土木工程毕业论文工程设计框架结构五

1、WOR格式第八章截面设计8.1框架梁截面设计及构造要求8.1.1构造要求为保证梁有足够的受弯承载力，以耗散地震能量，防止脆断，其纵向受拉钢筋的配筋率 不应小于下表规定的数值。同时，梁端纵向受拉钢筋的配筋率不应大于2.5%。表8.1纵向受拉钢筋最小配筋率梁中位置抗震等级支座跨中,1t一 0.40 和180ft/f y中的较大值0.30和65ft/f y中的较大值二 0.30 和165ft/f y中的较大值 0.25和55f t/f y中的较大值三、四0.25和55f t/f y中的较大值 0.20和45f t/f y'中的较大值框架梁的两端箍筋加密区范围内，纵向受压钢筋和纵向受拉钢筋的截

2、面面积的比值除应 按计算确定外，还应符合下列要求：一级抗震等级AA'/0.5ss >二、三级抗震等级AA'/0.3ss这是因为梁端配置一定数量的受压钢筋可减小混凝土受压区高度，提高梁端塑性铰的延 性。框架梁中箍筋构造要求：为保证在竖向荷载级水平地震作用下框架梁端的塑性铰有足够的受剪承载力，也为了增加箍筋对混凝土的约束作用，以保证梁铰型延性机构的实现，梁中箍筋的配置应符合下列规.梁端箍筋的加密区长度、箍筋最大间距和最小直径应按下表采用，当梁端纵向受拉钢筋配1筋率人于加密区长2哪、，表屮箍筋最小直径应增 表8.2抗震框架梁端箍筋加密区 匕度（采用较大值）箍筋最大间距人2mm的

3、长度、箍筋最大间距和最小直径1 （采用较小值）箍筋最小直径抗震(mm)(mm)(mm等 级一 2h,500hb/ 4 ,6d,10C b10二 1.5hb, 500hb/ 4,8d,1008三 1.h5，501h/4,8d,1508bb四1.5hb, 502hb/ 4,8d,1516注：d为纵筋直径，b.第一个箍筋应设置在节点边缘50mm以内；.梁箍筋加密区内的箍筋肢距：一级不宜大于200mm和20倍箍筋直径的较大值，三级不宜大于250mm和20倍箍筋直径的较大值，四级不宜大于300mm.沿全长箍筋的配筋率sv应符合下列规定：二级抗震等级 SV0.28ft/f yv.非加密区的箍筋最大间距不宜

4、大于加密区箍筋间距的当考虑地震作用时，结构构件的截面设计采用下式：SRE式中：S-地震作用效应与其他荷载效应的基本组合;R结构构件的承载力；ifRE 承载力抗震调整系数。在截面配筋时，组合表中的内力与地震力组合，均应乘以2 倍;RE后，在与静力AB跨为例说明的内力进行比较，挑选出最不利的内力进行配筋。本设计以首层 横向框架梁的设计过程8.1.2梁的正截面受弯承载力计算根据梁的正截面受弯承载力计算确定梁上部和下部的纵向受力钢筋用量。框架梁混凝土采用 C35,fc16.72kN/m, f 11.572kN/m,其截面尺寸为 bx设计时，先根据跨间最大正弯矩值计算下部受拉钢筋截面面积。因为现浇钢筋混

5、凝土楼 盖，按T形截面计算，然后将一部分钢筋伸入支座，作为支座截面承受负弯矩时的受压钢筋， 按双筋矩形截面计算上部受拉钢筋。专业资料整理f300Nmm yh=300x 600, 采用双排筋，取d60mmsJiIninV讪|in |n i|iInmltv呵1LJiDI图8.1梁的截面选取图 从梁的内力组合表中分别选出AB跨跨间截面的最不利内力。rEVA0.75384.74288.56kNmrM0.75291.76288.56kNm跨间弯矩作用下，梁下部受拉，截面按单筋T形截面计算。根据混凝土结构设计规范T形截面翼缘计算宽度：当按跨度考虑时，b=l/3=6800/3=2267mm按梁（纵肋）净距

6、S考虑，bf=bSn=300+6500=6800mm 按翼缘厚度考虑时，h= ha=600-60=540mm，0shf/h=020/540=0.22 > 0，则此种情况不起控制作用，故取b=2267mm10 6a s=164.821022 051 f=fbh(h o)=1.0 x 16.7 x 2267 x( 1200 x -120/2 ) x=2180.67kNm> 164.82kNm故属第一类T形截面。a配筋率A s bh01.31%1.98%1.31%0.92%1.10%跨中最小配筋率：55 ff=0.288h600min =0.288% X h °540=0.32

