철근콘크리트 구조설계 예제

위의 모든 모든 U 생성 형태는 설계 기준으로 사용한다. 다음은 작업 응력 및 궁극의 응력 설계를 위한 굽힘 모델의 다이어그램입니다. 첫 번째 고려 사항 중 하나는 커버입니다. 커버는 콘크리트의 가장 가까운 면에서 둘러싸인 철근까지의 최소 거리입니다. 이 커버는 철근에 대한 부식 방지를 제공하고 바가 콘크리트에 결합 할 수 있습니다. 커버는 또한 철근 주위콘크리트의 흐름을 용이하게 합니다. ACI 318 7.7은 날씨 노출 및 바 크기에 따라 3/8″에서 3″까지 커버할 것을 권장합니다. 커버가 너무 얇은 경우 균열은 병렬 및 바 위에 형성 할 수 있습니다. 이 균열은 부식및 결합 손실을 가속화하는 역할을한다. 포스트 및 프리텐싱에 사용되는 고강도 강철은 특별한 고려가 필요합니다. 단일 설계 예제만 살펴봤지만 기본은 모든 구체적인 해석을 수행합니다.

궁극의 강도 설계는 설계 노력과 재료 활용 모두에서 작업 응력 설계보다 더 효율적입니다. 또한 현실적인 하중 구성과 합리적인 수학적 설계 모델을 사용하는 것도 중요합니다. 이 과정의 목적은 독자에게 콘크리트 구조 해석의 두 가지 기본 방법이 이론과 결과의 예로 비교하는 방법을 이해하는 것입니다. 또한 이 과정에서는 선택한 로딩 모델이 성공적인 설계를 개발하는 데 얼마나 중요한지 독자에게 보여 주실 수 있습니다. 이제 빔이 구부러지고 콘크리트가 짧아짐에 따라 변형률은 수식으로 해결됩니다: BX^2/2 = NA(D-X). B는 콘크리트 압축 폭입니다. X는 콘크리트 압축 깊이입니다. 인장 철근 영역도 있습니다. D는 철근 중심의 깊이입니다. N은 콘크리트탄성계수로 나눈 강철탄성계수의 비율이다. 강철탄성계수는 29,000,000 psi이고 콘크리트계수는 Ec=33(Gc^1.5)입니다(Fc^0.5).

Gc는 콘크리트 밀도, 일반적으로 약 145 입방 피트 당 파운드. Fc?는 궁극의 디자인 강도입니다. Fc?= 4,000 psi 콘크리트 Ec는 약 3,625,000 psi로 계산됩니다. 비율 N = Es/Ec = 29,000,000/3,625,000 = 8. 편향 계산은 더 좁은 빔 웹 폭에 대해 계산해야 한다는 점을 제외하면 작업 응력 설계에 사용된 것과 동일합니다. 이는 Vc = 1.1×4,000^0.5 = 70psi보다 크지만 5Fc^0.5 미만입니다. 이는 전단 응력에 빔의 스트럽이 필요하다는 것을 의미합니다. 콘크리트에 의해 운반되는 전단은 작업 응력 모델은 외부 압축 섬유에 중립 축을 형성하는 압축 변형의 일정한 증가를 가정하고 콘크리트 장력이 없다. 철근만이 순간의 장력에 기여합니다. 이는 콘크리트가 인장 응력에 의해 완전히 금이 간 것으로 가정하기 때문이다.

4,000 psi 압축 강도 콘크리트는 약 400 psi 장력에서 균열되지만 24,000 psi의 철근 장력으로 변형됩니다. 콘크리트는 긴장에 3,000 psi를 개발해야합니다. 장력 파열의 계수는 약 7.5Fc^0.5입니다. 따라서 콘크리트에 의한 작은 장력 기여는 무시됩니다. 힘 보존에 의해 철근 장력은 콘크리트 압축(T = C)과 같습니다. D-X/3는 작업 스트레스 설계를 위한 모멘트 레버 암입니다. 첫 번째 단계는 기본 설계 기준을 설정하는 것입니다. 다음 선택이 만들어집니다: 먼저 철근 응력 계산: Mt = FaAsDj 또는 Fa = Mt/AsDj = 12×303,149/7.8×19.5 = 23,917 psi.

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