Расчет центрально сжатых железобетонных колонн в модуле RF-CONCRETE Columns

Техническая статья из области расчета конструкций и использования программ Dlubal Software

Техническая статья

Назад к Базе знаний

KB 001712 | Расчет центрально сжатых железобетонных колонн в модуле RF-CONCRETE Columns

Назад к Базе знаний

Новый

23. июня 2021

001712

Железобетонные конструкции

Еврокод 2

В нашей статье выполнено сравнение с расчетом колонны из следующей статьи: Расчет центрально сжатых железобетонных колонн с помощью модуля RF-CONCRETE Members. Поэтому мы возьмем ту же теоретическую основу, как в модуле RF-CONCRETE Members, и применим ее в модуле RF-CONCRETE Columns. При этом цель состоит в том, чтобы сравнить различные входные параметры и результаты, полученные в двух дополнительных модулях при расчете железобетонных стержней - колонн.

Теоретическая основа

Речь идет о центральном сжатии в случае, когда предполагается, что эффектами второго порядка (несовершенства, асимметрия и т.д.) можно пренебречь, если выполнен, прежде всего, критерий гибкости, который зависит от различных параметров (коэффициент гибкости, предельная гибкость, полезная длина).

Тогда, при единичном нагружении нормальной силой N_ed, сила, которая может быть уравновешена сечением бетона, соответствует его максимальной несущей способности при сжатии, которая напрямую зависит от его сечения и расчетной прочности. Арматура при этом уравновесит оставшуюся центральную сжимающую нагрузку.

Применение теории в дополнительном модуле RF-CONCRETE Columns

В нашей статье мы проанализируем результаты, полученные автоматически при расчете арматуры.

Параметры остаются прежними и указаны ниже:

Постоянные нагрузки: N_g = 1 390 кН
Переменные нагрузки: N_q = 1000 кН
Длина колонны: l = 2,1 м
Прямоугольное сечение: ширина b = 40 см / высота h = 45 см
Собственным весом колонны можно пренебречь.
Колонна не объединена со связью жесткости.
Класс бетона по прочности: C25/30
Сталь: S 500 A для восходящей ветви
Диаметр продольной арматуры: ϕ = 20 мм
Диаметр поперечной арматуры: ϕt = 8 мм
Защитный слой бетона: 3 см

Фактическое сечение, подлежащее расчету

Поскольку в модуле RF-CONCRETE Columns нельзя оптимизировать высоту сечения, изменим фактическую высоту сечения h напрямую и зададим равной 45 см.

На рисунке 02 показаны шаги для изменения высоты прямоугольного сечения в модуле RF-CONCRETE Columns.

Характеристики материала

Формулы нахождения прочности и деформации материалов подробно описаны в технической статье, упомянутой выше.

Общая площадь чистого бетонного сечения

A_c = b ⋅ h = 0,40 ⋅ 0,45 = 0,18 м²

Расчетное значение прочности бетона на сжатие

f_cd = 16,7 МПа

Относительная деформация сжатия при максимальном напряжении

ε_c2 = 2 ‰

Расчетный предел текучести арматурной стали

f_yd = 435 МПа

Предельная деформация в арматуре

ε_ud = 2,17 ‰

Напряжение в арматуре

σ_s = 400 МПа

Для проверки настроек материала в RF-CONCRETE Columns на рисунке 03 показаны действующие напряжения и деформации для бетона и требуемой арматуры.

Предельное состояние по несущей способности

Расчетные нагрузки в предельном состоянии

N_Ed = 1,35 ⋅ N_g + 1,5 ⋅ N_q

N_Ed = 1,35 ⋅ 1390 + 1,5 ⋅ 1000 = 3,38 МН

N_Ed ... расчетное значение действующей нормальной силы

Эффекты второго порядка не учитываются в предельном состоянии

Поскольку модель нашей статьи идентична модели из статьи, которая служит основой для сравнения, мы смоделировали такую же колонну, защемленную в основании и свободную в оголовке, чтобы правильно приложить нагрузку в оголовке колонны. Тем не менее, предполагается, что колонна по-прежнему прикреплена в головной части к балкам, и поэтому мы применим у колонны коэффициент свободной длины стержня, который позволяет изменить значение гибкости колонны.

