AS2327による複合部材の設計: 2017

記事上で, 新しいコンポジットデザインソフトウェアのリリースに先立ち、コンポジットデザインモジュールのさまざまな側面について説明します。 – 複合柱と床システムの分析と設計のための包括的なソリューション.

モジュールには、複合柱の設計計算を実行する機能があります, ビーム, AS2327 によるとスラブ:2017. モジュールは、スタンドアロンアプリケーションとして、または分析を実行した後の統合プラットフォームとして使用できます。 構造3D.

モジュールの機能:

• 柱の設計, 強度に応じたSINGLEROOFの下の梁とスラブ (ULS) & 保守性基準 (SLS)
• 複数の梁と柱を1回の実行で処理および設計できます
• 設計は、いくつかのタイプの梁と柱をサポートしています
• 梁の抵抗モーメントとせん断接続の程度との関係は、複合梁の場合、完全および部分的なせん断接続の程度の場合に、グラフで評価できます。
• モーメント容量計算の一部として列の場合に表示される相互作用チャート
• 初期および複合段階でのモーメントおよびせん断容量の計算で、スラブからの寄与を含めたり除外したりする機能
• デッキプロファイルのさまざまな方向 0 に 90 デッキメーカーごとに試すことができます’ 仕様
• ユーザーは、コンクリートスラブへのフランジ埋め込みに関してさまざまな配置位置を導入することにより、モーメント容量への影響を確認することもできます.
• クリープと収縮を含む短期および長期の負荷条件の保守性チェック
• クリープ時間はユーザー入力によるものであり、たわみ計算を評価することができ、メンバーのさまざまな寿命に到達することができます
• 柱および梁の縦方向および横方向のせん断チェック
• 柱と梁のモーメントとせん断の相互作用チェックの組み合わせ
• オーストラリアの鋼管のデータベースをカバーし、プロファイルを形成します
• さまざまな環境条件すなわち. 乾燥, インテリア

コンポジットカラム:

複合柱は、鉄筋コンクリートを封入・充填することで強度を高めた鉄骨柱です。. 通常の柱を超える耐震性を実証.

モジュールのカバー 3 複合柱の設計の種類. 包まれた, コンクリートで満たされた正方形/長方形の中空管とコンクリートで満たされた円形の中空管

タイプ1: I型 コンクリートで固める

 

タイプ2:正方形の中空コンクリート充填チューブ (SHCFT)

 

タイプ3:円形中空コンクリート充填管 (CHCFT)

• コンクリート充填鋼管柱は、鋼管の内側への局部座屈を効果的に防止し、より高い中空鋼管柱よりも高い局部座屈強度をもたらします。. 鋼管内の側圧がコンクリートの閉じ込め効果を誘発, したがって、強度と延性が向上します.
• 鋼の寄与係数 (Cl. 4.1.1.5)与えられた入力を持つ列が複合材として機能するか、コンクリートのみまたは鋼のみとして機能するかを確認できる最初のものとして評価されます.
• 鋼の寄与率が 0.2 に 0.9.
• 以下で構成される究極の設計強度チェック:
  • アキシアル負荷容量-断面抵抗 (Cl. 4.1.2)
  • アキシアル負荷容量－部材抵抗 (Cl. 4.1.3)
  • 円形および長方形 (Cl. 4.1.2.4)
  • 軸曲げと一軸曲げの組み合わせ (Cl. 4.2.2)
  • アキシャル曲げとバイアキシャル曲げの組み合わせ (Cl. 4.2.3)
  • 縦せん断チェック (Cl. 4.1.2) & EN1994-1-1:2004
  • 横せん断チェック (Cl. 4.1.2)
• 局部座屈の影響はClに従ってチェックされます. 4.1.1.6 ために SHCFT & RHCFT
• 詳細規定は、最小補強材の計算を示すことで提供されます。, 必要最小限の間隔, Cl.4.3 による縦方向およびせん断補強用のバー直径
• モーメント容量の計算は、1次および2次線形弾性解析で使用できます。. Cl による二次解析の詳細な段階的計算と相互作用図. 4.5 出力として取得できます.
• メンバーの欠陥, 有効曲げ剛性 (番号)_eff,II, 細長さ/座屈効果によるモーメント容量の減少, 等. 二次分析の下で考慮されます.

列の典型的な相互作用図

• このプログラムは、柱の長軸と短軸のモーメント容量を評価し、結果は交互作用グラフの形式で表示されます。.
• 上の図は、複合軸力と曲げを受ける複合柱の相互作用曲線を示しています。. 簡略化のために, 曲線は、特定の臨界点を使用して定義された多角形の図に置き換えられます. これら 四 相互作用チャートの重要なポイントを以下に定義して説明します.
  • ポイントA: 軸力のみN_あ = N_我ら
  • ポイントB: 曲げモーメントのみ=M_pl
  • ポイントC:N_c = A_cf_CD, M_c = M_pl
  • ポイントD: N_D = 0.5N_C, M_D = M_最高
• 以下は、Cl.4.2に基づくトライアルカラムセクションのvizセクション容量とメンバー容量の両方の曲線を示す相互作用図の出力例です。

複合設計モジュールを使用して取得した柱の相互作用図

複合梁:

複合梁は、スラブと複合的に作用する熱間圧延セクションです. 複合相互作用は、鋼製梁の上部フランジに溶接されたせん断コネクタの取り付けによって実現されます. せん断コネクタは、コンクリートスラブと梁の間の縦方向のせん断接続を提供します.

