柱子承载力计算
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板柱节点冲切承载力计算
在土木工程中,板柱节点是指由板壁和柱子组成的连接点。
板柱节点
的冲切承载力计算是评估节点在受到冲切力作用时的承载能力,以确保节
点的结构安全性。
板柱节点的冲切承载力计算通常遵循以下步骤:
1.确定节点的几何形状和尺寸:包括板壁的厚度、柱子的尺寸和几何
形状等。
2.确定节点的材料性质:确定板壁和柱子的材料类型和强度参数,例
如混凝土的强度等级和钢筋的强度等级。
3.计算板壁的冲切屈服强度:根据板壁的几何形状和材料性质,计算
出板壁冲切屈服强度。
冲切屈服强度一般根据材料的拉伸强度经验修正得到。
4.计算板壁的横向拉力:板壁在受到冲切力作用时会发生横向拉应力。
根据板壁的尺寸、冲切力的大小和布置,计算出板壁横向拉力。
5.确定板壁的有效厚度:由于板壁是由板壁和柱子构成的节点,板壁
的厚度会被柱子的尺寸所限制,因此需要确定板壁的有效厚度。
6.计算板壁的冲切承载力:根据板壁的有效厚度、冲切屈服强度和横
向拉力等参数,计算出板壁的冲切承载力。
7.检查计算结果:将计算得到的冲切承载力与设计要求进行比较,确
保节点的冲切承载力满足结构设计的要求。
需要注意的是,板柱节点的冲切承载力计算涉及到大量的材料力学和
结构力学知识,并需要根据具体的节点几何形状和材料性质进行具体的计
算。
因此,在进行板柱节点的冲切承载力计算时,需要进行详细的材料和结构力学分析,并且建议参考相关土木工程规范和设计手册进行计算。
牛腿柱子跟部抗弯验算1、荷载计算(1)吊装钢丝绳对柱子根部产生的内力1)受力分析图:2)钢丝绳荷载计算本工程实际网架吊装时整体重量为P=234.5KN(网架整体吊装部分的总和),共设12个吊点每个吊点的实际钢丝绳受拉力为S2=234.5÷12=19.54KN。
钢丝绳在工作时与地面垂直方向的夹角最大为β= 690,钢丝绳的实际受力值:S1= S2×tan690=19.54×2.61=51KN(钢丝绳水平分力)S2=19.54 KN(钢丝绳垂直分力)3)钢丝绳对柱跟部产生的内力计算弯矩: M2= S2×0.77m=19.54KN×0.77m=15.0KN•m(+)M1= S1×12.2m=51.0KN×12.2m=622.2KN•m(-)轴力: N S2=19.54.0KN(-)剪力: V S1=51.0KN(-)(2)女儿墙自重对柱子根部产生的内力1)受力分析图:2)女儿墙自重对柱跟部产生的内力计算女儿墙自重:(1.2m ×0.15m+0.37×0.15)×8.4m ×25KN/m 3=49.5KN 弯矩: M 3= S 3×0.77m=49.5KN ×0.77m=38.12KN •m(+)轴力: N S3=49.5KN(-)(3)风荷载对柱子根部产生的内力1)受力分析图:2)女儿墙上的风荷载计算:按围护结构考虑:z 1s gz k W W μμβ==1.0×1.0×0.74×0.55=0.41kN/m 2 式中 W k -风荷载标准值;gzβ-高度z 处的阵风系数,取1.0 ; 1s μ-局部风压体型系数,取1.0; μz -风压高度变化系数,取0.74;W 0-基本风压,沈阳取0.55kN/m 2。
女儿墙风荷载标准值:F 1=0.41KN/m 2×1.2m ×8.4m=4.13 kN3)柱子上的风荷载计算:按承重结构考虑:0W W s z z k μμβ==1.025×1.3×0.74×0.55=0.54 KN/m 2式中 W k -风荷载标准值;βz -高度z 处的风振系数;μs -风压载体型系数,取1.3;μz -风压高度变化系数,取0.74;W 0-基本风压,沈阳取0.55kN/m 2。
独立柱基础承载力
一、独立柱基础概述
独立柱基础是一种常见的基础形式,主要用于承受建筑物的垂直荷载和水平荷载。
它由混凝土、钢筋或其他材料制成,具有较高的承载力和良好的抗弯、抗剪性能。
