонных колонн

с использованием прямоугольных стальных кожухов», ACI Structural

Journal, V.96, 1999.

[9] Р.С. Aboutaha., Доктор медицины Энгельгардт. ,ДЖО. Джирса. и М.Е. Крегер, «Модернизация бетонных колонн

с несоответствующим соединением внахлест с использованием прямоугольных стальных кожухов»,

Earthquake Spectra, V.12, 1996.

[10] Y. Xiao and H. Wu, Retrofit железобетонных колонн с использованием частично усиленных стальных кожухов

», Журнал структурной инженерии, ASCE, V. 129, 2003.

17 Типы колонн, используемых в строительстве | Что такое колонны зданий | Колонка типов | Колонна в строительстве

Колонна — это вертикальный элемент, который передает нагрузки конструкции от балки и плиты на фундамент .Эффективная глубина колонны в три раза превышает ее наименьший поперечный размер. Обычно колонна воспринимает осевые нагрузки при сжатии.

Столбцы являются очень важными компонентами конструкции . Выход из строя колонны приводит к обрушению конструкции. В строительстве используются различных типов колонн .

Как правило, колонны несут осевые нагрузки и поэтому рассчитаны на сжатие. Другие нагрузки, такие как снеговая нагрузка, ветровая нагрузка или другие горизонтальные силы или толчки, могут вызвать изгиб колонн. Колонны должны быть рассчитаны на осевую нагрузку и изгиб.

Колонны обычно изготавливаются из таких материалов, как камень, кирпич, блоки, бетон, сталь и т. Д. , которые обладают хорошей прочностью на сжатие.

Обычно колонны также несут изгибающие моменты вокруг одной или обеих осей поперечного сечения. В этом исследовании будут обсуждаться различные типы колонн, используемых в зданиях или при строительных работах.

Подробнее: 30+ типов кирпичей, используемых в строительстве

• Колонны несут осевые нагрузки и поэтому рассчитаны на усилия сжатия.
• Другие нагрузки, такие как снеговая нагрузка, ветровая нагрузка или другие горизонтальные силы, могут вызвать изгиб конструкции, чтобы предотвратить разрушение или оседание колонн конструкции.
• Мы построим конструкцию небольшого размера из случайной кладки из щебня на определенной высоте, но многоэтажное здание не может быть построено с помощью случайной кладки из щебня, потому что конструкция способна передавать большую нагрузку на основание фундамента.
• Колонна, как правило, предназначена для равномерного распределения сжимающей осевой нагрузки и дополнительных сил, таких как снег, ветер, на фундамент, и она может выдерживать конструкцию даже при землетрясении или любых других силах.

Подробнее: 25+ типов свайных фундаментов и их применение

Различные типы колонн, используемые в строительстве:

A. На основе формы

Обычно используются при строительстве зданий и тяжелых сооружений.

Строить и отливать прямоугольные или квадратные колонны намного проще, чем круглые, из-за легкости опалубки и защиты от разрушения под давлением, пока бетон все еще находится в текучей форме.

Квадратные или прямоугольные лучше и дешевле по стоимости.

2.

Круглые колонны чаще всего используются при сваях и возвышениях зданий в эстетических целях.

В круглой колонне более 4 продольных стальных стержней используются в качестве арматурного стержня, и ее сопротивление изгибу обычно выше, чем у квадратной или прямоугольной колонны.

Помимо зданий, круглые колонны в основном используются в качестве опор мостов из-за хорошей устойчивости к прогибу.

3.

Обычно , L-образная колонна используется в углах ограждающей стены и имеет аналогичные характеристики прямоугольной или квадратной колонны.

Т-образная колонна используется в соответствии с требованиями к конструкции конструкции.Широко используется при строительстве мостов.

Б. По типу армирования

Обычно сооружается из железобетона. Продольная арматура заключена в близко расположенную арматуру стяжек.

