Обзор
Этот калькулятор предназначен для расчета железобетонных колонн без предварительного напряжения в соответствии с кодом ACI-318-25.. Проводятся следующие расчеты:
- Гибкость колонны определяется в каждом направлении в зависимости от действий пользователя..
- Расчетные изгибающие моменты рассчитываются на основе гибкости..
- Моментные возможности получены из диаграмм взаимодействия., которые рисуются на основе свойств сечения колонны.
- Сдвиговые способности сечения определяются с использованием модели фермы с наклонной стойкой..
- На участке выполняются детальные проверки.
Предположения
- При расчете сдвига, предполагается, что угол поперечной арматуры перпендикулярен продольной арматуре, а продольная арматура параллельна всем граням бетона..
- Предполагается, что совокупный размер составляет 0,75 дюйма. (20мм) для расчетов.
- λ = 1 поскольку предполагается бетон нормальной плотности (19.2.4).
- Предполагается, что между опорами колонны не действует поперечная нагрузка..
- бвес за диаметр принимается при расчете сдвигающей способности круглых сечений по 22.5.2.1(с).
Раздел Анализ
Диаграммы взаимодействия
Изгибающая способность бетонной колонны определяется на основе диаграмм взаимодействия, построенных для каждой оси.. Линия взаимодействия строится путем расчета значений M и P на различной глубине нейтральной оси.. Это делается путем определения деформаций в бетоне и арматурных стержнях для заданной глубины нейтральной оси.. Эти деформации могут быть преобразованы в силы, который затем можно использовать для расчета максимальной осевой нагрузки и изгибающего момента, которым может противостоять колонна для этой глубины нейтральной оси.. Коэффициент уменьшения для каждой точки линии взаимодействия рассчитывается по таблице 21.2.1(а ), с минимальным значением, указанным в таблице 21.2.2.
- Снимаются моменты относительно пластического центроида сечения..
- Предполагается, что результирующая сила бетона действует в центре тяжести прямоугольного напряженного блока..
- Для прямоугольных сечений, это принимается за половину высоты блока.
- Для круглых сечений, это рассчитывается путем нахождения центроида сжатого сегмента., где высота отрезка равна β1.с.
Дизайн колонки
Осевая мощность
Наибольшая прочность колонны на сжатие определяется как ее учтенное осевое сопротивление с нулевым эксцентриситетом. (п0). Это рассчитывается при условии, что арматура секции достигла полного предела текучести. (еи) при сжатии, а бетон находится под равномерным сжимающим напряжением 0,85f.’с (22.2.2.4.1). Максимальная номинальная прочность колонны на осевое сжатие (пN,Максимум) включает приведенное значение P0, где сокращение относится к локализации ядра колонны согласно таблице 22.4.2.1. Фактор понижения (φcc) принимается как 0.65 для секций с контролируемым сжатием.
Предел прочности сечения рассчитывается как предел текучести арматуры и игнорирует любой вклад бетона..
Заключение ядра
Заключение ядра колонны, как указано в разделе 10.10.4, рассчитывается путем сравнения объемного соотношения ограничивающей спиральной арматуры, рs, к предельному коэффициенту согласно пункту 25.7.3.3. Обратите внимание, что только спиральная арматура ограничивает ядро колонны, а максимальный шаг ограничения составляет 3 дюйма. (75мм) согласно пункту 25.7.3.1(б).
Моменты дизайна
Влияние и отсутствие влияния
Расчет концевых моментов колонны будет зависеть от того, действует ли она как раскачивающийся или нераскачивающийся элемент., который может быть определен согласно пункту 6.2.5.1. Для нераскачивающихся колонн, конечные моменты могут быть рассчитаны непосредственно с помощью линейного анализа первого порядка, а затем преобразованы в расчетные конечные моменты M.1 И м2.
Если колонна действует как элемент качания, конечные моменты проектирования, M1 И м2, затем может быть получен с использованием предложения 6.6.4.6.1. Расчет увеличенных моментов по данному пункту выходит за рамки данного калькулятора., однако пользователи могут указать направления, в которых колонна действует как элемент качания, и напрямую обеспечить увеличение моментов..
После расчета моментов М1 и М2, колонну можно проверить на гибкость и спроектировать под Мс, независимо от его статуса влияния (10.16.4).
- M1 / M2 принимается отрицательным, когда колонна изогнута по одинарной кривизне. В этом калькуляторе, это когда моменты имеют один и тот же знак.
- Когда М2,мин больше, чем М2, предполагается, что колонна изогнута по одной кривизне.
- M2,мин рассчитывается как Pее, где е 0.6 + 0.03час (15 + 0.03h для метрики).
Рассчитать стройность
Колонна считается нетонкой, если она находится в пределах, указанных ниже.. Коэффициент гибкости колонны рассчитывается как klU / р, где радиус инерции рассчитывается как (я / А)0.5.
