概要概要
この計算機は、EN に準拠した鉄筋ノンプレストレストコンクリート柱の設計用です。 1992-1-1:2004, ユーロコード 2: コンクリート構造物の設計. 次の計算が実行されます:
- 列の細さはユーザー入力に応じて各方向で決定されます.
- 設計曲げモーメントは細さに基づいて計算されます.
- モーメント容量は相互作用図から導き出されます, 柱の断面プロパティに基づいて描画されます。.
- 断面のせん断耐力は、傾斜ストラット トラス モデルを使用して決定されます。.
- セクションの詳細チェックが実行されます.
仮定
一般的な
設計基準
- このツールは、EN で規定されている設計原則に沿って作成されています。 1992-1-1:2004.
- 円柱の設計方程式は研究論文によって補足されています。 「ユーロコードを使用した円形コンクリート断面のせん断設計」 2 トラスモデル」 オーらによる.
「ベストプラクティス」
ユーザーは、「ベスト プラクティス」値を計算全体に適用するかどうかを切り替えるオプションがあります。. これらの値は次のとおりです。:
- 単一曲率曲げ – 追加の用語, M02 + M2, 柱が単一の曲率で曲がっている場合、細長い部材のモーメント計算に追加されます。:
- 細さの限界, λリム – の絶対最大値 50 または:
- 二軸曲げの利用 円柱の平方根が方程式の平方根として取られます。 5.39:
- シアーウェブ幅 bw 円柱の数は、セクションで説明したように、同等の長方形を使用して計算されます。 」bの計算w」」.
- 二軸せん断の利用 「Y」軸と「Z」軸の一軸せん断利用の結果として計算されます. EN1992-1-1:2004 二軸せん断に対するコンクリート断面を考慮する方法についての具体的なガイダンスは提供されていません。, したがって、この値は保守的な安全策として提供されています:
- 縦方向バーの最大間隔は 175mm に設定, これは、柱の面に張力がかかっている可能性があることを前提としています。. ベスト プラクティスが選択されていない場合、デフォルト値は 400mm です。, セクションが圧縮中であることを前提としています.
- 円柱内の縦棒の最小数 = 6.
- 最小バー間隔:
| バーの直径 (んん) | 最小間隔 (んん) |
|---|---|
| 12 | 40 |
| 16 | 45 |
| 20 | 50 |
| 25 | 55 |
| 32 | 70 |
| > 32 | 90 |
セクション分析
相互作用図
コンクリート柱の曲げ耐力は、各軸ごとに描かれた相互作用図から導出されます。. 相互作用線は、中立軸のさまざまな深さで「M」と「N」の値を計算することによってプロットされます。. これは、中立軸の所定の深さにおけるコンクリートと鉄筋のひずみを決定することによって行われます。. これらのひずみは力に変換できます, これを使用して、その中立軸の深さに対して柱が抵抗できる最大軸方向荷重と曲げモーメントを計算できます。.
- 断面のプラスチックの重心を中心に瞬間が取られます。.
- コンクリートブロック強度η.fCD によって削減されます 10% 円形セクションの場合は、 3.1.7(3).
- コンクリートの合力は、長方形の応力ブロックの重心に作用すると仮定します。.
- 長方形断面の場合, これはブロックの高さの半分とみなされます.
- 円形セクションの場合, これは、圧縮中のセグメントの重心を見つけることによって計算されます。, ここで、セグメントの高さは λ.X に等しい.
カラムデザイン
デザインの瞬間
コンクリート柱の設計に使用されるモーメントは、考慮された軸における柱の細さに依存します。. 柱が細くない場合 (または「ずんぐりした」), その場合、列は一次モーメントについてのみチェックする必要があります。. 柱は、柱が細くなる軸ごとに 2 次モーメントを考慮して設計する必要があります。.
ユーザーは、計算に使用する二次モーメントを直接提供するオプションがあります。. このオプションは、柱が細い場合にのみ使用できます。.
一次入力に基づいて二次モーメントを計算するワークフローは次のとおりです。:
細さを計算する
モーメントの計算
曲げ能力
曲げモーメント耐力は、設計力の座標をプロットすることによって各軸で計算されます。 (アキシアル荷重と曲げモーメント) 相互作用図上で. X軸に平行な線が引かれます, この座標と交差するもの (N = 設計アキシアル荷重). モーメント容量は、この線が相互作用線と交差する点で取得されます。.
二軸曲げ検査
せん断耐力
適用されたせん断力は、最初にコンクリートのみのせん断耐力に対してチェックされます。. 抵抗が加えられるせん断を超える場合, セクションの容量はコンクリートの容量と見なされます, V Rd = VRd,c.
加えられるせん断力がコンクリートの耐力を超える場合, 断面の抵抗は、傾斜コンクリート支柱のせん断補強能力と圧壊強度の最小値と見なされます。, V Rd = 分[ V Rd,最高; V Rd,s ].