Если стяжки разнесены слишком далеко друг от друга, в колонне произойдет разрушение при сдвиге и волочение между стяжками. Подсчитано, что 95% всех колонн в зданиях связаны колоннами.

5.

Когда спиральные колонны армированы близко и равномерно расположенной спиральной арматурой, они также известны как спиральные колонны.

В основном спиральные колонны обеспечивают поддержку в поперечном направлении и предотвращают смещение колонны. Спирально армированные колонны обычно состоят из 6 стержней в качестве продольной арматуры.

6.

Эти колонны состоят из колонны из конструкционной стали или чугуна, залитой бетоном, усиленной как продольной, так и спиральной арматурой.

Композитные колонны широко используются в ферменных конструкциях, чтобы избежать коррозии стали. Этот тип колонны имеет более адекватную прочность с довольно небольшим поперечным сечением, кроме того, чтобы демонстрировать хорошие огнестойкие характеристики.

Подробнее: 11 видов опалубки (опалубки), используемых в строительстве

C. в зависимости от типа загрузки

7.

Если вертикальные осевые нагрузки действуют на центр тяжести поперечного сечения колонны, то она называется осевой нагруженной колонной.

Колонна с осевой нагрузкой используется редко, поскольку совпадение вертикальных нагрузок на центр тяжести секции колонны нецелесообразно.

Внутренняя колонна многоэтажных зданий с симметричными нагрузками от плит перекрытия со всех сторон является примером этого типа колонны.

Ось вертикальных нагрузок не пересекается с C.G. (центр тяжести) поперечного сечения колонны, но скорее действует эксцентрично либо по оси X, либо по оси Y поперечного сечения колонны, тогда это называется одноосной эксцентрично нагруженной колонной.

Колонна с этой системой нагружения, используемая в случае колонн, жестко соединенных балкой только с одной стороны, например, краевых колонн.

Когда вертикальные нагрузки на колонну не совпадают с центром тяжести поперечного сечения колонны и не действуют на оси холста (оси X и Y), то колонна называется двухосной колонной с эксцентрической нагрузкой.

Колонны с двухосной нагрузкой чаще всего используются в угловых колоннах с балками, жестко соединенными под прямым углом в верхней части колонн.Эти типы колонн используются в специальных типах строительства.

D. На основе коэффициента гибкости

10.

Если отношение эффективной длины столбца к наименьшему поперечному размеру меньше 12, столбец называется коротким столбцом. Короткая колонна выходит из строя из-за раздавливания бетона (разрушение при полном сжатии).

11.

Если отношение эффективной длины колонны к наименьшему поперечному размеру превышает 12, она называется длинной колонной.Длинная колонна выходит из строя из-за изгиба или деформации. Длинные столбцы слабее по сравнению с короткими столбцами той же площади поперечного сечения и обычно не предпочтительны.

E. На основе строительных материалов

Колонна, армированная сталью, известна как железобетонная колонна. Эта колонна в основном используется в строительстве. Бетон крепок на сжатие и слаб на растяжение.Поэтому предусмотрена стальная арматура для увеличения ее растягивающей способности.

Колонна, сделанная из стали, известна как стальная колонна. В мире есть огромные тенденции в строительстве стальных конструкций.

Стальная конструкция сравнительно более гибкая, прочная и долговечная, чем бетонная. Существуют различные типы стальных колонн, такие как стальная колонна с Т-образным сечением, которая чаще всего используется в стальных конструкциях.

14

Колонна, сделанная из дерева, известна как деревянная колонна. Деревянные колонны популярны еще в прошлом веке.

Древесина чаще всего встречается в старых зданиях, потому что в то время легко доступны только строительные материалы.

Таймер — прочный и долговечный строительный материал, если с ним правильно обращаться. Приправа для древесины предназначена для удаления влаги из древесины, что придает ей прочность и снижает вес.

15.

