KOMPOZICINĖS KOLONOS

Home / Statyba / KOMPOZICINĖS KOLONOS

TURINYS

1. ĮVADAS

2. KOMPOZICINIŲ KOLONŲ SKERSINIŲ PJŪVIŲ TIPAI

3. KOMPOZICINIŲ KOLONŲ SKERSINIŲ PJŪVIŲ TIPAI

4. VIETINIO PASTOVUMO NETEKIMAS

5. PROJEKTAVIMAS AŠINIO GNIUŽDYMO ATVEJU

5.1 Skersinių pjūvių atsparumas

5.2 Konstrukcijos dalių atsparumas

5.3 Santykinis liaunumai ir standumai

6. PROJEKTAVIMAS GNIUŽDYMUI IR TEMPIMUI

6.1 Bendrai

6.2 Analizė lenkimo momentams

6.3 Projektavimo principas

7.KOLONŲ SU NESIMETRINIAIS PJŪVIAIS (DALIMIS) PROJEKTAVIMAS

8.SANTRAUKA

9.LITERATŪRA

1. ĮVADAS

Šeštajame XX a. dešimtmetyje pradėtas įtemptas kolonų, kuriose betonas

skersiniame pjūvyje dirba kartu su metaliniu profiliu, apkrautų apkrova,

laikomosios galios tiriamasis darbas. Šios kolonos negalėjo būti

projektuojamos nei pagal plieno, nei pagal bbetono konstrukcijoms keliamus

reikalavimus. Šio tiriamojo darbo rezultatai buvo aprašyti įvairiuose

leidiniuose.

1977 metais buvo išspausdintos kompozicinių kolonų projektavimo

rekomendacijos /1/ , kurios kartu supažindino su tolimesnių tiriamųjų darbų

rezultatais Eurocode 4 juodraštiniame variante /2/, skirtame kompozicinėms

konstrukcijoms. Šiame darbe buvo apibrėžtos kompozicinių kolonų analizės ir

projektavimo taisyklės.

Eurocode 4 dokumente visų pirma apibrėžiami pagrindiniai kompozicinių

kolonų projektavimo reikalavimai. Turi būti atkreipiamas dėmesys į visus

skirtingų medžiagų geometrinius ir fizinius netolygumus. Vis tik, sutikti

šiuos reikalavimus galima tikrinant daugelį analizės metodų, kurie

paprastai gali būti vykdomi galingomis EDP-programomis. Praktiniam

naudojimui Eurocode 4 pateiktas ssupaprastintas metodas, kuris ir aptartas

toliau.

2. KOMPOZICINIŲ KOLONŲ SKERSINIŲ PJŪVIŲ TIPAI

1 Pav. parodo tipinius kompozicinių kolonų skersinių tipų pjūvius, su

Eurocode 4 pastabomis. Dideliam skersinių pjūvių kiekiui pavaizduoti yra

tik pavyzdžiai. Pjūviai gali būti suskirstyti į dvi grupes:

– Betonu užpildyti pjūviai, kuriems bbetonas nematomas paviršiuose;

– Visiškai ir dalinai padengti pjūviai.

Visi skersiniai pjūviai yra simetriški abiejų ašių atžvilgiu ir gali būti

papildomai armuoti.

Kompozicinių kolonų naudojimas suteikia įvairių privalumų. Esant mažiems

skersinio pjūvio išmatavimams, gali būti pasiekiama didelė apkrovos

laikomoji galia. Iš kitos pusės, pjūviai su skirtinga laikomąja galia, bet

su identiškais išmatavimais gali būti gaminami dėl didelio kintamumo. Tokiu

būdu išoriniai kolonos matmenys gali būti išlaikomi pastovūs daugelyje

pastato aukštų, kas sumažina projektavimo darbų apimtį. Ekonominis

efektyvumas taip pat tampa derinio su pigios betono medžiagos panaudojimo

išdava. Dar daugiau, gali būti taikoma smarkiai išvystyta jungiančiosios

plieno konstrukcijų technika.

