卡西歐fx-CG50計(jì)算器在混凝土結(jié)構(gòu)工程中的應(yīng)用

宋樹(shù)田 劉 鳴

(1.棗莊市供水總公司，山東 棗莊 277101; 2.山東省電力公司棗莊供電公司，山東 棗莊 277101)

卡西歐fx-CG50是一款功能強(qiáng)大的高端彩屏計(jì)算器，具有界面友好，操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。同圖形計(jì)算器fx9750和fx9860一樣，CG50具有強(qiáng)大的編程和圖像顯示功能，且編程命令和語(yǔ)法與9750，9860基本一致，在土木工程建設(shè)領(lǐng)域具有極高的應(yīng)用價(jià)值。本文從混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的受拉鋼筋錨固長(zhǎng)度及施工配合比計(jì)算兩方面簡(jiǎn)要介紹fx-CG50的程序功能在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

1 fx-CG50的編程語(yǔ)法

卡西歐計(jì)算器fx-4850P使用簡(jiǎn)BASIC語(yǔ)言，從fx5800P開(kāi)始，卡西歐計(jì)算器程序語(yǔ)言開(kāi)始使用類(lèi)BASIC語(yǔ)言。fx-CG50的編程語(yǔ)法與fx7400G,fx9750和fx9860的語(yǔ)法格式完全相同，比較常用的語(yǔ)法格式如下所述。

1.1 基本操作命令

1.1.1？(輸入命令)

功能：在程序執(zhí)行命令期間，提示輸入數(shù)值以代入變量。

比較常用的命令格式為"A="?→<變量名稱(chēng)>。

1.1.2◢(輸出命令)

功能：該命令可以暫時(shí)中斷命令執(zhí)行并在命令顯示之前顯示字母字符文字或者計(jì)算結(jié)果。

1.1.3：(多語(yǔ)句命令)

功能：連接兩個(gè)語(yǔ)句，以便不斷順序執(zhí)行。

1.2 程序命令

If～Then～(Else～)IfEnd

功能：只有在If-條件為真時(shí)才執(zhí)行Then語(yǔ)句。在If-條件為假(0)時(shí)執(zhí)行Else語(yǔ)句。

描述：

1)If～Then～I(xiàn)fEnd。

當(dāng)條件為真時(shí)，執(zhí)行Then-語(yǔ)句，然后跳轉(zhuǎn)至IfEnd之后的語(yǔ)句。

當(dāng)條件為假時(shí)，執(zhí)行IfEnd之后的語(yǔ)句。

2)If～Then～Else～I(xiàn)fEnd。

當(dāng)條件為真時(shí)，執(zhí)行Then-語(yǔ)句，然后繼續(xù)執(zhí)行IfEnd之后的語(yǔ)句。

當(dāng)條件為假時(shí)，跳轉(zhuǎn)至Else-語(yǔ)句，然后繼續(xù)執(zhí)行IfEnd之后的語(yǔ)句。

更多命令語(yǔ)句可參見(jiàn)fx-CG50用戶(hù)手冊(cè)。

2 鋼筋的錨固設(shè)計(jì)

2.1 基本規(guī)定和變量說(shuō)明

規(guī)范11.1.7-1縱向受拉鋼筋抗震錨固長(zhǎng)度：laE=max{ζaEla,250}。

規(guī)范11.1.7-2縱向受拉鋼筋抗震搭接長(zhǎng)度：llE=max{ζlaE,300}。

計(jì)算器存儲(chǔ)單元分配：共使用PREAYTDL共8個(gè)存儲(chǔ)單元。

縱向受拉鋼筋搭接長(zhǎng)度修正系數(shù)：ζ→P。

R-程序控制參數(shù)，R=0：帶肋鋼筋；R=1：光圓鋼筋。

抗震等級(jí)錨固長(zhǎng)度修正系數(shù)：ζaE→E。

鋼筋外形系數(shù)α→A。

鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fy→Y。

混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值ft→T。

鋼筋的公稱(chēng)直徑d→D。

根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》表8.3.1注：光圓鋼筋末端應(yīng)做180°彎鉤，彎后平直段長(zhǎng)度不小于3d，程序中的錨固計(jì)算長(zhǎng)度已經(jīng)考慮一個(gè)半圓彎鉤長(zhǎng)度6.25d，在搭接長(zhǎng)度中考慮兩個(gè)半圓彎鉤長(zhǎng)度，彎鉤共增加長(zhǎng)度為2×6.25d=12.5d，即為此光圓鋼筋的下料長(zhǎng)度。

