Расчет колонны жб: Расчет железобетонной колонны — Доктор Лом

Содержание

Расчет железобетонных колонн в программе RFEM по норме ACI 318-14

Расчет железобетонной колонны

Железобетонная квадратная колонна с хомутами, отображаемая на Рисунке 01, будет рассчитана на постоянную и переменную осевую нагрузку размером 135 и 175 фунтов на кв. дюйм, а также на предельную несущую способность и расчетные сочетания нагрузок LRFD по норме ACI 318-14 [1]. Прочность бетона на сжатие f'c равна 4 тысячам фунтов на кв. дюйм, тогда как предел текучести арматурной стали fy достигает величины 60 тысяч фунтов на кв. дюйм. Вообще предполагается, что доля стального армирования в колонне составляет 2%.

Pисунок 01 - Железобетонная колонна - вертикальная проекция

Расчет

Прежде всего, требуется рассчитать размеры сечения. Для квадратной колонны с хомутами определяется в качестве контролируемой силы давление, потому что все ее осевые нагрузки подвержены исключительно сжатию. Согласно таблице 21.2.2 [1], составляет понижающий коэффициент прочности Φ 0,65. При определении максимальной осевой прочности, нужно следовать информации из таблицы 22.4.2.1 [1], на основе которой коэффициент alpha (α) равен 0,80. Теперь можно рассчитать расчетную нагрузку P

u.

Pu = 1.2 (135 k) + 1.6 (175 k)

На основе данных коэффициентов, составляет расчетная нагрузка Pu 442 фунтов на кв. дюйм. Затем осуществляется расчет площади сечения брутто Ag с помощью уравнения 22.4.2.2.

Pu = (Φ) (α) [ 0.85 f’c (Ag - Ast) + fy Ast]

442k = (0.65) (0.80) [0.85 (4 kips) (Ag - 0.02 Ag) + ((60 ksi) (0.02) Ag)]

При решении уравнения для Ag, у нас выходит площадь размером 188 дюймов2. Квадратный корень из A g берется и округляется до определения сечения для 14 '' x 14 '' для данной колонки.

Требуемая стальная арматура

После определения A g , можно рассчитать площадь стальной арматуры A st , используя уравнение 22.

4.2.2, и известное значение A g = 196 используется в 2 и

442k = (0,65) (0,80) [0,85 (4 тысячи фунтов) (196 в 2 - A st ) + ((60 ksi) (A st ))].

Решение для Ast дает значение 3,24 дюймов2. В результате получается количество стержней, необходимых для расчета. В соответствии со статьей 10.7.3.1 [1], должна квадратная колонна с хомутной арматурой иметь не менее четырех стержней. Исходя из данных критериев и требуемой минимальной площади 3,24 в 2 , (8) № 6 Стержни используются для стальной арматуры из Приложения A [1] . Это обеспечивает площадь арматуры снизу.

Ast = 3.52 дюйма2

Выбор хомута

Чтобы определить минимальное значение растягиваемого стержня, Требуется 25.7.2.2 [1] . В предыдущем разделе диалога было выбрано 6 элементов длины, размер которых меньше размера 10 стержней. На основании данной информации и данного раздела, мы выбираем размер 3 для распорок растяжения.

Шаг хомута

Чтобы определить минимальные расстояния растягиваемой стойки, 25.7.2.1 [1] взято в качестве справочного материала. Натяжные стойки, состоящие из деформированных стержней с замкнутыми контурами, должны иметь интервал, соответствующий (а) и (б) в данном разделе.

(a) Чистое расстояние должно быть не менее (4/3) d agg . У данного расчета предполагается, что общий диаметр (dagg) составляет 1,00 дюйм.

smin = (4/3) dagg = (4/3) (1.00 in.) = 1.33 дюйма

(б) расстояние от центра до центра , не должно быть больше , чем минимум 16d б диаметра арматуры в продольном направлении, 48D Ь тяги или минимального размера арматурного стержня.

sMax = Min (16db, 48db, 14 дюймов)

16db = 16 (0.75 дюйма) = 12 дюймов

48db = 48 (0,375 дюйма) = 18 дюймов

Согласно расчетам, минимальный чистый размер хомута равен 1,33 дюйма, а максимальный - 12 дюймам. 2}\;=\;0.01795\;\cdot\;100\;\;=\;1.8\%$ O.K.

Продольное расстояние стержней

Максимальное продольное расстояние стержней можно рассчитать на основе шага защитного слоя и диаметра поперечных и продольных балок.

Максимальное продольное расстояние стержней:

$\frac{14\;\mathrm{in}.\;-\;2\;(1.5\;\mathrm{in}.)\;-\;2\;(0.375\;\mathrm{in}.)\;-\;3\;(0.75\;\mathrm{in}.)}2\;=\;4.00\;\mathrm{in}.$

4 дюйма меньше чем 6 дюймов, требуемых по статье 25.7.2.3 (a) [1]. ОК

Минимальное расстояние между продольными балки может быть рассчитано с помощью 25.2.3 [1], где указано, что минимальное продольное расстояние для колонн должно быть как минимум наибольшим из (а) - (с).

(a) 1,5 дюйма

(b) 1,5 db = 1,5 (0,75 дюйма) = 1,125 дюйма

(c) (4/3) db = (4/3) (1,00 дюйм) = 1,33 дюйма

Соответственно минимальное продольное расстояние стержней составляет 1,50 дюйма.

Длина обработки (L d ) также должна быть рассчитана в соответствии с 25. 4.9.2 [1] . Это соответствует наибольшему расчетному значению (a) или (b).

(a) ${\mathrm L}_{\mathrm{dc}}\;=\;\left(\frac{\displaystyle{\mathrm f}_{\mathrm y}\;\cdot\;{\mathrm\psi}_{\mathrm r}}{\displaystyle50\;\cdot\;\mathrm\lambda\;\cdot\;\sqrt{\mathrm f'\;\cdot\;\mathrm c}}\right)\;\cdot\;{\mathrm d}_{\mathrm b}\;=\;\left(\frac{\displaystyle\left(60,000\;\mathrm{psi}\right)\;\cdot\;\left(1.0\right)}{50\;\cdot\;\left(1.0\right)\;\cdot\;\sqrt{4000\;\mathrm{psi}}}\right)\;\cdot\;\left(0.75\;\mathrm{in}.\right)\;=\;14.23\;\mathrm{in}.$

(b) ${\mathrm L}_{\mathrm{dc}}\;=\;0.0003\;\cdot\;{\mathrm f}_{\mathrm y}\;\cdot\;{\mathrm\psi}_{\mathrm r}\;\cdot\;{\mathrm d}_{\mathrm b}\;=\;0.0003\;\cdot\;(60000\;\mathrm{psi})\;\cdot\;(1.0)\;\cdot\;(0.75\;\mathrm{in}.)\;=\;13.5\;\mathrm{in}.$

В этом примере (a) - большее значение, поэтому L dc = 14,23 дюйма

Со ссылкой на 25.4.10.1 [1] , длина обработки будет умножена на отношение требуемой стальной арматуры к существующей стальной арматуре. 2}\right)\;=\;0.65\;\mathrm{ft}$.

Квадратная железобетонная колонна с поперечной арматурой полностью рассчитана, и сечение показано на рисунке 02 ниже.

Pисунок 02 - Железобетонная колонна - расчет армирования/размеры

Сравнение с программой RFEM

Альтернативой ручному проектированию квадратной колонны с поперечной арматурой является использование дополнительного модуля RF-/CONCRETE стержней и конструкция в соответствии со стандартом ACI 318-14 [1] . Дополнительный модуль определяет требуемую арматуру для устойчивости к нагрузкам на колонну. Кроме того, программа также проектирует предоставленную арматуру, основанную на введенной продольной нагрузке на колонну, с учетом стандартных требований к расстояниям. Пользователь имеет возможность внести небольшие изменения в предоставленный расчет арматуры с помощью таблицы результатов.

Для действующих нагрузок в нашем примере, RF-CONCRETE Members определяет требуемую площадь продольного армирования 1,92 дюйм², а существующую площадь 3,53 дюйм². Длина обработки, рассчитанная в дополнительном модуле, составляет 0,81 фута. Отклонение от рассчитанной выше расчетной длины с помощью аналитических уравнений связано с нелинейными расчетами программы, включая частичный коэффициент надежности γ. Коэффициентом γ является отношение конечных и действующих внутренних сил от RFEM. Длина обработки в RF-CONCRETE-членах определяется путем умножения обратной величины Гамма на длину, определенную по 25.4.9.2 [1] . Дополнительную информацию об этом нелинейном расчете можно найти в файле справки, приведенном ниже для RF-CONCRETE членов. Данная арматура отображена на Рисунке 03.

Pисунок 03 - RF-CONCRETE Members - Подобранная продольная арматура

Данную армированную сдвиговую арматуру для стержня в RF-CONCRETE стержнях рассчитывали с помощью стержней (11) № 3 на расстоянии (-ях) от 12 дюймов Существующее расположение арматуры сдвига показано на рисунке 04.

