ในบทความต่อไปนี้ เราจะอธิบายแนวทางการคำนวณแรงตามแนวแกนที่เกิดจากแรงเฉือน Ftd,s วิธีนี้ประกอบด้วยการเปลี่ยนแปลงวิธีการใช้แรงกับหน้าตัดเป็นหลัก เราเริ่มต้นด้วยการกำหนดหน้าตัดที่รับแรง N-My-Mz จากนั้นค่อยๆ เพิ่มแรงตามแนวแกนที่เกิดจากแรงเฉือนและแรงบิด
การตอบสนอง N-My-Mz
หน้าตัดในระยะแรกรับแรงจากการรวมกันของแรงตามแนวแกนและโมเมนต์ดัด N-My-Mz การเปรียบเทียบผลลัพธ์ระหว่างเวอร์ชันของซอฟต์แวร์ให้ผลลัพธ์ที่เหมือนกัน
หากมีการออกแบบเหล็กเสริมรับแรงเฉือนในหน้าตัด แรงเฉือนสามารถต้านทานได้โดยแบบจำลองค้ำยันและตัวดึงสมมติที่ประกอบด้วยเหล็กปลอก ค้ำยันรับแรงอัดของ Concrete และเหล็กเสริมตามแนวยาว
แรงตามแนวแกนที่คำนวณได้จากแรงเฉือนจะถูกใช้กับหน้าตัดพร้อมกับองค์ประกอบทั้งหมด (Concrete และเหล็กเสริม) สภาวะความเค้นเริ่มต้นที่ได้จากการตอบสนอง N+My+Mz ถูกกำหนดไว้แล้วสำหรับแต่ละองค์ประกอบ
สมการสำหรับการคำนวณแรงตามแนวแกนที่เกิดจากแรงเฉือน:
\[\Delta F_{td,s} = V_{ed}(cot \theta -cot \alpha ) \]
แรงตามแนวแกน Ftd,s โดยค่าเริ่มต้นจะถูกใช้กับ:
- จุดศูนย์ถ่วงของหน้าตัดที่ต้านทานแรงเฉือน – สำหรับหน้าตัดที่โปรแกรมสามารถกำหนดหน้าตัดดังกล่าวได้ (พื้นที่สีแดงในรูปต่อไปนี้)
- จุดศูนย์ถ่วงของหน้าตัด – สำหรับหน้าตัดที่โปรแกรมไม่สามารถกำหนดหน้าตัดดังกล่าวได้
Interaction N-My-Mz-Vz
การตอบสนองของหน้าตัดจากการรวมกันของ N+My+Mz+ΔFtd,s ถูกคำนวณ เราสังเกตได้ว่าความเค้นใน Concrete และเหล็กเสริมที่รับแรงอัดลดลง ในขณะที่ความเค้นในเหล็กเสริมรับแรงดึงเพิ่มขึ้น (เมื่อเปรียบเทียบกับการตอบสนอง N+My+Mz) หน้าตัดยังคงอยู่ในสภาวะสมดุล
Interaction N-My-Mz-Vz-T
สำหรับหน้าตัดที่รับแรงบิดด้วย เราใช้แรงดึงตามแนวแกนเพิ่มเติม ΔFtd,t กับเหล็กเสริมตามแนวยาวที่อยู่ภายในเหล็กปลอกที่เลือกสำหรับการตรวจสอบแรงบิด แบบจำลองการคำนวณแตกต่างกันเล็กน้อยเนื่องจากเราสมมติว่าหน้าตัดประกอบด้วยเหล็กเสริมตามแนวยาวโดยละเลย Concrete การตอบสนอง N+My+Mz+ΔFtd,s กำหนดสภาวะความเค้นเริ่มต้นของเหล็กเสริมแต่ละเส้น จากนั้น ΔFtd,t จะถูกใช้ตามเงื่อนไขของการเพิ่มขึ้นของความเครียดที่เท่ากันสำหรับเหล็กเสริมทุกเส้นที่ต้านทานแรงบิด
สมมติฐานสำหรับการคำนวณหมายความว่าในบางกรณี เช่น หน้าตัดที่อยู่เหนือจุดรองรับกลางของคานต่อเนื่อง อาจสังเกตเห็นผลลัพธ์ที่แตกต่างกัน เมื่อความเค้นในเหล็กเสริมรับแรงดึงจาก N+My+Mz ถึงความเค้นจุดคราก เหล็กเสริมอื่นที่มีอัตราการใช้งานต่ำกว่าจะรับแรงตามแนวแกนที่เกิดจากแรงเฉือน (เช่น เหล็กเสริมที่อยู่ในโซนรับแรงอัด)
มีให้ใช้งานใน IDEA StatiCa Concrete และ IDEA StatiCa Complete editions