متطلبات كود البناء الأمريكي ACI لعوامل الأمان في تصميم المباني المسلحة

أحكام السلامة للمباني المسلحة من خلال متطلبات الكود الأمريكي ACI Code

يجب أن يتم تصميم الأعضاء الهيكلية كالأعمدة والأسقف والكمرات دائمًا لمقاومة أحمال أكبر من أحمال الخدمة أو الأحمال الفعلية، من أجل توفير الأمان أو السلامة المناسبة ضد الفشل والانهيار.

في طريقة تصميم المقاومة القصوى، يتم تصميم العضو لمقاومة الأحمال المضاعفة (المكبرة) التي يتم الحصول عليها عن طريق ضرب الأحمال الميتة والأحمال الحية في معاملات أمان محددة ثم جمعهم.

يتم استخدام معاملات أمان مختلفة في حالات التحميل المختلفة. نظرًا لأن الأحمال الميتة يمكن تقديرها بدقة تامة، فإن معامل أمان حمولتها تكون أصغر من تلك الخاصة بالأحمال الحية، والتي تتسم بدرجة عالية من عدم التأكد.

يجب مراعاة العديد من حالات عوامل الأمان في التصميم لحساب الحد الأقصى والحد الأدنى لقوى التصميم. تُستخدم معاملات التخفيض لبعض مركبات الأحمال لتعكس الاحتمال المنخفض لأحداثها المتزامنة (حدوثهم في نفس الوقت). الآن إذا تم اعتبار أن الحمولة النهائية هي U، فوفقًا لكود ACI، تكون مركبة القوة التصميمية القصوى U هي الأكثر أهمية لما يلي:

المعادلة الأساسية: U = 1.2D + 1.6L

حيث، D هي الحمولة الميتة، L هي الحمولة الحية

• 1.4(D+F) (9-1)

• 1.2(D+F+T)+1.6(L+H)+0.5(L_r or S or R) (9-2)

• 1.2D+1.6(L_r or S or R)+(1.0L^* or 0.8W) (9-3)

• 1.2D+1.6W^**+1.0L^*+0.5(L_r or S or R) (9-4)

• 1.2D+1.0E^***+1.0L^*+0.2S (9-5)

• 0.9D+1.6W^**+1.6H (9-6)

• 0.9D+1.0E^***+1.6H (9-7)

بالإضافة إلى معاملات الأمان في الأحمال، يحدد كود ACI عاملاً آخر للسماح باحتياطي إضافي في سعة العضو الإنشائي. يتم حساب المقاومة الاسمية Nominal strength بشكل عام باستخدام الإجراءات التحليلية المقبولة بناءً على الإحصائيات والتوازن. ومع ذلك، من أجل حساب درجة الدقة التي يمكن من خلالها حساب القوة الاسمية والتغيرات السلبية في المواد والأبعاد، يجب استخدام عامل تقليل أو خفض المقاومة Phi في طريقة تصميم المقاومة.

قيم عامل تخفيض المقاومة (Phi) هي:

مقاومة الانحناء والشد Phi = 0.9

القص والالتواء Phi = 0.75

لعناصر الضغط مع التسليح الحلزوني Phi = 0.70

لعناصر الضغط مع الكانات  Phi = 0.65

ما هي المقاومة الاسمية Nominal strength

تسمى المقاومة الفعلية المكتسبة من خصائص المواد المختلفة بالمقاومة الاسمية.

Nominal strength x Phi = Design strength

يتم تحقيق التصميم الآمن عندما تكون المقاومة للمواد التي يتم الحصول عليها عن طريق ضرب المقاومة الاسمية في معاملات التخفيض phi أكبر من أو تساوي المقاومة المطلوبة لتحمل الأحمال المصعدة (المكبرة).

حيث،

Mu و Vu و Pu هي (العزوم وقوى القص والقوى المحورية) المصعدة والمطبقة على العناصر.

Mn و Vn و Pn مقاومة العزوم والقص والقوى المحورية لمواد العناصر على التوالي.