Σχεδιασμός σύνθετης δοκού
σύμφωνα με το ANSI/AISC 360-16

Όταν πρόκειται για μη οικιστικές πολυώροφες κτιριακές κατασκευές, Η σύνθετη κατασκευή προτιμάται από την αμιγώς χάλυβα ή την κατασκευή RCC. Το κλειδί της αποτελεσματικότητας της σύνθετης κατασκευής έναντι των άλλων Κατασκευών μπορεί να εκφραστεί με απλό τρόπο. Ο χάλυβας είναι καλός στην τάση και το σκυρόδεμα είναι καλό στη συμπίεση. Αυτά χρησιμοποιούνται με τρόπο που οδηγεί σε ελαφριές δοκούς. Η Μονάδα/Πρόγραμμα Σύνθετης Σχεδίασης της SkyCiv είναι ικανή να επιτρέψει στον χρήστη να σχεδιάσει τις σύνθετες δοκούς αποτελεσματικά σύμφωνα με τις διατάξεις της αμερικανικής,Ευρωπαϊκά και Αυστραλιανά Πρότυπα.

Σε αυτό το άρθρο, θα σας καθοδηγήσουμε στον Σχεδιασμό Σύνθετης Δέσμης λαμβάνοντας υπόψη το ANSI/AISC 360-16 κωδικός σχεδιασμού.

 

Βασικά σημεία

• Υποστήριξη για ASD & LRFD

Το πρόγραμμα σύνθετης δέσμης υποστηρίζει και τις δύο μεθόδους του AISC, δηλαδή ASD & LRFD. Ο χρήστης μπορεί να επιλέξει τη μέθοδο στο UI ως είσοδο και να σχεδιάσει τη δέσμη ανάλογα.

• Σχεδιασμός δοκού με οποιονδήποτε προσανατολισμό καταστρώματος.

Η μονάδα εκτελεί τη σχεδίαση σύνθετων δοκών είτε με κατάστρωμα είτε χωρίς κατάστρωμα. Ο προσανατολισμός του καταστρώματος έχει γωνία καταστρώματος >20 πτυχία θεωρείται ως “δοκός με κάθετο κατάστρωμα” ενώ η γωνία < 20 πτυχία θεωρείται ως “δοκός με παράλληλο κατάστρωμα”.

Γωνία καταστρώματος 45°

Γωνία καταστρώματος 0°

• Χωρητικότητα στιγμής

Το πρόγραμμα εξετάζει την περίπτωση της χαλάρωσης καθώς και την εκτίμηση της χωρητικότητας της ροπής κάμψης.
Αυτές οι χωρητικότητες είναι διαθέσιμες για διάφορες πιθανές επιλογές όπως αναφέρονται παρακάτω:
Είναι δυνατές διάφορες διατάξεις καταστρώματος:

1. Χωρίς κατάστρωμα
2. Κομμένο τηγάνι παράλληλα με τη δοκό
4. Κομμένο τηγάνι κάθετο στη δοκό
5. Κυματοειδής ανοιχτή γούρνα παράλληλα με τη δοκό
6. Κυματοειδές ανοιχτό αυλάκι κάθετο στη δοκό
7. Επανεισόδου Κυματοειδές παράλληλο με τη δοκό
8. Επανεισόδου Κυματοειδές κάθετο στη δοκό

 

• Διαγράμματα μπλοκ καταπόνησης

Οι παράμετροι μπλοκ καταπόνησης υπολογίζονται έξυπνα από το πρόγραμμα για διάφορους βαθμούς διατμητικής σύνδεσης σε σχέση με τη θέση PNA για να φτάσουν στην τελική στιγμή αντίστασης του δεδομένου τμήματος. Παρουσιάζονται σε μορφή πίνακα. Ανατρέξτε στην παρακάτω εικόνα

Στιγμιαία αντίσταση για διαφορετικού βαθμού σύνθετες δράσεις

3 Πιθανές περιπτώσεις θέσης PNA για περίπτωση δοκού χωρίς κατάστρωμα παρουσιάζονται π.χ

