SkyCiv-documentatie

Uw gids voor SkyCiv-software - tutorials, handleidingen en technische artikelen

Snel ontwerp: ALS 3600:2018 Kolom

Overzicht

Deze calculator is bedoeld voor het ontwerp van kolommen van gewapend, niet-voorgespannen beton volgens AS 3600:2018. De volgende berekeningen worden uitgevoerd:

  • De slankheid van de kolommen wordt in elke richting bepaald, afhankelijk van de gebruiker
    ingangen.
  • Ontwerpbuigmomenten worden berekend op basis van slankheid.
  • Momentcapaciteiten worden afgeleid uit interactiediagrammen, welke zijn
    getekend op basis van de sectie-eigenschappen van de kolom.
  • De afschuifcapaciteiten van de sectie worden bepaald met behulp van de hellingshoek
    strut truss-model.
  • Op de sectie worden detailcontroles uitgevoerd.

Veronderstellingen

  • Bij het berekenen van de afschuiving, Er wordt aangenomen dat de hoek van de ligaturen gelijk is
    loodrecht op de langswapening en de langswapening
    De wapening loopt evenwijdig met alle vlakken van het beton.
  • Voor berekeningen wordt uitgegaan van een totale afmeting van 20 mm.

Sectie Analyse

Interactiediagrammen

Het buigvermogen van de betonkolom wordt afgeleid uit interactiediagrammen die voor elke as zijn getekend. De interactielijn wordt uitgezet door waarden van ‘M’ en ‘N’ te berekenen op verschillende diepten van de neutrale as. Dit wordt gedaan door de spanningen in het beton en de wapeningsstaven te bepalen voor een gegeven diepte van de neutrale as. Deze spanningen kunnen in krachten worden omgezet, die vervolgens kan worden gebruikt om de maximale axiale belasting en het buigmoment te berekenen die de kolom kan weerstaan ​​voor die neutrale asdiepte.

Opmerkingen
  • Er worden momenten genomen rond het plastic zwaartepunt van de sectie.
  • De betonbloksterkte α2.fc wordt verminderd met 5% voor ronde secties volgens 10.6.2.5 OPMERKING 3.
  • Er wordt aangenomen dat de resulterende betonkracht inwerkt op het zwaartepunt van het rechthoekige spanningsblok.
    • Voor rechthoekige profielen, dit wordt genomen als de helft van de hoogte van het blok.
    • Voor ronde secties, dit wordt berekend door het zwaartepunt van het segment onder compressie te vinden, waarbij de hoogte van het segment gelijk is aan γ.ku.d0.

Column ontwerp

Axiale capaciteit

De ultieme druksterkte van een kolom wordt gedefinieerd als de squashbelasting (Nuo). Dit wordt berekend in de veronderstelling dat de wapening van de sectie de volledige vloeispanning heeft bereikt (fde opwaartse bodemdruk veroorzaakt bidirectionele buiging met trekspanningen aan het bodemoppervlak) onder druk en het beton staat onder een uniforme drukspanning van α1F'c (10.6.2.2). Het trekvermogen van de sectie wordt berekend als de sterkte van de wapening en negeert elke bijdrage van het beton.

Ontwerpmomenten

De momenten die worden gebruikt om een ​​betonnen kolom te ontwerpen, zijn afhankelijk van de slankheid van de kolom in de beschouwde as. Als de kolom niet slank is (of ‘kort’), dan hoeft de kolom alleen maar gecontroleerd te worden op eerste orde momenten. De kolom moet ontworpen zijn voor momenten van de tweede orde voor elke as waaromheen hij slank is.

Gebruikers hebben de mogelijkheid om direct tweede orde momenten aan te geven die gebruikt kunnen worden in de berekening. Deze optie is alleen beschikbaar als de kolom slank is.

Kolommomenten

M1*=max[Mmikn;min[MtDep;MbDettDem]] M^*_1 = \max \left[ M_{min} \;;\; \min links[ M_{top} \;;\; M_{bodem} \Rechtsaf] \Rechtsaf]
M2*=max[Mmikn;max[MtDep;MbDettDem]] M^*_2 = \max \left[ M_{min} \;;\; \max \left[ M_{top} \;;\; M_{bodem} \Rechtsaf] \Rechtsaf]
Opmerkingen
  • M1 / M2 wordt als negatief beschouwd wanneer de kolom in een enkele kromming is gebogen. In deze rekenmachine, dit is wanneer de momenten hetzelfde teken hebben.
  • Mmin wordt berekend als N* x 0,05D (10.1.2).

