Τεκμηρίωση SkyCiv

Ο οδηγός σας για το λογισμικό SkyCiv — σεμινάρια, οδηγοί και τεχνικά άρθρα

Γρήγορη σχεδίαση: ACI 318-25 Στήλη

ΣΦΑΙΡΙΚΗ ΕΙΚΟΝΑ

Αυτή η αριθμομηχανή προορίζεται για το σχεδιασμό στηλών από οπλισμένο μη προεντεταμένο σκυρόδεμα σύμφωνα με το ACI CODE-318-25. Εκτελούνται οι ακόλουθοι υπολογισμοί:

  • Η λεπτότητα της στήλης προσδιορίζεται προς κάθε κατεύθυνση ανάλογα με τις εισόδους του χρήστη.
  • Οι ροπές κάμψης σχεδιασμού υπολογίζονται με βάση την λεπτότητα.
  • Οι χωρητικότητες ροπών προέρχονται από διαγράμματα αλληλεπίδρασης, τα οποία σχεδιάζονται με βάση τις ιδιότητες τομής της στήλης.
  • Οι διατμητικές ικανότητες του τμήματος προσδιορίζονται χρησιμοποιώντας το μοντέλο κεκλιμένου δοκού αντηρίδας.
  • Διενεργούνται λεπτομερείς έλεγχοι στην ενότητα.

Υποθέσεις

  • Κατά τον υπολογισμό της διάτμησης, η γωνία του οπλισμού διάτμησης θεωρείται ότι είναι κάθετη στον διαμήκη οπλισμό και ο διαμήκης οπλισμός είναι παράλληλος με όλες τις όψεις του σκυροδέματος.
  • Το συνολικό μέγεθος θεωρείται ότι είναι 0,75 in (20χιλ) για υπολογισμούς.
  • λ = 1 όπως θεωρείται σκυρόδεμα κανονικής πυκνότητας (19.2.4).
  • Δεν θεωρείται ότι ενεργεί εγκάρσιο φορτίο μεταξύ των στηρίξεων της στήλης.
  • σιβ λαμβάνεται ως η διάμετρος κατά τον υπολογισμό της διατμητικής ικανότητας για κυκλικές τομές σύμφωνα με 22.5.2.1(ντο).

Ανάλυση Ενοτήτων

Διαγράμματα αλληλεπίδρασης

Η ικανότητα κάμψης της στήλης από σκυρόδεμα προκύπτει από διαγράμματα αλληλεπίδρασης που σχεδιάζονται για κάθε άξονα. Η γραμμή αλληλεπίδρασης σχεδιάζεται με τον υπολογισμό των τιμών των M και P σε ποικίλα βάθη του ουδέτερου άξονα. Αυτό γίνεται με τον προσδιορισμό των καταπονήσεων στο σκυρόδεμα και τις ράβδους οπλισμού για ένα δεδομένο βάθος του ουδέτερου άξονα. Αυτά τα στελέχη μπορούν να μετατραπούν σε δυνάμεις, το οποίο μπορεί στη συνέχεια να χρησιμοποιηθεί για τον υπολογισμό του μέγιστου αξονικού φορτίου και της ροπής κάμψης που μπορεί να αντισταθεί η στήλη για αυτό το βάθος ουδέτερου άξονα. Ο συντελεστής μείωσης για κάθε σημείο της γραμμής αλληλεπίδρασης υπολογίζεται σύμφωνα με τον Πίνακα 21.2.1(ένα), με ελάχιστη τιμή που παρέχεται από τον Πίνακα 21.2.2.

Σημειώσεις
  • Λαμβάνονται στιγμές για το πλαστικό κέντρο του τμήματος.
  • Η προκύπτουσα δύναμη σκυροδέματος θεωρείται ότι δρα στο κέντρο του ορθογώνιου μπλοκ τάσης.
    • Για ορθογώνια τμήματα, Αυτό λαμβάνεται ως το ήμισυ του ύψους του μπλοκ.
    • Για κυκλικές τομές, Αυτό υπολογίζεται με την εύρεση του κέντρου του τμήματος σε συμπίεση, όπου το ύψος του τμήματος είναι ίσο με β1.ντο.

