SkyCiv Belgeleri

SkyCiv yazılımı rehberiniz — öğreticiler, nasıl yapılır kılavuzları ve teknik makaleler

Hızlı Tasarım: ACI 318-25 Sütun

genel bakış

Bu hesap makinesi, ACI CODE-318-25'e göre güçlendirilmiş öngerilmesiz beton kolonların tasarımı içindir.. Aşağıdaki hesaplamalar yapılır:

  • Sütun inceliği kullanıcı girişlerine bağlı olarak her yönde belirlenir.
  • Tasarım eğilme momentleri narinliğe göre hesaplanır.
  • Moment kapasiteleri etkileşim diyagramlarından elde edilir, kolonun kesit özelliklerine göre çizilen.
  • Kesitin kesme kapasiteleri eğimli dikme kafes modeli kullanılarak belirlenir.
  • Bölümde detay kontrolleri yapılır.

Varsayımlar

  • Kesme hesaplanırken, Kesme donatısının açısının boyuna donatıya dik olduğu ve boyuna donatının betonun tüm yüzlerine paralel olduğu varsayılmaktadır..
  • Agrega boyutunun 0,75 inç olduğu varsayılmaktadır (20mm) hesaplamalar için.
  • λ = 1 Normal yoğunluklu beton varsayıldığı için (19.2.4).
  • Kolon destekleri arasında herhangi bir enine yükün etki etmediği varsayılmaktadır..
  • bw Dairesel kesitler için kesme kapasitesi hesaplanırken çap olarak alınır. 22.5.2.1(c).

Kesit Analizi

Etkileşim diyagramları

Beton kolonun eğilme kapasitesi her eksen için çizilen etkileşim diyagramlarından elde edilir.. Etkileşim çizgisi, nötr eksenin değişen derinliklerindeki M ve P değerleri hesaplanarak çizilir.. Bu, tarafsız eksenin belirli bir derinliği için beton ve donatı çubuklarındaki gerinimlerin belirlenmesiyle yapılır.. Bu gerilimler kuvvetlere dönüştürülebilir, bu daha sonra kolonun bu nötr eksen derinliği için dayanabileceği maksimum eksenel yükü ve bükülme momentini hesaplamak için kullanılabilir. Etkileşim hattındaki her nokta için azaltma faktörü Tabloya göre hesaplanır. 21.2.1(a), Tablo tarafından sağlanan minimum değerle 21.2.2.

Notlar
  • Kesitin plastik merkezi hakkında anlar alınır.
  • Ortaya çıkan beton kuvvetinin dikdörtgen gerilme bloğunun merkezine etki ettiği varsayılmaktadır..
    • Dikdörtgen kesitler için, bu bloğun yüksekliğinin yarısı olarak alınır.
    • Dairesel kesitler için, bu, sıkıştırmadaki segmentin ağırlık merkezi bulunarak hesaplanır, segmentin yüksekliğinin β'ya eşit olduğu yer1.c.

Kolon Tasarımı

Eksenel Kapasite

Bir kolonun en büyük basınç dayanımı, sıfır dışmerkezliliğe sahip faktörlü eksenel direnç olarak tanımlanır. (P0). Bu, bölümün takviyesinin tam akma gerilimine ulaştığı varsayılarak hesaplanır (fY) sıkıştırma altında ve beton 0,85f'lik düzgün bir basınç gerilimi altındadır’c (22.2.2.4.1). Kolonun maksimum nominal eksenel basınç dayanımı (Pn,max) azaltılmış bir P değeri içerir0, Azalmanın Tabloya göre kolonun çekirdeğinin hapsedilmesiyle ilgili olduğu durumlarda 22.4.2.1. azaltma faktörü (ϕBöylece mühendisler bu hesaplamaların tam olarak nasıl yapıldığını gözden geçirebilirler.) olarak alınır 0.65 sıkıştırma kontrollü bölümler için.
Kesitin çekme kapasitesi, donatının akma dayanımı olarak hesaplanır ve betonun katkısı dikkate alınmaz..

Çekirdek Hapsedilmesi

Sütun çekirdeğinin hapsedilmesi, bölümde atıfta bulunulduğu gibi 10.10.4, sınırlayıcı spiral takviyenin hacim oranı karşılaştırılarak hesaplanır, rs, Madde uyarınca sınırlayıcı orana 25.7.3.3. Kolonun çekirdeğini sınırlamak için yalnızca spiral takviyenin dikkate alındığını ve maksimum sınırlama aralığının 3 inç olduğunu unutmayın. (75mm) Madde uyarınca 25.7.3.1(b).

