View
304
Download
30
Category
Preview:
DESCRIPTION
Design of RC & PT Slabs using ACI318
Citation preview
ACI 318-05خطواخ انرصًيى وفقا نهًذوَح األيشيكيح انشاتع ثابان
45
وفقا للوذوًح األهريكيح خطىاخ التصوين : الثاب الراتع
Design Steps by ACI 318-05
: ACI318-05خطىاخ تصوين تالطح هسطحح هسلحح وفقا للوذوًح األهريكيح 4-1
Direct Design Method :(13.6)انرصًيى تانطشيقح انًثاششج
Direct Design Method Limitation (13.6.1 )* ششوط انرصًيى تانطشيقح انًثاششج
تذوس عهي األقم في االذجاْيٍ . 3ادرواء انثالطح عهي -
( .Ly/Lx ≤ 2) 2ذكوٌ انثالطح يسرطيهح انشكم يع َسثح انثذش انطويم إني انقصيش ال ذضيذ عٍ -
أطول تذش . 1/3ال يكوٌ انفشق في طول األتذش في االذجاْيٍ أكثش يٍ -
. يٍ طول انثذش في االذجاِ انًعُي %10عٍ Offsetsال يضيذ اخرالف يشاكض األعًذج -
. ( L/D < 2) 2ذكوٌ األدًال يوصعح تاَرظاو و اليضيذ َسثح انذًم انذي إني انذًم انًيد عٍ -
تحذيذ سوك الثالطح الوحقق لوتطلثاخ دليل التصوين : .1
أقم سًك يسًوح تّ نهثالطح انًسطذح تذوٌ أتياو داخهيح : -
in 9.5.3.2 (a) 5.. ............نهثالطاخ يٍ دوٌ إسقاطاخ ...................... -
in 9.5.3.2 (b) 4.. ............نهثالطاخ انًذرويح عهي إسقاطاخ ............... -
( c 9.5جذول ) أقم سًك يقاوو نالَذشاف نهثالطح يٍ دوٌ أتياو داخهيح : -
( في انًهذقاخ1-4جذول )
تحذيذ السوك الوقاوم للقص : .2
qu = 1.2 D + 1.6 L Equ. (9.2)
Equ. (11-1) (11.1.1) φVn ≥ Vu
Vn = Vc + Vs Equ. (11-2)
: Shear & Flexureنألعضاء انًعشضح نقص و ثُي -
Vc = 2 ' fc bw d (11.3.1.1) Equ. (11-3)
ACI 318-05خطواخ انرصًيى وفقا نهًذوَح األيشيكيح انشاتع ثابان
46
Check for Beam Shear :
φVc ≥ Vu >>> OK
Check for Punching Shear :
(11.12.1.2) يٍ وجّ انعًود : d/2يخرثش انقص انثاقة عهي تعذ -
b0 = 2c1 + 2c2 + 4d Fig. R11.12.4.7 (a)
Vu = qu [ l1 l2 – (c1+d)(c2+d) ]
Vc shall be the smallest of : (11.12.2.1)
(a) Vc = (2+ 4/ ) ' fc b0 d Equ. (11.33)
(b) Vc = ( s d/b0 + 2 ) ' fc b0 d Equ. (11.34)
(c) Vc = 4 ' fc b0 d Equ. (11.35)
ىل القصري من العمود حيث : .: وس بة اجلاهب الطويل ا
s معدة الطرفية ، 04للأمعدة ادلاخلية ، 04: اثبت يساوي معدة الركنية . 04 للأ للأ
φ Vc ≥ Vu >>> OK
( انًقطع انذشج نهقص انثاقة1-4شكم )
ACI 318-05خطواخ انرصًيى وفقا نهًذوَح األيشيكيح انشاتع ثابان
47
( انًوضع انذشج نهقص في انثالطح2-4شكم )
φ : (9.3.2)َسثح ذخفيض انًقاويح -
Tension-controlled sections =0..0 (9.3.2.1)نهًقاطع انًذكويح تانشذ
Compression-controlled sections :(9.3.2.2)نهًقاطع انًذكويح تانضغظ
Spiral Reinforcement =0.70نألعضاء راخ دذيذ ذسهيخ نونثي -
0.65= نألعضاء األخشى -
(9.3.2.3) 0.75= نهقص و االنرواء
(9.3.2.4) 0.65= انرذًيم عهي انخشساَح
: Total Static Momentحساب العسوم الساكٌح الكليح .3
(13.6.2.2) Equ. (13-4) M0 = qu l2 ln² /8
ACI 318-05خطواخ انرصًيى وفقا نهًذوَح األيشيكيح انشاتع ثابان
48
Columnتحذيذ ًسة العسوم الساكٌح الوىجح و السالثح و تحذيذ تىزيعها علً شريحح العوىد .4
Strips و شريحح الىسط Middle Strips :
Interior Spans : (13.6.3.2)انعضوو انساكُح انسانثح و انًوجثح في انثذوس انذاخهيح -
Negative Factored Moments = 0.65 M0
Positive Factored Moments = 0.35 M0
End Spans :(13.6.3.3)انعضوو انساكُح انسانثح و انًوجثح في انثذوس انطشفيح -
في انًهذقاخ . ( 2-4يعايالخ انعضوو في ْزِ انذانح ذؤخز يٍ جذول )
: Factored Moment for Column Stripانعضوو انًصُعح نششيذح انعًود -
ذؤخز يعايالخ انعضوو Interior Negative Factored Momentsنهعضوو انسانثح انذاخهيح
في انًهذقاخ . (3-4جذول )يٍ
ذؤخز يعايالخ انعضوو Exterior Negative Factored Momentsنطشفيح نهعضوو انسانثح ا
في انًهذقاخ . (4-4يٍ جذول )
