框架梁柱截面设计

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第七章框架梁柱截面设计㈠框架梁截面设计7.1框架梁设计规范说明7.1.1抗震规范梁的钢筋配置，应符合下列各项要求：1梁端纵向受拉钢筋的配筋率不应大于2.5%，且计入收压钢筋的梁端混凝土受压区高度和有效高度之比，一级不应大于0.25，二、三级不应大于0.35。2梁端截面的底面和顶面纵向钢筋配筋量的比值，除按计算确定外，一级不应小于0.5，二、三级不应小于0.3。3梁端箍筋加密区的长度、箍筋最大间距和最小直径应按表6.3.3采用，当梁端纵向受拉钢筋的配筋率大于2.%时，表中箍筋最小直径数值应增大2mm。本建筑工程抗震等级为三级，加密区长度为1.5和500中取大值，为1050mm，箍筋最大间距为150mm，最小直径为8mm。设计参数：混凝土强度等级C30，14.3N/,=1.43N/.柱采用C30混凝土，梁采用C30混凝土；保护层厚度：梁为25mm，柱为35mm7.1.2框架梁界面设计：设计说明：支座外梁上部受拉，按矩形梁计算，跨中下部受拉，按T形梁计算，根据混凝土结构构件抗震设计规范要求，7度设防的框架结构，高度30m时，为三级抗震等级，承载力抗震调整系数，抗震设防要求纵向受拉筋的锚固长度，箍筋弯钩，平直长度10d梁端混凝土受压区高度，梁端纵向受拉筋斜截面受剪承载力(均布荷载)纵向钢筋配筋率：支座0.25%和55取大跨中0.2%和45取大（抗震规范）至少两根通长钢筋直径>12mm17 一层框架梁配筋计算计算公式支座截面（按矩形截面计算）跨中截面（按T形截面计算）AC左C右DAC跨CD跨M/kN*m-222.82-261.28-216.71-216.32190.7293.06b×h0/mm×mm300×615300×615300×615300×615300×615300×615αs0.13730.16100.13360.13330.01260.0062ξ0.14830.17660.14390.14360.01270.0062As/mm平方1087129410551053820399As,min/mm平方487.5487.5487.5487.5487.5487.5实配钢筋/mm平方138813881388138812561256220+222220+222220+222220+222420420二层框架梁配筋计算计算公式支座截面（按矩形截面计算）跨中截面（按T形截面计算）　AC左C右DAC跨　CD跨M/kN*m-203.67-257.98-265.21-217.62212.96　61.84b×h0/mm×mm300×615300×615300×615300×615300×615　300×615αs0.12550.15900.16340.13410.0141　0.0041ξ0.13460.17420.17960.14460.0142　0.0041As/mm平方986127613161060917　265As,min/mm平方487.5487.5487.5487.5487.5　487.5实配钢筋/mm平方13881388138813881256　1256　220+222220+222220+222220+222420　420三层框架梁配筋计算计算公式支座截面（按矩形截面计算）跨中截面（按T形截面计算）　AC左C右DAC跨　CD跨M/kN*m-170.37-228.53-226.18-125.82197.13　73.14b×h0/mm×mm300×615300×615300×615300×615300×615　300×615αs0.10500.14080.13940.07750.0131　0.0048ξ0.11120.15250.15080.08080.0131　0.0049As/mm平方81511171105592848　313As,min/mm平方487.5487.5487.5487.5487.5　487.5实配钢筋/mm平方13881388138813881256　1256　220+222220+222220+222220+222420　42017 四层框架梁配筋计算计算公式支座截面（按矩形截面计算）跨中截面（按T形截面计算）　AC左C右DAC跨　CD跨M/kN*m-136.11-191.21-173.52-124.5160.83　54.22b×h0/mm×mm300×615300×615300×615300×615300×615　300×615αs0.08390.11780.10690.07670.0106　0.0036ξ0.08770.12570.11340.07990.0107　0.0036As/mm平方643922831586691　232As,min/mm平方487.5487.5487.5487.5487.5　487.5实配钢筋/mm平方11371137113711371256　1256　220+218220+218220+218220+218420　420五层框架梁配筋计算计算公式支座截面（按矩形截面计算）跨中截面（按T形截面计算）　AC左C右DAC跨　CD跨M/kN*m-61.6-104.98-103.88-51.98124.45　51.92b×h0/mm×mm300×615300×615300×615300×615300×615　300×615αs0.03800.06470.06400.03200.0082　0.0034ξ0.03870.06690.06620.03260.0083　0.0034As/mm平方284491485239534　222As,min/mm平方487.5487.5487.5487.5487.5　487.5实配钢筋/mm平方11371137113711371256　1256　220+218220+218220+218220+218420　420㈡框架柱截面设计7.5框架柱设计规范说明抗震规范6.3.8柱的钢筋配置，应符合下列各项要求：1．