Pисунок 04 - RF-CONCRETE Members - Подобранная поперечная арматура

Не удается найти страницу | Autodesk Knowledge Network

(* {{l10n_strings. REQUIRED_FIELD}})

{{l10n_strings.CREATE_NEW_COLLECTION}}*

{{l10n_strings.ADD_COLLECTION_DESCRIPTION}}

{{l10n_strings.COLLECTION_DESCRIPTION}} {{addToCollection.description.length}}/500 {{l10n_strings.TAGS}} {{$item}} {{l10n_strings.PRODUCTS}} {{l10n_strings.DRAG_TEXT}}  

{{l10n_strings.DRAG_TEXT_HELP}}

{{l10n_strings. LANGUAGE}} {{$select.selected.display}}

{{article.content_lang.display}}

{{l10n_strings.AUTHOR}}  

{{l10n_strings.AUTHOR_TOOLTIP_TEXT}}

{{$select.selected.display}} {{l10n_strings.CREATE_AND_ADD_TO_COLLECTION_MODAL_BUTTON}} {{l10n_strings.CREATE_A_COLLECTION_ERROR}}

Репозиторий БНТУ.

Расчетная длина колонны l 0 определяется по формуле (п [1])

11 РАСЧЁТ СЖАТЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

11 РАСЧЁТ СЖАТЫХ ЭЛЕМЕНТОВ 11.1 Общие сведения К сжатым элементам относят: колонны; верхние пояса ферм, загруженные по узлам, восходящие раскосы и стойки решетки ферм; элементы оболочек; элементы фундамента;

Подробнее

440 Расчет на продавливание

44 Расчет на продавливание Программа предназначена для расчёта на продавливание плиты воспринимающей нагрузки от колонн прямоугольного или круглого сечения согласно следующим нормам: СНиП. 3.-84* [] СП

Подробнее

База нормативной документации:

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА ВСЕСОЮЗНЫЙ ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ НАУЧНО ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА УТВЕРЖДАЮ Зам. директора института Г.Д. ХАСХАЧИХ 13 мая 1986

Подробнее

РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Томский государственный архитектурно-строительный университет»

Подробнее

520 - Ленточный фундамент

520 - Ленточный фундамент 1 2 Программа предназначена для проектирования ленточного фундамента под колонны согласно следующим нормам: СНиП 2.03.01-84* [1], СП 52-101-2003 [2], СНБ 5. 03.01-02 [3]. Осадка

Подробнее

Расчет элементов стальных конструкций.

Расчет элементов стальных конструкций. План. 1. Расчет элементов металлических конструкций по предельным состояниям. 2. Нормативные и расчетные сопротивления стали 3. Расчет элементов металлических конструкций

Подробнее

436 Подбор поперечной арматуры

436 Подбор поперечной арматуры 1 Программа предназначена для расчета поперечной арматуры, требуемой для обеспечения прочности по наклонным и пространственным сечениям, а также для конструирования хомутов

Подробнее

НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ

СОДЕРЖАНИЕ Введение.. 9 Глава 1. НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ 15 1.1. Классификация нагрузок........ 15 1.2. Комбинации (сочетания) нагрузок..... 17 1.3. Определение расчетных нагрузок. . 18 1.3.1. Постоянные

Подробнее

Предотвращение аварий зданий и сооружений

МЕТОДИКА РАСЧЕТА АРМАТУРЫ ФАП В ИЗГИБАЕМОМ ЖЕЛЕЗОБЕТОННОМ ЭЛЕМЕНТЕ ПРЯМОУГОЛЬНОГО ПРОФИЛЯ С ДВОЙНЫМ АРМИРОВАНИЕМ УДК 6401 Попов Владимир Мирович Доцент кафедры строительных конструкций ФГОУ ВПО "Костромская

Подробнее

467 - Расчетные длины колонн

467 - Расчетные длины колонн 1 2 Программа предназначена для определения расчетных длин произвольно закрепленных стальных и железобетонных колонн переменного сечения, а также для определения усилий в колонне

Подробнее

Вестник КРСУ Том 17. 8

Строительство и архитектура УДК 689841+6240123 НАДЕЖНОСТЬ И ВЕРОЯТНОСТНЫЙ РАСЧЕТ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ Приведен алгоритм нахождения предельной способности элемента и коэффициента армирования железобетонного

Подробнее

200 - Система железобетонных плит

200 - Система железобетонных плит 1 2 Программа предназначена для расчёта системы прямоугольных плит по СНиП 2. 03.01-84* Бетонные и железобетонные конструкции [1], либо по СП 52-101-03 Бетонные и железобетонные

Подробнее

Элементысборного железобетонногокаркаса

Элементысборного железобетонногокаркаса 19 ЖБколонны Нормальныесеченияколонн Назначениеразмеровколонн При назначении размеров нормального сечения колонн учитывают условия опирания на них других элементов

Подробнее

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Казанский Государственный архитектурно-строительный университет Кафедра железобетонных и каменных конструкций

Подробнее

1. Введение 1

1. Введение Данная заметка написана в развитие опубликованной ранее: https://dwg.ru/b/igos/236. В ней ставится задача продемонстрировать более сложные случаи расчета усиления элемента железобетонной конструкции.

Подробнее

Расчеты на прочность

Расчеты на прочность Различают два вида расчетов: проектный (проектировочный) и проверочный (поверочный). Проектирование детали можно вести в следующей последовательности: 1. Составляют расчетную схему

Подробнее

Расчет балки Ultralam

Расчет балки Ultralam Расчетная схема Нагрузки Пролет Тип нагрузки Значение, кг(кг/м.п.) Коэф. надежности γ f Коэф. длительности γ d Привязка Х, м Длина S, м 0 распределенная 350 1 1 - - 0 распределенная

Подробнее

Расчет железобетонных конструкций

Расчет железобетонных конструкций Введен расчет железобетонных конструкций: по СНиП 2.03.01-84 "Бетонные и железобетонные конструкции" по Пособиям к СНиП 2.03.01-84 по СНиП 2.05.03-84 "Мосты и трубы" по

Подробнее

ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ И КАМЕННЫЕ КОНСТРУКЦИИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «БЕЛОРУССКО-РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» Кафедра «Строительные конструкции, здания и сооружения» ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ И КАМЕННЫЕ КОНСТРУКЦИИ Методические

Подробнее

Анкерная система Schöck Dorn тип SLD

Анкерная система Schöck Dorn тип Анкерный стержень Schöck тип Содержание страница Описание изделия 10 Варианты соединений 11 Геометрия анкерных систем Schöck Dorn тип и тип Q 12-13 Расчет температурно-деформационных

Подробнее

Простые виды сопротивления прямых брусьев

Приложение Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Саратовский государственный аграрный университет имени

Подробнее

СП Введение

СП 94. 35800.07 Введение СП 94.35800.07 Настоящий свод правил составлен с целью повышения уровня безопасности людей в зданиях и сооружениях и сохранности материальных ценностей в соответствии с Федеральным

Подробнее

Экзаменационный билет 3

Экзаменационный билет 1 1. Реальный объект и расчетная схема. Силы внешние и внутренние. Метод сечений. Основные виды нагружения бруса. 2. Понятие об усталостной прочности. Экзаменационный билет 2 1. Растяжение

Подробнее

Часть 1 Сопротивление материалов

Часть Сопротивление материалов Рисунок Правило знаков Проверки построения эпюр: Эпюра поперечных сил: Если на балке имеются сосредоточенные силы, то на эпюре, должен быть скачок на величину и по направлению

Подробнее

опалубка, армирование, примеры выполнения чертежей.

Всё на тему конструирования колонн собрано в этом разделе. Информация для удобства разбита по темам и представлена ниже. Выбирайте, читайте, изучайте.

Хочется отдельно сказать о том, что же за зверь такой – конструирование. Расчет выполнить нужно, но не достаточно. Определить габариты конструкции и ее рабочую арматуру не достаточно. Есть еще масса нюансов, которые расчет не выявит. Их нужно просто знать (найти в нормативной литературе) и применить. В принципе, если вы просто возьмете "Руководство по конструированию железобетонных конструкций"  или более современный (но мало отличающийся по сути) справочник Тихонова, и, не особо задумываясь, скурпулезно выполните абсолютно все требования, которые касаются вашей конструкции, вы с задачей справитесь. Я же хотела с помощью цикла статей о конструировании колонн дать понимание сути конструирования:

  • В чем причины многих конструктивных требований и для чего их нужно выполнять.
  • Какие ошибки допускают проектировщики при конструировании колонн.
  • Как пошагово законструировать колонну и ничего при этом не упустить.
  • Какие важные моменты при выполнении чертежей схемы колонн и непосредственно чертежей армирования колонн.
  • Как можно проанализировать арматуру колонн, которая получилась при расчете, понять причины завышенного армирования и устранить их.
  • Почему важно обращать пристальное внимание на изгибающие моменты в колонне.

Хочется сказать, что всё, что вы НЕ покажете на чертежах, строители НЕ сделают в натуре. Это важная мотивация для проектировщика вникать в тонкости конструирования и делать свои чертежи информативными, полными и понятными.

Тема конструирования колонн не закрыта, ее еще дополнять и дополнять. Я буду благодарна вам за комментарии с пожеланиями, что бы вы хотели еще узнать на тему конструирования.

