כיצד לקבוע את ה-Rioment המינימלית של כוח ה-Aci 318 עבור אלמנטים מבניים שונים

יחס חיזוק מינימלי הוא דרישה בסיסית בעיצוב קונקרטי מחזק המבטיח את בטיחות מבנית, דוקטריות וביצועים נאותים בתנאים שונים של טעינה.על פי ACI 318, דרישות קוד הבנייה של המכון האמריקאי לקונקטל קונקטל קונקטט, יחסי חיזוק מינימליים מבוססים על מנת למנוע מצבי זעזועים מרהיבים ולהבטיח שליטה נאותה באלמנטים קונקרטיים.

הבנת המושג של העצמה מינימלית

יחס חיזוק מינימלי, שבדרך כלל לא היה ⁇ FLT:0ibminFLT:1, מייצג את היחס של אזור חיזוק פלדה לאזור השטח הגס או האפקטיבי של אלמנט קונקרטי. פרמטר זה משרת פונקציות קריטיות מרובות בעיצוב מבני.מינימום חיזוק מסופק גם אם הבטון יכול לעמוד בפני המתח, על מנת לשלוט בסדקים.

הפילוסופיה מאחורי דרישות חיזוק מינימליות נובעת מן הצורך להשיג התנהגות דוקטריה במבנים קונקרטיים.ללא חיזוק הולם, חבר קונקרטי עלול להיכשל פתאום כאשר כוח העשש של בטון הוא עלה, ללא התראה לפני קריסת. על ידי ציון יחסי חיזוק מינימליים, ACI 318 מבטיח כי אלמנטים מבניים מפגינים עיוות הדרגתי וסדקים גלויים לפני כישלון מוחלט, מאפשר לתושבים לפנות זמן ומהנדסים לזהות מצוקה.

התפתחות דרישות הכחשת המינימום ב-ACI 318

קוד ACI 318 עבר שינויים משמעותיים לאורך השנים, עם שינויים בולטים המשפיעים על דרישות חיזוק מינימליות.הבנת שינויים אלה חיונית למהנדסים העובדים עם מהדורות קוד שונות או סקירה של מבנים קיימים שנועדו לסטנדרטים ישנים יותר.

שינויים ב-ACI 318-11 ל-ACI 318-14

אחד השינויים המשמעותיים ביותר בחיזוק גמיש מינימלי התרחש בין ACI 318-11 ו- ACI 318-14.הקוד ארגון מחדש ב- ACI 318-14 עבר ממבנה מבוסס-על-ידי עומס למבנה מבוסס-על, עם פרקים נפרדים עבור דבורים, סלאבים, עמודות, ואלמנטים אחרים.

עבור סלאבים ואלמנטים בסיסיים, השינויים היו בעלי השפעה רבה במיוחד.ב-ACI 318-11, מהנדסים יכלו לעיתים קרובות להשתמש ב יוצא דופן שאיפשר להם להתעלם מהוראות חיזוק מינימליות אם אזור הפלדה המסופק היה לפחות שליש גדול יותר מאשר נדרש על ידי ניתוח.עם זאת, ACI 318-14 ביטל את החריג הזה עבור יישומים רבים סלאב ורגל, הדורש יחס מינימלי יותר של 180.00 פעמים לאזור ברוטו עם 60 אלמנטים עם 60.

עדכונים ב-ACI 318-19

ACI 318-19 הציגה זיכוך נוסף כדי להתאים את חיזוק גבוה ב- ACI 318-19, 7.6.1.1 קובע כי "שטח מינימלי של חיזוק גמיש, כמו,min, של 0.0018 Ag יוענק" שינוי זה מערערער את דרישות חיזוק מינימליות של flexural ללא קשר לתשובת חיזוק ולכן, מפשט את יישום התוכנה.

מינימום Reinforcement Ratio עבור חברי Flexural (Beams)

דבורים הן חברות גמישות עיקריות שמעבירות עומסים באמצעות פעולה מכווצת.דרישות חיזוק מינימליות עבור דבורים נועדו להבטיח שהחבר לא להיכשל פתאום כאשר הסדקים הבטניים מתח.

שיטת פורמולה ו Calculation

יחס חיזוק מינימלי עבור דבורים הוא ביטוי:

(ב) ויקרא י"ד): "וַיְּהִיא עַל עַמְתָּבְתָּבְהַבְתָּבְהַהְיִדְמַר:"

איפה:

• (ב) ,0) ,(א) , ⁇ :2 ;2 ;2 ;2 ;2 ; ).
• (ב) ויקרא י"א): "בְּבְּבָרֶת הַשָּׁעָה" (ב או מ"מ)
• (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

עבור דבורים לא מוכות ב ACI 318-19, חיזוק הגמישות המינימלי מחושב באמצעות משוואות ספציפיות אשר מחשיבות את התכונות קונקרטיות ופלדה.הקוד מספק שתי משוואות, ואת חיזוק המינימום נלקח ככל גדול של שני הערכים מחושבים. משוואות אלה להבטיח כי עוצמת הרגע החבוי של החלק המחזק עולה על הרגע הסדקים של החלק העליון על ידי שולי הולם.

