RF-CONCRETE Columns

关于结构分析和 Dlubal 软件应用的技术文章

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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

如果假设可以忽略二阶效应(缺陷,不对称性等),同时特别考虑细长系数,则采用轴向压缩,细长系数取决于不同的参数(细长系数,极限细长,有效长度)。

这样,在法向力NEd的单次荷载作用下,可以通过混凝土截面平衡的力,相当于混凝土结构的最大承压承载力,该承载力直接取决于截面和设计承载力。 钢筋将平衡其余的轴向压力荷载。

该理论在附加模块RF-CONCRETE Columns中的应用

在本文中,我们将对由钢筋自动计算得出的结果进行分析。

参数的相关性如下所示:

  • 永久荷载: Ng = 1 390 kN
  • 可变荷载: Nq = 1,000 kN
  • 柱子长度: l = 2.1 m
  • 矩形截面: 宽b = 40 cm/高h = 45 cm
  • 忽略柱子的自重。
  • 柱子未集成在支撑中。
  • 混凝土强度等级: C25/30
  • 钢筋: S 500 A
  • 纵向钢筋直径: = 20 mm
  • 横向钢筋直径: ϕt = 8毫米
  • 混凝土保护层: 3 cm

实际截面需要计算

因为在RF-CONCRETE Columns中无法优化截面高度,所以直接修改截面的实际高度h,并将其设置为45 cm。

图02在RF-CONCRETE Columns中显示改变矩形截面高度的步骤。

材料属性

在下文的技术文章中详细介绍了材料的强度和应变公式。

纯混凝土部分的总面积

Ac = b⋅h = 0.40⋅0.45 = 0.18m²

混凝土抗压强度设计值

fcd = 16.7 MPa

最大应力的相对压缩应变

εc2 = 2‰

钢筋抗拉强度设计值

fyd = 435 MPa

钢筋极限应变

εud = 2.17‰

钢筋中的应力

σS = 400兆帕

为了验证RF-CONCRETE Columns中的材料设置,图03中显示了混凝土和钢筋的预期应力和应变。

承载力极限状态ULS

承载力极限状态

NEd = 1.35⋅Ng + 1.5⋅Nq

NEd = 1.35⋅1390 + 1.5⋅1000 = 3.38 MN

NeD ... 轴力设计值

ULS中未考虑二阶效应

因为本文的模型是相同的,并且作为比较的基础模型,所以我们对相同的柱子进行约束,柱子约束在柱子的顶部和自由,以便能够正确地在柱子的顶部施加荷载。 但是,我们认为该柱子在顶部还被固定在梁上,因此我们在柱子上设置了有效的长度系数,以便修改柱子的长细比值。

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米

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米

λž>λLIM→条件没有满足。

然而,我们继续计算关于简单受压的立柱,因为,两者之间的差异很小,看到下面的情况,并且符合机械配筋率。 为此在图05中RF-CONCRETE Columns中停用如何在截面的每个轴上屈曲。

承载力截面

混凝土平衡力

Fc的= AC⋅˚FCD = 0.40⋅0.45⋅16.7 = 3 MN

钢筋平衡力

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

我们得出相应的配筋面积:

纵向钢筋截面面积

AS = FS/σS = 0.38/400⋅10 4 = 9.5平方厘米

通过在RF-CONCRETE Columns中设置钢筋直径为20 mm,由附加模块自动确定的提供的钢筋是4个杆件,并在拐角处按照要求分布,即每个拐角1 HA 20,在该点可以看到下面的配筋区域:

As = 4⋅3.142 = 12.57cm²

机械配筋率

ω=(AS⋅˚F)/(AC⋅˚FCD)= 0.182

最后检查极限长细比

λ=LIM(20⋅0.7⋅√(1 + 2 0.182⋅)⋅0.7)/√1.125=10.79米

λž<λLIM→长细准则被满足。

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 受压 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.: Pratique de l'eurocode 2 - Guide d'application. Paris: Groupe Eyrolles, 2007

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  • 更新 2021年09月6日

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