第七章框架梁柱截面设计

1第七章框架梁柱截面设计㈠框架梁截面设计7.1框架梁设计规范说明7.1.1抗震规范梁的钢筋配置，应符合下列各项要求：1梁端纵向受拉钢筋的配筋率不应大于2.5%，且计入收压钢筋的梁端混凝土受压区高度和有效高度之比，一级不应大于0.25，二、三级不应大于0.35。2梁端截面的底面和顶面纵向钢筋配筋量的比值，除按计算确定外，一级不应小于0.5，二、三级不应小于0.3。3梁端箍筋加密区的长度、箍筋最大间距和最小直径应按表6.3.3采用，当梁端纵向受拉钢筋的配筋率大于2.%时，表中箍筋最小直径数值应增大2mm。本建筑工程抗震等级为三级，加密区长度为1.5bh和500中取大值，为1050mm，箍筋最大间距为150mm，最小直径为8mm。设计参数：混凝土强度等级C30，cf14.3N/2mm,tf=1.43N/2mm.柱采用C30混凝土，梁采用C30混凝土；保护层厚度：梁为25mm，柱为35mm7.1.2框架梁界面设计：设计说明：支座外梁上部受拉，按矩形梁计算，跨中下部受拉，按T形梁计算，根据混凝土结构构件抗震设计规范要求，7度设防的框架结构，高度30m时，为三级抗震等级，承载力抗震调整系数75.0RE，抗震设防要求纵向受拉筋的锚固长度aaEll05.1，箍筋o135弯钩，平直长度10d梁端混凝土受压区高度035.0hx，梁端纵向受拉筋%5.2斜截面受剪承载力)25.142.0(100hsAfbhfrVsvyvtREb(均布荷载)纵向钢筋配筋率min：支座0.25%和55ytff/取大跨中0.2%和45ytff/取大（抗震规范）至少两根通长钢筋直径12mm2一层框架梁配筋计算计算公式支座截面（按矩形截面计算）跨中截面（按T形截面计算）AC左C右DAC跨CD跨M/kN*m-222.82-261.28-216.71-216.32190.7293.06b×h0/mm×mm300×615300×615300×615300×615300×615300×615αs0.13730.16100.13360.13330.01260.0062ξ0.14830.17660.14390.14360.01270.0062As/mm平方1087129410551053820399As,min/mm平方487.5487.5487.5487.5487.5487.5实配钢筋/mm平方138813881388138812561256220+222220+222220+222220+222420420二层框架梁配筋计算计算公式支座截面（按矩形截面计算）跨中截面（按T形截面计算）AC左C右DAC跨CD跨M/kN*m-203.67-257.98-265.21-217.62212.9661.84b×h0/mm×mm300×615300×615300×615300×615300×615300×615αs0.12550.15900.16340.13410.01410.0041ξ0.13460.17420.17960.14460.01420.0041As/mm平方986127613161060917265As,min/mm平方487.5487.5487.5487.5487.5487.5实配钢筋/mm平方138813881388138812561256220+222220+222220+222220+222420420三层框架梁配筋计算计算公式支座截面（按矩形截面计算）跨中截面（按T形截面计算）AC左C右DAC跨CD跨M/kN*m-170.37-228.53-226.18-125.82197.1373.14b×h0/mm×mm300×615300×615300×615300×615300×615300×615αs0.10500.14080.13940.07750.01310.0048ξ0.11120.15250.15080.08080.01310.0049As/mm平方81511171105592848313As,min/mm平方487.5487.5487.5487.5487.5487.5实配钢筋/mm平方138813881388138812561256220+222220+222220+222220+2224204203四层框架梁配筋计算计算公式支座截面（按矩形截面计算）跨中截面（按T形截面计算）AC左C右DAC跨CD跨M/kN*m-136.11-191.21-173.52-124.5160.8354.22b×h0/mm×mm300×615300×615300×615300×615300×615300×615αs0.08390.11780.10690.07670.01060.0036ξ0.08770.12570.11340.07990.01070.0036As/mm平方643922831586691232As,min/mm平方487.5487.5487.5487.5487.5487.5实配钢筋/mm平方113711371137113712561256220+218220+218220+218220+218420420五层框架梁配筋计算计算公式支座截面（按矩形截面计算）跨中截面（按T形截面计算）AC左C右DAC跨CD跨M/kN*m-61.6-104.98-103.88-51.98124.4551.92b×h0/mm×mm300×615300×615300×615300×615300×615300×615αs0.03800.06470.06400.03200.00820.0034ξ0.03870.06690.06620.03260.00830.0034As/mm平方284491485239534222As,min/mm平方487.5487.5487.5487.5487.5487.5实配钢筋/mm平方113711371137113712561256220+218220+218220+218220+218420420㈡框架柱截面设计7.5框架柱设计规范说明抗震规范6.3.8柱的钢筋配置，应符合下列各项要求：1．