הגבלת הכוח המקסימלית

בעוד חיזוק מינימלי מונע כשלון מתפתל, גבולות חיזוק מקסימליים להבטיח התנהגות דוקטריה.יחס חיזוק ⁇ לא יעלה על 0.025 עבור כיתה 60 או S420 חיזוק ו 0.02 עבור כיתה 80 חיזוקים. הגבולות המקסימליים אלה להבטיח כי פלדה נכנע לפני המחץ הבטון, מתן מצב כשלון דוקטרילי עם אזהרה נאותה.

הרעיון של חלקים מבוקרים מתח הוא מרכזי ל- ACI 318 המודרנית.יחס חיזוק, ⁇ , חייב להיות פחות מערך שנקבע עם זן קונקרטי של 0.003 ו- Tenile של 0.004 (מינימוםmum) כאשר המתח בחיזוק הוא 0.005 או גדול יותר, החלק נשלט על ידי מתח נשלט על ידי Tension מבוקר מקבל גורם כוח גבוה יותר ( ⁇ =090), במתחים גדולים כדי לשמור על קריטריונים נאותים.

המונחים: beam design

דבורים צריכות להיות מינימום של שני ברים רצופים בפרצופים העליונים והתחתונים. דרישה זו מבטיחה המשכיות של חיזוק ומספקת ריצוף בדרך העומס.הברים המתמשכים גם לעזור לשלוט סדק לאורך כל הדבורה ולספק תמיכה להתפרצויות וחיזוקים אחרים.

בעת תכנון דבורים, מהנדסים חייבים גם לשקול את האינטראקציה בין חיזוק גמיש ו Shear. דרישות חיזוק מינימלית החל כאשר כוח הרהר המופקד עולה על סף מסוים, דרישות אלה לעבוד בשיתוף עם חיזוק גמיש כדי להבטיח ביצועים כלליים.

מינימום של One-Way Slabs

סלילים חד-צדדיים הם אלמנטים גמישים כי בעיקר בכיוון אחד, עם התוספת המרכזית של חיזוק מכוון לדבורים או קירות התומכים.דרישות חיזוק מינימליות עבור סלאבים חד-כיווניים כתובות הן דרישות גמישות והן טמפרטורה / השפעות שטיפה.

דרישות כוח התחדשות

עבור אחד המסלולים ב ACI 318-19, אזור מינימלי של חיזוק גמיש, כמו,מין, של 0.0018 Ag יוענק.זה מייצג פשטות ממהדורות קוד קודמות שבו חיזוק מינימלי משתנה בהתאם לדרגה של פלדה בשימוש.אזור ברוטו (AFLT:0gFLT:1) עבור סלאב אחד מחושב כמו המוצר של 1-מטר ו- 12 אינץ ', בדרך כלל, כמו רוחב 1 של 1 מטר).

יחס חיזוק מינימלי אחיד של 0.0018 חל ללא קשר לשאלה האם כיתה 60, כיתה 80, או ציון 100 חיזוק משמש.הדרישות,min מופחתת ב 10% ב ACI 318-19 עבור חיזוק ציונים נמוך בהשוואה ל-ACI 318-14, בעוד חיזוק ציונים גבוה יותר רואה עלייה בביקוש המינימלי לטיפול בדאגות שירות.

טמפרטורה ושיקום השרים

בנוסף לחיזוק גמיש, סלילי כביש אחד דורשים טמפרטורה וחיזוק קלווץ מתכווץ לחיזוק הגמישות הראשי. חיזוק זה בקרקר הנגרמת על ידי שינויים בנפח מאופק עקב וריאציות טמפרטורה וכווץ קונקרטי. האזור המינימלי של הטמפרטורה וחיזוק הכווץ הוא בדרך כלל מוגדר יחס של אזור בטון גולמי, עם ערכים בהתאם לדרגה של חיזוק ודרישות ספאק.

טמפרטורה ותגבורת התכווצות חייב להיות מבוזר כראוי על פני רוחב הזחל ועגן כראוי בשוליים.הספא של ברים אלה מוגבל כדי להבטיח שליטה יעילה סדק, עם דרישות ספיגה מקסימליות המפורטות בקוד בהתבסס על תנאי העשב והחשיפה.

מינימום של 2 Way Slabs

שני סלאבים מפיץ עומסים הן כיוונים אורטוקונים וכוללים צלחות שטוחות, לוחות שטוחים עם לוחות טיפות, ו pffle סלאבים. דרישות חיזוק מינימלי עבור שני סלאבים דו-צדדיים מורכבים יותר מאשר עבור סלאבים חד-כיוניים עקב העברת העומס עקיף ומילוי שיקולים Shear.