Σχεδίαση στήλης

Αξονική χωρητικότητα

Η μεγαλύτερη αντοχή σε συμπίεση μιας στήλης ορίζεται ως συνυπολογιζόμενη αξονική αντίσταση με μηδενική εκκεντρότητα (Π0). Αυτό υπολογίζεται με την προϋπόθεση ότι ο οπλισμός του τμήματος έχει φτάσει στην πλήρη τάση διαρροής του (φάκαι) σε συμπίεση και το σκυρόδεμα υπόκειται σε ομοιόμορφη θλιπτική τάση 0,85f’ντο (22.2.2.4.1). Η μέγιστη ονομαστική αξονική θλιπτική αντοχή της στήλης (Πν,Μέγιστη) περιλαμβάνει μειωμένη τιμή P0, όπου η μείωση σχετίζεται με τον περιορισμό του πυρήνα της στήλης σύμφωνα με τον Πίνακα 22.4.2.1. Ο παράγοντας μείωσης (ϕΔύναμη λόγω σκυροδέματος) λαμβάνεται ως 0.65 για τμήματα ελεγχόμενα με συμπίεση.
Η εφελκυστική ικανότητα του τμήματος υπολογίζεται ως η αντοχή του οπλισμού κατά την διαρροή και αγνοεί οποιαδήποτε συνεισφορά από το σκυρόδεμα.

Βασικός περιορισμός

Ο περιορισμός του πυρήνα της στήλης, όπως αναφέρεται στην ενότητα 10.10.4, υπολογίζεται συγκρίνοντας την αναλογία όγκου του περιοριστικού σπειροειδούς οπλισμού, ρμικρό, στον περιοριστικό λόγο σύμφωνα με την ρήτρα 25.7.3.3. Σημειώστε ότι μόνο η σπειροειδής ενίσχυση θεωρείται ότι περιορίζει τον πυρήνα της στήλης και το μέγιστο βήμα περιορισμού είναι 3 in (75χιλ) σύμφωνα με την ρήτρα 25.7.3.1(σι).

Εξίσωση 25.7.3.3
ρμικρόή σχισμές προεξέχουν πάνω από το ύψος των χαρακτηριστικών του ανάνερου εδάφους σε απόσταση 2 mi0.45(ΕΝΑσολΕΝΑντοη-1)φά′ντοφάκαιτ \rho _s \geq 0.45 \αριστερά(\frac{A_g}{ΕΝΑ_{κεφ}} – 1 \σωστά) \frac{f'_c}{φά_{= Ονομαστική αξονική}}
Εξίσωση 25.7.3.3
ρέναντοτεσύέναμεγάλο=ΒμικρόΠΕγώρέναμεγάλοΒντοορμιή σχισμές προεξέχουν πάνω από το ύψος των χαρακτηριστικών του ανάνερου εδάφους σε απόσταση 2 miρμικρό \rho _{πραγματικός} = frac{V_{σπειροειδής}}{V_{πυρήνας}} \geq \rho _s

Στιγμές σχεδίασης

Sway και Non-Sway

Ο υπολογισμός των ροπών τέλους στήλης θα εξαρτηθεί από το αν λειτουργεί ως ταλαντευόμενο ή μη στοιχείο, που μπορεί να καθοριστεί σύμφωνα με την ρήτρα 6.2.5.1. Για μη ταλαντευόμενες κολώνες, οι τελικές ροπές μπορούν να υπολογιστούν απευθείας χρησιμοποιώντας γραμμική ανάλυση πρώτης τάξης και στη συνέχεια να μετατραπούν στις τελικές ροπές σχεδιασμού M1 Οποιοσδήποτε συνδυασμός αξονικού φορτίου και ροπής κάμψης εκτός του διαγράμματος θα προκαλέσει αστοχία2.