Bereken slankheid

Een kolom wordt geacht niet slank te zijn als deze binnen de hieronder aangegeven grenzen valt. De slankheidsverhouding van een kolom (Le / r) zou niet moeten overtreffen 120. Merk op dat de draaistraal wordt berekend als (I / A)0.5.

Verstevigd:10.3.1(1)
Ler≤max[25;eenc(38-f'c15)(1+M1*M2*)] \frac{De}{r} ≤ \max \left[ 25 \;;\; α_c \left(38 – \frac{f'_c}{15} \Rechtsaf) \links(1 + \frac{M^*_1}{M^*_2}\Rechtsaf) \Rechtsaf]
eenc=2.25-2.5N*φNuDevoor N*φNuDe​0.15;of \alpha_c = \sqrt{\,2.25 – 2.5 \dfrac{N^*}{\phi N_{uo}}\,} \qquad \text{voor } \dfrac{N^*}{\phi N_{uo}} \geq 0.15;\ \tekst{of}
eenc=13.5N*φNuDevoor N*φNuDe<0.15 \alpha_c = \sqrt{\,\dfrac{1}{3.5 \dfrac{N^*}{\phi N_{uo}}}\,} \qquad \text{voor } \dfrac{N^*}{\phi N_{uo}} < 0.15
Ongeschoord:10.3.1(2)
Ler≤22 \frac{De}{r} ≤ 22

Momentvergroting

Als een kolom slank blijkt te zijn, vervolgens wordt het ontwerpmoment berekend als het eerste orde moment vermenigvuldigd met een vergrotingsfactor (d). Voor verstevigde kolommen, deze factor is gelijk aan de versterkte momentloep (db). Voor niet-verstevigde kolommen is dit de grootste van de verstevigde momentvergroter en de zwaaimomentvergroter (ds). Deze tool biedt geen berekening voor δs, de gebruiker moet het dus afzonderlijk berekenen, zoals beschreven in 10.4.3(b).

Versterkte momentversterkingsfactor, db10.4.2
db=km(1-N*Nc)​1 \delta_b = \dfrac{k_m}{\links(1 – \dfrac{N^*}{N_c}\Rechtsaf)} \;\geq\; 1
km=(0.6-0.4M1*M2*)​0.4 k_m = \left(0.6 – 0.4 \dfrac{M_1^*}{M_2^*}\Rechtsaf) \;\geq\; 0.4
Knikbelasting, Nc10.4.4
Nc=(Pi2Le2)[182dDe(φMc)1+bd]waar Mc is het balansmoment, Mub wanneer ku=0.545 N_c = \left(\dfrac{\pi^2}{L_e^2}\Rechtsaf) \links[ \dfrac{182 Doen \, (\phi M_c)}{1 + \bèta_d} \Rechtsaf] \qquad \text{waar } M_c \text{ is het balansmoment, } M_{ub} \tekst{ wanneer } k_u = 0.545
bd=GG+Q \beta_d = \dfrac{G}{G + Q}

Buigcapaciteit

De buigmomentcapaciteit wordt in elke as berekend door de coördinaten van de ontwerpkrachten uit te zetten (axiale belasting en buigmoment) op de interactiediagrammen. Er wordt een lijn getrokken evenwijdig aan de x-as, die deze coördinaat snijdt (N = ontwerp-axiale belasting). De momentcapaciteit wordt genomen op het punt waar deze lijn de interactielijn snijdt.

Biaxiale buigcontrole10.6.4
(MX*φMuX)eenn+(Mj*φMuj)eenn≤1.0 \links( \dfrac{M_x^*}{\film_{ux}} \Rechtsaf)^{een} \;+\; \links( \dfrac{Mijn_j^*}{\film_{uy}} \Rechtsaf)^{een} \;\leq\; 1.0
eenn=0.7+1.7N*φNuDe,met 1≤eenn≤2 \alpha_n = 0.7 + 1.7 \dfrac{N^*}{\phi N_{uo}}, \quad \text{met } 1 \leq \alpha_n \leq 2

Afschuifcapaciteit:

Het totale schuifvermogen van de kolom wordt berekend als het draagvermogen van het beton gecombineerd met het draagvermogen van de dwarskrachtwapening. Deze waarde is beperkt tot de breeksterkte van de schuifbaan.