המונחים: Flexural Reinforcement

בדומה ל-ACI 318-19, 8.6.1.1 קובע כי "שטח מינימלי של חיזוק גמיש, כמו,min, של 0.0018 Ag או כפי שהוגדר ב-8.6.1.2 יוענק ליד פני המתח של הזחל בכיוון של הארכה תחת שיקולים".מינימום זה חל בכל כיוון של ה-Selab וחייב להיות מסופק ליד הפנים, אשר בהתאם למתח חיובי או לחפוף.

עבור שני סלאבים, ההפצה של חיזוק בין פסים עמודה ופסים ביניים באה דרישות ספציפיות בהתבסס על סוג מערכת סלאב ואת הרגע הפצה מניתוח.התגבורת המינימלית חייבת להיות מרוצה הן רצועות העמודה והן רצועות ביניים, להבטיח כוח מספיק ובקרת סדק לאורך כל הזחל.

דרישות מיוחדות ליד

שני סלאבים שני נתיב פגיעים במיוחד כדי לגרוף כשלון של הרדאר בעמודה תומך.כדי לענות על זה, ACI 318-19 כולל דרישות חיזוק מינימליות נוספות ליד עומסים מרוכזים ועמודות תמיכה.דרישות אלה מסייעות למנוע תקלות אגרוף מונעות על ידי הבטחת יכולת הרגע נאותה באזורים קריטיים סביב עמודות.

הקוד גם מפרט הרחבות מינימום עבור חיזוק העליון של שתי סלילות ללא דבורים. הרחבות אלה להבטיח כי חיזוק הוא נוכח היכן שהוא צריך ליירט סדקים פוטנציאליות ולספק עוגן הולם. עבור לוחות דו-צדדיים עבים, קריטריונים נוספים באורך חיזוק למנוע פגיעה פוטנציאלי.

המונחים: Deview Considerations

דרישות עובי מינימלי עבור שני סלילים דו-כיווניים קשורות עם ציון חיזוק.שינוי זה משפיע על חישוב עובי סלאב מינימלי עבור ניגודים של מעל 60 אלף psi. בעת שימוש חיזוק גבוה, עובי המינימום עשוי להיות צריך להיות מוגבר לשלוט סטיות שליטה ולשמור על יכולת השירות, כמו כוח גבוה יותר פלדה יכול לגרום סדקים גדולים יותר וסטיות גדולות יותר תחת עומסים.

מינימום חיזוק לטור

העמודים הם חברי דחיסה המתנגדים גם לרגעים מתכווצים, מה שהופך את דרישות חיזוקיהם הייחודיות בין אלמנטים מבניים.התגבורת המינימלית בעמודות משרתת מטרות מרובות: מתן התנגדות לזמני הדבקה בלתי צפויים, מניעת כישלון מתפתל, ולהבטיח התנהגות דוקטרלית תחת עומסים ציריים וכבדים.

דרישות כוח לטווח ארוך

הגרסאות השונות של קוד ACI 318 קובעות כי יחס חיזוק בסעיפים עמודה חייב להיות מינימום של 1% מקסימום של 8%. יחס חיזוק מינימלי זה של 0.01 (1%) גבוה משמעותית ממה שנדרש עבור חברים גמישים, המשקפת את המאפיינים ההתנהגותיים השונים ואת תנאי הטעינה של עמודות.

הרציונלי עבור המינימום של 1% נובע מן הצורך לספק התנגדות מתפתלת בכיוונים מרובים.עמודים יכולים להיות כפופים לכופף, מלבד עומסים ציריים, בשני הכיוונים העיקריים, ולהיפך, זה אומר שכל פנים של עמודה עשוי לחוות מתח בהתאם לכיוון ושילוב של רגעים יישומיים.

תהלוכה תיאורטית עבור יחידת מינימום עמודה

ניתוח מפורט של התנהגות עמודה מגלה מדוע המינימום של 1% מתאים.זה מינימום חיזוק יכול להיחשב בסדר של 0.0033 של החלק של עמודה א (החלק היעיל למעשה להיות b x d) ויושם בכל אזור מתח, אז סך הכל יהיה בסדר של: AS / Ac= 40.00= 0.01 = 0.01. כאשר חשבונאות עבור פינות עבודה בשני הכיוונים, יעיל ל-1% כדי להפחית בערך שטח גס.

יחס חיזוק מינימלי עשוי להיות צורך בהתאמות בהתבסס על כוח קונקרטי.עבור כוחות קונקרטיים העולה על 4,440 psi, חיזוק המינימום צריך להגדיל באופן תיאורטי כדי לשמור על אותה רמה של ביצועים.

הפצה ומפורטת של העצמה של עמוד

כאשר חיזוק המינימום מופץ בסעיף העמודה, כל צד של העמודה צריך להיות אותו מספר של ברים של אותו קוטר. כתוצאה מכך, הם חייבים להיות 4, 8, 12, וכו 'תמיד מספרים של 4 ואותו ברטר. דרישה זו הפצה מבטיחה התנהגות מאוזנת וסימולציות בנייה.הסידור הסימטרי של חיזוק מאפשר את העמודה להתנגד לרגעים מכל כיוון בעל יכולת שווה.

