1、
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
2、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
3、
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2
4、00mm。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:
5、
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。
6、
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
7、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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