Обзор
Этот калькулятор предназначен для расчета железобетонных колонн без предварительного напряжения согласно EN. 1992-1-1:2004, Еврокод 2: Проектирование бетонных конструкций. 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
Общее
Основа проектирования
- Этот инструмент был создан в соответствии с принципами проектирования, изложенными в EN. 1992-1-1:2004.
- Расчетные уравнения для круглых колонн дополнены научной статьей. «Расчет на сдвиг круглых бетонных секций с использованием Еврокода. 2 модель фермы» Орр и др..
«Лучшая практика»
Пользователи имеют возможность переключать, следует ли применять значения «лучшей практики» на протяжении всего расчета или нет.. Эти значения включают в себя следующие:
- Гибка одинарной кривизны – дополнительный термин, М02 + М2, добавляется к расчету момента для тонких элементов, если колонна изгибается по одной кривизне:
- Предел гибкости, λЛим – абсолютное максимальное значение 50 или:
- Использование двухосного изгиба круглых колонн принимается за квадратный корень уравнения 5.39:
- Ширина стенки сдвига bвес круглых столбцов рассчитывается с использованием эквивалентного прямоугольника, как описано в разделе ‘Расчет bвес''.
- Использование двухосного сдвига рассчитывается как результат использования одноосного сдвига по осям «Y» и «Z».. ЭН1992-1-1:2004 не содержит конкретных указаний о том, как учитывать бетонное сечение с точки зрения двухосного сдвига., поэтому это значение предоставляется в качестве консервативной гарантии:
- Максимальное расстояние между продольными стержнями установлено на 175 мм., который предполагает, что грань колонны может находиться в напряжении. Если передовой опыт не выбран, значение по умолчанию составляет 400 мм., который предполагает, что раздел находится в сжатом состоянии.
- Минимальное количество продольных стержней в круглой колонне = 6.
- Минимальное расстояние между полосами:
| Диаметр стержня (мм) | Минимальный интервал (мм) |
|---|---|
| 12 | 40 |
| 16 | 45 |
| 20 | 50 |
| 25 | 55 |
| 32 | 70 |
| > 32 | 90 |
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 «N» 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..
- Снимаются моменты относительно пластического центроида сечения..
- Прочность бетонного блока η.fCD уменьшается на 10% для круглых сечений согласно 3.1.7(3).
- 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 λ.X.
Дизайн колонки
Моменты дизайна
Моменты, используемые при расчете бетонной колонны, зависят от гибкости колонны по рассматриваемой оси.. Если колонна не тонкая (или «коренастый»), тогда столбец нужно проверять только на моменты первого порядка. Колонна должна быть рассчитана на моменты второго порядка для каждой оси, относительно которой она гибкая..
Пользователи имеют возможность напрямую указывать моменты второго порядка для использования в расчетах.. Этот параметр доступен только в том случае, если колонна тонкая..
Рабочий процесс для расчета моментов второго порядка на основе входных данных первого порядка выглядит следующим образом.:
Рассчитать стройность
Рассчитать момент
Гибочная способность
Допустимый изгибающий момент рассчитывается по каждой оси путем построения координат расчетных сил. (осевая нагрузка и изгибающий момент) на диаграммах взаимодействия. Линия рисуется параллельно оси x, которая пересекает эту координату (N = расчетная осевая нагрузка). Момент мощности принимается в точке пересечения этой линии с линией взаимодействия..
Проверка двухосного изгиба
Емкость сдвига
Приложенное усилие сдвига первоначально проверяется только по сдвиговой способности бетона.. Если сопротивление превышает приложенный сдвиг, тогда мощность сечения принимается за мощность бетона, VRd = VRd,с.
Если приложенный сдвиг превышает несущую способность бетона, тогда за сопротивление сечения принимают минимум прочности на сдвиг арматуры и прочности на смятие наклонной бетонной стойки., VRd = мин[ VRd,Максимум; VRd,s ].
Значения для VRd,с, VRd,Максимум и В.Rd,s рассчитываются с использованием уравнений, изложенных в En 1992-1-1:2004 для прямоугольных сечений. Уравнения для круглых колонн взяты из «Расчет на сдвиг круглых бетонных секций с использованием Еврокода. 2 модель фермы».
Для обеих форм, верхнее и нижнее предельное значение несущей способности бетонной стойки, (VRd,Максимум) определяются для cotθ = 1 и cotθ = 2.5 соответственно. Если приложенная поперечная сила Vиздание больше верхнего граничного значения, тогда cotθ = 2.5 используется для определения угла стойки. Если поперечная сила меньше нижней границы, койкаθ = 1 используется. Когда В.издание находится между этими двумя значениями, расчетный угол θ итеративно увеличивается до тех пор, пока VRd,Максимум > Vиздание. Этот угол используется в остальной части расчета..
