Design von Verbundelementen gemäß AS2327: 2017

In diesem Artikel, Wir werden Sie vor der Veröffentlichung unserer neuen Composite Design Software durch verschiedene Aspekte unseres Composite Design Modules führen – eine umfassende Lösung für die Analyse und Bemessung von Verbundstützen und Deckensystemen.

Das Modul ist in der Lage, Entwurfsberechnungen für Verbundstützen durchzuführen, Balken, und Platte gemäß AS2327:2017. Das Modul kann als eigenständige Anwendung oder nach Durchführung der Analyse als integrierte Plattform verwendet werden Strukturelles 3D.

Eigenschaften des Moduls:

• Gestaltung von Säulen, Balken und Platten unter EINZELDACH gemäß Stärke (ULS) & Kriterien der Gebrauchstauglichkeit (SLS)
• Mehrere Träger und Stützen können in einem einzigen Durchlauf gehandhabt und konstruiert werden
• Das Design unterstützt mehrere Arten von Trägern und Stützen
• Der Zusammenhang zwischen dem Widerstandsmoment eines Balkens und dem Schubverbundgrad kann bei Verbundträgern sowohl für den Voll- als auch für den Teilschubverbundgrad grafisch ausgewertet werden
• Interaktionsdiagramme, die im Fall von Stützen als Teil der Momentenkapazitätsberechnungen dargestellt werden
• Möglichkeit, den Beitrag der Platte in Momenten- und Schertragfähigkeitsberechnungen in der Anfangs- und Verbundphase einzubeziehen oder auszuschließen
• Verschiedene Ausrichtungen der Deckprofile reichen von 0 zu 90 kann je nach Deckhersteller ausprobiert werden’ Spezifikationen
• Benutzer können auch die Auswirkungen auf die Momentenkapazität überprüfen, indem sie verschiedene Platzierungspositionen in Bezug auf die Flanscheinbettung in eine Betonplatte einführen.
• Gebrauchstauglichkeitsprüfungen für kurzzeitige sowie langfristige Belastungsbedingungen, einschließlich Kriechen und Schwinden
• Die Kriechzeit kann gemäß der Benutzereingabe sein und die Durchbiegungsberechnungen können zu verschiedenen Lebensdauern des Elements ausgewertet werden
• Längs- und Querschubnachweise für Stützen und Träger
• Kombinierte Moment- und Schubwechselwirkungsnachweise für Stützen und Balken
• Abdeckung der Datenbank australischer Stahlrohre und I-Shape-Profile
• Verschiedene Umgebungsbedingungen, z. trocken, Innere

Zusammengesetzte Säulen:

Verbundstützen sind Stahlstützen, deren Festigkeit durch Umhüllung/Füllung mit Stahlbeton erhöht wurde. Sie haben eine nachgewiesene Erdbebensicherheit gegenüber gewöhnlichen Stützen.

Die Modulabdeckungen 3 Arten von Verbundstützenkonstruktionen, nämlich. Eingeschlossen, Mit Beton gefülltes quadratisches/rechteckiges Hohlrohr und mit Beton gefülltes kreisförmiges Hohlrohr

Typ 1: Ich forme Eingehüllt in Beton

 

Typ 2:Quadratisches, hohles, mit Beton gefülltes Rohr (SHCFT)

 

Typ-3:Kreisförmiges, hohles, mit Beton gefülltes Rohr (CHCFT)

• Mit Beton gefüllte Stahlrohrsäulen verhindern effektiv das lokale Einwärtsknicken des Stahlrohrs, was zu einer höheren lokalen Knickfestigkeit führt als höhere hohle Stahlrohrsäulen. Der seitliche Druck in Stahlrohren bewirkt eine Begrenzungswirkung im Beton, wodurch die Festigkeit und Duktilität erhöht werden.
• Stahlbeitragsfaktor (Kl. 4.1.1.5)wird als Erstes ausgewertet, mit dem festgestellt werden kann, ob die Stütze mit den gegebenen Eingaben als Verbund- oder nur Beton oder nur als Stahl fungieren wird.
• Das Programm bemisst die Stütze automatisch als Verbundstütze, wenn der Stahlbeitragsfaktor im Bereich von liegt 0.2 zu 0.9.
• Die endgültigen Festigkeitsprüfungen der Konstruktion umfassten Folgendes:
  • Axiale Belastbarkeit-Querschnittsfestigkeit (Kl. 4.1.2)
  • Axiale Tragfähigkeit-Elementwiderstand (Kl. 4.1.3)
  • Kombiniertes Biegen/Axial (Kl. 4.1.2.4)
  • Kombinierte axiale plus einachsige Biegung (Kl. 4.2.2)
  • Kombiniertes axiales plus biaxiales Biegen (Kl. 4.2.3)
  • Längsschernachweis (Kl. 4.1.2) & EN1994-1-1:2004
  • Querschernachweis (Kl. 4.1.2)
• Die Auswirkung des örtlichen Beulens wird gemäß Cl. 4.1.1.6 zum SHCFT & RHCFT
• Die Detailvorschriften werden durch die Darstellung der Berechnungen der Mindestbewehrung ergänzt, der erforderliche Mindestabstand, und Stabdurchmesser für Längs- und Schubbewehrung nach Abschnitt 4.3
• Die Momententragfähigkeitsberechnungen sind sowohl für die linear-elastische Analyse 1. Ordnung als auch für die linear-elastische Analyse 2. Ordnung verfügbar. Die detaillierte Schritt-für-Schritt-Rechnung und das Wechselwirkungsdiagramm zur Analyse zweiter Ordnung nach Cl. 4.5 als Ausgabe erhalten werden.
• Mitglied Unvollkommenheiten, wirksame Biegesteifigkeit (NEIN)_eff,II, Reduzierung der Momententragfähigkeit durch Schlankheits-/Knickeffekte, etc. werden in der Analyse zweiter Ordnung berücksichtigt.

