AS2327'ye göre Kompozit Elemanların Tasarımı: 2017

Bu makalede, Yeni Kompozit Tasarım Yazılımımızın piyasaya sürülmesinden önce Kompozit Tasarım Modülümüzün çeşitli yönlerinde size yol göstereceğiz – kompozit kolonların ve döşeme sistemlerinin analizi ve tasarımı için kapsamlı bir çözüm.

Modül, Kompozit kolonlar için tasarım hesaplamaları yapma kapasitesine sahiptir., kirişler, ve AS2327'ye göre levha:2017. Modül, bağımsız bir uygulama olarak veya içinde analiz gerçekleştirildikten sonra entegre bir platform olarak kullanılabilir. Yapısal 3D.

Modülün Özellikleri:

• Sütunların tasarımı, Mukavemete göre TEK ÇATI altında kirişler ve döşemeler (ULS) & Servis edilebilirlik kriterleri (SLS)
• Tek seferde birden fazla kiriş ve kolon işlenebilir ve tasarlanabilir
• Tasarım, çeşitli kiriş ve kolon tiplerini destekler.
• Bir kirişin direnç momenti ile kesme bağlantı derecesi arasındaki ilişki, kompozit kirişler durumunda tam ve kısmi kesme bağlantısı derecesi için grafiksel olarak değerlendirilebilir.
• Moment kapasite hesaplamalarının bir parçası olarak sütunlar durumunda sunulan etkileşim grafikleri
• Başlangıç ​​ve kompozit aşamasında moment ve kesme kapasitesi hesaplamalarında döşemeden katkıyı dahil etme veya hariç tutma imkanı
• arasında değişen çeşitli güverte profilleri yönelimleri 0 -e 90 güverte üreticilerine göre denenebilir’ SkyCiv Engineering, AISC için çelik tasarım ve analiz yazılımı sunuyor
• Kullanıcılar ayrıca bir beton levhaya flanş yerleştirme açısından çeşitli yerleştirme konumları sunarak Moment kapasitesi üzerindeki etkiyi kontrol edebilirler..
• Sünme ve büzülmeyi içeren kısa vadeli ve uzun vadeli yükleme koşulları için servis verilebilirlik kontrolleri
• Sürünme süresi kullanıcı girişine göre olabilir ve sehim hesaplarını değerlendirebilir, üyenin çeşitli yaşam sürelerine ulaşılabilir.
• Kolonlar ve kirişler için boyuna ve enine kesme kontrolleri
• Kolonlar ve kirişler için birleşik moment ve kesme etkileşimi kontrolleri
• Avustralya çelik borularının veritabanını kapsıyor ve profilleri şekillendiriyorum
• Çeşitli çevresel koşullar, yani. kurak, iç mekan

Kompozit Kolonlar:

Kompozit kolonlar, betonarme ile kaplanarak/doldurularak mukavemeti arttırılmış çelik kolonlardır.. Sıradan kolonlara göre kanıtlanmış bir deprem direncine sahiptirler..

Modül kapakları 3 kompozit kolon tasarımı türleri. kapalı, Betonla doldurulmuş Kare/Dikdörtgen İçi Boş boru ve betonla doldurulmuş Dairesel İçi Boş Tüp

Tip-1: Betonla kaplı şekillendiririm

 

Tip 2:Kare Boşluklu Beton Dolgulu Tüp (SHCFT)

 

Tip-3:Dairesel Boşluklu Beton Dolgulu Tüp (CHCFT)

