Dəmir-betonun Möhkəmləndirilməsinin Nəzəri Əsasları
Bu məqalə StatiCAD möhkəmləndirmə modulunun TBDY 2018-in hansı müddəalarını necə tətbiq etdiyini, hansı qəbulları etdiyini və əhatə hədlərini xülasə edir. Qiymətləndirmə zəncirinin özü (Bölmə 15, kəsiyin lif modeli, 15.8 qərarı) İtələmə Təhlilinin Nəzəri Əsasları məqaləsindədir; burada yalnız möhkəmləndirmənin bu zəncirə əlavə etdiyi hissələr izah olunur.
1. Əsas prinsip: eyni qiymətləndirmə, möhkəmləndirilmiş elementlər
TBDY 2018 15.9.1-ə görə möhkəmləndirilən binanın zəlzələ təhlükəsizliyi mövcud binalar üçün verilən hesab və qiymətləndirmə əsasları ilə müəyyən edilir. Buna görə StatiCAD ayrıca “möhkəmləndirmə hesabı” qurmur: möhkəmləndirmə elementin xüsusiyyətidir və eyni qiymətləndirmə zənciri möhkəmləndirilmiş kəsik, rijidlik və tutumla bir daha icra olunur. Əsas seçim söndürülü olduqda hesab möhkəmləndirmədən əvvəlki halı ilə tam eynidir.
TBDY 15.9.3 ayrımına görə LP sarğı, köynək, polad və dəmir-beton sarğı, xaricdən xomut və dolğu divarının möhkəmləndirilməsi element möhkəmləndirməsi; yeni dəmir-beton sərtlik divarı isə sistem möhkəmləndirməsidir. Modul hər ikisini eyni seçimlə idarə edir.
2. Sütunların sarılması (15.10.1)
15.10.1-in birinci cümləsi qəti hədd qoyur: bu üsullarla sütunların əyilmə tutumu artırıla bilməz. Modul bunu üç sarğı üsulunun hamısında tətbiq edir.
2.1 Lifli polimer (LP) sarğı — 15.10.1.3 və EK 15B
| Kəmiyyət | Düstur | Tətbiq |
|---|---|---|
| Effektivlik əmsalı κa | 15B.7 | Dairəvi kəsikdə 1; ellipsdə b/h; düzbucaqlıda 1 − [(b−2rc)² + (h−2rc)²]/(3bh). Tərəf nisbəti 2,5-i (ellipsdə 3) aşan kəsikdə oxboyu və plastiklik artımı tətbiq edilmir. |
| Effektiv LP nisbi uzanması εf | 15B.3 / 15B.4 | Kəsmə üçün min(0,004; 0,50 εfu); plastiklik və oxboyu üçün min(0,50 εfu; 0,01). |
| Yanal təzyiq fl | 15B.6 | fl = ½ · κa · ρf · εf · Ef; ρf = 2·nf·tf·(b+h)/(b·h) · (wf/sf). |
| Sarğılı möhkəmlik və deformasiya | 15B.5, 15B.8 | fcc = fcm·[1 + 2,4·(fl/fcm)] ≥ 1,2·fcm; εcc = 0,002·[1 + 15·(fl/fcm)^0,75]. |
| Beton modeli | 15B.3(b) | İki düz xəttli σ–ε: (0, 0) → (0,002, fcm) → (εcc, fcc). LP modeli xomut sarğısının yerinə keçir, üstünə əlavə edilmir. |
| Zərər hədləri | 15B.3(b) | GÖ = εcc (0,018 yuxarı həddi ilə), KH = 0,75·εcc, SH = 0,004. |
| Kəsmə töhfəsi Vf | 15B.1 / 15B.2 | Vf = 2·nf·tf·wf·Ef·εf·d/sf; fasiləsiz sarğıda wf = sf; zolaqda sf ≤ wf + d/4 ödənmirsə, töhfə sıfırdır. Vr = Vc + Vw + Vf ≤ Vmax. |
| Bindirmə uzunluğu yoxlaması | 15B.4: 15B.9–15B.11 | Mövcud bindirmə uzunluğu daxil edilərsə, tələb olunan ümumi LP qalınlığı hesablanıb təmin edilənlə müqayisə edilir və nəticə etiketə yazılır. Kəsik ölçü nisbəti > 2 və ya hamar səthli armaturda “uygulanamaz” (tətbiq edilə bilməz) etiketi çap olunur. Bu yoxlama tutumu dəyişmir. |
Poliqon kəsikli sütunlarda κa müəyyən olunmadığından LP tətbiq edilmir və xəbərdarlıq verilir.