7、%支座处最小配筋率：65ff=0.34 ,ty ，#minh600=0.34% X540=0.38%均满足最小配筋率要求。8.1.3梁的斜截面承载力验算AB跨：REV=214.02kN<0.2 cf cbh°=0.2 X1.0AX16.7 X300X 540=541.08kN，故截面尺寸满足承载力要求梁端加密区箍筋取 4肢8100箍筋采用HPB235级钢筋，210NmmA sv0.42f tbh01.25fh=0.42 X 1.57 X 300 X 540+1.25 X 210 X 201/100 X 540=391.74 y0s214.02kN满足抗剪要求。抗震设计规范规定，

8、一级抗震等级梁端加密区长度为max(1.5h,500) , h为梁截面高bb度，则本设计中 AB跨横向跨间梁的加密区长度为1.5600=900mm非加密区箍筋取4肢8200箍筋设置满足设计要求。同时，沿梁全长箍筋配箍率Asv201sv=0.67%1bs300100Asv2012b=0002% >t0.24=0.16% f yv即配箍率满足构造要求8.2框架柱的截面设计及构造要求8.2.1构造要求一、柱纵向受力钢筋的构造要求为了改善框架柱的延性，使柱的屈服弯矩大于其开裂弯矩，保证框架在柱屈服的时具有较大的变形能力，柱纵向钢筋的最小总配筋率按下表采用，同时柱截面每一侧配筋率不应小 于0.2%

9、，对建造于W类场地且较高的高层建筑，表8.4中数值应增加0.1。表8.4柱纵向钢筋的最小总配筋率抗震等级二-四中柱和边柱1.00%0.80%0.70%0.60%角柱、框支柱1.20%1.00%0.90%0.80%为了施工方便和经济要求，框架柱中全部纵向受力钢筋配筋率不应大于5%截面尺寸大于400mm的柱，纵向钢筋的间距不应大于200mm二、箍筋构造要求箍筋加密区范围：柱端，取截面高度（圆柱直径）、柱净高的1 和500mm三者的最大6值；底层柱，柱根不小于柱净高的13丄当有刚性地面时'除柱端外，尚应取刚性地面各500mm剪跨比不大于2的柱、框支柱、一级及二级抗震等级框架的角柱以及需要提高

10、 变形能力的柱取全高。柱箍筋加密区的箍筋间距和直径，一般情况下，按下表采用；二级框架柱的箍筋直径不 小于10mm 最大间距可采用 150mm表8.5柱加密区箍筋最大间距和最小直径柱箍筋加密区的箍筋肢距，二、三级不大于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筋率不宜小于加密区的50%且箍筋间距在一、二级不应大于10d , d为纵向箍筋直径。-I截面进以A柱第一、二层为例，柱的截面控制示意图如下图所示，对示意图中的I 行设计。I-1-1n-n-uV J* > V Jw jr p图8.2柱控制截面示意图混凝土采用 C35, f1

11、6.7c/ 2N/m纵向钢筋为HRB335级钢筋,'360ffyy2N/m箍筋为HPB235级钢筋,f y210Nmm8.2.2柱的轴压比验算柱的轴压比是指柱组合的轴压力设计值与柱的全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值的乘积的比值。轴压比较小时，在水平地震作用下，柱将发生大偏心受压的弯曲型破坏， 具有较好的位移延性；轴压比较大时，柱将发生小偏心受压破坏，几乎没有位移延性。因此, 必须合理确定柱的截面尺寸，使框架柱处于大偏心受压状态，保证柱具有一定的延性。由内力组合表可知:N2112.98kN，NkN,22676.22=Ns2729.14kN，Nfbhfbhfbh2112.981016.

12、76002676.22103 一0.350.822 045016.7600:32729.14100.500.8216.7600三个截面均满足轴压比限值的要求。8.2.3柱的正截面承载力计算二级抗震框架中除顶层外其余各节点的梁、柱应符合下述公式M1.2M式中.LcbM节点上下柱柱端顺时针或反时针方向截面组合的弯矩设计值之和 cM节点左右梁端顺时针或反时针方向截面组合的弯矩设计值之和V< b v匸v二级框架结构的底层，柱下端截面组合的弯矩设计值应乘以增大系数1.25。若MM则将M与1.2Mb的差值M按弹性分析弯矩值之比分配给节1.2cb点上下柱端。首层A柱柱的计算长度l按混凝土设计规范，当为

