《框架梁、柱的截面設(shè)計(jì)案例綜述》1700字

框架梁、柱的截面設(shè)計(jì)案例綜述1.1框架梁的截面設(shè)計(jì)主梁的截面尺寸為：800mm×400mm，300mm×300mm主梁的混凝土強(qiáng)度等級(jí)：C30，縱向受力鋼筋：HRB400，箍筋：HRB335。ft=1.43N/mm2，fc=14.3N/mm2，fy=360N/mm2。7度設(shè)防的框架結(jié)構(gòu)，高度小于30m時(shí)，為三級(jí)抗震等級(jí)，抗震設(shè)防要求縱向受拉筋的錨固長度laE=1.05la，箍筋135°彎鉤，平直長度>10d。承載力調(diào)整系數(shù)為0.75。一類環(huán)境保護(hù)層厚度：梁定為30mm（《混凝土結(jié)構(gòu)》[8]）。1.1.1梁的正截面受彎承載力的計(jì)算計(jì)算范例：1層AB跨梁。根據(jù)上文中第八章框架梁內(nèi)力組合表，選出梁跨間及支座處截面的最不利內(nèi)力組合，梁端彎矩Mx=M-Vb/2，調(diào)整后進(jìn)行配筋計(jì)算。梁端箍筋加密區(qū)x<0.35h0，加密區(qū)長度（1.5hb，500）max，最大間距（hb/4，8d，150）min，箍筋最小直徑8mm。縱向受拉鋼筋的最小配筋率，梁端不應(yīng)大于2.5%，支座處（0.25，55ft/fy）max=0.26，跨中（0.2，45ft/fy）max=0.21。框架梁不宜采用彎起鋼筋抗剪。As’/As>0.3。支座彎矩：最不利內(nèi)力組合Ma=-538.69kN?m，Va=-184.97kN；Mb=-405.95kN?m，Vb=165.87kN。MA=-538.69/0.75-184.97/0.85×0.2=-761.73kN?mγRMA=-0.75×727.03=-545.276kN?mMB=-405.95/0.75+18.22/0.85×0.2=-502.238kN?mγRMB=-0.75×502.238=-376.679kN?m跨間最大彎矩值：γREMAB=200.043kN?mb=400mm，h0=800-30=770mm（一排鋼筋），查表得α1=1.0，β1=0.8，ξb=0.518支座A處，按矩形截面進(jìn)行設(shè)計(jì)，as=M/α1fcbhξ=1-1-2αγs=0.5×（1+1-2αAs=M/（fyγsh0）=2272.05mm2適配鋼筋HRB400，4根Ф28，As=2462mm2。ρ=As/bh0=2462/(400×770)=0.8%>ρmin支座B處，按矩形截面設(shè)計(jì)as=M/α1fcbfξ=1-1-2αγs=0.5×（1+1-2αAs=M/（fyγsh0）=1444.098mm2適配鋼筋HRB400，4根ф25，As=1963mm2。ρ=As/bh0=1963/(400×770)=0.64%>ρmin跨中同理，as=M/α1fcbfξ=1-1-2αsγs=0.5×（1+1?2αAs=M/（fyγsh0）=743.98mm2適配鋼筋HRB400，4根Ф16，As=804mm2。ρ=As/bh0=804/(400×770)=0.26%>ρmin1.1.2梁的斜截面受剪承載力對(duì)于AB跨梁：箍筋fyv=300N/mm2，最大剪力Va=-184.97kN，Vb=165.87kN。?w=?0=770mm，?0.7f梁端加密區(qū)長度l=（1.5hb，500）max=1200mm，最大間距（hb/4，8d，150）min=150mm；根據(jù)規(guī)范要求，箍筋最小直徑取8mm。綜上所述，加密區(qū)箍筋間距100，非加密區(qū)取雙肢ф8@150。Vu=0.7ftbhρρsv=nA首層AB跨梁筋圖如圖所示：圖STYLEREF1\s10SEQ圖\*ARABIC\s11梁AB跨的配筋圖1.2框架柱的截面配筋設(shè)計(jì)1層框架柱的截面尺寸為600mm×600mm，2-6層框架柱的截面尺寸為500mm×500mm?？