SkyCivコンポジットデザインモジュールはカバーします 2 ビームの基本的なタイプすなわち. 金属デッキありと金属デッキなし:

ソリッドスラブの梁 (金属デッキなし)

金属デッキ付きビーム

ユーザーは、さまざまなタイプのデッキプロファイルを選択することもできます。. トラフを開く, 要件に応じて、リエントラントおよびクリップされたパン. 下記参照:

オープントラフ型メタルデッキ付きビーム

クリップパンタイプのメタルデッキ付きビーム

リエントラント型甲板付き梁

ユーザーは、デッキプロファイルに任意の向きを指定できます。. 以下に示すように、デッキリブと梁のスパンとのなす角度. 配向角として、複合ビーム設計の重要な考慮事項です。 (θ) スラブの有効深さを推定するための影付き領域のコンクリートの寄与を決定します. 最終的に, 抵抗モーメントの計算はデッキの向きの角度によって決まります. 方位角が0の範囲の場合<θ<15, の 抵抗モーメントは、コンクリートの全体的な厚さに基づいて計算されます。. リブ部分のコンクリートも考慮して計算します. 方位角が15°の場合<θ<90, リブ部分のコンクリート (下の写真に示すような影付きの領域) 計算では無視されます.

デッキの向きの角度 θ

• 鉄骨梁の細さを検査します. このプログラムは、COMPACTおよびNON-COMPACT鋼セクションの複合設計計算を提供できます。. したがって, 「非コンパクト」の削減’ 要素はセクション分類後にプログラムによって自動的に考慮されます。.
• モジュールでは、2種類のせん断コネクタがサポートされています。. 頭付きスタッドと構造ボルト
• 梁とともにスラブによってもたらされるせん断抵抗を含めるか除外するかをユーザーが選択できます。.
• せん断能力チェックのためのスラブの寄与はオプションであり、ユーザーが指定した選択に基づいて考慮されます.
• 究極のデザイン力 (ULS) 以下で構成される小切手:
  • セクション分類 (プラスチック/コンパクト/スレンダー): Cl.3.4.3
  • 完全および部分せん断接続の設計モーメント容量: Cl. 3.5.4
  • スラブの垂直せん断能力, 鉄骨: Cl. 3.5.5
  • 縦せん断耐力: Cl. 3.6.3
  • せん断コネクタの設計: Cl. 3.6 & Cl. 3.5.8
  • せん断コネクタの詳細規定: Cl. 3.6.4
  • モーメントとせん断の相互作用チェックの組み合わせ: Cl. 3.5.6
• 保守性の設計 (SLS) 以下で構成される小切手:
  • 与えられた環境条件とユーザーが指定したコンクリートの年代に対するコンクリートの収縮ひずみの計算 1 年から 30 年: Cl.3.1.7, AS3600-2018
  • 鋼製梁のみの短期たわみ (建設段階): Cl. 3.10.3
  • ひびの入ったセクションとひびの入っていないセクションの短期荷重下での複合ビームの短期たわみ: Cl. 3.10.3
  • クリープによるたわみ: Cl. 3.10.3.3
  • 収縮による長期たわみ: Cl. 3.10.3.4
• このプログラムの出力は、モーメント容量の相互作用を提供します (Mrd) さまざまな程度のせん断接続を持つ梁の (b) AS2327-Fig-3.5.4.3 で規定されているのと同様の形式で(B)

抵抗モーメントとせん断結合の程度の間の典型的な関係

モジュールから得られた抵抗モーメントとせん断接続の程度

このモジュールは、プラスチック ニュートラル軸のさまざまな位置を評価し、最終的に上部フランジがコンクリート スラブに部分的に埋め込まれている場合の抵抗モーメントを評価できます。. これは実際の建設シナリオである場合があり、Mrd の推定に必要な詳細な応力ブロック パラメータをプログラム出力で取得できます。. 詳細については、以下のスナップショットを参照してください.

a) 梁フランジをコンクリートに埋め込んだ場合のシナリオ b) 応力ブロックの計算で考慮されるコンポーネント

保守性の計算は、 ひびの入った部分 または ひびの入っていないセクション ユーザーの要件に従って.

複合スラブ:

現場打ちコンクリート, 補強メッシュ, プロファイル シートは、複合スラブを形成する主要コンポーネントです。.

複合スラブの設計には、これらの各コンポーネントの容量を評価し、特定の荷重セットの下での使用率を計算して実行可能性を検証することが含まれます。.

現在, スラブの設計の場合、プログラムは正の曲げを計算します. プラスチック中性軸に関する2つのケース (P.N.A) このカテゴリでカバーされています. P.N.A. シートの上のスラブにあります & P.N.A. シート/リブゾーンにあります. 抵抗モーメントは、下のスケッチに示すように、P.N.Aの位置に基づいて計算されます.

ケース1: プラスチックN.A. シートの上のスラブにあります

ケース2: プラスチックN.A. シーツの中にあります

• 究極のデザイン力 (ULS) 以下で構成される小切手:
  • スラブの最小厚さ: Cl.2.2.1
  • モーメント容量の計算: Cl.2.7.2
  • 垂直せん断耐力: Cl. 2.7.4
• 保守性の設計 (SLS) 以下で構成される小切手:
  • ひび割れ部分とひび割れなし部分の複合スラブの短期たわみ: Cl. 2.8.3.2
  • クリープによるたわみ: Cl. 2.8.3.3
  • 収縮による長期たわみ: Cl. 2.8.3.4

上手, それは私にとって素晴らしい旅でした. 今まで, 各要素を個別に設計した経験があります. しかし, すべてを1つの屋根の下に置くことはやりがいのある経験です. 私は願います, あなたも同じように感じるでしょう…

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