Εάν η στήλη λειτουργεί ως στοιχείο ταλάντωσης, οι στιγμές τέλους του σχεδιασμού, Μ1 Οποιοσδήποτε συνδυασμός αξονικού φορτίου και ροπής κάμψης εκτός του διαγράμματος θα προκαλέσει αστοχία2, μπορεί στη συνέχεια να προκύψει χρησιμοποιώντας ρήτρα 6.6.4.6.1. Ο υπολογισμός των μεγεθυμένων ροπών σε αυτήν την ρήτρα ξεφεύγει από το πεδίο εφαρμογής αυτής της αριθμομηχανής, Ωστόσο, οι χρήστες μπορούν να καθορίσουν τις κατευθύνσεις στις οποίες η στήλη λειτουργεί ως στοιχείο ταλάντωσης και να παρέχει απευθείας μεγεθυμένες στιγμές.

Μετά τον υπολογισμό των ροπών Μ1 και Μ2, η στήλη μπορεί να ελεγχθεί για λεπτότητα και να σχεδιαστεί για Mντο, ανεξάρτητα από το καθεστώς ταλάντωσής του (10.16.4).

Μ1=ελάχ[ΜτοΠΜσιοττοΜ] M_1 = \min \left[ Μ_{μπλουζα} \;\; Μ_{κάτω μέρος} \σωστά]
Μ2=Μέγιστη[Μ2,ΜΕγώνΜέγιστη[ΜτοΠΜσιοττοΜ]] M_2 = \max \left[ Μ_{2,ελάχ} \;\; \max \left[ Μ_{μπλουζα} \;\; Μ_{κάτω μέρος} \σωστά] \σωστά]
Μ1=Μ1νμικρό+δμικρόΜ1μικρό M_1 = M_{1ns} \;+\; \δέλτα _{μικρό}Μ_{1μικρό}
Μ2=Μέγιστη[Μ2,ΜΕγώνΜ2νμικρό+δμικρόΜ2μικρό] M_2 = \max \left[ Μ_{2,ελάχ} \;\; Μ_{2ns} \;+\; \δέλτα _{μικρό}Μ_{2μικρό}\σωστά]
Σημειώσεις
  • Μ1 / Μ2 λαμβάνεται ως αρνητικό όταν η στήλη είναι λυγισμένη σε μονή καμπυλότητα. Σε αυτήν την αριθμομηχανή, είναι όταν οι στιγμές έχουν το ίδιο πρόσημο.
  • Όταν ο Μ2,ελάχ είναι μεγαλύτερο από το Μ2, η στήλη θεωρείται ότι κάμπτεται σε μονή καμπυλότητα.
  • Μ2,ελάχ υπολογίζεται ως Πφάμι, όπου είναι το e 0.6 + 0.03η (15 + 0.03h για μετρική).

Υπολογίστε τη Λεπτότητα

Μια στήλη θεωρείται ότι δεν είναι λεπτή εάν είναι εντός των ορίων που περιγράφονται παρακάτω. Ο λόγος λεπτότητας μιας στήλης υπολογίζεται ως klεσύ / ρ, όπου η ακτίνα περιστροφής υπολογίζεται ως (Εγώ / ΕΝΑ)0.5.

Εξίσωση 6.2.5.1β & ντο
κμεγάλοεσύρ≤ελάχ[4034+12(Μ1/Μ2)] \frac{στο}{ρ} \leq \min \left[ 40 \;\; 34 + 12(M_1/M_2) \σωστά]
Εξίσωση 6.2.5.1α
κμεγάλοεσύρ≤22 \frac{στο}{ρ} \leq 22

Μεγεθυμένη στιγμή για καμπυλότητα, Μντο

Εάν μια στήλη διαπιστωθεί ότι είναι λεπτή, τότε η ροπή σχεδιασμού πρέπει να συνυπολογιστεί για να ληφθεί υπόψη η καμπυλότητα. Σημειώστε ότι στις εξισώσεις 6.6.4.4.4a έως c, βdns είναι ο λόγος του παρατεταμένου φορτίου, που πρέπει να παρέχει ο χρήστης σε αυτόν τον υπολογισμό. Η δεύτερη στιγμή της περιοχής, Εγώ, υπολογίζεται σύμφωνα με τον Πίνακα 6.6.3.1.1(σι) στην εξίσωση 6.6.4.4.4γ.