• Beton Dolgulu Çelik Boru kolonları, çelik borunun içe doğru yerel burkulmasını etkili bir şekilde önler ve bu da daha yüksek içi boş çelik boru kolonlardan daha yüksek yerel burkulma mukavemeti sağlar.. Çelik borulardaki yanal basınç betonda sınırlayıcı etki yaratır, böylece mukavemeti ve sünekliği arttırmak.
• Çelik katkı faktörü (Bağlantı elemanının beton elemanın kenarına yakınlığından dolayı betondaki gerilmelerin dağılımı ile ilgili parametre. 4.1.1.5)verilen girdilere sahip kolonun sadece Kompozit veya Beton veya Sadece Çelik olarak hareket edip etmeyeceğinin tespit edilebileceği ilk şey olarak değerlendirilir..
• Program, çelik katkı faktörü aralığında olduğunda, kolonu otomatik olarak bir kompozit kolon olarak tasarlayacaktır. 0.2 -e 0.9.
• Aşağıdakilerden oluşan nihai tasarım gücü kontrolleri:
  • Eksenel yük kapasitesi-Kesit direnci (Bağlantı elemanının beton elemanın kenarına yakınlığından dolayı betondaki gerilmelerin dağılımı ile ilgili parametre. 4.1.2)
  • Eksenel yük kapasitesi-Üye direnci (Bağlantı elemanının beton elemanın kenarına yakınlığından dolayı betondaki gerilmelerin dağılımı ile ilgili parametre. 4.1.3)
  • hem dudaklı hem dudaksız (Bağlantı elemanının beton elemanın kenarına yakınlığından dolayı betondaki gerilmelerin dağılımı ile ilgili parametre. 4.1.2.4)
  • Kombine eksenel artı tek eksenli bükme (Bağlantı elemanının beton elemanın kenarına yakınlığından dolayı betondaki gerilmelerin dağılımı ile ilgili parametre. 4.2.2)
  • Kombine eksenel artı çift eksenli bükme (Bağlantı elemanının beton elemanın kenarına yakınlığından dolayı betondaki gerilmelerin dağılımı ile ilgili parametre. 4.2.3)
  • Boyuna kesme kontrolü (Bağlantı elemanının beton elemanın kenarına yakınlığından dolayı betondaki gerilmelerin dağılımı ile ilgili parametre. 4.1.2) & EN1994-1-1:2004
  • Enine kesme kontrolü (Bağlantı elemanının beton elemanın kenarına yakınlığından dolayı betondaki gerilmelerin dağılımı ile ilgili parametre. 4.1.2)
• Yerel burkulmanın etkisi Cl'ye göre kontrol edilir. 4.1.1.6 için SHCFT & RHCFT
• Detaylandırma hükümleri, minimum donatı hesaplamaları gösterilerek karşılanır., minimum gerekli boşluk, ve Cl.4.3'e göre boyuna ve kesme donatıları için çubuk çapı
• Moment kapasitesi hesaplamaları, birinci dereceden ve İkinci dereceden doğrusal elastik analiz için mevcuttur.. Cl'ye göre ikinci dereceden analiz için ayrıntılı adım adım hesaplama ve etkileşim diyagramı. 4.5 çıktı olarak alınabilir.
• Üye kusurları, etkili eğilme sertliği (HAYIR)_eff,II, narinlik/burkulma etkileri nedeniyle moment kapasitesinde azalma, vb. ikinci dereceden analiz kapsamında değerlendirilir.

Column için tipik Etkileşim diyagramı

• Program, kolonun majör ve minör ekseni için moment kapasitesini değerlendirir ve sonuçlar bir etkileşim tablosu şeklinde sunulur..
• Yukarıdaki resim, birleşik eksenel kuvvet ve eğilmeye maruz kalan kompozit kolonlar için etkileşim eğrisini göstermektedir.. sadeleştirme için, eğri, belirli kritik noktalar kullanılarak tanımlanan çokgen bir diyagramla değiştirilir. Bunlar DÖRT etkileşim grafiğindeki kritik noktalar aşağıda tanımlanmış ve açıklanmıştır.
  • A noktası: Yalnızca eksenel kuvvet N_Bir = N_BİZE
  • B noktası: Yalnızca Eğilme Momenti =M_lütfen
  • C noktası:N_c = bir_cf_CD, M_c = M_lütfen
  • D noktası: N_D = 0,5N_C, M_D = M_max
• Aşağıda, Cl.4.2'ye dayalı olarak deneme sütunu bölümü için hem görsel bölüm kapasitesi hem de üye kapasitesi için eğrileri gösteren bir etkileşim diyagramının örnek çıktısı verilmiştir.

Kompozit Tasarım modülü kullanılarak elde edilen Sütun için etkileşim şeması

Kompozit Kirişler:

Kompozit kirişler, levha ile kompozit olarak hareket eden sıcak haddelenmiş kesitlerdir.. Kompozit etkileşim, çelik kirişin üst flanşına kaynaklanmış kesme bağlantılarının eklenmesiyle sağlanır.. Kesme konektörleri, beton döşeme ile kiriş arasındaki uzunlamasına kesme bağlantısını sağlar..

