Table of Contents

ידע על יכולת מטענים עם גורמי בטיחות קוד

הבנה כיצד לחשב יכולות עומס עם גורמי בטיחות על פי קוד ACI חיונית לבטיחות מבנית ולציות לסטנדרטים של בנייה מודרנית.תהליך מקיף זה כרוך ביישום גורמי בטיחות ספציפיים כדי להבטיח כי קונקרטית וחיזוק יכולים לעמוד בעומסים הצפויים ללא כישלון.קוד ACI 318 מספק דרישות מינימום עבור החומרים, עיצוב, ופרטים של מבנים מבניים וכיסויים לבניית כוח, עמידות, כולל עומסים, גורמי כוח, וגורמי כוח, צמצום, גורמי כוח.

חישוב יכולות העומס הוא היבט בסיסי של הנדסה מבנית המשפיעה ישירות על הבטיחות, האמינות והכלכלה של מבנים קונקרטיים.מהנדסים חייבים לנווט מסגרת מורכבת של הוראות עיצוב, תכונות חומריות, ושיקולי בטיחות כדי להבטיח מבנים לבצע בצורה נאותה בתנאי טעינה הצפויים. מאמר זה מספק מדריך מפורט, צעד אחר צעד לחישוב יכולות העומס באמצעות גורמי בטיחות ACI, לחקור את עקרונות היסוד, יישומים מעשיים, והתפתחויות קוד עדכניות.

מושגים בסיסיים של יכולת טעינה בעיצוב מבני

מה זה לטעון יכולות?

יכולת העומס של אלמנט מבני מייצגת את העומס המקסימלי שהוא יכול לתמוך בבטחה ללא ניסיון כישלון או עיוות בלתי מתקבל על הדעת.יכולת זו תלויה בגורמים מרובים כולל תכונות חומריות, ממדים גיאומטריים, תצורות חיזוק, וסוג ההטעה החל.קוד ACI מספק הנחיות מקיפים כדי לקבוע את היכולת הזו על ידי התבוננות בחוזקות חומריות וליישם גורמי בטיחות מתאימים כדי לקחת בחשבון עבור אי-ודאות בתהליך העיצוב והבנייה.

חישובים של קיבולת המטען חייבים לטפל מצבי כישלונות שונים כולל כשל גמיש, כישלונות, דחיסה ותרחישים טעינה משולבים. כל מצב כשל דורש גישות אנליטיות ספציפיות וגורמי בטיחות מתאימים כדי להבטיח ביצועים מבניים נאותים לאורך חיי המבנה.

הפילוסופיה שמאחורי גורמי בטיחות

באופן מסורתי, כגון בתכנון מתח אפשרי (ASD), אי-ודאות בחישובים של עומסים והתנגדות נקבעו על ידי גורם גלובלי אחד של בטיחות מאוחר יותר, גורם חלקי של מתודולוגיית בטיחות פותח.גישה עיצוב זו כוללת גורמים לטעון כי מעצימים כל מרכיב (ד, חי, רוח, שלג, רעידת אדמה וכו '), חשבונאות עבור אי-ודאות הקשורות אליהם, והתנגדות (או גורם כוח) לחשבונות לא בטוחים לחשבונות הקשורים לקיבולת לא-מכאירה.

הגישה המודרנית בשימוש ב-ACI 318 מבוססת על טעינה ו- Resistance Factor Design (LRFD), המספקת שיטה רציונלית ומעודנת יותר להבטחת בטיחות מבנית.ACI 318 מאמצת כעת באופן בלעדי את שיטת עיצוב הכוח לתכנון קונקרטי וכוללת עומסי עיצוב כוח עקביים עם אלה ב- IBC ו- ASCE 7. במאמר זה, המונח "עיצוב סטרי" מקיף את LDRF.

כוח עיצוב מול כוח נשי

הבחנה קריטית בחישובי קוד ACI היא ההבדל בין כוח נומינאלי וכוח עיצוב.כוח נומינאלי מחושב בדרך כלל באמצעות הליכים אנליטיים מקובלים, המבוססים על סטטיסטיקות ושוויון.כוח אקטואלי מהנכסים החומריים נקרא כוח נומינאלי.

חוזק העיצוב מתקבל על ידי הכפלת הכוח הנשימי על ידי גורם צמצום כוח (phi factor, ⁇ ) כדי לקחת בחשבון את מידת הדיוק שבתוכו ניתן לחשב את הכוח הדומי ולעבור שינויים שליליים בחומרים ובמימדים, גורם לירידה בחוזק יש להשתמש בשיטת עיצוב כוח.

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

באופן יסודי, כל המבנים / חברי המבניים צריכים להיות בעלי כוחות עיצוב בכל הסעיפים לפחות שווים לחוזקות הדרושות המחושבות עבור העומסים והכוחות המוערכים בשילובים.

