Knowledge base

1.3 เครื่องมือออกแบบสำหรับเหล็กเสริม

Concrete

Detail 2D

EN (Eurocode)

Reinforcement

ACI (USA)

This article is also available in:

Translated by AI from English

ขั้นตอนการทำงานและเป้าหมาย

เป้าหมายของเครื่องมือออกแบบเหล็กเสริมใน CSFM คือการช่วยให้ผู้ออกแบบสามารถกำหนดตำแหน่งและปริมาณเหล็กเสริมที่ต้องการได้อย่างมีประสิทธิภาพ เครื่องมือต่อไปนี้มีไว้เพื่อช่วย/แนะนำผู้ใช้ในกระบวนการนี้: การคำนวณเชิงเส้นตรงและ การปรับรูปแบบโทโพโลยีให้เหมาะสม

เครื่องมือออกแบบเหล็กเสริมใช้แบบจำลองคุณสมบัติวัสดุที่ง่ายกว่าแบบจำลองที่ใช้ในการตรวจสอบขั้นสุดท้ายของโครงสร้าง ดังนั้น การกำหนดเหล็กเสริมในขั้นตอนนี้ควรถือเป็นการออกแบบเบื้องต้นที่ต้องได้รับการยืนยัน/ปรับปรุงในขั้นตอนการตรวจสอบขั้นสุดท้าย การใช้งานเครื่องมือออกแบบเหล็กเสริมต่างๆ จะแสดงในแบบจำลองที่แสดงในรูปที่ 3 ซึ่งประกอบด้วยปลายด้านหนึ่งของคานรองรับอย่างง่ายที่มีความลึกแปรผัน ภายใต้แรงกระจายสม่ำเสมอ

\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 3\qquad Model used to illustrate the use of the reinforcement design tools.}}}\]

การวิเคราะห์เชิงเส้นตรง

การวิเคราะห์เชิงเส้นตรงพิจารณาคุณสมบัติวัสดุแบบยืดหยุ่นเชิงเส้นและละเลยเหล็กเสริมในบริเวณ Concrete ดังนั้นจึงเป็นการคำนวณที่รวดเร็วมาก ซึ่งให้ข้อมูลเบื้องต้นเกี่ยวกับตำแหน่งของบริเวณที่รับแรงดึงและแรงอัด ตัวอย่างของการคำนวณดังกล่าวแสดงในรูปที่ 4

\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 4\qquad Results from the linear analysis tool for defining reinforcement layout}}}\]

\[ \textsf{\textit{\footnotesize{(red: areas in compression, blue: areas in tension).}}}\]

การปรับรูปแบบโทโพโลยีให้เหมาะสม

การปรับรูปแบบโทโพโลยีให้เหมาะสมเป็นวิธีการที่มุ่งหาการกระจายวัสดุที่เหมาะสมที่สุดในปริมาตรที่กำหนดสำหรับการกำหนดค่าแรงกระทำที่กำหนด การปรับรูปแบบโทโพโลยีให้เหมาะสมที่นำมาใช้ใน Idea StatiCa Detail ใช้แบบจำลอง Finite Element เชิงเส้นตรง แต่ละ Finite Element อาจมีความหนาแน่นสัมพัทธ์ตั้งแต่ 0 ถึง 100% ซึ่งแสดงถึงปริมาณวัสดุสัมพัทธ์ที่ใช้ ความหนาแน่นของ Element เหล่านี้คือพารามิเตอร์การปรับให้เหมาะสมในปัญหาการปรับให้เหมาะสม การกระจายวัสดุที่ได้ถือว่าเหมาะสมที่สุดสำหรับชุดแรงกระทำที่กำหนด หากมันลดพลังงานความเครียดรวมของระบบให้น้อยที่สุด โดยนิยาม การกระจายที่เหมาะสมที่สุดยังเป็นรูปทรงที่มีความแข็งเกร็งสูงสุดที่เป็นไปได้สำหรับแรงกระทำที่กำหนด

กระบวนการปรับให้เหมาะสมแบบวนซ้ำเริ่มต้นด้วยการกระจายความหนาแน่นที่สม่ำเสมอ การคำนวณดำเนินการสำหรับสัดส่วนปริมาตรรวมหลายค่า (20%, 40%, 60% และ 80%) ซึ่งช่วยให้ผู้ใช้สามารถเลือกผลลัพธ์ที่ใช้งานได้จริงมากที่สุด รูปทรงที่ได้ประกอบด้วยโครงถักที่มีค้ำยันและตัวดึง และแสดงถึงรูปทรงที่เหมาะสมที่สุดสำหรับกรณีแรงกระทำที่กำหนด (รูปที่ 5)