Коэффициент свободной длины по норме EN 1992-1-1 - 5.8.3.2 (3) - формула 5.15

k_cr = 0,59

Гибкость по EN 1992-1-1 - 5.8.3.2 (1) - формула 5.14

λ_z = 10,73 м

Предельная гибкость по EN 1992-1-1 - 5.8.3.1 (1) - формула 5.13N

n = 1,125

λ_lim = 20 ⋅ 0,7 ⋅ 1,1 ⋅ 0,7 / √1,125 = 10,16 м

λ_z > λ_lim → условие не выполнено.

Несмотря на это, мы по-прежнему будем рассчитывать колонну с учетом простого сжатия, так как из-за небольшой разницы далее мы увидим, что с учетом механической степени армирования условие будет выполнено. Для этого на рисунке 05 показано, как деактивировать возможность потери устойчивости при продольном изгибе вокруг каждой оси сечения в модуле RF-CONCRETE Columns.

Несущее сечение

Уравновешивающая сила бетона

F_c = A_c ⋅ f_cd = 0,40 ⋅ 0,45 ⋅ 16,7 = 3 МН

Уравновешивающая сила арматуры

F_s = N_Ed - F_c = 3,38 - 3 = 0,38 МН

Получим соответствующую площадь сечения арматуры:

Площадь сечения арматуры

A_s = F_s/ σ_s = 0,38 / 400 ⋅ 10⁴ = 9,5 см²

После ввода арматурной стали диаметром 20 мм в дополнительном модуле RF-CONCRETE Columns, модуль автоматически определит арматуру - 4 стержня с соответствующим расположением по углам, то есть 1 HA 20 на угол, что даст в результате следующую площадь арматуры:

A_s = 4 ⋅ 3,142 = 12,57 см²

Механическая степень армирования

ω = (A_s ⋅ f_yd ) / (A_c ⋅ f_cd ) = 0,182

Заключительная проверка предельной гибкости

λ_lim = (20 ⋅ 0,7 ⋅ √(1 + 2 ⋅ 0,182) ⋅ 0,7) / √1,125 = 10,79 м

λ_z < λ_lim → критерий гибкости выполнен.

Автор

M.Eng. Milan Gérard

Отдел продаж & поддержка заказчиков

Г-н Жерар работает в нашем филиале в Париже, где он оказывает техническую поддержку всем франкоговорящим клиентам.

Ключевые слова

Еврокоды Сжатие Арматура Гибкость

Литература

[1]	Eurocode 2: Design of concrete structures - Part 1-1: General rules and rules for buildings; EN 1992-1-1:2011-01
[2]	Roux, J.: Pratique de l'eurocode 2 - Guide d'application. Paris: Groupe Eyrolles, 2007

Ссылки

программы для расчета и проектирования железобетонных конструкций

Добавить комментарий...

0 Прокомментировать

0 0

Контакты

Связаться с Dlubal

У вас есть какие-либо вопросы по нашим программам или вам просто нужен совет?
Тогда свяжитесь с нами через бесплатную поддержку по электронной почте, в чате или на форуме или ознакомьтесь с различными решениями и полезными предложениями на страницах часто задаваемых вопросов.

+49 9673 9203 0

info@dlubal.com

Перейти к
События
Видео
Модели
База знаний
Снимки экрана
Часто задаваемые вопросы
Проекты заказчиков

Рекомендуемые события

Международная конференция по массивным лесоматериалам

Конференция 12. апреля 2022 - 14. апреля 2022

Конструктивный конгресс 2022

Конференция 21. апреля 2022 - 22. апреля 2022

Эффективные рабочие процессы BIM между RSTAB и RFEM и IDEA StatiCa

Webinar 5. августа 2021 11:00 - 12:00 CEST

Расчет стекла в программе Dlubal

Webinar 8. июня 2021 14:00 - 14:45 CEST

Анализ изменений во времени в программе RFEM

Анализ изменений во времени при взрыве в программе RFEM

Webinar 13. мая 2021 14:00 - 15:00 EDT

Деревянные конструкции | Часть 2: расчет

Балочные и плоскостные конструкции из древесины | Часть 2: Расчет

Webinar 11. мая 2021 14:00 - 15:00 CEST

Деревянные конструкции | Часть 1: Моделирование, ввод нагрузок и комбинаторика

Балочные и плоскостные конструкции из древесины | Часть 1: Моделирование, ввод нагрузок и комбинаторика

