偏心受压构件结构分析代码.doc

结构分析程序设计课程作业钢筋混凝土偏心受压构件程序设计姓名：徐波 学号：1219010230 （河海大学 土木与交通学院，江苏省南京市 210098）1 引言钢筋混凝土受压柱结构，有轴心受压、偏心受压两种，偏心受压又包括大偏心和小偏心两种情形。因此，编者为方便工程中遇到的矩形偏心受压构件的配筋计算，用Fortran语言编制了该程序，能快速计算出偏心受压构件受压与受拉钢筋的配筋面积，方便使用者对钢筋进行选配，并对选配钢筋后的截面按规范进行复核。2 偏心受压构件计算理论及程序框图2.1 偏心受压构件计算理论图1 偏心受压构件理论计算过程图2 偏心受压构件理论计算公式2.2 程序框图 开 始输入受力N、M1、M2，截面参数b，h，计算长度lc及砼保护层厚度as、as输入混凝土标号C调出混凝土设计强度输入钢筋型号调出钢筋设计强度计算稳定系数考虑效应计算，判断大小偏心调用小偏心子程序计算并输出配筋结果调用大偏心子程序计算并输出配筋结果 结 束3 源程序program compressed member !矩形截面受压构件计算implicit nonereal:N,M1,M2,b,h,Lc,as1,as3,fc,ft,fy,fy2,A,i,M,ea,h0,ei,e,KCb,a1real:As,As2,fai,rinteger:C,HRBprint*,请依次输入N(N)，M1,M2(N*mm),b,h,Lc,as,as(mm)read*,N,M1,M2,b,h,Lc,as1,as3call judge(b,h,Lc)print*,请输入混凝土标号C=read*,Ccall concrete(C,fc,ft)print*,请输入钢筋等级HRB=read*,HRBcall rebar(HRB,fy,fy2,KCb,r)call stress(Lc,b,fai)call pdrt(M1,M2,N,fc,A,Lc,i,M,ea,h0,b,h,as1)ea=max(h/30,20.0)ei=M/N+eae=ei+h/2-as1a1=1.0 if(ei0.3*h0)then print*,该构件为大偏心受压构件 call large(As,As2,N,e,a1,fc,b,h0,KCb,fy,fy2,as3,h,r,fai,ei) else print*,该构件为小偏心受压构件 call little(As,As2,fc,b,h,N,as3,ea,M,KCb,h0,as1,a1,fy,fy2,fai) end ifend program* subroutine stress(Lc,b,fai) !稳定系数implicit nonereal:Lc,b,fai if(Lc/b)8.and.(Lc/b)34.and.(Lc/b)=50)then fai=0.87-0.012*Lc/b else print*,warning：构件长细比不符合规范! end if end subroutine* subroutine judge(b,h,Lc) !截面尺寸、长细比判断implicit nonereal:b,h,Lc if(b250.or.h30.or.Lc/h25)then print*,Warning:长细比不满足规范! end ifend subroutine* subroutine concrete(C,fc,ft) !混凝土受拉、受压设计强度implicit noneinteger:Creal:fc,ft if(C=30)then fc=14.3 ft=1.43 else if(c=35)then fc=16.7 ft=1.57 else if(c=40)then fc=19.1 ft=1.71 else if(c=45)then fc=21.1 ft=1.80 else fc=0 ft=0 print*,Warning:未录入的标号，请输入C30C45! end ifprint*,fc=,fc,(N/mm2)print*,ft=,ft,(N/mm2)end subroutine* subroutine rebar(HRB,fy,fy2,KCb,r) !钢筋受拉、受压设计强度implicit noneinteger:HRBreal:fy,fy2,KCb,r if(HRB=300)then fy=270 fy2=270 KCb=0.576 r=0.006 else if(HRB=335)then fy=300 fy2=300 KCb=0.550 r=0.006 else if(HRB=400)then fy=360 fy2=360 KCb=0.518 r=0.0055 else if(HRB=500)then fy=435 fy2=410 KCb=0.482 r=0.005 else fy=0 fy2=0 KCb=0 r=0 print*,Warning:未录入的标号! end ifprint*,fy=,fy,(N/mm2)print*,fy=,fy2,(N/mm2)end subroutine* subroutine pdrt(M1,M2,N,fc,A,Lc,i,M,ea,h0,b,h,as1) !p-效应implicit nonereal:M1,M2,N,fc,A,Lc,i,M,ea,h0,b,h,as1real:Cm,yns,KCc,j !Cm,ns，cA=b*hh0=h-as1Cm=0.7+0.3*M1/M2if(Cm1)KCc=1yns=1+1/(1300*(M2/N+ea)/h0)*(Lc/h)*2*KCcj=Cm*ynsif(j0.9.or.(N/(fc*A)0.9.or.