Ελπίζω να έχετε περάσει από το προηγούμενο blog μας Παράδειγμα σύνθετου σχεδιασμού AS2327 που δίνει μια συνολική ιδέα για το Μοντέλο Σύνθετου Σχεδιασμού. Εάν δεν το έχετε κάνει ήδη, Θα σας παρακαλούσα να το περάσετε και να επιστρέψετε εδώ. Για όσους έχουν επισκεφτεί το ίδιο, παρακαλώ διαβάστε.

Για σήμερα, Ας κάνουμε μια περιήγηση για να κατανοήσουμε τη διαδικασία σχεδιασμού μιας σύνθετης δοκού και τους υπολογισμούς βήμα προς βήμα που λαμβάνονται χρησιμοποιώντας το πρόγραμμα σχεδίασης Composite Beam της SkyCiv.

Προσδιορισμός αποτελεσματικής διατομής τμήματος σκυροδέματος (αποτελεσματικό πλάτος)

Το πρώτο βήμα για τον καθορισμό μιας σύνθετης διατομής δοκού είναι η πρόσβαση στο πλάτος της φλάντζας σκυροδέματος που είναι διαθέσιμη για να ενεργεί σύνθετα με το χαλύβδινο τμήμα. Τα ενεργά πλάτη εκφράζονται σε σχέση με το άνοιγμα της δοκού. Η σταθερή τιμή του ενεργού πλάτους λαμβάνεται ως L/4.

Προσδιορισμός αποτελεσματικής χαλύβδινης διατομής:

Όταν η δοκός χάλυβα υπό συμπίεση, Το τμήμα του θα είναι λυγισμένο εάν δεν είναι συμπαγές ή λεπτό. Σε αυτήν την περίπτωση, μόνο η αποτελεσματική περιοχή λαμβάνεται υπόψη στο σχεδιασμό. Για αυτό, το τμήμα πρέπει να ταξινομηθεί στην κατηγορία π.χ. Συμπαγές/Μη Συμπαγές/Λεπτό.

Τα συμπαγή τμήματα προτιμώνται από τα μη συμπαγή τμήματα. Σε περίπτωση που κάποιο από τα στοιχεία εμπίπτει στην κατηγορία του τμήματος Μη Συμπαγές, Το αποτελεσματικό τμήμα του πρέπει να λαμβάνεται υπόψη σε περαιτέρω υπολογισμούς υπολογίζοντας μειωμένα πλάτη. Για συμπαγή τμήματα, ολόκληρη η διατομή θεωρείται ότι είναι αποτελεσματική χωρίς μειώσεις. Διατομή έχοντας λεπτός στοιχείο θα δεν να χρησιμοποιηθεί.

Το πραγματικό πλάτος της χαλύβδινης πλάκας θα καθοριστεί σύμφωνα με το AS4100 που οδηγεί στον υπολογισμό της λεπτότητας του στοιχείου λόγω του τοπικού λυγισμού. Η λεπτότητα του στοιχείου για τοπικό λυγισμό ελέγχεται ως εξής:

Σχεδιασμός δοκού για αντοχή

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.

• • Η χωρητικότητα της στιγμής υπολογίζεται λαμβάνοντας υπόψη πλήρης διατμητική σύνδεση (FSC) δηλ. β=1.0
  • Ως μέρος του FSC, 3 Διαφορετικές θήκες για τον Πλαστικό Ουδέτερο Άξονα (PNA) Η τοποθέτηση λαμβάνεται υπόψη για την αξιολόγηση της χωρητικότητας ροπής.
  • Όταν η πλάκα σκυροδέματος είναι ισχυρότερη από τις χαλύβδινες δοκούς, ο PNA θα βρίσκεται μέσα στο πλάκα από σκυρόδεμα όπως φαίνεται στο Σχ (1). για τις τεγίδες και, η τελική αντοχή σε κάμψη καθορίζεται από μια απλή δύναμη ζεύγους.

