柱端弯矩值设计值的调整

1、柱端弯矩值设计值的调整0.15者及框一、二、三级框架的梁柱节点处，除框架顶层和柱轴压比小于 支梁与框支柱的节点外，柱端组合的弯矩设计值应符合下式的要求:Me c Mb式中，Me 节点上下柱端截面顺时针或反时针方向组合的弯矩设计Mb值之和，上下柱端的弯矩设计值可按弹性分析来分配 ；节点左右梁端截面反时针或顺时针方向组合的弯矩设计值之和;柱端弯矩增大系数；二级框架为1.2为了防止框架柱脚过早屈服，一、二、三级框架结构的底层柱下端截面的弯 矩设计值，应分别乘以增大系数 1.5、1.25和1.15。底层是指无地下室的根底 以上或地下室以上的首层。以第二层中柱为例进行柱调整：B节点左、右梁端弯矩338.

2、24 157.69 0.6： 2291.05KN m216.23 137.69 0.6； 2 仃 4.92 KN mB节点上、下柱端弯矩1.1269.15 163.22 0.1252.83 KN mM B柱252.83202.96455.79KN mM B梁291.05174.92465.97KN mM B柱M b梁 0.99301.13 163.61 0.6202.96KN m512.57KN m MB56.78KN m,在节点处将其按弹性弯矩分配给上、下柱端，即M上512.57252.83283.56 KNm455.79M下512.57202.96228.24KNm455.79rem 上0

3、.8283.56226.85KNmreM下0.8228.24182.59KNm其他层柱端弯矩的调整用相同的方法，计算结果如下:表7-3-1横向框架A柱柱端组合弯矩设计值的调整层次54321截面柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底RE(MccMb)reN表7-3-2横向框架B柱柱端组合弯矩设计值的调整层次54321截面柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底RE(MccMb)reN8截面设计8.1框架梁这里以第一层的AB跨梁及第二层AB柱为例来计算一层AB梁的正截面受弯承载力计算第一层AB梁从梁的内力组合表中选出 AB跨跨间截面及支座截面的最不利内力，并将支 座中心处的弯矩换算为支座边缘控制

4、截面的弯矩进行配筋计算。A支座：右震作用下内力最大MA 397.02 155.09 0.6/2 350.49kN mrem a .75350.49262.87kN mB支座:M B 338.24157.69290.922218.19kN m290.92kN mreMb 0.75跨间弯矩取左震作用下，x 0.11m处的截面Mmax 248.11KN mREM max 0.75 248.11 186.08kN m当梁下部受拉时，按T形截面来设计，当梁上部受拉时，按矩形截面来设计 翼缘的计算宽度：1 按计算跨度I。考虑bfl037.22500mm2500 mm32 梁净距Sn考虑bf bSn3003

5、450 3750mm3 按翼缘高度hf考虑h。s 700 35 665mmhf/h0100/665 0.15 0.1这种情况不起控制作用，故取bf 梁内纵向钢筋选HRB400级钢，(fy _ 下部跨间截面按单筋T形梁计算，因为:2500mm2y 360N/mm ) b 0.518hf1fcbfhf(h0 寸)1001.0 16.7 2500 100 (665)2210.98kN m2567.6kN m属第一类T型截面M186.08 106As1fcbfh01.0 16.7 2500 6652J 2 s 0.01013 b 0.5181 fcbf h00.01013 1.0 16.70.0100

6、82500 665 781mm2fy360实际配筋取3根20的HRB400 (As=941mmAs9410.47% 0.20%，满足要求300 665跨中配筋率应大于0.20和45ft/ fy中的较大值。将下部跨间截面3根20的HRB400的钢筋伸入支座，作为支座负弯矩作用下 的受压钢筋(As=941mr1)，再计算相应的受拉钢筋As，即支座A上部：6262.87 10360 941665 36s1.0 16.7 300 66520.0221.12s 0.022 2as/h0说明As富裕，且达不到屈服，可近似取70/ 665 0.105262.87 106Afy(h0 as)360 (665

