Πώς να υπολογίσετε την ικανότητα ροπής μιας δέσμης RC

Συμπεριφορά δέσμης

Πριν συζητήσετε τον υπολογισμό της χωρητικότητας ροπής, ας εξετάσουμε τη συμπεριφορά μιας απλής δοκού από οπλισμένο σκυρόδεμα καθώς το φορτίο της δέσμης αυξάνεται από το μηδέν στο μέγεθος που θα προκαλούσε αστοχία. Η δέσμη θα υπόκειται σε φόρτωση προς τα κάτω, που θα προκαλέσει θετική στιγμή στη δέσμη. Η ενίσχυση χάλυβα βρίσκεται κοντά στο κάτω μέρος της δοκού, που είναι η ένταση. Εδώ μπορούμε να επιλέξουμε τρεις κύριους τρόπους συμπεριφοράς της δέσμης:

1. Κάμψη συμπεριφοράς σε πολύ μικρό φορτίο

Υποθέτοντας ότι το σκυρόδεμα δεν είναι ραγισμένο και ο χάλυβας θα αντισταθεί στην ένταση. Επίσης το σκυρόδεμα στην κορυφή θα αντισταθεί στη συμπίεση. Η κατανομή του άγχους θα είναι γραμμική:

2. Συμπεριφορά κάμψης σε μέτριο φορτίο

Σε αυτήν την περίπτωση θα ξεπεραστεί η αντοχή εφελκυσμού του σκυροδέματος, και το σκυρόδεμα θα σπάσει στη ζώνη έντασης. Επειδή το σκυρόδεμα δεν μπορεί να μεταδώσει καμία ένταση σε μια ρωγμή, Στη συνέχεια, οι χαλύβδινες ράβδοι θα αντισταθούν σε ολόκληρη την τάση. Η κατανομή πίεσης σκυροδέματος εξακολουθεί να θεωρείται γραμμική.

3. Καμπλαστική συμπεριφορά στο απόλυτο φορτίο

Εδώ αυξάνονται οι συμπιεστικές τάσεις και τάσεις, με κάποια καμπύλη μη γραμμικής τάσης στην πλευρά συμπίεσης της δέσμης. Αυτή η καμπύλη τάσης πάνω από τον ουδέτερο άξονα θα έχει ουσιαστικά το ίδιο σχήμα με την τυπική καμπύλη τάσης-τάσης σκυροδέματος. Η τάση χάλυβα τάσης fs είναι ίδια με την τάση απόδοσης χάλυβα fy. Τελικά, η τελική χωρητικότητα της δέσμης θα επιτευχθεί και η δέσμη θα αποτύχει. Περιγράφηκε παραπάνω είναι ο πραγματικός μηχανισμός της αστοχίας της δοκού από οπλισμένο σκυρόδεμα και γενικά είναι αρκετά περίπλοκος. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η ανάπτυξη της προσέγγισης σχεδιασμού αντοχής εξαρτάται από τις ακόλουθες βασικές παραδοχές:

1. Η καταπόνηση στο σκυρόδεμα είναι η ίδια όπως και στις ενισχυτικές ράβδους στο ίδιο επίπεδο, υπό τον όρο ότι ο δεσμός μεταξύ του χάλυβα και του σκυροδέματος είναι επαρκής;
2. Η καταπόνηση στο σκυρόδεμα είναι γραμμικά ανάλογη με την απόσταση από τον ουδέτερο άξονα
3. Οι εγκάρσιες τομές συνεχίζουν να είναι επίπεδες μετά την κάμψη
4. Η αντοχή εφελκυσμού του σκυροδέματος παραμελείται
5. Σε περίπτωση αστοχίας, η μέγιστη τάση στις ακραίες ίνες συμπίεσης θεωρείται ότι περιορίζεται από την πρόβλεψη κώδικα σχεδιασμού (0.003)
6. Για αντοχή στο σχεδιασμό, το σχήμα της κατανομής πίεσης συμπιεσμένου σκυροδέματος μπορεί να απλοποιηθεί.