Алгоритм конструирования колонны

После расчета у конструктора на руках оказываются габариты сечения колонны и площадь продольной и поперечной арматуры. В какой последовательности нужно действовать? Рассмотрим конструирование на примере. Понятно, что с опытом конструирования так дотошно выполнять каждый пункт нет необходимости, но в данной статье я хочу изложить все очень подробно.

Подробнее

Определение длины нахлестки арматуры в колоннах

Содержание: 1. Определение длины нахлестки по нормам Украины. 2. Определение длины нахлестки по нормам России. В данной статье мы определим величину нахлестки арматуры для монолитных железобетонных колонн (подробнее см. статью "Алгоритм конструирования колонны").

Подробнее

Как армирование колонны зависит от нагрузки

От чего зависит количество арматуры в колонне? От вертикальной силы N (она передает колонне сжимающие усилия) и от изгибающего момента М, который раскладывается на пару сил, одна из них сжимает грань колонны, другая одновременно растягивает.

Подробнее

Изгибающие моменты в колонне.

Что можно сделать?

Часто при расчете здания мы сталкиваемся с ситуацией, когда в некоторых колоннах значительные изгибающие моменты вызывают сильное увеличение армирования, а то и вообще колонна не проходит по расчету. Что же делать в такой ситуации?

Подробнее

Основные ошибки при конструировании колонн

Давайте разберемся, какие ошибки часто допускаются при конструировании колонн. 1) Малый защитный слой бетона для рабочей арматуры. Если защитный слой мал, арматура со временем может оголиться, и работа колонны будет нарушена. Также величина защитного слоя влияет на огнестойкость колонны, поэтому лучше избегать минимально допустимого защитного слоя. Хотя в то же время, всегда нужно помнить, что при защитном слое более 50 мм следует устанавливать дополнительную конструктивную арматуру против растрескивания.

Подробнее

Пример выполнения схемы колонн с пояснениями

В этой статье я хочу привести разбор схемы расположения колонн. Колонны монолитные железобетонные, схема подобрана такая, чтобы рассмотреть колонны разных сечений – квадратного, прямоугольного и уголкового. Итак, что должно быть на схеме колонн?

Подробнее

Пример выполнения чертежа монолитных железобетонных колонн

В этой статье я хочу привести разбор чертежа, на котором разработаны колонны. Если вас интересует чертеж схемы расположения колонн, прочтите эту статью Пример выполнения схемы колонн с пояснениями. Колонны монолитные железобетонные, разных сечений – квадратного, прямоугольного и уголкового. Итак, что должно быть чертеже?

Подробнее

 

Еще статьи на тему конструирования ЖБК:

 

class="eliadunit"> Добавить комментарий

Армирование монолитной жб колонны - Проектирование и расчет конструкций

Армирование монолитной жб колонны выполнено для 20-ти этажного здания делового центра расположенного в г.Москва.

Конструктивная схема здания – каркасно-связевая с поперечными и продольными несущими монолитными ж.б. диафрагмами и колоннами. 

Офисы располагаются с 1-го по 19-й этажи здания, также имеется многоярусная автостоянка на двух подземных и четырех надземных уровнях.

Монолитные железобетонные конструкции:

  • Стены лифтовых шахт толщиной 250 мм;
  • Монолитные диафрагмы жесткости толщиной 250мм;
  • Несущие колонны, сечением 600х600мм, 500х500мм, 400х400 мм, 600х1200мм;
  • Плиты перекрытий и покрытия монолитные железобетонные с консолями опирающиеся по безбалочной схеме на монолитные колонны. Толщина плит перекрытий и покрытий этажей 220-200мм;
  • фундаментная плита, толщиной 1500 мм.

Пространственная жесткость здания  обеспечивается по связевой схеме совместной работой стен, колонн и дисков перекрытий.

Для расчета принимаем крайнюю колонну Км1­­_10 по оси 405-102. Колонна имеет размеры 600х600.

План расположения несущих элементов каркаса

Суммарные нагрузки на колонну определяются программой ПК «Мономах» автоматически с учетом РСН (Расчетное сочетание нагрузок) в соответствии с расчетной пространственной моделью.

Расчет колонны произведен с помощью программы » Колонна» программного комплекса ПК «Мономах». Расчет производился согласно требований нормативных документов. Также расчет производился как по прочности, так и по раскрытию трещин.

Результат расчета монолитной колонны:

Армирование монолитной жб колонны выполнено отдельными стержнями диаметром 40мм А500С, поперечное армирование стержнями диаметром 10 А240С с шагом 100/200 мм.

Соединения стержней колонны диаметром 40мм выполняется стандартными муфтами с конической резьбой фирмы Ancon.

Армирование монолитной жб колонны первых трех этажей смотрите на чертеже ниже.

Чертеж в формате PDF

Поделиться ссылкой:

Похожее

ВИДЫ, ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА И КОНСТРУИРОВАНИЯ Ж/Б ФЕРМ - ЖБК


Подборка по базе: Медицинская экспертиза и ее виды.pptx, освобождение от уголовной ответственности и ее виды.docx, Реферат физра Нетрадиционные виды питания (вегетарианство, разде, Мукабенова, доклад Виды сложных трансплантатов.docx, 13.05.2021 Тема 4 ПЗ Особенности и порядок уплаты ТП вТП перераб, звучащая речь и ее особенности.pptx, Малахова Виды служебных писем.docx, Причины возникновения несчастных случаев и особенности их рассле, Понятие и виды федерации55.doc, 1 Виды погрузчиков.docx
1   2   3   4   5   6   7   8
10. ВИДЫ, ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА И КОНСТРУИРОВАНИЯ Ж/Б ФЕРМ

Фермы изгот. 18, 24,30 м. По способу изгот.: Цельные и составн. (из двух полуферм).

Типы ферм:

1)Сегментн. ферма с верхним поясом ломан. очертания

2) Арочн. раскосные

3)Арочн. безраск.

4)Полигональн. с парал-ными поясами

5) полиг. с непар. поясами

Высоту ферм всех типов в середине пролета обычно принимают равной 1/7 – 1/9 пролета. Панели верхнего поя­са ферм, за исключением арочных раскосных, проектируют размером 3 м с тем, чтобы нагрузка от плиты покры­тия передавалась в узлы ферм и не возникал местный изгиб. Нижний растянутый пояс ферм всех типов и рас­тянутые раскосы ферм некоторых типов проектируют предварительно напряженными с натяжением арматуры, как правило, на упоры.

Для ферм всех типов уменьшение размеров сечений-и снижение общей массы достигается применением бетонов высоких классов (В30—В50) и установлением высоких процентов армирования сечений поясов.

Ширину сечения верхнего и нижнего поясов ферм из условий удобства изготовления принимают одинаковой. Ширину сечения поясов при шаге ферм 6 м принимают 200—250 мм, а при шаге ферм 12 м—300—350 мм.

Армирование нижнего растянутого пояса должно вы­полняться с соблюдением расстояний в свету между напрягаемыми стержнями, канатами, спаренной проволо­кой, что обеспечивает удобство укладки и уплотнения бе­тонной смеси. Вся растянутая арматура должна охваты­ваться замкнутыми конструктивными хомутами, устанав­ливаемыми с шагом 500 мм.

Верхний сжатый пояс и решетки армируют ненапря­гаемой арматурой в виде сварных каркасов. Растянутые элементы решетки при значительных усилиях выполняют предварительно напряженными.

В узлах железобетонных ферм для надежной переда­чи усилий от одного элемента к другому создают спе­циальные уширения—вуты, позволяющие лучше размес­тить и заанкерить арматуру решетки (рис. XIII.39). Уз­лы армируют окаймляющими цельногнутыми стержнями диаметром 10—18 мм и вертикальными поперечными стержнями диаметром 6—10 мм с шагом 100 мм, объеди­ненными в сварные каркасы. Арматуру элементов решет­ки заводят в узлы, а растянутые стержни усиливают на конце анкерами в виде коротышей, петель, высаженных головок. Надежность заделки проверяют расчетом.

Опорные узлы ферм армируют дополнительной про­дольной ненапрягаемой арматурой и поперечными стерж­нями, обеспечивающими надежность анкеровки растяну­той арматуры нижнего пояса и прочность опорного узла по наклонному сечению. Кроме того, чтобы предотвра­тить появление продольных трещин при отпуске натяже­ния арматуры, ставят специальные поперечные стержни, приваренные к закладным опорным листам, и сетки.

Расчет ферм выполняют на действие постоянных и временных нагрузок—от покрытия, массы фермы, под­весного транспорта. Нагрузки от массы покрытия счита­ются приложенными к узлам верхнего пояса, а нагрузки от подвесного транспорта—к узлам нижнего пояса. В расчетной схеме раскосной фермы при определении усилий принимают шарнирное соединение элементов поя­сов и решетки в узлах. При опреде­лении изгибающих моментов от внеузловой нагрузки верхний пояс рассматривается как неразрезная балка, опорами которой являются узлы.

Арматуру опорного узла фермы на основании иссле­дований можно рассчитывать по схеме рис. Х1П.41,а.