Типы кирпичной кладки колонн обычно используются в несущих конструкциях. Он играет жизненно важную роль в поддержании и повышении устойчивости конструкции кладки. Иногда возведение колонн из кирпичной кладки поверх бетонной колонны увеличивает ее эстетический вид. Столбец из кирпичной кладки может иметь разное сечение: круглое, прямоугольное или квадратное, а также эллиптическое.

Блочные колонны строятся из блоков AAC или цементно-бетонных блоков. Блочная колонна имеет меньший вес конструкции по сравнению с бетонной колонной.

Типы колонн, в которых используются камни и щебень, известны как каменные колонны. Их чаще всего используют для повышения эстетического вида дома.

Часто задаваемые вопросы:

Для чего используются колонны в строительстве?

Колонна используется для усиления конструкции и для равномерного распределения сжимающей осевой нагрузки и дополнительных сил, таких как снег, ветер, к фундаменту, и она может выдерживать конструкцию даже при землетрясении или любых других силах.

Как называются прямоугольные колонны?

Квадратная или прямоугольная колонна:
Они обычно используются при строительстве зданий и тяжелых конструкций. Построить и отлить прямоугольные или квадратные колонны намного проще, чем круглые. Квадратные или прямоугольные лучше и дешевле по стоимости.

Что такое пьедестал колонны?

Нижележащая конструкция, предназначенная для восприятия сжимающей нагрузки от опорного элемента i.Колонна обозначена как пьедестал колонны . Он имеет функцию дальнейшей передачи нагрузки на опору.

Типы колонн в гражданском строительстве

Ниже приведены различные типы колонн:
1. Квадратная или прямоугольная колонна
2. Круглая колонна
3. L- и T-образная колонна
4. Связанная колонна
5. Спиральная колонна
6. Составная колонна
7. Колонна с осевой нагрузкой
8. Одноосная эксцентрично нагруженная колонна
9. Двухосная эксцентрично нагруженная колонна
10.Короткая колонна

Конструкция колонны

Колонны несут осевые нагрузки и поэтому рассчитаны на усилия сжатия. Другие нагрузки, такие как снеговая нагрузка, ветровая нагрузка или другие горизонтальные силы, могут вызвать изгиб конструкции, чтобы предотвратить разрушение или оседание колонн конструкции. Колонна, как правило, предназначена для равномерного распределения сжимающей осевой нагрузки и дополнительных сил, таких как снег, ветер, на фундамент, и она может выдерживать конструкцию даже при землетрясении или любых других силах.

Вам также может понравиться:

Расчет железобетонных мостовых колонн на прочность и пластичность.

Абстрактные

Методы проектирования железобетонных мостовых колонн и опоры на прочность и пластичность. Расследования охватывают следующие области. Экспериментальное исследование влияния арматурной стали марка и количество ограничивающей стали на поведение напряженно-деформированного состояния представлен замкнутый бетон.Результаты обсуждаются и сравниваются. с теоретическими моделями. Особое внимание уделяется возможности разрушения ограничивающей стали. Обширное экспериментальное исследование пластичных характеристик представлен ассортимент железобетонных колонн. Колонны были подвергается постоянной осевой нагрузке и циклическим боковым смещениям. В Испытательные образцы включали четыре квадратных колонны с приложенной боковой нагрузкой в направлении диагонали поперечного сечения шесть полых круглых колонн с разным соотношением толщины стенки к диаметру и четыре колонны с поперечная арматура из стали марки 380.Имеющаяся сила и пластичность колонн обсуждается и сравнивается с производительностью колонн, испытанных ранее в Кентерберийском университете, и с теоретические прогнозы с использованием монотонной, а также циклической кривизны момента анализы. Основными переменными для сплошных столбцов было влияние двухосный изгиб, использование поперечной стали марки 380 для удержания, и расстояние между поперечными стержнями вдоль оси колонны. В круглые полые колонны не ограничивались на внутренней стороне трубы стены, а основными переменными были влияние уровня осевой нагрузки и толщина стенки.Значение результатов теста столбца, включая результаты других исследований, для проектирования железобетонных колонн для прочности и пластичности обсуждаются и, при необходимости, используются для откалибровать теоретические модели. В частности, влияние циклических нагрузка на ухудшение прочности железобетонных колонн с подчеркиваются высокие осевые нагрузки. Более реалистичные определения идеала прочность на изгиб, сверхпрочность при изгибе и кривизна текучести предлагаются и вместе с набором критериев для конечного предела состояние, используемое для создания расчетных диаграмм для имеющейся прочности и пластичность железобетонных колонн.Циклический момент-кривизна Для этой цели был использован анализ, включающий циклическое напряжение-деформацию модели для бетона и стали с учетом У колонн с высокими осевыми нагрузками наблюдается циклическое ухудшение прочности. Наконец, представлена ​​рациональная пошаговая процедура проектирования, которая упростит задачу рассмотрения большого количества переменные, участвующие в сейсмическом расчете железобетонных колонн как для прочности, так и для пластичности.