Denklem 25.7.3.3
rs≥0.45(BirgBirch-1)f′cfYt \rho _s \geq 0.45 \ayrıldı(\çatlamak{A_g}{bir_{ch}} – 1 \sağ) \çatlamak{f'_c}{f_{YT}}
Denklem 25.7.3.3
ractsenal=V spbenralV cÖre≥rs \ro_{gerçek} = frac{V_{sarmal}}{V_{çekirdek}} \geq \rho _s

Tasarım Anları

Sallanma ve Sallanmama

Kolon uç momentlerinin hesaplanması, kolonun sallanma elemanı olarak mı yoksa sallanmama elemanı olarak mı davrandığına bağlı olacaktır., Maddeye göre belirlenebilecek olan 6.2.5.1. Sallanmayan kolonlar için, uç momentler birinci dereceden doğrusal analiz kullanılarak doğrudan hesaplanabilir ve daha sonra tasarım bitiş momentlerine M dönüştürülebilir1 ve M2.

Kolon salınım elemanı olarak görev yapıyorsa, tasarımın bitiş anları, M1 ve M2, daha sonra cümlecik kullanılarak türetilebilir 6.6.4.6.1. Bu maddeye göre büyütülmüş momentlerin hesaplanması bu hesaplayıcının kapsamı dışındadır, ancak kullanıcılar kolonun salınım elemanı olarak hareket edeceği yönleri belirleyebilir ve büyütülmüş momentleri doğrudan sağlayabilir.

M1 ve M2 momentlerinin hesaplanmasının ardından, kolonun narinliği kontrol edilebilir ve M'ye göre tasarlanabilirc, sallanma durumu ne olursa olsun (10.16.4).

M1=min[MtÖpMbÖttÖm] M_1 = \min \left[ M_{üst} \;\; M_{alt} \sağ]
M2=max[M2,mbennmax[MtÖpMbÖttÖm]] M_2 = \max \left[ M_{2,min} \;\; \max \left[ M_{üst} \;\; M_{alt} \sağ] \sağ]
M1=M1ns+NSsM1s M_1 = M_{1ns} \;+\; \delta_{s}M_{1s}
M2=max[M2,mbennM2ns+NSsM2s] M_2 = \max \left[ M_{2,min} \;\; M_{2ns} \;+\; \delta_{s}M_{2s}\sağ]
Notlar
  • M1 / M2 kolon tek eğrilikte büküldüğünde negatif olarak alınır. Bu hesap makinesinde, bu, anların aynı işarete sahip olduğu zamandır.
  • Ne zaman M2,min M'den daha büyük2, kolonun tek eğrilikte büküldüğü varsayılır.
  • M2,min P olarak hesaplanırfe, e nerede 0.6 + 0.03h (15 + 0.03metrik için h).

Narinliği Hesapla

Aşağıda belirtilen sınırlar dahilinde olan bir sütunun ince olmadığı kabul edilir. Bir sütunun narinlik oranı kl olarak hesaplanırsen / r, burada dönme yarıçapı şu şekilde hesaplanır: (ben / Bir)0.5.

Denklem 6.2.5.1b & c
klsenr≤min[4034+12(M1/M2)] \çatlamak{en}{r} \leq \min \left[ 40 \;\; 34 + 12(M_1/M_2) \sağ]
Denklem 6.2.5.1a
klsenr≤22 \çatlamak{en}{r} \leq 22

Eğrilik İçin Büyütülmüş Moment, Mc

Bir sütunun ince olduğu tespit edilirse, o zaman eğriliği hesaba katmak için tasarım momentinin hesaba katılması gerekir. 6.6.4.4.4a ila c arasındaki denklemlerde, bDNS sürekli yükün oranıdır, Bu hesaplamada kullanıcı tarafından sağlanması gerekenler. Alanın ikinci anı, ben, Tabloya göre hesaplanır 6.6.3.1.1(b) denklem 6.6.4.4.4c'de.