Σύκο(1) : Το PNA βρίσκεται σε πλάκα σκυροδέματος

• • Όταν η χαλύβδινη δοκός είναι ισχυρότερη από την πλάκα σκυροδέματος, ο πλαστικός ουδέτερος άξονας θα βρίσκεται μέσα στη χαλύβδινη δοκό όπως φαίνεται στο Σχ (2). για τις τεγίδες και, η δύναμη της ροπής μπορεί να ληφθεί αθροίζοντας τις ροπές γύρω από το κέντρο της δύναμης τάσης. Μπορεί να υπάρχουν δύο υποπεριπτώσεις σε αυτή την κατηγορία, δηλαδή. Το PNA βρίσκεται στην επάνω φλάντζα της χαλύβδινης δοκού Σύκο (2-ένα)ή Το PNA βρίσκεται στον Ιστό Σύκο (2-σι).

Σύκο(2-ένα) : Το PNA βρίσκεται στο Top Flange of Steel Beam Σύκο(2-σι) : Το PNA βρίσκεται στο Top Flange of Steel Beam

• • Όταν υπάρχει ένα κυματοειδές μεταλλικό κατάστρωμα κάτω από την πλάκα από σκυρόδεμα, η στιγμή αντίστασης για το FSC υπολογίζεται με παρόμοιο τρόπο λαμβάνοντας υπόψη 3 δυνατότητες θέσης PNA. Οι προσανατολισμοί του καταστρώματος λαμβάνονται επίσης υπόψη κατά την αξιολόγηση της ροπής αντίστασης, δηλαδή. Το κατάστρωμα είναι παράλληλο με το άνοιγμα της δοκού (θ=0), Το κατάστρωμα είναι κάθετο στο άνοιγμα της δοκού (θ=90) ή οποιαδήποτε γωνία που δημιουργείται από το κατάστρωμα με άνοιγμα δοκών στο εύρος των 0 προς το 90(0<θ<90)
  • Πέρα από αυτό, η χωρητικότητα της στιγμής υπολογίζεται λαμβάνοντας υπόψη σύνδεση μερικής διάτμησης (PSC) δηλ. για την αξία του β=0,1 έως 0.9
  • Το πρόγραμμα εκτιμά επίσης τη χωρητικότητα ροπής μόνο του τμήματος χαλύβδινων δοκών, π.χ. την περίπτωση που ΔΕΝ ΥΠΑΡΧΕΙ ΣΥΝΘΕΤΙΚΗ ΔΡΑΣΗ. Αυτή είναι η περίπτωση όπου β=0 και έτσι, η πλάκα σκυροδέματος στη διατομή δεν παίζει κανένα ρόλο στο σχέδιο κάμψης. Αυτό μπορεί να συμβεί κατά την κατασκευή για πολύ μικρή διάρκεια.
  • Όπως ορίζεται στο AS:2327, η σχέση μεταξύ του βαθμού διατμητικής σύνδεσης β και ο λόγος της ροπής αντίστασης (δηλ. λόγος ροπής που αντιστοιχεί σε συγκεκριμένη τιμή του β προς ροπή που αντιστοιχεί σε β=1) για διάφορες τιμές του β που κυμαίνονται από 0 προς το 1.0 σχεδιάζονται.
  • Ο χρήστης μπορεί να πάρει μια ιδέα σχετικά με την ικανότητα ροπής για συγκεκριμένο βαθμό διατμητικής σύνδεσης για τις δεδομένες διαστάσεις διατομής και τους συνδετήρες διάτμησης. Ο αριθμός των δοκιμών για τους συνδετήρες διάτμησης ως προς το μέγεθος και την απόσταση μπορεί να πραγματοποιηθεί χρησιμοποιώντας το πρόγραμμα και το γράφημα.

