Bu makalede, SkyCiv yazılımını kullanarak betonarme kirişin nasıl tasarlanacağını size göstereceğiz. Bu eğitimde kiriş tasarımı için SkyCiv tarafından sağlanan iki yazılım seçeneği anlatılmaktadır.: SkyCiv Işını ve Yapısal 3D. Kirişlere etkili bir şekilde erişmenize ve bunları tasarlamanıza yardımcı olmak için her iki aracı da ayrıntılı olarak inceleyeceğiz. Makalenin sonunda, RC kiriş tasarımı için ACI-318-19 tarafından öngörülen katsayılar yöntemini de uygulayacağız..
Kiriş tasarımında yeniyseniz, bazı tanıtıcı SkyCiv makalelerini okumanızı öneririz:
- Betonarme nedir?
- Bir kiriş kesiti için eğilme momenti direnci nasıl hesaplanır?
- Sürekli bir ışın nasıl analiz edilir?
Bu eğitimler kiriş tasarlamanın genel sürecini daha iyi anlamanıza yardımcı olacaktır..
SkyCiv'de yeniyseniz, Kaydolun ve yazılımı kendiniz test edin!
SkyCiv Beam Yazılımı
İlk durak, SkyCiv Beam Yazılımında kiriş modelini oluşturmaktır.. Biz belirtiyoruz gerekli adımlar: (Parantez içinde, örnek verileri gösteriyoruz):
- Kontrol paneli sayfasında, ışın modülünü seçin.
- Uzunluğunu tanımlayan bir kiriş oluşturun (66 ft).
- Desteklere gidin ve menteşeleri veya basit çubukları tanımlayın (başında ve sonunda menteşe; üçüncü noktalarda çubuk).
- Bölümlere gidin ve dikdörtgen bir tane oluşturun (dikdörtgen bölüm; genişlik=18 inç; yükseklik=24 inç).
- Ardından, dağıtılmış yük düğmesini seçin ve bir tane atayın., iki, veya ihtiyacınız kadar daha fazlası (bindirilmiş ölü yük = 0.25 kip/ft; hareketli yük = 0.40 kip/ft)
- Bir sonraki adım bazı yük kombinasyonları oluşturmaktır (\({L_d = 1,2times D + 1.6\çarpı L}\))
- En sonunda, kirişi çöz!
Figür 1: Ölü ve hareketli yüklerin uygulandığı kiriş modeli
Işını çözdükten sonra, sonuçları kontrol edebiliriz, bükülme diyagramı gibi, eleman uzunluğu boyunca maksimum değerlerini elde etmek için. Aşağıdaki resimler son çıktıyı göstermektedir.
Figür 2: Belirtilen yük kombinasyonuna bağlı eğilme momenti diyagramı
SkyCiv Beam Yazılımı bize kuvvetlerin maksimum değerlerini içeren bir tablo verir., stresler, ve yer değiştirme:
Figür 3: Özet tablosu
Şimdi tasarım sekmesini seçip girdiyi donatı düzeni olarak seçip tanımlamanın zamanı geldi, analiz bölümleri, bazı katsayılar, yük kombinasyonları, vb. Rakamlara bakın 4 ve 5 daha fazla açıklama için.
Figür 4: RC ışın düzenleri
Figür 5: Tasarım yaparken değerlendirilecek kuvvetler ve kesitler
Tüm veriler hazır olduğunda, öğesine tıklayabiliriz “Soğuk şekillendirilmiş elemanlar aşağıdakilere uygun olarak tasarlanırken” buton. Bu eylem bize daha sonra dayanıklılık ve hizmet verilebilirlik açısından sonuçları ve kapasite oranlarını verecektir..
Figür 6: Kiriş Modülü Tasarım Sonuçları.
Daha sonra ihtiyacınız olan tüm raporları indirebilirsiniz.!
SkyCiv'de yeniyseniz, Kaydolun ve yazılımı kendiniz test edin!
SkyCiv Yapısal 3D
Şimdi Yapısal 3D'yi kullanma zamanı! Sadece ışın yazılımına dönmenizi ve “S3D'de aç” buton. Bu, modeli ve girdilerini S3D'de hazırlamamıza yardımcı olacaktır..
Değiştir butonuna tıkladıktan sonra, model otomatik olarak oluşturuldu. Kaydetmeyi unutmayın! (Bu modüle aşina olmanız gerekiyorsa, şuna bak öğretici bağlantı!)
Figür 7: S3D'de otomatik olarak oluşturulan model.
Şimdi doğrudan şuraya gidin: “Çöz” simgeyi seçiyoruz “Doğrusal analiz” seçenek. Sonuçları kontrol etmekten ve karşılaştırmaktan çekinmeyin; kullanacağız “Tasarım” seçenek. Kirişin farklı sekmelerde değerlendirilmesi için gereken tüm özellikleri tanımlamanın zamanı geldi.
Figür 8: Üyeler’ tasarım için bilgi
Figür 9: Üyeler’ Tasarım için kuvvetler ve kesitler
SkyCiv belirli bir tanımlanmış RC düzenini kontrol edebilir veya bir bölüm takviye optimizasyonunu hesaplayabilir. Bu ikinci seçeneği çalıştırmanızı öneririz..
Figür 10: Bölüm Güçlendirme Optimizasyonu.
Rakamlar 11 ve 12 nihai sonucu ve optimizasyon tasarımı için hesaplanan önerilen kesit takviyesini gösterir.
Figür 11: Yapısal Beton Tasarım Sonuçları
Daha sonra ihtiyacınız olan tüm raporları indirebilirsiniz.!