独立柱基础在建筑工程中广泛应用,可根据建筑物的规模、用途和地质条件选择合适的结构和材料。
二、独立柱基础承载力计算方法
独立柱基础的承载力计算主要包括以下几个方面:
1.垂直承载力:根据柱子的自重、上部结构荷载和施工荷载等,按照现行规范和方法计算。
2.水平承载力:考虑风荷载、地震作用等因素,采用相应的计算公式进行评估。
3.基础稳定性:分析基础底面的压力分布,判断基础的稳定性。
4.抗弯、抗剪承载力:依据柱子所承受的弯矩和剪力,计算基础的抗弯、抗剪强度。
三、影响独立柱基础承载力的因素
1.材料性能:混凝土强度、钢筋直径和粘结强度等。
2.基础尺寸:基础底面积、高度和形状等。
3.地质条件:土壤类型、土层深度、地下水位等。
4.施工质量:混凝土浇筑、钢筋焊接和基础施工工艺等。
四、提高独立柱基础承载力的措施
1.优化基础设计:合理选择基础形式、材料和尺寸,满足承载力、稳定性和抗弯、抗剪要求。
2.提高施工质量:严格把控施工过程,确保混凝土浇筑质量,加强钢筋焊接和防震措施。
3.加强地基处理:采用预压、加固等方法改善地基性能,提高承载力。
4.监测与检测:施工过程中对基础承载力进行实时监测,及时发现和解决问题。
五、结论
独立柱基础承载力是建筑工程中至关重要的环节,合理的设计、施工和地基处理措施可以提高基础承载力,确保建筑物的安全稳定。
立柱承重力的计算方法一、引言立柱承重力是指立柱所能承受的垂直向下的力量。
在建筑、工程和结构设计中,准确计算立柱承重力是非常重要的,因为它直接影响到结构的稳定性和安全性。
本文将介绍立柱承重力的计算方法,帮助读者了解并正确应用这一概念。
二、立柱承重力的定义立柱是一种直立的结构元素,通常用于支撑建筑物的屋顶、楼层或其他重要部分。
立柱承重力是指立柱所能承受的垂直向下的力量,它由上部结构的重力以及其他荷载所引起。
三、立柱承重力的计算方法立柱承重力的计算方法可以分为静力学方法和工程力学方法。
以下将分别介绍这两种方法。
1. 静力学方法静力学方法是一种基于平衡原理的力学计算方法。
在这种方法中,立柱的承重力可以通过以下公式计算:承重力 = 自重 + 荷载其中,自重是指立柱本身的重量,荷载是指施加在立柱上的其他外部力。
为了准确计算承重力,需要考虑立柱的材料、尺寸和形状等因素,并结合实际情况确定荷载的大小和方向。
2. 工程力学方法工程力学方法是一种基于材料力学和结构力学原理的计算方法。
在这种方法中,立柱的承重力可以通过以下步骤计算:(1)确定立柱的截面形状和尺寸;(2)根据立柱的材料特性,计算立柱的截面面积和惯性矩;(3)根据立柱的几何形状和受力情况,计算立柱的应力分布;(4)根据立柱的应力分布和截面特性,计算立柱的承载力。
在工程力学方法中,需要考虑立柱的材料强度、截面形状和受力情况等因素,以确保立柱在承受荷载时不会发生破坏或失稳。
四、立柱承重力的影响因素立柱承重力的大小受多种因素的影响,以下是一些主要因素:1. 立柱的材料:不同材料具有不同的强度和刚度特性,会影响立柱的承载能力。
2. 立柱的尺寸和形状:立柱的截面形状和尺寸会影响立柱的承载能力,通常采用合适的截面形状和增加立柱的尺寸可以提高其承载能力。
3. 荷载的大小和方向:施加在立柱上的荷载的大小和方向会直接影响立柱的承载能力,需要根据实际情况合理确定荷载的大小和方向。
混凝土柱的承载力标准混凝土柱是建筑结构中常见的承重构件之一,其承载力是保证建筑结构安全稳定的关键因素之一。
因此,建立科学合理的混凝土柱承载力标准,对于保障建筑结构的安全有着重要的意义。
本文将从混凝土柱的定义、分类、承载力计算、设计标准等方面,对混凝土柱的承载力标准进行详细阐述。
一、混凝土柱的定义和分类混凝土柱是指在建筑结构中承受垂直荷载的直立构件,其主要由混凝土和钢筋组成。
按照形状可分为矩形柱、圆形柱、多边形柱等多种类型,按照受力状态分为受压柱和受拉柱。