V の値Rd,c, V Rd,最高 とVRd,s En に記載されている式を使用して計算されます。 1992-1-1:2004 長方形セクション用. 円柱の方程式は次から取得されます。 「ユーロコードを使用した円形コンクリート断面のせん断設計」 2 トラスモデル」.
どちらの形状でも, コンクリート支柱の耐力の上限値と下限値, (V Rd,最高) cotθ = について決定されます。 1 と cotθ = 2.5 それぞれ. 加えられたせん断力 V がエド 上限値より大きいです, 次に、cotθ = 2.5 ストラット角度を定義するために使用されます. せん断力が下限より小さい場合, cotθ = 1 使用されている. Vのときエド これら 2 つの値の間にあります, θ の設計角度は V になるまで繰り返し増加します。Rd,最高 > V エド. この角度は残りの計算で使用されます.
bの計算w
長方形断面の断面幅は、加えられたせん断力の方向に対して垂直な寸法とみなされます。. 円形セクションの場合, ベストプラクティスが適用される場合, 「等価長方形」は圧縮ストラットの断面を計算するために使用されます. この長方形の幅 'bw’は、圧縮弦の重心における円形断面の幅と引張鉄筋の重心における円形断面の幅の小さい方とみなされます。. ベストプラクティスが適用されない場合, シアーウェブの幅は円の直径と見なされます.

z の近似
この計算機では、せん断補強耐力を計算するときに、セクションの内部レバー アームの近似値として 0.9d を使用します。. これはENでの推奨値です。 1992-1-1:2004 会員向け アキシアル荷重なし, したがって正確ではないかもしれません.
コンクリート支柱の強度
この計算機を使用すると、軸方向の張力を考慮して柱を設計できます。. 条項のコンクリート支柱耐力を計算する場合 6.2.3(3) (Eq 6.9), fの値CD コンクリート支柱の張力状態に合わせて変更する必要がある. これをする, コンクリートの強度は次のように計算されます 6.5.2(2), 強度低下係数 0.6.v を使用 (6.57N).
角柱のせん断耐力
円柱のせん断耐力
クリープの影響
ユーザーは、設計している柱に対するクリープの影響を定義するためのいくつかのオプションを利用できます。.
カラムが細くない場合, デフォルト値が計算に使用される場合があります。. これにより、「A」の値が次のように設定されます。 0.7 式 5.13N の細さの限界.
曲率の計算に使用されるクリープ係数にはデフォルト値が指定されていません (Kファイ) 英語で 1992-1-1: 2004. 柱が細いと判断された場合, ユーザーは独自の値を入力するか、有効クリープ比 φ を計算するのに十分なデータを提供する必要があります。ef.
EN の付録 B 1992-1-1:2004 φを計算するために使用されます(∞,t0). この計算機は、アキシアル荷重を準永久モーメントに置き換えます。, これは比較可能であり、導出が簡単であると考えられるためです。.
耐火性
これはオプションのチェックです, 耐火性チェックオプションにより有効化, あたり に 1992-1-2, 付録C. このメソッドは列ジオメトリを使用します。, 必要な最小柱寸法と鉄筋軸距離を決定するための鉄筋および防火設計アクション, 対応する細さと偏心を使用して、各柱軸に関して独立して実行されます。. 付属書 C では、長方形セクションのどちら側が列幅であるかが定義されていません。, したがって、 b は両方の軸の最小列次元として控えめに取られます。.
- 付録 C 表 C.1 から C.9 は、複数の側面が露出している柱についてのみ表にまとめられています。; 表形式の方法には片面露光のバリエーションはありません, したがって、このオプションはこのチェックでは提供されません.
ファイアチェック入力
チェック対象の軸に対して次のパラメータが決定されます:
- 耐火等級
- 柱の細さ, λ
- 火災荷重レベル, ん
- 火荷重の偏心, e
- 機械的強化率, ω
- 列幅, b (最小列寸法)
- 補強軸距離, a
火災負荷レベルは次のように計算されます。:
ここで、fCD そしてfヤード 普通です (アンビエント) コンクリートと鋼の設計強度.
火災荷重の偏心率は、チェック対象の軸に関する一次火災設計アクションから計算されます。, ミリメートルに換算すると:
計算された偏心率は、付属書 C のテーブルの選択と補間に直接使用されます。 (以下の「付録 C 表の選択」を参照してください。). 減ってないよ; 表の最高値を超える偏心は付録 C の範囲外です。 (「火災検査基準」を参照).
機械的強化率は次のように計算されます。:
鉄筋軸距離はコンクリート露出面から縦鉄筋の中心までの距離とします。.
火災チェックに使用される柱の細さは、周囲温度として考慮されます。 (常温) チェックされる軸の細さ. 付録 C では、その表記法に注意してください。, 細さも含めて, 条項で定義されているとおりです 5.3.3. B.3.1による(5), 火災時の有効長 l0,あります l として解釈できます0 安全な単純化として, したがって、ここでは個別の火災固有の有効長は計算されません。.
火災検査基準
このモジュールは、EN の表形式の方法を使用して火災チェックのみを実行します。 1992-1-2 付録C. この範囲外のコンクリート柱の場合, 別個の耐火設計モジュールを使用する.
