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Progettazione rapida: AS 3600:2018 Colonna

Panoramica

Questo calcolatore serve per la progettazione di colonne in cemento armato non precompresso secondo AS 3600:2018. Vengono eseguiti i seguenti calcoli:

  • La snellezza della colonna è determinata in ciascuna direzione a seconda dell'utente
    ingressi.
  • I momenti flettenti di progetto sono calcolati in base alla snellezza.
  • Le capacità momento sono derivate dai diagrammi di interazione, quali sono
    disegnato in base alle proprietà della sezione della colonna.
  • Le capacità di taglio della sezione sono determinate utilizzando la pendenza
    modello a traliccio.
  • Sulla sezione vengono eseguiti controlli di dettaglio.

Presupposti

  • Quando si calcola il taglio, si presuppone che l'angolo delle legature sia
    perpendicolare al rinforzo longitudinale e longitudinale
    l'armatura è parallela a tutte le facce del calcestruzzo.
  • Per i calcoli si presuppone che la dimensione aggregata sia pari a 20 mm.

Analisi della sezione

Diagrammi di interazione

La capacità di flessione della colonna di cemento è derivata dai diagrammi di interazione disegnati per ciascun asse. La linea di interazione viene tracciata calcolando i valori di "M" e "N" a diverse profondità dell'asse neutro. Ciò viene fatto determinando le deformazioni nel calcestruzzo e nelle barre di armatura per una data profondità dell'asse neutro. Queste deformazioni possono essere convertite in forze, che può quindi essere utilizzato per calcolare il carico assiale massimo e il momento flettente a cui la colonna può resistere per quella profondità dell'asse neutro.

Appunti
  • Vengono presi i momenti rispetto al baricentro plastico della sezione.
  • La resistenza del blocco di calcestruzzo α2.fc è ridotto di 5% per sezioni circolari come da 10.6.2.5 NOTA 3.
  • Si presuppone che la forza risultante del calcestruzzo agisca nel baricentro del blocco di sollecitazione rettangolare.
    • Per sezioni rettangolari, questo viene considerato pari alla metà dell'altezza del blocco.
    • Per sezioni circolari, questo si calcola trovando il baricentro del segmento in compressione, dove l'altezza del segmento è pari a γ.ku.d0.

Design della colonna

Capacità assiale

La resistenza alla compressione ultima di una colonna è definita come il suo carico di schiacciamento (Nuo). Questo viene calcolato presupponendo che l'armatura della sezione abbia raggiunto il suo massimo carico di snervamento (fil suo) in compressione e il calcestruzzo è sottoposto ad una sollecitazione di compressione uniforme pari a α1f ’c (10.6.2.2). La capacità di trazione della sezione è calcolata come la resistenza dell'armatura e ignora qualsiasi contributo del calcestruzzo.

Momenti di progettazione

I momenti utilizzati per progettare una colonna in calcestruzzo dipendono dalla snellezza della colonna rispetto all'asse considerato. Se la colonna non è snella (o "breve"), quindi la colonna deve essere controllata solo per i momenti del primo ordine. La colonna deve essere progettata per momenti del secondo ordine per ciascun asse attorno al quale è snella.

Gli utenti hanno la possibilità di fornire direttamente i momenti del secondo ordine da utilizzare nel calcolo. Questa opzione è disponibile solo se la colonna è sottile.

Momenti di colonna

M1*=max[Mmion;min[MtIlp;MbIlttIlm]] M^*_1 = \max \left[ M_{min} \;;\; \min a sinistra[ M_{superiore} \;;\; M_{parte inferiore} \giusto] \giusto]
M2*=max[Mmion;max[MtIlp;MbIlttIlm]] M^*_2 = \max \left[ M_{min} \;;\; \max \left[ M_{superiore} \;;\; M_{parte inferiore} \giusto] \giusto]
Appunti
  • M1 / M2 è considerato negativo quando la colonna è piegata con curvatura singola. In questa calcolatrice, questo è quando i momenti hanno lo stesso segno.
  • Mmin è calcolato come N* x 0,05D (10.1.2).