柱纵向钢筋的最小总配筋率应按下表采用，同时每一侧配筋率不应小于0.2%；柱截面纵向钢筋的最小总配筋率（百分率）类别抗震等级一二三四中柱和边柱1.00.80.70.6角柱、框支柱1.21.00.90.82．箍筋在规定的范围内应加密，加密区的箍筋间距和直径，应符合下列要求：1）一般情况下，当抗震等级为三级时，箍筋的最大间距采用8d，150（柱根100）的较小值，最小直径为8mm。2）级框架柱的截面尺寸不大于400mm时，箍筋最小直径应允许采用6mm。17 3）框支柱和剪跨比不大于2的柱，箍筋间距不应大于100mm。1．材料：柱混凝土用C30。钢筋主筋用HRB400级钢筋，箍筋用HPB235级钢筋。2．从内力组合表中找出三种组合：及相应的较大和相对较小）、及相应的（较小而相对较大）、及相应的3．柱配筋计算说明：（1）=600-40=560mm（2）ea取20mm和h/30中的较大值。（3）底层柱计算长度1.0H，其余各层柱1.25H（4），（5），当时取1（6）当时取1（7）17 A柱：(1)取内力组合中弯矩最大和其相对应的压力值计算一、设计资料混凝土:C30fc=14.30N/mm2主筋:HRB400(20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi)fy=360N/mm2Es=2.000×105N/mm2箍筋:HPB235(Q235)fyv=300N/mm2受拉钢筋合力中心到近边距离as=35mm尺寸:b×h×l0=450×500×3600mmh0=h-as=465mm弯矩Mx:-171.08kN·m压力设计值:N=815.2kN抗震等级:三级配筋方式:对称配筋柱类型:框架边柱结构体系:框架结构考虑地震作用组合根据规范表11.1.6,gRE=0.80二、计算结果1计算轴压比按混凝土规范11.4.16,轴压比满足抗震要求！2主筋2．1计算偏心距ei附加偏心距,按混凝土规范7.3.3,取20mm和偏心方向截面最大尺寸的1/30两者中的大值ea=max(20,h/30)=20.00mmei=e0+ea=-210+20.00=-190.00mm按混凝土规范7.3.10-2z1=>1,取z1=1.0按混凝土规范7.3.10-3因为l0/h=7.2<15取z2=1.0按混凝土规范7.3.10-1h==0.91按混凝土规范7.3.4-3,轴向压力作用点至纵向受拉钢筋的合力点的距离:17 e=hei+h/2-as=0.91×190.00+500/2-35=42.1mm轴向压力作用点至纵向受压钢筋的合力点的距离:e's=h/2-hei-as'=500/2–0.91×-190-35=387.9mm2．2相对界限受压区高度xb按混凝土规范7.1.2-5ecu=0.0033-(fcu,k-50)×10-5=0.0033-(30-50)×10-5=0.0035>0.0033取ecu=0.0033按混凝土规范公式(7.1.4-1)xb=0.522．3配筋率范围抗震等级为3级rmax=0.050按混凝土规范11.4.16,取rmin=0.00602．4计算x按混凝土规范7.1.3a1=1.00按混凝土规范式7.3.4-1gREN≤a1fcbx+f'yA's-ssA当采用对称配筋时,可令f'yA's=ssA因此x=x>2as/h0=0.15N=815200N可见满足要求(2)取内力组合中压力最大和其相对应的弯矩值计算一、设计资料混凝土:C30fc=14.30N/mm2主筋:HRB400(20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi)fy=360N/mm2Es=2.000×105N/mm2箍筋:HPB235(Q235)fyv=300N/mm2受拉钢筋合力中心到近边距离as=35mm尺寸:b×h×l0=450×500×5300mmh0=h-as=465mm弯矩Mx:-25.42kN·m压力设计值:N=927.28kN抗震等级:三级配筋方式:对称配筋柱类型:框架边柱结构体系:框架结构考虑地震作用组合根据规范表11.1.6,gRE=0.80二、计算结果1计算轴压比按混凝土规范11.4.16,轴压比满足抗震要求！2主筋2．