7、35)1159mm实取 4 20 As 1256mm2支座B上部Mfy(h。as)218.19 106360 (665 35)962mm221实取 4 20 A 1256mm 丨， 0.63%0.25%300 665A/人 941/1256 0.75 0.3，满足要求。梁斜截面受剪承载力计算reV 137.70 0.20 cfcbh 0.2 1.0 16.7 300 665 666.33KN 故截面尺寸满足要求。梁端加密区的箍筋取2肢8150，箍筋用HPB235级钢fyv 210N / mm2， 那么考虑地震作用组合的T形截面的框架梁，其斜截面受剪承载力应符合：1AV0.42ftbh0 1.2

8、5 fyv svh0RES即0.42ftbh0 1.25fyVAvh0s1010.42 1.43 300 665 1.25 210665150237.36 KN 160.22 KN加密区长度取(1.5hb 1050,500)中大值，那么取1.05m非加 密区的箍筋取2肢设置8200,箍筋设置满足要求。二层AB梁的正截面受弯承载力计算第二层AB梁从梁的内力组合表中选出AB跨跨间截面及支座截面的最不利内力，并将支座 中心处的弯矩换算为支座边缘控制截面的弯矩进行配筋计算。A支座：右震作用下内力最大MA 314.81 134.97 0.6/2 274.32kN mreMa 0.75 274.32 20

9、5.74kN mB支座：MB 275.73136.42 亜 205.74kN m2reMB 0.75 234.80 176.10kN m跨间弯矩取左震作用下，x 1.51m处的截面M max 226.81KN mREMmax 0.75 226.91 170.11kN m翼缘的计算宽度如上取bf 2500mm梁内纵向钢筋选HRB400级钢，(fy fy 360N/mm2) b 0.518F部跨间截面按单筋T形梁计算，因为: hf1fcbfhf(h0 T)1001.0 16.7 2500 100 (665)22567.6kN m 210.98kN m属第一类T型截面M170.11 106 2 0.

10、009214砧底 1.0 16.7 2500 6652厂2一s 0.009256 b 0.5181 fcbf h00.009256 1.0 16.7 2500 6652714mmy360实际配筋取3根18的HRB400 (As=941mm763、卄门旳亠A0.38%0.20%，满足要求300 665跨中配筋率应大于0.20和45ft/ fy中的较大值。将下部跨间截面3根18的HRB400的钢筋伸入支座，作为支座负弯矩作用下 的受压钢筋(As=763mr1)，再计算相应的受拉钢筋 A，即支座A上部：6205.74 10360 763665 36s21.0 16.7 300 6650.014811

11、 2 s 0.0149 2as, h。说明As富裕，且达不到屈服，可近似取70/ 665 0.105205.74 106A Mfy(h。as)360 (665 35)2907mm实取 4 18 A 1018mm2支座B上部A M - fy(h。as)176.10 106360 (665 35)776mm2 21实取 4 16 A 803mm,803300 6650.40%0.25%A/A, 803/10180.79 0.3,满足要求。梁斜截面受剪承载力计算REV 114.17 0.20 cfcbho 0.2 1.0 16.7 300 665 666.33KN 故截面尺寸满足要求。梁端加密区的箍

12、筋取2肢8150，箍筋用HPB235级钢fyv 210N/mm2， 那么考虑地震作用组合的T形截面的框架梁，其斜截面受剪承载力应符合：V 丄 0.42ftbg 1.25fyvAsvh)RES即O.42ftbho 1.25 fyvjAsv hos1010.42 1.43 300 665 1.25 210665150237.36 KN 114.17KN加密区长度取1.矶 1050,500中大值，那么取1.05m非加 密区的箍筋取2肢设置8200,箍筋设置满足要求。表8-1-1框架梁箍筋数量计算表层 次截面reV0.2 cfcbh。AsvREV0.42 fcbh0梁端加密区非加密区s1.25 fyv

