مقارنة بين التصميم بالكود الامريكي والكود البريطاني

مقارنة بين التصميم بالكود الامريكي والكود البريطاني

نظرا لطلب أغلب السادة المهندسين مقارنة بين التصميم بالكود الامريكي والكود البريطاني ..
سنصمم عمود مرة بالبريطاني وتارة بالامريكي وننظر أيهما أفضل اقتصادياً . “لن نتحدث عن الأمان فكلهما بالطبع ٱمن.”

لنفرض أنه لدينا عمود داخلي لمبنى سكني ومساحة الحمل له 5×5 ويحمل 4طوابق بالاضافة للسقف المعلق”SUSBENED”
وكان سمك البلاطة 20سم وكان وزن الحوائط 4.5KN/m2
وكانت مقاومة المكعب الخرساني المميزة
“Fcu” = 30N/mm2
وكان إجهاد الخضوع للحديد
“Fy”= 460 N/mm2
ونسبة التسليح في كلتا الحالتين هي 1%

جد المقطع الخرساني وحديد التسليح لهذا العمود بالكودين البريطاني والامريكي وقارن بين النتايج .

نبدا بالكود البريطاني نحسب الحمل الموزع في البلاطة من حالات التحميل ثم نقوم بتصميم العمود على حسب الكود البريطاني

نحسب الحمل التصميم على البلاطة
Wult=1.4D.L+1.6L.L
Wult=1.4(0.2*24+4.5+2)+1.5*1.6
Wult=18.22KN/m2

نحسب الحمل الواقع على العمود في الطابق الواحد ثم في بقية الطوابق
Pult=18.22*5*5= 455.5KN
نضرب في عدد الادوار
455.5*5= 2277.5KN

نضرب في 1.1 لاضافة وزن الاعمدة في الحسبان

2277.5*1.1=2505.25KN
اذا الحمل المعرض على هذا العمود حسب الكود البريطاني
Pult=2505.25KN

Pult=0.4*Fcu×Ac+0.75*Fy*As
Ac=Pult/(0.4*Fcu+0.75*Fy*AS)
عندما نسبة التسليح1%
As=0.01Ac

يصبح القانون
(Ac=Pult/(0.4*Fcu+0.75*Fy*0.01Ac
نعوض
(Ac=2505.25/(0.4*30+0.75*460*0.01Ac
باجراء العمليات الحسابية نجد أن

Ac= 162152.1mm2
As=1621.521mm2

حسنا كان هذا بالكود البريطاني لنصمم نفس المثال بالامريكي

في بادي الامر نحن في الامريكي نصمم على مقاومة الاسطوانة المميزة”Fc°”وليس المكعب وللتحويل من مقاومة المميزة للمكعب للمقاومة المميزة للاسطوانة نقوم بالضرب في فاكتور يسمى فاكتور التصحيح نظرا لأختلاف كل من المكعب والاسطوانه

Fc=0.8Fcu

Fc’=30*0.8= 24N/mm2

بعدما اوجدنا المقاومة الخرسانية المميزة للاسطوانة نقوم بايجاد الاحمال الموجودة على البلاطة حسب حالات التحميل الخاصة بالكود الامريكي

1.2D.L+1.6L.L

Wu=1.2(0.2×23+4.5+1.5)+1.6*2

Wu=15.92KN/m2

نحسب الحمل الواقع على العمود في الطابق الواحد ثم في بقية الطوابق
Pult=15.92*5*5= 398KN
نضرب في عدد الادوار
398*5= 1990KN

نضرب في 1.1 لاضافة وزن الاعمدة في الحسبان

1990*1.1=2189KN
اذا الحمل المعرض على هذا العمود حسب الكود الامريكي
Pu=2189KN

Pu=0.65*0.8(0.85*Fc’*Ac+Fy*As)
Pu=0.442Fc’*Ac+0.52Fy*As

Ac=pu/(0.442Fc’+0.52*Fy*As)

عندما
As=0.01Ac

Ac=2189/(0.442*24+0.52*460*0.01Ac)

وباجراء العمليات الحسابية نجد أن
Ac=168384.6mm2
As=1683.846mm2

اذا تم تصميم هذا العمود بالبريطاني ستكون مساحته تساوي 162152.1mm2
أما اذا تم تصميم تصميم هذا العمود بالامريكي ستكون مساحته تساوي 168384mm2
النسبة التوفير في الخرسانة = 168384.6/162152.1= 3.7%
نسبة التوفير في حديد التسليح = 1683.846/1621.521=3.7%

اذا نسبة التوفير هي 3.7 % في الخرسانة وحديد التسليح في حالة تصميم العمود بالكود البريطاني

نجد أن الفرق بين الكودين ضئيل لكن مع تغلب
البريطاني على الامريكي في الاقتصادية في الاعمدة
#columns
ACI318-14 a
BS-97

كتب بواسطة:-
Eng Hussam aldeen