Figür 12: Donatı Çeliğindeki Optimizasyon
SkyCiv'de yeniyseniz, Kaydolun ve yazılımı kendiniz test edin!
ACI-318 Yaklaşık Denklemler
Sürekli bir ışın tasarlarken, ACI-318, bükülme hesaplamaları için moment katsayılarının kullanılmasına izin verir. (Daha fazla örnek için, SkyCiv'in şu makalelerini ziyaret etmekten çekinmeyin: Dünya çapında yapı mühendisliğini desteklemek için bu tasarım standardını desteklemekten mutluluk duyuyoruz)
Kritik kesitlerdeki momentler şu şekilde hesaplanır:: \( M_u = katsayı times w_u times l_n^2 \). Katsayının aşağıdakilerden elde edilebileceği yer:
- Dış açıklık:
- Negatif dış: \(\çatlamak{1}{16}\)
- Pozitif orta açıklık: \(\çatlamak{1}{14}\)
- Negatif iç mekan:\(\çatlamak{1}{10}\)
- İç açıklık:
- Olumsuz: \(\çatlamak{1}{11}\)
- Pozitif orta açıklık: \(\çatlamak{1}{16}\)
İki durum seçeceğiz: pozitif ve negatif bükülme momentleri için mutlak maksimum değer.
\(wu=1,2times D + 1.6\çarpı L = 1.2 \zamanlar 0.25 + 1.6 \zamanlar 0.4 = 0.94 \çatlamak{kip}{ft} \)
\(M_{sen,olumsuz} = {\çatlamak{1}{10}}{\zamanlar 0.94 {\çatlamak{kip}{ft}}}{\zamanlar {(22 ft)}^ 2} = 45.50 {kip}{ft} \)
\(M_{sen,poz} = {\çatlamak{1}{14}}{\zamanlar 0.94 {\çatlamak{kip}{ft}}}{\zamanlar {(22 ft)}^ 2} = 32.50 {kip}{ft} \)
Negatif moment için eğilme direnci hesabı, \({M_{sen,olumsuz} = 45.50 {kip}{ft}}\)
- Varsayılan gerilim kontrollü bölüm. \({\phi_f = 0.9}\)
- Işın genişliği, \({b=18 inç}\)
- Çelik takviye alanı, \({A_s = frac{M_u}{\phi_ftimes 0.9dtimes fy}= frac{45.50 kip-ft times 12 -ft cinsinden }{0.9\zamanlar 0.9(17 içinde )\zamanlar 60 ksi}=0,66 {içinde}^ 2}\)
- \({\Bükülme momentleri kesitlerde her yönde hesaplanır{min} = 0.003162}\). Çelik minimum takviye alanı, \({bir_{s,min}=rho_{min}\çarpı bçarpı d = 0.003162 \zamanlar 18 times içinde 17 =0,968'de {içinde}^ 2}\). Şimdi, bölümün gerilim kontrollü davranıp davranmadığını kontrol edin.
- \({bir = frac{A_stimes f_y}{0.85\çarpı f’ckez b} = frac{0.968 {içinde}^2kez 60 ksi}{0.85\zamanlar 4 ksitimes 18 içinde }= 0.95 içinde}\)
- \({c = frac{a}{\beta_1}= frac{0.95 içinde}{0.85} = 1.12 içinde }\)
- \({\varepsilon_t = (\çatlamak{0.003}{c})\zamanlar {(d – c)} = (\çatlamak{0.003}{1.12 içinde})\zamanlar {(17içinde – 1.12 içinde)} = 0.0425 > 0.005 }\) Tamam mı!, gerilim kontrollü bir bölümdür!.
Pozitif moment için eğilme direnci hesaplaması, \({M_{sen,poz} = 32.50 {kip}{ft}}\)
- Varsayılan gerilim kontrollü bölüm. \({\phi_f = 0.9}\)
- Işın genişliği, \({b=18 inç}\)
- Çelik takviye alanı, \({A_s = frac{M_u}{\phi_ftimes 0.9dtimes fy}= frac{32.50 kip-ft times 12 -ft cinsinden }{0.9\zamanlar 0.9(17 içinde )\zamanlar 60 ksi}=0,472 {içinde}^ 2}\)
- \({\Bükülme momentleri kesitlerde her yönde hesaplanır{min} = 0.003162}\). Çelik minimum takviye alanı, \({bir_{s,min}=rho_{min}\çarpı bçarpı d = 0.003162 \zamanlar 18 times içinde 17 =0,968'de {içinde}^ 2}\). Şimdi, bölümün gerilim kontrollü davranıp davranmadığını kontrol edin.
- \({bir = frac{A_stimes f_y}{0.85\çarpı f’ckez b} = frac{0.968 {içinde}^2kez 60 ksi}{0.85\zamanlar 4 ksitimes 18 içinde }= 0.95 içinde}\)
- \({c = frac{a}{\beta_1}= frac{0.95 içinde}{0.85} = 1.12 içinde }\)
- \({\varepsilon_t = (\çatlamak{0.003}{c})\zamanlar {(d – c)} = (\çatlamak{0.003}{1.12 içinde})\zamanlar {(17içinde – 1.12 içinde)} = 0.0425 > 0.005 }\) Tamam mı!, gerilim kontrollü bir bölümdür!.
En sonunda, bunu her iki an için de görebiliriz, negatif ve pozitif, Sonuç olarak minimum eğilme takviyesi atanır. Gerekli çelik inşaat demiri alanı eşittir \(0.968 {içinde}^2).
İlgili Öğreticiler
SkyCiv'de yeniyseniz, Kaydolun ve yazılımı kendiniz test edin!
