不对称配筋('ss AA ≠)大偏心受压计算总结计算简图解决的两类问题:截面设计和截面复核 (一) 截面设计(配筋计算):1、已知轴力设计值N 和弯矩设计值M ,材料强度和截面尺寸,求s A 和's A解题思路:未知数有s A 、's A 和x (隐藏未知数)三个,方程无唯一解,按照总钢量'ssA A +最小,即bξξ=时计算。
计算步骤:(1) 判断大小偏心:i a M e e N=+,2m M C M η=(M 2为M 2 和M 1的较大值),120.70.3m M C M =+,00.3i e h >时就先按大偏心受压进行计算。
当/6c l h <时就不考虑弯矩增大系数η影响,即η=1; 当/6c l h >时,2011()1300/cc i l e h hης=+, 0.5c c f bh Nς=(2) 确定e 值:2ih e ea=+-1'10()()2c y s y s c y s o N f bx f A f A x N e f bx h f A h a αα''=+-''=-+-(3) 把bξξ=代入方程组可得:先由公式2求出2100(10.5)()c b b s y N e f bh A f h a αξξ--'=''-。
(4) 由公式1求出1c b o y s syf b h f A NA f αξ''+-=并配筋(5) 检验2'x a >(0b x h ξ=)m ins s A A bhρρ'+=总>(查书242表17)且不大于5%;As m ax(0.45,0.2%)s t yA f bhf ρ=≥A s''0.2%s A bhρ=≥(一侧受压钢筋配筋率不小于0.2%)(6) 验算垂直于弯矩作用平面轴心受压承载力:0.9()u c y s s N f A f A A Nϕ''⎡⎤=++≥⎣⎦,即满足要求。
2、已知N 、M 和's A ,求s A :(未知数是x 和s A )(1) 判断大小偏心:i a M e e N=+,2m M C M η=(2) 先由公式2求得x 值,要解一个二次方程,引入两个系数s α和ξ求解,并判断bξξ≤且2'x a >都成立。
(3) 由公式1求得1c y s syf bx f A NA f α''+-=(注意:当b ξξ>,表示's A 不足,则需要按照's A 未知重新计算;当2'x a < 则按照=2'x a 计算,即砼压力合力作用力和's A 合力重合,对此求矩,102'10(10.5)()c b y s y sc b b y s o N f b h f A f A N e f bh f A h a αξαξξ''=+-''=-+-1'10(()2c y s y s c y s o N f bx f A f A x N e f bx h f A h a αα''=+-''=-+-可得0(')2(')i sy hN e a A f h a -+=-。
(3)检验配筋率和轴心受压承载力(同上)。
(二) 截面复核(内力计算轴力或者是弯矩):1、 已知轴力设计值N ,求能承受的弯矩设计值M 。
(未知数是x 和e )解题步骤:(1) 判断大小偏心:由于M 未知无法求得偏心距i e,所以无法用0.3i e h >判断大小偏心,令bξξ=,0b x h ξ=即计算出界限状态时的轴力10bc b y s y s Nf b h f A f A αξ''=+-,如果b N N ≤,即表示bξξ≤,先按照大偏心受压。
(2) 由公式1求得1y s y sc N f A f A x f bα''-+=,并检验2'x a >(3) 由公式2求得'10()()2c y s o x f bx h f A h a e Nα''-+-=(4)2i h e e a=+-,ia M ee N=+求出M ,(如果考虑弯矩增大系数η,方法按照前面)1'10()()2c y s y s c y s o N f bx f A f A x N e f bx h f A h a αα''=+-''=-+-2、已知偏心距0e ,求轴力设计值N :(未知数是N 和x )解题步骤:(1)判断大小偏心,有0ia e e e =+(如要考虑考虑弯矩增大系数η,则i m ae C ee η=+)00.3i e h >先按大偏心计算。
(2)确定e ,2i h e e a=+-(3)由基本方程可得,两个表达式都含有x 和N 两个未知数,所以解得有点麻烦,于是把第二个弯矩平衡的方程改为对N 作用点求矩,消掉未知数N 。