2.2 程序編寫(xiě)內(nèi)容

"P="?→P↙"R="?→R↙"E="?→E↙"A="?→A↙"Y="?→Y↙"T="?→T↙"D="?→D↙"L=":AYD/T→L↙If R=1:Then L+6.25D→L:IfEnd◢

"M=":EAYD/T→M↙If R=1:Then 6.25D+M→M:IfEnd◢If R=1:Then P(M-6.25D)→N:IfEnd↙If N<300:Then 300→N:IfEnd↙If R=1:Then 12.5D+N→N:IfEnd↙"N=":N

2.3 算例

2.3.1光圓鋼筋計(jì)算

光圓鋼筋HPB300，fy=270 MPa，直徑12 mm，C20混凝土，ft=1.1 MPa，一二級(jí)抗震，ζaE=1.15；搭接面積小于25%時(shí)，ζ=1.2。

執(zhí)行操作程序如表1所示。

表1 光圓鋼筋計(jì)算表

顯示：

L=546，即0.16×12×270/1.1=471;471+6.25×12=546。

M=616，其中，laE=1.15×471+6.25×12=617。

N=800，即llE=1.2×1.15×471+2×6.25×12=800。驗(yàn)算結(jié)果正確。

2.3.2Ⅱ級(jí)鋼筋

α=0.14鋼筋為φ25，fy=300 MPa，ft=1.43 MPa，抗震等級(jí)為二級(jí)，ζaE=1.15；搭接面積不大于25%。程序執(zhí)行結(jié)果如下：

顯示：

L=734，即0.14×25×300/1.43=734。

M=844，其中，laE=max(1.15×734 250)=844。

N=1 014，即llE=max(1.3×844 300)=1 013。驗(yàn)算結(jié)果正確。

3 混凝土施工配合比計(jì)算

3.1 數(shù)學(xué)模型

設(shè)混凝土實(shí)驗(yàn)室配合比為水泥∶砂∶石=1∶x∶y,水灰比為W/C，現(xiàn)場(chǎng)砂、石含水率分別為WX，WY，每立方米混凝土中水泥用量為Q,攪拌機(jī)出料容量為V，則混凝土施工配合比為：水泥∶砂∶石=1∶x(1+WX)∶y(1+WY),每拌材料用量為：

水泥：A=QV;砂：B=Ax(1+WX);石：C=Ay(1+WY)。

水：D=AW/C-AxWX-AyWY。

3.2 變量對(duì)照表

程序變量對(duì)照表見(jiàn)表2。

3.3 程序內(nèi)容

“X=”?→X↙“I=”?→I↙“M=”:M↙X(1+I)→M◢↙“Y=”?→Y↙“J=”?→J↙“N=”:N↙Y(1+J)→N◢↙“Q=”?→Q↙“V=”?→V↙“A=”:A↙QV→A◢↙“B=”:B↙AM→B◢↙“C=”:C↙AN→C◢↙“W=”?→W↙A(W-XI-YJ)→D◢↙“D=”:D

表2 程序變量對(duì)照表

3.4 算例

設(shè)某工程混凝土實(shí)驗(yàn)室配合比為1∶x∶y=1∶2.3∶4.27，W/C=0.6，Q=300 kg，V=0.25 m3，WX=3%,WY=1%，求混凝土施工配合比和每拌材料用量。操作步驟如表3所示。

表3 屏幕提示及操作步驟

4 結(jié)語(yǔ)

卡西歐fx-CG50是卡西歐最強(qiáng)大的計(jì)算器之一，具有解方程，編程，圖形和函數(shù)計(jì)算等多種功能，既可以用于深化土木工程專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，又在工程設(shè)計(jì)和施工領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。文中通過(guò)鋼筋受拉錨固計(jì)算和混凝土配合比計(jì)算兩個(gè)簡(jiǎn)單例子，介紹了CG50計(jì)算器的編程功能。事實(shí)上，在土木工程設(shè)計(jì)和施工領(lǐng)域，所有公式計(jì)算均可通過(guò)CG50中程序計(jì)算出來(lái)。總之，小型圖形計(jì)算器不僅功能強(qiáng)大，而且便于現(xiàn)場(chǎng)攜帶和操作，值得工程技術(shù)人員深入學(xué)習(xí)和研究，以提高工作效率和工作質(zhì)量。