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    188宝金博页面版: 钢筋混凝土轴心受压柱截面优化设计

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    内容提示： 第 3O卷第 11期 2008 年 11 月 人民黄河 Y E LL O W R IV E R V o1． 30 ． No． 11 Nov ． ． 2008 【 水利水 电工程 】 钢筋混凝土轴心受压柱截面优化设计 王建伟 ， 白宏洁， 郭天龙 ( 黄河水利职业技术 学院 ， 河南 开封 475001) 摘截面造价， 给出不同压力可供选择的截面尺寸， 从建筑物总体经济性考虑， 应选择配筋率小于且最接近最大配筋率5． 0％ 要： 分析了在不同压力、 不同截面尺寸下柱的截面面积与造价变化情况， 计算了单位长度钢筋混凝土轴心受压柱的 的截面尺寸。 关键中图分类号 ：TV314 词 ：钢 筋混凝土 ；轴心受压柱 ；压力 ；截 面尺 寸；造价 ；优化设计 文献标识码 ： ...

    文档格式：PDF | 页数：2 | 浏览次数：68 | 上传日期：2010-11-06 06:18:30 | 文档星级：
    第 3O卷第 11期 2008 年 11 月 人民黄河 Y E LL O W R IV E R V o1． 30 ． No． 11 Nov ． ． 2008 【 水利水 电工程 】 钢筋混凝土轴心受压柱截面优化设计 王建伟 ， 白宏洁， 郭天龙 ( 黄河水利职业技术 学院 ， 河南 开封 475001) 摘截面造价， 给出不同压力可供选择的截面尺寸， 从建筑物总体经济性考虑， 应选择配筋率小于且最接近最大配筋率5． 0％ 要： 分析了在不同压力、 不同截面尺寸下柱的截面面积与造价变化情况， 计算了单位长度钢筋混凝土轴心受压柱的 的截面尺寸。 关键中图分类号 ：TV314 词 ：钢 筋混凝土 ；轴心受压柱 ；压力 ；截 面尺 寸；造价 ；优化设计 文献标识码 ： A 文章编 号 ： 1000— 1379(2008) 1】 一 0100-02 框架结构由框架梁和框架柱组成 ， 规则框架结构的边柱为 偏心受压构件， 中柱数量较多， 一股为轴心受压柱， 因此轴心受 压柱的截面设计是否合理对结构影响较大。在轴心压力一定 和满足构造规定的条件下， 笔者对如何选择截面尺寸使柱的造 价最小及不同截面承受 的压力范围进行 了探讨 。 1物理模型 设轴心受压柱承受的轴心压力设计值为 7 v， 柱的截面采用 边长为b的正方形， 混凝土的抗压强度设计值为 ， 钢筋的抗压 强度设计值为 ， 需要的纵向受压钢筋截面面积为 A ， 设柱中 钢筋的造价为4 000 元／ t(包括加工费等) ， 则加工 1 kg钢筋的 造价为 = 4． 0 元， 钢筋单位长度的质量为 0． 007 85 kg／ mm； 设柱 中浇筑 1 m。 混凝土的造价 为 T1 = 400 元 (包括模板 、 支撑 等费用) ， 由《 水工混凝土结构设计规范》 ? 知受压钢筋面积 A 为 A = ( N 一~f A) ／( 为稳定系数。 C = 400 × 10 b + 4。 0 × 7． 85 × ) ( 1) 式中： A 为柱的横截面面积； 则柱的单位长度造价 10 A = 0． 000 4 b + 0． 0 3 14A 。 2分析计算 若混凝土强度等级为 C30(L = 15 N／ r a m ) ， 钢筋采用 Ⅱ级 (／ ： 310 N／ mm ) ， 柱 的计算高度为 ／ ~o=4． 0 m， 轴 一 t l,压力设计 值N =5 800 × 10 N， T =400 元、 造价见表 1( P 为受压钢筋的配筋率) 。 规范规定? ： 轴心受压柱截面边长一般不宜小于300 nun。 为施工方便， 截面尺寸一般采用整数。柱边长在 800 mm以下 时以50 mm为模数递增， 在 800 mm 以上则以 100 mm 为模数 递增。轴心受压柱的最小配筋率 Pm ’ 0． 8％ ～ 2． 0％ ， 荷 载特别大时 ， 也不宜超过 5％ [5 3。 ：4． 0 元， 不同截面尺寸的 =0． 4％， 合适配筋率为 表 1不 同截面尺寸的造价 依据上述规定， 表 1 中满足要求的只有编号 5 ～ 8 四种情 况。其中最经济的是截面尺寸取最大 即 b = 650 mm， P = 0． 48％， 柱的单位长度造价最。 即 C ：232． 1 元， 其柱截面面 积较边长为 600 I Tlm 时增 加 17． 4％ ， 造价减 少 23． 1％ ； 较边 长 为550 mm时增加 39． 7％， 造价减少 36． 7％； 较边长为 500 Inm 时增加69％， 造价减少 45％。从建筑物单方使用面积造价考 虑 ， 应选择柱截面边 长 b =500 nll'iq。 考虑不同轴心压力的计算结果见表2。其中， △ 为该尺寸 截面较第一尺寸截面增加的面积百分率， AC 为该尺寸截面较 第一尺寸截面减少的造价百分率。 由表 2 可知 ： 考虑柱的单位 长度造价 ， 截 面尺寸应选择满 足配筋率大于且最接近于最小配筋率 0． 4％ 的截面尺寸； 从柱 截面面积增加幅度与造价减少幅度对比， 即从建筑物总体经济 性考虑， 应选择配筋率小于且最接近于最大配筋率 5． 0％ 的截 面尺寸。 经过大量计算 ， 得到了不同轴心压力 Ⅳ可采用的截面尺寸 ( 见表3) ， 供设计参考。 收稿 日期 ： 2008— 03— 16 作者简介： 王建伟(197O 一) ， 男， 河南开封人， 副教授， 硕士， 主要从事I 程结构 方面的教 学与研究工作。 E — mail： wangjw702004@ 1 63． com

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