Расчет bвес
Ширина сечения для прямоугольных сечений принимается как размер, перпендикулярный направлению приложенной поперечной силы.. Для круглых сечений, когда применяется лучшая практика, «эквивалентный прямоугольник» используется для расчета поперечного сечения стойки сжатия.. Ширина этого прямоугольника ‘bвеспринимается как меньшее из значений ширины круглого сечения в центре тяжести пояса сжатия и ширины круглого сечения в центре тяжести растянутой арматуры.. Если передовой опыт не применяется, ширина стенки сдвига принимается за диаметр окружности.

Аппроксимация z
Этот калькулятор использует 0,9d в качестве приближения для внутреннего плеча секции при расчете прочности арматуры на сдвиг.. Это рекомендуемое значение в EN. 1992-1-1:2004 для членов без осевой нагрузки, и поэтому может быть неточным.
Прочность бетонной стойки
Этот калькулятор позволяет рассчитать колонну с осевой силой растяжения.. При расчете несущей способности бетонной стойки в п. 6.2.3(3) (уравнение 6.9), значение fCD необходимо изменить в соответствии с условиями напряжения в бетонной стойке. Сделать это, Прочность бетона рассчитывается по 6.5.2(2), с использованием коэффициентов снижения прочности 0,6.v’ (6.57N).
Сдвиговая способность прямоугольных колонн
Сдвиговая способность круглых колонн
Эффекты крипа
У пользователей есть несколько вариантов определения влияния ползучести на проектируемую колонну..
Если колонна нетонкая, тогда в расчетах можно использовать значения по умолчанию. Это установит значение «А» на 0.7 в уравнении 5.13N для предела гибкости.
Для коэффициента ползучести, используемого для расчета кривизны, не указаны значения по умолчанию. (КПхи) на RU 1992-1-1: 2004. Если колонна определена как тонкая, пользователь должен ввести собственное значение или предоставить достаточные данные для расчета эффективного коэффициента ползучести φ.ef.
Приложение B EN 1992-1-1:2004 используется для расчета φ(∞,T0). Этот калькулятор заменяет осевую нагрузку квазипостоянным моментом., поскольку это считается сопоставимым и его проще получить.
Огнестойкость
Это необязательная проверка, включено через опцию проверки огнестойкости, в В 1992-1-2, Приложение С. Метод использует геометрию колонны, действия по расчету армирования и противопожарной защиты для определения требуемого минимального размера колонны и расстояния между осями арматуры, и выполняется независимо вокруг каждой оси колонны с использованием соответствующей гибкости и эксцентриситета.. Приложение C не определяет, какая сторона прямоугольного сечения является шириной колонны., поэтому b консервативно принимается как минимальный размер столбца для обеих осей..
- Приложение C. Таблицы C.1–C.9 представлены только для колонн, открытых более чем с одной стороны.; в табличном методе нет варианта одностороннего воздействия, поэтому этот вариант не предлагается для этой проверки.
Входы пожарной проверки
Для проверяемой оси определяются следующие параметры::
- Рейтинг огнестойкости
- Гибкость колонны, λ
- Уровень пожарной нагрузки, N
- Эксцентриситет пожарной нагрузки, е
- Коэффициент механического армирования, ω
- Ширина столбца, б (минимальный размер столбца)
- Расстояние оси арматуры, а
Уровень пожарной нагрузки рассчитывается как:
где fCD и еярд обычные (окружающий) расчетная прочность бетона и стали.
Эксцентриситет пожарной нагрузки рассчитывается из проектных воздействий пожара первого порядка относительно проверяемой оси., переведено в миллиметры:
Вычисленный эксцентриситет используется непосредственно для выбора и интерполяции между таблицами Приложения C. (см. «Выбор таблиц Приложения C» ниже.). Он не уменьшается; эксцентриситеты, превышающие наибольшее значение в таблице, выходят за рамки Приложения C. (см. «Критерии пожарной проверки»).
Коэффициент механического армирования рассчитывается как:
За расстояние оси арматуры принимают расстояние от оголенной бетонной поверхности до центра продольной арматуры..
Гибкость колонны, использованная для проверки на огнестойкость, принимается за окружающую среду. (нормальная температура) гибкость проверяемой оси. В приложении C отмечается, что его обозначения, включая стройность, такие, как определено в пункте 5.3.3. Согласно Б.3.1(5), эффективная длина в огне l0,фи можно принять за л0 как безопасное упрощение, поэтому отдельная огневая эффективная длина здесь не рассчитывается.
Критерии пожарной проверки
Этот модуль выполняет только пожарные проверки, используя табличный метод в EN. 1992-1-2 Приложение С. Для бетонных колонн, выходящих за рамки этой области, используйте отдельный модуль «Проектирование огнестойкости».
Приложение С(1) распространяется на колонны в связных конструкциях шириной до 600 мм и гибкостью до λ = 80 при стандартном пожароопасном воздействии. Табличный метод не используется., и пожарная проверка сообщается как неудавшаяся, когда:
- Колонна не закреплена по обеим осям.
- Пожарная осевая нагрузка Низдание,фи ≤ 0.
- Гибкость λ > 80.
