N?e
?b?????2??1fcbh0?(1?0.5?)b?(N??1fcbh0?x)(h0?as')?b??1?b??1这是一个关于?的三次方程,欲解出?的值十分麻烦。而?(1?0.5?)的变动范围大致为0.4~0.5,故为简化计算,规范将其取为0.43,于是由上式可用解出:
??N??1?bfcbh0??b 2Ne?0.43?1fcbh0??fbh(?1??b)(h0?as')1c0求得?后,代入基本公式第2式,得到:
2Ne??1fcbh0?(1?0.5?)As??As? '?fy(h0?as)以上就是规范的式7.3.4-8和式7.3.4-7。
非对称配筋承载力复核
一、弯矩作用平面内正截面承载力复核
1.给定轴力设计值N,求弯矩作用平面的弯矩设计值M
此时,未知数只有x和M两个。因为M?Ne0,
所以关键是求出e0。而求出ei则可以求出e0。
按照界限情况求出x:
N?fy?As??fyAs x??1fcb可能有以下情况
(1)当x??bh0,且x?2as时,满足大偏心受压的适用条件,于是可按照大偏心的第2平衡式求出ei。
(2)当x?2as时,取x?2as,对As位置取矩,得到
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''''Ne'?Asfy(h0?as')
计算出e'后进而可以得到ei。 (3)当
x??bh0时,属于小偏心,应以
?s?fy???代入小偏心第1平衡式,重新求出? ,
?b??????y?(2???b)
可能出现下面的情况
(4)?b满足小偏心的条件属于小偏心,将?代入求解 ei。(4)?y'?(2???b)???h/h0
此时As受压屈服,取?s= -fy',基本公式转化为下式:
N?Nu??1fcbx?fy?As??fy?As x'N?e??1fcbx(h0?)?fy?As?(h0?as)2重新求解?,计算ei; (5)?'?h/h0,且???y?(2???b)
表示As受压屈服,且中和轴已经在截面之外,于是,取?s=?fy,x?h,代入基本公式解出ei。 ?1=1,
对小偏心受压构件,当N?'fcA,则需要验算“反
向破坏”,求解出M,然后取正向和反向的较小者。
以上计算需要由?ei来得到ei,由于?为ei的函数,所以,这个问题似乎是非线性问题,需要逐次逼近求解,但事实上并非如此。
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?ei?[1?l(0)2?1?2]ei e1400ihh01=ei?h0l02()?1?2 1400h可见,可以很容易由?ei来计算得到ei。 2.给定偏心距e0,求轴力设计值N
由于N未知,所以无法计算出?1,也就无法得到?的值。可假定?1=1.0,待求出N之后再进行校正。 两个基本方程,两个未知数,可解。先解出x(也可以对N点位置取矩,求出x)。
(1)当x??bh0,且x?2as时,满足大偏心受压的适用条件,于是可按照大偏心的第1平衡式求出N。
(2)当x?2as时,取x?2as,对As位置取矩求出N。
(3)当
''''x??bh0时,属于小偏心,应以
?s?fy???代入小偏心第1平衡式,重新求出? ,
?b??????y?(2???b) ?(2???b)???h/h0
'可能出现下面的情况
(4)?b满足小偏心的条件属于小偏心,将?代入求解N。 (4)?y'此时As受压屈服,取?s=?fy,基本公式转化为下式:
N?Nu??1fcbx?fy?As??fy?As x'N?e??1fcbx(h0?)?fy?As?(h0?as)2
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重新求解?,计算N; (5)?'?h/h0,且???y?(2???b)
表示As受压屈服,且中和轴已经在截面之外,于是,取?s=?fy',x?h,?1=1,代入基本公式解出N。
二、弯矩作用平面外正截面承载力复核
直接应用轴心受压正截面承载力计算公式即可。 上述一、二计算结果取较小者作为构件的承载力。 【算例6-1】某门厅处现浇柱截面尺寸为350mm×350mm,l0=3.9m,柱内配置纵筋为4
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(As'=1256mm2)的HRB400钢筋,混凝土强度等级为C25。
要求:计算该柱能承受的轴心压力设计值。
As'1256解:?===1.03%<3%
A350?350'l0/b=3900/350=11.14,用内插法
?=0.98?于是,
0.98?0.95(11.14?10)=0.963
12?10Nu=0.9×0.963(14.3×350×350+360×1256)
=1910×103 N
一个非对称配筋偏心受压柱的例子
【算例6-2】某钢筋混凝土偏心受压柱,截面尺寸b×h=400mm×600mm,柱计算长度l0=3.0m;承受的轴向压力设计值N=250kN,弯矩设计值M=166kNm,混凝土强度等级为C30,纵筋采用HRB400。
要求: 计算所需的纵向钢筋截面积
As及As'(取
as?as'=40mm)。
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解:as?as'=40mm ,则h0=560mm
e0=M/N=166×103/250=664mm
h/30=600/30=20mm,故ea=20mm
ei?e0?ea=664+20=684mm
(1)计算?
?1?0.5fcA0.5?14.3?400?600==6.864>1,取N250?103?1=1.0。
?2?1.15?0.010=1.15?0.01?取?2=1.0。
lh3000=1.1>1,600?l0???1??1?2 ?ei?1400?h?h01=1?2130002?()?1.0?1.0
1400?684/560600=1.015
(2)判断大小偏心
?ei=1.015×684=694mm>0.3h0
按照大偏心受压计算。 (3)求As 令?'??b,对As合力点取矩,从而
e??ei?h/2?as=694+600/2-40=954mm
2Ne??1fcbh0?b(1?0.5?b)As?? 'fy?(h0?as)=
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