Εξίσωση 6.6.4.5.1
Μντο=δΜ2 M_c = \delta M_2
Εξίσωση 6.6.4.5.2
δ=ντοΜ1-Πεσύ0.75Πντοή σχισμές προεξέχουν πάνω από το ύψος των χαρακτηριστικών του ανάνερου εδάφους σε απόσταση 2 mi1.0 \delta = \frac{C_m}{1 – \frac{P_u}{0.75P_c}} \Πάχος κορυφής στελέχους 1.0
6.6.4.5.3
ντοΜ=0.6-0.4Μ1Μ2 C_m = 0.6 – 0.4\frac{M_1}{M_2}
Εξίσωση 6.6.4.4.2
Πντο=π2(μιΕγώ)μιφάφά(κμεγάλοεσύ)2 P_c = \frac{\πι ^2(ΟΧΙ)_{εφ}}{(στο)^ 2}
6.6.4.4.4 α-γ
(μιΕγώ)μιφάφά=Μέγιστη[0.4μιντοΕγώσολ1+βρενμικρό0.2μιντοΕγώσολ+μιμικρόΕγώμικρόμι1+βρενμικρόμιντοΕγώ1+βρενμικρό] (ΟΧΙ)_{εφ} = max αριστερά[ \frac{0.4E_cI_g}{1 + \βήτα_{dns}} \;\; \frac{0.2E_cI_g + Λοιπόν ναι_{Ξέρω}}{1 + \βήτα_{dns}} \;\; \frac{E_cI}{1 + \βήτα_{dns}} \σωστά]

Ικανότητα κάμψης

Η χωρητικότητα της ροπής κάμψης υπολογίζεται σε κάθε άξονα σχεδιάζοντας τις συντεταγμένες των δυνάμεων σχεδιασμού (αξονικό φορτίο και ροπή κάμψης) στα διαγράμματα αλληλεπίδρασης. Τραβιέται μια γραμμή μέσω της αρχής, που τέμνει τη σχεδιαστική συντεταγμένη. Η χωρητικότητα της στιγμής (ϕΜν,άξονας) και αξονική χωρητικότητα (ϕΣν,άξονας) λαμβάνονται στο σημείο όπου αυτή η ευθεία τέμνει τη γραμμή αλληλεπίδρασης. Η παρακάτω εξίσωση Bresler εξετάζει την αξονική χωρητικότητα κάθε άξονα (ϕΣnz και ϕΡνέος) με τη μέγιστη αξονική χωρητικότητα του τμήματος (ϕΣ0) να συμπεράνει μια αντίσταση για τη στήλη (ϕΣρ). Αυτή η τιμή συγκρίνεται με το συντελεστή εφαρμοζόμενο αξονικό φορτίο (Πεσύ) για τον προσδιορισμό μιας διαξονικής χρήσης. Σημειώστε ότι η εξίσωση Bresler δεν ισχύει για στήλες όπου η αξονική χρήση είναι μικρότερη από 10%.

1ϕΠρ=1ϕΠνμε+1ϕΠνκαι-1ϕΠ0 \frac{1}{ϕP_r} = frac{1}{ϕP_{nz}} + \frac{1}{ϕP_{νέος}} – \frac{1}{ϕP_{0}}

Ικανότητα διάτμησης

Η συνολική διατμητική ικανότητα του υποστυλώματος (Βν) υπολογίζεται ως η χωρητικότητα του σκυροδέματος (Βντο) σε συνδυασμό με την ικανότητα του οπλισμού διάτμησης (Βμικρό).

