普通钢筋砼-偏心受压构件验算(强度与裂缝)((TB-10002.3-2005-J462-2005))

依据《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》(TB10002.3-2005)5.2.3m----钢筋抗拉强度标准值与混凝土抗压极限强度之比，应按表5.2.3-1采用C20C25C30C35C40C45C50C55C6017.413.811.810.08.77.87.06.45.924.819.716.814.312.411.210.09.18.4l0/b≤8101214161820222426283032343638404244464850l0/d≤78.510.5121415.517192122.524262829.5313334.536.5384041.543l0/i≤2835424855626976839097104111118125132139146153160167174φ1.000.980.950.920.870.810.750.700.650.600.560.520.480.440.400.360.320.290.260.230.210.19依据《铁路桥涵设计基本规范》(TB10002.1-2005)5.2拱桥f/L0.10.20.30.40.50.60.81.0无铰拱60.7101.0115.0111.097.483.859.143.7双铰拱28.545.546.543.938.430.520.014.1三铰拱22.539.646.543.938.430.520.014.1b----矩形截面构件的短边尺寸（m）；b(m)d(m)表5.2.3-1m值钢筋种类混凝土强度等级Q235HRB335表5.2.3-2钢筋混凝土轴心受压构件的纵向弯曲系数i(m)注:l0----构件计算长度（m）；两端刚性固定时取l0=O.5l一端刚性固定另一端为不移动的铰时l0=0.7l两端均为不移动的铰时l0=l一端刚性固定一端为自由端时l0=2l；其中l为构件构件的全长（m）拱桥lo应按铁道部现行《铁路桥涵设计基本规范》（TB10002.1-2005）的有关规定取值30d----圆形截面的直径（m）；i----任意形状截面构件的回转半径（m）。l0/iφ备注l0/bl0/d10.250l0(m)301190.2891976.000103.92340.0000.520用户可用此检验φ的取值；其中b、d、i三个参数只填一或二个(其他参数清空或填“0”)，如左例0.700401.0000.9591014.75用户可用下表计算拱桥l0拱的跨度L70457045700.2224510类型无铰拱无铰拱无铰拱14.750.211f/L0.2140.2220.211拱的矢高f15无铰拱双铰拱0.2009K103.0104.1102.5101.045.645.7双铰拱表5.2.13K值L028.3718.4728.2017.7942.2827.88圆环截面外径R(m)0.5钢筋种类Q235Q235圆环截面内径r(m)0钢筋容许应力130主力130钢筋所在圆周半径rs(m)0.44直径(mm)25主力+附加力160砼强度等级C25根数16特载160构件长度L（m）7编束根数单根架桥机架梁176构件计算长度l0（m）7βi1l0/i=28.000荷载组合类型主力结构类型桥跨结构及顶帽安全系数K2.0纵向弯曲系数φ1.000计算轴向压力N1(kN)1600M(kN·m)400计算轴向压力N2(kN)1600计算剪力V(kN)0kN·m400kN·m一般大气--无防护圆环截面外径R(m)0.5钢筋所在圆周半径rs(m)0.4400圆环截面内径r(m)0钢筋面积As（mm2）7854.0砼截面面积Ac（m2）0.7854钢筋种类Q235砼截面惯性矩Ic（m4）0.049087钢筋受拉容许应力(MPa)130截面回旋半径i（m）0.250钢筋受压容许应力(MPa)130砼强度等级C25