יחס חיזוק מקסימלי של 8% (0.08) מגביל את הצפיפות ומבטיח כי קונקרטי ניתן להציב כראוי ולהקים סביב חיזוק. בפועל, יחסי חיזוק מעל 4% יכולים ליצור קשיים בבנייה, ומעצבים צריכים לשקול בקפידה את יכולת הבנייה כאשר מתקרבים לגבול העליון.

כוח הפוך (Ties and Spirals)

בנוסף לחיזוק ארוך טווח, עמודות דורשות חיזוק הפוך בצורת קשרים או ספירלות. חיזוק זה טרנסנדנד משרת פונקציות מרובות: זה מונע buckling של ברים ארוכי טווח, מגביל את הליבה הבטונית כדי לשפר את העוצמה הדחיסה שלה ואת הפשטות, ומספק התנגדות של Shear.הדרישות המינימליות לקשרים וספירלות מפורטות בנפרד ב ACI318 ותלויות על הממדים, ארוך, רחב, קליברליזם, וקטגוריה עיצובית.

מינימום של הסתמכות על קירות

קירות סטרקטידור מתנגדים הן במטוס והן מחוץ למטוסים ודורשים חיזוק הן בכיוונים אנכיים והן אופקיים.דרישות חיזוק מינימליות לקירות משתנות בהתאם לסוג הקיר, עובי, והאם הקיר הוא חלק ממערכת ההתנגדות של הכוח הסיסטמי.

דרישות לא-Seismic Wall

עבור קירות בטון מובנים רגילים לא תוכנן כחלק ממערכת ה-Sismic Force-resisting, יחס חיזוק מינימלי הוא בדרך כלל 0.0012 עבור חיזוק אנכי ו- 0.0020 עבור חיזוק אופקי בעת שימוש ברים מפורשים עם כוח לא עולה על 60,000 psi. אלה מינימליים להבטיח בקרה נאותה סדקים לספק התנגדות טמפרטורה ואפקטי הקטנת, כמו גם עומסים לא מעודפים.

יש לחלק את חיזוק על פני עובי הקיר לאורך אורך הקיר על פי דרישות ספיגה מקסימלית.עבור קירות עבה יותר מ 10 אינץ ', חיזוק חייב להיות ממוקם בשני שכבות (עקרים) כדי להבטיח שליטה יעילה סדק לאורך עובי הקיר.

קירות סטרקטיים מיוחדים

קירות שהם חלק ממערכת הסגנית של כוח-כוח יש דרישות מחמירות יותר.יחסי חיזוק מינימליים הנדרשים בכל כיוון האורטגוני במטוס הקיר תלויים בלוח המרבי שגורם ל-Shear לפעול על מנת לנתח את השילוב הסיסיסטי. גישה זו המבוססת על ביצועים מכירה בכך שקירות חשופים ל-Shear דורשות חיזוק נוסף כדי להבטיח התנהגות דוקטרלית ולמנוע תקלות חמורות.

עבור קירות מבניים מיוחדים מחזקים, הקוד דורש חיזוק בכיוונים אורטוקונים בתוך מטוס הקיר.יחסי חיזוק מינימליים עשויים להגדיל בהתבסס על רמות הלחץ של הרהר, עם מינימום גבוה יותר הנדרש כאשר היא מדגישה מעל סף מסוים.בנוסף, אלמנטים הגבול עם חיזוק מוגבר עשויים להיות נדרשים בשוליים של קירות חשופים לדרישות גמישות גבוהות.

קיר תותבות ו-Reinforcement Layers

אם עובי הקיר הוא פחות מ-250 מ"מ (10.) ו- SF סוג = קיר מיוחד Reinforced Concrete Structural Wall, אז המספר המינימלי של שכבות תלוי בכוח המרבי של ה- SFRS - הוראה זו מזהה כי קירות דקים יותר על ידי כוחות Shear גבוהים עשויים לדרוש שתי שכבות של חיזוק גם כאשר עובי בדרך כלל יאפשר שכבה אחת, להבטיח עמידות נאותה ודקטינות.

מינימום חיזוק ל Footings ו Foundations

יסודות הקרן כולל מחסומים מתפשטים, שילוב של הולכי רגל, וקרנות הזדווגות יש דרישות חיזוק מינימליות ספציפיות אשר מאזן ביצועים מבניים עם שיקולי בנייה מעשיים.

כוח התחדשות ב Footings

דרישות חיזוק מינימליות להליכה רגלית עוקבות אחר עקרונות דומים לאלה עבור סלאבים.ב-ACI 318-14 ומהדורות מאוחרות יותר, יחס חיזוק מינימלי של 0.0018 פעמים האזור הגולמי חל על מחסומים שנועדו כמו אלמנטים קונקרטיים מחזקים. דרישה זו מבטיחה כי הפחתת הרגל יכולה להפיץ עומסים ושליטה סדק בתנאים שירות.