(4)由公式2求解出x ,要解x 的二次方程,此时就没法引入两个系数s α和ξ求解了,因为22101010()(10.5)2cc c sx f bx h f bh f bh ααξξαα-=-=两个系数是这么得到的,而现在x 二次项不再是10()2c x f bx h α-而是1()22c i x h f bx e α+-,请大家注意区别,就按照解一元二次方程2ax bx c ++=求根公式2x a=直接求解,验算满足02'b a x h ξ<<。
(5)由公式1求解1c y s y sNf bx f A f A α''=+-1'10()()2c y s y s c y s o N f bx f A f A x N e f bx h f A h a αα''=+-''=-+-11((')()2222c y s y sc i y s i y s i N f bx f A f A x h h h f bx e f A e a f A e a αα''=+-''+-+-+=+-(6)检验垂直于弯矩作用平面的轴心受压承载力(同上)。
对称配筋('ss AA =)大偏心受压计算总结对称配筋时,截面两侧的配筋相同,'ssAA =,'yy ff =解得:一、 截面设计:已知内力值N 和M ,求's s A A =?解题步骤:(1) 判断大小偏心:i a M e e N=+,2m M C M η=(M 2为M 2 和M 1的较大值),120.70.3mM C M =+,00.3i e h >时就先按大偏心受压计算。
(2) 1c Nx f bα=得到x 值,验算满足02'b a x h ξ<<(3)100()2'(')c s s y x Ne f bx h A A f h a α--=='-(4) 配筋并验算配筋率,整体配筋率m ins s A A bhρρ'+=总>且不大于5%单侧配筋率A s''0.2%s A bhρ=≥(5)检验轴心受压承载力0.9()uc y s s N f A f A A Nϕ''⎡⎤=++≥⎣⎦,即满足要求。
注意:当2'x a <时按照2'x a =处理,即1'10()()2c y s y s c y s o N f bx f A f A x N e f bx h f A h a αα''=+-''=-+-1'10(()2c c y s o N f bxxN e f bx h f A h a αα=''=-+-1100()2'(')c c s s y Nx f bx N e f bx h A A f h a αα=--=='-0(')2'(')i s s y hN e a A A f h a -+==-当0b x h ξ>即b ξξ>就是属于受拉钢筋达不到屈服强度,此时就应该按照小偏心受压公式计算。
二、 截面复核(已知配筋求内力N 或M )1、 已知轴力设计值N ,求能承受的弯矩设计值M 。
(未知数是x 和e )基本方法同不对称配筋:(1) 判断大小偏心:由于M 未知无法求得偏心距i e,所以无法用0.3i e h >判断大小偏心,令bξξ=,0b x h ξ=即计算出界限状态时的轴力10b c b N f b h αξ=,如果b N N ≤,即表示bξξ≤,大偏心受压。
(2) 由公式1求得1c Nx f bα=,并检验02'b a x h ξ<<(3) 由公式2求得'10()()2c y s o x f bx h f A h a e Nα''-+-=2i h e e a=+-,ia M ee N=+求出M ,(如果考虑弯矩增大系数η,方法按照前面)2、已知偏心距0e ,求轴力设计值N :(未知数是N 和x ) (1)判断大小偏心,有0ia e e e =+(如要考虑考虑弯矩增大系数η,则i m ae C ee η=+)00.3i e h >则为大偏心。
1'10()()2c c y s o N f bx x N e f bx h f A h a αα=''=-+-(2)确定e ,2i h e e a=+-(3)由基本方程可得,两个表达式都含有x 和N 两个未知数,所以解得有点麻烦,于是把第二个弯矩平衡的方程改为对N 作用点求矩,消掉未知数N 。
(4)由公式2求解出x ,要解x 的二次方程,此时就没法引入两个系数s α和ξ求解了,请大家注意区别(前面已详述),就按照解一元二次方程2axbx c ++=求根公式2b x a-±=直接求解,验算满足02'b a x h ξ<<。
(5)由公式1求解1c y s y sNf bx f A f A α''=+-(6)检验垂直于弯矩作用平面的轴心受压承载力(同上)。
11()(')()2222c c i y s i y s i N f bxx h h h f bx e f A e a f A e a αα=''+-+-+=+-。