13、h。实配钢筋实配钢筋5A、Bl 02 81502 8200Br 02 81502 82003A、Bl 02 81502 8200Br 02 81502 82001A、Bl2 81502 8200Br2 81502 8200表8-1-2框架梁纵向钢筋计算表层 次截面MAsAs实配钢筋AsAs / As%5支座A 06033594 16 803B左6033754 16 803AB跨间4803 16603支座B右6032244 16803BC跨间3182 16 4023支座A0.0157639074 18 1018B左7637764 16803AB跨间7143 18763支座B右 0.3fcA时取0

14、.3fcA; 小于1时取1，当 大于3时取3。 三级框架柱的抗震构造措施三级框架柱的截面纵向钢筋的最小总配筋率为0.7%，同时柱截面每一侧配筋率不应小于0.2%。柱箍筋加密范围：柱端，取截面高度、柱净高的1/6和500mm三者的最大 值；底层柱，柱根不小于柱净高的1/3 ;当有刚性地面时，除柱端外尚应去刚 性地面上下各500mm。三级框架柱：箍筋最大间距采用8d，150柱根100丨中较小值；箍筋最 小直径：8mm。柱最小体积配箍率可按下式计算：柱加密区箍筋的最小体积配箍率应符合以下要求：v v f c. f yv式中，v三级抗震不应小于0.4% ； v为最小配箍特征值，由箍筋形式和 柱轴压比查

15、表确定。柱箍筋加密区的箍筋肢距，三级不宜大于 250mm和20倍箍筋直径的较大 值，至少每隔一根纵向钢筋宜在两个方向有箍筋约束。柱箍筋非加密区的箍筋体积配箍率不宜小于加密区的一半，且箍筋间距在三级时不应大于15d，d为纵筋直径。框架柱的截面设计以第二层中柱为例说明截面设计的过程和方法。根据中柱内力组合表，将支座中心处的弯矩换算至柱边缘，并与柱端组合弯 矩的调整值比拟后，选出最不利内力，取 1.2SGk 1.3Sek进行配筋计算。M 上 182.59KN mM 下 226.85KN mM 226.85 106eo3 189.61 mmN 0.8 1495.49 10ea取20mm和偏心方向截面尺

16、寸的1/30两者中的较大者，即600/30 20mm，故取 ea 20mm。柱的计算长度确定，其中9.45 27.20 6.561.3749.45 7.477.20 6.561.230I。1 0.15( ul) H1 0.15 (1.374 1.230) 3.6 5.01me e0 ea 189.61 20 209.61mm因为 l/h 5.01 103/6008.35 5，故应考虑偏心距增大系数0.5 fcA0.5 16.7 60023N 1495.49 0.8 1032.51 1.0 取 11.01.133l/h 5.01/0.6 8.35 15 取 21.0h e e ?a 1.133

17、209.61 600 240497.45mm对称配筋xN1495.49 0.8 1060.213 b 0.518hfcbh016.7 600 5601 血()1 2 1 1400 20；.61/560为大偏压情况A A Ne (1 0.5 ) ! fRh2As As厂fy(ho as)1495.49 106 0.8 497.45 0.213(1 0.5 0.213) 16.7 5602 600360 (560 40)再按Nmax及相应的M 组1.35Sgk1.0Sqk计算N 1971.91 0.81577.53KN，节点上、下柱端弯矩61.29 0.1 29.7958.31KN m33.10

18、13.89 0.624.82KN mI。此组内力是非地震组合情况，且无水平荷载效应，故不必进行调整，且取1.25He01.25 3.6 4.5m。M. Ne0 2058.31 106 1577.53 10336.96mm36.96 20 56.96mm0.5 fcAN1.911.0 取 11.0)1400ei/h0 h 1 211400 56.96/5607.521.40e 1.40 56.96 79.74 0.3h0故为小偏心受压。168mmh/2 as79.74 300 40339.74mm20.5 16.7 60031577.53 10l0/h 4.5/0.6 7.5 15 取 21.0