Betonu užpildyti profiliai (pav.: 1d-f) plieninė dalis dirba tuo pačiu metu

kaip ir gaubtas betonui. Betonu užpildytos dalys suteikia galimybę

pastatyti pastatą, kaip vien tik plieno

konstrukciją ir vėliau užpildyti skersinius pjūvius betonu, pavyzdžiui

išankstiniu betono įtempimu. Taip ddarant, montavimo laikas gali sutrumpėti.

[pic]

Pav. 1: Kompozicinių kolonų tipiniai skersiniai pjūviai su pastabomis

Dar daugiau – apsauginė plieno danga leidžia daryti prielaidą didesnio

projektuojamojo stiprio betonui naudoti. Betonu užpildyto apvalaus

tuščiavidurio profilio įkalinimo (apribojimo) efektas papildomai tampa

padidėjusios laikomosios galios priežastimi. Betono valkšnumo bei

sutrumpėjimo įtakos įprastai gali būti nepaisoma. Į šią įtaką turi būti

atsižvelgiama, kalbant apie betonu padengtus profilius (pav. 1a-c).

Priklausomai nuo visiško padengimo betonu, pjūviai (pav. 1a), dažniausiai,

patenkina aukštos klasės apsaugos nuo ugnies reikalavimus, be jokių

papildomų vertinimų. Dalinai padengtiems pjūviams, kaip ir betonu

užpildytiems ppjūviams (pav. 1b+c), tai gali būti pasiekiama papildomu

armavimu. Dalinai padengti pjūviai turi tolimesnius privalumus.

Pirma, jie gali būti gana lengvai pagaminami. Kolonų angos gali būti

užpildytos betonu horizontalioje plieninės dalies padėtyje. Po 24 valandų

kolona gali būti apsukama ir papildomai užpildoma betonu. Įrėminimas

atliekamas plieniniu profiliu. Pjūviams, atitinkantiems pav. 1b betono,

sukant koloną, lašėjimo turi būti išvengta konstruktyvinių reikalavimų

sumetimais (jungiamieji vinys su galvute ar pan.). Antra, daliniai plieno

plotai paviršiuje leidžia suvirinti jungiančiuosius mechanizmus po

betonavimo.

3. KOMPOZICINIŲ KOLONŲ SKERSINIŲ PJŪVIŲ TIPAI

Kompozicinėms kolonoms gali būti naudojamas konstrukcinis plienas pagal

Eurocode 3 /3/ bei armavimas, pagal Eurocode 2 /4/.

Bendroms plieno klasėms simbolinės stiprio vertės pateiktos lentelėje 1.

Jos galioja, kai medžiagos storis ne didesnis nei 40 mm. Didesnio storio

medžiagoms stipriai turi būti sumažinami, atitinkamai derinant su Eurocode

3 /3/.

|Plieno klasės|Fe E 275 |Fe E 275 |Fe E 355 |

|(senas |(St37) |(St44) |(St52) |

|žymėjimas) | | | |

|fy [N/mm2] |235 |275 |355 |

|Ea [kN/mm2] |210 |210 |210 |

Lentelė 1: Simbolinės stiprio fy vertės ir modulinis standumas bendriems

konstrukcinio

plieno tipams, pagal Eurocode 4, esant medžiagos storiui

iki 40 mm;

patikslinimai skliausteliuose atitinka senesnę

klasifikaciją.

Betonui, skirtingų betono klasių stipriai, pagal Eurocode 2 /4/ pateikti 2

lentelėje. Klasifikacija C25/30 pateikia cilindro bandinio stiprumą (25) ir

kubelio bandymo stiprumą (30).

|Betono |C20/25|C25/30|C30/37|C35/45|C40/5|C45/|C50/|

|klasės | | | | |0 |55 |60 |

|fck |20 |25 |30 |35 |40 |45 |50 |

|[N/mm2] | | | | | | | |

|Ecm |29 |30.5 |32 |33.5 |35 |36 |37 |

|[kN/mm2] | | | | | | | |

Lentelė 2: Būdingas cilindrinis stiprumas fck ir vidutinės sekanto

(kirstinės) modulio Ecm

vertės skirtingoms betono klasėms, pagal Eurocode 2.

