جزوه رنگی و تایپ شده طراحی ستون بتن آرمه
داﻧﺸﻜﺪه ﻋﻤﺮان پیام نور علمی کاربردی دانشگاه سراسری کاردانی کارشناسی ارشد مهندس ابراهیم فدایی
ستونها معمولاً بسته به /–:() :
: / : (). ً ً ().
: –() ً () ()
= ()/√——- ()
:
= /(+ ) (= )
= + (= )
= – (= )
؛
= ()
= / (); ؛
= / () = / ; || ≥ ||
(≤ ) (> ) ً (= ):
() () () () :
= /—— ()
:
(= /√)
: ()
:
= √[(1 + k 1 / ( 0.45 + k 1 )) × (1 + k 2 / ( 0.45 + k 2 ))] ——- ()
؛
= = ∞ ً ً ()،
(ً ٪ )، () //(٪ مقدار برای بخش بدون ترک می تواند جزوه طراحی ستون بتن آرمه شود)، و L طول عضو است.
برای دال های تخت، سختی تیر باید بر اساس ابعاد نوار ستون باشد. در گره هایی که تیرها به صورت اسمی ساده تکیه گاه در نظر گرفته می شوند، و در پایه هایی که برای مقاومت در برابر گشتاورهای ستون طراحی نشده اند، k باید 10 در نظر گرفته شود.
روشهای تحلیل ستونهای بتن مسلح
با توجه به بند 5.8.5 (1)، روش های تجزیه و تحلیل شامل یک روش کلی، مبتنی بر تحلیل مرتبه دوم غیر خطی و دو روش ساده شده زیر است:
(الف) روش بر اساس سفتی اسمی
(ب) روش مبتنی بر انحنای اسمی
در این مقاله از روش انحنای اسمی استفاده شده است که عمدتاً برای اعضای ایزوله با نیروی نرمال ثابت مناسب است.
طراحی ممان خمشی ستون های بتن آرمه
بر اساس بند 5.8.8.2، لحظه طراحی عبارت است از:
M Ed = M 0Ed + M 2 —– (4)
که در آن:
M 0Ed لحظه مرتبه 1 است، از جمله اثر عیوب،
M 2 لحظه مرتبه 2 اسمی است.
حداکثر مقدار M Ed توسط توزیع های M 0Ed و M 2 داده می شود. دومی ممکن است به صورت سهمی یا سینوسی در طول موثر در نظر گرفته شود.
توجه: برای اعضای استاتیکی نامعین، M 0Ed برای شرایط مرزی واقعی تعیین می شود، در حالی که M 2 از طریق طول موثر به شرایط مرزی بستگی دارد.
با تفاوت ممان پایان مرتبه اول، M 01 و M 02 ممکن است با یک ممان پایان مرتبه اول معادل M 0e جایگزین شوند :
M 0e = 0.6M 02 + 0.4M 01 ≥ 0.4M 02 ——–(5)
اگر M 01 و M 02 در یک طرف کشش داشته باشند باید علامت جزوه طراحی ستون بتن آرمه داشته باشند، در غیر این صورت علائم مخالف. علاوه بر این، |M 02 | ≥ |M 01 |.
ممان مرتبه دوم اسمی M 2 در بیان (4) است.
بتن آرمه
که در آن:
N Ed مقدار طراحی نیروی محوری است
e 2 انحراف = (1/r) l 0 2 /c است
1/r انحنای است
l 0 طول موثر
c عاملی است بسته به توزیع انحنا
برای مقطع ثابت، معمولاً از c = 10 (≈ π 2 ) استفاده جزوه تکنولوژی بتن و مصالح ساختمانی . اگر ممان مرتبه اول ثابت است، مقدار کمتری باید در نظر گرفته شود (8 حد پایین تر است، مربوط به ممان کل ثابت).
مراحل طراحی ساده زمانی که λ < λ lim (آریا، 2009)
با توجه به بند 5.8.3.1 EC2، اگر باریکی λ کمتر از λ lim باشد، ستون باید برای بار محوری اعمال شده، N Ed ، و لحظه به دلیل اثرات مرتبه اول، M Ed ، به صورت عددی طراحی شود. برابر با مجموع گشتاور انتهایی الاستیک بزرگتر، M 02 ، به اضافه هر گشتاور ناشی از نقص هندسی، N Ed .e i ، به صورت زیر:
M Ed = M 02 + N Ed .e i ——— (7)
Where;
e i نقص هندسی است = (θ i l 0/2 )
θ i زاویه شیب است و می تواند برای ستون های مهاربندی ایزوله 1/200 و l 0 طول موثر است (بند 5.2(7)).
طبق بند 6.1(4) حداقل خروج از مرکز طراحی، e 0 ، h/30 است اما کمتر از 20 میلی متر نیست که h عمق مقطع است.
هنگامی که N Ed و M Ed تعیین شدند، مساحت فولاد طولی را می توان با سازگاری کرنش با استفاده از یک روش تکراری محاسبه کرد. با این حال، این رویکرد ممکن است برای طراحی روزمره عملی نباشد و بنابراین مرکز بتن یک سری نمودار طراحی تولید کرده است. مشابه موارد موجود در BS 8110:Part 3 ()، :
/= /———()
:
= /
= (/) + ——— ()
= (– ) / (– ) ≤ ——— ()
: =
/ ()، = /()
:
= + ≥ :
= + /- /> ()
> / ≤ / ≤ ——–()
//b یکی از شرایط زیر را برآورده کند:
(e y /h eq )/(e z /b eq ) ≤ 0.2 یا (e z /b eq )/(e y /h eq ) ≤ 0.2 ——— (13)
جایی که:
b ، h عرض و عمق بخش
b eq = i y است.√12 و h eq = i z . محور y و z به ترتیب i y , i z شعاع چرخش با توجه به محور y و z هستند e z = M Ed,y /N Ed ; خروج از مرکز در امتداد محور z e y = M Ed,z /N Ed ; خروج از مرکز در امتداد محور y
M Ed، y لحظه طراحی در مورد محور y است، از جمله ممان مرتبه دوم
M Ed، z لحظه طراحی در مورد محور z است، از جمله گشتاور مرتبه دوم
N Ed مقدار طراحی بار محوری در ترکیب بار مربوطه است.
اگر شرط بیان (12 و 13) برآورده نشود، خمش دو محوری باید از جمله اثرات مرتبه دوم در هر جهت در نظر گرفته شود (مگر اینکه ممکن است طبق بندهای 5.8.2 (6) یا 5.8.3 از EC2 نادیده گرفته شوند. ). در صورت عدم وجود یک طرح مقطع دقیق برای خمش دو محوری، معیار ساده شده زیر ممکن است استفاده شود.
(M Edz /M Rdz ) a + (M Edy /M Rdy ) a ≤ 1.0 ——–(14)
که در آن:
M Ed,i گشتاور طراحی حول محور مربوطه است، از جمله یک گشتاور مرتبه دوم.
M Rd، i مقاومت ممان در جهت مربوطه
a توان است.
برای مقطع دایره ای و بیضی شکل: a = 2
برای مقاطع مستطیلی، جدول 1 را ببینید.
جدول 1: مقادیر توان “a” برای جزوه طراحی ستون بتن آرمه مستطیلی
N Ed /N Rd 0.1 0.7 1.0
آ 1.0 1.5 2.0
درون یابی خطی را می توان برای مقادیر میانی استفاده کرد
N = + :
= = = ؛
= – : = = – – : = = – = () ()
; = = = /√= /√= = /=
فهرست مطالب