2.2 Dəmir-beton sarğı — 15.10.1.1
Kəsmə və sıxılma möhkəmliyi sarılmış brutto kəsik ölçülərindən hesablanır və 0,9 ilə azaldılır; əyilmə tutumu və rijidlik dəyişmir. Sarğılama təsiri mövcud nüvədən oxunmağa davam edir.
2.3 Polad sarğı — 15.10.1.2, Düstur 15.3
Vj = tj·b·d/s·fyw kəsmə möhkəmliyinə əlavə olunur (tj, b, s: üfüqi lövhələrin qalınlığı, eni və aralığı). Əyilmə və plastiklik dəyişmir.
3. Sütun kəsiyinin böyüdülməsi (köynək) — 15.10.2
Əyilmə tutumunu artıran yeganə sütun üsuludur. Normativə görə əyilmə, kəsmə, sıxılma möhkəmliyi və əyilmə rijidliyi brutto kəsik ölçüləri və əlavə olunan betonun layihə xüsusiyyətləri ilə hesablanır və alınan rijidlik və möhkəmliklər 0,9 ilə vurulur. Modul bu əmsalı üç yerdə tətbiq edir:
- Sonlu element rijidliyi: Sütun tabında seçilən modelə görə çevrilmiş kəsik xüsusiyyətləri istifadə olunur (n = E_köynək / E_mövcud):
- Kompozit (standart): mövcud kəsik + n × köynək halqası; birtərəfli köynəklərdə kompozit ağırlıq mərkəzinə görə paralel ox həddləri ilə,
- Normativ hərfi: brutto kəsik köynək betonu ilə,
- Yalnız köynək: mövcud sütun nəzərə alınmır (ağır zədələnmiş mövcud sütun halı).
- Kəsik tutumu (lif modeli): Xarici ölçü köynəkli; nüvə mövcud sütun (mövcud beton və xomut sarğısı ilə), qabıq köynək betonu. Köynəyin uzununa armaturu köynəkli üzlər boyunca bərabər aralıqla yerləşdirilir (4 üzdə qapalı kontur, 3 üzdə U, 2 üzdə L, 1 üzdə tək kənar) və əyilmə tutumuna qatılır.
- Xətti yol: Kəsmə möhkəmliyi və yuxarı həddi köynəkli kəsikdən; axma dönməsindəki EI və plastik oynaq uzunluğu köynəkli kəsikdən. Köynək xomutu daxil edilərsə, kəsmə möhkəmliyinə əlavə olunur.
1, 2 və 3 üzlü köynəkdə kəsik asimmetrik olduğundan ± moment tutumundan kiçiyi istifadə olunur (təhlükəsiz tərəf).
4. Tirlərin sarılması — 15.10.3
Tirlərin əyilmə tutumu sarğı ilə artırıla bilməz. Xaricdən xomut (15.10.3.1) TS 500 xomut töhfəsi kimi yalnız kəsmə möhkəmliyinə əlavə olunur; sarğılama təsiri yoxdur. LP ilə sarma (15.10.3.2) EK 15B qaydaları ilə (tam sarğı; zolaqda sf ≤ wf + d/4) həm sarğılı modelə, həm kəsmə töhfəsinə daxil olur.
5. Yerində tökülən dəmir-beton möhkəmləndirmə sərtlik divarı — 15.10.5
Modeldə adi dəmir-beton sərtlik divarı kimi çəkilən element “yeni möhkəmləndirmə sərtlik divarı” kimi işarələnir. Əsas seçim söndürülü olduqda sərtlik divarı sonlu element modelində yoxdur: rijidlik və möhkəmlik vermir, məxsusi çəkisi və təyin edilmiş əlavə yükləri də sıfırlanır; sərtlik divarı döşəməyə dayaq olmur və həmin kənarın yükü qalan dayaqlara paylanır. Aktiv olduqda 15.9.2-yə əsasən yeni elementdir və istifadəçinin verdiyi material sinifləri ilə, məlumat səviyyəsi əmsalı 1 götürülərək qiymətləndirilir.
