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Progettazione rapida: NZS 3101:2006 Colonna

Panoramica

This calculator is for the design of reinforced, non-prestressed concrete columns as per NZS 3101:2006. Vengono eseguiti i seguenti calcoli:

  • La snellezza della colonna viene determinata in ciascuna direzione in base agli input dell'utente.
  • I momenti flettenti di progetto sono calcolati in base alla snellezza.
  • Le capacità momento sono derivate dai diagrammi di interazione, che vengono disegnati in base alle proprietà della sezione della colonna.
  • Le capacità di taglio della sezione sono determinate utilizzando il modello di traliccio inclinato.
  • Sulla sezione vengono eseguiti controlli di dettaglio.

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.
  • 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, where the height of the segment is equal to β1c.

Design della colonna

Capacità assiale

The ultimate compression strength of a column is defined as 0.85.φ.Nn,max. Questo viene calcolato secondo l'equazione 10-10. 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.

Momenti di colonna

M1=min[MtIlp;MbIlttIlm] M_1 = \min \left[ M_{superiore} \;;\; M_{parte inferiore} \giusto]
M2=max[M2,mion;max[MtIlp;MbIlttIlm]] M_2 = \max \left[ M_{2,min} \;;\; \max \left[ M_{superiore} \;;\; M_{parte inferiore} \giusto] \giusto]
Appunti
  • M1 / M2 is taken as positive when the column is bent in single curvature. In questa calcolatrice, questo è quando i momenti hanno lo stesso segno.
  • M2,min is calculated as N* x (15 + 0.03h) (Eq. 10-9).

Calcola la snellezza

Una colonna è considerata non snella se rientra nei limiti indicati di seguito. Si noti che il raggio di rotazione viene calcolato come (I / A)0.5.

10.3.2.3.4 (Eq. 10-2)
KLur≤34-12M1M2≤40 \frac{kL_u}{r} ≤ 34 – 12\frac{M_1}{M_2} ≤ 40

Ingrandimento del momento

Se una colonna risulta snella, then the design moment is calculated as the first order moment, M2, multiplied by a magnification factor (D).

10.3.2.3.5 (Eq. 10-4)
D=Cm1-N*0.75Nc≥1.0 δ = \frac{Cm}{1 – \frac{N^*}{0.75N_c}} ≥ 1.0
10.3.2.3.5 (Eq. 10-5)
Nc=Pi2EIKLu2 N_c = \frac{π^2EI}{kL_u^2}
10.3.2.3.5 (Eq. 10-6)
EI=0.2EcIg+ESISe1+bd EI = \frac{0.2E_cI_g + E_sI_{lo so}}{1 + β_d}
10.3.2.3.5 (Eq. 10-8)
Cm=0.6+0.4M1M2≥0.4 C_m = 0.6+0.4\frac{M_1}{M_2} ≥ 0.4

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 (N = carico assiale di progetto). La capacità momento viene presa nel punto in cui questa linea interseca la linea di interazione.

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

Capacità di taglio

La capacità di taglio totale della colonna è calcolata come la capacità del calcestruzzo, V c, combinato con la capacità dell’armatura a taglio, V S:

10.3.10.3.1 (Eq. 10-11)
PhiV n=V c+V S≥V * φV_n = V_c + V_s ≥ V^*

Capacità di taglio del calcestruzzo

10.3.10.3.1 (Eq. 10-11)
V c=Kun caricoKnvbAcv V_c = k_ak_nv_bA_{CV}
10.3.10.3.1 (Eq. 10-12)
vb=(0.07+10pw)f'c v_b = (0.07 + 10p_w)\sqrt{f'_c}
10.3.10.3.1 (Eq. 10-13)
0.08f'c<vb<0.2f'c 0.08 \sqrt{f'_c} < v_b < 0.2 \sqrt{f'_c}
10.3.10.3.1 (Eq. 10-14)
Kn=1+3N*Agfc' k_n = 1 + \frac{3N^*}{A_gf_c’}
10.3.10.3.1 (Eq. 10-14)
3N*Agfc'≤0.3 \frac{3N^*}{A_gf_c’} ≤ 0.3

For members subject to axial tension, Kn è dato da:

10.3.10.3.1 (Eq. 10-15)
Kn=1+12N*Agfc'≥0 k_n = 1 + \frac{12N^*}{A_gf_c’} ≥ 0

Capacità di taglio dell'acciaio

Per sezioni rettangolari:

10.3.10.3.2 (Eq. 10-17)
V S=AvfytdS V_s = \frac{A_vf_{sì}d}{S}

Per sezioni circolari:

10.3.10.3.2 (Eq. 10-18)
V S=PiAhfytd''2S V_s = \frac{πA_hf_{sì}d^{\prime\prime}}{2S}

Confinamento e anti-instabilità

Questo calcolatore verifica che sia fornito un confinamento adeguato al nucleo della colonna e che i tiranti siano sufficientemente grandi da impedire l'instabilità dell'armatura longitudinale.