(Lc/i)(34-12*M1/M2)then M=j*M2 else M=M2 print*,不考虑p-效应 end ifend subroutine* subroutine large(As,As2,N,e,a1,fc,b,h0,KCb,fy,fy2,as3,h,r,fai,ei) implicit nonereal:As,As2,N,e,a1,fc,b,h0,KCb,fy,fy2,as3,h,r,fai,eireal:KC,Nuinteger:kprint*,已知As?(是:1/否:2)read*,k if(k=1)then print*,请输入As(mm2) read*,As2 KC=1-sqrt(1-2*(N*e-fy2*As2*(h0-as3)/(a1*fc*b*(h0)*2) if(KCKCb)then print*,As不能满足抗压要求，按未知进行重配筋 As2=(N*e-a1*fc*b*(h0)*2)*KCb*(1-0.5*KCb)/(fy2*(h0-as3) if(As20.002*b*h)As2=0.002*b*h As=(a1*fc*b*h0*KCb-N)/fy+(fy2/fy)*As2 else if(KC(2*as3/h0)then As=N*(ei-h/2+as3)/(fy*(h0-as3) else As=(a1*fc*b*KC*h0+fy2*As2-N)/fy end if else As2=(N*e-a1*fc*b*(h0)*2)*KCb*(1-0.5*KCb)/(fy2*(h0-as3) if(As20.002*b*h)As2=0.002*b*h As=(a1*fc*b*h0*KCb-N)/fy+(fy2/fy)*As2 end ifprint*,计算配筋为：As=,As,mm2print*, As=,As2,mm2print*,请根据钢筋公称面积表进行对面积进行调整 do !配筋总面积验算 print*,请输入调整后的钢筋面积As，As(单位:mm2) read*,As,As2 if(As+As2)(r*b*h)exit print*,不满足规范，请重配 end doNu=0.9*fai*(fc*b*h+fy2*(As+As2) !截面承载力复核if(NNu)then print*,承载力经复核满足要求elseprint*,截面承载力不满足要求end ifend subroutine* subroutine little(As,As2,fc,b,h,N,as3,ea,M,KCb,h0,as1,a1,fy &,fy2,fai)implicit nonereal:As,As2,fc,b,h,N,as3,ea,M,KCb,h0,as1,a1,fy,fy2,rreal:KC1,e2,h02,KCcy,u,v,fai,Nu,ei,ee2=h/2-as3-M/N+eah02=h-as3KCcy=2*0.8-KCb !1取0.8，若砼强度标号大于C50请更改 if(N=(fc*b*h)then As=0.002*b*h else As=(N*e2-a1*fc*b*h*(h02-h/2)/(fy*(h02-as1) end ifif(As0.002*b*h)As=0.002*b*hu=as3/h0+fy*As*(1-as3/h0)/(KCb-0.8)*a1*fc*b*h0) As2=(N*e-a1*fc*b*(h0)*2)*KCb*(1-0.5*KCb)/(fy2*(h0-as3) v=2*N*e2/(a1*fc*b*(h0)*2)-2*0.8*fy*As*(1-as3/h0)/(KCb-0.8)*a1*fc &*b*(h0)*2) KC1=u+sqrt(u*2+v) if(KC1KCb.and.KC1=Kccy.and.KC1(h/h0)then KC1=as3/h0+sqrt(as3/h0)*2+2*(N*e2/(a1*fc*b*(h0)*2)-As*fy2* &(1-as3/h0)/(b*h0*a1*fc) As2=(N-a1*fc*b*KC1*h0+As*(-fy2)/fy2 else As2=(N-fy2*As-a1*fc*b*h)/fy2 end if if(As2(0.002*b*h)As2=0.002*b*hprint*,计算配筋为：As=,As,mm2print*, As=,As2,mm2print*,请根据钢筋公称面积表进行对面积进行调整 do !配筋总面积验算 print*,请输入调整后的钢筋面积As，As(单位:mm2) read*,As,As2 if(As+As2)(r*b*h*1000000)exit print*,不满足规范，请重配 end doNu=0.9*fai*(fc*b*h+fy2*(As+As2) !截面承载力复核if(NNu)then print*,承载力经复核满足要求elseprint*,截面承载力不满足要求end ifend subroutine4 计算实例算例1：假设荷载作用下柱的轴向力设计值，杆端弯矩设计值，截面尺寸：；混凝土强度等级为，钢筋采用级；。求：(1).钢筋截面面积及。 (2).若已知，求。程序计算结果如下图所示：(1).(2).算例2：假设荷载作用下柱的轴向力设计值，杆端弯矩设计值，截面尺寸：；混凝土强度等级为，钢筋采用级；。求：钢筋截面面积及。程序计算结果如下图所示：5 小结 本钢筋混凝土受压构件设计程序采用Fortran语言编写，编写过程中最大的感觉是Fortran语言的人机界面友好度不够，但胜于计算更为快速，适用于大土木类的工程计算，因此编者在编程中尽量对程序进行了界面的可理解性与程序可读性的改善处理。限于编者水平有限，大偏心受压情况计算完成后，有以下