В этой статье, мы покажем вам, как спроектировать железобетонную балку с помощью программы SkyCiv. В этом руководстве рассматриваются два варианта программного обеспечения, предоставленные SkyCiv для проектирования балок.: SkyCiv Beam и Structural 3D. Мы углубимся в оба инструмента, чтобы помочь вам эффективно получать доступ к балкам и проектировать их.. В конце статьи, мы также будем применять метод коэффициентов, предписанный ACI-318-19 для расчета RC-балки..
Если вы новичок в проектировании балок, мы бы порекомендовали прочитать некоторые вводные статьи SkyCiv.:
- Что такое железобетон?
- Как рассчитать сопротивление изгибающему моменту сечения балки?
- Как анализировать непрерывный луч?
Эти учебные пособия помогут вам лучше понять общий процесс проектирования балок..
Если вы новичок в SkyCiv, Зарегистрируйтесь и протестируйте программу самостоятельно!
Программное обеспечение SkyCiv Beam
Первая остановка — создание модели луча в программном обеспечении SkyCiv Beam.. Мы указываем необходимые шаги: (В скобках, мы показываем пример данных):
- На странице панели управления, выберите лучевой модуль.
- Создайте балку, задав ее длину (66 фут).
- Перейти к опорам и определить петли или простые стержни (шарнир в начале и в конце; стержень в третьих точках).
- Перейти к разделам и создать прямоугольный (прямоугольное сечение; ширина=18 дюймов; высота = 24 дюйма).
- Затем выберите кнопку распределенной нагрузки и назначьте ее, два, или больше, как вам нужно для (наложенная статическая нагрузка = 0.25 тысяч фунтов / фут ; динамическая нагрузка = 0.40 тысяч фунтов / фут )
- Следующим шагом будет создание нескольких комбинаций нагрузок. (\({L_d = 1,2раз D + 1.6\раз L}\))
- в заключение, решить луч!
фигура 1: Модель балки с приложенными постоянными и временными нагрузками
После решения балки, мы можем проверить результаты, как схема изгиба, чтобы получить их максимальные значения по длине элемента. На следующих изображениях показан окончательный результат..
фигура 2: Диаграмма изгибающих моментов, обусловленная указанным сочетанием нагрузок
Программное обеспечение SkyCiv Beam предоставляет нам таблицу с максимальными значениями сил., подчеркивает, и перемещение:
фигура 3: Таблица результатов
Теперь пришло время перейти на вкладку «Проектирование», выбрать и определить входные данные в качестве схемы армирования., разделы анализа, некоторые коэффициенты, сочетания нагрузок, и т.д. Посмотрите на цифры 4 и 5 для более подробного описания.
фигура 4: Схема расположения радиоуправляемых балок
фигура 5: Силы и сечения, которые необходимо оценить при проектировании
Как только все данные будут готовы, мы можем нажать кнопку “Проверьте” кнопка. Это действие даст нам потом результаты и коэффициенты мощности по прочности и работоспособности..
фигура 6: Результаты проектирования балочного модуля.
После этого вы сможете загрузить все необходимые отчеты для!
Если вы новичок в SkyCiv, Зарегистрируйтесь и протестируйте программу самостоятельно!
SkyCiv Структурная 3D
Настало время использовать Structural 3D.! Мы рекомендуем просто вернуться в программное обеспечение луча и нажать кнопку “Открыть в S3D” кнопка. Это поможет нам подготовить модель и ее входные данные в S3D..
Как только мы нажали кнопку изменить, модель была создана автоматически. Не забудьте сохранить его! (Если вам необходимо ознакомиться с этим модулем, посмотри на это ссылка на учебник!)
фигура 7: Автоматически созданная модель в S3D.
Теперь перейдите непосредственно к “Решить” значок выбора “Линейный анализ” вариант. Не стесняйтесь проверить и сравнить результаты; мы будем использовать “дизайн” вариант. Пришло время определить все характеристики, необходимые для оценки балки, на разных вкладках..
фигура 8: члены’ информация для дизайна
фигура 9: члены’ силы и сечения для проектирования
SkyCiv может проверить конкретную заданную схему ЖБ или рассчитать оптимизацию армирования секций.. Мы хотели бы предложить вам использовать последний вариант..
фигура 10: Оптимизация армирования секций.
фигуры 11 и 12 показать окончательный результат и предлагаемое усиление сечения, рассчитанное для оптимизации проекта.
фигура 11: Результаты проектирования структурного бетона
После этого вы сможете загрузить все необходимые отчеты для!
фигура 12: Оптимизация арматурной стали сечений
Если вы новичок в SkyCiv, Зарегистрируйтесь и протестируйте программу самостоятельно!
ACI-318 Приблизительные уравнения
При проектировании неразрезной балки, ACI-318 позволяет использовать коэффициенты момента для расчетов изгиба.. (Дополнительные примеры, не стесняйтесь посетить эти статьи SkyCiv о является важным стандартом дизайна для США и многих других стран.)
