Che cos'è una curva di interazione colonna

Gli elementi verticali che fanno parte di un telaio di un edificio sono soggetti a carichi assiali e momenti flettenti combinati. Queste forze si sviluppano a causa di carichi esterni, come morto, vivere, e carichi di vento. In poche parole, un diagramma di interazione (o curva) visualizza le combinazioni di momento accettabile e capacità assiali di un elemento strutturale. Di seguito è mostrata l'equivalenza tra un carico applicato eccentricamente e una combinazione carico-momento assiale. Supponiamo che una forza P sia applicata a una sezione trasversale a distanza e (eccentricità) dal centroide. La forza eccentrica P può ora essere combinata con la forza P che agisce verso il basso al baricentro e una coppia Pe, quello è un momento puro.

La diversa posizione della forza assiale dal baricentro della sezione produce vari comportamenti di una colonna così come la distribuzione della sollecitazione nelle sezioni. Questi sono tracciati sulla curva di interazione M-N:

Esempio di una curva di interazione

Pura compressione assiale (punto A). Questo è il carico di compressione assiale più grande che la colonna può supportare.
Compressione con flessione minore (punto B). Questo è il caso di un grande carico assiale che agisce con una piccola eccentricità. La distribuzione delle sollecitazioni diventa inclinata ma la sezione è ancora in compressione. Il fallimento si verifica per schiacciamento del calcestruzzo.
Controllo della compressione (punto C). Qui esistono sia la zona di compressione che la zona di tensione del calcestruzzo. L'acciaio è sottoposto a tensione. Il cedimento si verifica per schiacciamento del calcestruzzo sul lato di compressione, mentre la tensione nell'acciaio fs è inferiore alla tensione di snervamento fy.
Condizione equilibrata (punto D). Una condizione equilibrata si raggiunge quando la deformazione di compressione nel calcestruzzo è limitata e l'armatura a trazione raggiunge simultaneamente lo snervamento. Il cedimento del calcestruzzo si verifica contemporaneamente al cedimento dell'acciaio.
Controllo della tensione (punto E). Questo è il caso di un piccolo carico assiale con grande eccentricità, questo è, un grande momento. Al fallimento, la deformazione nell'acciaio di tensione è maggiore della deformazione di snervamento.
Flessione pura (punto F). La sezione in questo caso è soggetta ad un momento flettente M, mentre il carico assiale è P = 0. Il cedimento si verifica come in una trave soggetta solo a momento flettente.
Pura tensione assiale (punto G). Questo è il più grande carico di tensione assiale che la colonna può supportare.

Per considerare questa curva SkyCIv considera il numero necessario di punti intermedi. Tipicamente, ci sono tre punti principali: massima tensione assiale (punto G), massima compressione assiale (punto A) e condizione equilibrata (punto D). Quindi vengono considerati i punti intermedi dalla condizione equilibrata alla massima tensione (punti D-G) e dalla condizione equilibrata alla massima compressione (punti D-A). Per calcolare tutti quei punti secondo i codici di progettazione, utilizzare le ipotesi successive:

Le deformazioni nel calcestruzzo e nell'acciaio sono proporzionali alla distanza dall'asse neutro
Devono essere soddisfatti l'equilibrio delle forze e la compatibilità delle deformazioni
La massima deformazione di compressione utilizzabile nel calcestruzzo è 0.003
La resistenza del calcestruzzo in tensione può essere trascurata
Il blocco di sollecitazione in calcestruzzo può essere considerato come una forma rettangolare

La resistenza della sezione trasversale di una colonna può essere determinata dalla geometria della sezione trasversale, le relazioni costitutive del calcestruzzo e dell'acciaio e una considerazione dell'equilibrio e della compatibilità delle deformazioni. Per il calcolo dei punti della curva M-N intermedi che descrivono la forza della sezione, SkyCiv utilizza un processo iterativo. I passaggi successivi sono coinvolti in questo processo secondo il codice ACI:

Interpretazione della curva di interazione

Affinché la progettazione di una colonna sia considerata adeguata (sicuro), la combinazione di effetti di azione (M, P) deve essere inferiore alla combinazione dei punti di forza del progetto (M, P) dalla curva di interazione. Ciò significa che se la posizione della M,Il punto P sul grafico è al di fuori della curva è considerato non conforme a questi criteri e considerato non sicuro.

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