Eurocode 2 paminėti 3 skirtingi armuojančio plieno tipai (klasės), pateikti

3 lentelėje.

|Armuojančio plieno |S 220 |S 420 |S 500 |

|klasės | | | |

|fsk [N/mm2] |220 |420 |500 |

|Es [kN/mm2] |200 |200 |200 |

Lentelė 3: Būdingi stiprumai fsk ir standumo moduliai Es vertės

armuojančiam plienui,

pagal Eurocode 2.

Brėžinys turi parodyti, jog projektinės poveikio Sd vertės nėra didesnės

nei projektinis atsparumas Rd , atitinkamai pagal 1 lygybę.

Sd ≤ Rd = [fy / γMa , fck / γc , fsk / γs ]

(1)

Su daliniais saugos koeficientais

– betonui γc = 1.5

(2)

– armuojančiam plienui γs = 1.15

(3)

– konstrukciniam plienui γMa = γRd = 1.1 kolonoms, paveiktoms

įlinkio (4)

– γMa = γa = 1.0 visoms

kitoms kolonoms (5)

Projektinės stiprio reikšmės konstrukciniam plienui ir armuojančiam plienui

gaunamos iš:

fyd = fy / γMa ; fcd = fck / γc ; fsd = fsk / γs

(6)

Atsižvelgiant į ilgalaikės apkrovos poveikį gniuždymo stiprumui, betono

stipris turi būti sumažintas koeficientu αα = 0.85.

Šio sumažinimo gali būti nepaisoma betonu užpildytiems kompoziciniams

pjūviams

(α = 1.0), kai betono stipris auga, priklausomai nuo pilno apsaugojimo

(uždengimo) nuo oro ir, dar daugiau, užkertamas kelias ardančiam poveikiui.

4. VIETINIO PASTOVUMO NETEKIMAS

Galutinio ribinio medžiagos stiprio būvio pasiekimas priimamas visoms

pjūvio dalims. Turi būti užtikrinta, jog tai įmanoma be pirmesnio plonų

skersinio pjūvio dalių stabilumo netekimo.

Tai gali būti patikrinta paviršinėms plieno dalims ribiniu sienos dydžio ir

sienos storio santykiu. Su 1 pav. Pastabomis, sekančių ribinių santykių

rezultatai:

– betonu užpildytiems apvaliems vamzdžiams (pav. 1e+f)

d/t ≤ 90 ε2 (7)

– betonu užpildytiems stačiakampiams tuščiaviduriams

profiliams (pav 1d) su h = ilgesnė profilio kraštinė

h/t ≤ 52 ε (8)

– dalinai uždengtiems I – pjūviams (pav. 1b+c)

b/tf ≤ 44 ε (9)

Koeficientas ε įskaičiuojamas skirtingiems produkcijos kiekiams.

ε = √235 / fy

(10)

su fy , matuojamu N/mm2.

Konstrukcinio plieno klasėms, pateiktoms 1 lentelėje, tokiu būdu ribinės

vertės yra pateiktos 4 lentelėje:

|Plieno klasė |Fe E 235|Fe E |Fe E |

| | |275 |355 |

|Betonu užpildyti apvalūs |90 |77 |60 |

|vamzdžiai rib d/t | | | |

| Betonu užpildyti |52 |42 |42 |

|stačiakampiai tuščiaviduriai | | | |

|profiliai | | | |

|rib h/t | | | |

|Dalinai uždengti I – pjūviai |44 |41 |36 |

|rib b/tf | | | |

Lentelė 4:

Ribiniai sienos dydžio ir sienos santykiai sienai, kurios

pastovumo netekimui

užkertamas kelias.

Visiškai uždengtoms plieno dalims vietinio pastovumo tikrinimas nėra

būtinas. Didesnėms plieninėms dalims ( buvusiems kraštams 1a pav.) turi

būti užtikrinamas pakankamas betono sluoksnis tam, kad būtų išvengta betono

dengiančiojo sluoksnio irimo.