הבנת גורמי ניכוי כוח (Phi Factors)

יישום ויישומים של Phi Factors

בנוסף לגורמי העומס, קוד ACI מפרט גורם נוסף כדי לאפשר מילואים נוסף ביכולת של חבר מבני.שיטת העיצוב נקראת בדרך כלל כ"גורם עומס והתנגדות".גורם הפחתת הכוח (phi) הוא גורם התנגדות, ולא בדיוק גורם של בטיחות.גורם ההתנגדות משקף תכונות חומריות.הוא מוכפל עם ההתנגדות הניתוק (המוח) המסופק על ידי האלמנט החוזק (נומין) על ידי עיצוב כוח).

ACI אינו משתמש בגורמים חומריים בודדים כמו יורוקוד או קודים בריטיים.זה משתמש בגורם לירידה בקיבולת הכוללת כדי לשקף את הריאציות הכוללות בכל התכונות החומריות.בגלל זה, גורמים שונים של קיבולת משמשים בתחומים שונים של עיצוב.

המונחים: different Loading Conditions

הקוד ACI מפרט גורמים שונים של צמצום כוח בהתאם לסוג של טעינה וכישלון. גורמי הפחתת כוח בשימוש בעיצוב מוצגים בטבלה 21.2.1. גורם צמצום כוח ⁇ המוצג בסעיף (a) של שולחן 21.2.1, לרגע, כוח צירי, או בשילוב רגע וכוח צירי, ניתנים ב- ACI טבלה 21.2.2.

גורמים phi נפוצים על פי ACI 318 כוללים:

  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) [ה]] מתח נפשי או מתח אקסקלי עם צניעות:
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) דחיסה של דחיסה אקסקלית עם חיזוק ספירלי: FIRLT:1 ⁇ =0 ל-0.5
  • (ב) דחיסה של דחיסה אקסקלית עם חיזוקים קשורים: FIRLT 1=0.65
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

גורם עליון משמש לסעיפים מבוקרים מתח מאשר חלקים מבוקרים דחיסה כי חלקים מבוקרים מתח יש יותר דבילות.עמודים עם חיזוק ספירלי מוקצים יותר ⁇ -factor מאשר עמודות עם סוגים אחרים של חיזוק הפוך כי עמודות ספירלה יש יותר דוקטרקטיות.

מעבר בין Tension ו-Compression Control

הזן הבטני בדחיסה הקיצוני שווה למגבלת הזן הנחושת של 0.003. הזן הנפילה הנקי εt הוא הזן העשב מחושב בחיזוק המתח הקיצוני בעוצמה נומינאלית, והוא נקבע מהתפלגות ליניארית בכוח נומינאלי.

עבור חלקים נופלים בין בקרת מתח טהור לבין שליטה דחיסה טהורה, הגורם phi משתנה באופן ליניארי על בסיס זן Tenile נטו חיזוק המתח הקיצוני. אזור מעבר זה מבטיח דירוג חלק של גורמי בטיחות המשקפים את המאפיינים המשתנים של החלק כפי שהוא נע ממתיחות-דוושם כדי לבצע אינטראקציה.

פיתוחים אחרונים ב- Phi Factors

ניתוחי אמינות סיפקו בסיס רציונלי להגדלת ההפחתה של ACI 318 ("phi") גורם לרגע וכוח אקסקלי ב-2002 (מבוקר נשלט על ידי לחץ) ו-2008 (מבוקר נשלט על ידי ספירלה), אשר הביא בסופו של דבר לתכנון יעיל יותר של מבנים קונקרטיים.

עם זאת, שיפור הולם בגורם הפחתת הכוח של שר לא היה ניתן להצדקה במהלך תקופה זו בגלל חששות מבוססים היטב על רמת הבטיחות הקשורה לביטויי כוח של ACI 318 1-way-way-aar - במיוחד עבור גדולים ובאופן בהיר, חיזקו דבורים וסדקים - אשר הוצגו לראשונה בשנת 1963.לאחר כמה ועדות טכניות (AC 318I-E, A-CI-E, A-II, A-II-II, ו-CE-II, בהתאמה, 4-1946-A, אשר טופלו ב-A-A-A-A-A-A-A-R, אשר התקבלו לראשונה ב-CE-CE-CE-CE, 4-1946-CE, אשר התקבלו ב-CE, 4-1946-II, אשר התקבלו לראשונה ב-A, לאחר מספר ועדהכוח משותף, לאחר מספר ועדהכוח משותף, לאחר מספר ועדהכוח משותף, לאחר מספר ועדהכוח משותף, לאחר מספר ועדהכוח משותף, לאחר מספר ועדהכוחו ב-II, לאחר מספר ועדות, לאחר מספר ועדות, לאחר מספר ועדות, לאחר מספר ועדות ב-1946-II, לאחר מספר ועדות, היא, לאחר מספר ועדות פעולה זה, היא, היא,

טעינה ושילובי טעינה

המונחים:

גורמי טעינה מוחלים על עומסי שירות כדי להסביר את אי-ודאות בגודל העומס, ההפצה והשילוב.גורמי העומס מוכפלים עם עומסים הנדרשים קוד כדי לקבוע את הכוח המינימלי הנדרש עבור כל שילוב עומס.

