土木工程毕业设计10 截面设计.doc

东南大学毕业设计
十 截面设计
（一）梁截面设计
1．正截面受弯承载力计算
1）已知条件
混凝土强度等级选用C30，fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2。纵向受力钢筋选用HRB335（fy= f’y=300N/mm2），箍筋选用HRB235（fy= f’y=210N/mm2）。梁的截面尺寸为300×800，300×600两种，则h01=800-35=765mm，h02=600-35=565mm。
2）构造要求
（1）承载力抗震调整系数γRE=0.75
（2）三级抗震设防要求，框架梁的混凝土受压区高度x≤0.35h0
则x1≤0.35h01=0.35×765=267.75mm
x2≤0.35h02=0.35×565=197.75mm
（3）梁的纵筋最小配筋率：
支座：
0.25%×300×765=573.75mm2>(55×1.43/300) %×300×765=417.83mm2
0.25%×300×565=423.75mm2>(55×1.43/300) %×300×565=256.09mm2
所以：As1min=573.75mm2
As2min=423.75mm2
跨中：
0.2%×300×765=459mm2>(45×1.43/ 300) %×300×765=341.86mm2
0.2%×300×565=339mm2>(45×1.43/300) %×300×565=252.48mm2
所以：As1min=459mm2
As2min=339mm2
（4）箍筋的配箍率箍筋的配筋率
ρsvmin=0.24×ft/fyv=0.24×1.43/210=0.16%
4）配筋计算
因结构、荷载均对称，故整个框架采用左右对称配筋。当梁下部受拉时，按T形截面控制。当梁上部受拉时，按矩形截面设计。
以第五层AB跨梁为例，给出计算方法和过程，其他各梁的配筋计算见表格。
（1）跨中
下部受拉，按T形截面设计。翼缘计算宽度按跨度考虑时，b’f=l/3=7.2/3=2.4m=2400mm；当按梁间间距考虑时，b’f=b+Sn=300+(3900-150-100)=3050mm；当按按翼缘厚度考虑时，h0=765mm,h’f/h0=100/765=0.131>0.1,此种情况不起控制作用。综上，取b’f=2400mm。考虑抗震承载力调整系数γRE=0.75，弯矩设计值为0.75×132.73=99.55kN•m。
因为，故属第一类截面。
，

而Asmin=459mm2，故配筋218，As=509mm2
（2）支座
（以左支座为例）
将下部截面的218钢筋深入支座，作为支座负弯矩作用下的受压钢筋（A’s=509mm2）,再计算相应的受拉钢筋As。
考虑抗震承载力调整系数，弯矩设计值为0.75×96.19=72.14kN•m。
，
说明A’s富余，且达不到屈服，可以近似取

而Asmin=573.75mm2，故配筋220，As=628mm2
全部梁的正截面配筋计算过程与结果见下表。

梁正截面配筋计算表
楼层
截面
M
(kN•m)
ξ
A’s
(mm2)
As
(mm2)
实配As
(mm2)
A’s/As
五
1
-72.14
<0
509
329
318,763
0.67
2
99.55
0.005

435
218,509

3
-70.61
<0
509
322
318,763
0.67
4
-44.01
<0
509
201
218,509
1.0
5
2.81
0.001

17
218,509

四
1
-168.97
0.001
760
772
320,942
0.81
2
145.02
0.007

634
222,760

3
-156.63
<0
760
715
320,942
0.81
4
-88.56
<0
509
404
218,509
1.0
5
35.48
0.008

210
218,509

三
1
-231.83
0.026
760
1059
420,1256
0.61
2
147.86
0.007

647
222,760

3
-194.59
0.011
760
889
420,1256
0.61
4
-121.58
0.007
509
555
220,628
0.81
5
69.64
0.015

414
218,509

二
1
-265.15
0.039
760
1211
420,1256
0.61
2
148.29
0.007

649
222,760

3
-226.83
0.024
760
1036
420,1256
0.61
4
-150.2
0.009
628
686
320,942
0.67
5
98.16
0.022

586
220,628

一
1
-307.83
0.056
760
1405
422,1520
0.61
2
168.83
0.008

739
222,760

3
-237.75
0.028
760
1086
422,1520
0.61
4
-169.2
0.009
760
773
320,942
0.64
5
114.2
0.025