Ankraj (15.10.5.1/.2): Sərtlik divarı ilə mövcud çərçivə arasındakı sürüşmə axını saf kəsmə paneli qəbulu ilə q = Vd/lw götürülür; tutum TS 500 sürtünmə kəsməsi ilə qr = μ·Asl·fyd-dir. Ø ≥ 16 mm, dərinlik ≥ 10Ø və aralıq ≤ 400 mm şərtləri yoxlanılır. Uc zonası (15.10.5.3): Sərtlik divarının ucunda mövcud sütun varsa, uc zonası kimi istifadə oluna bilər (lazım gələrsə köynəklənir); yoxdursa, uc zonası yaradılmalıdır. Modul həndəsəyə baxıb qeydini yazır. Sərtlik divarının bünövrəsi modulun əhatəsindən kənardır və hesabatda xatırladılır.
6. Dolğu divarlarının möhkəmləndirilməsi — 15.10.4 və EK 15C
6.1 Ekvivalent diaqonal çubuq modeli
| Düstur | İfadə |
|---|---|
| 15C.2 | λd = [Ed·td·sin2θ / (4·Ec·Ik·hd)]^¼ |
| 15C.1 | ad = 0,175·(λd·hk)^−0,4 · rd |
| 15C.3 | kd = ad·td·Ed / rd (sıxılma çubuğunun oxboyu rijidliyi) |
| 15C.4 | Vd = Ad·(τd + fyd·ρsh) ≤ 0,22·Ad·fd (armatur torlu suvaq) |
| 15C.6 / 15C.7 | Tf = 0,003·Ef·wf·tf; kt = wf·tf·Ef / rd; wf ≤ ad (LP dartılma çubuğu) |
| 15C.5 | Divar materialı qiymətləri (boşluqlu fabrik kərpici, bütöv kərpic, qazbeton) |
Xətti (modların birləşdirilməsi) təhlildə birtərəfli sıxılma çubuğu qurula bilmədiyindən iki diaqonala bərabər oxboyu rijidlik verilir; ümumi üfüqi rijidlik normativdəki tək sıxılma çubuğunun (LP-də cütün) rijidliyinə bərabərdir. İtələmə təhlilində isə hər itələmə istiqaməti ayrı model olduğundan çubuqlar istiqamətdən asılı birtərəflidir; çubuğun oxboyu qüvvəsi tutumuna çatdıqda çubuq kövrək qəbulu ilə modeldən çıxarılır və qüvvə çərçivəyə yenidən paylanır.
6.2 Performans qiymətləndirməsi
Möhkəmləndirilmiş dolğu divarı şaquli element sayılır. Zərər zonası sürüşmə bucağına görə müəyyən edilir: γ = |nisbi mərtəbə yerdəyişməsi| / mərtəbə hündürlüyü; TBDY Cədvəl 15.2 hədləri SH 0,003 / KH 0,005 / GÖ 0,010-dur. Bundan əlavə, diaqonal çubuqların zəlzələ altındakı oxboyu qüvvələrinin üfüqi toplananı kəsmə tutumu ilə müqayisə edilir; aşılarsa, divar kövrək sayılır. Diaqonal/qalınlıq, boşluq nisbəti, uzunluq/hündürlük nisbəti və mərtəbə həddi şərtləri xəbərdarlıq səviyyəsindədir; ankraj və bolt detalları hesaba daxil olmur, xülasədə xatırladılır.
7. Əhatə hədləri
- LP ilə bindirmə uzunluğunun möhkəmləndirilməsi yoxlama səviyyəsindədir (tutuma təsirsizdir); poliqon kəsikli sütunda LP tətbiq edilmir.
- Birtərəfli köynəklərdə sonlu element çubuq oxu mövcud sütunda qalır (kəsik tutumunda eksentrisitet nəzərə alınır); köynək xomutu iki qollu qəbul edilir; köynək üçün metraj və cizgi hazırlanmır.
- Yeni sərtlik divarında uc zonası layihələndirilməsi avtomatik deyil; sərtlik divarı bünövrəsi əhatədən kənardır.
- Dolğu divarında kompozit elastiklik modulu götürülmür.
- Kəsmə növlü əlavə yoxlamalar (polad sarğı, xaricdən xomut, ankraj) xətti qiymətləndirmədə hesabata salınır.
- Qayda pozuntuları hesabı dayandırmır; layihə yoxlama siyahısına xəta və ya xəbərdarlıq kimi düşür və qərarı mühəndis verir.