总览
该计算器用于按照 EN 设计钢筋非预应力混凝土柱 1992-1-1:2004, EUROCODE 2: 混凝土结构设计. 执行以下计算:
- 根据用户输入确定每个方向的柱细长.
- 设计弯矩是根据长细比计算的.
- 力矩容量源自交互图, 根据柱的截面属性绘制.
- 使用倾斜支柱桁架模型确定截面的抗剪承载力.
- 对截面进行详细检查.
假设条件
一般
设计依据
- 该工具的创建符合 EN 中规定的设计原则 1992-1-1:2004.
- 研究论文补充了圆柱的设计方程 “使用欧洲规范的圆形混凝土截面的剪切设计 2 桁架模型” 奥尔等人.
“最佳实践”
用户可以选择是否在整个计算过程中应用“最佳实践”值. 这些值包括以下内容:
- 单曲率弯曲 – 附加术语, M02 + 钢底板设计欧洲规范, 如果柱以单曲率弯曲,则添加到细长构件的力矩计算中:
- 细长极限, λ林 – 的绝对最大值 50 要么:
- 双轴弯曲利用 圆柱的数量作为方程的平方根 5.39:
- 剪切腹板宽度bw 圆柱的数量是使用等效矩形计算的,如部分中讨论的 ‘b 的计算w’’.
- 双轴剪切利用 计算为“Y”和“Z”轴上单轴剪切利用率的结果. EN1992-1-1:2004 没有提供有关如何考虑双轴剪力混凝土截面的具体指导, 所以这个值是作为保守的保障措施提供的:
- 纵向钢筋最大间距设置为 175mm, 假设柱的表面可能受到拉力. 如果未选择最佳实践,则默认值为 400mm, 假设该部分处于压缩状态.
- 圆柱中最小纵向钢筋数 = 6.
- 最小钢筋间距:
| 棒直径 (毫米) | 最小间距 (毫米) |
|---|---|
| 12 | 40 |
| 16 | 45 |
| 20 | 50 |
| 25 | 55 |
| 32 | 70 |
| > 32 | 90 |
剖面分析
互动图
混凝土柱的弯曲能力是从为每个轴绘制的相互作用图得出的. 通过计算中性轴不同深度处的“M”和“N”值来绘制相互作用线. 这是通过确定给定中性轴深度的混凝土和钢筋中的应变来完成的. 这些应变可以转化为力, 然后可用于计算柱在该中性轴深度下可抵抗的最大轴向载荷和弯矩.
- 围绕截面的塑性质心获取力矩.
- 混凝土砌块强度 η.f光盘 减少了 10% 对于圆形截面,按照 3.1.7(3).
- 假设混凝土合力作用于矩形应力块的质心.
- 对于矩形截面, 这被视为块高度的一半.
- 对于圆形截面, 这是通过找到压缩段的质心来计算的, 其中线段的高度等于 λ.X.
立柱设计
设计时刻
用于设计混凝土柱的力矩取决于所考虑轴上柱的细长度. 如果柱子不细长 (或“矮胖”), 那么只需要检查该列的一阶矩. 该柱必须针对其细长的每个轴的二阶力矩进行设计.
用户可以选择直接提供用于计算的二阶矩. 此选项仅在柱较细长时可用.
根据一阶输入计算二阶矩的工作流程如下:
计算细长度
计算力矩
弯曲能力
通过绘制设计力的坐标来计算每个轴的弯矩能力 (轴向载荷和弯矩) 在交互图上. 平行于 x 轴绘制一条线, 与该坐标相交 (N = 设计轴向载荷). 力矩容量取自该线与相互作用线相交的点.
双轴弯曲检查
剪切能力
最初仅根据混凝土的抗剪能力检查所施加的剪力. 如果阻力超过施加的剪切力, 则截面的承载力取混凝土的承载力, V路 ° N路,C.
如果施加的剪力大于混凝土的承载力, 则截面的抗力取倾斜混凝土支柱的抗剪配筋能力与抗压强度中的最小值, V路 = 分钟[ V路,最高; V路,s ].
V 的值路,C, V路,最高 和V路,s 使用 En 中列出的方程计算 1992-1-1:2004 对于矩形截面. 圆柱的方程取自 “使用欧洲规范的圆形混凝土截面的剪切设计 2 桁架模型”.