(5-4ذؤخز يعايالخ انعضوو يٍ جذول ) Positive Factored Momentsنهعضوو انًوجثح
( انعضوو انرصًيًح نهششيظ انًأخور3-4شكم )
ACI 318-05خطواخ انرصًيى وفقا نهًذوَح األيشيكيح انشاتع ثابان
49
Flat Plate( انعضوو انرصًيًح نثالطح يسطذح تذوٌ إسقاطاخ أو ذيجاٌ أعًذج 4-4شكم )
: Reinforcing Steelتحذيذ كويح حذيذ التسليح .5
Ru = Mu/φbd2
ρ = from Table A.13 ( يف امللحقات 8-0جدول )-
As = ρbd
Bars : from Table A.6 -( يف امللحقات 7-0جدول )
ACI 318-05خطواخ انرصًيى وفقا نهًذوَح األيشيكيح انشاتع ثابان
50
: ACI 318-05للوذوًح األهريكيح تالطح هسطحح هسثقح االجهاد وفقا خطىاخ تصوين 4-2
: Design Informationهعلىهاخ التصوين .1
- Loads الأحامل : Framing Dead Load = selfweight
Superimposed Dead Load
Live Load
2 hour fire rating
- Materials د او امل : Concrete : Normal weight concrete 150 pcf = 25 kN/m²
f’ci ( Age of stressing = 3 days )
f’c
Reinforcing Steel : fy
PT : Unbonded Tendons
φ A
7-wire strands
fpu = 270 ksi = 1860 N/mm²
Estimated prestress losses = 15 ksi = 100 N/mm² (18.6)
fse = 0.7fpu – losses (18.5.1)
Peff = A*fse
: Design Requirementsهتطلثاخ التصوين .2
ذذذيذ انسًك االترذائي نهثالطحPreliminary Slab Thickness :
Longest Span = L
Slab Thickness = h
Start with L/h = 45 (R18.12.3)
خصائص املقطعSection Properties :
Two-way slabs designed as Class U (18.3.3)
ACI 318-05خطواخ انرصًيى وفقا نهًذوَح األيشيكيح انشاتع ثابان
51
Gross cross-sectional properties allowed (18.3.4)
A = bh
S = bh²/6
معايري التصمميDesign Parameters :
Allowable stresses : Class U (18.3.3)
- At time of jacking : (18.4.1)
f’ci
Compression = 0.6 f’ci
Tension = 3 cif'
- At Service Loads : ( 18.4.2(a) and 18.3.3 )
f’c
Compression = 0.45 f’c
Tension = 6 cf'
Average precompression limits :
- P/A = 125 psi = 0.80 N/mm² min. (18.12.4)
= 300 psi = 2.1 N/mm² max.
Target load balances :
60% - 80% of DL(selfweight) for slabs
Use 0.75 wDL
Cover Requirements : (IBC2003 : International Building Code )
- Restrained slabs ( interior spans ) = ¾ “ = 20 mm bottom (Cbi)
- Unrestrained slabs ( end spans ) = 1½” = 40 mm bottom (Cbe)
= ¾” = 20 mm top (Ct)
ACI 318-05خطواخ انرصًيى وفقا نهًذوَح األيشيكيح انشاتع ثابان
52
: Tendon Profileهخطط الىتر )العصة( .3
Tendon CG Location* Tendon Ordinate
h/2 a1 :Exterior Support - Anchor
h - Ct - φ/2 a2 :Interior Support - Top
Cbi + φ /2 a3 :Interior Span - Bott.
Cbe + φ /2 a4 :End Span - Bott.
CG = Center of gravity
*Measured from bottom of the slab
aINT = a2 - a3
aEND = [ h/2 + a2 ] /2 - a4
: Prestressing and Balanced Loadsقىج سثق االجهاد و الحول الوتسى .4
Prestress Force Required to Balance 75% of selfweight DL :
Since the spans are of similar length, the end span will typically govern the
maximum required post-tensioning force. This is due to the significantly reduced
tendon drape, aEND
- wb = 0.75 wDL * frame width
- Force needed in tendons to counter act the load in the end bay :
Pend = wb L² / 8aEND
ACI 318-05خطواخ انرصًيى وفقا نهًذوَح األيشيكيح انشاتع ثابان
53
Pactو تحذيذ قىج سثق االجهاد الفعليح Pendتحذيذ عذد األوتار الوطلىتح لتحقيق قىج سثق االجهاد .5
: wb intو التحقق هي حول االتساى في الثحر الذاخلي
- # of tendons = Pend/Peff
- Actual force for banded tendons :
Pact = # of tendons / Peff
- Adjusting wb for end span to get actual wb :
wb act = (Pact/Pend) wb
- Actual precompression stress :
= Pact /A > 125 psi = 0.8 N/mm² min.
