Diagramme d'interaction de colonne / courbe expliquée

Les éléments verticaux qui font partie d'une ossature de bâtiment sont soumis à des charges axiales combinées et moments de flexion. Ces forces se développent en raison de charges externes, comme mort, vivre, et charges de vent. Tout simplement, un diagramme d'interaction (ou courbe) affiche les combinaisons du moment acceptable et des capacités axiales d'un élément de structure.

L'équivalence entre une charge appliquée de manière excentrique et une combinaison charge-moment axial est indiquée ci-dessous. Supposons qu'une force P est appliquée à une section transversale à une distance e (excentricité) du centre de gravité. La force excentrique P peut maintenant être combinée avec la force P agissant vers le bas au centre de gravité et un couple de Pe, qui est un pur moment.

La position différente de la force axiale par rapport au centre de gravité de la section produit divers comportements d'une colonne ainsi que la répartition des contraintes dans les sections. Celles-ci sont tracées sur la courbe d'interaction M-N:

Exemple de diagramme d'interaction

1. Compression axiale pure (point A). Il s'agit de la plus grande charge de compression axiale que la colonne peut supporter.
2. Compression avec flexion mineure (point B). C'est le cas d'une grande charge axiale agissant à une petite excentricité. La répartition des contraintes s'incline mais la section est toujours en compression. La rupture se produit par écrasement du béton.
3. Contrôle de la compression (point C). Il existe à la fois une zone de compression et une zone de tension du béton. L'acier est soumis à une tension. La rupture se produit par écrasement du béton côté compression, alors que la contrainte dans l'acier fs est inférieure à la limite d'élasticité fy.
4. État équilibré (point D). Une condition équilibrée est atteinte lorsque la déformation de compression dans le béton atteint une limite et que l'armature de traction atteint simultanément sa déformation. La rupture du béton se produit en même temps que l'acier cède.
5. Contrôle de tension (point E). C'est le cas d'une petite charge axiale avec une grande excentricité, C'est, un grand moment. À l'échec, la déformation dans l'acier de traction est supérieure à la déformation élastique.
6. Flexion pure (point F). La section, dans ce cas, est soumis à un moment de flexion M, alors que la charge axiale est P = 0. La rupture se produit comme dans une poutre soumise uniquement au moment de flexion.
7. Tension axiale pure (point G). Il s'agit de la plus grande charge de tension axiale que la colonne peut supporter.

Pour considérer cette courbe SkyCiv considère le nombre nécessaire de points intermédiaires. Habituellement, il y a trois points principaux: tension axiale maximale (point G), compression axiale maximale (point A), et état équilibré (point D). Ensuite, les points intermédiaires sont considérés de l'état équilibré à la tension maximale (points D-G) et de l'état équilibré à la compression maximale (points D-A). Pour calculer tous ces points selon les codes de conception, utilisez les hypothèses suivantes:

1. Les déformations dans le béton et l'acier sont proportionnelles à la distance de l'axe neutre
2. L'équilibre des forces et la compatibilité des déformations doivent être satisfaits
3. La déformation de compression maximale utilisable dans le béton est 0.003
4. La résistance du béton en tension peut être négligée
5. Le bloc de contrainte en béton peut être pris comme une forme rectangulaire

La résistance d'une section transversale de poteau peut être déterminée à partir de la géométrie de la section transversale, les relations constitutives de la le béton et acier les relations constitutives de la. Pour le calcul des points intermédiaires de la courbe M-N qui décrivent la force de la section, le SkyCiv utilise un processus itératif. Les prochaines étapes sont impliquées dans ce processus selon ACI code:

Interprétation de la courbe d'interaction

Pour que la conception d'une colonne soit considérée comme adéquate (sûr), la combinaison d'effets d'action (M, P) doit être inférieure à la combinaison des forces de conception (M, P) à partir de la courbe d'interaction. Cela signifie que si la position du M,Le point P sur le graphique est en dehors de la courbe, il est considéré comme ne répondant pas à ce critère et considéré comme dangereux.

3Courbes d'interaction D dans le logiciel SkyCiv

Dans le module de conception SkyCiv RC, SkyCiv utilise à la fois l'axe majeur et mineur pour calculer le point d'équilibre. Le module définit le point d'intersection avec un diagramme d'interaction 3D (point vert dans l'image ci-dessous). Les coordonnées de ce point fournissent les capacités axiales et de flexion pour la section.

 

Conception de béton armé SkyCiv

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