Būtent todėl minimali betono danga ties tokiomis plieninėmis dalimis turėtų

būti ne mažesnis nei 40 mm ar 1/6 plieninės dalies matmens dalis.

Skersiniams pjūviams, pagal 1 pav., seka:

40 mm ≤ cz ≥ b/6

(11)

Jei plieninės dalys, esančios ties išorine dalimi, viršija duotas 4

lentelėje vertes, tturėtų būti taikomi specialūs analizės metodai. Labiau

galimas šiuo atveju Eurocode 4 pateiktas supaprastintas projektavimo

metodas.

5. PROJEKTAVIMAS AŠINIO GNIUŽDYMO ATVEJU

5.1 Skersinių pjūvių atsparumas

Kompozicinės kolonos plastinis skersinio pjūvio atsparumas pateikiamas kaip

komponentų suma:

Npl.Rd = Aa fyd + Ac α fcd + As fsd

(12)

kur

Aa, Ac, As yra konstrukcinio plieno,

betono ir armatūros plotai,

fyd, fcd, fsd yra anksčiau apibūdinti

medžiagų projektiniai stiprumai ir

α yra lygi 1.0 betonu

užpildytiems skersiniams pjūviams ir

0.85 – kitais atvejais

Pav. 2 parodo įtempimų pasiskirstymą, kuriuo pagrįsta 12 lygybė:

[pic]

Pav. 2: Įtempimų ppasiskirstymas plastiniam pjūvio atsparumui, uždaro I –

profilio

pavyzdžiui

Betonu užpildytiems apvaliems tuščiaviduriams profiliams padidėjusios

betono apkrovos laikomosios galios, priklausančios nuo plieninio vamzdžio

apribojimo efekto, gali būti paisoma.

Priklausomai nuo suvaržytų betono įtempimų seka trimatis įtempimų

pasiskirstymas betone. Tai reiškia, jog normalinių įtempimų laikomoji galia

didėja. Tuo ppat metu vamzdyje atsiranda žiediniai tempimo įtempimai, kas

sumažina jo įprastinę laikomąją galią vamzdyje.

_________

Į poveikį gali būti atsižvelgiama iki santykinio liaunumo λ ≤ 0.5. Be to,

normalinės jėgos ekscentricitetas e turi neviršyti vertės d/10, kur d yra

išorinis vamzdžio matmuo.

Ekscentricitetas e nustatomas:

e = Mmax.Sd / NSd

(13)

su

Mmax.Sd maksimalus projektinis momentas nuo apkrovų, pagal 1ąją

teoriją

NSd normalinė projektinė jėga

Plastinė normalinė jėga šiems skersiniams pjūviams gali būti nustatoma iš:

su

t apvalaus tuščiavidurio profilio sienos storis

Npl.Rd = Aa fyd η2 + Ac fcd ( 1 + η1 * t/d * fy / fck ) + As * fsd

(14)

Verčių išraiškos:

η1 = η10 * ( 1 – (10 * e) / d )

(15)

η2 = η20 + ( 1 – η20 ) * (10 * e) //d

(16)

linijinė interpoliacija vykdoma apkrovų ekscentricitetams e ≤ d / 10 su

pagrindinėmis

________

vertėmis η 10 ir η20, kurios priklauso nuo santykinio liaunumo λ :

_________

_________

η10 = 4.9 – 18.5 * λ + 17 * λ2 bet η10 ≥ 0.0

(17)

________

η20 = 0.25 * ( 3 + 2 * λ ) bet η20 ≤ 1.0

(18)

_______

Lentelė 5 pateikia pagrindines η10 ir η20 vertes, atitinkamai skirtingoms λ

vertėms.

| |0.0 |0.1 |0.2 |0.3 |0.4 |0.5 |

|____ | | | | | | |

|λ | | | | | | |

|η10 |4.90 |3.22 |1.88 |0.88 |0.22 |0.00 |

|η20 |0.75 |0.80 |0.85 |0.90 |0.95 |1.00 |

Lentelė 5: Pagrindinės dydžių η10 ir η20 vertės, atsižvelgiant į betonu

užpildytų apvalių

vamzdžių apribojimą.