עם זאת, יש הבדל חשוב עבור עקיפי כף יד בהירה.כאשר חיזוק הנדרש מניתוח מבני הוא קטן מאוד, מעצבים עשויים לשקול שימוש ברגליים קונקרטיות פשוטות המיועדות על פי פרק 14 של ACI 318 (עבור ACI 318-14) או פרק 22 (למהדורות קודמות) של רגל קונקרטית יש הוראות עיצוב שונות, אך מעצבים רבים בוחרים לא לכלול חיזוקים עבור שליטה סדקים ולטפל בתנאי טעינה בלתי צפויים.

טמפרטורה ושיקום השרים בקרנות

ACI 318 מציין חיזוק מינימלי של 0.0018 לשלוט בצמצום ואפקטי טמפרטורה. עבור עקיצות עבה וקרנות הזדווגות, חיזוק זה צריך להיות מחולק כראוי כדי לשלוט סדק. יחס הצטמצמות וטמפרטורות הוא אותו הדבר עבור פנים העליון ותחתית.זה מבטיח כי שני פני השטח של אלמנטים תשתית עבה מתחזקים במידה מספקת כדי לשלוט סדק של ⁇ תרמיים וכווץ.

שיקולים מיוחדים ל-Deep Foundations

עבור הולכי רגל עמוקים וקרנות הזדווג עם עובי של 3 מטרים, שיקולים נוספים חלים.הנפח הגדול של הבטון באלמנטים אלה יוצר חום משמעותי במהלך ריפוי, המוביל ללחץ תרמי שיכול לגרום לסדקים. adequate חיזוק חייב להיות מסופק לא רק על הפנים העליון והתחתון אלא גם על הפנים כמו גם לשלוט סדק זה.

המונחים: high-Strength Reinforceations

הצגת חיזוק גבוה (Grade 80 ו-דרגה 100) במהדורות האחרונות של ACI 318 יש השלכות משמעותיות על דרישות חיזוק מינימליות ועיצוב מבני הכולל.

אפשרויות ל-High-Strength Steel

השימוש בחיזוק גבוה יותר העלה חששות לגבי יכולת שירות כמו, סדק ודה-שטוש, אשר טופלו באמצעות סדרה של שינויים עבור סלאב ודבורה מינימלית, רגע יעיל של אינרציה, דרישות חישובים של חישובים עבור שני סלאבים מלמטה. חיזוק גבוה סטריגר יכול להוביל לסדקים רחב יותר וסטיות גדולות יותר תחת עומסי שירות, כי אותה רמה מייצגת רמה של לחץ גבוה יותר של פלדה.

כדי לטפל בדאגות אלה, ACI 318-19 שומרת על יחס חיזוק מינימלי של 0.0018 לכל הציונים של חיזוק בזחלים ואלמנטים דומים. גישה מאוחדת זו מבטיחה כי אזור פלדה נאותה מסופק ללא קשר לכוח התשואות, עוזר לשלוט בבעיות שירות. עבור דבורים, משוואות ספציפיות חשבון עבור ציון חיזוק בעת חישוב חיזוק מינימלי.

יישומים סיסמית של כוח עליון-עוצמה

מחקר חדש substantial הראה ביצועים מקובלים של חברים במערכות סיסמיות מיוחדות התחזק עם דרגה 550 ודרגה 690.הכרה בכך, ACI 318-19 עכשיו מאפשר מסגרות זמן מיוחדות עם חיזוק ציונים550 וקירות מבניים מיוחדים עם דרגה 550 ודרגה 690. הרחבה זו מאפשרת עיצובים יעילים יותר באזורים סיסמיים, צמצום הצפי חיזוק תוך שמירה על הכוח והדונות הנדרשת.

עם זאת, השימוש בחיזוק גבוה ביישומים סיסמיים מגיע עם דרישות נוספות.כדי להתאים את הציונים הגבוהים האלה, הגבלות נוספות על היגוי, ממדים משותפים של קרן-הזרע, ומיקומים של ספירת הברכיים נוספו כי יתרום לביצועים אמינים יותר של מערכות מבניות מיוחדות.

הסתגלות לטווח ארוך

שתי המשוואות הללו נותרו במידה רבה אותו דבר מלבד מכפיל דירוג חיזוק נוסף ( ⁇ g) השווה ל- 1.0 לדרגה 60, 1.15 לדרגה 80 ו-1.3 עבור דרגה 100. זה מכפיל את ההתפתחות הנדרשת ואת אורך הסבה עבור חיזוק גבוה, הבטחת אג"ח הולם ועגן.הפיתוח הארוך יותר לפצות על הכוחות הגבוהים יותר שיש להעביר בין הבטון לבין הבטון.