גורמי עומס נפוצים ב-ACI 318 כוללים:

  • (ב) ⁇ (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ⁇ (ב"ג): "החזקה" (ב"ד): 1FLT) בדרך כלל 1.6 או 0.5 בהתאם לשילוב
  • (ב) ⁇ (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ⁇ (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

המונחים:

כוח נדרש (U) יהיה לפחות שווה להשפעות של עומסים שנגרמו במשוואות 9-1 עד 9-7.שילובי העומס הבסיסי המפורטים ב- ACI 318 כוללים:

  • (ב) ויקרא י"ד: "ה'" (ב"ד)
  • (ב) 0(U= 1.2D +1.6L + 0.5(Lr או S או R)cioFLT:1 - מת בתוספת עומס חי
  • (ב)0(U= 1.2D +1.6(Lr או S או R) + (1.0L או 0.5W)FLT:1 - מת בתוספת גג או עומס שלג
  • (ב) 0(U= 1.2D + 1.0W + 1.0L + 0.5(Lr או S או R))FLT:1 - מת בתוספת רוח
  • (ב) 0(U= 1.2D + 1.0E + 1.0L + 0.2SFLT:1 - מת בתוספת סיסמית'
  • (ב) ויקרא י"ד: ויקרא י"ד: ויקרא י"ד: ויקרא י"ד: ויקרא י"ד)
  • (ב) [15] ויקרא כ"ד=0.2.1 ; ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

שילובים אלה מבטיחים כי מבנים נועדו לעמוד בפני תרחישי הטעינה הקריטיים ביותר שעלולים להתרחש במהלך חיי השירות שלהם.

שיקולים מיוחדים ל-Delivers

הגורם ב"L" במשוואות ACI 318-14 (5.3.1c), (5.3.1d), ו (5.3.1e) יהיה שווה ל- 0.5 עבור Live (חינוך) לטעון, 1.0 עבור Live (בלתי ניתן להשגה) לטעון, 1.0 עבור Live (Storage) לטעון, ו- 1.0 עבור Live (מפרק) הטעינה.

עבור מבנים באזורים סיסמיים גבוהים או אלה הקשורים לתנאי טעינה מיוחדים, שילובים נוספים של עומס וגורמים עשויים ליישם. מהנדסים חייבים להתייעץ עם ההוראות הספציפיות של קוד ACI וקודי בניין מקומיים כדי להבטיח שכל שילובים החלים נחשבים.

שלב-בי-שלב תהליך קלקלציה לעומס

שלב 1: נכסים חומריים וסעיף גאומטריה

הצעד הראשון בקביעת יכולת העומס הוא לבסס את המאפיינים החומריים והאופיים הגיאומטריים של האלמנט המבני.

  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ,0) חיזוק כוח הכוח (הספק)
  • (ב) ויקרא י"ד: ויקרא י"ד: ויקרא י"ד, ויקרא י"ד, ויקרא י"ד, ויקרא י"ד).
  • (ב) תצורה של כוח האדם:0) ,(ה) , תצורה של פלדה, ספיגה, מיקום
  • (ב) ,0) מ"מדול" (הראשונה) ל"התחילה" (ב"ב)

תכונות אלה מהוות את הבסיס לכל חישובים הבאים, ויש לקבוע במדויק על בסיס מפרט עיצוב וסטנדרטים חומריים.

שלב 2: חישוב כוח נשי

הכוח הדומי מייצג את היכולת התיאורטית של האלמנט המבני המבוסס על תכונות חומריות ועקרונות איזון.שיטת החישוב משתנה בהתאם לסוג ההטעה:

(ב) ויקרא י"ד:

חישוב יכולת הרגע הנשנית (Mn) באמצעות תאימות מתח ואי שיווי משקל כוח.זה כרוך בקביעת עומק הציר הניטרלי, חלוקת הלחץ בטון ופלדה, ואת יכולת הרגע הפנימי וכתוצאה מכך.

(ב) ,0) עבור חברי הקהילה:

חישוב יכולת האנקסיאלית nominal (Pn) בהתחשב בתרומתם של בטון וחיזוק. עבור עומס ורגע משולב, דיאגרמות אינטראקציה משמשים בדרך כלל כדי לקבוע את יכולת nominal.

