Beste Antwort
“ Warum Spiralsäule mehr Lasten tragen kann als gebundene Säule? „
“ Beton Säulen , die mit einer Spiralbewehrung verstärkt sind, können mehr Belastungen standhalten als die gebundene Spalten . Dieses Phänomen tritt auf, weil spiralförmig verstärkte Säulen bei kleinen Lastexzentrizitäten eine größere Zähigkeit und Duktilität aufweisen als die Säulen mit Bindungen.
Daher wird von Fachleuten des Bauingenieurwesens erwartet, dass in Stahlsäulen Beton nach Möglichkeit anstelle von Bindungen eine Spiralbewehrung verwendet wird. ”
„ Was ist eine Spalte? 19 Spaltentypen „
“ Spalten sind das wichtigste Strukturelement in Gebäuden. In diesem Artikel werden wir die Definition von Spalten diskutieren. Außerdem wird hier eine kurze Beschreibung aller Spaltentypen angezeigt.
Was ist Säule?
Säulen sind als vertikale tragende Elemente definiert, die hauptsächlich axiale Drucklasten tragen. Dieses Bauteil wird verwendet, um die Last der Struktur auf das Fundament zu übertragen. In Stahlbetongebäuden werden Balken, Böden und Säulen monolithisch gegossen. Die Biegewirkung in der Säule kann Zugkräfte über einen Teil des Querschnitts erzeugen. Säulen werden dennoch als Kompressionselemente bezeichnet, da Druckkräfte ihr Verhalten dominieren.
Betonsäulen können grob in drei Kategorien unterteilt werden: Podeste , Kurze verstärkte Säulen und Lange verstärkte Säulen . Außerdem können Spalten in der heutigen Zeit auf unterschiedlicher Basis in verschiedene Kategorien eingeteilt werden.
Spaltentypen
Spalten können je nach Belastung, Länge, Spaltenbindung, Rahmenverstrebung usw. von vielen Typen sein. Die im Aufbau verwendeten Spaltentypen sind wie folgt:
- Basierend auf dem Laden Axial geladene Spalten Exzentrisch geladene Spalten: einachsig Exzentrisch geladene Spalten: zweiachsig
- Basierend auf Spaltenbindungen Gebundene Spalten Spiralsäulen
- Basierend auf dem Schlankheitsverhältnis Kurze Kompressionsblöcke oder Sockel Kurze verstärkte Säulen Lange verstärkte Säulen
- Basierend auf der Querschnittsform Geometrisch geformt – rechteckig, rund, achteckig, quadratisch usw. L-förmig T-förmig V-förmig
- Basierend auf Baumaterialien Stahlbetonsäule Verbundsäule Stahl-, Holz-, Ziegelsäule
- Basierend auf Rahmenverstrebung Verspannte Stütze Unverstrebte Stütze
- Andere Typen Vorspannbetonsäule Griechische und römische Spalte
Alle diese Arten von Spalten werden unten erläutert.
Klassifizierung der Spalte basierend auf dem Laden
Axial geladene Spalte
Wenn die vertikalen Druckbelastungen entlang der Schwerpunktachse der Säule wirken, wird dies als axial belastete Säule bezeichnet. Diese Art von Säule ohne Biegung ist praktisch nicht so häufig anzutreffen.
Exzentrisch geladene Säule: Einachsig
Wenn die Lasten wirken in einem Abstand e vom Schwerpunkt des Säulenquerschnitts. Die Säule wird als exzentrisch belastete Säule bezeichnet. In einer einachsigen exzentrisch belasteten Spalte kann dieser Abstand „e“ entlang der x-Achse oder der y-Achse liegen. Diese exzentrischen Belastungen verursachen Momente entlang der x- oder y-Achse.
Exzentrisch belastete Säule: Biaxial
Bei diesem Säulentyp werden Lasten an jedem Querschnittspunkt, jedoch nicht in Achsen, aufgebracht. Lasten verursachen gleichzeitig Momente um die x- und y-Achse.
Axial belastete Säule, einachsige exzentrische Säule, zweiachsige exzentrische Säule.