19、Nb fcbhNe 0.43fcbh；f “fcbh (0.8 b)(h as)按上式计算时，应满足 Nb fcbh0及Ne 0.43fcbh2，因为N 1577.53KNbfcbh0 0.518 16.7 600 560Ne 1577.53 103 339.740.43 116.7 600 5602故应按构造配筋，且应满足min 0.7%。单侧配筋率smin 0.2%，那么 2A Asminbh 0.2% 600 600 720mm选 2 18 2 20 A As 1137mm2总配筋率3 1137600 5601.02%b.柱斜截面受剪承载力计算以第一层柱为例计算上柱柱端弯矩设计值M； 1

20、82.59/0.8 228.54KN m柱底弯矩设计值M： 532.04/0.8 665.05KN m那么框架柱的剪力设计值1.1MMbHn1.1228.24 665.054.55 0.7255.23KNc fcbh。0.85 255.33 1031.0 16.7 600 5600.039 0.2满足要求Vchg3532.04 10163.220.84.663取560与Vc相应的轴力N 1850.63KN 0.3fcbh 0.3 16.7 6002 1803.6KN取 N 1544.4KNAsvreV 105 ftbho 0.056N1ho0.85 255230 105 1.43 600 56

21、0 0.056 1850.63 103210 5600故该层柱应按构造配置箍筋。柱端加密区的箍筋选用4肢8100一层柱的轴压比n 1480.51 0.80.308，那么查表插入可得0.36 16.70.061那么最小体积配箍率minv fc fyv 0.061 14.3/210 0.485%s0.485 550 550100 8 5500.333取8，Asv 50.3mm2，那么s 170mm。根据构造要求，取加密区箍筋为 4 8100，加密区位置及长度按标准要求确定。表8-2-1框架柱箍筋数量表柱 号层 次REV0.2 fc cbhoN0.3fcAv fc f yv实配箍筋加密区非加密区B柱

22、54 81004 820034 81004 820010.4854 81004 82009根底设计扩展根底系指柱下钢筋混凝土独立根底和墙下钢筋混凝土条形根底，本设计采用柱下钢筋混凝土独立根底。按受力性能，柱下独立根底有轴心受压和偏心受压两种。当受力性能为 偏心受压时，一般采用矩形根底。h丄丄7200720020152015360 480, ll7200 7200b =35 253525205 288取 h 400mm取 b 250mm本设计为高度18.95m的5层教学楼。?建筑抗震设计标准?规定：不超过8层 且高度在25m以下的一般民用框架房屋可不进行天然地基及根底的抗震承载力 验算。对内力进

23、行标准值的组合,选出最不利的根底顶面内力，选出竖向荷载与风 荷载组合所得的最大轴力及其对应的剪力和弯矩 ，作为最不利的荷载，而且Nmax 与Mmax是出现在同一种组合中即取右风情况下的内力：N 1325.70227.35 16.451569.5KNM 22.474.40 27.4254.29KN mV 9.36 3.66 9.2722.59KN根底梁顶的机制砖墙砌到室内地面标高 300mm处，机制砖墙高为 h1 0.5 0.45 0.3 1.25m ,其上砌块高 h2 0.9 0.3 0.6m，窗间墙高h32.0m，长 1.5m ,窗边墙高 h3 2.0m，长 0.9m。砌块重(0.2 15

24、0.02 17 2) (7.2 0.6)0.6 (1.5 0.9) 232.24 KN机制砖重0.24 19 1.25 (7.2 0.6)37.62 KN根底梁重0.25 0.4 (7.2 0.6) 25 16.50KN那么根底梁传来的荷载Nj 32.24 37.62 16.50 86.36KN按?建筑地基根底设计标准?要求，当米用独立根底或条形根底时，根底埋深指根底底面到室内地面的距离，至少取建筑物高度的1 15,根底高度h 0.9m,先计算边柱,那么根底埋深d 0.9 0.5 0.45 1.85m混凝土采用 C35ft 1.57N/mm2钢筋采用 HRB 335fy 300N / mm2根

