Пояснения к диаграмме взаимодействия столбцов / кривой

Вертикальные элементы, являющиеся частью каркаса здания, подвергаются комбинированным осевым нагрузкам и изгибающие моменты. Эти силы развиваются из-за внешних нагрузок., такие как мертвые, жить, и ветровые нагрузки. Проще говоря, диаграмма взаимодействия (или кривая) отображает комбинации допустимого момента и осевых нагрузок конструктивного элемента.

Эквивалентность между эксцентрично приложенной нагрузкой и комбинацией осевой нагрузки и момента показана ниже.. Предположим, что сила P приложена к поперечному сечению на расстоянии e (эксцентричность) от центроида. Эксцентрическая сила P теперь может быть объединена с силой P, действующей вниз в центроиде, и парой Pe, что это чистый момент.

Различное положение осевой силы от центра тяжести сечения приводит к различному поведению колонны, а также к распределению напряжений в сечениях.. Они нанесены на кривую взаимодействия M-N.:

Пример диаграммы взаимодействия

1. Чистое осевое сжатие (точка А). Это самая большая осевая сжимающая нагрузка, которую колонна может выдержать..
2. Компрессия с незначительным изгибом (точка B). Это случай большой осевой нагрузки, действующей при небольшом эксцентриситете.. Распределение напряжений становится наклонным, но сечение все еще находится в состоянии сжатия.. Разрушение происходит из-за разрушения бетона..
3. Контроль сжатия (точка C). Существуют как зона сжатия, так и зона растяжения бетона.. Сталь подвергается растяжению. Разрушение происходит из-за раздавливания бетона на стороне сжатия., тогда как напряжение в стали fs меньше, чем предел текучести fy.
4. Сбалансированное состояние (точка D). Уравновешенное состояние достигается, когда деформация сжатия в бетоне достигает предела, а растягивающая арматура одновременно достигает текучести.. Разрушение бетона происходит одновременно с текучестью стали..
5. Контроль натяжения (точка E). Это случай небольшой осевой нагрузки с большим эксцентриситетом., то есть, большой момент. При неудаче, деформация в растянутой стали больше, чем деформация текучести.
6. Чистый изгиб (точка F). Секция, в таком случае, подвергается изгибающему моменту M, тогда как осевая нагрузка P = 0. Разрушение происходит, как в балке, подверженной только изгибающему моменту..
7. Чистое осевое натяжение (точка G). Это наибольшая осевая растягивающая нагрузка, которую колонна может выдержать..

Для рассмотрения этой кривой SkyCiv считает необходимое количество промежуточных точек.. типично, есть три основных момента: максимальное осевое натяжение (точка G), максимальное осевое сжатие (точка А), и сбалансированное состояние (точка D). Затем рассматриваются промежуточные точки от уравновешенного состояния до максимального напряжения. (точки D-G) и от сбалансированного состояния до максимального сжатия (точки D-A). Для расчета всех этих точек в соответствии с проектными кодами использовались следующие допущения.:

1. Деформации в бетоне и стали пропорциональны расстоянию от нейтральной оси.
2. Равновесие сил и совместимость деформаций должны соблюдаться.
3. Максимально допустимая деформация сжатия в бетоне составляет 0.003
4. Прочностью бетона на растяжение можно пренебречь
5. Бетонный напряженный блок можно принять прямоугольной формы.

Прочность поперечного сечения колонны можно определить по геометрии поперечного сечения., конститутивные отношения, бетон и стали и рассмотрение равновесия и совместимости деформации. Для расчета промежуточных точек кривой M-N, описывающих прочность секции, SkyCiv использует итерационный процесс.. Следующие шаги включаются в этот процесс в соответствии с ACI код:

Интерпретация кривой взаимодействия

Чтобы конструкция колонны считалась адекватной (безопасный), сочетание эффектов действия (M, п) должно быть меньше, чем комбинация сильных сторон конструкции (M, п) от кривой взаимодействия. Это означает, что если положение M,Точка P на графике находится за пределами кривой, это считается несоответствующим этому критерию и считается небезопасным..

3Кривые взаимодействия D в программном обеспечении SkyCiv

В модуле SkyCiv RC Design, SkyCiv использует как большую, так и малую ось для расчета точки баланса.. Модуль определяет точку пересечения с трехмерной диаграммой взаимодействия. (зеленая точка на картинке ниже). Координаты этой точки определяют осевую и изгибную способности сечения..

 

Проект SkyCiv из железобетона

SkyCiv предлагает полнофункциональную Железобетонная конструкция программное обеспечение, позволяющее проверять конструкции бетонных балок и бетонных колонн согласно ACI 318, ТАК КАК 3600, и EN2 Стандарты дизайна. Программное обеспечение простое в использовании и полностью облачное.; не требует установки или загрузки, чтобы начать работу!

Начни бесплатно