On optimal design of reinforced concrete columns subjected to combined biaxial bending and axial load

В данной статье представлена новая процедура для проектирования прямоугольных колонн, находящихся под совместным действием двуосного изгиба и осевой нагрузки. Разработанная процедура реализована в новом комплексном программном обеспечении для анализа и проектирования зданий. По сравнению с существующими инженерными пакетами предложенная программа не требует предварительного задания распределения стержней по сечению колонны перед началом проектирования и дает более детальные результаты: не только необходимое количество арматуры, но и распределение стержней определенного диаметра по сторонам секции колонны. Сначала программа выполняет расчет для четырех арматурных стержней, расположенных в углах колонны, проверяя, обеспечивают ли они требуемое сопротивление приложенным нагрузкам. Если железобетонная колонна не выдерживает приложенных нагрузок, то программа увеличивает количество арматуры, добавляя новые стержни, и снова проверяет сопротивляемость нагрузкам. Этот процесс продолжается до тех пор, пока железобетонная колонна не сможет выдерживать заданные нагрузки. Предлагаемая процедура реализуется в рамках следующих методов: (I) построение поверхности разрушения с использованием большого количества кривых взаимодействия (обычно 24 кривые); (II) эллиптическая аппроксимация поверхности разрушения. Во втором методе программа рассчитывает только две кривые взаимодействия для эксцентричного случая: первая — в направлении $X$, а вторая — в направлении $Y$. В обоих методах кривые взаимодействия рассчитываются в соответствии со стандартами American concrete institute. Использование новой процедуры в рамках второго метода дает результаты, очень близкие к первому, наиболее точному, методу, но при этом требует гораздо меньше времени для расчета. Последнее обстоятельство очень важно при проектировании объемных конструкций с большим числом колонн.