Klassifizierung von Spalten basierend auf Spaltenbindungen
Gebunden Spalte
In der gebundenen Spalte werden die Längsstäbe mit kleineren Stäben zusammengebunden. Diese kleineren Balken sind in gleichmäßigen Abständen entlang der Säule angeordnet. Stahlanker in der Säule begrenzen die Hauptlängsstangen. Über 95 Prozent aller Säulen in Gebäuden in nicht-seismischen Regionen sind gebundene Säulen.
Spiralsäule
Spirale Säulen enthalten Spiralen, um die Hauptlängsbewehrung zu halten. Die Spirale ist eine Federbewehrung. Die Hauptstangen sind in einem Kreis angeordnet und die Bindungen werden durch Spiralen ersetzt. Spiralsäulen werden verwendet, wenn eine hohe Festigkeit und / oder eine hohe Duktilität erforderlich sind. Weil die Spirale der seitlichen Ausdehnung der Säulenstangen unter hohen axialen Belastungen widersteht. Die Hauptstangen sind in einem Kreis angeordnet und die Bindungen werden durch Spiralen ersetzt. Spiralsäulen werden in seismischen Regionen häufiger verwendet.
Klassifizierung der Säule basierend auf der Schlankheit
Kurzer Kompressionsblock oder Sockel
Ein Sockel ist ein Kompressionselement mit einer Höhe, die weniger als das Dreifache seiner kleinsten seitlichen Abmessung beträgt. Sockel müssen nicht verstärkt werden und können mit Normalbeton ausgeführt werden.
Kurze verstärkte Säule
Das Schlankheitsverhältnis ( Das Verhältnis der effektiven Länge zur kleinsten seitlichen Abmessung beträgt in der kurzen verstärkten Säule weniger als 12. Kurze Säulen versagen aufgrund von Quetschen oder Nachgeben der Stahlstangen. Die Belastungen, die eine kurze Säule tragen kann, hängen von der Querschnittsabmessung und der Festigkeit der Materialien ab. Kurze Spalten zeigen ein wenig Flexibilität.
Lange verstärkte Spalte
Das Schlankheitsverhältnis überschreitet 12 in langen Spalten. Dieser Säulentyp wird auch als schlanke Säule bezeichnet. Mit zunehmender Schlankheit nimmt die Biegeverformung zu. Eine lange Säule fällt aufgrund eines Knickeffekts aus, der die Tragfähigkeit verringert.
Klassifizierung der Säule anhand der Querschnittsform
Geometrisch geformt
Spaltenabschnitte können je nach Anforderung rechteckig, rund, quadratisch, achteckig und sechseckig sein. Im Allgemeinen können gebundene Säulen quadratisch und rechteckig sein, während spiralförmige Säulen kreisförmig sind. Kreissäulen werden verwendet, wenn eine höhere Höhe erforderlich ist, wie bei Pfählen, Brückensäulen. Kreissäulen sorgen für ein glattes und ästhetisches Finish. Auf der anderen Seite finden sich rechteckige Säulen in Wohn- und Amtsgebäuden. Sie sind einfach und kostengünstiger zu gießen.
L-förmig
Diese Art von Spalte ist unbeliebt. Die L-förmige Säule kann als Eckstütze in einer gerahmten Struktur verwendet werden. Diese Konstruktion der Säule kann ein guter Ersatz sein, um sowohl axialer Kompression als auch biaxialer Biegung von Ecken zu widerstehen.
V-förmig
In der Trapezstruktur kann dieser Säulentyp verwendet werden. V-förmige Säulen benötigen vergleichsweise mehr Materialien.
T-förmige
T-förmige Säulen können in verwendet werden Brückensäulen je nach Konstruktionsanforderungen.
Klassifizierung der Säule anhand von Baumaterialien
Stahlbetonsäule
Stahlbetonsäulen sind die am häufigsten verwendeten Säulen für Rahmenkonstruktionen. Diese Art von Säule besteht aus Beton als Matrix. Der Stahlrahmen ist in Beton eingebettet. Beton trägt die Druckbelastung und die Bewehrung widersteht der Zugbelastung. Die Verstärkungsmaterialien können aus Stahl, Polymeren oder alternativen Verbundmaterialien bestehen. Für eine starke, duktile und dauerhafte Konstruktion muss die Bewehrung einige Eigenschaften aufweisen, wie z. B. Wärmeverträglichkeit, hohe Zugfestigkeit, gute Haftung auf Beton, Korrosionsschutz usw.