SkyCiv Kompozit Tasarım Modülü kapakları 2 temel kiriş türleri viz. metal güverte ile ve metal güverte olmadan:

Katı levha ile kiriş (metal güverte olmadan)

Metal güverte ile kiriş

Kullanıcılar ayrıca çeşitli güverte profili türlerini de seçebilirler;. Açık tekne, İhtiyaca göre yeniden giriş ve kırpılmış tava. Aşağıya bakınız:

Açık oluk tipi metal güverte ile kiriş

Kırpılmış tava tipi metal güverte ile kiriş

Yeniden giriş tipi metal güverte ile kiriş

Kullanıcılar güverte profili için istenen herhangi bir yönlendirmeyi sağlayabilir, yani. aşağıda belirtildiği gibi kiriş açıklığı ile güverte nervürleri tarafından yapılan açı. Yönlendirme açısı olarak kompozit kiriş tasarımı için önemli bir husustur. (θ) döşemenin efektif derinliğinin tahmini için gölgeli alana betonun katkısını belirler. sonuçta, Direnç Momenti hesaplamaları güverte oryantasyon açısı tarafından yönetilir. Oryantasyon açısı 0 aralığında olduğunda<θ<15, NS direnç momenti, betonun toplam kalınlığına göre hesaplanır, yani. kaburga kısmındaki beton hesaplamada dikkate alınır. Oryantasyon açısı 15 aralığında olduğunda<θ<90, kaburga kısmındaki beton (aşağıdaki resimde gösterildiği gibi gölgeli alan) hesaplamalarda dikkate alınmaz.

Güverte Yönlendirme Açısı θ

• Çelik kiriş narinlik açısından kontrol edilir. Program, KOMPAKT ve KOMPAKT OLMAYAN çelik bölümler için kompozit tasarım hesaplamaları sağlayabilir.. Böylece, 'kompakt olmayan' azalma’ elemanlar, bölüm sınıflandırmasından sonra program tarafından otomatik olarak dikkate alınacaktır..
• Modülde iki tip kesme konektörü desteklenir;. başlı saplamalar ve yapısal cıvatalar
• Kirişle birlikte döşeme tarafından sunulan kesme direncini dahil etme/hariç tutma seçeneği kullanıcıya verilir..
• Döşemenin kesme kapasitesi kontrolüne katkısı isteğe bağlıdır ve kullanıcı tarafından belirtilen seçime göre değerlendirilir..
• Nihai tasarım gücü (ULS) aşağıdakilerden oluşan kontroller:
  • Bölüm sınıflandırması (Plastik/Kompakt/İnce): Cl.3.4.3
  • Tam ve kısmi kesme bağlantısı için Tasarım Momenti kapasitesi: Bağlantı elemanının beton elemanın kenarına yakınlığından dolayı betondaki gerilmelerin dağılımı ile ilgili parametre. 3.5.4
  • Döşemenin Dikey Kesme kapasitesi, çelik kiriş: Bağlantı elemanının beton elemanın kenarına yakınlığından dolayı betondaki gerilmelerin dağılımı ile ilgili parametre. 3.5.5
  • Boyuna Kesme kapasitesi: Bağlantı elemanının beton elemanın kenarına yakınlığından dolayı betondaki gerilmelerin dağılımı ile ilgili parametre. 3.6.3
  • Kesme Konnektörlerinin Tasarımı: Bağlantı elemanının beton elemanın kenarına yakınlığından dolayı betondaki gerilmelerin dağılımı ile ilgili parametre. 3.6 & Bağlantı elemanının beton elemanın kenarına yakınlığından dolayı betondaki gerilmelerin dağılımı ile ilgili parametre. 3.5.8
  • Kesme konektörleri için detaylandırma hükümleri: Bağlantı elemanının beton elemanın kenarına yakınlığından dolayı betondaki gerilmelerin dağılımı ile ilgili parametre. 3.6.4
  • Moment ve Shear için birleşik etkileşim kontrolü: Bağlantı elemanının beton elemanın kenarına yakınlığından dolayı betondaki gerilmelerin dağılımı ile ilgili parametre. 3.5.6
• Servis kolaylığı tasarımı (SLS) aşağıdakilerden oluşan kontroller:
  • Belirli bir çevre koşulu ve kullanıcı tarafından belirlenen beton yaşı için betondaki büzülme geriniminin hesaplanması 1 yıl 30 yıl: Cl.3.1.7, AS3600-2018
  • sadece çelik kirişin kısa süreli sapması (İnşaat aşaması): Bağlantı elemanının beton elemanın kenarına yakınlığından dolayı betondaki gerilmelerin dağılımı ile ilgili parametre. 3.10.3
  • Çatlaklı ve Çatlaksız bölümler için kısa süreli yükleme altında kompozit kirişin kısa süreli sehimi: Bağlantı elemanının beton elemanın kenarına yakınlığından dolayı betondaki gerilmelerin dağılımı ile ilgili parametre. 3.10.3
  • sürünme nedeniyle sapma: Bağlantı elemanının beton elemanın kenarına yakınlığından dolayı betondaki gerilmelerin dağılımı ile ilgili parametre. 3.10.3.3
  • büzülme nedeniyle uzun süreli sapma: Bağlantı elemanının beton elemanın kenarına yakınlığından dolayı betondaki gerilmelerin dağılımı ile ilgili parametre. 3.10.3.4
• Bu programın çıktısı, Moment kapasitesinin etkileşimini sağlar (Bay) çeşitli derecelerde kesme bağlantılarına sahip bir kirişin (b) AS2327-Şekil-3.5.4.3'te belirtilene benzer bir formatta(B)