_________

Jei ekscentricitetas e viršija vertę d / 10 ar santykinio liaunumo λ vertę

0.5, turi būti taikomi η1 = 0 ir η2 = 1.0.

5.2 Konstrukcijos dalių atsparumas

Kiekvienai iš pagrindinių kolonos lenkimo ašių turi būti patikrinta, ar:

NSd ≤ χ * Npl.Rd

(19)

kur:

Npl.Rd yra skersinio pjūvio atsparumas ašinei jėgai ( skyrelis 5)

χ yra atitinkamo įlinkio kreivės mažinimo koeficientas

Pav. 3 parodo Europos įlinkio kreives kompozicinėms kolonoms:

kreivė a betonu užpildytiems tuščiaviduriams profiliams

kreivė b dalinai ir visiškai padengtiems betonu I – profiliams su

lenkimu apie stiprią

plieno profilio ašį

kreivė c dalinai ir visiškai padengtiems betonu I – profiliams su

lenkimu apie silpną

plieno profilio ašį

Šios kreivės taip pat gali būti aprašytos lygybėmis:

____________

χ = 1 / ( Φ + √ Φ2 – λ2 )

(20)

su

_________

___________

Φ = 0.5 * [ 1 + α * ( λ – 0.2 ) + λ2 ]

(21)

Koeficientas α 21 lygybėje įskaičiuojamas dėl įvairių trūkumų prielaidų

skersiniams pjūviams, atitinkamai skirtingoms įlinkių kreivėms (6 lentelė).

Mažinantieji koeficientai χ gali būti randami 7 lentelėje ir tarpiniai

koeficientai gali būti randami interpoliuojant.

|Europinės įįlinkio |a |b |c |

|kreivės | | | |

|Trūkumo koeficientas |0.21 |0.34 |0.49 |

|α | | | |

Lentelė 6: Trūkumo koeficientas α įlinkio kreivėms pagal Eurocode 3

| | |

|______ |χ įlinkių kreivei |

|λ | |

| |a |b |c |

|0.0 |1.0000 |1.0000 |1.0000 |

|0.2 |1.0000 |1.0000 |1.0000 |

|0.3 |0.9775 |0.9641 |0.9491 |

|0.4 |0.9528 |0.9261 |0.8973 |

|0.5 |0.9243 |0.8842 |0.8430 |

| | | | |

|0.6 |0.8900 |0.8371 |0.7854 |

|0.7 |0.8477 |0.7837 |0.7247 |

|0.8 |0.7957 |0.7245 |0.6622 |

|0.9 |0.7339 |0.6612 |0.5998 |

|1.0 |0.6656 |0.5970 |0.5399 |

| | | | |

|1.1 |0.5960 |0.5352 |0.4842 |

|1.2 |0.5300 |0.4781 |0.4338 |

|1.3 |0.4703 |0.4269 |0.3888 |

|1.4 |0.4179 |0.3817 |0.3492 |

|1.5 |0.3724 |0.3422 |0.3145 |

| | | | |

|1.6 |0.3332 |0.3079 |0.2842 |

|1.7 |0.2994 |0.2781 |0.2577 |

|1.8 |0.2702 |0.2521 |0.2345 |

|1.9 |0.2449 |0.2294 |0.2141 |

|2.0 |0.2229 |0.2095 |0.1962 |

Lentelė 7: Mažinantysis koeficientas χ Europinėms įlinkių kreivėms, pagal

/3/

[pic]

Pav. 3: Europinės įlinkių kreivės, pagal Eurocode 3

5.3 Santykinis liaunumai ir standumai

Santykinis kolonos, veikiamos ašine jėga, liaunumas apkrovos laikomajai

galiai gaunamas iš:

______

λ = √ Npl.R / Ncr

(22)

kur

Npl.R yra skersinio pjūvio atsparumas normalinei jėgai, pagal

lygybes 12, 14,

atitinkamai su γa = γc = γs = 1.0 ir

Ncr yra kolonos elastinė lenkimo apkrova.

Ncr = ( (E * I )e * π2 ) // l2

(23)

su

( E * I )e naudingasis lenkimo standumas ir

l kolonos įlinkio ilgis.