1. 矩形柱矩形柱是混凝土柱中最常见的一种类型,其截面形状为矩形,主要用于承受垂直荷载。
矩形柱的受力状态主要是受压状态。
2. 圆形柱圆形柱是混凝土柱中另一种常见的类型,其截面形状为圆形,也主要用于承受垂直荷载。
圆形柱的受力状态也是受压状态。
3. 多边形柱多边形柱是一种较少使用的混凝土柱类型,其截面形状为多边形。
多边形柱的受力状态主要是受压状态。
二、混凝土柱的承载力计算1. 混凝土柱的承载力计算公式混凝土柱的承载力计算公式为:P = 0.4fckA + Asfy其中,P为混凝土柱的承载力,fck为混凝土的抗压强度,A为混凝土柱的横截面积,As为钢筋面积,fy为钢筋的屈服强度。
2. 混凝土柱的受力分析混凝土柱在承受垂直荷载时,其受力状态主要为受压状态。
当荷载作用于柱顶时,荷载会通过柱身传递到基础上。
在传递过程中,由于柱身的自重和荷载的作用,柱身内部会产生压应力。
当压应力超过混凝土的抗压强度时,柱身将发生破坏。
3. 混凝土柱的承载力影响因素混凝土柱的承载力受多种因素影响,主要包括以下几个方面:(1)混凝土的抗压强度混凝土的抗压强度是混凝土柱承载力的重要因素之一,其数值取决于混凝土的配合比、龄期等因素。
(2)钢筋的屈服强度钢筋的屈服强度也是混凝土柱承载力的重要因素之一,其数值取决于所选用的钢筋材料。
(3)混凝土柱的横截面积混凝土柱的横截面积也是影响混凝土柱承载力的重要因素之一,其数值取决于混凝土柱的形状和尺寸。
混凝土短柱抗弯承载力计算方法一、引言混凝土短柱是指高度小于等于3倍宽度的柱子,通常用于建筑结构的承重墙、柱子、桥墩等部位。
在建筑结构计算中,混凝土短柱的抗弯承载力是一个重要的计算参数,对于保证结构安全和经济合理具有重要意义。
本文将介绍混凝土短柱抗弯承载力计算的具体方法。
二、计算步骤混凝土短柱的抗弯承载力计算主要包括以下几个步骤:1.确定受力状态和截面形状首先需要确定混凝土短柱的受力状态和截面形状。
受力状态一般包括受压和受拉两种状态,截面形状可以是矩形、圆形、多边形等。
2.计算受力区高度和受力区面积根据混凝土短柱的受力状态和截面形状,可以计算出其受力区高度和受力区面积。
对于受压状态的矩形截面,受力区高度为0.8h,受力区面积为0.8bh;对于受拉状态的矩形截面,受力区高度为h-0.4x,受力区面积为0.4bx;对于圆形截面,受力区高度为0.8r,受力区面积为0.8πr^2;对于多边形截面,可以采用相似三角形法或分割法计算受力区高度和受力区面积。
3.计算受拉区和受压区的应力根据混凝土短柱的受力状态和受力区面积,可以计算出其受拉区和受压区的应力。
对于受压状态的矩形截面,受压区应力为P/Ac,其中P为受力,Ac为受力区面积;对于受拉状态的矩形截面,受拉区应力为P/As,其中As为受力区面积;对于圆形截面,受压区应力为P/Ac,受拉区应力为P/As;对于多边形截面,可以采用相似三角形法或分割法计算受拉区和受压区的应力。
4.计算混凝土短柱的抗弯承载力根据混凝土短柱的受力状态、截面形状、受力区高度、受力区面积、受拉区和受压区的应力,可以计算出其抗弯承载力。
对于受压状态的矩形截面,抗弯承载力为0.85fcAc(1-0.59fc/fy),其中fc为混凝土抗压强度,fy为钢筋屈服强度;对于受拉状态的矩形截面,抗弯承载力为0.85fyAs;对于圆形截面,抗弯承载力为0.85fcAc(1-0.59fc/fy),0.85fyAs中的较小值;对于多边形截面,可以采用相似三角形法或分割法计算抗弯承载力。
框架柱承载计算公式框架柱是建筑结构中承载重要的构件,其设计和计算是建筑工程中的重要环节。
在设计框架柱时,需要对其承载能力进行合理的计算和评估,以确保其在使用过程中能够安全可靠地承载荷载。
框架柱的承载计算公式是设计师们在进行框架柱设计时所必须了解和掌握的重要知识之一。
框架柱的承载能力主要受到其截面尺寸、材料强度和受力状态等因素的影响。
在进行框架柱的承载计算时,需要考虑这些因素,并采用相应的计算公式进行计算。