付録C(1) 幅が最大でブレース構造内の柱に適用されます。 600 mm と λ までの細さ = 80 標準的な火災にさらされた状態で. 集計方法は使用しません, 火災検査は失敗として報告されます, いつ:
- 柱は両方の軸で固定されていません.
- 火災軸方向荷重Nエド,あります ≤ 0.
- 細さλ > 80.
- 火災負荷レベルn > 0.7.
- 機械的強化率 ω < 0.1 またはω > 1.0.
- 火災偏心率e > e高い = 分(0.5b, 200 んん), 表に基づいた最大の離心率 (表C.3, C.6 および C.9).
- 表に基づいた細さの最小値を下回る値, 荷重レベルまたは偏心は、保守的に利用可能なテーブルの最小値として採用されます。. これは機械的強化率にとって保守的ではありません (ωが低いほど、より大きな寸法が必要になります), だからω < 0.1 表の範囲外です.
- より広い列 600 mmは拒否されません: 表に記載されたすべての最小幅を超えています, したがって、チェックは軸の距離によって制御されます. マークされたセル (1) 付録 C では、次の幅よりも大きい幅が必要です 600 mm と座屈に対する特別な評価, したがって、常に失敗として報告されます.
付属書 C の表の選択
必要な火災寸法は表 C.1 ~ C.9 から得られます。. 適切なテーブルは機械的補強率と火の偏心率によって異なります。. 周囲のテーブルを選択するために使用される偏心の制限は、列の幅によって異なります。:
機械的強化率は表の値を使用して考慮されます。:
したがって、偏心率と機械的補強率により、補間のために C.1 から C.9 までの 4 つの周囲のテーブルが特定されます。.
付録 C 参照表
以下の表 C.1 ~ C.9 (表のタイトルをクリックして展開します) 英語から転記したものです 1992-1-2 付録 C を参照し、最小列幅 b を指定します。分 (んん) と補強軸距離 a (んん) 所定の標準耐火性 R に必要な (分), 細さ λ と火災荷重レベル n, 複数の側面が露出している柱の場合. 表 C.1 ~ C.3 は機械的補強率 ω = に適用されます。 0.1, 表 C.4 ~ C.6 から ω = 0.5, および表 C.7 ~ C.9 から ω = 1.0; 3人ずつのグループ内で, テーブルはローに対応します, 中程度および高い一次モーメント (つまり. 火災荷重の偏心率の増加), 上記の「付録 C 表の選択」で説明した通り. セルが 2 つの選択肢 b を提供する場合分/組み合わせ, どちらの組み合わせも許容される要件です.
- * 通常は, EN が要求するカバー 1992-1-1 耐久性と結合については、表に示された値の代わりに a の値が制御されます。.
-
- より大きい幅が必要です 600 んん. 座屈に対する特別な評価が必要です; 補間がこれらのエントリのいずれかを通過した場合、計算機はファイア チェックが失敗したと報告します。 (以下の「特別な座屈評価」を参照してください。).
- 値は λ = で表にまとめられています。 30, 40, 50, 60, 70, 80 そしてn = 0.15, 0.3, 0.5, 0.7; 計算機は、以下の「テーブル要件の補間」で説明されているように、テーブル化された値の間を線形補間します。.
テーブル要件の補間
火災要件は、4 つのパラメーターによる線形補間を使用して決定されます。. 付録C(2) 異なる列テーブル間の線形補間を可能にします (ωとエ); 計算機は、細さと火災負荷レベルについて各テーブル内で補間も行います。.
選択した付属書 C の表ごとに:
- 周囲の細さの値は λ = から特定されます。 30, 40, 50, 60, 70 そして 80.
- 周囲の火災荷重レベルは n = から特定されます。 0.15, 0.3, 0.5 そして 0.7.
- 要件はまず火災負荷レベルに合わせて補間されます。.
- 結果の値は細さを補間されます。.
これにより、周囲の 4 つの附属書 C 表のそれぞれから一連の要件が生成されます。.
その結果は次のとおりです:
- 下部偏心テーブルと上部偏心テーブルの間を補間.
- 下限と上限の機械的補強率の間で補間されます。.
最終結果により、必要な最小列寸法が得られます。, b分, と補強軸の距離, a.
- 表に複数の許容可能な組み合わせが示されている場合, 各組み合わせは代替要件として保持されます.
- 細身のとき, 負荷レベル, 機械的補強率または偏心率が上記の表の値の範囲外またはその範囲内にある場合, 報告書では、耐火基準の下にどの値が表にされておらず、隣接する附属書 C の表にある値の間で線形補間されているかを示す注記が追加されています。, または、どの値が表の範囲外にあり、最も近い表の値を直接使用するか.
特別な座屈評価
一部の付録 C テーブルのエントリは、特別な条件によって識別されます。(1)」. 補間がこれらのエントリのいずれかを通過する場合, 通常の集計結果は使用されません. 耐火検査は不合格と報告され、特別な座屈評価が必要です.
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