Увеличенный момент для кривизны, Mс
Если колонна оказалась тонкой, тогда необходимо учитывать расчетный момент для учета кривизны. Обратите внимание, что в уравнениях 6.6.4.4.4a–c, бDNS это отношение длительной нагрузки, который должен быть предоставлен пользователем в этом расчете. Второй момент площади, я, рассчитывается по таблице 6.6.3.1.1(б) в уравнении 6.6.4.4.4c.
Гибочная способность
Допустимый изгибающий момент рассчитывается по каждой оси путем построения координат расчетных сил. (осевая нагрузка и изгибающий момент) на диаграммах взаимодействия. Линия проводится через начало координат, которая пересекает расчетную координату. Моментная мощность (ϕМN,ось) и осевая мощность (φPN,ось) берутся в точке пересечения этой линии с линией взаимодействия. Приведенное ниже уравнение Бреслера учитывает осевую емкость каждой оси. (φPНовая Зеландия и φPтот) с максимальной осевой нагрузкой секции (φP0) заключить сопротивление для колонны (φPр). Это значение сравнивается с учтенной приложенной осевой нагрузкой. (пU) определить двухосное использование. Обратите внимание, что уравнение Бреслера неприменимо к колоннам, в которых осевое использование меньше 10%.
Емкость сдвига
Общая сдвигающая способность колонны (VN) рассчитывается как емкость бетона (Vс) в сочетании с мощностью поперечной арматуры (Vs).
Расчетные параметры сдвига
Следующие общие параметры и ограничения применяются к расчету способности к сдвигу..
- d принимается равным 0,8h для прямоугольных колонн..
- d принимается как 0.8 раз больше диаметра для круглых сечений.
- бвес за диаметр принимается для сплошных круглых сечений (22.5.2.1).
Согласно 22.5.3.1, значение √f’с используется для расчета Vс, Vци, и В.cw для одностороннего сдвига не должно превышать 100 фунтов на квадратный дюйм. (8.3МПа).
Дополнительно, согласно 22.5.5.1.2, значение НU/6Аграмм используется в Vс уравнения не должны приниматься больше 0,05f’с.
Коэффициенты C1 до С4 используемые в расчетах сдвига, зависят от используемой системы единиц, как указано ниже.
| Система единиц | С1 | С2 | С3 | С4 |
|---|---|---|---|---|
| имперский | 2 | 8 | 5 | 1 |
| метрический | 0.17 | 0.66 | 0.42 | 0.083 |
Бетонная способность сдвига
Вклад бетона при сдвиге (Vс) рассчитывается по таблице 22.5.5.1, в зависимости от того, предусмотрено ли поперечное армирование (Аv) соответствует минимальным требованиям (Аv,мин).
Значение Вс рассчитанный выше, подлежит верхнему и нижнему пределам согласно 22.5.5.1.1. Нижний предел не применяется, если колонна подвергается чистому осевому напряжению., или где 18.6.5.2 или 18.7.6.2.1 применять.
Коэффициент модификации размерного эффекта, λs, используется в таблице 22.5.5.1(с), рассчитывается согласно 22.5.5.1.3.
Размеры поперечного сечения также должны быть выбраны так, чтобы удовлетворить 22.5.1.2, что ограничивает максимальную нагрузку на сдвиг, которую можно выдержать независимо от количества предусмотренной поперечной арматуры.
Стальная способность к сдвигу
Вклад поперечной арматуры (Vs) рассчитывается согласно 22.5.8.5.3.
Биаксиальная способность сдвига
Срез проверяется независимо по каждой ортогональной оси колонны.. Согласно 22.5.1.10, взаимодействием между сдвиговыми соотношениями спроса и мощности по каждой оси можно пренебречь, если либо (а ) или (б) доволен.
Где ни (а ) ни (б) доволен, вместо этого колонна должна быть проверена на соответствие уравнению взаимодействия двухосного сдвига, приведенному в 22.5.1.11.
Журнал изменений
- Первоначальное развертывание, октябрь 2026.
- октября 2026:
- Снижена минимальная прочность бетона. (f'c) для метрики из 20 МПа до 17 МПа.
- Добавлено округление значений, отображаемых на диаграммах изгибающих моментов..
- Исправлены неопределенные значения и неверный сбой проверки сечения. (22.5.1.2) в отчете о способности бетона к сдвигу для колонн, находящихся в осевом растяжении.
- Исправлены диаграммы изгибающих моментов, которые не отображались для колонн, находящихся в осевом растяжении..
Обратная связь
Мы постоянно стремимся расширять и улучшать наше предложение продуктов.!
Если у вас есть какие-либо пожелания или отзывы, пожалуйста, отправьте их, выбрав «Библиотека» → «Информация о калькуляторе» → «Обратная связь»..