Kolonos įlinkio ilgis gali būti apibrėžiamas pagal Eurocode 3. Atskiroms

kolonoms nesvyruojančiose sistemose, kolonos ilgis gali būti pritaikomas

įlinkio ilgiui.

Naudingasis lenkimo standumas apibrėžiamas paprastai, kaip plastiškasis

atsparumas skersinio pjūvio normalinei jėgai, pridedant atskirus

komponentus:

(E * I )e = Ea * Ia + 0.8 * Ecd * Ic + Es * Is

(24)

kur

Ia, Ic ir Is yra inercijos momentai plotams atitinkamai

konstrukciniam plienui,

betonui (čia priimamas kaip nesupleišėjęs) ir

armavimui atitinkamai

lenkimo ašiai,

Ea ir Es yra standumo moduliai konstrukciniam plienui ir

armatūrai, ir

0.8 * Ecd * Ic yra naudingasis betono dalies lenkimo standumas.

Ecd = Ecm / γc

(25)

su

Ecm kirstinės betono modulis, pagal Eurocode 2,

atitinkamai 2 lentelė.

Medžiagos saugumas γc gali būti sumažintas naudingojo lenkimo standumo

apibrėžimui iki γc = 1.35, pagal Eurocode 2.

Plonoms kolonoms ilgalaikės betono elgsenos įtaka (valkšnumas ir

susitraukimas) laikomajai galiai turi būti apibrėžtas.

Jei normalinės jėgos ekscentricitetas, pagal 13 lygybę, yra daugiau nei

dvigubai didesnis už atitinkamą skersinio pjūvio dimensiją, reikia

atsižvelgti į valkšnumą ir susitraukimą.

__________

Tai taip pat galioja, jei santykinis liaunumas ( yra mažesnis nei ribinė

vertė, pateikta 8 lentelėje.

Valkšnumo ir susitraukimo įtakos gali būti paisoma paprastau betono

standumo modulio pakeitimu iš Ecd į EC:

Ec (Ecd * (1 – 0.5 * (

NG.Sd / NSd )

(26)

kur

NSd yra projektinė normalinė jėga ir

NG.Sd yra ilgalaikė veikianti jos dalis.

| |Sutvirtintos ir |Nesutvirtintos ir |

| |nesiūbuojančios |siūbuojančios |

| |sistemos |sistemos |

|Betonu padengtas |0.8 |0.5 |

|skerspjūvis | | |

|Betonu užpildytas |0.8 / 1 – ( |0.5 / 1 – ( |

|skerspjūvis | | |

________

Lentelė 8: Ribinės ( vertės valkšnumui ir susitraukimui įvertinti

Koeficientas ( simbolizuoja konstrukcinio plieno indėlį į plastinės

normalinės jėgos laikomąją galią (leistinoji apkrova). Betonu užpildytiems

skersiniams pjūviams ribinės vertės taikomos tik betoninei daliai (( 1 – (

).

( ( ( Aa * fyd ) / ( Npl.Rd )

(27)

6. PROJEKTAVIMAS GNIUŽDYMUI IR TEMPIMUI

6.1 Bendrai

Projektavimas gniuždymui bei lenkimui atliekamas sekančiais žingsniais:

Kompozicinė kolona tiriama atskirai nuo sistemos. Taip darant, priimami

galutiniai momentai, kurie gaunami iš sistemos, kaip visumos analizės. Šie

galutiniai momentai taip pat gali būti apibrėžti antrąja visos sistemos

analizės teorija , pagal atitinkamus reikalavimus. Poveikio rezultatai

apibrėžiami galutiniais momentais bei galimomis horizontaliomis jėgomis,

per visą kolonos ilgį, kaip ir normalinės jėgos atveju. Liaunų kolonų

atveju tai turi būti atliekama atsižvelgiant įį antrosios teorijos

padarinius. Supaprastintame metode, pateiktame Eurocode 4 , turi būti

atsižvelgta į trūkumus, poveikio padariniuose kolonai analizėje. Į juos

atsižvelgiama apibrėžiant atsparumą.

