Skip to main content

Polad Layihələndirmənin Nəzəri Əsasları

Bu məqalə StatiCAD polad tir və sütun layihələndirmə modulunun hansı normativ qaydaları necə tətbiq etdiyini və hansı qəbulları etdiyini ümumiləşdirir. Əsas götürülən qayda toplusu ÇYTHYE (Polad Konstruksiyaların Layihələndirilməsi, Hesabı və Tikintisi Əsasları) və TBDY 2018-in (Türkiyə Bina Zəlzələ Normaları 2018) poladla bağlı müddəalarıdır. İstifadə üçün Polad Tir və Sütunların Layihələndirilməsi məqaləsinə baxın.

info

Layihələndirmə yanaşması: YDKT (Yük və Dayanıqlıq Əmsalları ilə Layihələndirmə, LRFD). Dayanıqlıq əmsalları: əyilmə φb = 0,90; kəsmə φv = 0,90 (kompakt haddə I gövdəsində 1,00); sıxılma φc = 0,90.

1. Material və kəsik xüsusiyyətləri​

Polad sinfi elementə kəsiklə birlikdə təyin edilir; Fy və E material kitabxanasından oxunur. Kəsik xüsusiyyətləri (A, Ix, Iy, Wel = Sx, Wpl = Zx, Zy, Sy, J, Cw, h, b, tf, tw, r) fabrik profil verilənlər bazasından götürülür. Material kitabxanasındakı elastiklik modulu kg/sm² və ya MPa ilə təyin edilə bilər; proqram vahidi avtomatik tanıyır.

2. Tirin əyilmə dayanıqlığı (Bölüm 9)​

Cüt simmetrik haddə I/H kəsikli, güclü oxunda əyilən tirlər üçün üç zona müəyyən edilib (Lb: yanal dayaqsız uzunluq):

ZonaŞərtNominal dayanıqlıq Mn
Axma (plastik)Lb ≤ LpMp = Fy·Zx
Qeyri-elastik yanal burulmalı burkulmaLp < Lb ≤ LrMn = Cb·[Mp − (Mp − 0,7·Fy·Sx)·(Lb − Lp)/(Lr − Lp)] ≤ Mp
Elastik yanal burulmalı burkulmaLb > LrMn = Fcr·Sx ≤ Mp
info
  • Lp = 1,76·ry·√(E/Fy)
  • Fcr = Cb·π²·E/(Lb/rts)² · √(1 + 0,078·(J·c/(Sx·h0))·(Lb/rts)²)
  • Lr = 1,95·rts·(E/(0,7·Fy))·√(J·c/(Sx·h0) + √((J·c/(Sx·h0))² + 6,76·(0,7·Fy/E)²))
  • rts² = √(Iy·Cw)/Sx, h0 = h − tf, c = 1 (cüt simmetrik I)

Hesabatda Lp, Lr və həlledici hədd vəziyyətinin adı göstərilir; beləliklə Lb ilə hədd vəziyyətinin uyğunluğu mühəndis tərəfindən yoxlanıla bilər. En kəsikin əyilmə kompaktlığı təsnif edilir; kompakt olmayan qurşaqda yerli qurşaq burkulması hədd vəziyyəti işə düşür.

2.1 Yanal dayaqsız uzunluq Lb və moment düzəliş əmsalı Cb​

Lb sıxılan qurşağın yanal dayaqsız uzunluğudur (ÇYTHYE 9.2.2). Element xüsusiyyətlərindəki yanal dayaq (Le) sahələri avtomatik buraxılarsa Lb = element uzunluğu L (uc düyünləri arası) götürülür və uclarının yanal tutulduğu qəbul edilir (ÇYTHYE 9.1(a)). Aralıq yanal tutulma varsa ən böyük dayaqsız uzunluq Le sahəsinə əllə daxil edilir.

info
  • Cb = 12,5·Mmaks / (2,5·Mmaks + 3·MA + 4·MB + 3·MC) (ÇYTHYE Tənl. 9.1), 1,0 ≤ Cb ≤ 3,0
  • Mmaks, MA, MB, MC: dayaqsız uzunluq boyunca ən böyük moment ilə 1/4, 1/2 və 3/4 nöqtələrindəki momentlərin mütləq qiymətləri

Momentlər sonlu element həllinin tir stansiyalarından (hissə uclarından) götürülür; dörddəbir nöqtələrdəki qiymətlər qonşu stansiyalar arasında xətti interpolyasiya ilə tapılır.

