第七章.框架梁柱截面设计及构造措施(2)

2019-04-21 15:23

7.1.2 梁斜截面受剪承载力计算

1、剪力计算:

为了避免梁在弯曲破坏前发生剪切破坏,应按“强剪弱弯”的原则调整框架梁端部截面组合的剪力设计值进行调整:《混凝土结构设计规范》公式11.3.2-2:

Vb??vbMb?Mblnlr?VGb (7-2)

式中:Vb—梁端部截面组合的剪力设计值

?vb—梁的剪力增大系数,一级抗震等级为1.3 ln—梁的净跨

VGb—梁在重力荷载代表值作用下,按简支梁分析的梁端截面剪力设计值 Mbl、Mbr—分别为梁左、梁右端逆时针或顺时针方向正截面组合的弯矩设计值

首层A-C横梁

VGb=46.86+0.5×19.54=56.63kN

(170.84?200.51)/0.75Vb?(1.3??56.63)?0.85?139.32kN

6.6?0.6首层C-D横梁:

VGb=35.71+0.5×2.82=37.12kN

(93.34?93.34)/0.75Vb?(1.3??37.12)?0.85?146.15kN

3.0?0.62、梁端截面受剪承载力计算

《混凝土结构设计规范》6.3.1规定:矩形、T形和I形截面的受弯构件的受剪截面应符合下列条件:(防止梁截面发生斜压破坏)

(7-2)

hwb?4时,V?0.25?cfcbh0

式中:V—构件斜截面上的最大剪力设计值

?c—混凝土强度影响系数:当混凝土强度等级不超过C50时,取1.0 fc—混凝土轴心抗压强度设计值

b—矩形截面的宽度,T形截面为腹板宽度

6

h0—截面的有效宽度

h?—截面的腹板高度,对矩形截面,取有效高度;对于T形截面,取有效高度减去翼缘

的高度

《混凝土结构设计规范》6.3.3规定:不配箍筋和弯起钢筋的一般板类受弯构件,其斜截面受剪承载力应符合下列规定:V(1)首层A-C框架横梁 hw/b=555/300=1.85<4,

V=116.53kN<0.25?cfcbh0=0.25×14.3×1.0×300×555=595.24kN,截面尺寸满足要求。

0.7ftbh0=0.7×1.43×300×555=166.67kN>V=116.53kN, 故只需按构造配2肢箍筋?10 @200。 (2)首层C-D横梁 由hw/b=355/300=1.18<4

可得V=126.37kN<0.25?cfcbh0=0.25×1.0×14.3×300×355=380.74kN,截面尺寸满足要求。

0.7ftbh0=0.7×1.43×300×355=106.61kN

只配箍筋不配弯起钢筋,均布荷载作用下,《混凝土结构设计规范》11.3.4梁斜截面受剪承载力计算公式:

V?nASVs1(0.6?cvftbh0?fyvAsvsh0)

?0.7ftbh0

?RE??REV?0.6?cvftbh0fyvh0?0.85?126.37?10?0.6?0.7?1.43?300?355270?3553?0.45m

m2/mm

选用2肢箍筋?10@200,

7

nAsvs?2?78.5200?0.785mm2/mm>0.45mm2/mm

?0.26%??sv.min?0.24ftfyv?0.127%

?sv?nAsvbs?2?78.5300?200根据《混凝土结构设计原理》表5-1规定,梁中箍筋最大间距Smax

表7-2 梁中箍筋最大间距Smax

梁高 300

表7-3 梁端箍筋加密区构造要求

抗震等级 一 加密区长度 max(2hb,500) 箍筋最大间距 min(hb/4,6d,100) 箍筋最小直径 10 注:d为纵向钢筋直径,hb为梁高。

由以上可知:

A-C跨梁端箍筋加密区长度为1110mm,箍筋间距为100mm,采用2肢

?10@100;

C-D跨梁端箍筋加密区长度为800mm,箍筋间距为100mm,采用2肢

?10@100.

