В Concrete Column Design module enables the design of reinforced, non-prestressed concrete columns directly from SkyCiv S3D models in accordance with the following standards:

• КАК 3600:2018 – Австралия
• CSA A23.3:24 – Канада
• Аси 318-25 – США (метрическая и имперская)
• В 1992-1-1:2004 – Европа
• NZS 3101.1:2006 - Новая Зеландия

The module automatically identifies concrete columns and transfers model geometry, свойства материала, analysis forces, and relevant design inputs to the corresponding Быстрый дизайн калькулятор. Users can configure longitudinal and shear reinforcement, project-wide or column-specific design parameters, and braced or unbraced (качаться) conditions for each bending direction.

Design checks use linear static analysis and code-specific simplified slenderness methods, включая увеличение момента раскачивания, где это поддерживается. Geometrically nonlinear analysis is not performed. Strength and detailing checks are evaluated against all selected load combinations, with results available in individual column reports and a project-wide summary.

For detailed calculations and design checks, refer to the Quick Design documentation linked above.

Модуль организован в виде ряда вкладок, которые проведут вас через процесс проектирования слева направо.:

1. подробности – Введите информацию о проекте, включая название проекта, Компания, дизайнер, клиент, и заметки.
2. Параметры – Определить параметры конструкции по умолчанию для всех столбцов., включая бетонное покрытие, предел текучести стали, марка бетона, эффективные коэффициенты длины, и настройки для конкретного кода.
3. Разделы – Просмотр и настройка свойств отдельных разделов., включая обложку, предел текучести стали, и марка бетона. Создание и предварительный просмотр расположения продольной и поперечной арматуры для каждой секции..
4. Колонны – Просмотрите бетонные колонны, автоматически определенные в вашей S3D-модели.. Назначение армирования, эффективные коэффициенты длины, и условия крепления к отдельным колоннам.
5. Нагрузки – Выберите комбинации нагрузок из вашей S3D-модели для включения в проверки проектирования..
6. δs (Фактор влияния) – Определить этажность и рассчитать коэффициенты увеличения момента раскачивания.. Эта вкладка доступна для AS 3600, CSA A23.3, и ACI 318. Видеть Качающиеся колонны и этажи.
7. Полученные результаты – Пересмотр регулирующих коэффициентов использования, детальные проверки, и отчеты о проектировании после выполнения проверки проекта.

В Параметры Вкладка определяет настройки дизайна по умолчанию, применяемые во всем проекте.. Каждый параметр включает в себя Переопределить вариант. Когда включено, указанное значение имеет приоритет над любыми соответствующими настройками, определенными на вкладках «Разделы» или «Столбцы».. Когда отключено, более конкретные значения на уровне раздела или столбца будут иметь приоритет.. Общие параметры конструкции включают в себя:

• Крышка – Очистить бетонное покрытие до арматуры.
• Предел текучести стали и марка бетона – Свойства материала по умолчанию применяются там, где значения для конкретных разделов не были определены..
• Фактор эффективной длины (К) – Коэффициенты эффективной длины по умолчанию задаются независимо для каждой оси изгиба..
• Направления влияния – Определите, все ли колонны связаны в конструкции..

Дополнительные параметры доступны для конкретных стандартов проектирования.:

• КАК 3600 – Позволяет вручную задать коэффициент увеличения момента раскачивания. (δs) вместо того, чтобы рассчитывать его по модели.
• В 1992-1-1 – Обеспечивает настройки, связанные с ползучестью, включая возможность напрямую указать коэффициент ползучести или рассчитать его с использованием возраста нагрузки, относительная влажность, класс цемента, и температура окружающей среды.

В Разделы Вкладка отображает каждый раздел, связанный с выбранными бетонными колоннами.. Для каждого раздела, вы можете просмотреть или изменить бетонное покрытие, предел текучести стали, и марка бетона, а также генерировать и просматривать доступные схемы продольной и поперечной арматуры.. Затем армирование можно назначить отдельным колоннам с помощью Колонны вкладка, используя один из двух подходов:

• Назначенное подкрепление – Выберите конкретную схему армирования колонны.. Во время проверки проекта будет оцениваться только выбранное расположение..
• Неназначенное подкрепление (Оптимизация) – Оставьте армирование неназначенным, чтобы оценить все созданные договоренности для соответствующего сечения.. Модуль определит и сообщит об оптимальном расположении.