Kolonos atsparumas gniuždymui ir lenkimui apibrėžiamas skersinio pjūvio

sąveikos kreive. Į šlyties jėgų įtaką gali būti atsižvelgta sąveikos

kreivėje.

6.2 Analizė lenkimo momentams

Analizės llenkimo momentams, atitinkamai pagal antrąją teoriją, gali būti

nepaisoma

_______

sutvirtintoms ir nesiūbuojančioms sistemoms, jei kolonos liaunis (

skaičiuojamas:

______

( ≤ 0.2 * ( 2 – r )

(28)

kur

r yra mažesniojo ir didesniojo galutinių momentų santykis

(pav. 4)

[pic]

Pav. 4: Galutinių momentų santykis r

Skersinei apkrovai per visą kolonos ilgį r ( 1.

Linkio standumas, kuris būtinas sekančiai antrosios teorijos analizei, gali

būti apibrėžtas 24 lygybe.

Supaprastintu būdu, momentas, atitinkamai pagal antrąją teoriją, gali būti

suskaičiuojamas dauginant maksimalų pirmąjį pagal eilę lenkimo momentą su

koeficientu k:

k ( ( / ( 1 – NSd / Ncr ) ≥ 1.0

(29)

kur

NSd yra projektinė normalinė jėga

Ncr yra kritinė apkrova, pagal 23 lygtį su l lygiam kolonos ilgiui

ir

( yra momento koeficientas, pagal 30 lygybę.

Kolonoms, apkrautoms skersine apkrova per visą kolonos ilgį, β ddydis turi

būti priimamas lygus 1.0. Teoriniams galutiniams momentams ( gali būti

skaičiuojamas iš:

( ( 0.66 + 0.44 * r bet

( ≥ 0.44 (30)

su r atitinkamai 4 pav.

6.3 Projektavimo principas

59 paveikslas parodo patikrinimo principą. Visų pirma, kompozicinės

kolonos, veikiamos ašinio gniuždymo, laikomoji galia turi būti apibrėžta

pagal 5 skyrelį. Ši laikomoji galia yra atstovaujama dydžio (. Lygyje (

momentui (k vertė gali būti išskaityta iš sąveikos kreivės, kuri yra

sudaryta kaip kolonos defektų reikšmė.

[pic]

Pav. 5: Projektavimo procedūra gniuždymui ir neašiniam lenkimui

Šių defektų įtaka priimama kaip ffaktorius, mažinantis linijinį ryšį dydžiui

(n Veikiančiai normalinei jėgai (d ( NSd / Npl.Rd lieka momento

koeficientas (, priimant atitinkamus lenkimo momentus. Tam užtikrinti turi

būti išpildyta 31 lygybė.

Mmax.Sd ≤ 0.9 * ( * Mpl.Rd

(31)

Tam tikrose sąveikos kreivės vietose normalinė jėga didina atsparumą

lenkimui (( > 1.0). Dydžio ( vertė turi būti apribota iki 1.0, jei lenkimo

momentas ir normalinė jėga nepriklauso vienas nuo kito.

Dydis (n priimamas dėmesin todėl, kad defektai ir lenkimo momentas ne

visada kartu palankiai veikia. Galutiniams momentams taikoma 32 lygybė.

7.KOLONŲ SU NESIMETRINIAIS PJŪVIAIS (DALIMIS) PROJEKTAVIMAS

Metodas, pateiktas /6/ taikytinas nesimetriniams pjūviams (dalims).

Supaprastintas metodas, skirtas pjūviams (dalims), kurie neturi jokios

simetrijos ašies, kol kas nėra dispozicijoje. Dėl skirtingos betono ir

plieno medžiagų elgsenos monosimetriuose pjūviuose (dalyse) atsiranda

papildoma svarbi ašis. 14 pav. Parodo elastinę centrinę pjūvio (dalies)

ašį, apibrėžtą naudojant komponentų standumą ir plastinę centrinę ašį,

apibrėžtą skirtingų medžiagų stipriais. Plastinė centrinė ašis yra įtempimų

platinimo, esant grynam gniuždymui, centras. Dvigubai simetriškiems

pjūviams, pagal 1 pav., šios ašys yra tokios pačios, atitinkamai vidurinei

linijai.