Площадь сечения про­дольной ненапрягаемой арматуры

N – расчетное усилие приопорной панели.

Расчетное суммарное усилие нормальных к оси по­перечных стержней Nω на участке l2 (от грани опоры до внутренней грани опорного узла) разложим на два на­правления: горизонтальное (Nωctgα) и наклонное; здесь α—угол наклона линии АВ, соединяющей точку А у грани опоры с точкой В в примыкании нижней грани сжа­того раскоса к узлу. Из условия прочности в наклонном сечении по линии отрыва АВ

Определяется усилие

Площадь сечения одного поперечного стержня

Nsp – расчетное усилие в продольной напрягаемой арматуре.

Ns – расчетное усилие в продольной ненапрягаемой арматуре.

Прочность опорного узла на изгиб в наклонном се­чении проверяют по линии АС (соединяющей точку А у грани опоры с точкой С у низа сжатой зоны на внутрен­ней грани узла) по условию, что момент внешних сил не должен превышать момента внутренних усилий:

Высота сжатой зоны в наклонном сечении

Арматуру промежуточного узла рассчитывают по схе­ме рис. ХШ.41,6. Из условия прочно­сти по линии отрыва АВС

Площадь сечения одного поперечного стержня:

Окаймляющую арматуру промежуточного узла рас­считывают по условному усилию

11. ВИДЫ, ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА И КОНСТРУИРОВАНИЯ Ж/Б ПЛИТ ПОКРЫТИЯ И ПАНЕЛЕЙ «НА ПРОЛЕТ»

Плиты беспрогонных покрытий представляют собой крупные ребристые панели размером 3x12 и 3X6 м, ко­торые опираются непосредственно на ригели поперечных рам; плиты 1,5X12 и 1,5X6 м используют как доборные элементы, в местах повышенных снеговых отложений у фонарей, в перепадах профиля покрытия. Плиты другого типа — прогонных покрытий значительно меньших размеров (3X0,5 и 1,5X0,5 м) — опираются на железобетон­ные прогоны, которые, в свою очередь, опираются на ри­гели поперечных рам.

Ребристые плиты 3x12 м, принятые в качестве типо­вых, имеют продольные ребра сечением 100X450 мм, поперечные ребра сечением 40X150 мм, полку толщиной 25 мм, уширения в углах — вуты, которыми обеспечива­ется надежность работы в условиях систематического воздействия горизонтальных усилий от торможения мос­товых кранов. Продольные ребра армиру­ют напрягаемой стержневой или канатной арматурой, поперечные ребра и полки — сварными каркасами и сет­ками. Бетон принимают классов В30, В40. Плиты ребри­стые 3Х6 м, также принятые в качестве типовых, имеют продольные и поперечные ребра и армируются напряга­емой арматурой.

Плиты двухконсольные 2Т размерами 3X12 и 3X6 м имеют продольные ребра, расположенные на расстоянии 1,5 м, и консольные свесы полок. Благодаря уменьшению изгибающих моментов в попереч­ном направлении ребер не делают, форма плиты упро­щается. В плитах размером 3X12 м продольные предва­рительно напряженные ребра изготовляют заранее, а за­тем бетонируют полку. Связь ребер с полкой создается устройством выпусков арматуры и сцеплением бетона. Раздельное изготовление плиты позволяет снизить класс бетона полок до В15. Плиты 3x6 м изготовляют как раздельно, так и целиком.

Технические решения крупноразмерных плит 3X18 и 3X24 м, опирающихся на балки пролетом 6 или 12 м, разработаны для покрытий со скатной и малоуклонной кровлей (рис. ХIII.30). Плиты 2Т в этом решении имеют трапециевидные продольные ребра с уклоном верхнего пояса 1:12 и полку переменной толщины (25—60 мм). Плиты крупноразмерные железобетонные сводчатые УЖ С имеют криволинейные продольные ребра с уширениями в нижней и верхней частях, гладкую полку толщиной 40—50 мм в середине пролета, 140—160 мм в тор­це у опор (рис. XIII.31). Плиты ребристые под малоук­лонную кровлю имеют трапециевидные продольные ребра с уклоном верхнего пояса 1:20, 1:30, поперечные ребра с шагом 1000 мм и полку толщиной 25 мм (рис. XIII.32).

12. ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА И КОНСТРУИРОВАНИЯ СПЛОШНЫХ И СКВОЗНЫХ Ж/Б КОЛОНН

При выборе конструкции колонны следует учитывать грузоподъемность мостового крана и высоту здания. Сплошные колонны применяют при кранах гру­зоподъемностью до 30 т и относительно небольшой высо­те здания; сквозные колонны — при кранах грузоподъем­ностью 30 т и больше и высоте здания более 12 м. Раз­меры сечения колонны в надкрановой части назначают с учетом опирания ригелей непосредственно на торец ко­лонны без устройства специальных консолей. Высота сечения принимается: для средних колонн 500 или 600 мм, для крайних колонн 380 или 600 мм; шири­на сечения средних и крайних колонн b = 400...600 мм (большие размеры сечения колонны принимают при ша­ге 12 м). Размеры сечения сплошных колонн в нижней подкрановой части устанавливают преимущественно по несущей способности и из условий достаточной жестко­сти с тем, чтобы при горизонтальных перемещениях колонн в плоскости поперечной рамы не происходило за­клинивания моста крана.

Расстояние между осями распорок принимают (8— 10) h. Распорки размещают так, чтобы размер от уровня пола до низа первой надземной распорки составлял не менее 1,8 м и между ветвями обеспечивался удобный проход. Нижняя распорка располагается ниже уровня пола.

Соединение двухветвенной колонны с фундаментом осуществляют в одном общем стакане или же в двух от­дельных стаканах; во втором соединении объем укла­дываемого на монтаже бетона уменьшается (рис. XIII.10). Кроме того, глубина заделки колонны должна быть проверена из условия достаточной анкеровки продольной рабочей арматуры. Если в одной из ветвей колонны воз­никает растягивающее усилие, соединение колонны с бе­тоном замоноличивания выполняется на шпонках.

Колонны (сплошные и двухветвенные) обычно изго­товляют в виде одного цельного элемента. Членение их на части по высоте для уменьшения веса монтажных элементов связано с затруднениями по устройству сты­ков, а потому осуществляется редко.

13. ПРИНЦЫПЫ РАСЧЕТА Ж/Б МНОГОЭТАЖНЫХ РАМ

Плоские рамы, расположенные с определенным ша­гом и связанные перекрытиями, образуют пространст­венный блок рам с размерами в плане, равными расстоя­нию между температурными швами или наружными сте­нами.

Многоэтажная железобетонная рама статически не­определима, и для ее расчета необходимо предвари­тельно подобрать сечения ригелей и стоек, определить их жесткости или установить отношение жесткостей. Высоту сечения ригеля опре­деляют по формуле

Площадь сечений колонн находят по приближенной формуле

По результатам предварительного подбора сечений производят взаимную увязку сечений ригелей и стоек и округляют их размеры до унифицированных. Момент инерции сечений ригелей и стоек определяют, как для сплошного бетонного сечения. При монолитных перекры­тиях момент инерции ригелей определяют, как для тав­ровых сечений с шириной полки, равной шагу рам.

Усилия от нагрузок

Многоэтажные многопролетные рамы каркасных зданий имеют преимущественно однообразную (регуляр­ную) расчетную схему с равными пролетами или со сред­ним укороченным пролетом на оси симметрии, а также с одинаковой нагрузкой по ярусам (рис. XV.22, а).

На вертикальную нагрузку необходимо рассчитывать три такие одноэтажные рамы: верхнего, среднего и пер­вого этажа. Если число пролетов рамы больше трех, ра­му практически заменяют трехпролетной рамой и полагают изгибающие моменты в средних пролетах много­пролетной рамы такими же, как и в среднем пролете трехпролетной рамы.

При упрощенном способе выравнивания моментов ри­гели многоэтажных и многопролетных рам загружают временной нагрузкой через пролет и постоянной нагруз­кой во всех. пролетах, при этом получают эпюру момен­тов с максимальными моментами в пролетах и на стой­ках, которую принимают в качестве выравненной эпюры моментов (рис. XV.23,г).

Расчет на горизонтальные (ветровые) нагрузки вы­полняют приближенным методом. Распределенную гори­зонтальную нагрузку заменяют сосредоточенными сила­ми, приложенными к узлам рамы (рис. XV.24). Нулевую точку эпюры моментов стоек всех этажей рамы, кроме первого, считают расположенной в середине высоты эта­жа, а в первом этаже при защемлении стоек в фунда­менте — на расстоянии 2/3 высоты от места защемления.


По найденным поперечным силам определяют изгиба­ющие моменты на стойках всех этажей, кроме первого:

Для первого этажа изгибающий момент стойки в верхнем и нижнем сечениях

Расчетные усилия и подбор сечений

На основании эпюр моментов и поперечных сил рамы от различных загружений строят огибающие эпюры М и вычисляют соответствующие им продольные силы N для основных и дополнительных сочетаний нагрузок.

Для расчетных сечений по огибающим эпюрам долж­ны быть найдены значения Ммах и Ммин и соответствую­щие им значения N, а также Nmax и соответствующие им М.

