Надеюсь, вы ознакомились с нашим предыдущим блогом Пример композитного дизайна AS2327 который дает общее представление о композитной модели дизайна. Если вы еще этого не сделали, Я прошу вас пройти через это и вернуться сюда. Для тех, кто побывал там же, пожалуйста, читайте дальше.

На сегодня, давайте рассмотрим процесс проектирования составной балки и пошаговые расчеты, полученные с помощью программы проектирования SkyCiv Composite Beam..

Определение эффективного сечения бетонной части (эффективная ширина)

Первый шаг в определении поперечного сечения составной балки — получить доступ к ширине бетонной полки, доступной для совместной работы со стальным сечением.. Эффективная ширина выражается по отношению к пролету балки.. Постоянное значение полезной ширины принимается за L/4.

Определение эффективной части стального сечения:

Когда стальная балка под сжатием, его секция будет согнута, если он не компактный или тонкий. В таком случае, в проекте учитывается только полезная площадь. Для этого, раздел должен быть отнесен к категории, а именно. Компактный/некомпактный/тонкий.

Компактные секции предпочтительнее некомпактных секций. В случае, если какой-либо элемент попадает в категорию некомпактного раздела, его эффективную часть необходимо учитывать в дальнейших расчетах путем расчета приведенной ширины. Для компактных секций, все сечение считается эффективным без каких-либо сокращений. Поперечное сечение, имеющее стройный элемент должен нет использоваться.

Эффективная ширина стального листа будет определяться в соответствии с AS4100, что приводит к расчету гибкости элемента с учетом местной потери устойчивости.. Гибкость элемента на местную потерю устойчивости проверяют следующим образом.:

Расчет балки на прочность

Расчет составной балки по критериям прочности включает расчет допустимого момента.. Модуль способен оценивать допустимый момент провисания балки в случае балки с простой опорой..

• • Моментная мощность рассчитывается с учетом полное сдвиговое соединение (ЛПС) т.е.. β=1,0
  • В составе ФСК, 3 Различные случаи для пластиковой нейтральной оси (ПНА) позиционирование учитываются для оценки моментной способности.
  • Когда бетонная плита прочнее стальных балок, в ПНА будет лежать в пределах бетонная плита также применим для расчета несущей способности свай в глине (1). В этом случае, предельная прочность на изгиб определяется простой парной силой.

инжир(1) : PNA лежит в бетонной плите

• • Когда стальная балка прочнее бетонной плиты, пластическая нейтральная ось будет лежать внутри стальной балки, как показано на рис. (2). В этом случае, сила момента может быть получена путем суммирования моментов относительно центра масс силы растяжения.. В этой категории может быть два подслучая, а именно. PNA находится в пределах верхней полки стальной балки инжир (2-а )или PNA лежит в сети инжир (2-б).

инжир(2-а ) : PNA находится в верхней полке стальной балки инжир(2-б) : PNA находится в верхней полке стальной балки

• • Когда под бетонной плитой находится гофрированный металлический настил, момент сопротивления для КФС рассчитывается аналогично с учетом 3 возможности положения ПНА. Ориентация палубы также принимается во внимание при оценке момента сопротивления, а именно. палуба параллельна пролету балки (θ=0), палуба перпендикулярна пролету балки (θ=90) или любой угол, образуемый настилом с пролетом балки в диапазоне 0 в 90(0<θ<90)
  • В дополнение к этому, Моментная мощность рассчитывается с учетом соединение с частичным сдвигом (PSC) т.е.. по стоимости β=0,1 до 0.9
  • Программа также оценивает допустимый момент только сечения стальной балки, т.е.. случай, когда НЕТ СЛОЖНОГО ДЕЙСТВИЯ. Это тот случай, когда β=0 и поэтому, бетонная плита в поперечном сечении не играет никакой роли в расчете на изгиб. Это может иметь место во время строительства в течение очень короткого промежутка времени..
  • Как предписано в АС:2327, зависимость между степенью сдвиговой связи б и отношение момента сопротивления (т.е.. отношение момента, соответствующего определенному значению β, к моменту, соответствующему β=1) для различных значений β в диапазоне от 0 в 1.0 нанесены.
  • Пользователь может получить представление о допустимом моменте для определенной степени срезного соединения для заданных размеров поперечного сечения и срезных соединителей.. Количество испытаний соединителей на сдвиг с точки зрения размера и расстояния можно выполнить с помощью программы и графика..

Расчет балки на сдвиг

• • Проверка на сдвиг рассчитывается как для вертикального, так и для продольного сдвига..
  • Продольный сдвиг оценивается на границе между бетонной плитой и стальной балкой..
  • Для заданного размера и интервала (или цифры) соединителей на сдвиг, оценивается несущая способность при продольном сдвиге. таким образом, пользователь получает указанное значение б для нарезного соединения. Минимальное требуемое значение β рассчитывается программой по Кл.. 3.5.8.3. Требуемое значение β для желаемого момента сопротивления можно получить из графика выше.
  • Приведенная выше оценка может помочь пользователю в оптимизации соединителей на сдвиг на основе критериев сопротивления продольному сдвигу..
  • Вертикальный сдвиг, которому сопротивляется данное поперечное сечение, оценивается на основе вклада плиты (согласно AS2327), конструкционная сталь (согласно AS4100) и срезные соединители (согласно AS2327).
  • Пользователь может указать, следует ли учитывать или игнорировать сдвиг бетонной плиты при расчете прочности на сдвиг..
  • Программа поддерживает два типа соединителей на сдвиг, а именно. срезные шпильки и структурные болты.
  • Выходные данные программы информируют пользователя о положениях детализации соединителей на сдвиг, а именно. минимум день. разъема, минимальное и максимальное допустимое расстояние, краевые расстояния, количество рядов и т.д..

Конструкция балки для удобства обслуживания

• • Расчеты эксплуатационной пригодности включают оценку прогиба в следующих случаях::
    • стадия строительства (Только стальная балка)
    • этап обслуживания - краткосрочные эффекты (композитный раздел)
    • этап эксплуатации-долгосрочные последствия из-за усадки (композитный раздел)
    • этап обслуживания-долгосрочные эффекты из-за ползучести (композитный раздел)
  • Программа способна рассчитать прогиб для вышеуказанных случаев на основе теории сечения без трещин или сечения с трещинами.. Выбор предоставляется пользователю, чтобы указать тип раздела, а именно. треснувший или не треснутый.
  • В случае анализа на основе сечения без трещин, преобразованная площадь бетона с точки зрения конструкционной стали оценивается программой, а затем другие свойства сечения, необходимые для расчета прогиба..
  • Анализ сечения с трещинами основан на предположении, что бетон не учитывается в составном сечении..
  • Для вышеуказанных случаев рассчитывается полный прогиб, который считается допустимым прогибом для данного поперечного сечения и сравнивается с фактическим прогибом..

Пожалуйста, следите за этим пространством для следующего блога с аналогичным пошаговым руководством для составных столбцов..