Моменты в критических сечениях рассчитываются по формуле: \( M_u = коэффициент times w_u times l_n^2 \). Где коэффициент можно получить из следующего:
- Внешний пролет:
- Негативный экстерьер: \(\гидроразрыва{1}{16}\)
- Положительный средний интервал: \(\гидроразрыва{1}{14}\)
- Негативный интерьер:\(\гидроразрыва{1}{10}\)
- Внутренний пролет:
- Отрицательный: \(\гидроразрыва{1}{11}\)
- Положительный средний интервал: \(\гидроразрыва{1}{16}\)
Мы выберем два случая: абсолютное максимальное значение положительных и отрицательных изгибающих моментов.
\(ву=1,2раз Д + 1.6\раз L = 1.2 \раз 0.25 + 1.6 \раз 0.4 знак равно 0.94 \гидроразрыва{кип }{фут} \)
\(M_{U,нег} знак равно {\гидроразрыва{1}{10}}{\раз 0.94 {\гидроразрыва{кип }{фут}}}{\раз {(22 фут)}^ 2} знак равно 45.50 {кип }{фут} \)
\(M_{U,позиция} знак равно {\гидроразрыва{1}{14}}{\раз 0.94 {\гидроразрыва{кип }{фут}}}{\раз {(22 фут)}^ 2} знак равно 32.50 {кип }{фут} \)
Расчет сопротивления изгибу для отрицательного момента, \({M_{U,нег} знак равно 45.50 {кип }{фут}}\)
- Предполагаемая секция с контролируемым натяжением. \({\фи_ф = 0.9}\)
- Ширина луча, \({б=18 дюймов}\)
- Область стального армирования, \({A_s = frac{М_у}{\phi_ftimes 0,9dtimes fy}= frac{45.50 кип-футы раз 12 дюймы - футы }{0.9\раз 0.9(17 в )\раз 60 KSI}=0,66 {в}^ 2}\)
- \({\расстояние от центра колонны{мин} знак равно 0.003162}\). Минимальная площадь армирования стали, \({A_{s,мин}=ро_{мин}\раз btimes d = 0.003162 \раз 18 во времена 17 в =0,968 {в}^ 2}\). Сейчас же, проверьте, ведет себя ли секция как управляемая по натяжению.
- \({а = фрак{A_stimes f_y}{0.85\раз f’ctimes b} = frac{0.968 {в}^2раз 60 KSI}{0.85\раз 4 ксираз 18 в }знак равно 0.95 в}\)
- \({с = гидроразрыв{а }{\бета_1}= Гидроразрыва{0.95 в}{0.85} знак равно 1.12 в }\)
- \({\варепсилон_t = (\гидроразрыва{0.003}{с})\раз {(d – с)} знак равно (\гидроразрыва{0.003}{1.12 в})\раз {(17в – 1.12 в)} знак равно 0.0425 > 0.005 }\) Ok!, это раздел с контролируемым напряжением!.
Расчет сопротивления изгибу для положительного момента, \({M_{U,позиция} знак равно 32.50 {кип }{фут}}\)
- Предполагаемая секция с контролируемым натяжением. \({\фи_ф = 0.9}\)
- Ширина луча, \({б=18 дюймов}\)
- Область стального армирования, \({A_s = frac{М_у}{\phi_ftimes 0,9dtimes fy}= frac{32.50 кип-футы раз 12 дюймы - футы }{0.9\раз 0.9(17 в )\раз 60 KSI}=0,472 {в}^ 2}\)
- \({\расстояние от центра колонны{мин} знак равно 0.003162}\). Минимальная площадь армирования стали, \({A_{s,мин}=ро_{мин}\раз btimes d = 0.003162 \раз 18 во времена 17 в =0,968 {в}^ 2}\). Сейчас же, проверьте, ведет себя ли секция как управляемая по натяжению.
- \({а = фрак{A_stimes f_y}{0.85\раз f’ctimes b} = frac{0.968 {в}^2раз 60 KSI}{0.85\раз 4 ксираз 18 в }знак равно 0.95 в}\)
- \({с = гидроразрыв{а }{\бета_1}= Гидроразрыва{0.95 в}{0.85} знак равно 1.12 в }\)
- \({\варепсилон_t = (\гидроразрыва{0.003}{с})\раз {(d – с)} знак равно (\гидроразрыва{0.003}{1.12 в})\раз {(17в – 1.12 в)} знак равно 0.0425 > 0.005 }\) Ok!, это раздел с контролируемым напряжением!.
в заключение, мы можем видеть это в оба момента, отрицательные и положительные, Результатом является назначение минимального армирования при изгибе.. Требуемая площадь стальной арматуры равна \(0.968 {в}^2).
Связанные учебники
Если вы новичок в SkyCiv, Зарегистрируйтесь и протестируйте программу самостоятельно!