Сечения ригелей и стоек подбирают как для изгибае­мых и сжатых элементов. Если моменты имеют разные знаки, но близки по величине, сечения армируют с симметричной арматурой. Расчетную длину стоек принима­ют в зависимости от условий закрепления в узлах.

Для расчета усилий многоэтажных рам с применени­ем ЭВМ имеются разработанные программы.
14. ПРИНЦИПЫ РАСЧЕТА ДИАФРАГМ И ЯДЕР ЖЕСТКОСТИ

23. ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИЙ И РАСЧЕТА ВЫСОТНЫХ ЗДАНИЙ

1. Конструктивные схемы многоэтажных зданий, их классификация

Конструктивной основой современного многоэтажно­го здания служит пространственная несущая система, состоящая из стержневых и панельных железобетонных элементов. Вертикальными элементами несущей систе­мы могут быть железобетонные колонны, тогда здание называется каркасным, или поставлен­ные друг на друга стеновые панели (блоки), тогда оно называется бескаркасным (панельным или крупно­блочным).

Здания, в которых нижние 1—3 этажа каркасные, а остальные панельные, называются зданиями комбиниро­ванной системы.

Другим видом сочетания каркасной и панельной схем являются здания смешанной системы, в ко­торых вертикальными несущими элементами во всех этажах служат колонны и панельные стены.

Объемно-блочные здания обычно выполняются без каркаса из готовых пространственных элементов — объ­емных блоков, устанавливаемых друг на дру­га. Иногда эти здания строятся с каркасом, тогда объ­емные блоки служат его заполнением и каждый блок несет только собственный вес и временную нагрузку.

В многоэтажных зданиях каркасной системы гори­зонтальные нагрузки воспринимаются обычно системой вертикальных диафрагм— стенок жесткости или ядер жесткости, консольно-защемленных в фундаменте.

Ядром жесткости называется пространст­венная система сопряженных между собой стенок, об­разующая сложный контур (обычно прямоугольник). Ядро может быть сборным и монолитным. Каркас зда­ния рассчитывается в этом случае только на вертикаль­ные нагрузки, что позволяет унифицировать его элемен­ты и обеспечить монотонность конструкции по высоте здания. Такого типа каркасы часто называются связевыми, потому что диафрагмы жесткости работают анало­гично металлическим вертикальным связям.

Синтезом связевого и рамного каркасов является рамно-связевый каркас, в котором горизонтальные и вер­тикальные нагрузки воспринимаются совместно рамами каркаса и стенками (ядрами) жесткости, что облегчает всю систему. Усилия в элементах каркаса распределя­ются по высоте здания гораздо равномернее, чем в рам­ном каркасе, поэтому элементы легче унифицировать. Размещение вертикальных диафрагм в многоэтаж­ных зданиях должно обеспечивать нужную жесткость здания в обоих направлениях, препятствовать кручению в плане и не создавать больших температурных усилий или неравных осевых деформаций ее вертикальных элементов.


1   2   3   4   5   6   7   8

Колонны железобетонные | PSK-SK.ru

Серии 1.823.1-2 вып.1

  Маркировка (пример): 1К 48.3-3.1 (4800*200/200 мм)

  • 1К — назначение колонны (1К – для крайнего ряда, 2К –для среднего ряда с оголовком)
  • 48 — длина колонны в дм
  • 3 — размер поперечного сечения колонны
  • 3 — группа несущей способности колонны
  • 1 — характеристика колонны по закладным деталям
Колонны разработаны для животноводческих, птицеводческих, подсобно-производственных и вспомогательных зданий с одним, двумя и более пролетами. Железобетонные колонны сер.1.823.1-2 вып.1 запроектированы прямоугольного сечения размером 200х200. 300х300. 400х400 и 500х500 мм, длина от 3000 до 9000 мм
КОЛОННЫ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ серия 1.823.1-2 вып.1
Наименование изделия длина ширина высота объем, м³ вес, т БЕЗНАЛИЧНЫЙ РАСЧЕТ С НДС НАЛИЧНЫЙ РАСЧЕТ БЕЗ НДС
1К 33.2-1 3300 200 200 0,14 0,35 2995 2995
1К 48. 3-3.1 4800 300 300 0,3 0,72 5495 5495
1К 81.4-2 8100 400 400 1,32 3,2 23595 23595
2К 81.5-2 4800 300 300 0,5 1,2 10995 10995
2К 81.4-3 8100 400 400 1,35 3,3 31795 31795
3К 57. 5-1 5700 500 500 1,5 3,6 31995 31995
3К 81.5-2 8100 500 500 2,1 5,1 47995 47995
Изготавливаем колонны любого сечения и длины до 12м, Цена по запросу

Джонатан Очшорн — Калькуляторы структурных элементов

Джонатан Очшорн — Калькуляторы структурных элементов Калькуляторы структурных элементов
связаться

Джонатан Очшорн

© 2009 Джонатан Очшорн.



Направления: Сначала выберите метод A, B или C в верхней части калькулятора: метод «A» анализирует прямоугольные (связанные) или круглые (спиральные) железобетонные колонны - то есть рассчитывает вместимость или безопасный расчетная (факторная) нагрузка - заданные размеры, количество и размер арматуры, прочность бетона и предел текучести стали; метод «B» рассчитывает размер и количество арматуры с учетом габаритов брутто и расчетной (факторной) нагрузки; а метод «C» рассчитывает приблизительную общую площадь с учетом расчетной (факторной) нагрузки и соотношения стали.Площадь, определенная в методе «C», затем может быть вставлена ​​в метод «B» для расчета количества и размера арматурных стержней. Этот калькулятор основан на методе расчета прочности ACI 318-08. Коэффициент армирования (площадь стали / общая площадь колонны) должен составлять от 1% до 8%; Анализ колонки (метод «A») также проверяет посадку стержня на основе предположений о размере заполнителя и диаметре стяжки или спирали и при условии покрытия 1–1 / 2 дюйма.

Все методы предполагают, что колонны подвергаются осевой нагрузке , а недостаточно тонкие для продольного изгиба, чтобы снизить допустимую осевую нагрузку.

Нажать кнопку «обновить» .

Более подробные пояснения и примеры можно найти в моем тексте.


Рис. 1. Прямоугольное (слева) и круглое (справа) сечение колонны.


Заявление об ограничении ответственности: Этот калькулятор не предназначен для использования для проектирования реальных конструкций, а только для схематического (предварительного) понимания принципов проектирования конструкций. Для проектирования реальной конструкции следует проконсультироваться с компетентным специалистом.

Впервые опубликовано 19 августа 2009 г. | Последнее обновление: 16 декабря 2013 г. [удалены 3 стержня в качестве выбора для анализа колонны]

Расчет железобетонных колонн согласно ACI 318-14 в RFEM

Анализ бетонной колонны

Железобетонная колонна с квадратными связями спроектирована так, чтобы выдерживать осевую статическую и временную нагрузку 135 и 175 тысяч фунтов соответственно с использованием конструкции ULS и факторных комбинаций нагрузок LRFD в соответствии с ACI 318-14 [1], как показано на рисунке 01 Бетонный материал имеет предел прочности на сжатие f ' c , равный 4 тыс. Фунтов на квадратный дюйм, в то время как арматурная сталь имеет предел текучести f y , равный 60 тыс. Фунтов на квадратный дюйм.Первоначально предполагается, что процент стальной арматуры составляет 2%.

Рисунок 01 - Бетонная колонна - вид на фасаде

Размерный дизайн

Для начала необходимо рассчитать размеры поперечного сечения. Стойка квадратного сечения должна контролироваться на сжатие, так как все осевые нагрузки находятся строго на сжатии. Согласно таблице 21.2.2 [1] коэффициент снижения прочности Φ равен 0,65. При определении максимальной осевой прочности таблица 22.Ссылка на пункт 4.2.1 [1] устанавливает альфа-фактор (α) равным 0,80. Теперь можно рассчитать расчетную нагрузку P и .

P u = 1,2 (135 k) + 1,6 (175 k)

Исходя из этих факторов, P u равно 442 тысячам фунтов. Затем полное поперечное сечение A g может быть рассчитано по формуле. 22.4.2.2.

P u = (Φ) (α) [0,85 f ’ c (A g - A st ) + f y A st ]

442k = (0.65) (0,80) [0,85 (4 тысячи фунтов) (A г - 0,02 A г ) + ((60 тысяч фунтов / кв. Дюйм) (0,02) A г )]

Решая для A г , мы получаем Площадь 188 в 2 . Извлекается квадратный корень из A г и округляется в большую сторону, чтобы получить поперечное сечение 14 x 14 дюймов для колонны.

Требуемая стальная арматура

Теперь, когда A г установлен, площадь стального армирования A st можно вычислить, используя уравнение 22.4.2.2, подставив известное значение A g = 196 в 2 и решив

442k = (0.65) (0,80) [0,85 (4 тысячи фунтов) (196 дюймов 2 - A st ) + ((60 тысяч фунтов на квадратный дюйм) (A st ))]

Решение для A st дает значение 3,24 в 2 . Отсюда можно определить количество стержней, необходимое для проектирования. Согласно разд. 10.7.3.1 [1], квадратный столбец должен иметь не менее четырех стержней. Исходя из этого критерия и минимальной требуемой площади 3,24 в 2 , (8) используется стержень № 6 для стальной арматуры из Приложения A [1]. Это обеспечивает область усиления ниже.