דוגמאות עיצוב מעשי ו Calculations

הבנת הבסיס התיאורטי לגיבור מינימלית היא חיונית, אך יישום מעשי דורש עבודה באמצעות תרחישי עיצוב ספציפיים.הדוגמאות הבאות ממחישות כיצד לחשב וליישם דרישות חיזוק מינימליות עבור אלמנטים מבניים משותפים.

דוגמה: מינימום הכחשת אדם עבור קרן ctangular Beam

קחו לדוגמא קרן מלבנית עם התכונות הבאות:

• Width (b) = 12 אינץ'
• עומק יעיל (d) = 21 אינץ'
• כוח גובר (f'veFLT:0) = 4,000 psipve
• כוח התשואות של פלדה (figital Vend:0) = 60,000 psi

עבור קרן לא-מופרת, ACI 318-19 דורש חישוב חיזוק מינימלי באמצעות שתי משוואות ולקחת את הערך הגדול יותר.המשוואה הראשונה מבוססת על חוזק טנטור קונקרטי, בעוד השני מספק מינימום מוחלט.

(ב) , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

המשוואה השנייה נותנת: AevolveFLT:0 ,minearFLT:1 ; (200 / phFLT:2ycioFLT 3: 3) × b × d = (200 / 60) × 12 × 21=022

לכן, חיזוק המינימום הנדרש הוא 0.84 ב2, אשר יכול להיות מרוצה משני ברים #6 (AcioFLT:0sFLT:1 = 0.88 ב2) או שניים #7 ברים (AOVAFLT:2suaFLT 3:0= 1.20 בשנת2).

דוגמה 2: מינימום של כוח עבור One-Way Slab

עבור סלאב אחד עם התכונות הבאות:

• עובי Slab (h) = 6 אינץ'
• רוחב פס עיצוב = 12 אינץ' (1 רגל)
• כוח התשואות של פלדה (figital Vend:0) = 60,000 psi

חיזוק הגמישות המינימלי לרוחב הרגל הוא:

⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

זה יכול להיות מרוצה מ- #4 ברים במרכז (AFearLT:0 sFelo:1=0.13 ב2/ft) או 5 ברים ב-28 אינץ' במרכז (AOVAFLT:2sFLT 3:2sFLT 3: = 0.13 ב2/ft). עם זאת, יש לבדוק את דרישות ספיגה מקסימליות לשליטה על סדק, אשר עשוי למשול את הברוט.

דוגמה: מינימום הכח עבור טור

עבור עמודה מרובעת עם התכונות הבאות:

• מידות טור = 16 אינץ' × 16 אינץ'
• שטח גרוס (AveFLT:0) ,0 (ראה:0)
• כוח התשואות של פלדה (figital Vend:0) = 60,000 psi

חיזוק המינימום לטווח הארוך הוא:

⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

זה יכול להיות מרוצה שמונה ברים #6 (AFLT:0 ssFLT) 1=3.52 ב2) או ארבעה #8 ברים (AveFLT:2sssveFLT 3:=3.16 בשנת2), עם זאת, ההסדר השמיני-בר הוא המועדף כי הוא מספק יותר אחידה סביב עמודה היקפית טוב יותר יש צורך שווה למספרים של ברים על פני כל אחד.

שגיאות עיצוב נפוצות וכיצד להימנע מהם

אפילו מהנדסים מנוסים יכולים לעשות טעויות בעת יישום דרישות חיזוק מינימליות.הבנת שגיאות נפוצות מסייעת למנוע ליקויי עיצוב ולהבטיח תאימות קוד.

המונחים:מינימום Flexural and טמפרטורה / שrinkage Reinforcement

אחת השגיאה תכופה מבלבלת את חיזוק הגמישות המינימלי עם טמפרטורה וחיזוק כווץ, בעוד שניהם באים לידי ביטוי כיחסי שטח קונקרטי גולמי, הם משרתים מטרות שונות ויש להם ערכים שונים.מינימום חיזוק גמיש (בדרך כלל 0.0018AFLT:0gigreaFLT:1 עבור סלאבים) מבטיח יכולת רגע נאותה, בעוד טמפרטורה וחיזוק (לעתים קרובות 0.00A0.00Aphir:2; 3 מעלות צלזיוס) יש צורך להחליף את שניהם דרישות מפסדבנים מפסים.

מצגת קוד מהדורת תפוצה

דרישות חיזוק מינימליות השתנו באופן משמעותי בין מהדורות קוד.מעצבים חייבים להבטיח שהם מיישמים את ההוראות הנכונות למהדורת הקוד לשימוש.לדוגמה, חיסול החריג "שליש גדול יותר מהנדרש" ב-ACI 318-14 עבור סלאבים ורגליות אומר כי עיצובים באמצעות יוצא דופן זה מ-ACI 318-11 לא יעמדו בקוד החדש.