(ב) ויקרא י"א:

חישוב יכולת הרהר הנבונית (Vn) כסכום התרומה הבטונית (Vc) ותרומת פלדה (Vs) התרומה הבטונית תלויה בגורמים כולל כוח קונקרטי, ממדים חלקיים, ויחסי חיזוק לטווח ארוך.

שלב 3: זיהוי גורמי חיזוק

בהתבסס על סוג של טעינה וכישלון, בחר את הגורם המתאים מהקוד ACI. Phi משתנים על ידי חבר ומה עומד בפני (מפרק, Shear, torsion, הנושא).

  • לקבוע אם החלק נשלט על ידי מתח, מבוקר דחיסה, או באזור המעבר
  • עבור עמודות, לזהות אם חיזוק ספירלה או קשר נעשה שימוש
  • עבור הוראות סיסמיות מיוחדות, לבדוק אם גורמים phi משתנים חלים
  • שקול כל תנאי מיוחד שעלולים להשפיע על בחירת ה- phi factor

בחירתו של גורם phi הנכון היא קריטית כדי להבטיח את רמת הבטיחות המתאימה למצב הכשל הספציפי שנחשב.

שלב 4: כוח עיצוב חישוב

רב-תכליתי הכוח הנשיף על ידי גורם הפחתת הכוח המתאים כדי להשיג את כוח העיצוב:

  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

ככל שעיצוב בטוח מושג כאשר הכוח המבני המתקבל על ידי הכפלת הכוח הדומיני על ידי גורם ההפחתה phi, עולה או שווה את הכוח הדרוש כדי לעמוד בעומסים המוערכים.

שלב 5: נדרש כוח מעומסים פגומים

חישוב הכוח הנדרש על ידי יישום גורמים עומסים כדי לספק עומסים ולשלב אותם על פי שילובי העומס החלים.זה מייצר רגעים מוכים (Mu), כוחות ציריים (Pu), וגרם ל-hars (Vu) כי החבר חייב להתנגד.

מו, Vu ו-Pu שווים רגעים חיצוניים, כוחות Shear וכוחות צירים. Mn, Vn ו- Pn שווים את הרגע הלא-מין, Shear ו- axial של החבר בהתאמה.

שלב 6: השוואה בין כוח העיצוב לעוצמה הנדרשת

הדרישה הבסיסית לתכנון היא כי כוח העיצוב חייב להיות שווה או יותר את הכוח הנדרש עבור כל שילובי העומס החלים:

  • ⁇ Mn ⁇ Mu (for flexure)
  • ⁇ Pn ⁇ Pu (for axial לטעון)
  • ⁇ Vu (for Shear)

יחס קיבולת שווה או פחות מ- 1.0 פירושו חוזק העיצוב גדול יותר מהכוח הנדרש; והסעיף מספיק כדי לעמוד בפני כל עומסי הקלט. יחס יכולת גדול מ- 1.0 פירושו חוזק העיצוב הוא פחות מהכוח הנדרש והסעיף אינו מספיק כדי לעמוד בפני כל העומסים.

אם כוח העיצוב אינו מספיק, יש לתקן את החלק על ידי הגדלת ממדים, הוספת חיזוק, או באמצעות חומרי כוח גבוהים יותר.

שלב 7: בטיחות אש ואופטימיזציה

לאחר אימות כוח עיצוב זה עולה על כוח נדרש, מהנדסים צריכים להעריך את שולי הבטיחות לשקול הזדמנויות אופטימיזציה. בעוד עיצוב שמרני מספק בטיחות נוספת, עיצוב יתר על המידה מוביל מבנים לא כלכליים ושימוש לא יעיל של חומרים.

יחס היכולת, המוגדר כיחס של כוח נדרש לכוח עיצוב, מספק מדד שימושי להערכת יעילות עיצוב.חשוב להבין כי יחס יכולת מוגדר בתוכנית הוא רק מדד של היקף השוויון נגד עומסים.אין להשוות אותו לגורם של בטיחות.

דוגמה מפורטת Calculations

דוגמה: יכולת גמישה של A Reinforced Concrete Beam

שקול קרן בטון מלבנית פשוט נתמך עם התכונות הבאות:

  • Width (b) = 12 אינץ'
  • עומק מוחלט (h) = 24 אינץ'
  • עומק יעיל (d) = 21.5 אינץ'
  • כוח הדבקה (f'c) = 4,000 psi
  • כוח התשואה פלדה (Fy) = 60 אלף psi
  • חיזוק חתונות = 4 #8 ברים (כ- 3.16 ב2)

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

ראשית, לקבוע אם החלק נשלט על ידי חישוב יחס חיזוק והשוואה לתנאים מאוזנים:

⁇ = AS / (b × d) = 3.16 / (12 × 21.5) = 0.0122

חישוב עומק של בלוק הלחץ המלבני המקביל:

(כמו × FE) / (0.85 × f'c × b) = (3.16 × 60,000) / (0.85 × 4,000 × 12) = 4.65 אינץ'