Concrete Confinement

10.3.10.6.1 (Eq. 10-22)
AgAc≤1.5 \frac{A_g}{A_c} ≤ 1.5
10.3.10.6.1 (Eq. 10-22)
ptm≤0.4 p_tm ≤ 0.4

Per sezioni rettangolari:

10.3.10.6.1 (Eq. 10-22)
ASh=(1-ptm)Shh''3.3AgAcf'cfytN*Phif'cAg-0.0065Shh'' UN_{sh} = frac{(1 – p_tm)s_hh^{\prime\prime}}{3.3}\frac{A_g}{A_c}\frac{f'_c}{f_{sì}}\frac{N^*}{φf’_cA_g} – 0.0065s_hh^{\prime\prime}

Per sezioni circolari:

10.3.10.5.1 (Eq. 10-20)
pS=(1-ptm)2.4AgAcf'cfytN*Phif'cAg-0.0084 p_s = \frac{(1 – p_tm)}{2.4}\frac{A_g}{A_c}\frac{f'_c}{f_{sì}}\frac{N^*}{φf’_cA_g} – 0.0084

Lateral Restraint of Longitudinal Bars Against Premature Buckling

Per sezioni rettangolari:

10.3.10.6.1 (Eq. 10-23)
Ate=ΣAbfy135fytShdb UN_{te} = frac{ΣA_bf_y}{135f_{sì}}\frac{s_h}{d_b}

Per sezioni circolari:

10.3.10.5.1 (Eq. 10-21)
pS=ASt155d''fyfyt1db p_s = \frac{UN_{sto}}{155d^{\prime\prime}}\frac{f_y}{f_{sì}}\frac{1}{d_b}

Resistenza al fuoco

Questo è un controllo facoltativo, abilitato tramite l'opzione Controllo resistenza al fuoco, per Clausola 4.6.2 e tavolo 4.7 dell'NZS 3101:2006.

4.6.2 (Eq. 4-1)
ηfio=Nf*Nu η_{essere} = frac{N^*_f}{N_u}

tavolo 4.7 – Fire resistance criteria for structural adequacy for columns

Grado di resistenza al fuoco
(minuti) 		Dimensioni minime
(mm)
Column exposed on more than one side Column exposed on
one side
ηessere = 0.2 ηessere = 0.5 ηessere = 0.7 ηessere = 0.7
30 b
un carico 		200
25 		200
25 		200
30 		155
25
60 b
un carico 		200
25 		200
35 		250
45 		155
25
90 b
un carico 		200
30 		300
45 		350
50 		155
25
120 b
un carico 		250
40 		350
45 		350
55 		175
35
180 b
un carico 		350
45 		350
60 		450
70 		230
55
240 b
un carico 		350
60 		450
75 		500
70 		295
70

Registro delle modifiche

16ns settembre 2026 – Fire Resistance Check
  • Il nostro generatore di carico può essere utilizzato in cinque: Fire resistance check per Clausola 4.6.2 e tavolo 4.7, covering fire load level, minimum column width, axis distance, and reinforcement detailing requirements.
10ns luglio 2026 – Diagramma di interazione & Reporting Update
  • Il nostro generatore di carico può essere utilizzato in cinque: Aggiunti diagrammi del momento flettente.
  • Aggiornato: Logica rimossa per sottrarre Ec.ε dalla forza di armatura nel calcolo del diagramma di interazione. Il valore del blocco di sollecitazione concreto viene ora sottratto direttamente quando si trova all'interno del blocco di sollecitazione.
15ns gennaio 2026 – Initial Deployment
  • Il nostro generatore di carico può essere utilizzato in cinque: Initial deployment of the NZS 3101:2006 Concrete Column Design calculator.

Risposta

Cerchiamo costantemente di espandere e migliorare la nostra offerta di prodotti!

Se hai richieste o feedback, si prega di inviarli seguendo Libreria → Informazioni sulla calcolatrice → Feedback.

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Aggiornato novembre 2, 2026

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