A st = 3,52 дюйма 2

Выбор стяжки

Для определения минимального размера стяжки требуется разд. 25.7.2.2 [1]. В предыдущем разделе мы выбрали продольные стержни № 6, которые меньше стержней № 10. Основываясь на этой информации и разделе, выбираем № 3 для галстуков.

Расстояние между стяжками

Чтобы определить минимальные расстояния между стяжками, см. Разд. 25.7.2.1 [1]. Связи, которые состоят из деформированных стержней с замкнутыми петлями, должны иметь расстояние в соответствии с пунктами (a) и (b) этого раздела.

(a) Расстояние в свету должно быть не менее (4/3) d agg . Для этого расчета мы примем совокупный диаметр (d agg ) 1,00 дюйма

s min = (4/3) d agg = (4/3) (1,00 дюйма) = 1,33 дюйма

(b) Расстояние между центрами не должно превышать минимум 16d b диаметра продольного стержня, 48d b анкерного стержня или наименьшего размера элемента.

с Макс. = Мин. (16d b , 48d b , 14 дюйм.)

16d b = 16 (0,75 дюйма) = 12 дюймов

48d b = 48 (0,375 дюйма) = 18 дюймов

Расчетное минимальное расстояние между стяжками равно 1,33 дюйма и максимальное рассчитанное расстояние между стяжками равно 12 дюймам. Для этой конструкции максимальное расстояние между стяжками составляет 12 дюймов.

Проверка детализации

Теперь можно выполнить проверку детализации для проверки процента армирования. Требуемый процент стали должен составлять от 1% до 8% в соответствии с требованиями ACI 318-14 [1].2} \; = \; 0.01795 \; \ cdot \; 100 \; \; = \; 1.8 \% $ O.K.

Расстояние между продольными стержнями

Максимальный шаг продольных стержней можно рассчитать на основе расстояния в прозрачной крышке и диаметра как стяжных, так и продольных стержней.

Максимальный шаг продольных стержней:

$ \ frac {14 \; \ mathrm {in}. \; - \; 2 \; (1.5 \; \ mathrm {in}.) \; - \; 2 \; ( 0,375 \; \ mathrm {in}.) \; - \; 3 \; (0,75 \; \ mathrm {in}.)} 2 \; = \; 4,00 \; \ mathrm {in}. $

4,00 дюйма менее 6 дюймов, что требуется в соответствии с 25,7.2.3 (а) [1]. ОК.

Минимальный продольный интервал между стержнями может быть рассчитан по ссылке 25.2.3 [1], в которой указано, что минимальное продольное расстояние для колонн должно быть, по крайней мере, наибольшим из значений (a) - (c).

(a) 1,5 дюйма

(b) 1,5 d b = 1,5 (0,75 дюйма) = 1,125 дюйма

(c) (4/3) d b = (4/3) ( 1,00 дюйма) = 1,33 дюйма

Следовательно, минимальное продольное расстояние между стержнями равно 1,50 дюйма.

Длина развертки (L d ) также должна быть рассчитана с учетом 25.4.9.2 [1]. Это будет равно наибольшему из вычисленных ниже значений (a) или (b).

(a) $ {\ mathrm L} _ {\ mathrm {dc}} \; = \; \ left (\ frac {\ displaystyle {\ mathrm f} _ {\ mathrm y} \; \ cdot \; { \ mathrm \ psi} _ {\ mathrm r}} {\ displaystyle50 \; \ cdot \; \ mathrm \ lambda \; \ cdot \; \ sqrt {\ mathrm f '\; \ cdot \; \ mathrm c}} \ справа) \; \ cdot \; {\ mathrm d} _ {\ mathrm b} \; = \; \ left (\ frac {\ displaystyle \ left (60,000 \; \ mathrm {psi} \ right) \; \ cdot \; \ left (1.0 \ right)} {50 \; \ cdot \; \ left (1.0 \ right) \; \ cdot \; \ sqrt {4000 \; \ mathrm {psi}}} \ right) \; \ cdot \; \ left (0.75 \; \ mathrm {in}. \ Right) \; = \; 14.23 \; \ mathrm {in}. $

(b) $ {\ mathrm L} _ {\ mathrm {dc}} \; = \ ; 0.0003 \; \ cdot \; {\ mathrm f} _ {\ mathrm y} \; \ cdot \; {\ mathrm \ psi} _ {\ mathrm r} \; \ cdot \; {\ mathrm d} _ { \ mathrm b} \; = \; 0,0003 \; \ cdot \; (60000 \; \ mathrm {psi}) \; \ cdot \; (1.0) \; \ cdot \; (0,75 \; \ mathrm {in} .) \; = \; 13.5 \; \ mathrm {in}. $

В этом примере (a) - большее значение, поэтому L dc = 14,23 дюйма

Ссылаясь на 25.4.10.1 [1], Длина разработки умножается на отношение требуемой стальной арматуры к предоставленной стальной арматуре.2} \ right) \; = \; 0.65 \; \ mathrm {ft} $.

Усиленная квадратная анкерная колонна полностью спроектирована, ее поперечное сечение можно увидеть ниже на Рисунке 02.

Рисунок 02 - Железобетонная колонна - Расчет / размеры арматуры

Сравнение с RFEM

Альтернативой проектированию квадратной стяжки вручную является использование дополнительного модуля RF-CONCRETE Members и выполнение проектирования в соответствии с ACI 318-14 [1].Модуль определит необходимое армирование, чтобы противостоять приложенным нагрузкам на колонну. Кроме того, программа также спроектирует предоставленную арматуру на основе заданных осевых нагрузок на колонну с учетом требований стандарта по расстоянию. Пользователь может внести небольшие изменения в предоставленную схему армирования в таблице результатов.

На основе приложенных нагрузок для этого примера компания RF-CONCRETE Members определила требуемую площадь продольной арматуры стержня равной 1.92 в 2 и обеспеченная площадь 3,53 в 2 . Длина развертки, рассчитанная в дополнительном модуле, равна 0,81 фута. Расхождение по сравнению с длиной развертки, рассчитанной выше с помощью аналитических уравнений, связано с нелинейными расчетами программы, включая частный коэффициент γ. Коэффициент γ - это отношение предельных и действующих внутренних сил, взятое из RFEM. Длина развертки в RF-CONCRETE Members находится путем умножения обратного значения гаммы на длину, определяемую из 25.4.9.2 [1]. Более подробную информацию об этом нелинейном расчете можно найти в файле справки RF-CONCRETE Members, ссылка на который приведена ниже. Это армирование можно предварительно просмотреть на Рисунке 03.

Рисунок 03 - Стержни RF-CONCRETE - Предусмотренная продольная арматура

Предусмотренная поперечная арматура для элемента в RF-CONCRETE Members была рассчитана как (11) стержни № 3 с шагом (ями) 12 дюймов. Предоставленная компоновка поперечной арматуры показана ниже на Рисунке 04.

Рисунок 04 - Стержни RF-CONCRETE - Предусмотренное армирование на сдвиг

Расчет бетона в опорах, колоннах и балках ПКК

🕑 Время чтения: 1 минута

Измерение железобетонных работ, таких как фундамент, колонны, балки, опоры плит, необходимы для расчета фактической стоимости строительства и оплаты подрядчику. В этой статье представлены рекомендации по измерению, включая формулы для расчета количества различных железобетонных работ.

Обмер железобетонных работ:
  1. Величины можно округлить до двух ближайших десятичных знаков.
  2. Бетон в элементах конструкции, таких как колонны, балки и плиты, следует измерять отдельно.
  3. Вычеты не производятся по:
  • Проем до 0,1 м 2
  • Объем, занимаемый арматурой.
  • Объем, занимаемый трубами, трубопроводами, оболочкой и т. Д., Не более 100 см. 2 каждая в поперечном сечении.
  • Формы, отливки, фаски, растяжки, закругленные или закрытые углы, выступы, канавки и пазы до 10 см в обхвате.

Измерение бетона в опорах: Объем бетона = L x B x D для прямоугольной и квадратной основы. Для трапециевидной опоры объем бетона рассчитывается в двух частях. Нижняя прямоугольная часть рассчитывается отдельно, а трапециевидный объем рассчитывается отдельно. Прямоугольный объем = L x B x D Объем трапеции V = H / 3 (A1 + A2 + SQRT (A1 + A2)) Где A1 и A2 - площадь верхнего и нижнего прямоугольников, H - глубина основания.Общий объем = прямоугольный объем + трапециевидный объем Где V = объем; h = высота;

Измерение бетона в колоннах Колонны должны измеряться от верха основания колонны до нижней стороны плиты первого этажа, а затем от верха плиты перекрытия до нижней стороны плиты перекрытия выше. В случае колонн для плоских плит, развальцовка колонны должна быть включена в колонку для измерения.

