Ik hoop dat je onze eerdere blog hebt doorgenomen AS2327 Voorbeeld van composietontwerp wat een algemeen idee geeft over het Composite Design Model. Als je dat nog niet hebt gedaan, Ik zou je willen verzoeken om het door te nemen en hier terug te komen. Voor degenen die hetzelfde hebben bezocht, lees dan verder.

Voor vandaag, laten we eens kijken om het ontwerpproces van een composietbalk en de stapsgewijze berekeningen te begrijpen die zijn verkregen met behulp van SkyCiv's Composite Beam-ontwerpprogramma.

Bepaling van de effectieve doorsnede van het betonnen gedeelte (effectieve breedte)

De eerste stap bij het definiëren van een doorsnede van een staalbetonligger is toegang tot de beschikbare breedte van de betonnen flens om samen te werken met de stalen doorsnede. De effectieve breedtes worden uitgedrukt in relatie tot de overspanning van de ligger. De constante waarde van de effectieve breedte wordt genomen als L/4.

Bepaling van het effectieve gedeelte van het staalprofiel:

Wanneer de stalen balk onder druk staat:, zijn sectie zal worden verbogen als het niet-compact of slank is. In dit geval, alleen het effectieve gebied wordt in het ontwerp in aanmerking genomen. Voor deze, de sectie moet worden ingedeeld in de categorie namelijk. Compact/Niet-compact/slank.

Compacte secties hebben de voorkeur boven de niet-compacte secties. In het geval dat een van de elementen in de categorie Niet-compacte sectie valt, het effectieve deel ervan moet in verdere berekeningen worden meegenomen door verminderde breedtes te berekenen. Voor compacte secties, de gehele doorsnede wordt verondersteld effectief te zijn zonder enige reductie. Dwarsdoorsnede met slank element zal niet worden gebruikt.

De effectieve breedte van staalplaat wordt bepaald in overeenstemming met AS4100, wat leidt tot de berekening van de slankheid van het element vanwege lokale knik. De slankheid van het element voor lokale knik moet als volgt worden gecontroleerd::

Ontwerp van balk voor sterkte

Het ontwerpen van de staalbetonligger voor sterktecriteria omvat de berekening van de momentcapaciteit. De module is in staat om de capaciteit van het doorhangmoment van een balk te evalueren in het geval van een eenvoudig ondersteunde balk.

• • Momentcapaciteit wordt berekend rekening houdend met: volledige afschuifverbinding (FSC) d.w.z. β=1,0
  • Als onderdeel van FSC, 3 Verschillende koffers voor de Plastic Neutral Axis (PNA) positionering wordt overwogen voor evaluatie van momentcapaciteit.
  • Wanneer de betonplaat sterker is dan de stalen balken, de PNA zal binnen de liggen betonnen plaat is ook toepasbaar voor het berekenen van het einddraagvermogen van palen in klei (1). In dit geval, de ultieme buigsterkte wordt bepaald uit een eenvoudige koppelkracht.

Afb(1) : PNA ligt in betonnen plaat

• • Wanneer de stalen balk sterker is dan de betonplaat, de plastic neutrale as zal binnen de stalen balk liggen zoals weergegeven in Fig (2). In dit geval, de momentsterkte kan worden verkregen door de momenten rond het zwaartepunt van de spankracht op te tellen. Er kunnen twee subgevallen in deze categorie zijn, namelijk. PNA ligt binnen de bovenste flens van de stalen balk Afb (2-een)of PNA ligt op het web Afb (2-b).

Afb(2-een) : PNA ligt in de bovenste flens van de stalen balk Afb(2-b) : PNA ligt in de bovenste flens van de stalen balk