[pic]

Pav. 14: Vienasimetriško skersinio pjūvio ašys

Kaip ir bendrose projektavimo problemose elastinė centrinė ašis yra

santykinė ašis vidinėms jėgoms., ši ašis taip pat pasirenkama ir

kompozicinių kolonų su vienasimetriškais pjūviais projektavimui.

Supaprastintas metodas labai artimai siejasi su supaprastintu metodu,

skirtu simetriniams pjūviams. Santykinio liaunio nustatymui , pagal 22

lygybę, pjūvio įlinkių ir vidinių jėgų sstandumo skaičiavimas turi būti

apibrėžtas naudojant elastinę centrinę ašį. Tuomet projektavimas ašinio

gniuždymo atveju gali būti atliekamas pagal 5.2 skyrelį, tačiau naudojant

Europinę įlinkių kreivę d. Šiai kreivei d koeficientas α, lygybėje 21,

lygus 0.76.

Projektavimui, esant derininio gniuždymo ir lenkimo atveju, papildomas

ekscentricitetas epl, pagal 65 lygybę, turi būti priimtas dėmesin, kas yra

atstumas tarp elastinės ir plastinės centrinės ašies.

Projektavimas tuomet vykdomas pagal 66 lygybę. Papildomo momento, sukelto

ekscentriciteto epl, vertė turi būti priimta absoliučiai taip, kad

galutinis momentas padidėja.

│MSd│ + │NSd e pl│ ≤ 0.9 * μ Mpl.Rd

(66)

Vykdant derininį gniuždymo ir neašinio lenkimo projektavimą turi būti

atsižvelgta į tai, jog skersinio pjūvio nesimetrinės ašies sąveikos kreivė

yra kitokia momentams su teigiamu ar neigiamu ženklu (pav. 15).

Projektavimo esmės apibrėžimas yra dar sunkesnis. Be to, metodas sąveikos

kreivei apibrėžti, kaip apibūdinta skyrelyje, netaikytinas monosimetriniams

pjūviams.

[pic]

Pav. 15: Išbaigta vienasimetrinio pjūvio sąveikos kreivė

Supaprastinto metodo pritaikymas vienasimetriniams pjūviams yra apribojamas

elastinės centrinės ašies iki vidurinės linijos ekscentricitetu, ne

didesniu nei h/10, kur h yra bendras pjūvio, esančio prieš lenkimo ašį,

gylis.

Bendrose projektavimo problemose nesimetriškumas atsirasti dėl skirtingų

armatūros kiekių pjūvio tempimo ir gniuždymo zonose ar dėl kokios nors

skylės, kuri gali būti būtina vamzdžiams ar panašiai. Daugumoje šių atvejų

inžinierius gali naudoti supaprastintą simetrinių pjūvių projektavimo

modelį, pjaudamas vienasimetrinį pjūvį į vieną simetrinį projektavimui.

8. SANTRAUKA

Šis dokumentas suderintas su kompozicinių kolonų, veikiamų ašinio ggniuždymo

ir derininio gniuždymo bei lenkimo, supaprastintu projektavimo modeliu.

Skersiniai pjūviai įprastai yra simetriniai apie abi pagrindines ašis.

Kompozicinių kolonų su monosimetriniu skersiniu pjūviu projektavimas taip

pat trumpai pristatytas. Supaprastintas projektavimo metodas veikia

pridedant pjūvio komponentų galias. Šis metodas gali būti projektavimo

metodo bazė projektuoti ugnies veikiamoms kolonoms, nes labai lengva

nupjauti dali nuo pjūvio, kuris galėjo sugriūti nuo karščio poveikio.

Supaprastinto konstrukcijų, veikiamų ugnies, projektavimo vystymas yra

vienas iš ateities užduočių, vykdomų kompozicinių kolonų srityje.

9. LITERATŪRA:

1. R. Bergmann „Composite columns“, 1996, IABSE Ciurich, 40 p.

Related Posts