< 300 psi = 2.1 N/mm² max.
- Check interior span force Pint :
Pint = wb Lint² / 8aINT < Pend
- Check amount of load to be balanced in the interior span wb int act :
wb int act = Pact * 8 * aINT / Lint² < wDL
wDL = DL * frame width
If wb int act ≥ we have to modify aINT and re-check for Pint with the new aINT .
: Slab stressesالتحقق هي إجهاداخ الثالطح : Serviceability Stage.هرحلح االستخذاهيح 6
Separately calculate max. (+)ve & (-)ve moments in the frame for the :
- Dead Load
- Live Load
- Balancing Loads
A combination of these values will determine the slab stresses at the time of
stressing and at service loads . Using Equivalent Frame Method (13.7)
ACI 318-05خطواخ انرصًيى وفقا نهًذوَح األيشيكيح انشاتع ثابان
54
Stage 1 : Stresses immediately after jacing “prestress transfer” (DL+PT) (18.4.1)
- Midspan stresses :
ftop = (-MDL + Mbal)/S - Pact/A
fbot = (+MDL - Mbal)/S - Pact/A
Check at : Interior Span & End Span .
- Support stresses :
ftop = (+MDL - Mbal)/S - Pact/A
fbot = (-MDL + Mbal)/S - Pact/A
Stage 2 : Stresses at service loads (DL+LL+PT) : (18.3.3 and 18.4.2)
- Midspan stresses :
ftop = (-MDL - MLL + Mbal)/S - Pact/A
fbot = (+MDL + MLL - Mbal)/S - Pact/A
Check at : Interior Span & End Span .
- Support stresses :
ftop = (+MDL + MLL - Mbal)/S - Pact/A
fbot = (-MDL - MLL + Mbal)/S - Pact/A
All stresses should be within the permissible code limits .
ACI 318-05خطواخ انرصًيى وفقا نهًذوَح األيشيكيح انشاتع ثابان
55
Equivalent Frameاإلطاس انثذيم ( 5-4)شكم
: Ultimate Stage. الورحلح القصىي 7
Factored Moments :
The primary post-tensioning moments (M1) vary along the span .
M1 = Peff * e
e = 0” : at the exterior support .
e = h/2 – Ci – φ/2 : at the interior support .
The secondary post-tensioning moments (M2) vary linearly between supports .
M2 = Mbal - M1
Typical Load Combimation for ultimate strength design :
Mu = 1.2MDL + 1.6MLL + 1.0M2
Calculate Mu at midspan & at supports .
Minimum Bonded Reinforcement :
to see if acceptable for ultimate strength design
ACI 318-05خطواخ انرصًيى وفقا نهًذوَح األيشيكيح انشاتع ثابان
56
- Positive Moment Region :
At Interior span & Exterior span
ft is the tension stress ( if it occurs ) calculated in Stage 2 stresses .
ft < 2 cf' : Then no positive reinforcement required .
ft ≥ 2 cf' :Then minimum positive moment reinforcement required:
y = ft /(ft+fc) * h
Nc = MDL+MLL /S * 0.5 * y * l2
As min = Nc /0.5fy
- Distribute the positive moment reinforcement uniformly across the slab-
beam width and as close as practicable to the extreme tension fiber .
- Min. length = 1/3 clear span (18.9.4.1)
and centered in +ve moment region
- Negative Moment Region :
As min = 0.00075 Acf (18.9.3.3)
Acf = l*h/2 or (l2 ryt + l2 lft)*h/2 : which greater
- Min. length = 1/6 the clear span on each side of support (18.9.4.2)
- At least 4 bars required in each direction (18.9.3.3)
- Place top bars within 1.5h away from the face of
the support on each side (18.9.3.3)
Maximum bar spacing is 12” = 300 mm (18.9.3.3)
ACI 318-05خطواخ انرصًيى وفقا نهًذوَح األيشيكيح انشاتع ثابان
57
( يوضخ أقم دذيذ ذسهيخ يسًوح ت6ّ-4شكم )
Check minimum reinforcement : to see if it is sufficient for ultimate strength
Mn = (As*fy + Aps*fps) (d – a/2)
Aps = 0.153 in² * # of tendons = 99 mm² * # of tendons
fps for unbounded tendons : (18.7.2)
L/h > 35 : fps = fse + 10000 + (f’c*b*d)/(300 Aps)
shall not be taken greater than the lesser of :
fpy and (fse + 30000)
L/h ≤ 35 : fps = fse + 10000 + (f’c*b*d)/(100 Aps)
shall not be taken greater than the lesser of :
fpy and (fse + 60000)
a = (As*fy + Aps*fps)
φ = 0.9 (9.3.2.1)
φ Mn > Mu : min. reinforcement is ok
φ Mn ≤ Mu : modify As min
Recommended