• • Wanneer er een gegolfd metalen dek onder de betonplaat is, het moment van weerstand voor FSC wordt op een vergelijkbare manier berekend, rekening houdend met 3 mogelijkheden van PNA-positie. Er wordt ook rekening gehouden met de dekoriëntaties bij het evalueren van het moment van weerstand, namelijk. dek is evenwijdig aan de overspanning van de balk (θ=0), het dek staat loodrecht op de overspanning van de balk (θ=90) of elke hoek gemaakt door het terras met een balkoverspanning in het bereik van 0 naar 90(0<θ<90)
  • Verder naar dit, de Momentcapaciteit wordt berekend rekening houdend met: gedeeltelijke afschuifverbinding: (PSC) d.w.z. voor waarde van β=0.1 tot 0.9
  • Het programma schat ook de momentcapaciteit van alleen een stalen balksectie, d.w.z. het geval waarin er GEEN SAMENGESTELDE ACTIE is. Dit is het geval waar β=0 en daarom, de betonplaat in de doorsnede speelt geen rol in het buigingsontwerp. Dit kan tijdens de bouw voor een zeer korte duur het geval zijn.
  • Zoals voorgeschreven in AS:2327, de relatie tussen de mate van afschuifverbinding b en het moment van weerstand verhouding (d.w.z. verhouding van moment dat overeenkomt met een specifieke waarde van β tot moment dat overeenkomt met β = 1) voor verschillende waarden van β variërend van 0 naar 1.0 zijn uitgezet.
  • De gebruiker kan een idee krijgen van de momentcapaciteit voor een bepaalde mate van afschuifverbinding voor de gegeven dwarsdoorsnede-afmetingen en afschuifconnectoren. Het aantal proeven voor afschuifconnectoren in termen van grootte en tussenruimte kan worden uitgevoerd met behulp van het programma en de grafiek.

Ontwerp van balk voor afschuiving

• • Afschuifcontrole wordt berekend voor zowel verticale afschuiving als longitudinale afschuiving.
  • Longitudinale afschuiving wordt geëvalueerd op het grensvlak tussen betonplaat en stalen balk.
  • Voor de gegeven grootte en afstand: (of cijfers) van afschuifconnectoren, de longitudinale afschuifcapaciteit wordt geëvalueerd. Dus, gebruiker krijgt de waarde van b voor de afschuifverbinding. De minimaal vereiste waarde van β wordt berekend door het programma volgens Cl. 3.5.8.3. De vereiste waarde van β voor het gewenste weerstandsmoment kan worden verkregen uit de bovenstaande grafiek.
  • De bovenstaande evaluatie kan de gebruiker begeleiden bij optimalisatie in het geval van schuifconnectoren op basis van de criteria van longitudinale schuifweerstand.
  • De verticale afschuiving die door de gegeven doorsnede wordt weerstaan, wordt geëvalueerd op basis van de bijdrage van de plaat (volgens AS2327), constructiestaal (volgens AS4100) en de afschuifconnectoren (volgens AS2327).
  • De gebruiker kan specificeren of de afschuifbijdrage van de betonplaat in de berekeningen van de afschuifcapaciteit moet worden overwogen of genegeerd.
  • Twee soorten afschuifconnectoren worden ondersteund door het programma, namelijk. breekbouten en structurele bouten.
  • De programma-uitvoer geeft de gebruiker informatie over de detailbepalingen van afschuifconnectoren, namelijk. minste dag. van connector, minimaal en maximaal toegestane afstand, randafstanden, aantal rijen etc.

Ontwerp van balk voor onderhoudsgemak

• • De bruikbaarheidsberekeningen omvatten een schatting van de doorbuiging in de volgende gevallen::
    • bouwfase (Alleen stalen balk)
    • servicefase-effecten op korte termijn (samengestelde sectie)
    • servicefase-effecten op lange termijn door krimp (samengestelde sectie)
    • servicefase-effecten op lange termijn door kruip (samengestelde sectie)
  • Het programma is in staat om de doorbuiging voor de bovenstaande gevallen te berekenen op basis van de theorie van de UN-GEBARSTEN sectie of de GEBARSTEN sectie. De keuze wordt aan de gebruiker gegeven om het sectietype te specificeren namelijk. gebarsten of ongebarsten.
  • In geval van analyse op basis van niet-gebarsten sectie, het getransformeerde gebied van beton in termen van constructiestaal wordt geëvalueerd door het programma en vervolgens de andere sectie-eigenschappen die nodig zijn voor de doorbuigingsberekening.
  • Analyse van gescheurde doorsneden is gebaseerd op de aanname dat beton wordt genegeerd in de samengestelde doorsnede.
  • De totale doorbuiging wordt berekend voor de bovenstaande gevallen, die wordt beschouwd als de toegestane doorbuiging voor de gegeven doorsnede en wordt vergeleken met de werkelijke doorbuiging.

Let op deze ruimte voor de volgende blog over soortgelijke walkthrough voor de samengestelde kolommen.