钢筋弹性模量Es(MPa)210000[σc](MPa)6.80n=Es/Ec15[σb](MPa)8.50荷载组合类型主力[σtp-1](MPa)1.80安全系数K2.0[σtp-2](MPa)0.67构件长度L（m）7.000[σtp-3](MPa)0.33构件计算长度l0（m）7.000砼受压弹性模量Ec(MPa)30000l0/i28.000结构类型桥跨结构及顶帽配筋率μ=1.000%表5.1.2的最小配筋率=0.20%计算轴向压力N1(kN)1600纵向弯曲系数φ=1.000圆（环）形截面偏心受压构件强度与裂缝计算轴心受压构件强度、稳定性（考虑纵向弯曲系数φ）偏心受压构件强度验算最大裂缝计算建议：取各同类组合中的最大弯矩及对应轴力恒载作用下的弯矩M2=建议：取各同类组合中的最大轴力注：1、上表粉色为须填写的数据，各外力均填写绝对值，其他数据则不用填写；2、“计算结果部分”各表红色为判断结果；3、请用户认真核对下表中的数据，程序结果的正确与可靠性有用户判断，本人概不负责。主力组合混凝土容许应力提高系数：1属于大偏心：中性轴位于区域Ⅲ内计算结果部分计算参数钢筋混凝土构件所处的环境条件：活载作用下的弯矩M1=配筋率满足规范要求轴心受压构件强度与稳定性计算rsⅡⅠⅢrRm=13.8强度：公式5.2.3-1σc=1.790满足规范要求稳定性：公式5.2.3-2σc=1.790满足规范要求换算截面积A0（m2)0.9032换算截面对其重心I0(m4)0.060491y=R(m)0.500核心距K(m)0.134N(kN)1600α0.382M(kN·m)400偏心距增大系数η=1.029e0=M/N(m)0.250荷载偏心率e'/R=0.515轴力至换算截面重心距离e0.257混凝土压应力σb(MPa)[σb]=8.5Mpa不满足规范要求钢筋压应力σs'1(MPa)钢筋压应力σs'2(MPa)24nπμ(rs/R)2(1-r2/R2)8.7583(r/R)30.0000nμ(1-r2/R2)0.1500(r/R)40.0000cos-1(r/R)90.0000°cos-1(-r/R)90.0000°受压区圆环外周圆周角α112°受压区高度x(m)0.6873受压区圆环内周圆周角α00.0000°K0.687V4.181W30.014Q-3.531V00.000W00.000当α=112°时，e'/R=0.514混凝土压应力σb(MPa)5.604[σb]=8.5Mpa满足规范要求rs处拉应力σs(MPa)30.9[σs]=130Mpa满足规范要求rs处压应力σs'(MPa)76.7[σs']=130Mpa满足规范要求0kN·m400kN·m400kN·m1光钢筋K1=1.0，带肋钢筋K1=0.80.5光钢筋α=0.5，带肋钢筋α=0.31.5001.000圆形截面K3=1.0，圆环形截面K3=1.125mmβi1.007853.98mm20.3318m22.367%W0=12α0-3cos4α0-32sin3α0cosα0[σs]=130Mpa#VALUE!大偏心受压构件计算中性轴位于区域Ⅲ内K=(1-cosα)/2V=2sin3α-3αcosα+3sinαcos2αW=12α-3cos4α-32sin3αcosαQ=3πcosαV0=2sin3α0-3α0cosα0+3sinα0cos2α0系数α=荷载特征影响系数K2=1+αM1/M+0.5M2/M=纵向钢筋直径d=受拉钢筋面积(β1n1+β2n2+β3n3)Asl=受拉钢筋有效配筋率μz=裂缝宽度计算(TB10002.3-2005第5.2.8条)活载作用下的弯矩M1=恒载作用下的弯矩M2=全部计算荷载作用下的弯矩M=钢筋表面形状影响系数K1=与受拉钢筋相互作用的受拉混凝土面积Az=截面形状系数K3=偏心受压构件大、小偏心判断小偏心受压构件计算[σc](MPa)=6.8属于大偏心ⅡⅠⅢrRrsσcσs/nαα0e'N1.2000≤1.230.9Mpa210000Mpa