יישום לא נכון של גרוס לעומת אזור יעיל

כמה הוראות חיזוק מינימליות להשתמש באזור הבטון הגס (AFLT:0 igigFLT) 1:1, בעוד אחרים משתמשים באזור יעיל (b × d) קונפדרציה אלה יכולים להוביל שגיאות משמעותיות. עבור סלאבים, חיזוק המינימום מבוסס בדרך כלל על האזור הגולמי (זמן היקנס רוחב), בעוד עבור דבורים, הוא מבוסס על האזור היעיל.

דרישות ספיגה מקסימליות

מתן אזור מינימום של חיזוק הוא הכרחי אבל לא מספיק.התגבורת חייבת להיות מבוזרת כראוי כדי לשלוט סדקים. דרישות ספיגה מקסימלית להגביל כמה רחוק מלבד ברים ניתן להציב, להבטיח כי סדקים מחולקים נשמרים צר. עיצוב כי משביע דרישות שטח מינימלי אבל מפר דרישות ספיגה מקסימלית הוא לא תואמים ועשוי להציג ביצועים ירודים.

יישום תוכנה וכלים עיצוב

עיצוב מבני מודרני יותר ויותר מסתמכ על כלי תוכנה לביצוע חישובים ולבדוק תאימות קוד.הבנת האופן שבו כלים אלה מיישמים דרישות חיזוק מינימליות מסייעת למהנדסים להשתמש בהם ביעילות ולאמת תוצאות.

בדיקה אוטומטית של אספקת המינימום

רוב הניתוחים המבניים ותוכנות העיצוב בודקים באופן אוטומטי דרישות חיזוק מינימליות ומזהירים את המעצב כאשר הם אינם מרוצים.בדיקות אלה בדרך כלל משווים את חיזוק הניתוק הניתן נגד המינימום המקודש לטיפוס האלמנט ולתנאי הטעינה.עם זאת, מהנדסים צריכים להבין את החישובים הבסיסיים ולא להסתמך רק על אזהרות תוכנה, שכן תוכנה עשויה להיות מגבלות או לא לכסות את כל המקרים המיוחדים.

עדכון קוד שימושי בתוכנה

כאשר מהדורות קוד חדשות משוחררות, ספקי תוכנה חייבים לעדכן את התוכניות שלהם כדי לשקף את השינויים.יש לעתים קרובות lag בין פרסום קוד לבין יישום תוכנה, ומהנדסים עשויים להיות צריכים לאמת באופן ידני הוראות מסוימות במהלך תקופת המעבר הזה.בנוסף, כאשר עובדים על פרויקטים המשתרעים על פני מספר שנים, חשוב לשמור על עקביות במהדורת הקוד המשמש לאורך כל תהליך העיצוב.

שיקולים מיוחדים לעיצוב סיסמית

מבנים באזורים סיסמיים יש דרישות משופרות עבור פיזור אנרגיה וניתוק אנרגיה.הוראות חיזוק מינימליות לתכנון סיסמי הן מחמירות יותר מאשר עבור יישומים לא-סלאיזם.

רגעים מיוחדים

דבורים במסגרות מיוחדות של רגע חייב לספק דרישות חיזוק מינימליות נוספות מעבר לאלה עבור דבורים רגילות.אזור המינימום של פלדה עליונה ותחתית הנדרשת בכל חלק של חלק של חלק של מסגרת הרגע של חיזוק צריך לציית לדרישות כוח גמיש כאשר בהתחשב אפקטים רעידת אדמה נאותה.כל סוגי מסגרת הרגע השני יש דרישות זמן מינימליות.

קירות ייחודיים

קירות מבניים חזקים במיוחד יש דרישות חיזוק מינימליות מורכבות, תלויות בכוחות הרהר המיושמות ועומסים ציריים.החיזוק חייב להיות מפורט כדי לספק התנהגות דוקטרלית, עם תשומת לב מיוחדת לאלמנטים הגבול שבו מתרחשים זנים דחוסים גבוהים. חיזוק באלמנטים הגבול חייב לספק דרישות מינימום עבור ספיגה ואזור כדי למנוע קריסה של ברים ארוכי טווח ולספק מגבלות קונקרטיות.

קודים בינלאומיים וניתוח השוואתי

בעוד מאמר זה מתמקד ב-ACI 318, חשוב להבין כיצד קודים בינלאומיים אחרים ניגשים לדרישות חיזוק מינימליות.קודים כגון יורוקוד 2, CSA A23.3 הקנדי, ו- AS 3600 האוסטרלי יש הוראות דומות, אך עם ערכים ספציפיים ושיטות חישוב.

יורוקוד 2, למשל, בסיס חיזוק מינימלי על המשמעות של כוח רב-קרקעי של בטון וכולל גורמים להפצת הלחץ בחלק.קוד הקנדי יש הוראות דומות ל-ACI 318, אך עם כמה הבדלים במשוואות ובגורמים ספציפיים. מהנדסים העובדים על פרויקטים בינלאומיים חייבים להיות מוכרים עם הקוד החל ולהבין את ההבדלים בין ACI 318.