Σχεδιασμός δοκού για διάτμηση

• • Ο έλεγχος διάτμησης υπολογίζεται για κάθετη διάτμηση καθώς και για διαμήκη διάτμηση.
  • Η διαμήκης διάτμηση αξιολογείται στη διεπαφή μεταξύ πλάκας σκυροδέματος και χαλύβδινης δοκού.
  • Για το δεδομένο μέγεθος και απόσταση (ή αριθμοί) των συνδετήρων διάτμησης, αξιολογείται η φέρουσα ικανότητα διαμήκους διάτμησης. Ετσι, ο χρήστης λαμβάνει την παρεχόμενη αξία του β για τη διατμητική σύνδεση. Η ελάχιστη απαιτούμενη τιμή του β υπολογίζεται από το πρόγραμμα σύμφωνα με το Cl. 3.5.8.3. Η απαιτούμενη τιμή του Το β για την επιθυμητή ροπή αντίστασης μπορεί να ληφθεί από το παραπάνω γράφημα.
  • Η παραπάνω αξιολόγηση μπορεί να καθοδηγήσει τον χρήστη σχετικά με τη βελτιστοποίηση σε περίπτωση διατμητικών συνδετήρων με βάση τα κριτήρια της διαμήκους διατμητικής αντίστασης.
  • Η κατακόρυφη διάτμηση που αντιστέκεται από τη δεδομένη διατομή αξιολογείται με βάση τη συμβολή της πλάκας (σύμφωνα με το AS2327), δομικού χάλυβα (σύμφωνα με το AS4100) και τους συνδετήρες διάτμησης (σύμφωνα με το AS2327).
  • Ο χρήστης μπορεί να καθορίσει εάν θα λάβει υπόψη ή θα αγνοήσει τη συμβολή διάτμησης από την πλάκα σκυροδέματος στους υπολογισμούς διατμητικής ικανότητας.
  • Δύο τύποι συνδετήρων διάτμησης υποστηρίζονται από το πρόγραμμα, δηλαδή. διατμητικά μπουλόνια και δομικά μπουλόνια.
  • Η έξοδος του προγράμματος παρέχει την πληροφορία στον χρήστη σχετικά με τις λεπτομερείς διατάξεις των συνδετήρων διάτμησης, δηλαδή. λιγότερη μέρα. του συνδετήρα, ελάχιστη και μέγιστη επιτρεπόμενη απόσταση, αποστάσεις ακμών, αριθμός σειρών κλπ.

Σχεδιασμός δοκού για δυνατότητα συντήρησης

• • Οι υπολογισμοί της δυνατότητας συντήρησης περιλαμβάνουν εκτίμηση της παραμόρφωσης στις ακόλουθες περιπτώσεις:
    • στάδιο κατασκευής (Μόνο χάλυβας δοκός)
    • στάδιο υπηρεσίας - βραχυπρόθεσμες επιπτώσεις (σύνθετο τμήμα)
    • μακροπρόθεσμες επιπτώσεις στο στάδιο της υπηρεσίας λόγω συρρίκνωσης (σύνθετο τμήμα)
    • μακροπρόθεσμες επιπτώσεις στο στάδιο της υπηρεσίας λόγω ερπυσμού (σύνθετο τμήμα)
  • Το πρόγραμμα είναι σε θέση να υπολογίσει την απόκλιση για τις παραπάνω περιπτώσεις με βάση τη θεωρία είτε του τμήματος UN-CRACKED είτε του CRACKED τμήματος. Η επιλογή δίνεται στον χρήστη να καθορίσει τον τύπο ενότητας, δηλαδή. ραγισμένο ή μη ραγισμένο.
  • Σε περίπτωση ανάλυσης με βάση μη ραγισμένη τομή, η μετασχηματισμένη επιφάνεια του σκυροδέματος ως προς τον δομικό χάλυβα αξιολογείται από το πρόγραμμα και στη συνέχεια οι άλλες ιδιότητες διατομής που απαιτούνται για τον υπολογισμό της παραμόρφωσης.
  • Η ανάλυση ραγισμένης διατομής βασίζεται στην υπόθεση ότι το σκυρόδεμα αγνοείται στη σύνθετη διατομή.
  • Η ολική παραμόρφωση υπολογίζεται για τις παραπάνω περιπτώσεις η οποία θεωρείται ως η επιτρεπόμενη απόκλιση για τη δεδομένη διατομή και συγκρίνεται με την πραγματική παραμόρφωση.

Παρακαλούμε προσέξτε αυτόν τον χώρο για το επόμενο ιστολόγιο σχετικά με παρόμοια περιγραφή για τις Σύνθετες Στήλες.