10.4.2
V u=min[V uc+V us;V u.meenX] V_u = \min \left[ V_{uc} + V_{ons} \;;\; V_{u.max} \Rechtsaf]
Afschuifsterkte beperkt door webverplettering8.2.3.3
V u.max=0.55[0.9f'cbvdv(kinderbedθv+kinderbedeenv1+kinderbed2θv)] V_{u.\max} = 0.55 \links[ \, 0.9 f'_c \, b_v \, d_v \left( \dfrac{ \cot \theta_v + \cot \alpha_v }{ 1 + \cot^2 \theta_v } \Rechtsaf) \Rechtsaf]
8.2.1.9
dv=max[0.72D;0.9d] d_v = \max \left[ 0.72D \;;\; 0.9d \right]
8.2.4.2(1)
θv=(29+7000eX) \theta_v = \left( 29 + 7000 \, \varepsilon_x \right)
Middelhoge spanning, eX8.2.4.2.2
eX=|M*dv|+|V *|+0.5N*2(EsAst)≤3.0×10-3 \varepsilon_x = \dfrac{ \links|\dfrac{M^*}{d_v}\Rechtsaf| + \links|V^*\right|+ 0.5N^* }{ 2\links(E_s A_{de opwaartse bodemdruk veroorzaakt bidirectionele buiging met trekspanningen aan het bodemoppervlak}\Rechtsaf) } \;\leq\; 3.0 \keer 10 ^{-3}
Notitie
  • Bij de berekening van de rek op middelhoge hoogte wordt de bijdrage van staal op de middelhoge lijn uitgesloten.

Als eX blijkt negatief te zijn (bij compressie), dan moet de waarde verder worden aangepast met behulp van de onderstaande vergelijking:

eX=-2.0×10-3≤|M*dv|+|V *|+0.5N*2(EsAst+EcAct)≤0 \varepsilon_x = -2.0 \keer 10 ^{-3} \;\leq\; \dfrac{ \links|\dfrac{M^*}{d_v}\Rechtsaf| + \links|V^*\right|+ 0.5N^* }{ 2\links(E_s A_{de opwaartse bodemdruk veroorzaakt bidirectionele buiging met trekspanningen aan het bodemoppervlak} + E_c A_{ct}\Rechtsaf) } \;\leq\; 0
Concrete bijdrage aan de schuifsterkte, V uc8.2.4.1
V uc=kvbvdvf'c V_{uc} = k_vb_vd_v\sqrt{f'_c}
Berekening van kv
8.2.4.2(2)
wanneer Asvs<Asv.mikns,kv=[0.41+1500eX][13001000+kdgdv] \tekst{wanneer } \dfrac{EEN_{sv}}{s} \lt \dfrac{EEN_{sv.min}}{s},\quad k_v =\left[ \dfrac{0.4}{1 + 1500 \, \varepsilon_x} \Rechtsaf] \links[ \dfrac{1300}{1000 + zodat ingenieurs precies kunnen nagaan hoe deze berekeningen zijn gemaakt{dg} d_v} \Rechtsaf]
8.2.4.2(5)
wanneer Asvs​Asv.mikns,kv=[0.41+1500eX] \tekst{wanneer } \dfrac{EEN_{sv}}{s} \geq \dfrac{EEN_{sv.min}}{s},\quad k_v =\left[ \dfrac{0.4}{1 + 1500 \, \varepsilon_x} \Rechtsaf]
Bijdrage van schuifwapening aan schuifsterkte kv8.2.5.2
V us=(Asvfsj.fdvs)kinderbed(θv) V_{ons} = links( \dfrac{EEN_{sv} \, f_{en f} \, d_v}{s} \Rechtsaf) \kinderbed(\theta_v)

Biaxiale afschuifcapaciteit

Deze rekenmachine bevat een waarde voor ‘Biaxial Shear’, die wordt berekend als de resultante van het mono-axiale afschuifgebruik in de 'Y'- en 'Z'-assen. AS3600 biedt geen specifieke richtlijnen voor het overwegen van een betonnen sectie voor biaxiale afschuiving, dus deze waarde wordt gegeven als een conservatieve waarborg.

Wijzigingslogboek

  1. Eerste implementatie 05/09/2025.
  2. Buigmomentdiagrammen toegevoegd april 2026.
  3. Vaste weergavefout in buigmomentdiagrammen juli 2026.
  4. Logica verwijderd om E af te trekkenc.ε van wapeningskracht
    bij het berekenen van het interactiediagram. Aftrekken van een betonspanningsblok
    waarde wanneer binnen stressblok in plaats van juli 2026.

Feedback

We zijn voortdurend op zoek naar uitbreiding en verbetering van ons productaanbod!

Als u verzoeken of feedback heeft, Dien ze in via Bibliotheek → Rekenmachine-info → Feedback.

Hoe kunnen we helpen?

×

Ga naar boven