对于两种形状, 混凝土支柱承载力的上下限值, (V路,最高) 确定为 cotθ = 1 和 cotθ = 2.5 分别. 如果施加的剪切力 V埃德 大于上限值, 那么 cotθ = 2.5 用于定义支柱角度. 如果剪切力小于下限, cotθ = 1 用来. 当V埃德 介于这两个值之间, θ的设计角迭代增加直到V路,最高 > V埃德. 该角度用于其余计算.
b 的计算w
矩形截面的截面宽度取为与所施加剪切力方向垂直的尺寸. 对于圆形截面, 当应用最佳实践时, “等效矩形”用于计算压缩支柱横截面. 这个矩形的宽度‘bw’取受压弦心圆截面宽度与拉筋质心圆截面宽度中的较小者. 如果没有应用最佳实践, 抗剪腹板宽度取圆的直径.

z 的近似值
该计算器在计算抗剪配筋能力时使用 0.9d 作为截面内部杠杆臂的近似值. 这是 EN 中的建议值 1992-1-1:2004 对于会员 无轴向载荷, 因此可能不准确.
混凝土支柱强度
该计算器允许设计具有轴向拉力的柱. 计算条款中混凝土支柱承载力时 6.2.3(3) (情商 6.9), f 的值光盘 需要进行修改以适应混凝土支柱的拉力条件. 去做这个, 混凝土强度按下式计算 6.5.2(2), 使用 0.6.v' 的强度折减系数 (6.57ñ).
矩形柱的抗剪承载力
圆柱的抗剪承载力
蠕变的影响
用户有多种选项来定义蠕变对他们正在设计的柱的影响.
如果柱子不是细长的, 那么计算中可以使用默认值. 这会将“A”的值设置为 0.7 公式 5.13N 为细长极限.
没有为用于计算曲率的蠕变因子指定默认值 (ķ披) 英语 1992-1-1: 2004. 如果确定柱子是细长的, 用户必须输入自己的值或提供足够的数据来计算有效蠕变比 φef.
EN 附录 B 1992-1-1:2004 用于计算 φ(无穷大,Ť0). 该计算器用准永久力矩代替轴向载荷, 因为这被认为具有可比性并且更容易推导.
防火性能
这是一项可选检查, 通过耐火检查选项启用, 每 在 1992-1-2, 附录C. 该方法使用柱几何形状, 加固和消防设计措施,以确定所需的最小柱尺寸和加固轴距离, 并使用相应的长细度和偏心率绕每个柱轴独立执行. 附录 C 没有定义矩形截面的哪一边是柱宽, 因此 b 被保守地视为两个轴的最小柱尺寸.
- 附录 C 表 C.1 至 C.9 仅列出了多于一侧暴露的柱; 表格方法中不存在单侧暴露变体, 所以此检查不提供此选项.
消防检查输入
以下参数是针对正在检查的轴确定的:
- 耐火等级
- 立柱细长度, λ
- 火灾荷载等级, ñ
- 火灾荷载偏心率, Ë
- 机械配筋率, ω
- 列宽, b (最小柱尺寸)
- 钢筋轴距, 一个
火灾荷载水平计算如下:
其中 f光盘 和 f码 都是普通人 (周围的) 混凝土和钢材的设计强度.
火灾荷载偏心率是根据所检查的轴的一阶火灾设计作用计算得出的, 转换为毫米:
计算出的偏心率直接用于在附录 C 表之间进行选择和插值 (参见下面的“附件 C 表的选择”). 并没有减少; 高于最高表格值的偏心率超出了附录 C 的范围 (参见“消防检查标准”).
机械配筋率计算公式为:
钢筋轴距取混凝土外露表面至纵向钢筋中心的距离.
用于防火校核的柱细长被取为环境 (常温) 所检查轴的细长度. 附件 C 指出其符号, 包括纤细, 如条款中所定义 5.3.3. 按 B.3.1(5), 火灾有效长度l0,是 可以看作l0 作为安全的简化, 所以这里不计算单独的火灾特定有效长度.
防火检查标准
该模块仅使用 EN 中的表格方法执行防火检查 1992-1-2 附录C. 对于超出此范围的混凝土柱, 使用单独的耐火设计模块.
附录C(1) 适用于宽度不超过的支撑结构中的柱 600 mm 和细长度达到 λ = 80 在标准火灾暴露下. 未使用表格方法, 并且消防检查报告为失败, 什么时候:
- 柱没有围绕两个轴支撑.