下面将介绍框架柱承载计算中常用的公式及其应用方法。
1. 欧拉公式。
欧拉公式是框架柱承载计算中常用的公式之一,它描述了框架柱在压力作用下的稳定性。
欧拉公式的一般形式为:Pcr = π²EI / L²。
其中,Pcr为框架柱的临界压力,E为弹性模量,I为惯性矩,L为柱子的有效长度。
欧拉公式适用于较细长的框架柱,在计算时需要考虑柱子的截面形状和材料的强度等因素。
2. 弯曲公式。
框架柱在受到弯曲力作用时,需要考虑其弯曲承载能力。
弯曲公式描述了框架柱在弯曲作用下的承载能力,其一般形式为:Mcr = fS。
其中,Mcr为框架柱的临界弯矩,f为材料的抗弯强度,S为截面的抗弯强度系数。
弯曲公式适用于考虑框架柱在受到弯曲力作用时的承载能力,需要根据框架柱的实际受力情况进行合理的计算。
3. 压杆公式。
在框架柱受到压力作用时,需要考虑其压杆稳定性。
压杆公式描述了框架柱在受到压力作用时的稳定性,其一般形式为:Pcr = π²EI / (KL)²。
其中,Pcr为框架柱的临界压力,E为弹性模量,I为惯性矩,K为压杆稳定系数,L为柱子的有效长度。
压杆公式适用于考虑框架柱在受到压力作用时的稳定性,需要根据框架柱的实际受力情况进行合理的计算。
4. 综合公式。
综合公式是考虑了框架柱在不同受力状态下的承载能力的综合计算公式,其一般形式为:Pcr = min{Pcr1, Pcr2, Pcr3, ...}。
螺旋箍筋柱正截面受压承载力计算条件
螺旋箍筋柱是一种混凝土柱,其正截面采用螺旋箍筋钢筋加固,可提高柱子的承载能力和抗震性能。
在计算螺旋箍筋柱正截面受压承载力时,需要考虑以下条件:
1.混凝土的受压强度:计算柱子承载力时,需要根据混凝土的受压强度来确定其极限承载能力。
2.钢筋材料的强度:螺旋箍筋柱中的钢筋材料负责支撑混凝土,因此在计算承载力时也需要考虑其强度。
3.箍筋的间距和长度:螺旋箍筋的间距和长度将对柱子的承载力产生影响,需要进行合理的设计。
4.螺旋箍筋的形状和截面积:螺旋箍筋的形状和截面积直接影响其支撑混凝土的能力,需要进行合理的选择和计算。
综上所述,计算螺旋箍筋柱正截面受压承载力时需要考虑多种条件,合理设计和选择材料是确保柱子安全性和稳定性的关键。
钢结构柱承载力的计算方法由于构架柱主要承受承台上层Φ32@150×150钢筋网片及施工荷载,因此验算构架柱时可简化为轴心受压构件。
1、荷载计算:(每平方米)1、钢筋自重(恒载):14m×6.32/m=88.48Kg2、施工荷载(活载):250 Kg∑q=1.2×88.48+250=356 Kg/m 2核心筒承台底宽为23.6m×23.6m,斜坡最宽处距底边3.579m ,因此计算荷载的承台面积为S=(23.6+3.579/2)2=645.16m 2,由于核心筒部位的36根桩在平面上均匀分布,所以每根桩上的构架柱所受的轴向压力N 为:N=S×∑q÷36=356 Kg/m 2×645.16m 2÷36=6380Kg=62.5KN2、构架柱截面验算:A(1)、井架式构架柱的力学特征主肢:L63×6, A 0=7.29 cm 2 Z 0=1.78cm Ix=Iy=27.1 cm 4缀条:Φ25钢筋 A 01=4.91 cm 2 Ix=Iy=1.92 cm 4井架式构架柱最小总惯矩Ix=Iy=4[Ix+ A 0(b/2- Z 0)2]=4[27.1+ 7.29(50/2- 1.78)2] =15830 cm 4(2)、井架式构架柱的整体稳定性验算:004//A I l Y y =λ=36.05换算长细比λ0y =0102/40A A y +λ=91.4229.744005.362⨯⨯⨯+=37.66<[λ]=150查《钢结构设计规范》得φ=0.908 =A=φσN 62.5×103/0.908×2916=23.6N/mm 2<[σ]=215N/mm 2 所以整体稳定性满足要求(3)、井架式构架柱的主肢稳定性验算:主肢计算长度 