Direnç Momenti ile kesme bağlantısı derecesi arasındaki tipik ilişki

Modülden elde edilen Direnç Momenti Vs Kesme Bağlantı Derecesi

Modül, Plastik Nötr Eksenin çeşitli konumlarını ve nihayetinde üst flanşın kısmen bir beton levhaya gömülü olduğu bir durum için direnç momentini değerlendirebilir.. Bu bazen yakaladığımız pratik inşaat senaryosudur ve bu nedenle Mrd'yi tahmin etmek için gereken ayrıntılı stres bloğu parametreleri program çıktısında elde edilebilir.. Ayrıntılar için aşağıdaki anlık görüntüye bakın.

a) Kiriş flanşının betona gömüldüğü bir senaryo b) Gerilim bloğu hesaplamaları için dikkate alınan bileşenler

Servis verilebilirlik hesaplamaları, çatlak bölüm veya çatlaksız bölüm kullanıcı gereksinimlerine göre.

Kompozit Plakalar:

Yerinde dökme beton, takviye ağı, ve profilli sac, kompozit bir levha oluşturan ana bileşenlerdir..

Bir kompozit levhanın tasarımı, bu bileşenlerin her birinin kapasitesinin değerlendirilmesini ve belirli bir yükleme seti altında kullanımlarını hesaplayarak uygulanabilirliğini doğrulamayı içerir..

Şu anda, program, plakaların tasarımı durumunda pozitif bükülmeyi hesaplar. Plastik Nötr Eksene Göre İki Durum (P.N.A) bu kategori altında ele alınmaktadır viz. P.N.A. levhanın üzerindeki levhada yer alır & P.N.A. kaplama/kabarcık bölgesinde yer alır. Direnç momenti, aşağıdaki çizimlerde gösterildiği gibi P.N.A'nın konumuna göre hesaplanır..

Dava 1: Plastik Yok. kaplamanın üzerindeki levhada bulunur

durum-2: Plastik Yok. çarşafın içinde yatıyor

• Nihai tasarım gücü (ULS) aşağıdakilerden oluşan kontroller:
  • Minimum levha kalınlığı: Cl.2.2.1
  • Moment kapasitesi hesaplama: Cl.2.7.2
  • Dikey kesme kapasitesi: Bağlantı elemanının beton elemanın kenarına yakınlığından dolayı betondaki gerilmelerin dağılımı ile ilgili parametre. 2.7.4
• Servis kolaylığı tasarımı (SLS) aşağıdakilerden oluşan kontroller:
  • Çatlaklı ve Çatlaksız bölümler için kompozit levhanın kısa süreli sapması: Bağlantı elemanının beton elemanın kenarına yakınlığından dolayı betondaki gerilmelerin dağılımı ile ilgili parametre. 2.8.3.2
  • sürünme nedeniyle sapma: Bağlantı elemanının beton elemanın kenarına yakınlığından dolayı betondaki gerilmelerin dağılımı ile ilgili parametre. 2.8.3.3
  • büzülme nedeniyle uzun süreli sapma: Bağlantı elemanının beton elemanın kenarına yakınlığından dolayı betondaki gerilmelerin dağılımı ile ilgili parametre. 2.8.3.4

İyi, benim için müthiş bir yolculuk oldu. Şimdiye kadar, Her bir elemanı ayrı ayrı tasarlama deneyimim oldu.. Fakat, hepsini TEK çatı altında toplamak tatmin edici bir deneyim. Umarım, sen de aynı şekilde hissedeceksin…

Kompozit Yapıların Tasarımı – SkyCiv'e kaydolun SkyCiv Kompozit Tasarım Modülüne bugün erişmek için!