קודים בינלאומיים אלה בדרך כלל חולקים את אותם מטרות בסיסיות: מניעת כשלון מתפתל, הבטחת טיהור הולם, ושליטה בסדקים.הבדלים בדרישות ספציפיות משקפים גישות של קיטובות שונות, התפתחות היסטורית ושיטות בנייה אזוריות.

מגמות עתידיות ודרכים מחקר

תחום העיצוב הבטון מתחזק ממשיך להתפתח, עם מחקר מתמשך של חומרים חדשים, שיטות עיצוב וגישות מבוססות ביצועים. מגמות רבות עלולות להשפיע על דרישות חיזוק המינימום בעתיד.

חומרים אולטרה-גבוהים

מאחר שחוזקות קונקרטיות עולה על 10,000 מעלות וציוני חיזוק מגיעים ל-120 ksi ומעבר לכך, הוראות חיזוק מינימליות עשויות לדרוש זיכוך נוסף.חומרים אולטרה-גבוהים מפגינים התנהגויות סדקים וכישלונות שונות מאשר חומרים קונבנציונליים, שעלולות לדרוש יחסים מינימליים מותאם כדי לשמור על טוהר וכדאיות השירות נאותה.

עיצוב מבוסס ביצועים

קודים עתידיים עשויים לנוע לעבר יותר הוראות מבוססות ביצועים המאפשרות למעצבים גמישות רבה יותר לעמוד בדרישות חיזוק מינימליות.במקום יחסים פרוספקטיביים, גישות המבוססות על ביצועים עשויות לציין רמות נקבוביות נדרשות, מגבלות רוחביות, או יכולות של פירוק אנרגיה, המאפשרות למעצבים להשיג מטרות אלה באמצעים שונים.

שיקולים של

בעוד תעשיית הבנייה מתמקדת יותר ויותר בקיימות וצמצום פחמן מגולם, יש עניין בקידוד כמויות חיזוק תוך שמירה על בטיחות וביצועים.זה עלול להוביל להוראות חיזוק מינימליות יותר, אשר מאיזון דרישות מבניות עם יעילות חומרית והשפעה סביבתית.

מסקנות ועיסוקים טובים

קביעת יחסי חיזוק מינימליים בהתאם ל- ACI 318 היא היבט בסיסי של עיצוב קונקרטי מחזק המבטיח בטיחות מבנית, דוקטריות ושירותיות. הדרישות משתנות באופן משמעותי בין אלמנטים מבניים שונים, המשקפות את המאפיינים ההתנהגותיים הייחודיים שלהם ואת תנאי הטעינה. Beams, זחלים, עמודות, קירות, וקרנות יש כל אחד מהם הוראות חיזוק מינימליות ספציפיות שיש להבין וליישם נכון.

קליטים מרכזיים למהנדסים מתרגלים כוללים:

• תמיד לבדוק איזו מהדורה של ACI 318 חל על הפרויקט שלך ולהבין את ההוראות הספציפיות של המהדורה.
• ניתוק בין חיזוק גמיש מינימלי לבין חיזוק טמפרטורה / שטיפה, כפי שהם משרתים מטרות שונות
• שקול הן דרישות שטח מינימלי והן דרישות ספיגה מקסימלית כדי להבטיח בקרת סדק נאותה
• חשבון על ההשפעות של חיזוק גבוה על יכולת השירות בעת שימוש בדרגה 80 או כיתה 100 פלדה
• החל דרישות משופרות לתכנון סיסמי כאשר חלים, ההכרה בכך שדרישות הדוקטרינה גבוהות יותר באזורים הסיסמיים
• השתמש בכלים תוכנה ביעילות אך לשמור על היכולת לאמת חישובים באופן ידני עבור אלמנטים קריטיים
• הישארו מודעים לשינויים בקוד ולהתפתחויות מחקר שעשויות להשפיע על תרגול עיצוב עתידי

(הופנה מהדף דרישות חיזוק מינימליות הכרחיות לייצור מבנים קונקרטיים, שירותיים וכלכליים.על ידי הבנת הבסיס התיאורטי לדרישות אלה ולאחר הוראות קוד בזהירות, מהנדסים יכולים לעצב מבנים המבצעים באופן אמין לאורך כל חייהם של משאבים נוספים על עיצוב קונקרטי ו- ACI 318 הוראות, מהנדסים יכולים להתייעץ עם אתר ה-FLT:0 American Concrete Institute 1FLT 1, אשר מספק גישה למסמכים טכניים, וכן דוגמאות עיצוביות:

בעוד שדה העיצוב הבטון ממשיך להתקדם עם חומרים חדשים, שיטות ניתוח, ושיקולי קיימות, דרישות חיזוק מינימליות צפויות להתפתח.מהנדסים חייבים להישאר מעורבים בפיתוח מקצועי, עבודת ועדת קוד, וספרות טכנית כדי להישאר נוכחית עם שיטות הטובות ביותר להבטיח שהעיצובים שלהם עומדים בסטנדרטים הגבוהים ביותר של בטיחות וביצועים.