l 0=1.732m一个主肢的横截面积A 0=7.29 cm 2一个主肢的轴力N 0=N/4=15.6KN主肢的最小回转半径i min =1.24cmmin 0/i l =λ=140<[λ]=150查《钢结构设计规范》得φ=0.345 =A=φσN 15.6×103/0.345×729=62.13N/mm 2<[σ]=215N/mm 200iy=1.41 cm l 0=5.7m缀板:5厚钢板350mm ×150mm ,沿柱高间距1500mm(2)、对实轴验算整体稳定性和刚度x i l /0=λ=570/3.95=144.3<[λ]=150查《钢结构设计规范》得φ=0.330 =A=φσN 62.5×103/0.330×2540=74.56N/mm 2<[σ]=215N/mm 2 满足要求(3)、对虚轴验算整体稳定性I 0=25.6 cm 4 Z 0=1.52cm iy=1.41 cm b=350mm整个截面对虚轴的惯矩为:I X =2[I 0+2A 0×(b/2- Z 0)2]= 2[25.6+25.4×(35/2- 1.52)2]=13023.5 cm 4对虚轴的回转半径i X =A I x /=4.25/5.13023=22.64x i l /0=λ=570/22.64=25.18<[λ]=150其换算长细比为λ0=()222/3.14418.25+=76.42<[λ]=150 查《钢结构设计规范》得φ=0.711=A=φσN 62.5×103/0.711×2540=34.6N/mm 2<[σ]=215N/mm 2 满足要求(4)、缀板的刚度验算柱分肢的线刚度为I 0/缀板中心距=25.6/150=0.17两块缀板线刚度之和为2×1/12×0.5×153/31.96=8.8两者比值8.8/0.17=51.76>6所以缀板的刚度是足够的。
柱的轴压比计算公式
柱的轴压比是指柱子所承受的轴向荷载与其极限轴向承载力之比,通常用符号P/Pcr表示。
其中,P为柱子所承受的轴向荷载,Pcr 为柱子的极限轴向承载力。
对于不同截面形状和材料的柱子,其轴向承载力计算公式也不同。
下面列举一些常见的柱子轴向承载力计算公式,供参考:
1. 矩形截面钢筋混凝土柱:
Pcr = 0.85fcbh(b/a)(1-0.416εcu/fcb)
其中,fcb为混凝土轴心抗压强度设计值;b、h分别为矩形截面的宽度和高度;a为截面长边和短边的较小值;εcu为混凝土极限应变。
2. 圆形截面钢筋混凝土柱:
Pcr = 0.85fcbπd^2/4(1-0.416εcu/fcb)
其中,d为圆形截面的直径。
3. 方形截面钢柱:
Pcr = π^2E(I/L)^2
其中,E为钢材的弹性模量;I为截面惯性矩;L为柱子的长度。
4. 圆形截面钢柱:
Pcr = π^2E(I/L)^2
其中,E为钢材的弹性模量;I为截面惯性矩;L为柱子的长度。
需要注意的是,上述公式仅适用于轴向荷载作用下的柱子,对于受到弯曲力和剪力的柱子,则需要采用不同的计算方法。
在实际工程
应用中,还需要根据具体的设计要求和使用条件进行综合考虑和调整。
矩形截面偏心受压柱对称配筋正截面承载力计算假设柱子的截面尺寸为b(宽度)和h(高度),偏心距离为e。
柱子由主筋和剪力筋组成。
主筋相互平行于柱子的宽度方向,剪力筋相互平行于柱子的高度方向。
为了计算柱子的正截面承载力,需要计算纵向钢筋的抗拉承载力和混凝土的抗压承载力。
钢筋的抗拉承载力由其面积和抗拉强度确定,而混凝土的抗压承载力由其抗压强度和有效高度确定。
首先,计算纵向钢筋的抗拉承载力。
假设每根主筋的面积为As,每根剪力筋的面积为As',主筋的抗拉强度为fy,剪力筋的抗拉强度为fys。
则纵向钢筋的总抗拉承载力为:N = As * fy + As' * fys接下来,计算混凝土的抗压承载力。
假设混凝土的抗压强度为fc,柱子的有效高度为hc(取h - d,其中d为纵向钢筋的直径)。
