Was ist eine Spalteninteraktionskurve?

Vertikale Elemente, die Teil eines Gebäuderahmens sind, sind kombinierten axialen Belastungen und Biegemomenten ausgesetzt. Diese Kräfte entstehen durch äußere Belastungen, wie tot, Leben, und Windlasten. Einfach gesagt, ein Interaktionsdiagramm (oder Kurve) zeigt die Kombinationen von akzeptablem Moment und axialen Kapazitäten eines Bauteils an. Die Äquivalenz zwischen einer exzentrisch aufgebrachten Last und einer axialen Last-Moment-Kombination ist unten dargestellt. Es sei angenommen, dass eine Kraft P in einem Abstand e auf einen Querschnitt ausgeübt wird (Exzentrizität) vom Schwerpunkt. Die exzentrische Kraft P kann nun mit der am Schwerpunkt nach unten wirkenden Kraft P und einem Paar Pe kombiniert werden, das ist ein reiner Moment. Eine andere Position der Axialkraft vom Abschnittsschwerpunkt erzeugt verschiedene Verhaltensweisen einer Säule sowie eine Spannungsverteilung in Abschnitten. Diese sind auf der M-N-Interaktionskurve aufgetragen: Beispiel einer Interaktionskurve 

1. Reine axiale Kompression (Punkt A.). Dies ist die größte axiale Druckbelastung, die die Säule tragen kann.
2. Kompression mit geringfügiger Biegung (Punkt B.). Dies ist der Fall bei einer großen axialen Last, die bei einer kleinen Exzentrizität wirkt. Die Spannungsverteilung wird geneigt, aber der Abschnitt wird immer noch komprimiert. Ein Versagen tritt durch Zerkleinern des Betons auf.
3. Kompressionskontrolle (Punkt C.). Hier existieren sowohl Druckzone als auch Spannungszone von Beton. Stahl ist Spannung ausgesetzt. Ein Versagen tritt durch Quetschen des Betons auf der Kompressionsseite auf, wohingegen die Spannung in Stahl fs geringer ist als die Fließspannung fy.
4. Ausgewogener Zustand (Punkt D.). Ein ausgeglichener Zustand ist erreicht, wenn die Druckspannung im Beton begrenzt ist und die Zugbewehrung gleichzeitig nachgibt. Das Versagen von Beton tritt gleichzeitig mit den Stahlausbeuten auf.
5. Spannungsregelung (Punkt E.). Dies ist der Fall bei einer kleinen axialen Last mit großer Exzentrizität, das ist, ein großer Moment. Bei Misserfolg, Die Dehnung im Spannstahl ist größer als die Streckdehnung.
6. Reine Biegung (Punkt F.). Der Abschnitt ist in diesem Fall einem Biegemoment M ausgesetzt, wohingegen die axiale Last P = ist 0. Ein Fehler tritt auf wie bei einem Balken, der nur einem Biegemoment ausgesetzt ist.
7. Reine axiale Spannung (Punkt G.). Dies ist die größte axiale Zuglast, die die Säule tragen kann.

Um diese Kurve zu berücksichtigen, berücksichtigt SkyCIv die erforderliche Anzahl von Zwischenpunkten. Typischerweise, Es gibt drei Hauptpunkte: maximale axiale Spannung (Punkt G.), maximale axiale Kompression (Punkt A.) und ausgeglichener Zustand (Punkt D.). Dann werden Zwischenpunkte vom ausgeglichenen Zustand bis zur maximalen Spannung berücksichtigt (Punkte D-G) und vom ausgeglichenen Zustand bis zur maximalen Kompression (Punkte D-A). Um all diese Punkte gemäß den Konstruktionscodes zu berechnen, wurden die nächsten Annahmen verwendet:

1. Dehnungen in Beton und Stahl sind proportional zum Abstand von der neutralen Achse
2. Das Kräftegleichgewicht und die Dehnungsverträglichkeit müssen erfüllt sein
3. Die maximal nutzbare Druckspannung in Beton beträgt 0.003
4. Die Zugfestigkeit von Beton kann vernachlässigt werden
5. Der Betonspannungsblock kann als rechteckige Form angenommen werden

Die Festigkeit eines Säulenquerschnitts kann aus der Geometrie des Querschnitts bestimmt werden, die konstitutiven Beziehungen von Beton und Stahl und eine Berücksichtigung der Gleichgewichts- und Dehnungsverträglichkeit. Zur Berechnung von M-N-Zwischenkurvenpunkten, die die Stärke des Abschnitts beschreiben, verwendet SkyCiv einen iterativen Prozess. Die nächsten Schritte sind gemäß ACI-Code an diesem Prozess beteiligt:

Interpretation der Interaktionskurve

Damit das Design einer Säule als angemessen angesehen wird (sicher), die Kombination von Aktionseffekten (M., P.) muss kleiner sein als die Kombination der Designstärken (M., P.) aus der Interaktionskurve. Dies bedeutet, dass, wenn die Position des M.,Der P-Punkt auf dem Plot liegt außerhalb der Kurve. Es wird davon ausgegangen, dass er diese Kriterien nicht erfüllt und als unsicher eingestuft wird.

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