截面设计(梁柱).doc

截面设计
1.1 框架梁
以第1层BC跨框架梁为例计算。
1 梁正截面受弯承载力计算
支座弯矩：支座Br：γREMmax=172.23kN.m
支座C：γREMmax=197.31kN.m
跨间弯矩取控制截面，即离支座处4.48m处的正弯矩：
γREMmax=236.56kN.m
(1)考虑跨间最大弯矩处：
梁下部受拉时，按T形截面设计；当梁上部受拉时，按矩形截面设计。
翼缘计算宽度当：
1)按跨度考虑，
2)按梁间距考虑，
3)按翼缘厚度考虑
，
此种情况不起主要控制作用，故取
梁内纵向钢筋选用HRB400级钢筋（），，混凝土等级选用C30（），，因为

上式大于236.56kN.m，故属于第一类T形截面。

实配钢筋4C18（As=1018mm2）。
配筋率，满足要求。
梁端截面受压区相对高度：
，符合三级抗震要求。

(2)考虑两支座处：
将下部跨间截面的4C18钢筋伸入支座，作为支座负弯矩作用下的受压钢筋，再计算相应的受拉钢筋As。
1)支座Br上部：

实配钢筋4C18（As=1018mm2）。
配筋率，满足要求。
2)支座C上部：

实配钢筋4C18（As=1018mm2）。
配筋率，满足要求。
梁端截面的底面与顶面纵向钢筋配筋量的比值，满足抗震要求。
2 梁斜截面受剪承载力计算
(1)验算截面尺寸：
，
用验算公式：

故截面尺寸满足要求。
(2)箍筋选择及梁斜截面箍筋取A8@100，选用HPB300级钢筋（fyv=270N/mm2），根据规范：三级抗震箍筋肢距不应大于max（hb/4，8d，150），且配有计算受压钢筋超过3根（为4根），所以加密区配四只箍，则：

加密区长度取max（1.5hb，500）。本例取1100mm，非加密区箍筋选用A8@200。箍筋配置，满足构造要求。
由于梁腹板高度hw=700－100=600mm>450mm，规范要求需配置腰筋，每侧不少于0.1%bhw，且间距不大于200mm。本例每侧配置2C12（As=226mm2）。

1.2 框架柱
1 柱截面尺寸验算
根据《建筑抗震设计规范》，对于三级抗震等级，剪跨比大于2，轴压比小于0.75（乙类建筑）。
以第1层B柱为例：
，，
柱端剪力设计值：
柱端弯矩设计值：Mc取上下柱端弯矩的最大值。

柱轴力N取柱顶、柱底的最大值：N=1531.03kN
剪跨比：，满足要求。
轴压比：，满足要求。
2 柱正截面承载力计算
以第2层B柱为例计算：
根据B柱内力组合表，将支座中心处的弯矩换算至支座边缘，并与柱端组合弯矩的调整值比较后，选出最不利内力进行配筋计算。
B结点左、右梁端弯矩：

B结点上、下柱端弯矩（先按及相应的N考虑）

，
，

在结点处将其分配给上、下柱端，即：

，ea取20mm和偏心方向截面尺寸1/30两者中较大值，即500/30=16.67mm，故取ea=20mm。
柱计算长度按下式确定：
，

因为长细比，故应考虑偏心距增大系数。
，取
因为，取
故：
轴向力作用点至受拉钢筋As合力点之间的距离：

因为，为大偏心受压。
对称配筋：

按Nmax及相应的M一组计算，N=983.69kN
B结点上、下柱端弯矩：

此时内力是非地震组合情况，且无水平荷载效应，故不必调整。
取l0=1.25×3.6=4.50m

因为长细比，故应考虑偏心距增大系数。
，取
因为，取
故：
，故为小偏心受压。
轴向力作用点至受拉钢筋As合力点之间的距离：

按上式计算时，及
因为
故按构造配筋，且应满足，单侧配筋率，故：
选用12C20（），配筋率
3 柱斜截面受剪承载力计算
以第1层B柱为例进行计算，上、下柱柱端弯矩设计值：
，
则框架柱剪力设计值为：

，满足要求
，取
其中，Mc取较大的柱下端弯矩值，且Mc、Vc不应考虑γRE，故Mc将表9.4(b)查得的值除以0.8，Vc将表9.5(b)查得的值除以0.85。
与Vc相对应的轴力（1层柱顶）：

取
故：

故该层柱应按构造要求配置箍筋。
柱端加密区的箍筋选用4肢A10@100，柱端加密区长度取截面高度、柱净高度的1/6和500mm三者的最大值，底层柱的下端不小于柱净高的1/3。所以加密区长度取Hn/3=3600/3=1200mm，取1500mm。
1层B柱柱底轴压比
查表得，最小配箍率特征值λv=0.11，则最小体积配箍率：

式中，Asv、li为箍筋的截面面积和长度；Acor为箍筋包裹范围内的混凝土核心区面积；s为箍筋间距。
取A10，Asv=78.5mm2，则
根据构造要求，三级抗震柱箍筋加密区最大间距为8d，150mm（柱根100mm）的较小值，本例取100mm。加密区长度为1500mm。非加密区还应满足=300mm，本例取200mm，故箍筋配置为A10@200。

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