3.7结构设计—梁、柱截面设计.docx

3.7框架梁柱截面设计查表可得：C35混凝土各项强度指标：fc=16.7N/mm2; ft=1.57N/mm2 ; fck=23.4N/mm2 ; ftk=2.20N/mm2 ; Ec=3.15104N/mm2 ;钢筋各项强度指标：HPB300 抗拉强度设计值 fy=270N/mm2 ; 抗压强度设计值 fy=270N/mm2; Es=2.10105N/mm2 ;HRB400 抗拉强度设计值 fy=360N/mm2 ; 抗压强度设计值 fy=360N/mm2; Es=2.00105N/mm2 ;3.7.1框架柱截面设计【1】 轴压比验算从柱的内力组合表得出柱截面最不利组合值用：Nmax=3424.08kN，Vmax =71.61kN从内力组合表得到柱端截面最大弯矩：Mc=158.72kN，对应的剪力为Vc =51.45kN保护层取40mm剪跨比:=McVc hc0=158.7251.45460=6.72轴压比：N=NcfcAc=3424.0810316.75002=0.8271.61kN满足要求。【3】 正截面受压承载计算柱同一截面分别承受正反向弯矩，采用对称配筋参考混凝土结构设计上册，柱上下两端纵筋一样。 Nb=1fcbh0b=1.016.75004600.42=1613.22kN【4】 正截面受压承载力及配筋计算(采用HRB400)弯矩中由水平作用产生的弯矩设计值70%Mmax,柱的计算长度l0的取值为：首层：l0=1.0H=3800mm ；26层：l0=1.25H=4375mm初步判别截面破坏形态，当ei0.3h0时，可以先按大偏心情况计算；当ei0.3h0时，则先按小偏心情况计算，求出b后，根据与b的关系进行修正。当b的时候按小偏心计算，当b按大偏心计算。相关计算公式见下列会式e0=MN e0轴向力对截面重心的偏心距（mm）；M、N截面是不利组合值ea=h/3020mme0附加偏心距，其值取为偏心方向截面尺寸的1/30和20mm中的较大值（mm）。ei=e0+eaei初始偏心距（mm）1=0.5fcAN1偏心受压构件截面曲率修正系数，当11时，取值为1.0；l0hVmax=71.61kN(注：剪跨比3，所以取=3。)所以16层都按构造配箍筋。箍筋最小配筋率为：sv,min=0.24ftfyv=1.57270=0.14% ，取箍筋的最大间距S = 200mm，先用双肢箍，所以 Asv1=sv,min bsn=0.14%5002002=70mm2实配：10100/200(2)，Asv1=78.53mm2柱端加密区的长度为：Max(hc，Hn/6，500)=Max(460，2900/6，500）=500mm，柱跟加密区长度为2900/3= 967mm。3.7.2框架梁截面设计【1】计算需要的相关数据及公式梁的保护层厚度取C=25mm，则梁的有效高度为：h0=600-25=575mm跨内按T形截面计算：翼缘跨有效宽度取值为：bf=b+12hf=250+12100=1450mm由于1fcbfhfh0-0.5hf=1.0.16.71450100575-0.5100=1271.29kNmMmax所以跨内均属于第一类T型截面，按下式计算： s=M1fcbh02; =1-1-2s ; As=1bh0fcfy 支座处按矩形梁计算： s=M1fcbfh02; =1-1-2s ; As=1bfh0fcfy 【2】正截面配筋计算(采用HRB400)表3-7-2（1）GF梁配筋面积表层号最不利M值（kNm）跨中支座G端F端G端跨中F端sAssAssAs1277.72126.01315.18 0.016 0.016 613.601 0.201 0.227 1513.363 0.228 0.263 1753.013 2219.89126.03260.0990.016 0.016 613.734 0.159 0.175 1163.855 0.188 0.211 1404.404 3209.29126.03249.5050.016 0.016 613.734 0.152 0.165 1102.151 0.181 0.201 1339.964 4171.42126.03211.6290.016 0.016 613.734 0.124 0.133 887.101 0.153 0.167 1115.696 5126.78126.05171.3410.016 0.016 613.800 0.092 0.097 643.514 0.124 0.133 886.687 661.167101.54102.4480.013 0.013 493.660 0.044 0.045 302.347 0.074 0.077 514.788 构造要求Asmin =minbh0=0.2%250575=287.5mm2上表配筋都满足要求。 