框架梁柱截面设计

1、1第七章框架梁柱截面设计框架梁截面设计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丁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，一级不应大丁0.25,二、三级不应大丁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 丁0.5，二、三级不应小丁0.3。3梁端箍筋加密区的长度、箍筋最大问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丁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 hb和500中取大值，为1050mm箍筋最大间距

2、为150mm最小直径为8mm设计参数：混凝土强度等级C30, fc=14.3N/mm2, ft=1.43 N/mm2.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E=0.75,抗震设防要求纵向受拉筋的锚固长度laE=1.05la,箍筋 135o弯钩，平直长度10d梁端混凝土受压区高度xm.35h0,梁端纵向受拉筋P 2.5%斜截面受剪承载力 Vb上（0.42 仙品

3、+1.25fyvh0）（均布荷载） RES纵向钢筋配筋率Pmin:支座0.25%和55 ft/fy取大跨中0.2%和45 ft/ fy取大（抗震规范）至少两根通长钢筋直径12mm2一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-222.82-261.28-216.71-216.32190.7293.06bx h0/mm mm300X615300 X 615300X615300 X 615300X615300 X 615a S0.1373 10.16100.13360.13330.01260.0062E0.1483一0.1766

4、0.14390.14360.01270.0062As/mmff方1087129410551053820399As,min/mm平方487.5487.5487.5487.5487.5487.5实配钢筋/mm平方1388一13881388138812561256220+2 22220+2 22220+2 22220+2 224 204 20二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-203.67-257.98-265.21-217.62212.9661.84bx h0/mnm mm300X615300 X 615300X615

5、300 X 615300X615300 X 615a S0.1255 10.15900.16340.13410.01410.0041E0.13460.17420.17960.14460.01420.0041As/mmff方986127613161060917265As,min/mm平方487.5487.5487.5487.5487.5487.5实配钢筋/mm平方138813881388138812561256220+2 22220+2 22220+2 22220+2 224 204 20三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/k

6、N*m-170.37-228.53-226.18-125.82197.1373.14bx h0/mnm mm300X615300 X 615300X615300 X 615300X615300 X 615a s0.1050 10.14080.13940.07750.01310.0048E0.11120.15250.15080.08080.01310.0049As/mmff方81511171105592848313As,min/mm平方487.5487.5487.5487.5487.5487.5实配钢筋/mm平方1388 n13881388138812561256220+2 22220+2 22

7、220+2 22220+2 224 204 203四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-136.11-191.21-173.52-124.5160.8354.22bx h0/mnm mm300X615300 X 615300X615300 X 615300X615300 X 615a S0.0839 0.11780.10690.07670.01060.0036E0.0877 H0.12570.11340.07990.01070.0036As/mmff方643922831586691232As,min/mm平方487.

8、5487.5487.5487.5487.5487.5实配钢筋/mm平方1137 n11371137113712561256220+2 18220+2 18220+2 18220+2 184 204 20五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-61.6-104.98-103.88-51.98124.4551.92bx h0/mnm1时取1110 2 =1(E)21 21400/品h(Dh0=600-40=560mm(2)ea取20m研日h/30中的较大值。(3)(5)耳=0.5fcbh/N，当匚CI时取1(6)(7)5A

9、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2混凝土： C30fc= 14.30N/mm主筋:HRB400(20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi) fy= 360N/mm2Es= 2.000 105N/mm2箍筋：HPB235(Q235)2fyv= 300N/mm受拉钢筋合力中心到近边距离as= 35 mm尺寸:b h X0 = 450 500 3600mm h0= h - as= 465 mm弯矩Mx: -171.08 kN 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

10、11.1.6,YRE= 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UC=4=8151000=0 25 1,取；=1.0l03 6 0 02=1.15 -0.0注=1.15-0.01 - =1.0 7 8因为l0/h = 7.20.0033取cu= 0.0033按混凝土规范公式(7.1.4-1)1fy1 + Es cu0.8 815.2 10000.281fcbh01.00 14.3 450 465 2 :s/h0= 0.15 b= 0.522. 5计算As按混凝土规范式7.3.4-2RENe -: 1fcbh01 2(1 - 0.5 ) AAs=fy(h0- as)2_