蚣苤坎捎肅40混凝土，查詢規(guī)范可知：fc=19.1N/mm2，縱向受力鋼筋采用HRB400，fy=360N/mm2，箍筋及構(gòu)造筋采用HRB335，fyv=300N/mm2。1.2.1剪跨比與軸壓比的驗(yàn)算以下由1層A柱為例進(jìn)行計(jì)算說明。B=600mm，h0=600-30=570mm，柱端彎矩設(shè)計(jì)值：Mc=342.94/0.75=433.25kN?m柱端剪力設(shè)計(jì)值：V=128.02/0.85=150.61kN柱軸力設(shè)計(jì)值：N=2876.87/0.8=3596.09kN框架柱的剪跨比λ=剪跨比：λ=三級(jí)框架的軸壓比μN(yùn)軸壓比：μ滿足要求。表STYLEREF1\s10SEQ表\*ARABIC\s11各層柱的剪跨比和軸壓比由上表可知，各柱的剪跨比、軸壓比均滿足要求。1.2.2柱正截面承載力的計(jì)算計(jì)算說明范例：首層A柱。底層柱計(jì)算長度：1.0H；其余標(biāo)準(zhǔn)層柱計(jì)算長度：1.25H。根據(jù)框架柱的內(nèi)力組合表，與組合彎矩的調(diào)整值進(jìn)行比較，選最不利內(nèi)力，進(jìn)行配筋計(jì)算。柱子采用對(duì)稱式配筋，利于不同方向的抗震。（1）按最不利內(nèi)力組合|Mmax|及相應(yīng)的N配筋：1）基本參數(shù)：M1=-342.94kN?N，M2=296.92kN?N，N=-2102.03kNb=600mm，h_0=600-30=570mmea=max{h/30，20}=20mm2）判斷是否考慮二階效應(yīng)：l34-12M1/M2=47.8>lc/i=35.54N/fcA=2102.03×1000/（19.1×600×600）=0.306<0.9滿足條件，因此不需要考慮二階效應(yīng)。3）計(jì)算ei，判偏心類型：e0=M/N=342.94×103÷2102.03=163.15mmei=e0+ea=163.15+20=183.15mm對(duì)于對(duì)稱配筋，ξ=N/(α1fcbh0)=2102.03×103÷(1.0×19.1×600×570)=0.322<ξb=0.518，故為大偏心受壓。4）As和As’:h02ξ=0.332>2e=As=As’=(Ne-ξ(1-0.5ξ)α1fcbh02)/fy(h0-as’) =(2102.03×103×453.15-0.332×(1-0.5×0.332)×1.0×19.1×600×5702)/(360×540)=-271.85mm2<0（2）按Nmax及相應(yīng)的M計(jì)算：1）Nmax=-2876.87kN，M1=-149.78kN?N，M2=157.02kN?Nea=max{h/30，20}=20mm2）M1/M2=-0.95<0.9l34-12MN/f因此不需考慮二階效應(yīng)。3）判斷大小偏心類型：ee對(duì)稱配筋時(shí)，ξ=N/ξ=0.44<ξ4)As和As’ξ=0.44>2e=As=As’=（Ne-ξ(1-0.5ξ)α1fcbh02）/fy(h =（2876.86×103×344.58-0.44×1-0.5×0.44）×1.0×19.1×600×5702)/(360×540)=-1478.4mm2<0，按照構(gòu)造配筋。依據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定，縱筋的最小總配筋率ρminA且當(dāng)框架柱截面邊長大于400mm時(shí)，柱的縱筋間距不宜大于200mm。故選配4Ф20，（As=As’=1256mm2）總配筋率=2×1256÷（600×600）=0.7%，滿足要求。1.2.3柱斜截面承載力的計(jì)算以首層A柱為例進(jìn)行計(jì)算說明，其余配筋詳見結(jié)構(gòu)施工圖：1.75fcbh0λ+1+0.07N=1.75×19.1×600×570/4+0.07×2876870=3059.22K