Столбцы можно классифицировать как закрепленный или незакрепленный (качаться) независимо для каждого направления изгиба через вкладку «Колонны». Эти классификации представляют собой определяемые пользователем проектные предположения и не обязательно должны напрямую соответствовать условиям опоры, указанным в модели расчета конструкции.. Для АС 3600, CSA A23.3, и ACI 318, коэффициенты увеличения момента качания (δs) можно рассчитать с использованием геометрии модели и приложенных нагрузок. Чтобы выполнить этот расчет, столбцы сначала должны быть назначены этажи. В расчете учитываются комбинированные осевые нагрузки и критические нагрузки на продольный изгиб нераскрепленных колонн на каждом этаже.. Использовать δs вкладка, чтобы:

1. Назначить этажи – Группировать колонны по этажам в зависимости от их высоты..
2. Рассчитать факторы влияния – Запустите расчет δs для выбранных сочетаний нагрузок..
3. Результаты обзора – Просмотр рассчитанных коэффициентов δs для каждого этажа., комбинация нагрузок, и направление изгиба.

После расчета, факторы влияния автоматически сохраняются и используются в последующих проверках проекта и отчетах.. Перерасчет необходим только в том случае, если модель конструкции или входные данные проекта изменяются или когда вы решаете снова запустить расчет..

Общий подход к проектированию

Модуль «Проектирование бетонных колонн» использует трехмерную модель. линейный статический анализ чтобы получить силы членов первого порядка, моменты и перемещения для выбранных сочетаний нагрузок. Затем он оценивает гибкость колонны и, где это требуется и разрешено выбранным стандартом проектирования, включает эффекты второго порядка с использованием упрощенных процедур проектирования элементов..

Эффекты первого и второго порядка

Линейный статический анализ первого порядка рассчитывает равновесие, используя исходное значение., недеформированная геометрия. Он не включает напрямую дополнительные моменты, вызванные смещением под действием осевой нагрузки.. Эти эффекты второго порядка обычно называют:

• Локальные эффекты P-δ: Дополнительный изгиб, вызванный искривлением отдельной колонны между ее концами..
• Глобальные эффекты P-Δ: Дополнительный изгиб, вызванный относительным перемещением концов колонны, включая межэтажный занос.

Упрощенные методы проектирования, специфичные для конкретного кода, могут аппроксимировать эти эффекты без полного геометрически нелинейного анализа., при условии, что их предположения и пределы применимости удовлетворены. Важно различать локальные и глобальные эффекты.: расчет гибкости элемента не обязательно устанавливает глобальную структурную стабильность.

Эффективная длина и жесткость элемента

Коэффициент эффективной длины отражает влияние концевого ограничения и поведения раскачивания на восприимчивость колонны к короблению.. В методах мгновенного увеличения, критическая нагрузка обычно имеет вид:

Вот, п_с критическая потеря устойчивости, (Нет)_эфф - это предусмотренная нормами эффективная жесткость на изгиб, К коэффициент эффективной длины, и L это неподдерживаемая длина. Условия жесткости могут допускать растрескивание., усиление и устойчивая нагрузка. Коэффициенты эффективной длины указываются независимо для соответствующих направлений изгиба..

Скрепленный и раскачивающийся дизайн

Скрепленный (нераскачивающийся) столбцы ограничены значительным относительным латеральным перемещением своих концов. Их упрощенная конструкция в основном учитывает кривизну местных элементов.. без фиксации (качаться) столбцы также могут испытывать глобальные эффекты смещения. Для АС 3600, CSA A23.3 и ACI 318, модуль рассчитывает коэффициенты усиления раскачивания, используя осевые нагрузки на уровне этажа и критические нагрузки на продольный изгиб раскачивающихся колонн.. Эти факторы включены в соответствующие моменты проектирования, специфичные для норм.. Эффекты локальных членов проверяются отдельно, где это необходимо.. Классификации с раскосами и без раскосов представляют собой проектные предположения, предоставленные инженером.. Они должны соответствовать фактической системе структурной устойчивости., не просто символы поддержки в аналитической модели.

Стандартные методы проектирования

КАК 3600:2018 — Австралия

Справка: Пункт 10.4 — Проектирование тонких колонн.

Балочные колонны (Пункт 10.4.2): Применимый момент первого порядка увеличивается там, где это необходимо., используя расчетную осевую силу, распределение момента, критическая потеря устойчивости, а также эффективная жесткость и длина, предусмотренные нормами.