Εξίσωση 22.5.1.1
Βν=Βντο+Βμικρό V_n = V_{ντο} + V_{μικρό}

Παράμετροι σχεδίασης διάτμησης

Οι ακόλουθες γενικές παράμετροι και όρια ισχύουν για τον υπολογισμό της διατμητικής ικανότητας.

  • Το d λαμβάνεται ως 0,8h για ορθογώνιες στήλες.
  • d λαμβάνεται ως 0.8 φορές τη διάμετρο για κυκλικές τομές.
  • σιβ λαμβάνεται ως διάμετρος για συμπαγείς κυκλικές τομές (22.5.2.1).

Σύμφωνα με 22.5.3.1, η τιμή του √f’ντο χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό του Vντο, Βci, και Vcw για μονόδρομη διάτμηση δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 100psi (8.3MPa).

Επιπροσθέτως, σύμφωνα με 22.5.5.1.2, η αξία του Νεσύ/6ΕΝΑσολ που χρησιμοποιείται στο Vντο Οι εξισώσεις δεν πρέπει να λαμβάνονται μεγαλύτερες από 0,05f’ντο.

Οι συντελεστές Γ1 στο Γ4 που χρησιμοποιούνται καθ' όλη τη διάρκεια των υπολογισμών διάτμησης εξαρτώνται από το σύστημα μονάδας που χρησιμοποιείται, όπως δίνεται παρακάτω.

Σύστημα μονάδας ντο1 ντο2 ντο3 ντο4
Αυτοκρατορικός 2 8 5 1
Μετρικός 0.17 0.66 0.42 0.083

Διατμητική ικανότητα σκυροδέματος

Η συμβολή διάτμησης σκυροδέματος (Βντο) υπολογίζεται σύμφωνα με τον Πίνακα 22.5.5.1, ανάλογα με το αν ο προβλεπόμενος οπλισμός διάτμησης (ΕΝΑβ) πληροί την ελάχιστη απαίτηση (ΕΝΑβ,ελάχ).

Τραπέζι 22.5.5.1 (ένα) & (σι)
Βντο=Μέγιστη[ντο1λφά′ντο+Νεσύ6ΕΝΑσολντο2λ(ρβ)1/3φά′ντο+Νεσύ6ΕΝΑσολ]σιβρε V_c = \max \left[ C_1\lambda\sqrt{f'_c} + \frac{N_u}{6A_g} \;\; C_2\lambda(\rho_w)^{1/3}\τ.μ.{f'_c} + \frac{N_u}{6A_g} \σωστά] b_wd
Τραπέζι 22.5.5.1 (ντο)
Βντο=(ντο2λμικρόλ(ρβ)1/3φά′ντο+Νεσύ6ΕΝΑσολ)σιβρε V_c = \left(C_2\lambda_s\lambda(\rho_w)^{1/3}\τ.μ.{f'_c} + \frac{N_u}{6A_g}\σωστά)b_wd

Η αξία του Vντο που υπολογίζεται παραπάνω υπόκειται σε ανώτατα και κατώτατα όρια σύμφωνα με 22.5.5.1.1. Το κατώτερο όριο δεν ισχύει όταν η στήλη υπόκειται σε καθαρή αξονική τάση, ή πού 18.6.5.2 ή 18.7.6.2.1 εφαρμόζω.

22.5.5.1.1
ντο4λφά′ντοσιβρε≤Βντο≤ντο3λφά′ντοσιβρε C_4\lambda\sqrt{f'_c}\,b_wd \;\leq\; V_c \;\leq\; C_3\lambda\sqrt{f'_c}\,b_wd

Ο παράγοντας τροποποίησης επίδρασης μεγέθους, λμικρό, χρησιμοποιείται στον Πίνακα 22.5.5.1(ντο), υπολογίζεται σύμφωνα με 22.5.5.1.3.