682
222,760
0.81

2．斜截面受弯承载力计算
承载力抗震调整系数γRE=0.85。以第五层AB,BC跨梁为例，给出计算方法和过程，其他各梁的配筋计算见表格。
AB跨梁

故截面尺寸满足要求。
梁端箍筋加密区取2肢Φ8@100，箍筋用HPB235级钢筋（fyv =210N/mm2），则:
箍筋加密区长度取1.2m，非加密区取2肢Φ8@150设置满足要求。
BC跨梁

故截面尺寸满足要求。
梁端箍筋加密区取2肢Φ8@100，箍筋用HPB235级钢筋，则:

由于非加密区长度较小，故全跨可按加密区配置。
全部梁的斜截面配筋计算结果与结果见下表。
梁斜截面配筋计算表
楼层
梁
γREV
(kN)
0.2βcfcbh0
(kN)
Asv/s
加密区实配
(Asv/s)
非加密区实配
ρ(%)
五
AB
92.69
656.37
-0.22
双肢Φ8@100
(1.01)
双肢Φ8@150
(0.224)
BC
40.04
484.77
-0.42
双肢Φ8@100
(1.01)
双肢Φ8@100
(0.337)
四
AB
171.84
656.37
0.17
双肢Φ8@100
(1.01)
双肢Φ8@150
(0.224)
BC
79.08
484.77
-0.15
双肢Φ8@100
(1.01)
双肢Φ8@100
(0.337)
三
AB
190.28
656.37
0.26
双肢Φ8@100
(1.01)
双肢Φ8@150
(0.224)
BC
113.97
484.77
0.08
双肢Φ8@100
(1.01)
双肢Φ8@100
(0.337)
二
AB
202.62
656.37
0.32
双肢Φ8@100
(1.01)
双肢Φ8@150
(0.224)
BC
143.65
484.77
0.28
双肢Φ8@100
(1.01)
双肢Φ8@100
(0.337)
一
AB
215.05
656.37
0.38
双肢Φ8@100
(1.01)
双肢Φ8@150
(0.224)
BC
162.14
484.77
0.41
双肢Φ8@100
(1.01)
双肢Φ8@100
(0.337)

（二）柱截面设计
1．已知条件
混凝土采用C30，fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2，纵向受力钢筋选用HRB400（fy= f’y=360N/mm2），箍筋选用HRB235（fy= f’y=210N/mm2）。柱的截面尺寸：底层为650×650；其他层为600×600。则h01=650-40=610mm，h0=600-40=560mm。

2．构造要求
1）抗震调整系数γRE=0.80
2）三级抗震设防要求，框架柱纵筋最小配筋百分率应满足：0.7%
则As1min=0.007×650×610=2276mm2 ，Asmin=0.007×600×560=2352mm2

3．剪跨比和轴压比验算
剪跨比宜大于2，三级框架轴压比应小于0.8，从下表中可见均满足要求。

柱剪跨比和轴压比计算表
楼层
柱
b(mm)
h0(mm)
Mc(kN•m)
Vc(kN)
N(kN)
Mc/Vch0
N/fcbh0
五
边
600
560
134.46
98.52
432.3
2.44
0.089973
中
600
560
138.49
103.73
496.81
2.38
0.103399
四
边
600
560
226
176.48
1030.58
2.29
0.21449
中
600
560
224.34
167.1
1230.77
2.40
0.256154
三
边
600
560
226.58
169.8
1628.89
2.38
0.339013
中
600
560
262.9
206.56
1964.74
2.27
0.408912
二
边
600
560
247.75
191.32
2227.26
2.31
0.463549
中
600
560
299.49
233.68
2698.64
2.29
0.561655
一
边
650
610
378.98
156.62
2858.08
3.97
0.504075
中
650
610
444.61
183.75
3463.95
3.97
0.610931

4．柱正截面承载力计算
计算要点：
①，，当ξ＜ξb时为大偏心受压柱；当ξ＞ξb时为小偏心受压柱。
② ea取20mm和h/30两者中的较大值。
③当ei/h0≥0.3时，ζ1=1.0；当ei/h0＜0.3时，ζ1=0.2+2.7ei/h0且≤1.0。
④柱计算长度l0=0.7l。
⑤ l0/h≤15时，ζ2=1.0；l0/h>15时，ζ2=1.15-0.01l0/h且≤1.0。
⑥，取Cm=1.0
⑦ξ≤2αS/h0，；ξ＞2αS/h0，
具体计算与配筋过程见下列两表。