Измерение бетона в балках Балки должны измеряться от лицевой стороны к лицевой стороне колонн и должны включать задние части, если таковые имеются, между колоннами и балками.Глубина балок должна измеряться от низа плиты до низа балки, за исключением случая перевернутой балки, когда она должна измеряться от верха плиты до верха балки.

Измерение бетона в пьедесталах Пьедесталы измеряются от верха основания до верха / низа балки цоколя в зависимости от условий на месте. При измерении до низа цокольной балки, тогда колонна первого этажа может быть измерена от низа цокольной балки до нижней стороны плиты. Высота пьедестала может быть достигнута с уровня опоры и балки цоколя.Высота также должна быть сверена с сайтом.

Упрощенная процедура проектирования железобетонных колонн на основе концепции эквивалентной колонны | Международный журнал бетонных конструкций и материалов

Представлены и подробно описаны результаты испытаний концентрически нагруженной колонны, а также эксцентрично нагруженной колонны под действием различных комбинаций концевых эксцентриситетов. В общем, все эксцентрично нагруженные колонны выдерживали предельные нагрузки ниже, чем выдерживаемые концентрически нагруженными колоннами.Кроме того, окончательное снижение нагрузки для столбцов, изогнутых в режимах одинарной кривизны, было выше, чем у столбцов с такими же концевыми эксцентриситетами, но изогнутых в режимах двойной кривизны. Краткое изложение результатов испытаний приведено в таблице 2 и дополнительно представлено, включая виды отказов, деформированные формы, предельную нагрузку и развитую нормальную деформацию продольных стержней в среднем сечении.

Таблица 2 Результаты экспериментов.

Виды разрушения

Разрушение осевой нагруженной колонны C-0-0 было внезапным разрушением при сжатии, так как после того, как продольные стальные стержни уступили место 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 стали появляться очень близко к предельной нагрузке вблизи среднего сечения. С другой стороны, увеличение конечного 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 отказавшие столбцы группы № 1.

Рис. 4

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.

Рис. 5

Окончательные виды отказов для всех столбцов 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 около концевой опоры более высокого концевого эксцентриситета при изгибном режиме отказа.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.

Рис. 6

Виды окончательного отказа для всех колонн группы №3.

Рис. 7

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 рисунках 8а, б показаны деформированные формы 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 примерно 0,03 b . 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 боковой деформации примерно на 0.05 b по сравнению с колонной с осевой нагрузкой (C-0-0). Увеличение концевого эксцентриситета до 30 мм (S-3-3) привело к увеличению боковой деформации примерно на 0,06 b . 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, как показано на рис.8а. Что касается случая неравных концевых эксцентриситетов, максимальное значение для измеренной боковой деформации было смещением к концу, имеющему больший концевой эксцентриситет, как показано на фиг. 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.

Рис. 8

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 показаны отношения между вертикальной нагрузкой и развитым боковым прогибом в средней части для всех колонн группы №1. Можно отметить, что увеличение коэффициента эксцентриситета концов привело к снижению предельной грузоподъемности и увеличению соответствующего бокового отклонения. 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.

Рис. 9

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.

Ultimate Capacity

В таблице 2 приведены предельные длительные нагрузки для всех колонн. Можно отметить, что наибольшую предельную производительность продемонстрировала концентрически загруженная колонна C-0-0, в то время как наименьшая предельная емкость была достигнута колонной S-5-5, имеющей режим одинарной кривизны и равные концевые эксцентриситеты 0,5 b , ​​поскольку ожидал. Колонна S-5-5 выдерживала только 25% соответствующей мощности концентрически загруженной колонны C-0-0. Это означает, что с дальнейшим эксцентриситетом конца колонна значительно снизит свою нормальную пропускную способность.{{- 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 изгиба колонны 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.

Рис. 10

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).

Рис. 11

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

Развитая нормальная деформация продольных стержней на средней высоте профиля

Несмотря на то, что максимальное напряженное сечение не было одинаковым для всех испытанных колонн в зависимости от комбинаций концевых эксцентриситетов, развитые нормальные деформации на продольных стержнях были измерены в середине -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 на основе значения концевого эксцентриситета, а также режима кривизны может возникнуть деформация растяжения.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 эксцентриситетов концов. 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 поперечному 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, имеющих неравные концевые эксцентриситеты 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 средней высоте сечения. 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.

Эквивалентный столбец

Взаимосвязь между эквивалентным столбцом с штифтовым концом, H * , а конечный эксцентриситет указан 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 штифта определяется ниже, см. рис. 12а.

Рис. 12

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 стержня определяется следующим образом, см. Рис. 12б.

$$ e_2 = 50 \; {\ text {mm}}, \, e_1 = 30 \; {\ text {mm}} $$

$$ e_ {o} = \ frac {{\ varepsilon_ {cu} + \ varepsilon_ {y}}} {b - c} \ times \ frac {{H ^ {* 2}}} {{\ pi ^ { 2}}} = 0.{*}}}} \ right) = 50 \ to (2) $$

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

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 подтверждено экспериментальным результатом такой колонны (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 эксцентриситетов 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).

Рис. 13

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 штифтовым 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 колонны с и 1 = 5 мм и e 2 = 20 мм, эквивалентная длина столбца будет в 1,58 раза больше исходной длины столбца. С другой стороны, для колонки с и 1 = 30 мм и e 2 = 50 мм, эквивалентная длина столбца будет в 1,42 раза больше исходной длины 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, тогда колонна небезопасна, и конкретные размеры поперечного сечения должны быть увеличены.

  5. 5.

    Если действующая нагрузка меньше критической нагрузки при продольном изгибе, 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.

Реализация предложенной процедуры

Рассматривается колонна с неподвижным концом с подкосами, подверженная осевой предельной 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 на изгиб 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 предлагаемой 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.

Оценка существующих железобетонных колонн

% PDF-1.4 % 1 0 объект > эндобдж 2 0 obj > эндобдж 3 0 obj > эндобдж 4 0 obj > эндобдж 5 0 obj > эндобдж 6 0 obj > эндобдж 7 0 объект > эндобдж 8 0 объект > эндобдж 9 0 объект > эндобдж 10 0 obj [ ноль ] эндобдж 11 0 объект > эндобдж 12 0 объект > эндобдж 13 1 объект > поток 2002-04-02T08: 19: 20-06: 002004-07-12T09: 23: 52-05: 00 Дистиллятор Acrobat 5.0 (Windows) Элвуд, Кеннет; Моель, Дж. Акробат PDFMaker 5.0 для WordEvaluation of Existing железобетонных колонн MTC 6: Структурное проектирование - Плакатные документы MTC 6: Структурное проектирование2002-04-02T08: 19: 20-06: 002004-07-12T09: 23: 52-05: 00 Элвуд, Кеннет; Моеле, Дж. 2004-07-12T09: 23: 52-05: 00

  • Оценка существующих железобетонных колонн
  • MTC 6: Structural Engineering - Poster Papers
  • ЭрикОценка существующих железобетонных колонн MTC 6: Конструктивное проектирование - Постерные доклады конечный поток эндобдж 19 0 объект > эндобдж 20 0 объект > эндобдж 21 0 объект > эндобдж 22 0 объект > эндобдж 23 0 объект > эндобдж 25 0 объект > / PageMode / UseOutlines / AcroForm 26 0 R / StructTreeRoot 27 0 R / PieceInfo> >> / LastModified (D: 20020402081926) / MarkInfo> / Контуры 29 0 R / FICL: Enfocus 21 0 R >> эндобдж 26 0 объект > / Кодировка> >> / DA (/ Helv 0 Tf 0 г) >> эндобдж 27 0 объект > эндобдж 29 0 объект > эндобдж 30 0 объект > эндобдж 31 0 объект > эндобдж 32 0 объект > эндобдж 33 0 объект > эндобдж 34 0 объект > эндобдж 35 0 объект > эндобдж 36 0 объект > эндобдж 37 0 объект > эндобдж 38 0 объект > эндобдж 39 0 объект > эндобдж 40 0 объект > эндобдж 41 0 объект > эндобдж 43 0 объект > эндобдж 47 0 объект > эндобдж 48 0 объект > эндобдж 49 0 объект > эндобдж 50 0 объект > эндобдж 51 0 объект > эндобдж 52 0 объект > эндобдж 55 0 объект > эндобдж 56 0 объект > эндобдж 57 0 объект > эндобдж 60 0 объект > эндобдж 61 0 объект > эндобдж 177 0 объект > эндобдж 178 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text] / ExtGState> >> эндобдж 179 0 объект > эндобдж 180 0 объект > эндобдж 181 0 объект > эндобдж 182 0 объект > эндобдж 183 0 объект > эндобдж 184 0 объект > поток HWrF} W # P% nfUKT6 "л TЩ7NwdoKwOO_ϼ23 ۋ W? F & 3, KR9 / + k'Unn.R: _I6ye \ | gEG 㚖 ZERřMH mA4: {B1.Bu2> Ĥt {R & MAJ & C Z [k # Uiv /% =, + ȼ \ l6ʤ $] V%; r: ~ j * IWYdIV / o.Di "[; r6D ោ IQU! Y ܴ R`7 [ JViZ5d $ y1H 柱,] \ `1QFUPUDV + xcleR 31