表7-4 一层框架横梁(AC、CD)纵向钢筋计算表

截面 支座A 上 下 上 下 上 下 上 下 实配钢筋As(mm2) 4?20 (1256) 4?20 (1256) 4?20 (1256) 4?20 (1256) 4?20 (1256) 4?20 (1256) 4?18 (1017) 4?18 (1017) As'/As 1 1 1 1 ?(%) 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.85 0.85 8

支座C A-C跨中 支座C

支座D C-D跨中 上 下 上 下 4?18 (1017) 4?18 (1017) 4?18 (1017) 4?18 (1017) 1 1 0.85 0.85 0.85 0.85 《建筑抗震设计规范》6.3.3规定:梁端截面底面和顶面纵向钢筋量比值,除按计算确定外,一级框架不应小于0.5,同时,梁端纵向受拉钢筋不应大于2.5%。

7.2 框架柱截面设计

为了使框架结构在地震作用下塑性铰首先在梁中出现,这就必须做到在同一节点柱的抗弯能力大于梁的抗弯能力,既满足“强柱弱梁”的要求。为此,《建筑抗震设计规范》规定:一、二、三级框架的梁、柱节点处,除顶层和轴压比小于0.15者外,柱端组合弯矩设计值应符合下列公式要求:

?MC??C?Mb, (7-3)

公式中:ηc为柱端弯矩增大系数,一级为1.2

由于框架结构的底层柱过早出现塑性屈服,将影响整个结构的变形能力,从而对框架造成不利影响。同时随着框架梁铰的出现,由于塑性内力重分布底层柱的反弯点具有较大的不确定性。因此《混凝土结构设计规范》规定:对一级抗震等级应按考虑地震作用组合的弯矩设计值乘以增大系数1.7。底层柱纵向钢筋宜按柱上、下端的不利情况配置。 7.2.1 框架柱的截面设计

各层梁、柱端组合的弯矩设计值,由框架梁内力组合表和横向框架柱弯矩和轴力组合表可知。

1、A、E轴柱 第一层:柱顶轴压比 ??NfcbhNbhfNfcbhNbhfcc?1285.39?10316.7?600?6001331.72?103?0.214?0.15

柱底轴压比 ???16.7?600?600989.76?103?0.222?0.15

第二层:柱顶轴压比 ???16.7?600?6001024.51?103?0.165?0.15

柱底轴压比 ???600?600?16.7?0.170?0.15

9

第三层:柱顶轴压比 ??NfcbhNbhfc?703.29?10316.7?600?600738.04?103?0.117?0.15

柱底轴压比 ???600?600?16.7?0.123?0.15

所以可知,第一到二层柱端组合的弯矩设计值需要调整。 2、C、D轴柱 第一层:柱顶轴压比 ??NfcbhNbhfNfcbhNbhfcc?1397.85?10316.7?600?6001144.18?103?0.233?0.15

柱底轴压比 ???600?600?16.71092.52?103?0.190?0.15

第二层:柱顶轴压比 ???16.7?600?6001127.27?103?0.182?0.15

柱底轴压比 ???600?600?16.7785.01?103?0.188?0.15

第三层:柱顶轴压比 ??NfcbhNbhfc?16.7?600?600819.76?103?0.131?0.15

柱底轴压比 ???600?600?16.7?0.136?0.15

所以可知,第一到第二柱端组合的弯矩设计值需要调整。

由于本设计框架结构对称,故只对底层A、C柱进行配筋计算,并对一二层进行“强柱弱梁”调整,其余柱调整从略。

对A轴柱组合弯矩设计值的调整: 第二层:

?Mc??cMb=1.2×188.26=225.91kN?m

83.81节点上柱: 225.91??92.04kN?m

83.81?121.91121.91?133.87kN?m 节点下柱:225.91?83.81?121.91第一层:

?Mc??cMb=1.2×201.67=242.01kN?m

119.70?116.93?125.08节点上柱: 242.01?节点下柱: 242.01?128.03?119.70128.03128.03?119.70kN?m kN?m

10


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