Нераскрепленные колонны (Пункт 10.4.3): В конструкции учитываются эффекты раскачивания посредством применимых положений об увеличении раскачивания., а также стройность члена. Модуль рассчитывает коэффициенты раскачивания этажей, используя комбинированные осевые нагрузки и критические нагрузки на продольный изгиб устойчивых к раскачиванию колонн.. Применимый расчетный момент затем определяется в соответствии с нормами.. Ограничения: Упрощенные процедуры действительны только в пределах области, указанной стандартом.. Сложная глобальная нестабильность или условия, выходящие за рамки этой сферы, требуют отдельного, подходящая оценка стабильности.

NZS 3101.1:2006 - Новая Зеландия

Справка: Пункт 10.3.2 — Эффекты гибкости в колоннах.

Балочные колонны (Пункт 10.3.2.3): В соответствующих колонках может использоваться упрощенная процедура увеличения момента.. Применимость зависит от заданной гибкости., относительное смещение и ограничения пластической области. Если эффектами гибкости нельзя пренебречь в соответствии с пунктом 10.3.2.3.4, моменты увеличены в соответствии с пунктом 10.3.2.3.5 используя осевую силу, критическая потеря устойчивости и распределение момента.

Нераскрепленные колонны (Не поддерживается): Упрощенный метод увеличения с использованием раскосов не является обычной процедурой с использованием качающейся рамы.. Членам, выходящим за рамки его области применения, требуется альтернативный метод, разрешенный стандартом., включая структурный анализ второго порядка, где это необходимо. Ограничения: Конструкция элемента первого порядка сама по себе не обеспечивает соответствия для колонны без раскосов или элемента, не подходящего для упрощенного метода..

В 1992-1-1:2004 — Еврокод 2

Справка: Пункт 5.8 — Анализ эффектов второго порядка при осевой нагрузке.. Еврокод 2 позволяет проводить общий нелинейный анализ (Пункт 5.8.6), номинальная жесткость (Пункт 5.8.7) и номинальная кривизна (Пункт 5.8.8). В модуле используется метод номинальной кривизны для эффектов отдельных столбцов. Стройность (Пункт 5.8.3): Гибкость элемента равна λ = l₀ /я, где я₀ - эффективная длина, а i - радиус вращения бетонной секции без трещин.. Ограничивающая гибкость кода определяет, можно ли пренебрегать эффектами второго порядка членов.. Номинальная кривизна (Пункт 5.8.8): Колонны, которые считаются тонкими, должны быть рассчитаны на дополнительный момент., М2:

Глобальная стабильность: Метод номинальной кривизны в основном учитывает эффекты на уровне элементов.. Глобальные эффекты второго порядка должны быть продемонстрированы как незначительные или учитываться отдельно в соответствии с пунктом 5.8; упрощенный критерий в пункте 5.8.3.3 доступен только при соблюдении его условий. Также необходимо учитывать применимые положения национальных приложений..

CSA A23.3:24 — Канада

Справка: Пункты 10.13–10.16 — Эффекты гибкости.

Нераскачивающиеся колонны (Пункт 10.15): Моменты стержней увеличиваются там, где это необходимо, с использованием распределения моментов первого порядка., осевая сила, эффективная длина и заданная эффективная жесткость.

Качающиеся колонны (Пункт 10.16): Код сочетает в себе компоненты конечного момента без раскачивания первого порядка и с увеличенным раскачиванием.:

Модуль использует упрощенный метод увеличения раскачивания на основе критической нагрузки, описанный в разделе 10.16.3.2:

Вот, ΣП_е представляет собой общую вертикальную нагрузку на этаже, а ΣP_с сумма критических изгибающих нагрузок раскачивающихся колонн. Критические нагрузки рассчитываются с использованием предусмотренных нормами эффективных длин и жесткостей.. Ограничения: Метод требует соответствующего разделения компонентов момента раскачивания и нераскачивания., подходящая информация об устойчивости этажа, и дополнительные местные проверки гибкости, где это применимо..

Аси 318-25 — США

Справка: Раздел 6.6.4 — Эффекты стройности, Метод увеличения момента.

Нераскачивающиеся колонны (Раздел 6.6.4.5): Метод увеличения момента стержня использует распределение момента первого порядка., осевая сила и критическая потеря устойчивости. Его общее выражение таково::

Вот, С_м учитывает распределение моментов, п_U это факторизованная осевая сила, и P_с критическая потеря устойчивости. Также применяются минимальный момент и другие требования норм..