0.042mm0.2mm,满足规范要求一般大气--无防护0.20mm钢筋应力σs=钢筋弹性模量Es=中性轴至受拉边缘的距离与中性轴至受拉钢筋中心的距离之比r=钢筋混凝土构件所在的环境类别：裂缝宽度容许值[wf]=最大裂缝宽度=zssfdErKKw4.088021HRB335180230230253圆（环）形截面偏心受压构件强度与裂缝计算数据输入部分建议：取各同类组合中的最大弯矩及对应轴力建议：取各同类组合中的最大轴力注：1、上表粉色为须填写的数据，各外力均填写绝对值，其他数据则不用填写；2、“计算结果部分”各表红色为判断结果；3、请用户认真核对下表中的数据，程序结果的正确与可靠性有用户判断，本人概不负责。rsⅡⅠⅢrR光钢筋K1=1.0，带肋钢筋K1=0.8光钢筋α=0.5，带肋钢筋α=0.3圆形截面K3=1.0，圆环形截面K3=1.1ⅡⅠⅢrRrsσcσs/nαα0e'N0.2mm,满足规范要求构件高h（m）0.6腹部厚b（m）0.45直径(mm)根数a(mm)砼强度等级C30第一层20345钢筋种类HRB335第二层20045钢筋容许应力180第三层20045荷载组合类型主力安全系数K2.0直径(mm)根数a(mm)结构类型桥跨结构及顶帽第一层20845构件长度L（m）9.6第二层20045构件计算长度l0（m）9.6第三层20045l0/b=21.333l0/i=55.426纵向弯曲系数φ0.717计算轴向压力N1(kN)1200建议：取各同类组合中的最大轴力计算弯矩M(kN·m)115计算轴向压力N2(kN)1200建议：取各同类组合中的最大弯矩及对应内力计算剪力V(kN)150Q235主力1300kN·m主力+附加力160115kN·m特载160一般大气--无防护架桥机架梁176构件高h（m）0.6a（mm）45.0腹部厚b（m）0.45受拉钢筋面积As（mm2）942.5942.48截面砼面积Ac（m2）0.2700a'（mm）45.0截面惯性矩Ic（m4）0.008100受压钢筋面积As'（mm2）2513.32513.27截面回旋半径i（m）0.173h0（m）0.5550砼强度等级C30h0'（m）0.5550[σc](MPa)8.00钢筋种类HRB335[σb](MPa)10.00钢筋受拉容许应力(MPa)180[σtp-1](MPa)1.98钢筋受压容许应力(MPa)180[σtp-2](MPa)0.73钢筋弹性模量Es(MPa)200000[σtp-3](MPa)0.37n=Es/Ec15砼受压弹性模量Ec(MPa)32000荷载组合类型主力构件长度L（m）9.600安全系数K2.0构件计算长度l0（m）9.600结构类型桥跨结构及顶帽l1/b21.333l0/i55.426最大裂缝计算活载作用下的弯矩M1=主力组合混凝土容许应力提高系数：1几何参数意义参见下图恒载作用下的弯矩M2=钢筋混凝土构件所处的环境条件：注：1、上表粉色为须填写的数据，各外力均填写绝对值，其他数据则不用填写；2、如果同一层钢筋中既有单根又有两根成束的，则可以作为两层来填写，a值取各自重心值砼边缘的距离；3、“计算结果部分”各表红色为判断结果；4、若为翼缘不受压的T形截面大偏心构件，可使用此使用矩形截面验算；5、请用户认真核对下表中的数据，程序结果的正确与可靠性有用户判断，本人概不负责。计算结果部分计算参数矩形截面偏心受压构件强度与裂缝计算受拉侧（或受压较小侧）钢筋受压侧钢筋轴心受压构件强度、稳定性（考虑纵向弯曲系数φ）偏心受压构件强度验算属于小偏心受拉侧钢筋的配筋率=0.349%表5.1.2的最小配筋率=0.15%计算轴向压力N1(kN)1200纵向弯曲系数φ=0.717m=16.8强度：公式5.2.3-1σc=3.658满足规范要求稳定性：公式5.2.3-2σc=5.104满足规范要求换算截面积A0(m2)0.3218换算截面对其重心I0(m4)0.011358换算截面重心高度y1(m)0.319y2=h-y1(m)