Conception rapide: NZS 3101:2006 Colonne

Aperçu

This calculator is for the design of reinforced, non-prestressed concrete columns as per NZS 3101:2006. Les calculs suivants sont effectués:

L'élancement des colonnes est déterminé dans chaque direction en fonction des entrées de l'utilisateur.
Les moments de flexion de conception sont calculés en fonction de l'élancement.
Les capacités de moment sont dérivées de diagrammes d'interaction, qui sont dessinés en fonction des propriétés de section de la colonne.
Les capacités de cisaillement de la section sont déterminées à l'aide du modèle de ferme à entretoises inclinées.
Des contrôles détaillés sont effectués sur la section.

Analyse de section

Diagrammes d'interaction

La capacité de flexion de la colonne en béton est dérivée des diagrammes d'interaction dessinés pour chaque axe. La ligne d'interaction est tracée en calculant les valeurs de « M » et « N » à différentes profondeurs de l'axe neutre.. Cela se fait en déterminant les déformations dans le béton et les barres d'armature pour une profondeur donnée de l'axe neutre.. Ces déformations peuvent être converties en forces, qui peut ensuite être utilisé pour calculer la charge axiale maximale et le moment de flexion auxquels le poteau peut résister pour cette profondeur d'axe neutre.

Remarques

Les moments sont pris autour du centre de gravité plastique de la section.
La force résultante du béton est supposée agir au centre de gravité du bloc de contrainte rectangulaire..
- Pour sections rectangulaires, cela représente la moitié de la hauteur du bloc.
- Pour sections circulaires, ceci est calculé en trouvant le centre de gravité du segment en compression, where the height of the segment is equal to β₁c.

Conception de la colonne

Capacité axiale

The ultimate compression strength of a column is defined as 0.85.φ.N_n,max. Ceci est calculé selon l'équation 10-10. La capacité de traction de la section est calculée comme la résistance du ferraillage et ignore toute contribution du béton..

Moments de conception

Les moments utilisés pour dimensionner un poteau en béton dépendent de l'élancement du poteau dans l'axe considéré.. Si la colonne n'est pas fine (ou « court »), alors la colonne ne doit être vérifiée que pour les moments de premier ordre. Le poteau doit être conçu pour des moments du second ordre pour chaque axe autour duquel il est élancé..

Les utilisateurs ont la possibilité de fournir directement des moments du second ordre à utiliser dans le calcul.

Moments de colonne

M_{1} = min [M_{t le p}; M_{b le t t le m}]

M_1 = \min \left[ M_{Haut} \;;\; M_{bas} \droite]

M_{2} = max [M_{2, m je n}; max [M_{t le p}; M_{b le t t le m}]]

M_2 = \max \left[ M_{2,min} \;;\; \max \left[ M_{Haut} \;;\; M_{bas} \droite] \droite]

Remarques

M₁ / M₂ is taken as positive when the column is bent in single curvature. Dans cette calculatrice, c'est à ce moment-là que les moments ont le même signe.
M_2,min is calculated as N* x (15 + 0.03h) (Eq. 10-9).

Calculer l'élancement

Une colonne est considérée comme non mince si elle se situe dans les limites indiquées ci-dessous.. Notez que le rayon de giration est calculé comme (I / A)^0.5.

10.3.2.3.4 (Eq. 10-2)

\frac{

kL_u}{r} ≤ 34 – 12\frac{M_1}{M_2} ≤ 40

Grossissement instantané

Si une colonne s'avère mince, then the design moment is calculated as the first order moment, M₂, multiplied by a magnification factor (ré).

10.3.2.3.5 (Eq. 10-4)

ré = \frac{C_{m}}{1 - \frac{N^{*}}{0.75 N_{c}}} \geq 1.0

δ = \frac{C_m}{1 – \frac{N^*}{0.75Caroline du Nord}} ≥ 1.0

10.3.2.3.5 (Eq. 10-5)

N_{c} = \frac{{Pi}^{2} E I}{k L_{u}^{2}}

N_c = \frac{π^2EI}{kL_u^2}

10.3.2.3.5 (Eq. 10-6)

E I = \frac{0.2 E_{c} I_{g} + E_{s} I_{s e}}{1 + b_{d}}

EI = \frac{0.2E_cI_g + Eh bien oui_{je connais}}{1 + β_d}

10.3.2.3.5 (Eq. 10-8)

C_{m} = 0.6 + 0.4 \frac{M_{1}}{M_{2}} \geq 0.4

C_m = 0.6+0.4\frac{M_1}{M_2} ≥ 0.4

Capacité de pliage

La capacité du moment de flexion est calculée dans chaque axe en traçant les coordonnées des forces de conception (charge axiale et moment de flexion) sur les diagrammes d'interaction. Une ligne est tracée parallèlement à l'axe des x (N = charge axiale de conception). La capacité de moment est prise au point où cette ligne coupe la ligne d'interaction.

Remarque

No equation for biaxial bending is included in NZS 3101:2006. This calculator only considers the uniaxial capacity and utilisation column.