- 80 -
边柱
五层
四层
三层
二层
一层
组合方式
|M|max
Nmax
Nmin
|M|max
Nmax
Nmin
|M|max
Nmax
Nmin
|M|max
Nmax
Nmin
|M|max
Nmax
Nmin
M (KNm)
107.57
79.51
40.18
180.80
154.10
11.09
181.26
81.06
42.29
198.20
89.26
51.96
303.18
68.18
259.86
N (KN)
286.18
345.84
264.62
783.23
824.46
650.67
1179.87
1303.11
1020.85
1645.35
1781.81
1380.48
2144.83
2286.46
1752.23
ξ
0.060
0.072
0.055
0.163
0.172
0.135
0.246
0.271
0.212
0.342
0.371
0.287
0.378
0.403
0.309
大小偏心
大
大
大
大
大
大
大
大
大
大
大
大
大
大
大
e0=M/N (mm)
375.88
229.90
151.84
230.84
186.91
17.04
153.63
62.21
41.43
120.46
50.10
37.664
141.35
29.82
148.30
ea (mm)
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
21.67
21.67
21.67
ei= e0+ ea (mm)
395.88
249.90
171.84
250.84
206.91
37.04
173.63
82.21
61.43
140.46
70.10
57.64
163.02
51.49
169.97
ei/h0
0.71
0.45
0.31
0.45
0.37
0.07
0.31
0.15
0.11
0.25
0.13
0.10
0.27
0.08
0.28
ζ1
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
0.379
1.0
0.596
0.496
0.877
0.538
0.478
0.922
0.428
0.952
l0 (m)
2.52
2.52
2.52
2.52
2.52
2.52
2.52
2.52
2.52
2.52
2.52
2.52
3.71
3.71
3.71
l0/h
4.2
4.2
4.2
4.2
4.2
4.2
4.2
4.2
4.2
4.2
4.2
4.2
5.71
5.71
5.71
ζ2
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
η
1.057
1.090
1.131
1.090
1.109
1.230
1.130
1.163
1.182
1.141
1.173
1.187
1.164
1.241
1.162
2aS'/h0
0.143
0.143
0.143
0.143
0.143
0.143
0.143
0.143
0.143
0.143
0.143
0.143
0.131
0.131
0.131
e (mm)
678.38
532.40
454.34
533.34
489.41
305.57
456.13
355.62
332.59
420.20
342.20
328.39
474.72
348.88
482.56
AS=AS'(mm2)
1038
984
643
80
<0
<0
<0
<0
<0
<0
<0
<0
<0
<0
<0
实配钢筋
420

420

420

420

422

面积(mm2)
1256
1256
1256
1256
1520
ρS(%)
1.12
1.12
1.12
1.12
1.15
边柱正截面配筋计算表

中柱正截面配筋计算表
中柱
五层
四层
三层
二层
一层
组合方式
|M|max
Nmax
Nmin
|M|max
Nmax
Nmin
|M|max
Nmax
Nmin
|M|max
Nmax
Nmin
|M|max
Nmax
Nmin
M (KNm)
110.79
66.26
110.79
179.47
121.75
160.81
210.32
68.5
210.32
239.59
71.99
239.59
355.69
54.74
355.69
N (KN)
295.86
397.45
295.86
768.8
984.62
768.8
1227.86
1571.79
1227.75
1671.86
2158.91
1671.86
2133.45
2771.16
2133.45
ξ
0.062
0.083
0.062
0.160
0.205
0.160
0.256
0.327
0.256
0.348
0.449
0.348
0.376
0.489