11、 0.8 x815.2K1000乂42.1-1.00K14.3 x 450 x 465 x 0.28 x (1- 0.5乂0.28)360乂(465 - 35)=-1987.05 mm20.0033=0.522. 3配筋率范围抗震等级为3级fax= 0.050按混凝土规范11.4.16,取Pmin= 0.00602. 4计算匚按混凝土规范7.1.3 M = 1.00按混凝土规范式7.3.4-1泊EN N = 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 -、设计资料2混凝土： C30fc= 14.30N/mm主筋:HRB400(20MnSiV、20MnSiNb、2

12、0MnTi)fy= 360N/mm2Es= 2.000105N/mm2箍筋：HPB235(Q235)2fyv= 300N/mm受拉钢筋合力中心到近边距离as= 35 mm尺寸:b h X0 = 450 500 5300 mmh0= h - as= 465 mm弯矩Mx: -25.42 kN 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,VRE= 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UC=4=927.28X1000=0289 09fcA 14.3 450 500满足

13、抗震要求！2主筋2. 1计算偏心距eiM 25.42 1000e027.4 mmN 927.28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ea= max(20, h/30) = 20.00mmei= e+ ea= 0 + 20.00 = 20.00mm按混凝土规范7.3.10-20.5fcA 0.5 14.3 225000一N一927.28 1000按混凝土规范7.3.10-3IO3 6 0 02=1.15 -0.01次=1.15-0.01 - =1.0 7 8h5 0 0因为lo/h = 7.2 2 :s/h0= 0.151b= 0.422. 5计算As按混凝土规

14、范式7.3.4-2RENe -: 1fcbh02(1 - 0.5 ) AAs=fy(h0- as)2=0.8 K 927.28 71000252.2- 1 %4.3乂450，4652K 0.248乂(1-0.5-0.248) 360乂(465-35)=-744.14 mm2 0.5:minA = 6752取As= 675mm实际配筋：4C16 , As=804mm3计算箍筋按混凝土规范10.3.2,实际配置箍筋A10200骨=2270.54= 0.7854 /其中s为箍筋间距，Asv为箍筋总面积4轴心受压构件验算4. 1计算钢筋混凝土轴心受压构件的稳定系数中l0/b = 3600 / 450

15、= 8其中b为截面的短边尺寸查混凝土规范表7.3.1并插值得 中=14. 2验算垂直于弯矩作用平面的受压承载力按混凝土规范7.3.1Nu= 0.9 (fcA + 2fyAs)=0.9 1质(14.30225000 + 2 360.00 804)es= h/2 -咤i- as=500 / 2 -1.86 20.00 - 35 =177.8mm2. 2相对界限受压区高度-cu=0= 0.002 + 0.5(fcu,k- 50)取cu= 0.002按混凝土规范公式(7.1.4-1)：1b = 1-.fy1 + Es cu10-5= 0.002 + 0.5 (30 X50)10-X = 0.0019

16、0.0020=0.429=3416742N N = 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2混凝土： C30fc= 14.30N/mm主筋:HRB400(20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi)fy= 360N/mm2Es= 2.000 105N/mm2箍筋：HPB235(Q235)2fyv= 300N/mm受拉钢筋合力中心到近边距离as= 35 mm尺寸:b h X0 = 450 600 3600 mmh0= h - as= 565 mm弯矩Mx: -317.36kN m

17、 -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,YRE= 0.80二、计算结果满足抗震要求！2主筋2. 1计算偏心距eiM -317.36 1000 e= = -242mmN 1310.82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) = 20.00mm ei= e+ ea= -242 + 20.00 = -222mm按混凝土规范0.5 14.3 270000-1310.82 1000l036002=1.15 -0.

18、01卫=1.15-0.01 - =1.09h600因为l0/h = 60.0033取cu= 0.0033按混凝土规范公式(7.1.4-1)10.80_h =_b301 +ETu3 +2001050.00332. 3配筋率范围抗震等级为3级际ax= 0.050按混凝土规范11.4.16,取Rmin= 0.00602. 4计算&按混凝土规范7.1.3:= 1.00按混凝土规范式7.3.4-1亲ENV 也fcbx + fyAs-osA当采用对称配筋时，可令fyAs=；sARE虬0.8 1310.82 1000CM因此=-=0.29一Tfcbho1.00 14.3 450 565 2 :s/h