  • Hər dayanıqlıq kombinasiyası öz moment diaqramı ilə yoxlanılır. Cb kombinasiyaya görə dəyişdiyindən həlledici kombinasiya ən böyük momenti verən deyil, tələb/tutum nisbəti ən böyük olandır. Hesabatda layihə momenti, kombinasiya adı və Cb bu kombinasiyaya aiddir; kəsmə və oxboyu qüvvə zərfdən götürülür.
  • Konsol (bir ucu sütuna, divara və ya başqa tirə bağlı olmayan element): Lb = L və Cb = 1,0 (ÇYTHYE 9.1(e)).
  • Ucu başqa tirə saplanan ikincil tirin həmin ucu, sütun və ya divar dayağı kimi dayaq sayılır; Cb diaqramdan hesablanır.
  • Le sahəsinə L-dən qısa Lb daxil edilibsə (aralıq tutulma; dayaqsız hissənin moment diaqramı ayrıca bilinmir) və ya tir 4-dən az sonlu element hissəsinə bölünübsə Cb = 1,0 götürülür (etibarlı tərəf).

3. Tirin kəsmə dayanıqlığı (Bölüm 10)​

info

Vn = 0,6·Fy·Aw·Cv1, Aw = d·tw

Haddə I gövdəsində h/tw ≤ 2,24·√(E/Fy) ödənilirsə Cv1 = 1,0 və φv = 1,00 götürülür; əks halda ümumi gövdə qaydaları tətbiq olunur.

4. Tirdə birləşmiş təsir (Bölüm 11)​

Əyilmə, kəsmə və oxboyu qüvvə qarşılıqlı təsiri yoxlanılır və hesabata tək nisbət kimi yazılır; nisbət ≤ 1,0 olarsa UYGUN işarələnir.

5. Tirin sallanması​

info

f = 5/48 · Mmaks · L² / (E·Ix) (sadə tir, bərabərpaylanmış yük ekvivalenti); şərt f ≤ L/K.

Mmaks servis momentidir: əmsalsız G+Q və G+S kombinasiyalarının ən böyüyü. Konsol tirdə 5/48 əvəzinə 1/3 əmsalı istifadə olunur (uc yükü ekvivalenti; yayılı yükdə mühafizəkar). K element xüsusiyyətlərindəki sallanma K seçimindən gəlir (susmaya görə 300; 200 / 150 / əllə).

6. Sütunun sıxılma dayanıqlığı (Bölüm 8)​

Cüt simmetrik I/H kəsikli sıxılan elementdə üç elastik burkulma gərginliyi hesablanır və ən kiçiyi həlledicidir:

info
  • Əyilməli: Fex = π²·E/(KLx/rx)², Fey = π²·E/(KLy/ry)²
  • Burulmalı: Fez = [π²·E·Cw/(KLz)² + G·J] / (Ix + Iy), G = E/2,6
  • Fe = min(Fex, Fey, Fez)
  • Fy/Fe ≤ 2,25 → Fcr = 0,658^(Fy/Fe) · Fy (qeyri-elastik); Fy/Fe > 2,25 → Fcr = 0,877·Fe (elastik)
  • Pn = Fcr·Ag, φc = 0,90

Həlledici mod hesabatda yazılır. Burulmalı burkulma uzunluğu üçün zəif ox uzunluğu istifadə olunur.

Effektiv burkulma uzunluğu: Susmaya görə KL = mərtəbə hündürlüyü + elementin alt/üst kot fərqləri, K = 1,0. Şaquli kəmər pəncərəsindəki Le sahələrinə əllə K·L daxil edilərək hər ox üçün ayrıca uzunluq təyin edilə bilər. KL/r > 200 olarsa hesabata qırmızı xəbərdarlıq yazılır (hesab dayandırılmır).

