Что такое кривая взаимодействия столбцов

Вертикальные элементы, являющиеся частью каркаса здания, подвергаются комбинированным осевым нагрузкам и изгибающим моментам.. 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 элемента конструкции. 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. Эксцентрическую силу P теперь можно объединить с силой P, действующей вниз в центре тяжести, и парой Pe, 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 кривой взаимодействия

Чистое осевое сжатие (точка А). Это самая большая осевая сжимающая нагрузка, которую может выдержать колонна..
Компрессия с незначительным изгибом (точка B). Это случай большой осевой нагрузки, действующей при небольшом эксцентриситете.. Распределение напряжения становится наклонным, но секция все еще находится под сжатием.. Разрушение происходит из-за раздавливания бетона..
Контроль сжатия (точка C). Здесь 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.
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..
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.
Чистый изгиб (точка F). На сечение в этом случае действует изгибающий момент M, тогда как осевая нагрузка P = 0. Разрушение происходит, как в балке, подверженной только изгибающему моменту..
Чистое осевое натяжение (точка G). Это самая большая осевая растягивающая нагрузка, которую может выдержать колонна..

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 нормами проектирования использовались следующие предположения.:

Деформации в бетоне и стали пропорциональны расстоянию от нейтральной оси.
Равновесие сил и совместимость деформаций должны соблюдаться.
Максимально допустимая деформация сжатия в бетоне составляет 0.003
Прочностью бетона при растяжении можно пренебречь
Бетонный напряженный блок можно принять прямоугольной формы.

Прочность поперечного сечения колонны можно определить по геометрии поперечного сечения., определяющие отношения бетона и стали, а также рассмотрение равновесия и совместимости деформаций. Для расчета промежуточных точек кривой M-N, описывающих прочность сечения, SkyCiv использует итерационный процесс.. Следующие шаги включены в этот процесс в соответствии с кодом ACI.:

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, она считается не соответствующей этому критерию и считается небезопасной..

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. Программа проста в использовании и полностью основана на облаке.; не требует установки или загрузки, чтобы начать работу!