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2019-06-19

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Zu den täglichen Aufgaben in der Stahlbetonbemessung gehört auch die Bemessung von Druckgliedern unter zweiachsiger Biegung. Der nachfolgende Artikel beschreibt die unterschiedlichen Methoden nach Kapitel 5.8.9, EN 1992-1-1, welche für eine Bemessung von Druckgliedern mit zweiachsiger Lastausmitte im Rahmen des Nennkrümmmungsverfahrens gem. 5.8.8 möglich sind.

基本

RF- / CONCRETE Columns附加模块通过欧洲规范2章5.8.8中描述的标称曲率法设计钢筋混凝土受压构件。 该方法将该方法描述为模型柱方法。 在前一篇文章中详细描述了当使用标称曲率法时必须应用的荷载偏心的确定。 因此,这里不再详细说明确定单个偏心距。

不考虑双轴弯矩作用的主轴方向分离设计

按照规范EN 1992-1-1 [1] 5.8.9(2),在不考虑弯矩相互作用的情况下,在两个主轴方向分别设计一个双向荷载偏心的柱子,公式5.38a和5.38b [1] 在上面链接的文章中描述了公式。 这些限制和设计方法是基于两个荷载偏心中的一个代表主导值,第二个代表从属值这一事实。 在不同的主轴坐标系下进行设计时,必须在主导方向上考虑附加的缺陷偏心,即在控制方向上。 图01显示了双轴弯曲时不考虑的区域。 如果偏心轴向力位于阴影区域,则可以在两个主方向上分别设计柱子。 请注意,必须根据各自主轴方向的二阶分析考虑荷载偏心。 如图01所示。 在图01中点A和B表示可能的荷载位置的两个例子,其中根据二阶分析的偏心影响具有不同的影响。 不考虑二阶分析(e 2 ),两个点都位于阴影和允许的区域,双轴弯曲设计可以忽略不计。 当根据二阶分析计算偏心时,双轴荷载偏心在A点减小,而在荷载位置B,双轴弯曲增加,荷载偏离允许范围。

考虑双轴力矩作用的主轴方向分离设计

如果不满足公式5.38a和公式5.38b [1]的条件,那么在不考虑按照5.8.9(2)规定的双轴弯矩相互作用的情况下,在主轴方向上进行单独设计的先决条件是不满足的。 第5.8.9节[1]中的第(4)节使用公式5.39描述了一种简化的方法,可以用它来考虑与先前设计各个主轴方向的双轴弯矩相互作用。

下面的公式5.39 [1]以简化的方式考虑弯矩相互作用。


值:
M Ed,z / y =关于相应轴的设计弯矩,包括标称二阶矩
M Rd,z / y =相应轴的抗弯性能
对于圆形截面和椭圆形截面,a = 2,对于矩形截面,按照图02中a

图02显示了指数a和N Ed / N Rd之比。 N Rd是中心轴向阻力的设计值,N Rd = A c ·f cd + A s + f yd 。 a c代表总截面面积,A s代表纵向钢筋面积,f cd和f yd是使用材料的设计强度。

当使用公式5.39 [1]时,在轴向力恒定的情况下两个主方向上的两个弯曲阻力M Rdy和M Rdz必须取自设计交点图(见图03)。

图03显示了三维M y -M z -N相互作用的象限。 公式5.39是基于简化N Ed处的水平截面,使用三维交互图并生成一个简化的M y -M z矩交点作为指数a。 在图03中,轴向力N Ed (水平截面)的实际M y -M z弯矩相互作用关系图以红色阴影显示。 根据公式5.39的简化交互图也是红色阴影,用于比较。 根据公式5.39 [1] ,图04显示的是根据指数a得出的弯矩相互作用的分布。

这种简化方法按照公式5.39 [1]的优点在于,通过已知的MN交互作用图,利用轴向力进行单轴弯曲,可以快速方便地设计具有双轴偏心的压杆。

精确设计双向偏心交叉截面

通过对轴向力和双轴弯曲的截面进行精确设计,需要迭代计算截面应变。 这些截面应变的计算只能通过计算工具进行。 如果荷载在M res -N相互作用图(图03中的灰色阴影区域)或精确确定的M z -M y弯矩图(图03中的红色阴影区域)内,则满足极限状态设计。 通过精确确定极限曲线可以为设计生成额外的荷载容量。

小结

对于双轴荷载偏心,标准允许根据荷载位置设计不同的变量。 通过方程5.38a和5.38b [1]的边界条件,可以忽略双轴弯矩相互作用,并且可以在主轴方向上进行设计。 如果超出上述限值,则必须在设计中考虑弯矩相互作用。 这可以通过公式5.39 [1]中的相互作用公式或者通过精确的双轴截面分析得出。 使用RF- / CONCRETE Columns附加模块可以实现所有设计方法。


作者

Meierhofer 先生是混凝土结构领域软件开发的负责人,他可以为客户解答钢筋混凝土和预应力混凝土设计方面的各种问题。

链接
参考
  1. EC 2 (2010)。欧洲规范 2: Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken - Teil 1‑1: Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln für den Hochbau; EN 1992‑1‑1:2004 + AC:2010