Denklem 6.6.4.5.1
Mc=NSM2 M_c = \delta M_2
Denklem 6.6.4.5.2
NS=Cm1-Psen0.75Pc≥1.0 \delta = \frac{Santimetre}{1 – \çatlamak{P_u}{0.75P_c}} \geq 1.0
6.6.4.5.3
Cm=0.6-0.4M1M2 C_m = 0.6 – 0.4\çatlamak{M_1}{M_2}
Denklem 6.6.4.4.2
Pc=Pi2(Eben)eff(klsen)2 P_c = \frac{\pi ^2(HAYIR)_{eff}}{(en)^ 2}
6.6.4.4.4 a-c
(Eben)eff=max[0.4Ecbeng1+bdns0.2Ecbeng+Esbense1+bdnsEcben1+bdns] (HAYIR)_{eff} = maks sol[ \çatlamak{0.4E_cI_g}{1 + \Böylece mühendisler bu hesaplamaların tam olarak nasıl yapıldığını gözden geçirebilirler.{DNS}} \;\; \çatlamak{0.2E_cI_g + Peki evet_{biliyorum}}{1 + \Böylece mühendisler bu hesaplamaların tam olarak nasıl yapıldığını gözden geçirebilirler.{DNS}} \;\; \çatlamak{E_cI}{1 + \Böylece mühendisler bu hesaplamaların tam olarak nasıl yapıldığını gözden geçirebilirler.{DNS}} \sağ]

Bükme Kapasitesi

Eğilme momenti kapasitesi her eksende tasarım kuvvetlerinin koordinatları çizilerek hesaplanır. (eksenel yük ve eğilme momenti) etkileşim diyagramlarında. Orijinden bir çizgi çizilir, tasarım koordinatıyla kesişen. An kapasitesi (ϕMn,eksen) ve eksenel kapasite (ϕPn,eksen) bu çizginin etkileşim çizgisiyle kesiştiği noktada alınır. Aşağıdaki Bresler denklemi her eksenin eksenel kapasitesini dikkate alır (ϕPYeni Zelanda ve ϕPthe) bölümün maksimum eksenel kapasitesi ile (ϕP0) sütun için bir direnç sonuçlandırmak (ϕPr). Bu değer çarpanlara ayrılmış uygulanan eksenel yük ile karşılaştırılır (Psen) çift ​​eksenli kullanımı belirlemek için. Bresler denkleminin eksenel kullanımın daha az olduğu kolonlara uygulanamayacağına dikkat edin. 10%.

1ϕPr=1ϕPnile+1ϕPnY-1ϕP0 \çatlamak{1}{ϕP_r} = frac{1}{ϕP_{Yeni Zelanda}} + \çatlamak{1}{ϕP_{the}} – \çatlamak{1}{ϕP_{0}}

Kesme Kapasitesi

Kolonun toplam kesme kapasitesi (V n) betonun kapasitesi olarak hesaplanır (V c) kesme takviyesinin kapasitesi ile birleştiğinde (V s).

Denklem 22.5.1.1
V n=V c+V s V_n = V_{c} + V_{s}

Kesme Tasarım Parametreleri

Kesme kapasitesinin hesaplanmasında aşağıdaki genel parametreler ve sınırlar geçerlidir.

  • Dikdörtgen sütunlar için d 0,8h olarak alınır.
  • d olarak alınır 0.8 dairesel kesitler için çapın katı.
  • bw katı dairesel kesitler için çap olarak alınır (22.5.2.1).

göre 22.5.3.1, √f'nin değeri’c V'yi hesaplamak için kullanılırc, V ci, ve Vcw tek yönlü kesme için 100 psi'yi aşmayacaktır (8.3MPa).

bunlara ek olarak, göre 22.5.5.1.2, N'nin değerisen/6Birg V'de kullanılanc denklemler 0,05f'den büyük alınmaz’c.

Katsayılar C1 C'ye4 Kesme hesaplamalarında kullanılan birim sisteme bağlıdır, aşağıda verildiği gibi.

Birim sistemi C1 C2 C3 C4
İmparatorluk 2 8 5 1
Metrik 0.17 0.66 0.42 0.083

Beton Kesme Kapasitesi

Beton kesme katkısı (V c) Tabloya göre hesaplanır 22.5.5.1, sağlanan kesme takviyesinin olup olmadığına bağlı olarak (Birv) minimum gereksinimi karşılıyor (Birv,min).