3-7-2（2）梁实际筋筋表层号G端跨中F端142222032824202203253322220325432022032253182203206214218220【3】斜截面配筋计算(采用HPB300)斜截配筋面积面按理论计算果结见表3-7-2（3）采用单肢箍，箍筋间距限200mm，加密区取100mmVcs=cvftbh0+fyvAsvsh0（式中cv取0.7）3-7-2（3）斜截面配筋面积计算Vmax（kN）0.25cfcbho（kN）0.7ftbho (kN)Asvs(mm)层号G端跨中F端G端跨中F端1153.0556.868123.099 200600.156157.98125-5.72 -117.23 -40.44332139.6441.09122.190 200600.156157.98125-21.27 -135.53 -41.497333136.9838.136122.207200600.156157.98125-24.35 -138.95 -41.477394127.3927.482122.207200600.156157.98125-35.47 -151.30 -41.477395112.1715.82171.341 200600.156157.98125-53.12 -164.82 15.490029684.9095.922100.4167200600.156157.98125-84.72 -176.30 -66.74151对一般梁，剪力应满足：V0.25cfcbh0，c取值为1.0，由上面可见16层梁的斜截面都满足此条件。由上表见计算得到的配筋面积都为负值，所以16层梁都选用构造配筋，计算如下：Asv1=sv,min bsn=0.14%2502001=70mm2实配：10100/200(1)，Asv1=78.53mm2加密区长度为1.5hb=1.5*600=900mm【4】裂缝宽度验算sk=Mk0.87Ash0sk裂缝截面处的钢筋应力。Ate=0.5bh+(bf-b)hfAte有效受拉混凝土截面面积。te=AsAtete按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率。=1.1-0.65ftktesk裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数。deq=nidi2nividideq纵向受接钢筋的等效直径。ni受拉区的第i种纵向钢筋的根数。di受拉区的第i种纵向钢筋的直径。Vi第i种纵向钢筋的本对粘结特性系数，光面钢筋取0.7，带肋取1.0。max=crskEs(1.9c+0.08deqte)max短期荷载作用下的最大裂缝宽度。cr构件受力特征系数，受弯构件取1.9.计算结果见下表G端的裂缝计算层号Mk(kN.m)b (mm)ho (mm)As (mm2)sk (N/mm2)Ate (mm2)tedeq (mm)crmax1277.7192505751520407.3799 750000.020 0.927 221.90.459 2219.8942505751256390.3564 750000.017 0.881 201.90.445 3209.29142505751140409.3399 750000.015 0.870 221.90.526 4171.4158250575942405.7304 750000.013 0.819 201.90.526 5126.78250575603468.7821 750000.008 0.721 181.90.693 661.167250575307444.2387 750000.004 0.314 141.90.405 G端的裂缝计算层号Mk(kN.m)b (mm)ho (mm)As (mm2)sk (N/mm2)Ate (mm2)tedeq (mm)crmax1315.18 2505751520360.614 750000.020 0.904 221.90.396 2260.10 2505751256360.148 750000.017 0.863 201.90.402 3249.50 2505751140380.632 750000.015 0.853 221.90.480 4211.63 250575942390.712 750000.013 0.809 201.90.500 5171.34 250575603494.171 750000.008 0.740 181.90.750 6102.45 250575307580.360 750000.004 0.498 141.90.840 跨中的裂缝计算层号Mk(kN.m)b (mm)ho (mm)As (mm2)sk (N/mm2)Ate (mm2)tedeq (mm)crmax1126.01 2505751520165.717 1900000.008 0.021 221.90.009 2126.03 2505751256200.592 1900000.007 0.022 201.90.011 31