    Онлайн-конструкторское проектирование

    Бесплатно
    Вместимость колонны RC (EC2)
    Бесплатно, на ограниченный период, требуется логин

    Расчет несущей способности железобетонной колонны и схема взаимодействия колонн (Еврокод 2)

    метрика EC2 столбец конкретный диаграмма взаимодействия

    Открыть расчетный лист Предварительный просмотр

    Бесплатно
    Вместимость деревянной колонны (EC5)
    Бесплатно, на ограниченный период, требуется логин

    Расчет грузоподъемности деревянных колонн, проверка деревянных элементов (Еврокод 5)

    метрика EC5 столбец древесина изгиб

    Открыть расчетный лист Предварительный просмотр

    Бесплатно
    Нагрузка короткой стойки RC (ACI318)
    Бесплатно, на ограниченный период, требуется логин

    Расчет несущей способности железобетонных колонн и диаграмма взаимодействия колонн (ACI318)

    имперский ACI318 столбец конкретный диаграмма взаимодействия

    Открыть расчетный лист Предварительный просмотр

    Прогнозная модель для расчета эффективных коэффициентов жесткости железобетонных колонн

    Принадлежности Расширять

    Принадлежности

    • 1 Департамент гражданского строительства, Национальный технологический институт Силчар, Ассам 788010, Индия.
    • 2 Департамент гражданского строительства Бирджандского технологического университета, Бирджанд 97175-569, Иран.
    • 3 Факультет инженерии и информационных технологий, Сиднейский технологический университет, Ultimo 2007, Австралия.
    • 4 Департамент гражданской и экологической инженерии, Инчхонский национальный университет, Инчхон 22012, Корея.
    • 5 Инчхонский исследовательский центр по предотвращению стихийных бедствий, Инчхонский национальный университет, Инчхон 22012, Корея.
    Бесплатная статья PMC

    Элемент в буфере обмена

    Сурав Дас и др. Материалы (Базель). .

    Бесплатная статья PMC Показать детали Показать варианты

    Показать варианты

    Формат АннотацияPubMedPMID

    Принадлежности

    • 1 Департамент гражданского строительства, Национальный технологический институт Силчар, Ассам 788010, Индия.
    • 2 Департамент гражданского строительства Бирджандского технологического университета, Бирджанд 97175-569, Иран.
    • 3 Факультет инженерии и информационных технологий, Сиднейский технологический университет, Ultimo 2007, Австралия.
    • 4 Департамент гражданской и экологической инженерии, Инчхонский национальный университет, Инчхон 22012, Корея.
    • 5 Инчхонский исследовательский центр по предотвращению стихийных бедствий, Инчхонский национальный университет, Инчхон 22012, Корея.

    Элемент в буфере обмена

    Полнотекстовые ссылки Опции CiteDisplay

    Показать варианты

    Формат АннотацияPubMedPMID

    Абстрактный

    Нелинейный динамический анализ зданий с железобетонным каркасом (ЖБИ) требует использования эффективной жесткости элементов, чтобы учесть влияние жесткости сечения с трещинами.В нормах и правилах проектирования эффективная жесткость железобетонных секций дается как эмпирическая доля общей жесткости. Однако более точная оценка эффективной жесткости важна, поскольку она влияет на распределение сил и различные требования и параметры реакции в нелинейном динамическом анализе. В этом исследовании метод эволюционных вычислений, называемый программированием экспрессии генов (GEP), использовался для прогнозирования эффективных коэффициентов жесткости колонн RC. Определяющие отношения были получены путем соотнесения эффективного коэффициента жесткости с четырьмя механическими и геометрическими параметрами.Модель была разработана с использованием базы данных из 226 образцов результатов нелинейного динамического анализа, собранных в другом исследовании автора. Последующие параметрический анализ и анализ чувствительности были выполнены, и тенденции результатов были подтверждены. Результаты показывают, что модель GEP обеспечивает точные оценки эффективных коэффициентов жесткости RC-рам.

    Ключевые слова: коэффициент эффективной жесткости; экспериментальные данные; программирование экспрессии генов; дизайн, основанный на характеристиках; железобетонные колонны; единый дизайн, основанный на характеристиках.

    Заявление о конфликте интересов

    Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

    Цифры

    Рисунок 1

    Планы застройки, рассмотренные в…

    Рисунок 1

    Планы зданий, рассмотренные в исследовании ( a ) План I ( b…

    фигура 1

    Планы зданий, рассмотренные в исследовании ( a ) План I ( b ) План II.

    Рисунок 2

    Блок-схема скорректированной на основе Феррейры…

    Рисунок 2

    Блок-схема алгоритма скорректированного программирования экспрессии генов (GEP) на основе Феррейры.

    фигура 2

    Блок-схема алгоритма скорректированного программирования экспрессии генов (GEP) на основе Феррейры.

    Рисунок 3

    Расчетная эффективная жесткость в сравнении с целевой…

    Рисунок 3

    Расчетное отношение эффективной жесткости железобетонных (ЖБ) колонн к расчетному с использованием…

    Рисунок 3

    Прогнозируемое и целевое соотношение эффективной жесткости железобетонных колонн с использованием модели GEP ( a ) r x , ​​( b ) r y .

    Рисунок 4

    Коэффициент эффективной жесткости RC…

    Рисунок 4

    Эффективный коэффициент жесткости параметрического анализа сечений железобетонных колонн в модели на основе GEP;…

    Рисунок 4

    Эффективный коэффициент жесткости ЖБ секций колонны параметрический анализ в модели на основе GEP; ( a ) r x ( b ) r y .

    Похожие статьи

    • Экспериментальное поведение железобетонных колонн с трещинами, усиленных железобетонными покрытиями.

      Мохамед Сайед А., Мохамед Рашван М., Эмад Хельми М. Мохамед Сайед А. и др. Материалы (Базель). 2020 24 июня; 13 (12): 2832. DOI: 10.3390 / ma13122832. Материалы (Базель).2020. PMID: 32599817 Бесплатная статья PMC.

    • Профиль профиля прочности FRP-железобетонных конструкций: анализ производительности с помощью анализа методом конечных элементов и эмпирического моделирования.

      Раза А, Шах САР, Альхазми Х., Абрар М., Раззак С. Раза А. и др. Полимеры (Базель). 2021 г., 13 апреля; 13 (8): 1265. DOI: 10.3390 / polym13081265. Полимеры (Базель).2021 г. PMID: 33924677 Бесплатная статья PMC.

    • Динамическое и статическое поведение пустотелых FRP-бетон-сталь и железобетонных мостовых колонн при столкновении транспортных средств.

      Абделькарим О.И., Эль-Гавади М.А. Абделькарим О.И. и др. Полимеры (Базель). 2016 13 декабря; 8 (12): 432. DOI: 10.3390 / polym8120432. Полимеры (Базель). 2016 г. PMID: 30974709 Бесплатная статья PMC.

    • Прогнозирование предельной деформации прямоугольных железобетонных колонн, заключенных в армированные волокном полимеры, при циклическом осевом сжатии.

      Фанараделли Т.Д., Русакис ТК. Фанараделли Т.Д. и др. Полимеры (Базель). 2020 15 ноября; 12 (11): 2691. DOI: 10.3390 / polym12112691. Полимеры (Базель). 2020. PMID: 33203144 Бесплатная статья PMC.

    • Оценка стандартов и кодов, посвященных ограничению CFRP колонн RC.

      Кезеберг С., Мессерер Д., Хольшемахер К. Kaeseberg S, et al. Материалы (Базель). 26 июля 2019; 12 (15): 2390. DOI: 10.3390 / ma12152390. Материалы (Базель). 2019. PMID: 31357495 Бесплатная статья PMC. Рассмотрение.

    Рекомендации

      1. Пристли М.Дж.Мифы и неудачи в сейсмологической инженерии, повторное посещение. Школа роз; Павия, Италия: 2003. Девятая лекция Маллета Милна.
      1. Alnajmi L., Abed F. Оценка стержней FRP при сжатии и их характеристик в колоннах RC. Материалы. 2020; 13: 4541. DOI: 10.3390 / ma13204541. - DOI - ЧВК - PubMed
      1. Хасгуль У.Исследование параметров, влияющих на эквивалентную кривизну текучести железобетонных колонн. Материалы. 2020; 13: 1594. DOI: 10.3390 / ma13071594. - DOI - ЧВК - PubMed
      1. Кезеберг С., Мессерер Д., Хольшемахер К. Оценка стандартов и кодексов, посвященных ограничению содержания углепластика в RC-колоннах. Материалы. 2019; 12: 2390. DOI: 10.3390 / ma12152390. - DOI - ЧВК - PubMed
      1. Сайед А.М., Рашван М.М., Хелми М.Э. Экспериментальное поведение железобетонных колонн с трещинами, усиленных железобетонной оболочкой. Материалы. 2020; 13: 2832. DOI: 10.3390 / ma13122832. - DOI - ЧВК - PubMed

    Показать все 37 ссылок

    LinkOut - дополнительные ресурсы

    • Источники полных текстов

    • Другие источники литературы

    .