则混凝土的抗压承载力为:P = fc * b * hc最后,计算柱子的正截面承载力。
为了确保柱子在受压状态下不产生破坏,需要满足以下不等式条件:N / P <= ρ * fy / fc其中,ρ为钢筋配筋率,由纵向钢筋的总面积As和柱子截面的面积Ac计算得出:ρ=As/Ac如果满足以上条件,则正截面承载力为:Pc=N如果不满足以上条件,则正截面承载力为:Pc = ρ * fc * b * hc通过以上步骤,可以计算矩形截面偏心受压柱的正截面承载力。
在实际设计中,还需要考虑其他因素,如柱子的稳定性和构造形式等。
因此,以上计算结果只是起到初步参考的作用,具体设计需要进一步细化和验证。
承载力计算方法例题承载力计算是工程领域中的一项重要工作,涉及到建筑结构设计、岩土工程等多个方面。
本文将通过具体的例题,详细讲解承载力计算的方法,帮助读者更好地理解和掌握这一技术。
例题:某建筑的柱子需要承受以下荷载:永久荷载为200kN,可变荷载为100kN,求该柱子的承载力。
一、确定荷载组合在进行承载力计算之前,首先要确定荷载组合。
根据《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012)的规定,荷载组合有以下几种:1.永久荷载与可变荷载同时作用;2.永久荷载与一种可变荷载作用;3.永久荷载单独作用。
本例题中,永久荷载为200kN,可变荷载为100kN,因此采用第一种荷载组合。
二、计算柱子的承载力1.按照荷载组合,计算总荷载:总荷载= 永久荷载+ 可变荷载= 200kN + 100kN= 300kN2.确定柱子的截面尺寸和材料强度假设柱子的截面尺寸为400mm×400mm,材料为C30混凝土,其抗压强度为30MPa。
3.计算柱子的抗压承载力:抗压承载力= 截面积× 材料抗压强度= 0.4m × 0.4m × 30MPa= 4.8kN4.判断柱子的安全性:安全系数= 抗压承载力/ 总荷载= 4.8kN / 300kN≈ 0.016安全系数小于1,说明柱子的承载力不足,需要重新设计。
三、调整柱子设计1.增大截面尺寸:将柱子的截面尺寸增大为500mm×500mm。
2.重新计算抗压承载力:抗压承载力= 截面积× 材料抗压强度= 0.5m × 0.5m × 30MPa= 7.5kN3.重新计算安全系数:安全系数= 抗压承载力/ 总荷载= 7.5kN / 300kN≈ 0.025安全系数大于1,说明调整后的柱子设计满足承载力要求。
通过以上步骤,我们完成了一个简单的承载力计算例题。
在实际工程中,承载力计算需要考虑更多的因素,如荷载组合、材料性能、结构稳定性等,但基本原理和方法是类似的。
附件:格构柱承载力验算格构柱稳定性验算(钢结构设计规范GB50017-2003):一、计算参数1、计算参数分项系数γ0= 1.375 1.25x1.1最大设计轴力标准值Nk=928KN 格构柱长度L0=11.35m 计算长度系数μ=1按两端铰支考虑x方向偏心距x0=0cmy方向偏心距y0= 5.675cm 格构柱计算长度L0x=L0y=μ*L0=11.35m 最大设计弯矩标准值Mxk=0KN-m 最大设计弯矩标准值Myk=52.664KN-m 2、格构柱参数钢材牌号Q 235B抗拉、抗压和抗弯强度f=215MPa弹性模量E= 2.06E+05N/mm 2(1)单肢特性等边角钢 L140x14b0=140mm t0=14mm A0=37.57cm 2e0= 3.98cm沿e-e轴 Ix0=Iy0=688.81cm 4沿1-1轴 I1=284.06cm 4ix0=iy0= 4.28cmi 1=2.75cm (2)缀板特性a1=400mm b1=300mm t1=10mm d1=800mm(3)组合截面特性460x460组合截面Lx=Ly=460mmAn=4*A 0=150.28cm 2按照1/200垂直度取二、强度验算σ=σ1+σ2+σ3=N/An+Mx/(γx*Wnx)+My/(γy*Wny)≤f公式5.2.1σ1=N/An=84.91N/mm 