Права

Что такое столбец? 19 Типы колонн

Колонны — важнейший структурный элемент в зданиях. В этой статье мы обсудим определение столбцов. Также здесь представлено краткое описание всех типов столбцов.

Колонны — это вертикальные несущие элементы, воспринимающие в основном осевые сжимающие нагрузки. Этот элемент конструкции используется для передачи нагрузки конструкции на фундамент.В железобетонных зданиях балки, перекрытия и колонны отливают монолитно. Действие изгиба в колонне может создавать растягивающие усилия на части поперечного сечения. Тем не менее, колонны называют элементами сжатия, потому что в их поведении преобладают сжимающие силы.

Бетонные колонны можно условно разделить на три категории: пьедесталы, короткие армированные колонны и длинные армированные колонны. Кроме того, в наши дни колонны можно классифицировать по разным категориям по разному.

Колонны могут быть многих типов в зависимости от нагрузки, длины, связей колонн, связей рам и т. Д. Типы колонн, используемых в строительстве, указаны ниже:

1. На основе нагрузки
   1. Колонны с осевой нагрузкой
   2. Колонны с эксцентрической нагрузкой : Одноосные
   3. Эксцентрично нагруженные колонны: Двухосные
2. На основе связей колонн
   1. Связанные колонны
   2. Спиральные колонны
3. На основе коэффициента гибкости Армированные колонны
   1. Короткие опорные колонны
      Короткие опорные колонны
   2. На основе формы поперечного сечения
      1. Геоматричная форма — прямоугольная, круглая, восьмиугольная, квадратная и т. Д.
      2. L-образная
      3. Т-образная
      4. V-образная
   3. На основе строительных материалов
      1. Железобетонная колонна
      2. Композитная колонна
      3. Сталь, древесина, кирпичная колонна
   4. На основе каркаса
   5. Колонна со связями
   6. Колонна без скреплений
4. Другие типы
   1. Колонна из предварительно напряженного бетона
   2. Греческая и римская колонна

Все эти типы колонн обсуждаются ниже.

Классификация колонны на основе нагрузки

Колонна с осевой нагрузкой

Если сжимающие вертикальные нагрузки действуют вдоль центральной оси колонны, она называется осевой нагруженной колонной. Такой тип колонны без изгиба практически не встречается.

Эксцентрично нагруженная колонна: одноосная

Когда нагрузки действуют на расстоянии « e» от центра тяжести поперечного сечения колонны, колонна называется эксцентрично нагруженной колонной.В одноосной эксцентрично нагруженной колонне это расстояние ‘e’ может быть по оси x или оси y. Эти эксцентрические нагрузки вызывают моменты по оси x или оси y.

Эксцентрично нагруженная колонна: двухосная

В колонне этого типа нагрузки прикладываются в любой точке поперечного сечения, но не по осям. Нагрузки вызывают моменты одновременно по осям x и y.