Tablo 22.5.5.1 (a) & (b)
V c=max[C1λf′c+Nsen6BirgC2λ(rw)1/3f′c+Nsen6Birg]bwd V_c = \max \left[ C_1\lambda\sqrt{f'_c} + \çatlamak{N_u}{6A_g} \;\; C_2\lambda(\rho_w)^{1/3}\sqrt{f'_c} + \çatlamak{N_u}{6A_g} \sağ] b_wd
Tablo 22.5.5.1 (c)
V c=(C2λsλ(rw)1/3f′c+Nsen6Birg)bwd V_c = \left(C_2\lambda_s\lambda(\rho_w)^{1/3}\sqrt{f'_c} + \çatlamak{N_u}{6A_g}\sağ)b_wd

V'nin değeric Yukarıda hesaplananlar, aşağıdakilere göre üst ve alt limitlere tabidir: 22.5.5.1.1. Kolonun net eksenel gerilime maruz kaldığı durumlarda alt sınır geçerli değildir., veya nerede 18.6.5.2 veya 18.7.6.2.1 uygula.

22.5.5.1.1
C4λf′cbwd≤V c≤C3λf′cbwd C_4\lambda\sqrt{f'_c}\,b_wd \;\leq\; V_c \;\leq\; C_3\lambda\sqrt{f'_c}\,b_wd

Boyut etkisi değiştirme faktörü, λs, Tabloda kullanılan 22.5.5.1(c), göre hesaplanır 22.5.5.1.3.

22.5.5.1.3
λs=21+d250≤1 \lambda_s = \sqrt{\çatlamak{2}{1 + \dfrac{d}{250}}} \leq 1
22.5.5.1.3
λs=21+d10≤1 \lambda_s = \frac{2}{1 + \dfrac{d}{10}} \leq 1

Kesit boyutları da tatmin edecek şekilde seçilmelidir. 22.5.1.2, sağlanan kesme takviyesi miktarına bakılmaksızın taşınabilecek maksimum kesme talebini sınırlayan.

22.5.1.2
V sen≤ϕ(V c+C2f′cbwd) V_u \leq ϕ\left(V_c + C_2\sqrt{f'_c}\,b_wd\right)

Çelik Kesme Kapasitesi

Kesme takviyesinin katkısı (V s) göre hesaplanır 22.5.8.5.3.

22.5.8.5.3
V s=BirvfYtds V_s = \frac{A_vf_{YT}d}{s}

Çift Eksenli Kesme Kapasitesi

Kesme kuvveti kolonun her dik ekseninde bağımsız olarak kontrol edilir. göre 22.5.1.10, her eksendeki kesme talebi-kapasite oranları arasındaki etkileşim ihmal edilebilir; (a) veya (b) hesaplama Nihai Limit Durumunda olacaktır.

22.5.1.10a & b
V sen,xϕV n,x≤0.5 \çatlamak{V_{sen,x}}{ϕV_{n,x}} \leq 0.5
22.5.1.10a & b
V sen,YϕV n,Y≤0.5 \çatlamak{V_{sen,Y}}{ϕV_{n,Y}} \leq 0.5

İkisi de nerede (a) ne de (b) hesaplama Nihai Limit Durumunda olacaktır, Bunun yerine kolon, Madde 1'de verilen çift eksenli kesme etkileşimi denklemine göre kontrol edilecektir. 22.5.1.11.

22.5.1.11
V sen,xϕV n,x+V sen,YϕV n,Y≤1.5 \çatlamak{V_{sen,x}}{ϕV_{n,x}} + \çatlamak{V_{sen,Y}}{ϕV_{n,Y}} \leq 1.5

Günlüğü Değiştir

  1. İlk dağıtım Ekim 2026.
  2. Ekim 2026:
    • Minimum beton mukavemetini azalttı (f'c) metrik için 20 MPa'ya kadar 17 MPa.
    • Eğilme momenti diyagramlarında görüntülenen değerlere yuvarlama eklendi.
    • Tanımlanamayan değerler ve yanlış kesit kontrolü hatası düzeltildi (22.5.1.2) Eksenel gerilim altındaki kolonlar için beton kesme kapasitesi raporunda.
    • Eksenel gerilimdeki kolonlar için bükülme momenti diyagramlarının görüntülenmemesi düzeltildi.

Geri bildirim

Ürün teklifimizi sürekli genişletmeyi ve iyileştirmeyi hedefliyoruz!

Herhangi bir isteğiniz veya geri bildiriminiz varsa, lütfen bunları Kitaplık → Hesap Makinesi Bilgileri → Geri Bildirim'i takip ederek gönderin..

Nasıl yardımcı olabiliriz?

×

Başa gitmek