1计算偏心距ei附加偏心距,按混凝土规范7.3.3,取20mm和偏心方向截面最大尺寸的1/30两者中的大值ea=max(20,h/30)=20.00mmei=e0+ea=0+20.00=20.00mm按混凝土规范7.3.10-2取z1=1.0按混凝土规范7.3.10-3因为l0/h=7.2<15取z2=1.0按混凝土规范7.3.10-1h==1.86按混凝土规范7.3.4-3,轴向压力作用点至纵向受拉钢筋的合力点的距离:17 e=hei+h/2-as=1.86×20.00+500/2-35=252.2mm轴向压力作用点至纵向受压钢筋的合力点的距离:e's=h/2-hei-as'=500/2–1.86×20.00-35=177.8mm2．2相对界限受压区高度xbecu=e0=0.002+0.5(fcu,k-50)×10-5=0.002+0.5×(30-50)×10-5=0.0019<0.002取ecu=0.002按混凝土规范公式(7.1.4-1)xb=0.422．3配筋率范围抗震等级为3级rmax=0.050按混凝土规范11.4.16,取rmin=0.00602．4计算x按混凝土规范7.1.3a1=1.00按混凝土规范式7.3.4-1gREN≤a1fcbx+f'yA's-ssA当采用对称配筋时,可令f'yA's=ssA因此x=x>2as/h0=0.151N=927280N可见满足要求(3)综合以上两种组合工况，得对A柱柱底配实际配筋:4C16C柱：(1)取内力组合中弯矩最大和其相对应的压力值计算一、设计资料混凝土:C30fc=14.30N/mm2主筋:HRB400(20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi)fy=360N/mm2Es=2.000×105N/mm2箍筋:HPB235(Q235)fyv=300N/mm2受拉钢筋合力中心到近边距离as=35mm尺寸:b×h×l0=450×600×3600mmh0=h-as=565mm弯矩Mx:-317.36kN·m压力设计值:N=1310.82kN抗震等级:三级配筋方式:对称配筋柱类型:框架中柱结构体系:框架结构考虑地震作用组合根据规范表11.1.6,gRE=0.80二、计算结果1计算轴压比按混凝土规范11.4.16,轴压比满足抗震要求！2主筋2．1计算偏心距ei附加偏心距,按混凝土规范7.3.3,取20mm和偏心方向截面最大尺寸的1/30两者中的大值ea=max(20,h/30)=20.00mmei=e0+ea=-242+20.00=-222mm按混凝土规范7.3.10-2z1=>1,取z1=1.0按混凝土规范7.3.10-3因为l0/h=6<15取z2=1.017 按混凝土规范7.3.10-1h==0.935按混凝土规范7.3.4-3,轴向压力作用点至纵向受拉钢筋的合力点的距离:e=hei+h/2-as=0.935×-222.00+600/2-35=57.43mm轴向压力作用点至纵向受压钢筋的合力点的距离:e's=h/2-hei-as'=600/2+0.935×222-35=472.57mm2．2相对界限受压区高度xb按混凝土规范7.1.2-5ecu=0.0033-(fcu,k-50)×10-5=0.0033-(30-50)×10-5=0.0035>0.0033取ecu=0.0033按混凝土规范公式(7.1.4-1)xb=0.522．3配筋率范围抗震等级为3级rmax=0.050按混凝土规范11.4.16,取rmin=0.00602．4计算x按混凝土规范7.1.3a1=1.00按混凝土规范式7.3.4-1gREN≤a1fcbx+f'yA's-ssA当采用对称配筋时,可令f'yA's=ssA因此x=x>2as/h0=0.124N=1310820N可见满足要求(2)取内力组合中压力最大和其相对应的弯矩值计算一、设计资料混凝土:C30fc=14.30N/mm2主筋:HRB400(20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi)fy=360N/mm2Es=2.000×105N/mm2箍筋:HPB235(Q235)fyv=300N/mm2受拉钢筋合力中心到近边距离as=35mm尺寸:b×h×l0=450×600×3600mmh0=h-as=565mm弯矩Mx:-20.12kN·m压力设计值:N=1719.92kN抗震等级:三级配筋方式:对称配筋柱类型:框架边柱结构体系:框架结构考虑地震作用组合根据规范表11.1.6,gRE=0.80二、计算结果1计算轴压比按混凝土规范11.4.16,轴压比满足抗震要求！2主筋2．1计算偏心距ei附加偏心距,按混凝土规范7.3.3,取20mm和偏心方向截面最大尺寸的1/30两者中的大值ea=max(20,h/30)=20.00mmei=e0+ea=0+20.00=20.00mm按混凝土规范7.3.10-2取z1=1.0按混凝土规范7.3.10-3因为l0/h=7.2<15取z2=1.017 按混凝土规范7.3.10-1h==1.86按混凝土规范7.3.4-3,轴向压力作用点至纵向受拉钢筋的合力点的距离:e=hei+h/2-as=1.86×20.00+500/2-35=252.2mm轴向压力作用点至纵向受压钢筋的合力点的距离:e's=h/2-hei-as'=500/2–1.86×20.00-35=177.8mm2．