RF-CONCRETE Columns

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本文将与您在本教程中的设计进行比较: RF-CONCRETE杆件混凝土轴心受压柱设计。 因此这里讨论的内容和方法可以在RF-CONCRETE Members中使用。 本文的目的是为了比较不同输入参数和两个附加模块输入的结果。

理论应用

如果假设二阶效应(缺陷、不对称等)可以忽略,同时长细比准则取决于各种参数(长细比系数、极限长细比、有效长度),那么适用轴压。

然后,在单一法向力 NEd作用下,混凝土截面所能平衡的力就是其受压的最大承载力,该荷载直接取决于其截面及其设计承载力。 钢筋将平衡其余的轴向压荷载。

该理论在附加模块 RF-CONCRETE Columns 中的应用

在本文中,我们将分析自动获得的结果以进行配筋计算。

参数不变,如下:

  • 永久荷载: Ng = 1 390 kN
  • 可变荷载: Nq = 1000 kN
  • 柱子长度: l = 2.1 m
  • 矩形截面: 宽 b = 40 cm/高 h = 45 cm
  • 可忽略柱子自重
  • 柱子没有集成到支撑中
  • 混凝土强度等级: C25/30
  • 钢筋: S 500 A
  • 纵向钢筋直径: ϕ = 20 mm
  • 横向钢筋直径: ϕt = 8 mm
  • 混凝土保护层: 3 cm

计算实际截面

因为在 RF-CONCRETE Columns 中不可能优化截面高度,所以直接修改section'的实际高度 h 为 45 cm。

图 02 显示了在 RF-CONCRETE Columns 中更改矩形截面高度的步骤。

材料属性

材料'的强度和应变的公式在上述技术文章中有详细说明。

纯混凝土截面总面积

Ac = b ⋅ h = 0.40 ⋅ 0.45 = 0.18 m²

混凝土抗压强度设计值

fcd = 16.7 MPa

最大应力时的相对压应变

εc2 = 2‰

钢筋抗拉强度设计值

fyd = 435 MPa

钢筋极限应变

εud = 2.17‰

配筋中的应力

σs = 400 MPa

为了验证 RF-CONCRETE Columns 中的材料设置,图 03 中显示了混凝土的预期应力和应变以及所需的配筋。

承载能力极限状态

极限状态设计荷载

NEd = 1.35 ⋅ Ng + 1.5 ⋅ Nq

NEd = 1.35 ⋅ 1390 + 1.5 ⋅ 1000 = 3.38 MN

Ned ... 作用轴力设计值

ULS 中未考虑二阶效应

由于本文中的模型和作为比较基础的模型相同,为了能够正确地在柱头处施加荷载,我们对同一根柱子进行了建模。 但是,我们认为柱子仍然固定在梁的顶部。 为此,我们对柱子应用了有效长度系数,该系数允许我们修改柱子的长细比。

有效长度系数按照 EN 1992-1-1 - 5.8.3.2 (3) - 公式 5.15

kcr = 0.59

长细比按照 EN 1992-1-1 - 5.8.3.2 (1) - 公式 5.14

λz = 10.73 m

极限长细比按照 EN 1992-1-1 - 5.8.3.1 (1) - 公式 5.13N

n = 1.125

λlim = 20 ⋅ 07. ⋅ 1.1 ⋅ 0.7/√1.125 = 10.16 m

λz > λlim → 条件不满足。

但是,我们仍将使用简单受压计算,因为' 差异很小,因此' 与配筋的机械比d ' 相符。 在图 05 中介绍了如何禁用 RF-CONCRETE Columns 中截面的每个轴都存在屈曲功能。

承重截面

混凝土平衡力

Fc = Ac ⋅ fcd = 0.40 ⋅ 0.45 ⋅ 16.7 = 3 MN

配筋平衡力

Fs = NEd - Fc = 3.38 - 3 = 0.38 MN

我们推导出相应的配筋面积:

纵向钢筋截面面积

As = Fss = 0.38/400 ⋅ 10 4 = 9.5 cm²

在 RF-CONCRETE Columns 中配置直径为 20 mm 的钢筋后,由模块自动确定提供的配筋为 4 根杆件,根据要求在拐角处分布,即每个拐角 1 个 HA 20。 因此,' 截面面积 d' 的配筋结果如下:

As = 4 ⋅ 3.142 = 12.57 cm²

机械配筋率

ω = (As ⋅ fyd )/(Ac ⋅ fcd ) = 0.182

极限长细比的最终检查

λlim = (20 ⋅ 0.7 ⋅ √(1 + 2 ⋅ 0.182) ⋅ 0.7)/√1.125 = 10.79 m

λz < λlim → 满足长细比判据。

作者

M.Eng. Milan Gérard

M.Eng. Milan Gérard

销售和技术支持

米兰·杰拉德(MilanGérard)在巴黎工作。 他还为我们法语国家的客户提供技术支持。

关键词

欧洲规范 打印 钢筋 长细比

参考文献

[1]   Eurocode 2: Design of concrete structures - Part 1-1: General rules and rules for buildings; EN 1992-1-1:2011-01
[2]   Roux, J. (2007). Pratique de l'eurocode 2 - Guide d'application. Paris: Groupe Eyrolles.

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  • 更新 2022年01月17日

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