Capacité de cisaillement

La capacité de cisaillement totale de la colonne est calculée comme la capacité du béton, V_c, combiné à la capacité du renfort de cisaillement, V_s:

10.3.10.3.1 (Eq. 10-11)

la spécification fournit un traitement intégré de la conception de la résistance admissible V_{n} = V_{c} + V_{s} \geq V^{*}

φV_n = V_c + V_s ≥ V^*

Capacité de cisaillement du béton

10.3.10.3.1 (Eq. 10-11)

V_{c} = k_{a} k_{n} v_{b} A_{c v}

V_c = k_ak_nv_bA_{CV}

10.3.10.3.1 (Eq. 10-12)

v_{b} = (0.07 + 10 p_{w}) \sqrt{F'_{c}}

v_b = (0.07 + 10p_w)\sqrt{f'_c}

10.3.10.3.1 (Eq. 10-13)

0.08 \sqrt{f'_c} <

v_b < 0.2 \sqrt{f'_c}

10.3.10.3.1 (Eq. 10-14)

k_{n} = 1 + \frac{3 N^{*}}{A_{g} F_{c}'}

k_n = 1 + \frac{3N^*}{A_gf_c’}

10.3.10.3.1 (Eq. 10-14)

\frac{3N^*}{

A_gf_c’} ≤ 0.3

For members subject to axial tension, k_n est donné par:

10.3.10.3.1 (Eq. 10-15)

k_{n} = 1 + \frac{12 N^{*}}{A_{g} F_{c}'} \geq 0

k_n = 1 + \frac{12N^*}{A_gf_c’} ≥ 0

Capacité de cisaillement de l'acier

Pour sections rectangulaires:

10.3.10.3.2 (Eq. 10-17)

V_{s} = \frac{A_{v} F_{Y t} d}{s}

V_s = \frac{A_vf_{yt}d}{s}

Pour sections circulaires:

10.3.10.3.2 (Eq. 10-18)

V_{s} = \frac{Pi A_{h} F_{Y t} d^{''}}{2 s}

V_s = \frac{πA_hf_{yt}d ^{\prime\prime}}{2s}

Confinement et anti-bouclage

Ce calculateur vérifie qu'un confinement adéquat est assuré au cœur du poteau et que les attaches sont suffisamment grandes pour empêcher le flambement du renfort longitudinal..

Concrete Confinement

10.3.10.6.1 (Eq. 10-22)

\frac{A_g}{A_c} ≤ 1.5

10.3.10.6.1 (Eq. 10-22)

p_{t} m \leq 0.4

p_tm ≤ 0.4

Pour sections rectangulaires:

10.3.10.6.1 (Eq. 10-22)

UNE_{

sh} = frac{(1 – p_tm)s_hh^{\prime\prime}}{3.3}\frac{A_g}{A_c}\frac{f'_c}{F_{yt}}\frac{N^*}{φf’_cA_g} – 0.0065s_hh^{\prime\prime}

Pour sections circulaires:

10.3.10.5.1 (Eq. 10-20)

p_{s} = \frac{(1 - p_{t} m)}{2.4} \frac{A_{g}}{A_{c}} \frac{F'_{c}}{F_{Y t}} \frac{N^{*}}{la spécification fournit un traitement intégré de la conception de la résistance admissible F'_{c} A_{g}} - 0.0084

p_s = \frac{(1 – p_tm)}{2.4}\frac{A_g}{A_c}\frac{f'_c}{F_{yt}}\frac{N^*}{φf’_cA_g} – 0.0084

Lateral Restraint of Longitudinal Bars Against Premature Buckling

Pour sections rectangulaires:

10.3.10.6.1 (Eq. 10-23)

UNE_{

te} = frac{ΣA_bf_y}{135F_{yt}}\frac{s_h}{d_b}

Pour sections circulaires:

10.3.10.5.1 (Eq. 10-21)

p_{s} = \frac{A_{s t}}{155 d^{''}} \frac{F_{Y}}{F_{Y t}} \frac{1}{d_{b}}

p_s = \frac{UNE_{st}}{155d ^{\prime\prime}}\frac{f_y}{F_{yt}}\frac{1}{d_b}

Résistance au feu

Ceci est un contrôle facultatif, activé via l'option Contrôle de résistance au feu, par Clause 4.6.2 et Le tableau 4.7 de la Nouvelle-Zélande 3101:2006.

4.6.2 (Eq. 4-1)

η_{F je} = \frac{N_{F}^{*}}{N_{u}}

η_{être} = frac{N^*_f}{N_u}

Le tableau 4.7 – Fire resistance criteria for structural adequacy for columns

Indice de résistance au feu (minutes)		Dimensions minimales (mm)
		Column exposed on more than one side			Column exposed on one side
		η_être = 0.2	η_être = 0.5	η_être = 0.7	η_être = 0.7
30	b a	200 25	200 25	200 30	155 25
60	b a	200 25	200 35	250 45	155 25
90	b a	200 30	300 45	350 50	155 25
120	b a	250 40	350 45	350 55	175 35
180	b a	350 45	350 60	450 70	230 55
240	b a	350 60	450 75	500 70	295 70

Journal des modifications

16^e septembre 2026 – Fire Resistance Check

NOUVEAU: Fire resistance check per Clause 4.6.2 et Le tableau 4.7, covering fire load level, minimum column width, axis distance, and reinforcement detailing requirements.

10^e juillet 2026 – Diagramme d'interaction & Reporting Update

NOUVEAU: Ajout de diagrammes de moments de flexion.
Mis à jour: Suppression de la logique pour soustraire E_c.ε de la force de renforcement lors du calcul du diagramme d'interaction. La valeur du bloc de contrainte en béton est désormais soustraite directement lorsqu'elle se trouve à l'intérieur du bloc de contrainte..

15^e janvier 2026 – Initial Deployment

NOUVEAU: Initial deployment of the NZS 3101:2006 Concrete Column Design calculator.

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