2相对界限受压区高度xbecu=e0=0.002+0.5(fcu,k-50)×10-5=0.002+0.5×(30-50)×10-5=0.0019<0.002取ecu=0.002按混凝土规范公式(7.1.4-1)xb=0.422．3配筋率范围抗震等级为3级rmax=0.050按混凝土规范11.4.16,取rmin=0.00602．4计算x按混凝土规范7.1.3a1=1.00按混凝土规范式7.3.4-1gREN≤a1fcbx+f'yA's-ssA当采用对称配筋时,可令f'yA's=ssA因此x=x>2as/h0=0.151N=927280N可见满足要求(3)综合以上两种组合工况，得对A柱柱底配实际配筋:4C16D柱：(1)取内力组合中弯矩最大和其相对应的压力值计算一、设计资料混凝土:C30fc=14.30N/mm2主筋:HRB400(20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi)fy=360N/mm2Es=2.000×105N/mm2箍筋:HPB235(Q235)fyv=300N/mm2受拉钢筋合力中心到近边距离as=35mm尺寸:b×h×l0=450×500×3600mmh0=h-as=465mm弯矩Mx:-171.08kN·m压力设计值:N=815.2kN抗震等级:三级配筋方式:对称配筋柱类型:框架边柱结构体系:框架结构考虑地震作用组合根据规范表11.1.6,gRE=0.80二、计算结果1计算轴压比按混凝土规范11.4.16,轴压比满足抗震要求！2主筋2．1计算偏心距ei附加偏心距,按混凝土规范7.3.3,取20mm和偏心方向截面最大尺寸的1/30两者中的大值ea=max(20,h/30)=20.00mmei=e0+ea=-210+20.00=-190.00mm按混凝土规范7.3.10-217 z1=>1,取z1=1.0按混凝土规范7.3.10-3因为l0/h=7.2<15取z2=1.0按混凝土规范7.3.10-1h==0.91按混凝土规范7.3.4-3,轴向压力作用点至纵向受拉钢筋的合力点的距离:e=hei+h/2-as=0.91×190.00+500/2-35=42.1mm轴向压力作用点至纵向受压钢筋的合力点的距离:e's=h/2-hei-as'=500/2–0.91×-190-35=387.9mm2．2相对界限受压区高度xb按混凝土规范7.1.2-5ecu=0.0033-(fcu,k-50)×10-5=0.0033-(30-50)×10-5=0.0035>0.0033取ecu=0.0033按混凝土规范公式(7.1.4-1)xb=0.522．3配筋率范围抗震等级为3级rmax=0.050按混凝土规范11.4.16,取rmin=0.00602．4计算x按混凝土规范7.1.3a1=1.00按混凝土规范式7.3.4-1gREN≤a1fcbx+f'yA's-ssA当采用对称配筋时,可令f'yA's=ssA因此x=x>2as/h0=0.15N=815200N可见满足要求(2)取内力组合中压力最大和其相对应的弯矩值计算一、设计资料混凝土:C30fc=14.30N/mm2主筋:HRB400(20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi)fy=360N/mm2Es=2.000×105N/mm2箍筋:HPB235(Q235)fyv=300N/mm2受拉钢筋合力中心到近边距离as=35mm尺寸:b×h×l0=450×500×5300mmh0=h-as=465mm弯矩Mx:-25.42kN·m压力设计值:N=927.28kN抗震等级:三级配筋方式:对称配筋柱类型:框架边柱结构体系:框架结构考虑地震作用组合根据规范表11.1.6,gRE=0.80二、计算结果1计算轴压比按混凝土规范11.4.16,轴压比满足抗震要求！2主筋2．1计算偏心距ei附加偏心距,按混凝土规范7.3.3,取20mm和偏心方向截面最大尺寸的1/30两者中的大值ea=max(20,h/30)=20.00mmei=e0+ea=0+20.00=20.00mm17 按混凝土规范7.3.10-2取z1=1.0按混凝土规范7.3.10-3因为l0/h=7.2<15取z2=1.0按混凝土规范7.3.10-1h==1.86按混凝土规范7.3.4-3,轴向压力作用点至纵向受拉钢筋的合力点的距离:e=hei+h/2-as=1.86×20.00+500/2-35=252.2mm轴向压力作用点至纵向受压钢筋的合力点的距离:e's=h/2-hei-as'=500/2–1.86×20.00-35=177.8mm2．2相对界限受压区高度xbecu=e0=0.002+0.5(fcu,k-50)×10-5=0.002+0.5×(30-50)×10-5=0.0019<0.002取ecu=0.002按混凝土规范公式(7.1.4-1)xb=0.422．3配筋率范围抗震等级为3级rmax=0.050按混凝土规范11.4.16,取rmin=0.00602．4计算x按混凝土规范7.1.3a1=1.00按混凝土规范式7.3.4-1gREN≤a1fcbx+f'yA's-ssA当采用对称配筋时,可令f'yA's=ssA因此x=x>2as/h0=0.151N=927280N可见满足要求(3)综合以上两种组合工况，得对D柱柱底配实际配筋:4C1617