חישוב יכולת הרגע הנשגבת:

Mn = × FE × (d - A /2) = 3.16 × 60,000 × (21.5 - 4.65 /2) = 3,685,000 lb-in = 307 kip-ft

[01:0] 2: שלב 2 - לבדוק התנהגות מבוקרת מתחים

חישוב זן ה-Fal Tenile:

c = β1= 4.65 / 0.85 = 5.47 אינץ'

ε = 0.003 × (d - c) / c = 0.003 × (21.5 - 5.47) / 5.47 = 0.0088

מאז 0.0088 > 0.005, החלק נשלט מתח, ו ⁇ = 0.90

(ב) 3 (ב) 3) שלב עיצוב יכולת זמן של עיצוב (Falve) 1

⁇ Mn=0 × 307= 276 kip-ft

(ב) פרק 4: דרשה שעתה של ⁇

נניח שהדבורה משתרעת על 20 מטרים עם:

  • עומס מת (כולל משקל עצמי) = 1.5 קילו / גניבה
  • עומס חי = 2.0 ק"ג / גניבה

שימוש בשילוב עומס U=1.2D +1.6L:

wu = 1.2 (1.5) + 1.6(2.0) = 5.0 קילו/ft

× L2 / 8 = 5.0 × × × 2042 / 8=250 kip-ft

5) ↑ תלמוד בבלי, [[1924]]

⁇ Mn = 276 kip-ft > Mu = 250 kip-ft .

יחס היכולת = Mu / ⁇ Mn = 250 / 276 = 0.91

לבם יש יכולת גמישה נאותה עם שולי בטיחות סבירים.

דוגמה 2: Shear Capacity of a Reinforced Concrete

באמצעות אותו קרן מדוגמה 1, חישוב יכולת הרהר בחלק הקריטי (בדרך כלל במרחק d מהפנים של תמיכה).

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

עבור חברים ללא כוח אקסקלי, המשוואה הפשוטה של Vc היא:

Vc = 2 ⁇ f'c × bw × d

איפה λ = 1.0 עבור משקל רגיל

Vc = 2 × 1.0 × ⁇ 4000 × 12 × 21.5 = 32,600 lbs = 32.6 ק"ג

2 (ב) 2 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

חישוב ה-har המופקד במרחק d מהתמיכה:

Vu = wu × (L/2 - d) = 5.0 × (10 - 21.5 /12) = 41.0 קילו

בדוק אם יש צורך בחיזוק אש:

⁇ Vc = 0.75 × 32.6 = 24.5 קילו

מאז Vu = 41.0 קילו > ⁇ Vc = 24.5 קילו, יש צורך חיזוק שר.

3 (ב) 3 (בתרגום חופשי:0) 3) ↑

נדרש Vs = Vu / ⁇ - Vc = 41.0 /0.75 - 32.6 = 22.1 kps

שימוש ב- #4 רוטטים (Av= 0.40 ב-2) בספאציינג:

s = (Av × FE TER × d) / Vs = (0.40 × 60,000 × 21.5) / 22100 = 23.3 אינץ'

בדוק דרישות ספיגה מקסימלית ולספק #4 רוטטים ב 12 אינץ' במרכז ( שמרני יותר מאשר מחושב).

(ב) ,0) , שלב 4, לבדוק את יכולת ההסרה הכוללת של 1

עם פרצות ב-12 אינץ':

Vs = (Av × FE × D) / s = (0.40 × 60 × 21.5) / 12 = 43.0 קילוps

Vc + Vs = 32.6 + 43.0 = 75.6 קילו

⁇ Vn = 0.75 × 75.6 = 56.7 ק"ג; Vu = 41.0 קילו ps .

דוגמה: Axial Capacity of a Tied

שקול עמודה קשורה עם התכונות הבאות:

  • מידות טור = 16 אינץ' × 16 אינץ'
  • כוח הדבקה (f'c) = 5,000 psi
  • כוח התשואה פלדה (Fy) = 60 אלף psi
  • חיזוק לטווח ארוך = 8 #9 ברים (כ- 8.0 ב2)
  • חיזוק (לא ספירלה)

(ב) ,0) ,1 , ⁇ שטח ברוטו ויחס פלדה

Ag = 16 × 16=256 ב2

⁇ g = AS / Ag = 8.0 / 256 = 0.0313 (3.13%)

2 (ב) ↑ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

עבור דחיסה אקסקלית טהורה (מקסימום יכולת):

Pn,max = 0.80 × [0.85 × f'c × (Ag - As) + FE × AS)

Pn,max = 0.80 × [0.85 × 5,000 × (256 - 8.0) + 60 × 8.0]

Pn,max = 0.80 × (1,054,000 + 480,000) = 1,227 ק"ג

(ב) [15] ,9) ,9.10.10.10.10.10.10.10.10.10.17

עבור עמודות קשורות, ⁇ =0.65 עבור חלקים מבוקרים בדחיסה:

⁇ Pn,max = 0.65 × 1,227 = 798 ק"ג

(ב) 4 (פרק) דרשה קיבולת אקסלאלית (Axial Capacity)

מטענים שנגרמו כתוצאה משילוב עומס U = 1.2D + 1.6L:

  • עומס מת = 350 קילו
  • עומס חי = 200 קילו

1.20.5 + 1.6 (2008) = 740 ק"ג

5) ↑ תלמוד בבלי, [[1924]]

⁇ Pn,max = 798 ק"ג; Pu = 740 קילוps .