19、0= 0.124 b= 0.522. 5计算As按混凝土规范式7.3.4-2RENe - ：1fcbh04(1 - 0.5 )As=、360 x (565-35)=-2353.87 mm2 N =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-、设计资料2混凝土： C30fc= 14.30N/mm主筋:HRB400(20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi)fy= 360N/mm2Es= 2.000 105N/mm2箍筋：HPB235(Q235)2fyv= 300N/mm受拉钢筋合力中心到近边距离as= 35 mm尺寸:b h X0 = 450 600 36

20、00 mmh0= h - as= 565 mm弯矩Mx: -20.12 kN 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,VRE= 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0.=刘=1719.92勺000=0.445 0.9fcA 14.3 450 600满足抗震要求！2主筋2. 1计算偏心距eiM 20.12 1000e = =- = 11.7mmN 1719.92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= m

21、ax(20, h/30) = 20.00mmei= e0+ ea= 0 + 20.00 = 20.00mm按混凝土规范7.3.10-20.5fcA _0.5 14.3 225000一N一927.28 1000按混凝土规范7.3.10-3 IO3 6 0 02=1.15 -0.01卫=1.15-0.01 - =1.0 7 8h5 0 0因为lo/h = 7.2 1取匚1= 1.01 2=1.8611400e/h。13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 = 6 + h/2 - as= 1.86 20.00 + 500 / 2 - 35 = 252.2 mm轴向

22、压力作用点至纵向受压钢筋的合力点的距离es= h/2 -咤i- as=500/ 2 -1.86 20.00 - 35 =177.8mm2. 2相对界限受压区高度晶cu=0= 0.002 + 0.5(fcu,k- 50)1仪5= 0.002 + 0.5 (30 X50)10-5 = 0.0019 0.00202. 3配筋率范围抗震等级为3级fax= 0.050按混凝土规范11.4.16,取Rmin= 0.00602. 4计算匚按混凝土规范7.1.3:= 1.00按混凝土规范式7.3.4-1；REN v qfcbx + fyAs-osA当采用对称配筋时，可令fyAs=:sA因此0.8 927.28

23、 1000=0.23061 14.3 450 500 2 :s/h0= 0.151h= 0.422. 5计算As按混凝土规范式7.3.4-2RENe - ：1fchh02(1 - 0.5 )As=、fy(h- as)2=0.8K927.28 71000 x 252.2 -1乂14.3乂450乂5002乂0.4024乂(1-0.5乂0.4024)360 x (465-35)=-955.33 mm2 N = 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/m

24、m2主筋:HRB400(20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi) fy=360N/mm2Es= 2.000 105N/mm2箍筋：HPB235(Q235)2fyv= 300N/mm受拉钢筋合力中心到近边距离as= 35 mm尺寸:b h X0 = 450 500 3600mmh0= h - as= 465 mm弯矩Mx: -171.08 kN 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,YRE= 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UC=815.2： 1

25、,取；=1.0l03 6 0 02=1.15 -0.01* =1.15-0.01 - =1.0 7 81516因为l0/h = 7.2 15取匕=1.0按混凝土规范7.3.10-12.1 I。=514006/h。h1 6 7 8-0.91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 = 6 + h/2 - as= 0.91190.00 + 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：es= h/2 - i - as=500 / 2 -0.91 -190 - 35 = 387.9 mm2. 2相对界限受压区高度黑按混凝土规范7

26、.1.2-5360乂(465 - 35)=-1987.05 mm2 2 :s/h0= 0.15 0.0033100.00330.80360=0.5218_ 0.8 X815.2X 1000乂42.1-1.00勺4.3乂450X 4652x 0.28乂(1-0.5乂0.28)其中 b为截面的短边尺寸查混凝土规范表7.3.1并插值得 中=14. 2验算垂直于弯矩作用平面的受压承载力按混凝土规范7.3.1Nu= 0.9 (fcA + 2fyAs)=0.9 1质(14.30 225000 + 2 360.00 804)=3416742N N = 815200N可见满足要求(2)取内力组合中压力最大和其

27、相对应的弯矩值计算 -、设计资料2混凝土： C30fc= 14.30N/mm主筋:HRB400(20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi)fy= 360N/mm2Es= 2.000 105N/mm2箍筋：HPB235(Q235)2fyv= 300N/mm受拉钢筋合力中心到近边距离as= 35 mm尺寸:b h X0 = 450 500 5300 mmh0= h - as= 465 mm弯矩Mx: -25.42 kN 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,VRE= 0.80二、计算结果1