2σ2=Mx/(γx*Wnx)=0.00N/mm 2σ3=My/(γy*Wny)=29.16N/mm 2其中γx=1截面塑性发展系数,按表5.2.1取γy=1Wnx=Inx/(Lx/2)=2483.50cm 3Wny=Iny/(Ly/2)=2483.50cm 3Inx=4*(Ix0+A0*dx 2)=57120.5929cm 4绕x-x轴的惯性矩Iny=4*(Iy0+A0*dy2)=57120.5929cm4绕y-y轴的惯性矩σ=σ1+σ2+σ3=114.07N/mm 2≤f=215N/mm 2强度满足要求。
在轴力、弯矩、剪力和扭矩共同作用下,钢筋混凝土矩形截面框架柱的受剪承载力计算1. 引言1.1 概述本文主要研究在轴力、弯矩、剪力和扭矩共同作用下,钢筋混凝土矩形截面框架柱的受剪承载力计算。
钢筋混凝土结构中的柱是承受垂直荷载和水平荷载的重要组成部分,其稳定性和强度对于保证整个结构的安全性至关重要。
在实际工程中,柱往往同时承受着多种力的作用,包括轴向荷载、弯矩、剪力和扭矩等。
这些力的不同组合将显著影响柱的受剪承载能力。
因此,深入了解并准确计算柱在这些作用下的受剪承载能力对于工程设计和评估具有重要意义。
1.2 文章结构本文共分为五个部分进行探讨。
首先,引言部分提供了关于本文内容的概览,并介绍了文章的目标与意义。
接下来,在第二部分中,我们将详细讨论轴力和弯矩对柱受剪承载能力的影响,并介绍受剪承载力的计算方法。
第三部分将重点探讨剪力对柱的影响,包括引起和传递机制,并介绍了针对剪力下柱承载能力计算的方法。
紧接着,第四部分将深入研究扭矩对柱的影响,并详细介绍了扭矩-剪力交互作用下的受剪承载能力计算方法。
最后,我们将在第五部分总结主要结果并提出对未来工作的建议。
1.3 目的本文旨在通过系统地研究轴力、弯矩、剪力和扭矩共同作用下钢筋混凝土矩形截面框架柱受剪承载能力的计算方法,进一步提高人们对于柱结构性能的理解。
这对于设计师在进行柱结构设计时提供了更准确和可靠的依据,并有助于将柱设备应用于各种工程项目中。
此外,在本文中还将探讨可能存在的问题和不足之处,并提出未来研究方向上可以进一步改进与拓展这个领域的建议。
2. 轴力和弯矩对柱的影响2.1 轴力的作用轴力是指柱子上的拉力或压力,它是由外部荷载在垂直于柱子轴线方向施加引起的。
当柱子受到轴向拉力时,称为正轴向拉力;当柱子受到轴向压力时,称为正轴向压力。
轴力会对矩形截面框架柱的承载能力产生显著影响。
2.2 弯矩的作用弯矩是指在柱子上施加偏离中性轴线位置产生的扭曲效应。
通常情况下,外部荷载施加给柱子会引起弯曲变形,从而产生弯矩。
一根柱子能承受多大的荷载我们生活中常常看到建筑工地上建的框架房屋是先把梁板柱先做出来,然后再砌筑墙体。
在这过程中我们可以清晰看到,仅有的几根柱子居然能把整个房屋支撑起来,现在我们就一起来研究下柱子究竟能承受多大的荷载。
下面是见证奇迹的时刻,我们会发现柱子有一股神奇的力量。
现在的建筑材料混凝土强度等级普遍为C30,其混凝土轴心抗压强度为fc=14.3N/mm 2。
一般的框架柱尺寸为400×400、500×500、600×600等,以下我们分别以这三种柱子进行计算。
现在我们作以下几个假定:1、不考虑柱子内所配的纵向钢筋的有利作用;2、假定该柱子为非抗震,根据《建筑抗震设计规范》柱子的轴压比不应大于1.05;3、假定柱子满足受压稳定。
根据最大轴压比公式可以推算出柱子最大压力公式 A f N A f N c N c N *⨯=⇒*=μμ 柱子400×400所能承受的最大压力为:N=1.05×14.3N/mm 2×400mm ×400mm=2402400N=2402.4KN=245.1t (1t=9.8KN ) 柱子500×500所能承受的最大压力为:N=1.05×14.3N/mm 2×500mm ×500mm=3753750N=3753.75KN=383t (1t=9.8KN ) 柱子600×600所能承受的最大压力为:N=1.05×14.3N/mm 2×600mm ×600mm=5405400N=5405.4KN=551.5t (1t=9.8KN ) 我们把柱子所能承受的力转化为我们所常见的消防车、大象的数量。