- Уровень пожарной нагрузки n > 0.7.
- Коэффициент механического армирования ω < 0.1 или ω > 1.0.
- Эксцентриситет огня e > евысокая = мин(0.5б, 200 мм), наибольший табличный эксцентриситет (Таблицы С.3, С.6 и С.9).
- Значения ниже минимальной гибкости, указанной в таблице., уровень нагрузки или эксцентриситет консервативно принимаются за наименьшее доступное табличное значение.. Это не консервативно для коэффициента механического армирования. (меньшее ω требует больших размеров), итак, ω < 0.1 выходит за рамки таблиц.
- Столбцы шире, чем 600 мм не отбраковываются: они превышают все указанные в таблице минимальные ширины, поэтому проверка регулируется расстоянием между осями. Ячейки отмечены (1) в Приложении C требуют ширины, превышающей 600 мм и особая оценка устойчивости, поэтому о них всегда сообщается как о неудачных.
Выбор таблиц приложения C
Требуемые пожарные размеры получают из таблиц В.1 – В.9.. Соответствующие таблицы зависят от коэффициента механического армирования и огневого эксцентриситета.. Пределы эксцентриситета, используемые для выбора окружающих таблиц, зависят от ширины столбца.:
Коэффициент механического армирования учитывается по табличным значениям.:
Таким образом, эксцентриситет и коэффициент механического армирования определяют четыре окружающие таблицы от C.1 до C.9 для интерполяции..
Приложение C. Справочные таблицы.
Таблицы C.1–C.9 ниже. (щелкните заголовок таблицы, чтобы развернуть ее) транскрибируются с EN 1992-1-2 Приложение C и укажите минимальную ширину столбца b.мин (мм) и расстояние оси арматуры a (мм) требуется для заданной нормативной огнестойкости R (мин), гибкость λ и уровень пожарной нагрузки n, для колонн, выступающих более чем с одной стороны. Таблицы С.1–С.3 относятся к коэффициенту механического армирования ω = 0.1, Таблицы с C.4 по C.6 по ω = 0.5, и таблицы C.7 – C.9 – ω = 1.0; в каждой группе из трех, таблицы соответствуют низким, умеренный и высокий момент первого порядка (т.е.. увеличение эксцентриситета пожарной нагрузки), как описано выше в разделе «Выбор таблиц Приложения C».. Если ячейка предлагает две альтернативы bмин/комбинации, любая комбинация является приемлемым требованием.
- * Обычно, крышка, требуемая EN 1992-1-1 для долговечности и связи будет контролироваться значение a вместо табличного значения..
-
- Требуется ширина больше, чем 600 мм. Требуется особая оценка потери устойчивости.; калькулятор сообщает, что проверка на пожар не удалась, если интерполяция проходит через одну из этих записей (см. «Специальная оценка потери устойчивости» ниже.).
- Значения приведены в таблице при λ = 30, 40, 50, 60, 70, 80 и п = 0.15, 0.3, 0.5, 0.7; калькулятор линейно интерполирует табличные значения, как описано в разделе «Интерполяция требований к таблицам» ниже..
Интерполяция требований таблицы
Требования пожарной безопасности определяются с помощью линейной интерполяции по четырем параметрам.. Приложение С(2) допускает линейную интерполяцию между различными таблицами столбцов (ω и е); калькулятор также интерполирует внутри каждой таблицы гибкость и уровень пожарной нагрузки..
Для каждой выбранной таблицы Приложения C:
- Значения окружающей гибкости определяются по формуле λ = 30, 40, 50, 60, 70 и 80.
- Уровни окружающей пожарной нагрузки определяются по формуле n = 0.15, 0.3, 0.5 и 0.7.
- Требования сначала интерполируются для уровня пожарной нагрузки..
- Полученные значения затем интерполируются для определения гибкости..
Это создает набор требований из каждой из четырех окружающих таблиц Приложения C..
Результаты тогда:
- Интерполируется между нижней и верхней таблицами эксцентриситета..
- Интерполируется между нижним и верхним коэффициентами механического армирования..
Конечный результат дает требуемый минимальный размер колонны., бмин, и расстояние оси арматуры, а .
- Если в таблице указано более одной приемлемой комбинации, каждая комбинация сохраняется как альтернативное требование.
- Когда какая-нибудь стройность, уровень нагрузки, Коэффициент механического армирования или эксцентриситет находятся за пределами или между значениями, указанными в таблице выше., в отчет добавляется примечание под критериями огнестойкости, в котором указывается, какие значения не сведены в таблицу и линейно интерполируются между соседними табличными значениями Приложения C., или какие значения выходят за пределы табличного диапазона, и использовать непосредственно ближайшее табличное значение..
Специальная оценка устойчивости
Некоторые записи таблицы Приложения C идентифицируются специальным условием «(1)». Если интерполяция проходит через одну из этих записей, обычный табличный результат не используется. Сообщается, что проверка на пожаробезопасность не удалась, и требуется специальная оценка устойчивости..
Журнал изменений
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»..