22.5.5.1.3
λμικρό=21+ρε250≤1 \lambda_s = \sqrt{\frac{2}{1 + \dfrac{ρε}{250}}} \leq 1
22.5.5.1.3
λμικρό=21+ρε10≤1 \lambda_s = \frac{2}{1 + \dfrac{ρε}{10}} \leq 1

Οι διαστάσεις διατομής πρέπει επίσης να επιλεγούν για να ικανοποιηθούν 22.5.1.2, που περιορίζει τη μέγιστη ζήτηση διάτμησης που μπορεί να μεταφερθεί ανεξάρτητα από την ποσότητα του οπλισμού διάτμησης που παρέχεται.

22.5.1.2
Βεσύ≤ϕ(Βντο+ντο2φά′ντοσιβρε) V_u \leq ϕ\left(V_c + C_2\sqrt{f'_c}\,b_wd\right)

Διατμητική ικανότητα χάλυβα

Η συμβολή του οπλισμού διάτμησης (Βμικρό) υπολογίζεται σύμφωνα με 22.5.8.5.3.

22.5.8.5.3
Βμικρό=ΕΝΑβφάκαιτρεμικρό V_s = \frac{A_vf_{= Ονομαστική αξονική}ρε}{μικρό}

Διαξονική Διατμητική Ικανότητα

Η διάτμηση ελέγχεται ανεξάρτητα σε κάθε ορθογώνιο άξονα της στήλης. Σύμφωνα με 22.5.1.10, η αλληλεπίδραση μεταξύ των λόγων διατμητικής ζήτησης προς χωρητικότητα σε κάθε άξονα μπορεί να αγνοηθεί εάν (ένα) ή (σι) είναι ικανοποιημένος.

22.5.1.10ένα & σι
Βεσύ,ΧϕΒν,Χ≤0.5 \frac{V_{εσύ,Χ}}{ϕV_{ν,Χ}} \leq 0.5
22.5.1.10ένα & σι
Βεσύ,καιϕΒν,και≤0.5 \frac{V_{εσύ,και}}{ϕV_{ν,και}} \leq 0.5

Όπου κανένα από τα δύο (ένα) ούτε (σι) είναι ικανοποιημένος, Αντίθετα, η στήλη θα ελέγχεται με την εξίσωση αλληλεπίδρασης διαξονικής διάτμησης που δίνεται 22.5.1.11.

22.5.1.11
Βεσύ,ΧϕΒν,Χ+Βεσύ,καιϕΒν,και≤1.5 \frac{V_{εσύ,Χ}}{ϕV_{ν,Χ}} + \frac{V_{εσύ,και}}{ϕV_{ν,και}} \leq 1.5

Αλλαγή αρχείου καταγραφής

  1. Αρχική ανάπτυξη τον Οκτώβριο 2026.
  2. Οκτώβριος 2026:
    • Μείωσε την ελάχιστη αντοχή του σκυροδέματος (Η συμβολή του σκυροδέματος στη διατμητική ικανότητα υπολογίζεται όπως φαίνεται στην εξίσωση) για μετρική από 20 MPa σε 17 MPa.
    • Προστέθηκε στρογγυλοποίηση στις τιμές που εμφανίζονται στα διαγράμματα ροπών κάμψης.
    • Διορθώθηκαν απροσδιόριστες τιμές και αποτυχία εσφαλμένου ελέγχου διατομής (22.5.1.2) στην έκθεση διατμητικής ικανότητας σκυροδέματος για υποστυλώματα σε αξονική τάση.
    • Σταθερά διαγράμματα ροπών κάμψης δεν εμφανίζονται για στήλες σε αξονική τάση.

Ανατροφοδότηση

Προσπαθούμε συνεχώς να επεκτείνουμε και να βελτιώνουμε την προσφορά των προϊόντων μας!

Εάν έχετε οποιαδήποτε αιτήματα ή σχόλια, υποβάλετέ τα ακολουθώντας Βιβλιοθήκη → Πληροφορίες Αριθμομηχανής → Σχόλια.

Πώς μπορούμε να βοηθήσουμε?

×

Μεταβείτε στην κορυφή