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 betono 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 tiiriamųjų 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 supaprastintas 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 suuskirstyti į dvi grupes:

– Betonu užpildyti pjūviai, kuriems betonas 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 ki

itos 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 darant, 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 vaalkšnumo 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 pjūviams (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 pl

lieniniu 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 pl

lienui 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 α = 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 ta

am, 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, turėtų 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 pasiskirstymas 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 pat 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 įlinkio |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 į 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 lenkimo 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 dydis 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 faktorius, 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 standumo 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 gniuždymo
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.

Leave a Comment