Εγώ) Το PNA βρίσκεται σε ΠΛΑΚΑ ΣΚΥΡΟΔΕΜΑΤΟΣ

 

ii) Το PNA βρίσκεται σε STEEL FLANGE

Κατανοείτε ότι η πρόσβαση ενδέχεται να αποκλειστεί προσωρινά ή μόνιμα λόγω ακατάλληλης χρήσης) Το PNA βρίσκεται στο STEEL WEB

• Σχέση μεταξύ Βαθμός Διατμητικής Σύνδεσης και Αναλογία Αντίστασης Ροπής

Ο υπολογισμός χωρητικότητας ροπής κάμψης εμφανίζεται για διάφορους βαθμούς διατμητικής σύνδεσης μέσω ΜΟΝΑΔΙΚΟΥ ΓΡΑΦΗΜΑΤΟΣ, έτσι ώστε ο χρήστης να μπορεί:
Εγώ) αξιολογήστε την ικανότητα ροπής για την παρούσα κατάσταση του συνδετήρα διάτμησης
ii) προβλέψτε τη χωρητικότητα ροπής για ένα διαφορετικό σύνολο δεδομένων συνδετήρων διάτμησης
Ανατρέξτε στην παρακάτω εικόνα

 

Σχέση Βαθμού Διατμητικής Σύνδεσης και Λόγου Αντίστασης Ροπής

 

Πώς να χρησιμοποιήσετε την ενέργεια Γράφημα και Πίνακας Μερικής Σύνθεσης?

Ανατρέξτε στις Προδιαγραφές των καρφιών διάτμησης, π.χ., Διάμετρος & Το Spacing of Stud από την αναφορά SkyCiv θα λάβετε αφού χρησιμοποιήσετε το πρόγραμμα και εκτελέσετε τον Έλεγχο σχεδίασης. Δείγμα στιγμιότυπου της προδιαγραφής είναι όπως φαίνεται παρακάτω.

 

• • Επιλέξτε την τιμή του "Degree of Composite action" στον άξονα X.
  • Λάβετε την αντίστοιχη τιμή του λόγου αντίστασης ροπής στον άξονα Υ του γραφήματος.
  • Λάβετε την τιμή της αντίστασης ροπής για τον αντίστοιχο βαθμό σύνθετης δράσης από το Σχήμα 2.

 

• Βαθμοί υλικών:
  Το πρόγραμμα μπορεί να αξιολογήσει το σχέδιο για διάφορες ποιότητες υλικών όπως φαίνεται παρακάτω.

 

• Ταξινόμηση χαλύβδινων τομέων

Οι υπολογισμοί της χωρητικότητας ροπής της σύνθετης δοκού εξαρτώνται από την ταξινόμηση του στοιχείου διατομής από χάλυβα.

ένα. Υπολογίστε την αναλογία h/tw

όπου,

h = η καθαρή απόσταση του ιστού μεταξύ των φλαντζών
tw =πάχος ιστού

Συγκρίνετε την αναλογία με τις τιμές του Κεφαλαίου Β, Πίνακας Β4.1β

ντο. Προσδιορίστε την ταξινόμηση του στοιχείου διατομής χάλυβα.

ρε. Αξίζει να σημειωθεί ότι μόνο Συμπαγές και μη συμπαγές χρησιμοποιούνται χαλύβδινες διατομές. Στις σύνθετες δοκούς αποφεύγονται διατομές με λεπτά στοιχεία.

 

• Χωρητικότητα στιγμής:

Ο σχεδιασμός της σύνθετης δοκού για κριτήρια αντοχής περιλαμβάνει τον υπολογισμό της χωρητικότητας ροπής. Η μονάδα είναι σε θέση να αξιολογήσει την ικανότητα ροπής χαλάρωσης μιας δοκού ως περίπτωση δοκού Απλά Υποστηριζόμενη. Υπάρχουν τρεις δυνατότητες που πρέπει να ληφθούν υπόψη κατά το σχεδιασμό της σύνθετης δοκού. Το πρόγραμμα εξετάζει και τις τρεις πιθανότητες και παρέχει τους λεπτομερείς υπολογισμούς για κάθε μία από τις περιπτώσεις.