Verbundsäule
Verbundsäulen werden aus verschiedenen Kombinationen von Baustahl und Beton hergestellt. Das interaktive und integrale Verhalten von Beton und Baustahlelementen macht die Verbundsäule zu einem sehr steifen, duktilen, kostengünstigen und folglich strukturell effizienten Element im Bau- und Brückenbau. Dieser Säulentyp weist auch eine hohe Feuer- und Korrosionsbeständigkeit auf.
Stahl-, Holz-, Ziegelsteinsäule
Stahlsäulen sind komplett aus Stahl gefertigt. Diese Säulen werden in Flugzeugherstellungslagern, Innenwerften usw. verwendet.
Holzsäulen bestehen aus Holz. Sie sorgen für ein ästhetisches Erscheinungsbild und schaffen ein Gefühl von Raum und Offenheit. Holzsäulen sind für Hausbauer, Empfangsbereiche und Sanierungseigenschaften konzipiert.
Ziegelsäulen befinden sich in Mauerwerkskonstruktionen.Sie können zur Erhöhung der Festigkeit mit Beton verstärkt oder unverstärkt werden. Backsteinsäulen können einen runden, rechteckigen oder quadratischen oder elliptischen Querschnitt haben.
Klassifizierung der Säule basierend auf Rahmenverstrebung
Verspannte Spalte
Spalten können Teil eines Rahmens sein, der seitlich verspannt oder nicht verspannt ist. Die seitliche Stabilität einer Struktur als Ganzes wird durch Verspannung erreicht. Die Aussteifung kann durch Verwendung von Scherwänden oder Aussteifungen im Gebäuderahmen erfolgen. In verspannten Rahmen wird eine relative Querverschiebung des oberen und unteren Endes einer Säule verhindert. Verspannte Säulen verhindern Schwerkraftbelastungen und Scherwände verhindern seitliche Belastungen und Windlasten sowohl Schwerkraft als auch Querbelastung. Infolgedessen verringert sich die Ladekapazität der Säule.
Einige andere Spaltentypen
Spannbetonsäule
Vorspannsäulen können als Erweiterung der Stahlbetonsäulen bei Biegemomenten aufgrund von Wind- und Erdarbeiten, exzentrischen Lasten oder verwendet werden Rahmenaktionen werden auf Spalten angewendet. Das Vorspannen verwandelt einen gerissenen Abschnitt in einen nicht gerissenen und widersteht einer signifikanten Biegung. Dieser Typ kann nützlich sein, wenn die Säule eine hochschlanke Säule und eine vorgefertigte Säule ist.
Griechische und römische Säule
Die klassische griechische und römische Architektur verwendete vier Hauptstile von Säulen für ihre Gebäude und Tempel. Diese vier Säulentypen waren dorisch, ionisch, korinthisch und toskanisch. Diese Säulen sehen aus der Ferne gerade und gleichmäßig aus. Aus der Nähe können sie sich jedoch tatsächlich etwas neigen oder nach links oder rechts lehnen. „
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Antwort
Balken wird hauptsächlich einer Biegung ausgesetzt, bei der die Spannung durch Stahl und die Kompression durch Beton aufgenommen wird. Das Verhalten von Stahl unter Zug und Beton unter Druck ist gut bekannt, daher wird der Reduktionsfaktor bei 0,9 gehalten, was eine sichere und wirtschaftliche Konstruktion ermöglicht. Für die Scher- (und Torsions-) Auslegung des Trägers wird jedoch ein Reduktionsfaktor von 0,75 verwendet, da die Scherung aufgrund komplexer Schnittgrößen nicht so gut verstanden oder modelliert wird wie die Biegung.
Die Säule wird hauptsächlich komprimiert und gebogen, was zu einem komplexen Verhalten führt, das durch ein Interaktionsdiagramm dargestellt wird. Dies schließt den aggregierten Effekt von Biegung, Scherung und Knicken ein. Da dieses Verhalten nicht gut verstanden oder als Biegung in einem Balken nicht so gut modelliert ist, wird ein Reduktionsfaktor von 0,75 für die Spiralsäule und 0,65 für die gebundene Säule angegeben, um diese Unsicherheit des Verhaltens zu berücksichtigen und eine sichere Konstruktion zu gewährleisten.