Typisches Interaktionsdiagramm für Spalte

• Das Programm wertet die Momententragfähigkeit sowohl für die Haupt- als auch für die Nebenachse der Stütze aus und stellt die Ergebnisse in Form eines Interaktionsdiagramms dar.
• Das obige Bild zeigt die Wechselwirkungskurve für Verbundstützen, die einer kombinierten Normalkraft und Biegung ausgesetzt sind. Zur Vereinfachung, die Kurve wird durch ein polygonales Diagramm ersetzt, das durch bestimmte kritische Punkte definiert wird. Diese VIER Kritische Punkte auf dem Interaktionsdiagramm werden unten definiert und erläutert.
  • Punkt A: Axialkraft nur N_A = N_UNS
  • Punkt B: Nur Biegemoment =M_pl
  • Punkt C:N._c = A_cf_CD, M._c = M_pl
  • Punkt D: N._D. = 0,5N_C., M._D. = M_max
• Es folgt die Beispielausgabe für ein Interaktionsdiagramm, das Kurven sowohl für die Abschnittskapazität als auch für die Elementkapazität für den Versuchssäulenabschnitt basierend auf Abschnitt 4.2 zeigt

Interaktionsdiagramm für Stütze, das mit dem Composite Design-Modul erstellt wurde

Verbundbalken:

Verbundträger sind warmgewalzte Profile, die im Verbund mit der Platte wirken. Die Verbundinteraktion wird durch die Befestigung von Verbundankern erreicht, die an den oberen Flansch des Stahlträgers geschweißt sind. Die Verbundanker stellen die längskraftschlüssige Verbindung zwischen Betonplatte und Träger her.

Das SkyCiv Composite Design Module deckt ab 2 Grundtypen von Trägern, nämlich. mit Metalldeck und ohne Metalldeck:

Träger mit massiver Platte (ohne Metalldeck)

Balken mit Metalldeck

Benutzer können auch die verschiedenen Arten von Deckprofilen auswählen, nämlich. Trog öffnen, Wiedereintretende und abgeschnittene Pfanne gemäß Anforderung. Siehe unten:

Träger mit offenem Metallboden in Trogausführung

Balken mit geclipptem Metalldeck in Pfannenform

Träger mit einspringendem Metalldeck

Benutzer können jede gewünschte Ausrichtung für das Terrassenprofil angeben, d. h. der Winkel, der von den Decksrippen mit der Spannweite des Trägers gebildet wird, wie unten angegeben. Er ist eine wichtige Überlegung für die Konstruktion von Verbundträgern als Orientierungswinkel (θ) bestimmt den Beitrag des Betons im schraffierten Bereich zur Schätzung der effektiven Tiefe der Platte. Letzten Endes, Die Berechnung des Widerstandsmoments wird durch den Deckausrichtungswinkel bestimmt. Wenn der Ausrichtungswinkel im Bereich von 0 liegt<θ<15, das Widerstandsmoment wird basierend auf der Gesamtdicke des Betons berechnet, d.h. Beton im Rippenbereich wird bei der Berechnung berücksichtigt. Wenn der Orientierungswinkel im Bereich von 15<θ<90, der Beton im Rippenbereich (schattierter Bereich, wie im Bild unten gezeigt) wird bei den Berechnungen ignoriert.