Calcola la snellezza

Una colonna è considerata non snella se rientra nei limiti indicati di seguito. Rapporto di snellezza di una colonna (Le / r) non dovresti superare 120. Si noti che il raggio di rotazione viene calcolato come (I / A)0.5.

Rinforzato:10.3.1(1)
Ler≤max[25;un'c(38-f'c15)(1+M1*M2*)] \frac{L_e}{r} ≤ \max \left[ 25 \;;\; α_c \left(38 – \frac{f'_c}{15} \giusto) \sinistra(1 + \frac{M^*_1}{M^*_2}\giusto) \giusto]
un'c=2.25-2.5N*ϕNuIlper N*ϕNuIl≥0.15;o \alpha_c = \sqrt{\,2.25 – 2.5 \dfrac{N^*}{\phi N_{uo}}\,} \qquad \text{per } \dfrac{N^*}{\phi N_{uo}} \geq 0.15;\ \testo{o}
un'c=13.5N*ϕNuIlper N*ϕNuIl<0.15 \alpha_c = \sqrt{\,\dfrac{1}{3.5 \dfrac{N^*}{\phi N_{uo}}}\,} \qquad \text{per } \dfrac{N^*}{\phi N_{uo}} < 0.15
Non rinforzato:10.3.1(2)
Ler≤22 \frac{L_e}{r} ≤ 22

Ingrandimento del momento

Se una colonna risulta snella, quindi il momento di progetto viene calcolato come momento del primo ordine moltiplicato per un fattore di ingrandimento (D). Per colonne controventate, questo fattore è uguale alla lente d'ingrandimento del momento rinforzato (Db). Per le colonne non controventate è la maggiore tra la lente d'ingrandimento del momento controventata e la lente d'ingrandimento del momento oscillante (DS). Questo strumento non offre un calcolo per δS, quindi l'utente deve calcolarlo separatamente come indicato in 10.4.3(b).

Fattore di ingrandimento del momento rinforzato, Db10.4.2
Db=Km(1-N*Nc)≥1 \delta_b = \dfrac{k_m}{\sinistra(1 – \dfrac{N^*}{N_c}\giusto)} \;\geq\; 1
Km=(0.6-0.4M1*M2*)≥0.4 k_m = \left(0.6 – 0.4 \dfrac{M_1^*}{M_2^*}\giusto) \;\geq\; 0.4
Carico di deformazione, Nc10.4.4
Nc=(Pi2Le2)[182dIl(ϕMc)1+bd]dove Mc è il momento di equilibrio, Mub Quando Ku=0.545 N_c = \left(\dfrac{\pi^2}{L_e^2}\giusto) \sinistra[ \dfrac{182 Fare \, (\phi M_c)}{1 + \beta_d} \giusto] \qquad \text{dove } M_c \text{ è il momento di equilibrio, } M_{ub} \testo{ Quando } k_u = 0.545
bd=solsol+Q \beta_d = \dfrac{sol}{sol + Q}

Capacità di flessione

La capacità del momento flettente viene calcolata su ciascun asse tracciando le coordinate delle forze di progetto (carico assiale e momento flettente) sui diagrammi di interazione. Viene tracciata una linea parallela all'asse x, che interseca questa coordinata (N = carico assiale di progetto). La capacità momento viene presa nel punto in cui questa linea interseca la linea di interazione.

Controllo della flessione biassiale10.6.4
(Mx*ϕMux)un caricon+(My*ϕMuy)un caricon≤1.0 \sinistra( \dfrac{M_x^*}{\film_{ux}} \giusto)^{UN} \;+\; \sinistra( \dfrac{M_y^*}{\film_{uy}} \giusto)^{UN} \;\leq\; 1.0
un'n=0.7+1.7N*ϕNuIl,con 1≤un'n≤2 \alfa_n = 0.7 + 1.7 \dfrac{N^*}{\phi N_{uo}}, \quad \text{con } 1 \leq \alpha_n \leq 2

Capacità di taglio

La capacità totale a taglio della colonna è calcolata come la capacità del calcestruzzo combinata con la capacità dell'armatura a taglio. Questo valore è limitato alla resistenza allo schiacciamento della rete di taglio.