Ενισχυμένο λογισμικό σκυροδέματος SkyCiv

Υποθέσεις

Ο προσδιορισμός της αντοχής ροπής δεν είναι απλός λόγω του σχήματος του διαγράμματος μη γραμμικής πίεσης πίεσης πάνω από τον ουδέτερο άξονα. Για σκοπούς απλοποίησης και πρακτικής εφαρμογής, Μια πλασματική αλλά ισοδύναμη ορθογώνια κατανομή τάσης σκυροδέματος προτάθηκε από τη Whitney και στη συνέχεια υιοθετήθηκε από τους διαφορετικούς κωδικούς σχεδίασης, όπως το ACI 318, ΣΕ 2, ΟΠΩΣ ΚΑΙ 3600 και άλλοι. Όσον αφορά αυτήν την ισοδύναμη κατανομή τάσεων όπως φαίνεται παρακάτω, η μέση ένταση στρες λαμβάνεται ως fc (στο απόλυτο φορτίο) και θεωρείται ότι ενεργεί πάνω από την άνω περιοχή της διατομής της δέσμης που ορίζεται από το πλάτος b και ένα βάθος a. Σε διαφορετικούς κωδικούς σχεδιασμού οι παράμετροι α προσδιορίζονται μειώνοντας το c με συντελεστή. Αντοχή σκυροδέματος fc μειώνεται επίσης. Για παράδειγμα σύμφωνα με το ACI 318 κώδικας fc μειώνεται κατά 0.85 και ένας παράγοντας β1 που είναι μεταξύ 0.65 και 0.85.

Υπολογίστε το ουδέτερο βάθος άξονα

Για να υπολογίσετε την ικανότητα αντίστασης ροπής του οπλισμένου σκυροδέματος, είναι απαραίτητο να υπολογίσετε σωστά το βάθος του ουδέτερου άξονα c. Το SkyCiv χρησιμοποιεί μια επαναληπτική διαδικασία για τον υπολογισμό του άξονα netural με βάση τα ακόλουθα:

Υπολογίστε την ικανότητα ροπής

Τέλος, οι υπολογισμένες δυνάμεις σκυροδέματος και χάλυβα Fc, Fs, Fcs και η θέση τους από τον τμήμα ουδέτερο άξονα a_ντο, ένα_μικρό, ένα_cs ας υπολογίσουμε την αντίσταση ροπής σχεδιασμού από την ακόλουθη εξίσωση:  

Μ_εσύ = ΣΤ_ντο ∙ ένα_ντο + φά_cs ∙ ένα_cs + φά_μικρό ∙ ένα_μικρό

  Όλη αυτή η διαδικασία είναι πλήρως αυτοματοποιημένη στο SkyCiv Ενισχυμένο λογισμικό σχεδιασμού, όπου ένας μηχανικός μπορεί εύκολα να ορίσει δέσμη οπλισμένου σκυροδέματος με ενεργά φορτία και να καθορίσει την χωρητικότητα των τμημάτων. Αυτό και όλοι οι άλλοι υπολογισμοί ελέγχου σχεδίασης φαίνονται σε λεπτομερή αναφορά σχεδιασμού που δημιουργείται από το SkyCiv μετά από ανάλυση.

Σχέδιο ενισχυμένου σκυροδέματος SkyCiv

Το SkyCiv προσφέρει ένα πλήρες χαρακτηριστικό Ενισχυμένο σκυρόδεμα λογισμικό που σας επιτρέπει να ελέγχετε τα σχέδια δοκών από σκυρόδεμα και συγκεκριμένες στήλες ACI 318, ΟΠΩΣ ΚΑΙ 3600 και EN2 Πρότυπα σχεδίασης. Το λογισμικό είναι εύχρηστο και βασίζεται πλήρως στο cloud; δεν απαιτείται εγκατάσταση ή λήψη για να ξεκινήσετε!

Ενισχυμένο λογισμικό σκυροδέματος SkyCiv