截面设计(梁柱)

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，mm2700m7.231.83lbf2)按梁间距考虑，mm30002700300nfSbb3)按翼缘厚度考虑mm66535700s0ahh，1.0150.06651000hhf此种情况不起主要控制作用，故取mm2700fb梁内纵向钢筋选用HRB400级钢筋（2mmN360yyff），518.0b，混凝土等级选用C30（2mmN3.14cf），mm66535700s0ahh，因为mkN52.2374210066510027003.140.12101fffchhhbf上式大于236.56kN.m，故属于第一类T形截面。014.066527003.140.11056.236261201hbfMfcs014.0012.0211211s2101mm50.99836066527003.14014.00.1yfcsfhbfA实配钢筋4C18（As=1018mm2）。配筋率%25.0%51.066530010180bhAs，满足要求。梁端截面受压区相对高度：35.002.066527003.140.11018360101hbfAffcsy，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：003.06653003.140.13566510183601056.236262010bhfahAfMcssys1053.02518.0003.0003.02112110hasbs且260mm39.759356653601023.172sysahfMA实配钢筋4C18（As=1018mm2）。配筋率%25.0%51.066530010180bhAs，满足要求。2)支座C上部：260mm97.869356653601031.197sysahfMA实配钢筋4C18（As=1018mm2）。配筋率%25.0%51.066530010180bhAs，满足要求。梁端截面的底面与顶面纵向钢筋配筋量的比值3.00.110181018ssAA，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：mm6650hhw，422.2300665bhw用验算公式：1025.0bhfVckN21.7136653003.1425.00.25kN75.1470REbhfVc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：1006653.50427025.16653003.1442.025.142.0100shnAfbhfsvyvckN75.471kN77.1649%106.02703.1402.002.0%34.01003003.502min,11ycsvsvsvffbsnA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=600mm450mm，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：mm500b，mm460405000h，2mmN3.14cf柱端剪力设计值：kN52.11485.034.97cV柱端弯矩设计值：Mc取上下柱端弯矩的最大值。mkN60.2428.008.194cM柱轴力N取柱顶、柱底的最大值：N=1531.03kN剪跨比：261.446052.1141060.242310hVMcc，满足要求。轴压比：75.043.05005003.141003.15313bhfNnc，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：mkN67.8930.092.5275.016.79mkN39.5130.090.6375.092.52B结点上、下柱端弯矩（先按maxM及相应的N考虑）mkN75.1031.085.054.228.012.85mkN57.1281.085.067.708.051.109mkN32.23257.12875.103B柱M，mkN90.14039.5167.89B梁MmkN08.16990.1402.12.1梁BM，mkN24.6332.23208.169BM在结点处将其分配给上、下柱端，即：mkN51.7557.12875.10375.10308.169上柱BMmkN51.4057.12875.10357.12808.169柱B下MmkN41.6051.758.0上柱BREMmm97.9836.61041.600NMe，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：577.036.622.5234.3u，577.036.622.5234.3lm22.46.3577.0577.015.0115.0110Hllumm97.1182097.98a0eeei因为长细比544.85001022.430hl，故应考虑偏心距增大系数。0.193.21036.6105003.145.05.0321NAfc，取0.11因为1544.80hl，取0.12故：197.144.846097.118140011140011221200hlhei轴向力作用点至受拉钢筋As合力点之间的距离：mm41.35240250097.118197.12siahee因为518.0186.04605003.141036.610300bcbhfNhx，为大偏心受压。对称配筋：sycssahfbhfNeAA02015.010404603604605003.140.1186.05.01186.041.3521036.61023按Nmax及相应的M一组计算，N=983.69kNB结点上、下柱端弯矩：mkN18.581.087.3247.61mkN20.401.049.1795.41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=4.50mmm14.5969.98318.580NMemm14.792014.59a0eeei因为长细比500.95001050.430hl，故应考虑偏心距增大系数。0.1817.11069.9835003.145.05.0321NAfc，取0.11因为1500.90hl，取0.12故：336.100.946014.79140011140011221200hlheimm1384603.00.3mm73.10514.79336.10hei，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：mm73.31540250014.79336.12siahee1002008.043.0bcsbccbbhfahbhfNebhfN按上式计算时，0bhfNcb及2043.0bhfNec因为kN77.14174605009.11518.0kN69.9830bhfNcb8220831041.54605009.1143.043.01011.373.3151069.983bhfNec故按构造配筋，且应满足%8.0min，单侧配筋率%2.0min，故：选用12C20（2mm3768ssAA），配筋率%8.0%64.14605003768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：mkN08.194tcM，mkN46.149bcM则框架柱剪力设计值为：kN51.1146.346.14908.1942.12.1nbctcHMMV2.0030.04605003.140.11051.11485.030bhfVccRE，满足要求373.285.01034.974608.01097.114360hVMcc，取73.2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）：kN50.10725003.143.03.0kN50.12118.020.9692bhfNc取kN50.1072N故：100RE056.0105.1hfNbhfVsAytsv0445.04602701050.1072056.046050043.1173.205.11051.11485.033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429.05005003.141003.15313AfNnc查表得，最小配箍率特征值λv=0.11，则最小体积配箍率：%583.02703.1411.0min,ycvvff306.080500880500%583.02icorvsvlAsA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2mm54.256306.05.78s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ds15=300mm，本例取200mm，故箍筋配置为A10@200。