我们把消防车和大象作为恒荷载进行计算,一般消防车重量为30t/辆,大象的重量为5t/头,由《建筑结构荷载规范》S d =1.3S G ,由此可以把柱承受的荷载转为消防车和大象的数量。
创作编号:
GB8878185555334563BT9125XW
创作者: 凤呜大王*
三、框架柱承载力计算
(一)正截面偏心受压承载力计算
柱正截面偏心受压承载力计算方法与《混凝土基本原理》中
相同(混凝土规范7.3)。如图所示。
即非抗震时:
(3-62)
(3-63)
其中:
(3-64)
但考虑地震作用后,有两个修正,即:
◆ 正截面承载力抗震调整系数。
◆ 保证“强柱弱梁”,对柱端弯矩设计值按梁端弯矩来调整。
(混凝土规范11.4.2,抗震规范6.2.2,6.2.3)即:
一、二、三级框架柱端组合的弯矩设计值为:
(3-65)
一级框架结构及9度各类框架还应满足:
(3-66)
其中:
——为节点上下柱端截面顺时针或反时针方向组合的
弯矩设计值之和,如图所示;
——为节点左右梁端截面反时或顺时针方向组合的弯
矩设计值之和的较大者,一级框架节点左右梁端均为负弯矩时,
绝对值较小的弯矩应取0;
——为节点左右梁端截面按反时针或顺时针方向采用
实配钢筋截面面积和材料标准值,且考虑承载力抗震调整系数
计算的正截面抗震受弯承载力所对应的弯矩值之和的较大者。
其可按有关公式计算。
——为柱端弯矩增大系数,一级取1.4,二级取1.2,三级
取1.1。
求得节点上下柱端的弯矩设计值之和后,一般情况下可按弹
性分析所得的节点上下柱端弯矩比进行分配。
对于顶层柱和轴压比小于0.15的柱,可不调整,直接采用
内力组合所得的弯矩设计值。
当反弯点不在柱的层高范围内时,柱端截面组合的弯矩设计
值可直接乘以上述柱端弯矩增大系数。
一、二、三级框架底层柱下端截面组合的弯矩设计值,应分
别乘以增大系数1.5,1.25,1.15,且底层柱纵筋宜按上下端的
不利情况配置。
(二)斜截面受剪承载力计算
1、柱剪力设计值(混凝土规范11.4.4,抗震规范6.2.5)
为了保证“强剪弱弯”,柱的设计剪力应调整。
一、二、三级的框架柱的剪力设计值按下式调整:
(3-67)
一级框架和9度各类框架还应满足:
(3-68)
其中:
——柱端截面组合的剪力设计值;
——考虑地震作用组合,且经调整后的框架柱上、下
端弯矩设计值,分别按顺时针和反时针进行计算,取其中较大
者;
——分别为柱上、下端截面反时针或顺时针方向按
实配钢筋面积、材料强度标准值,且考虑承载力抗震调整系数
的正截面抗震受弯承载力所对应的弯矩,且取两个方向的较大
者。
——柱剪力增大系数,一级取1.4,二级取1.2,三级取
1.1。
2、柱斜截面受剪承载力计算公式(混凝土规范7.5.12,
7.5.14,11.4.9,11.4.10)
因反复加载将使梁的受剪承载力降低15%-25%,因此规范斜
截面受剪承载力设计值取静载作用时的0.8倍。
非抗震时:
(3-69)
创作编号:
GB8878185555334563BT9125XW
创作者: 凤呜大王*
抗震时:
(3-70)
当柱中出现拉力(即偏心受拉)时:
非抗震时:
(3-71)
抗震时:
(3-72)
其中:
——计算剪跨比,可取,M宜取柱上下端考虑地
震作用组合的弯矩设计值的较大者,V取与M对应的剪力设计
值。当框架结构中的框架柱的反弯点在柱高范围内时,可取
。小于1.0时,取1.0,大于3时取3。
N——为剪力设计值V对应轴向力,当为压力且,
取。
创作编号:
GB8878185555334563BT9125XW
创作者: 凤呜大王*