יחס היכולת = Pu / ⁇ Pn,max = 740 / 798 = 0.93

בעמודה יש יכולת צירית נאותה, אם כי היא מנוצלת מאוד. בפועל, השפעות אינטראקציה עם רגעים מכווצים יהיה גם צריך להיחשב.

שיקולים מיוחדים ונושאים מתקדמים

עקבו אחרי DAG AND CONDMAG

רוב חברי המבניים חווים תנאי טעינה משולבים ולא עומס אקסקלי טהור או כווית טהורה.עבור עמודות שנצמדו עומס צירי ורגע מתפתל, דיאגרמות אינטראקציה מספקות ייצוג גרפי של היחסים בין יכולת צירית ויכולת רגע.

יחס היכולת נקבע לכל סעיף בהתבסס על העומסים ועל היכולת של הקטע.עבור ערכת עומס נתונה (Pu, Mux, Muy), למצוא את יכולת הסעיף Mx-My contour ב ⁇ Pn= Pu.

דיאגרמת האינטראקציה מראה כי ככל שהעומס צירי עולה, יכולת הרגע בתחילה עולה (בשל ההשפעה המועילה של דחיסה על יכולת גמישה), מגיעה למקסימום בנקודה המאוזנת, ואז יורדת ככל שהסעיף הופך להיות מבוקר יותר.הגורם phi משתנה גם לאורך דיאגרמת אינטראקציה, המעבר מ-0 לאזורים מבוקרים מתח עד 0.65 או 0 לדחיסה לאזורים מבוקרים.

תוצאות של Slenderness and Second-order Analysis

עבור עמודות סלנדר, אפקטים אחרים הזמנה (אפקטים P-delta) יכולים להפחית באופן משמעותי את יכולת העומס.התוכנית מהווה אפקט P- ⁇ על ידי הגדלת הרגעים הסדר השני באמצעות שיטת הגדלה של ACI. למעשה, כל העמודות במסגרות sway חייבות להיחשב תחילה כעמודות מצופים תחת עומסי כבידה הפועלים לבד.

קוד ACI מספק שתי שיטות חשבונאות עבור אפקטים של סלנדר:

  • שיטת ה-FLT:0 (Moment Magnification Method: FLT:1) גישה פשוטה המגבירה את הרגעים הראשונים באמצעות גורמי הגדלה
  • (ב) [15] ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

חשוב לציין כי בשני הניתוחים הראשונים ושניים; יש להשתמש בנוקשות חבר מתאים כדי להסביר את ההשפעות של עומסים ציריים, סדק, ומצמר.

שיקולים עיצוביים

עבור מבנים באזורים סיסמיים, הוראות מיוחדות חלות שעשויות לשנות את גורמי העומס וגורמי הפחתת הכוח.הערך של ⁇ עבור Shear נלקח כפי שתואר ב ACI 21.2.4 עבור מבנים עמידים לרעידת אדמה עם אלמנטים (a), או (b), או (c): (a) מסגרות מיוחדות (ב) קירות מבניים מיוחדים (c) במבנים מבניים מוקצה ל-Siological, עיצוב Fic, או F.

עיצוב סיסמית מדגיש את יכולת הניתוק והאנרגיה.זה לעתים קרובות גורם בדרישות מפורטות יותר, ובמקרים מסוימים, גורמים פילים משתנים כדי להבטיח כי מצבי כישלונות דוקטריליים (כגון תשואות גמישות) מתרחשים לפני מצבי כישלונות מתפתלים (כגון כישלונות של כישוף).

אנקורג' ופיתוח אורך

היכולת של חברי בטון מתחזקת תלויה לא רק בכוח החומרים, אלא גם ביכולת לפתח את הכוח המלא של חיזוק באמצעות אורך עוגן ופיתוח הולם.

ב- ACI 318-19, גורמי הפחתת הכוח, ⁇ , עבור העוגן מוגדרים בפרק 17 בניגוד לפרקים אחרים שגורמי ה ⁇ שוכנו בפרק 21. ב-ACI 318-25, ⁇ גורמים עברו לפרק 21 כדי להיות עקבי עם שאר המסמך. אנקזציות ומצב חיזוק משלים הוחלפו מ ⁇ ופורסמו לשינוי חדש, ⁇ .