Webinar 4. мая 2021 14:00 - 15:00 CEST

Потеря устойчивости пластин и оболочки с помощью программного обеспечения Dlubal

Потеря устойчивости плит и оболочек в программном обеспечении Dlubal

Webinar 30. марта 2021 14:00 - 14:45 CEST

Расчет железобетонных конструкций по норме CSA S16:19 в программе RFEM

Webinar 10. марта 2021 14:00 - 15:00 EDT

Наиболее частые ошибки пользователей при работе с программой RFEM и RSTAB

Самые частые ошибки пользователей при работе с программой RFEM и RSTAB

Webinar 4. февраля 2021 14:00 - 15:00 BST

Расчет стержней по ADM 2020 в программе RFEM

Webinar 19. января 2021 14:00 - 15:00 EDT

Онлайн информационный день Dlubal | 15 декабря 2020

Webinar 15. декабря 2020 9:00 - 16:00 BST

Расчет на устойчивость в стальном строительстве с помощью RFEM и RSTAB

Расчет стальных конструкций на устойчивость в программе RFEM и RSTAB

Webinar 1. декабря 2020 14:00 - 14:45 BST

МКЭ - устранение неисправностей и оптимизация в RFEM

Устранение неполадок и оптимизация МКЭ в программе RFEM

Webinar 11. ноября 2020 14:00 - 15:00 EDT

Взаимодействие грунтовых конструкций в RFEM

Взаимодействие конструкции с основанием в программе RFEM

Webinar 27. октября 2020 14:00 - 14:45 BST

Анализ спектра реакции в программе RFEM по норме NBC 2015

Webinar 30. сентября 2020 14:00 - 15:00 EDT

Документирование результатов в протоколе результатов программы RFEM

Webinar 25. августа 2020 14:00 - 14:45 CEST

Расчет железобетонных конструкций по норме ACI 318-19 в программе RFEM

Webinar 20. августа 2020 14:00 - 15:00 EDT

Как повысить свою производительность в программе RFEM

Webinar 7. июля 2020 15:00 - 16:00 CEST

Все события

Видео

KB 001712 | Расчет центрально сжатых железобетонных колонн в модуле RF-CONCRETE Columns

Длительность 0:51 мин

[EN] КБ 001705 | Расчет железобетонных колонн с комбинированными нагрузками в модуле RF-CONCRETE ...

Длительность 0:51 мин

KB 001710 | Расчет центрально сжатых железобетонных колонн с помощью модуля RF-CONCRETE Members

Длительность 1:14 мин

[EN] КБ 000692 | Определение минимального продольного армирования железобетонных колонн

Длительность 1:01 мин

[PL] CP 001184 | Расширение и реконструкция комплекса «Terma Bania» в курорте Бялка-Татшаньска, П...

Длительность 0:06 мин

Приглашение на онлайн тренинг «Расчет железобетонных конструкций | Еврокод 2»