En kəsik incəliyi (Cədvəl 5.1A, oxboyu sıxılma): Qurşaq b/(2·tf) ≤ 0,56·√(E/Fy); gövdə hw/tw ≤ 1,49·√(E/Fy). Həddi aşan (incə) en kəsikdə element hesabatda “narin enkesit” (incə en kəsik) olaraq işarələnir və qeyri-kafi sayılır.

7. Sütunun zəif ox əyilmə tutumu​

info

Mny = Fy·Zy ≤ 1,6·Fy·Sy (zəif oxda yanal burulmalı burkulma yaranmır).

8. Sütunda birləşmiş təsir (Bölüm 11.3)​

info
  • Pr/Pc ≥ 0,2: Pr/Pc + 8/9·(Mrx/Mcx + Mry/Mcy) ≤ 1,0 (11.3a)
  • Pr/Pc < 0,2: Pr/(2·Pc) + (Mrx/Mcx + Mry/Mcy) ≤ 1,0 (11.3b)

Pc = φc·Pn; Mcx güclü ox tutumu yanal burulmalı burkulma daxil olmaqla (Lb = KLy, Cb = 1,0), Mcy zəif ox qaydası ilə hesablanır. İstifadə olunan tənlik hesabatda göstərilir.

9. Daxili qüvvələr və yük kombinasiyaları​

Tir üçün M, V (və N), sütun üçün N, Mx, My və V proqramın sonlu element həllindən aşağıdakı kombinasiyaların zərfi kimi götürülür:

  • Proqramın kombinasiyaları, polad layihələndirmə üçün çevrilmiş şəkildə: zəlzələli kombinasiyalarda 1,0G → 1,2G və Q ən azı 1,0Q (TBDY 4.4.4.2). Bu kombinasiyaların adları hesabatda “[1.2G+1.0Q]” əlavəsi ilə görünür.
  • ÇYTHYE YDKT kombinasiyaları (sadə G, Q, S, W yük hallarından): 1,4G; 1,2G + 1,6Q (+0,5S); 1,2G + 1,6S (+1,0Q); külək təyin edilibsə hər külək halı üçün 1,2G + 1,6S + 0,8W, 1,2G + 1,0Q (+0,5S) + 1,6W və 0,9G + 1,6W.

Külək yük halı təyin edilməyibsə analiz xəbərdarlığı verilir. Zərfi verən kombinasiyanın adı hesabatda tələbin yanında göstərilir.

10. Əhatə dairəsinin məhdudiyyətləri​

  • Daşıma qabiliyyəti hesabı isti haddələnmiş cüt simmetrik I/H profillərlə məhduddur; U, L, T, qutu və boru profillər təyin edilə bilər, lakin hesabatda “kesit tipi desteklenmiyor” (kəsik tipi dəstəklənmir) olaraq işarələnir.
  • Soyuq formalaşdırılmış profillərin hesabı yüngül polad modulunda aparılır.
  • Tirdə Cb kombinasiyanın moment diaqramından hesablanır (Bölüm 2.1); sütunun güclü ox əyilməsində Cb = 1,0 götürülür. Sütunlarda K = 1,0 fərz edilir; fərqli dayaq şərtləri Le sahələri ilə istifadəçi tərəfindən verilir.
  • İncə en kəsikdə effektiv sahə metodu və təksimmetrik kəsiklərin burulmalı–əyilməli burkulması yoxdur.
  • TBDY Bölüm 9-un zəlzələ plastiklik en kəsik şərtləri, sütun–tir tutum nisbəti və çarpaz elementlər bu versiyanın əhatə dairəsində deyil.
  • Tirdə yanal dayaq tək bir uzunluq kimi götürülür; aralıq dayaq siyahısı təyini yoxdur (aralıq tutulmalı tirdə Cb = 1,0). Avtomatik Lb uc düyünləri arası uzunluqdur: eyni istiqamətdə aralıq dayaqsız hissələrə bölünmüş tirdə real dayaqsız uzunluq Le sahəsinə daxil edilməlidir.