柱纵向钢筋的最小总配筋率应按下表采用，同时每一侧配筋率不应小于0.2%；柱截面纵向钢筋的最小总配筋率（百分率）类别抗震等级一二三四中柱和边柱1.00.80.70.6角柱、框支柱1.21.00.90.82．箍筋在规定的范围内应加密，加密区的箍筋间距和直径，应符合下列要求：1）一般情况下，当抗震等级为三级时，箍筋的最大间距采用8d，150（柱根100）的较小值，最小直径为8mm。2）级框架柱的截面尺寸不大于400mm时，箍筋最小直径应允许采用6mm。43）框支柱和剪跨比不大于2的柱，箍筋间距不应大于100mm。1．材料：柱混凝土用C30。钢筋主筋用HRB400级钢筋，箍筋用HPB235级钢筋。2．从内力组合表中找出三种组合：max||M及相应的Nmax(||M较大和N相对较小）、minN及相应的max||M（minN较小而M相对较大）、maxN及相应的M3．柱配筋计算说明：（1）0h=600-40=560mm（2）ea取20mm和h/30中的较大值。（3）底层柱计算长度0l1.0H，其余各层柱0l1.25H（4）NMe0，aieee0（5）Nbhfc/5.01，当11时取1（6）hl/01.015.102当12时取1（7）21200140011)(/hlhei5A柱：(1)取内力组合中弯矩最大和其相对应的压力值计算一、设计资料混凝土:C30fc=14.30N/mm2主筋:HRB400(20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi)fy=360N/mm2Es=2.000×105N/mm2箍筋:HPB235(Q235)fyv=300N/mm2受拉钢筋合力中心到近边距离as=35mm尺寸:b×h×l0=450×500×3600mmh0=h-as=465mm弯矩Mx:-171.08kN·m压力设计值:N=815.2kN抗震等级:三级配筋方式:对称配筋柱类型:框架边柱结构体系:框架结构考虑地震作用组合根据规范表11.1.6,RE=0.80二、计算结果1计算轴压比按混凝土规范11.4.16,轴压比.905.20500450.31410002.815＜fcANUC满足抗震要求！2主筋2．1计算偏心距eimmNM21020.81510008.0171e0附加偏心距,按混凝土规范7.3.3,取20mm和偏心方向截面最大尺寸的1/30两者中的大值ea=max(20,h/30)=20.00mmei=e0+ea=-210+20.00=-190.00mm按混凝土规范7.3.10-21=0.5fcAN=97.110002.8152250003.145.01,取1=1.0按混凝土规范7.3.10-3078.1500360001.015.101.015.102hl因为l0/h=7.215取2=1.0按混凝土规范7.3.10-1=1+11400ei/h0l0h212=0.91按混凝土规范7.3.4-3,轴向压力作用点至纵向受拉钢筋的合力点的距离:e=ei+h/2-as=0.91×190.00+500/2-35=42.1mm6轴向压力作用点至纵向受压钢筋的合力点的距离:e's=h/2-ei-as'=500/2–0.91×-190-35=387.9mm2．2相对界限受压区高度b按混凝土规范7.1.2-5cu=0.0033-(fcu,k-50)×10-5=0.0033-(30-50)×10-5=0.00350.0033取cu=0.0033按混凝土规范公式(7.1.4-1)b=11+fyEscu=0.801+3602.00×105×0.0033=0.522．3配筋率范围抗震等级为3级max=0.050按混凝土规范11.4.16,取min=0.00602．4计算按混凝土规范7.1.31=1.00按混凝土规范式7.3.4-1REN≤1fcbx+f'yA's-sA当采用对称配筋时,可令f'yA's=sA因此=REN1fcbh0=8.20465450.3140.011000.28158.02s/h0=0.15b=0.522．5计算As按混凝土规范式7.3.4-2As=RENe-1fcbh02(1-0.5)fy(h0-a's)=）（）（35-4653600.280.5-1.280465450.3140.01-.14210002.8158.02=-1987.05mm20.5minA=675取As=675mm2实际配筋:4C16,As=804mm23计算箍筋按混凝土规范10.3.2,实际配置箍筋A10@200Asvs=2×78.54200=0.7854其中s为箍筋间距,Asv为箍筋总面积4轴心受压构件验算4．1计算钢筋混凝土轴心受压构件的稳定系数l0/b=3600/450=8其中b为截面的短边尺寸查混凝土规范表7.3.1并插值得=14．2验算垂直于弯矩作用平面的受压承载力按混凝土规范7.3.1Nu=0.9(fcA+2f'yA's)=0.9×1×(14.30×225000+2×360.00×804)7=3416742NN=815200N可见满足要求(2)取内力组合中压力最大和其相对应的弯矩值计算一、设计资料混凝土:C30fc=14.30N/mm2主筋:HRB400(20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi)fy=360N/mm2Es=2.000×105N/mm2箍筋:HPB235(Q235)fyv=300N/mm2受拉钢筋合力中心到近边距离as=35mm尺寸:b×h×l0=450×500×5300mmh0=h-as=465mm弯矩Mx:-25.42kN·m压力设计值:N=927.28kN抗震等级:三级配筋方式:对称配筋柱类型:框架边柱结构体系:框架结构考虑地震作用组合根据规范表11.1