Длительность 1:00 мин

Онлайн тренинги | Программа RFEM для студентов | США | 11. Август 2021

Длительность 3:02:59 мин

Онлайн тренинги | Программа RFEM для студентов | Часть 3 | 15.06.2021

Длительность 2:50:30 мин

КБ 000972 | Национальные приложения для Еврокода 2 в программе SHAPE-MASSIVE

Длительность 0:18 мин

[EN] КБ 000967 | База данных шаблонов фундаментов

Длительность 1:02 мин

[EN] КБ 000995 | Расчет соединения, работающего на сдвиг

Длительность 0:37 мин

[EN] КБ 000946 | Отдельный ввод нагрузки для расчета конструкции или фундамента

Длительность 0:40 мин

КБ 000979 | Настройка арматуры прямо в графическом окне

Длительность 1:01 мин

[EN] КБ 000903 | Отсутствие опорных сил в расчете одиночного фундамента

Длительность 0:28 мин

[EN] КБ 000990 | Импорт/экспорт шаблонов фундаментов

Длительность 0:47 мин

Смотреть другие видео

Модели для скачивания

колонна

Краевые колонны

Железобетонный гараж

Прямая лестница с 1 площадкой и 2 ребрами и анкерами

Прямая лестница с 2 лестничными пролетами и 1 площадкой

43x

13x

Головка сваи с 4 -мя балками

50x

19x

Головка сваи с 5 -ю сваями

47x

15x

Подземная составная колонна с 2 секциями

88x

29x

База стальной колонны

Головка сваи

Составная свая с металлической колонной

Водопропускная труба

Прямоугольное отверстие для воздуховода

23x

10x

Тубулон

25x

Анкерная плита для строительных лесов

41x

15x

Опорная плита для трубчатых стоек с косынками

35x

12x

Соединение Т-образной стойки

38x

18x

Анкерная плита для металлических колонн

53x

12x

Сломанная лестница

Все модели для скачивания

Статьи из Базы знаний

Возможность ввода минимальной продольной арматуры

Определение минимального продольного армирования железобетонных колонн

В модуле RF-/CONCRETE Columns доступны различные методы определения минимального продольного армирования.

Расчет железобетонных колонн, подверженных комбинированному изгибу в модуле RF-CONCRETE Columns Расчет сжатых железобетонных элементов, подверженных двухосному изгибу, методом номинальной кривизны Применение эксцентриситетов в модуле RF-CONCRETE Columns Расчет полезной длины в модуле RF-/CONCRETE Columns

Другие статьи из Базы знаний

Снимки экрана

RFEM модель с постоянными и переменными нагрузками

Модификация прямоугольного сечения в модуле RF-CONCRETE Columns

Отображение предоставленных напряжений и деформаций в колоннах RF-CONCRETE

Отображение определяющих нагрузок в колоннах RF-CONCRETE

Деактивация потери устойчивости в RF-CONCRETE Columns

Требуемая арматура, определяемая колоннами RF-CONCRETE

Предоставленная арматура, заданная с помощью колонн RF-CONCRETE

Стойка

Пример системы

Результаты расчета полезной длины в RF-CONCRETE Columns

Определение степени заделки концов колонны с учетом жесткости соединенных балок

Брекет -система

Преднамеренные и непреднамеренные эксцентриситеты (линейный статический расчет)

D Диаграмма взаимодействия

Упрощенное распределение моментного взаимодействия по уравнению 5.39

Распределение переменного момента

Полный момент с компонентами из теории запланированного эксцентриситета, несовершенства и второго порядка

Активация отдельного расчета по норме EN 1992-1-1 5.8.9 (2)

Эксцентриситеты двухосной нагрузки в сечении

Показатель а в уравнении 5.39

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Другие часто задаваемые вопросы

Проекты заказчиков

Здание школы в кампусе Лоренцо в Лейпциге, Германия

Жилой дом в районе Лос-Мочис, Синалоа, Мексика

Офисное здание «Europlaza Movilidad», Вильяэрмоса, Мексика

Многоэтажное здание «Hochpunkt E», Franklin Village, Мангейм, Германия

Инфобюро в деревне Капль, Австрия

Смотровая башня в парке Панарбора, Германия

Расширение и реконструкция комплекса «Terma Bania» в курорте Бялка-Татшаньска, Польша

Пассивный дом из древесины в городе Луго, Испания

Штаб-квартира компании Markas в городе Больцано, Италия

Комплекс зданий «Intelligent Quarters» в Гамбурге, Германия

Студенческая резиденция «Adohi Hall», Университет Арканзаса, Фейетвилл, штат Арканзас, США

Офисное здание Funke Media, Эссен, Германия

Сейсмический расчет платформы с железобетонными опорами и конструкции стальной эстакады, Нидерланды

Отель возле аэропорта Роттердам, Нидерланды

Офисное и административное здание FC Campus в Карлсруэ, Германия

Административно-торговый комплекс «Palazzo Meridia», Ницца, Франция

Meixi Urban Helix в Чанша, Китай

Детский сад в Швойхе, Австрия

Вело-пешеходный мост «Isarsteg Nord» недалеко Фрайзинга, Германия

Разгрузочная площадка промышленной зоны в Изере, Франция

Другие проекты заказчиков

Все семейства