ניתן לראות כי המוצר של ⁇ a לחיבורים מקודמים ב- ACI 318-25 שווה בערך לגורמי ה ⁇ ב- ACI 318-19, בעוד היכולות של קשרים לא-מיושבים מופחתות ב -10% עד 15%.

אפקט גודל בעיצוב Shear

מחקרים אחרונים הראו כי עוצמתם של חברי בטון מציגה אפקט גודל, שבו חברים גדולים יש כוח הרהר נמוך יחסית לאזור יחידת מאשר חברים קטנים יותר.תופעה זו שולבה במהדורות האחרונות של הקוד ACI.

השינויים מהווים את גודל ההשפעה ואת רמות חיזוק נמוכות עבור חברים ללא חיזוקים.זה גם מפשט ומפחית את המשוואות עבור חברים קונקרטיים לא מנוסים עם וללא השפעות עומס אקסקלי.ההשפעה של שינוי זה תשתנה ויכולה רק להיות נחושה לאחר יישום לתנאים שונים.

שינוי זה מהווה אפקט עומק של סלאבים ללא חיזוקים של שר.עבור שתי סלילות ללא חיזוקים ו d > 10 פנימה, אפקט גודל התוצאה יביא לירידה בערכי כוח שני מסלולים בהשוואה ל-ACI 318-14.

שיקולים מעשיים ועיסוקים טובים

בדיקות איכות ובקרת איכות

הדיוק של חישובי קיבולת העומס תלוי ביסודו על המאפיינים החומריים הממשיים שהושגו בבנייה.תהליכי בקרת איכות, כולל בדיקות גליל קונקרטיות והסמכת מילימטר חיזוק, להבטיח כי נקודות חוזק חומריות מוגדרות מושגות.

כאשר בוחנים מבנים קיימים או התייחסות למושגים קונקרטיים שאינם מתואמים, הוראות מיוחדות עשויות ליישם את בדיקות הליבה, שיטות בדיקה לא הרסניות, וניתן להשתמש בהליכים סטטיסטיים של הערכה כדי להעריך את הכוח המדויק של מקום ולקבוע גורמי הפחתה נאותה של כוח עבור מבנים קיימים.

עיצוב וניתוח מחשב

תרגול הנדסי מודרני מבוסס רבות על תוכנת מחשב לתכנון וניתוח.תוכנות אלה משלמות רבות מהחישובים המתוארים במאמר זה, כולל:

  • הדור אוטומטי של שילובי עומס
  • רגיעה של נומינאל וחוזקות עיצוב
  • דור של דיאגרמות אינטראקציה עבור טעינה משולבת
  • ניתוח הזמנה שנייה עבור חברים
  • אופטימיזציה של פריסות חיזוק

עם זאת, מהנדסים חייבים להבין את העקרונות הבסיסיים כדי לפרש תוצאות תוכנה כראוי, לאמת חישובים ולקבל החלטות עיצוב מושכלות.תוכנות צריכות להיחשב ככלי שמשפר את השיפוט ההנדסי ולא להחליף אותו.

מסמכים ותקשורת

תיעוד ברור של חישובי קיבולת העומס חיוני עבור אימות עיצוב, תיאום בנייה, ופניות עתידיות.

  • תכונות חומריות ונחות עיצוב
  • שילובי טעינה נחשבים
  • חישובים של כוח עם תמיכה משוואות
  • גורמי הפחתת כוח
  • השוואה של כוח עיצוב לכוח נדרש
  • המונחים: קיבולת

מסמכי בנייה צריכים לתקשר בבירור דרישות עיצוב כולל כוח קונקרטי, פרטי חיזוק, וכל דרישות בדיקה או בדיקה מיוחדות.

טעויות נפוצות וכיצד להימנע מהן

כמה טעויות נפוצות יכולות להתרחש בחישובי קיבולת עומס:

  • (ב) בחירה נכונה של גורם: FLT:1 לבדוק כי גורם הפחתת הכוח המתאים משמש לכל מצב כשל ותנאי טעינה
  • (ב) ,0) שילובי עומס: FLT:1ua, כל שילובי העומס החלים נחשבים, כולל אלה להורדת יתר ושיקום.
  • (ב) דרישות חיזוק מינימליות: FIRLT:1 גם כאשר חישובים מראים פחות חיזוק נדרש, דרישות מינימום קוד צריך להיות מרוצה.
  • (ב) ,0) הערכת דרישות מפורטות: 10.10.1 חישובים של קיבולת יש ללוות על ידי פרטים מתאימים עבור אורך הפיתוח, ספאם, כיסוי,
  • דרישות השירות:0 (Overlook Serviceability): בעוד שהכוח הוא קריטי, פענוח, שליטה סדק וקריטריונים אחרים של אחריות יש גם להיות מרוצים

פיתוח קודים וכיוונים עתידיים

התפתחות ACI 318 Provisions

קוד ACI 318 עובר עדכונים קבועים כדי לשלב ממצאים חדשים של מחקר, לשפר את יעילות העיצוב ולשפר את הבטיחות המבנית.