大小偏心
大
大
大
大
大
大
大
大
大
大
大
大
大
大
大
e0=M/N (mm)
374.47
166.71
374.47
233.44
123.65
209.17
171.29
43.58
171.31
143.31
33.35
143.31
166.72
19.75
166.72
ea (mm)
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
21.67
21.67
21.67
ei= e0+ ea (mm)
394.47
186.71
394.47
253.44
143.65
229.17
191.29
63.58
191.31
163.31
53.35
163.31
188.39
41.42
188.39
ei/h0
0.70
0.33
0.70
0.45
0.26
0.41
0.34
0.11
0.34
0.29
0.10
0.29
0.31
0.07
0.31
ζ1
1.0
1.0
1.0
1.0
0.893
1.0
1.0
0.507
1.0
0.987
0.457
0.987
1.0
0.383
1.0
l0 (m)
2.52
2.52
2.52
2.52
2.52
2.52
2.52
2.52
2.52
2.52
2.52
2.52
3.71
3.71
3.71
l0/h
4.2
4.2
4.2
4.2
4.2
4.2
4.2
4.2
4.2
4.2
4.2
4.2
5.71
5.71
5.71
ζ2
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
η
1.057
1.121
1.057
1.089
1.140
1.098
1.118
1.179
1.118
1.136
1.193
1.136
1.154
1.268
1.154
2aS'/h0
0.143
0.143
0.143
0.143
0.143
0.143
0.143
0.143
0.143
0.143
0.143
0.143
0.131
0.131
0.131
e (mm)
676.97
469.21
676.97
535.94
423.74
511.67
473.79
334.99
473.81
445.51
323.63
445.51
502.36
337.52
502.36
AS=AS'(mm2)
1070
997
1069
86
<0
<0
<0
<0
<0
<0
<0
<0
75
<0
<0
实配钢筋
420

420

420

420

422

面积(mm2)
1256
1256
1256
1256
1520
ρS(%)
1.12
1.12
1.12
1.12
1.15

5．柱斜截面承载力计算
计算要点：
①框架柱斜截面计算时的抗震调整系数为γRE=0.85。
②当λ＜1时，取λ=1；当λ＞3时，取λ=3。
③时截面满足要求。
④当N≤0.3fcA时取实际值计算；当N＞0.3fcbh时取0.3fcbh计算。
⑤时按构造配箍，否则按计算配箍。
⑥箍筋加密区长度底层柱根部取2000mm，其他端部取为1000mm。
具体计算与配筋过程见下列两表

边柱斜截面配筋计算表
边柱
五层
四层
三层
二层
一层
Hn (m)
3.5
3.5
3.5
3.5
5.2
λ=Hn/(2h0)
3.13
3.13
3.13
3.13
4.26
γREVC (KN)
83.74
150.01
144.33
162.62
133.13
0.2 fcbh0 (KN)
960.96
960.96
960.96
960.96
1133.99
截面是否满足要求
满足
满足
满足
满足
满足

126.13
126.13
126.13
126.13
148.84
0.3fcbh (KN)
1544.40
1544.40
1544.40
1544.40
1812.53
N (KN)
345.84
824.46
1303.11
1781.81
2286.46
0.056N
19.37
46.17
72.97
99.78
128.04
+
145.49
172.30
199.10
225.91
276.88
(ASV)/s
<0
<0
<0
<0
<0
λvfc/fyv(%)
0.409
0.409
0.409
0.545
0.613
实配
箍筋
加密区
4Ф10@100
(1.05)
4Ф10@100
(1.05)
4Ф10@100
(1.05)
4Ф10@100
(1.05)
4Ф12@100
(1.39)
非加密区
4Ф10@150
(0.70)
4Ф10@150
(0.70)
4Ф10@150
(0.70)
4Ф10@150
(0.70)
4Ф12@150
(0.93)

中柱斜截面配筋计算表
中柱
五层
四层
三层
二层
一层
Hn (m)
3.5
3.5
3.5
3.5
5.2
λ=Hn/(2h0)
3.13
3.13
3.13
3.13
4.26
γREVC (KN)
88.17
142.04
175.57
198.63
156.19
0.2 fcbh0 (KN)
960.96
960.96
960.96
960.96
1133.99
截面是否满足要求
满足
满足
满足
满足
满足

122.30
122.30
122.30
122.30
113.13
0.3fcbh (KN)
1544.40
1544.40
1544.40
1544.40
1812.53
N (KN)
397.45
984.62
1571.79
2158.91
2771.16

22.26
55.14
88.02
120.90
155.18
+
144.56
177.44
210.32
243.20
268.32
(ASV)/S
<0
<0
<0
<0
<0
λVfC/fyV(%)
0.409
0.409
0.409
0.545
0.613
实配
箍筋
加密区
4Ф10@100
(1.05)
4Ф10@100
(1.05)
4Ф10@100
(1.05)
4Ф10@100
(1.05)
4Ф12@100
(1.39)
非加密区
4Ф10@150
(0.70)
4Ф10@150
(0.70)
4Ф10@150
(0.70)
4Ф10@150
(0.70)
4Ф12@150
(0.93)