10.4.2
V u=min[V uc+V uS;V u.mun caricox] V_u = \min \left[ V_{uc} + V_{noi} \;;\; V_{u.max} \giusto]
Resistenza al taglio limitata dallo schiacciamento del nastro8.2.3.3
V u.max=0.55[0.9f'cbvdv(cullaθv+cullaun'v1+culla2θv)] V_{u.\max} = 0.55 \sinistra[ \, 0.9 f'_c \, b_v \, d_v \left( \dfrac{ \cot \theta_v + \cot \alpha_v }{ 1 + \cot^2 \theta_v } \giusto) \giusto]
8.2.1.9
dv=max[0.72D;0.9d] d_v = \max \left[ 0.72D \;;\; 0.9d \right]
8.2.4.2(1)
θv=(29+7000ex) \theta_v = \left( 29 + 7000 \, \varepsilon_x \right)
Ceppo di media altezza, ex8.2.4.2.2
ex=|M*dv|+|V *|+0.5N*2(ESASt)≤3.0×10-3 \varepsilon_x = \dfrac{ \sinistra|\dfrac{M^*}{d_v}\giusto| + \sinistra|V^*\right|+ 0.5N^* }{ 2\sinistra(E_s A_{sto}\giusto) } \;\leq\; 3.0 \volte 10 ^{-3}
Nota
  • Il calcolo della deformazione a media altezza esclude il contributo dell'acciaio sulla linea a media altezza.

Se ex risulta negativo (in compressione), quindi il valore dovrebbe essere ulteriormente modificato utilizzando l'equazione seguente:

ex=-2.0×10-3≤|M*dv|+|V *|+0.5N*2(ESASt+EcAct)≤0 \varepsilon_x = -2.0 \volte 10 ^{-3} \;\leq\; \dfrac{ \sinistra|\dfrac{M^*}{d_v}\giusto| + \sinistra|V^*\right|+ 0.5N^* }{ 2\sinistra(E_s A_{sto} + E_c A_{ct}\giusto) } \;\leq\; 0
Contributo concreto alla resistenza al taglio, V uc8.2.4.1
V uc=Kvbvdvf'c V_{uc} = k_vb_vd_v\sqrt{f'_c}
Calcolo di kv
8.2.4.2(2)
Quando ASvS<ASv.mionS,Kv=[0.41+1500ex][13001000+Kdgdv] \testo{Quando } \dfrac{UN_{sv}}{S} \lt \dfrac{UN_{sv.min}}{S},\quad k_v =\left[ \dfrac{0.4}{1 + 1500 \, \varepsilon_x} \giusto] \sinistra[ \dfrac{1300}{1000 + Eurocodice di design con piastra di base in acciaio{dg} d_v} \giusto]
8.2.4.2(5)
Quando ASvS≥ASv.mionS,Kv=[0.41+1500ex] \testo{Quando } \dfrac{UN_{sv}}{S} \geq \dfrac{UN_{sv.min}}{S},\quad k_v =\left[ \dfrac{0.4}{1 + 1500 \, \varepsilon_x} \giusto]
Contributo dell'armatura a taglio alla resistenza a taglio kv8.2.5.2
V uS=(ASvfSy.fdvS)culla(θv) V_{noi} = sinistra( \dfrac{UN_{sv} \, f_{e f} \, d_v}{S} \giusto) \culla(\theta_v)

Capacità di taglio biassiale

Questo calcolatore include un valore per "Taglio biassiale", che viene calcolato come risultante degli utilizzi di taglio monoassiali negli assi "Y" e "Z".. AS3600 non fornisce indicazioni specifiche su come considerare una sezione di calcestruzzo per il taglio biassiale, quindi questo valore viene fornito come salvaguardia conservativa.

Registro delle modifiche

  1. Distribuzione iniziale 05/09/2025.
  2. Aggiunti i diagrammi del momento flettente ad aprile 2026.
  3. Risolto errore di rendering nei diagrammi del momento flettente di luglio 2026.
  4. Logica rimossa per sottrarre Ec.ε dalla forza di rinforzo
    quando si calcola il diagramma di interazione. Sottrazione del blocco di tensione del calcestruzzo
    valore quando si trova all'interno del blocco stress invece di luglio 2026.

Risposta

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Aggiornato novembre 2, 2026

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