• • Πλήρης Σύνθετη Δράση (Συνδέσεις πλήρους διάτμησης)

Η ικανότητα ροπής υπολογίζεται λαμβάνοντας υπόψη ότι ολόκληρη η οριζόντια διάτμηση μεταδίδεται από τους συνδετήρες διάτμησης.

 

• • Χωρίς σύνθετη δράση (Χωρίς διατμητικές συνδέσεις)

Η χωρητικότητα ροπής υπολογίζεται για τη χαλύβδινη δοκό μόνο για αυτήν την περίπτωση. Αυτή η περίπτωση συμβαίνει σε σύντομο χρονικό διάστημα κατά την κατασκευή.

 

 

• • Μερική σύνθετη δράση (Συνδέσεις μερικής διάτμησης)

Η χωρητικότητα ροπής υπολογίζεται λαμβάνοντας υπόψη τη μερική μεταφορά της οριζόντιας διάτμησης μέσω των συνδετήρων διάτμησης. Η κατάλληλη επιλογή του βαθμού διατμητικής σύνδεσης μπορεί να προσφέρει την εξαιρετικά αποδοτική χρήση των ιδιοτήτων του χάλυβα και του σκυροδέματος.

 

 

• Ικανότητα διάτμησης:

Η διατμητική ικανότητα υπολογίζεται για εγκάρσια και διαμήκη διάτμηση.

 

Διαμήκης διάτμησης:

1. 1. Ολόκληρη η διαμήκης διάτμηση στη διεπιφάνεια μεταξύ πλάκας σκυροδέματος και χαλύβδινης δοκού για απλά στηριζόμενες δοκούς θεωρείται ότι μεταφέρεται από τα μπουλόνια με ατσάλινη κεφαλή ή τις αγκυρώσεις χαλύβδινων καναλιών.
   2. Τα βήματα αξιολόγησης της δράσης Μερικής Σύνθετης Ενέργειας μπορούν να καθοδηγήσουν τον χρήστη σχετικά με τη βελτιστοποίηση Steel Anchors με βάση τα κριτήρια της οριζόντιας διατμητικής αντίστασης.

Οι υπολογισμοί βήμα προς βήμα δίνουν επίσης τον απαιτούμενο και παρεχόμενο αριθμό συνδετήρων διάτμησης μαζί με τους ελέγχους εναντίον τους με το κατάλληλο μήνυμα στον χρήστη όπως φαίνεται παρακάτω

 

 

Εγκάρσια Διάτμηση:

Η κατακόρυφη διάτμηση που ανθίσταται από τη δεδομένη διατομή αξιολογείται με βάση τη συμβολή μόνο από δομικό χάλυβα (σύμφωνα με το AISC 360-16). Οι αναλυτικοί υπολογισμοί δίνουν την εγκάρσια διατμητική αντοχή καθώς και τη σύγκριση της ίδιας με την είσοδο για τον προσδιορισμό της αναλογίας Utility και την κατάσταση όπως φαίνεται παρακάτω.

 

 

• Δοκιμή και επικύρωση:

Έχουμε πάρει τα αποτελέσματα από το πρόγραμμά μας για το 9 διάφορες θήκες και τις επικύρωσε με τα εργαλεία που διατίθενται στην αγορά για το Composite Beam Design.

Εδώ είναι η λίστα που καλύπτει όλες τις περιπτώσεις:

Ακολουθεί η σύγκριση των αποτελεσμάτων που παρουσιάζονται σε γραφική μορφή:

 

 

Η δοκιμή διενεργείται για την επαλήθευση των τεχνικών εκτιμήσεων που έγιναν, ενότητες/ρήτρες που ισχύουν, υπολογισμοί που πραγματοποιήθηκαν. Παρακάτω είναι τα στιγμιότυπα της σύγκρισης των αποτελεσμάτων του SkyCiv και άλλων εργαλείων.