25、据地质情况,选粘土层为持力层,地基承载力特征值fak 220kpa 当根底宽度大于3m或埋置深度大于0.5m时，fak应按下式修正fafakb (b 3) d m(d 0.5)式中，b, d-根底宽度和埋深的地基承载力修正系数.根据粘土的物理性质， 查地基承载力修正系数表得 代及Il均小于0.85的粘性土， b, d分别 取 0.3 和 1.6。b-根底地面宽度(m)，当b 3m按3m取，b 6m按6m取。m-根底地面以上土的加权平均重度，取20KN /m3。-根底底面以下土的重度，取20KN /m3。先按b 3m计算,地基承载力修正fa 220 0.3 20 (3 3) 1.6 20 (1.

26、85 0.5)263.2KN /m2，基底底面积：基底底板的面积可以先按照轴心受压时面积的1.2 1.4倍先估。N N11569.5 86.362贝9 A17.32mfmd 263.2 20 1.85考虑到偏心荷载作用下应力分布不均匀，将 A增加20% 40%，那么取Al b3.6 2.69.36m2W1bh2123-2.6 3.65.62m66因为b2.6m3m,故不必再对fa进行修正。N2mdA20 1.85 9.36 346.32KN / m其中d -根底底面到室内地面与到室外地面的距离的平均值。1地基承载力验算根据标准，地基承载力验算公式 Pmax 1.2fp max p min156

27、9.5 86.36 346.3254.29 22.29 0.99.365.62227.14200.68KN /m2因为pmax 227.14 1.2fa 315.84KN /m2pmin 200.08KN / m20p pmax 血 213.91KN /m2 fa 263.2KN /m22故满足承载力的要求2冲切验算对于矩形截面柱的矩形根底，应验算柱与根底交接处的受冲切承载力。 受冲切承载力按以下公式计算： F 0.7 hpftamh。 F PjAhp 受冲切承载力的截面高度影响系数。当h。 800mm时，取1.0。当h0 2000mm时，取0.9。在该例中，g 900 40 860mm,用插

28、入法, 取 0.992。am-冲切破坏锥体最不利一侧的计算长度，am (at ab) 2。at -冲切破坏锥体最不利一侧斜截面上边长，计算柱与根底交接处的受冲切 承载力时取柱宽，at 0.6m。比-冲切破坏锥体最不利一侧斜截面下边长，取柱宽加俩倍根底有效高度，ata 2h0 0.6 2 0.86 2.32m贝U am (0.6 2.32) 21.46mA -冲切验算取用的局部基底面积。A1/ccc /2.62.32、cc/3.62.32 门，八，2A (2.322.6) ()2.6(-0.14)1.644m2 2 2 2 2PjN N1 M Vh1898.03 1.2 86.3653.58 4

29、.19 0.92224.09KN /m 9.365.62FlrA 224.09 1.644 368.49KNFi 0.7 hpftamh。0.7 0.992 1.57 1.46 0.86 1368.87KN故冲切验算满足要求。根底底板在地基反力的作用下，在两个方向都产生向上的弯曲，因此需在底 板两个方向都配置受力钢筋.控制截面取在柱与根底的交接处，计算时把根底视 作固定在柱周边的四面挑出的悬臂板，配筋取根本组合进行计算。第一组荷载N2022.50KNM19.49 KNm V16.22KN第二组荷载N1898.03KNM53.58KNm V4.16KN第一组荷载计算配筋max PminN N1 N2AM VhW2022.50 1.35 (86.36 346.32)9.3619.49 16.22 0.95.62283.49271.362KN /mp 271.36 (283.49 2