- 火灾轴向荷载N埃德,是 ≤ 0.
- 细长度λ > 80.
- 火灾荷载等级n > 0.7.
- 机械配筋率ω < 0.1 或 ω > 1.0.
- 火偏心距e > Ë高的 = 分钟(0.5b, 200 毫米), 表格中的最高偏心率 (表C.3, C.6 和 C.9).
- 低于列表中的最低细长值的值, 负载水平或偏心率被保守地视为最低可用表值. 这对于机械配筋率来说并不保守 (较低的 ω 需要较大的尺寸), 所以 ω < 0.1 超出了表格的范围.
- 列宽于 600 mm没有拒绝: 它们超过了每个列表中的最小宽度, 所以检查是由轴距离决定的. 细胞标记 (1) 附件 C 中要求宽度大于 600 mm 以及对屈曲的特殊评估, 所以他们总是被报告为失败.
附录 C 表的选择
所需的防火尺寸从表 C.1 至 C.9 中获得. 适当的表格取决于机械加固率和火灾偏心率. 用于选择周围表的偏心率限制取决于列宽:
使用表格值考虑机械配筋率:
因此,偏心距和机械加固比确定了 C.1 至 C.9 的四个周围表格以进行插值.
附录 C 参考表
下表 C.1 至 C.9 (单击表格标题以展开) 转录自 EN 1992-1-2 附录C并给出最小柱宽b分 (毫米) 和钢筋轴线距离a (毫米) 给定标准耐火性 R 所需的 (分), 细长度 λ 和火灾荷载等级 n, 对于多于一侧暴露的柱. 表 C.1 至 C.3 适用于机械配筋率 ω = 0.1, 表 C.4 至 C.6 至 ω = 0.5, 和表 C.7 至 C.9 至 ω = 1.0; 每三人一组, 这些表对应于低, 中等和高一阶矩 (即. 增加火灾荷载偏心率), 如上文“附件 C 表的选择”中所述. 当一个细胞提供两种选择b分/组合, 任一组合都是可接受的要求.
- * 一般, EN 要求的封面 1992-1-1 对于耐用性和粘合性,将控制 a 的值而不是表中的值.
-
- 要求宽度大于 600 毫米. 需要对屈曲进行特殊评估; 如果插值通过这些条目之一,计算器将报告防火检查失败 (请参阅下面的“特殊屈曲评估”).
- 值按 λ = 列出 30, 40, 50, 60, 70, 80 且 n = 0.15, 0.3, 0.5, 0.7; 计算器在表格值之间进行线性插值,如下面的“表格要求的插值”中所述.
表要求的插值
防火要求通过四个参数使用线性插值确定. 附录C(2) 允许不同列表之间的线性插值 (ω 和 e); 计算器还在每个表中插入细长度和火灾荷载水平.
对于每个选定的附录 C 表:
- 周围的细长值由 λ = 30, 40, 50, 60, 70 和 80.
- 周围的火灾荷载水平由 n = 0.15, 0.3, 0.5 和 0.7.
- 首先将要求插入火灾荷载级别.
- 然后对结果值进行插值以获得细长度.
这从周围的四个附件 C 表中的每一个中产生了一组要求.
那么结果就是:
- 在下偏心率表和上偏心率表之间插值.
- 在下部和上部机械加固比率之间插值.
最终结果给出了所需的最小色谱柱尺寸, b分, 和钢筋轴距, 一个.
- 如果表格提供了不止一种可接受的组合, 每个组合都保留作为替代要求.
- 当任何一个苗条, 负载水平, 机械加固率或偏心距超出或介于上面使用的表格值之间, 该报告在耐火标准下添加了注释,说明哪些值未制成表格,而是在相邻附录 C 表格值之间线性插值, 或者哪些值超出表格范围并直接使用最接近的表格值.
特殊屈曲评估
一些附录 C 表条目由特殊条件“(1)”. 如果插值通过这些条目之一, 不使用正常的表格结果. 防火检查报告为失败,需要进行特殊的屈曲评估.
变更日志
反馈
我们不断寻求扩大和改进我们的产品供应!
如果您有任何要求或反馈, 请通过以下方式提交:图书馆 → 计算器信息 → 反馈.