  • משוואות כוח שייח'ות לאפקט גודל ויחס חיזוק ארוך טווח
  • הוראות מעודכנים עבור בטון גבוה וחיזוק
  • שיפור הוראות עיצוב העוגן עם גורמי בטיחות משתנים
  • הוראות משופרות לתכנון סיסמי
  • המונחים: growth demand

ב- ACI 318-19, שולחן 21.2.2 עבור הפחתה של כוח, כלומר, כוח צירי, או זמן משולב וכוח צירי, גבול המתח נשלט מוגדר כביטוי של ניגוד, כדי לכסות באופן מפורש ציונים לא מוכים של חיזוקים שאינם מ- 60. לכן, החל עם קוד 2019, הביטוי (TY + 0.003) מגדיר את ה- t התחתון על פני מתח מבוקר.

גישה מבוססת אחריות

התפתחותם של גורמי עומס וגורמי הפחתת כוח מבוססת יותר ויותר על תורת האמינות והניתוח הפרוביביליסטי.ההסתברות לכישלון המבוססת על ניתוח ראשוני רגע שני של פרוביביליסטי נעשה שימוש במחקר זה כדי לחדד את גורם ההפחתה בחיזוי התרומה של הסתברות קונקרטית לכוחה של דחיסה של 075 דונם-conete-conete beams על פי קוד ה-ACI1818.

גישה מבוססת אמינות זו מבטיחה רמות בטיחות עקביות על פני מצבי כישלונות שונים ותנאי טעינה, המוביל עיצובים רציונליים וכלכליים יותר.

אחריות ויציבות חומרית

ככל שתעשיית הבנייה מתמקדת יותר ויותר בקיימות, אופטימיזציה של שימוש בחומרים תוך שמירה על בטיחות הופכת חשובה יותר. חישובים של יכולת העומס מאפשרים למהנדסים לעצב מבנים המשתמשים ביעילות בחומרים ללא היערכות של בטיחות.

  • שימוש בחומרים גבוהים יותר, המתאימים לצמצום גודלי החברה
  • אופטימיזציה של פריסות חיזוק לצמצום הפסולת
  • בהתחשב בביצועי מחזור חיים בהחלטות עיצוב
  • שילוב חומרים ממוחזרים ובר קיימא כאשר ניתן

מסקנה ו- Key Takeaways

חישוב יכולות העומס עם גורמי בטיחות קוד ACI הוא מיומנות בסיסית עבור מהנדסים מבניים הפועלים עם מבנים קונקרטיים.התהליך כרוך בגישה שיטתית המשלבת תכונות חומריות, שיקולים גאומטריים, וגורמי בטיחות מקודמים כדי להבטיח ביצועים מבניים נאותים.

עקרונות מרכזיים לזכור כוללים:

  • כוח עיצוב מתקבל על ידי הכפלת כוח נומינאל על ידי גורם הפחתת כוח מתאים ( ⁇ )
  • גורמים פילים שונים חלים על מצבי כישלונ שונים, משקפים רמות שונות של דקטינות וחיזוי
  • גורמי טעינה אחראים על אי-ודאות בגודל העומס ובשילוב
  • כוח עיצוב חייב להיות שווה או יותר כוח נדרש עבור כל שילובי העומס החלים
  • התפתחויות קוד מתקדמות ממשיכות לחדד את ההוראות בהתבסס על ניתוח מחקר ואמינות

על ידי ביצוע תהליך חישוב שלב שלב המתואר במאמר זה ולהבין את העקרונות הבסיסיים, מהנדסים יכולים לתכנן בבטחה מבנים קונקרטיים בטוחים, יעילים וכלכליים העומדים בדרישות קוד ACI.המשך פיתוח מקצועי להישאר הנוכחי עם עדכוני קוד להבטיח כי מהנדסים ליישם את ההוראות העיצוב העדכניות וההולימות ביותר.

למידע נוסף על הוראות קוד ACI ועיצוב קונקרטי מבני, מהנדסים צריכים להתייעץ עם מסמך קוד ACI 318, ACI עיצוב חוברות יד ומשאבים הזמינים באמצעות ארגונים מקצועיים כגון FLT:0 American Concrete InstituteFLT 1 ו-FLT:2 American Society of Engineers Civil EngineersFLT 3: המשך לימודי חינוך קורסים, סמינרים טכניים, עמיתים ו-review יקר לספק פרסומים מעמיקים על עיצוב קונקרטי.