Качающиеся колонны (Раздел 6.6.4.6): Конструкция сочетает в себе моменты отсутствия раскачивания первого порядка и усиленные моменты раскачивания.:

Модуль использует упрощенную процедуру увеличения раскачивания на основе критической нагрузки.:

Ограничения: Упрощенное увеличение этажа в основном основано на поведении плоской рамы..

Краткое изложение методов проектирования

Область применения и ограничения

Модуль применяет предписанные кодом упрощенные методы определения гибкости после линейного статического анализа.. Это не выполняет общий геометрически нелинейный анализ или самостоятельно проверить все возможные режимы глобальной нестабильности. Инженер должен убедиться, что:

• Классификации раскосов, эффективные длины и условия ограничения отражают фактическое поведение конструкции..
• Применимая жесткость элемента, предположения о ползучести и длительной нагрузке удовлетворены.
• Увеличение раскачивания использует необходимые этажные нагрузки., раскачивающиеся элементы и компоненты моментов.
• Соблюдаются все ограничения и требования, специфичные для кода..
• Значительное скручивание, нерегулярное или иным образом сложное поведение глобальной устойчивости оценивается соответствующим дополнительным методом, где это необходимо..

Когда упрощенная процедура не допускается, требуется соответствующий анализ второго порядка или другой путь проектирования, разрешенный нормами.

Нажмите Проверьте, расположен в правом верхнем углу вкладки навигации, запустить проверку конструкции для всех выбранных колонн и сочетаний нагрузок. Прежде чем продолжить проверку конструкции, должны быть удовлетворены следующие требования:

• Каждому выбранному столбцу должно быть присвоено допустимое расположение армирования, или его следует явно оставить неназначенным для оптимизации армирования..
• Распределение этажей должно быть выполнено там, где это необходимо для расчета увеличения момента раскачивания..

В Проверьте кнопка остается отключенной до тех пор, пока не будут выполнены все применимые требования. Если кнопка отключена, наведите на него курсор, чтобы просмотреть невыполненные требования.

После завершения проверки конструкции, в Полученные результаты На вкладке отображаются результаты расчета для каждой колонны и выбранного сочетания нагрузок.. Результаты включают в себя:

• Осевое использование – Определяющее осевое расчетное соотношение.
• Использование двухосного изгиба – Управляющий расчетный коэффициент двухосного момента (выбранные стандарты проектирования).
• Использование сдвига (Ты/Вз) – Определяющие расчетные коэффициенты сдвига для каждого направления..
• Детальная проверка – Статус «пройден/не пройден» для применимых требований к детализации армирования..
• Общий коэффициент управления – Самый высокий коэффициент использования ресурсов, с контролирующим элементом, указанным в верхней части таблицы результатов.

Подробные отчеты доступны как на уровне отдельного столбца, так и на уровне проекта.:

• Отчет по отдельным столбцам – Выберите колонну и комбинацию нагрузок, чтобы просмотреть подробные проектные расчеты и результаты..
• Отчет – Нажмите Резюме сформировать и скачать сводный отчет по проекту.

В представлении 3D-модели столбцы также имеют цветовую кодировку в соответствии с их определяющими коэффициентами использования., облегчая идентификацию колонн, приближающихся к проектной мощности или превышающих ее.

В Журнал проектирования кнопка, расположен рядом Проверьте, открывает Журнал проектирования элементов. В этом журнале хранится история предупреждений и ошибок, записанных во время недавних проверок проекта., помогая вам выявить и решить проблемы, которые могут повлиять на результаты. Типичные записи журнала включают в себя:

• Отсутствуют варианты нагрузки или комбинации..
• Входные значения вне допустимых диапазонов, которые были автоматически скорректированы.
• Столбцы исключены из проверки дизайна из-за неверных или неполных данных..

Кнопка «Журнал проектирования» подсвечивается всякий раз, когда при последнем выполнении проекта генерируется новое предупреждение или ошибка..

1. Ноябрь 2026 – Первоначальный выпуск.

Обратная связь

Мы постоянно работаем над улучшением и расширением наших инструментов проектирования.. Если у вас есть предложения, запросы функций, или отзыв, пожалуйста, отправьте их через Библиотека → Информация о калькуляторе → Обратная связь