Ausrichtungswinkel des Decks θ

• Der Stahlträger wird auf Schlankheit geprüft. Das Programm kann die Verbundkonstruktionsberechnungen sowohl für COMPACT- als auch für NON-COMPACT-Stahlprofile bereitstellen. So, die Reduzierung des „nicht-kompakten’ Elemente werden vom Programm nach der Abschnittseinteilung automatisch berücksichtigt.
• Zwei Arten von Kopfbolzen werden im Modul unterstützt, nämlich. Kopfbolzen und Konstruktionsschrauben
• Der Benutzer hat die Wahl, die von der Platte zusammen mit dem Balken gebotene Scherfestigkeit einzubeziehen/auszuschließen.
• Der Beitrag der Platte zum Querkraftnachweis ist optional und wird nach Wahl des Benutzers berücksichtigt.
• Ultimative Designstärke (ULS) Schecks bestehend aus den folgenden:
  • Abschnittsklassifizierung (Kunststoff/Kompakt/Schmal): Cl.3.4.3
  • Bemessungsmomenttragfähigkeit für Voll- und Teilscheranschluss: Kl. 3.5.4
  • Vertikale Scherkapazität der Platte, Stahlträger: Kl. 3.5.5
  • Längsscherkapazität: Kl. 3.6.3
  • Design von Schubverbindern: Kl. 3.6 & Kl. 3.5.8
  • Ausführungsbestimmungen für Verbundanker: Kl. 3.6.4
  • Kombinierte Wechselwirkungsprüfung für Moment und Schub: Kl. 3.5.6
• Design der Wartungsfreundlichkeit (SLS) Schecks bestehend aus den folgenden:
  • Berechnung der Schwinddehnung im Beton für eine gegebene Umgebungsbedingung und für ein vom Benutzer festgelegtes Alter des Betons von 1 Jahr zu 30 Jahre: Cl.3.1.7, AS3600-2018
  • nur kurzzeitige Durchbiegung des Stahlträgers (Bauphase): Kl. 3.10.3
  • Kurzzeitdurchbiegung eines Verbundträgers unter Kurzzeitbelastung für gerissene und ungerissene Profile: Kl. 3.10.3
  • Durchbiegung durch Kriechen: Kl. 3.10.3.3
  • Langzeitdurchbiegung durch Schrumpfung: Kl. 3.10.3.4
• Die Ausgabe dieses Programms liefert die Interaktion der Momentenkapazität (Mrd) eines Trägers mit unterschiedlich starken Schubverbindungen (b) in einem ähnlichen Format wie in AS2327-Fig-3.5.4.3 vorgeschrieben(B.)

Typische Beziehung zwischen Widerstandsmoment und Grad der Scherverbindung

Widerstandsmoment gegen Grad der Scherverbindung, erhalten vom Modul

Das Modul kann die verschiedenen Positionen der Plastischen Neutralachse und letztendlich das Widerstandsmoment für den Fall auswerten, dass der Obergurt teilweise in eine Betonplatte eingebettet ist. Dies ist manchmal das praktische Konstruktionsszenario, das wir erfasst haben, und daher können die detaillierten Spannungsblockparameter, die zum Schätzen von Mrd erforderlich sind, in der Programmausgabe erhalten werden. Siehe den folgenden Schnappschuss für die Details.

ein) Ein Szenario, wenn Trägerflansch in Beton eingebettet ist b) Für Spannungsblockberechnungen berücksichtigte Komponenten

Die Gebrauchstauglichkeitsberechnungen sind entweder für die verfügbar gerissener Abschnitt oder ungerissener Abschnitt gemäß den Benutzeranforderungen.

Verbundplatten:

Ortbeton, Verstärkungsgitter, und das profilierte Blech sind die Hauptkomponenten, die eine Verbundplatte bilden.

Das Design einer Verbundplatte umfasst die Bewertung der Kapazität jeder dieser Komponenten und die Überprüfung ihrer Lebensfähigkeit durch Berechnung ihrer Auslastung unter einem bestimmten Belastungssatz.

Zur Zeit, das Programm berechnet die positive Biegung bei der Bemessung von Decken. Zwei Fälle in Bezug auf die plastische neutrale Achse (P.N.A) fallen unter diese Kategorie, nämlich. P.N.A. liegt in der Platte über dem Blech & P.N.A. liegt in der Blech-/Rippenzone. Das Widerstandsmoment wird basierend auf der Position des P.N.A berechnet, wie in den folgenden Skizzen angegeben.

Fall 1: Kunststoff N.A. liegt in der Platte über der Beplankung

Fall-2: Kunststoff N.A. liegt in der Folie

• Ultimative Designstärke (ULS) Schecks bestehend aus den folgenden:
  • Mindestdicke der Platte: Cl.2.2.1
  • Berechnung der Momentenkapazität: Ziffer 2.7.2
  • Vertikale Scherkapazität: Kl. 2.7.4
• Design der Wartungsfreundlichkeit (SLS) Schecks bestehend aus den folgenden:
  • Kurzfristige Durchbiegung der Verbundplatte für gerissenen und ungerissenen Abschnitt: Kl. 2.8.3.2
  • Durchbiegung durch Kriechen: Kl. 2.8.3.3
  • Langzeitdurchbiegung durch Schrumpfung: Kl. 2.8.3.4

Gut, Es war eine großartige Reise für mich. Bis jetzt, Ich hatte die Erfahrung, jedes Element individuell zu gestalten. Aber, alles unter EINEM Dach zu haben, ist eine lohnende Erfahrung. Ich hoffe, dir wird es genauso gehen…

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