13、现浇楼盖时:0一层：I o1.0H=1.0 X 4.9=4.9m，二层：I °1.25H=1.25 X 3.9=4.875 mreM=0.8X(1.25 X545.21)=545.21kNmM e=0 N545.21106=200mm32729.1410ea=20mme按规范取20mm和偏心方向截面尺寸1/30的较大值，ae eoe=2O0+2O=22Omma/ /因为I oh=49OO6OO=8.17 >5,需考虑偏心距增大系数 =1140032)120.5f cA1 =Nr0.516.76002729.1410=1.1 > 1.0，取 1=1.0lh =4900600

14、=8.17 V 15,0取 2=1.01n=1.002=18.172201400560Xe=1.00 X220=220mm> 0.3h 0=0.3 X560=168mm按对称配筋计算2729.14101.016.7600 一 a3=272.36mmK bh°=0.55 X560=308mm为大偏心受压情况eeih/ 240=220+300-40=480mmNefAA=c bx(hf(x0 2 ) as2772.16104801.016.7600272.365602=983.09mm30056040实配422,31520600560P =AsA=1520mms1.36%0.8%,

15、满足要求;单侧配筋率45%0.2%，满足要求824柱的斜截面承载力的计算以首层B柱为例进行计算V=c由前述知，对于二级抗震等级按“强剪弱弯”的原则调整柱的截面剪力:t M1.2tbMM-框架柱调整厚的上、下柱端弯矩值ccH柱的净高（从基础顶面到第一层梁底）ntM=280.77kNm cbM=1.25 X 545.21=681.51kNm c则框架柱的剪力设计值280.77681.51VkN, rEA=0.85 X281.64=239.39kN1.2281.64c4.900.801、剪压比的限值柱内平均剪应力与混凝土轴心抗压强度设计值之比，成为柱的剪压比。与梁一样，为了

16、防止构件截面的剪压比过大，在箍筋屈服前，混凝土过早的发生剪切 破坏，必须限值柱的剪压比，亦限值柱的截面最小尺寸。建筑设计抗震规范规定，框架柱端将面组合的剪力设计值应符合下列要求：剪跨比大于2时：A =1 )V(0.20f cbhc0REM Jc3.663 ，取=3> 2,则3MH4.110ncVh2h256000=1320.28kN11V：c=(0.216.7600560)(0.20fbh)v _0_# 亠 0.85 -RE截面尺寸满足要求2、斜截面承载力验算2N=2729.14kN>0.3f cbh=0.3 X16.7 X600=1803.6kN，取 N=1803.6kN1.05

17、VfbhoO.O56NAREct1sv= sfhyvOWOR格式<031.0530.85281.64101.576005600.0561803.610 31210560故该层柱按构造配箍筋。柱端加密区的箍筋选用4肢10100由前述知专业资料整理底层柱的轴压比n=0.5，查抗震规范表6.3.12 查得v=0.0988 ( v为最小配箍特征值)则柱箍筋加密区的体积配箍率，应符合下列要求:P vfmin0.0.786%098816.7210vcyv、Px二级框架 v不应小于0.6%，满足要求A svscor0.786550=0.541008550A为箍筋包裹范围内的混凝土核心区面积； cor&

18、lt; =根据构造要求，二级抗震柱箍筋加密区最大间距为min(100mm,8d)，取 100mm根加密区长度不小于柱净高的1/3底层柱取1400mm非加密区箍筋间距 s10d200mm非加密区箍筋为 10 200加密区斜截面承载力验算:11.05A sv(fbhfh0.056N)t0yv01sRE11.05478.5(1.576005602105600.0562729.14)0.8531100=597.52kN>Vc281.64kN满足要求。8.3框架梁、柱的节点设计在进行框架结构抗震设计时，除了保证框架梁、柱具有足够的强度和延性外,还必须保证框架节点的强度。震害调查表明，框架节点破坏主

19、要是由于节点核芯WOR格式区箍筋数量不足，在剪力和压力共同作用下节点核芯区混凝土出现斜裂缝，箍筋屈服甚至被拉断，柱的纵向钢筋被压曲引起的。因此，为了防止节点核芯区发生专业资料整理剪切破坏，必须保证节点核芯区混凝土的强度和配置足一、节点核芯区组合的剪力设计值对二级框架：V 1.2Mhaj bbos一 IhaHhboscbV节点核芯区组合剪力设计值;M考虑地震作用组合的框架节点左、右两侧梁端弯矩 设计值之和; bh、hb梁的截面有效高度，截面高度；当两侧梁高不同时，应取平均值; b0c以首层横梁与B柱相交的节点为例:600400665365h=500mm hb0=515mmTb22H=0.5%9+0.374 X9=3.763mclbM=521.14+327.04=848.18kNm（左震）b3=1808.5kN848.181051535V=1.21 jJ515353763500n二、节点剪压比的控制为了使节点核芯区的剪应力不致 过高，避免过早的出现斜裂缝，抗震规范规定，节点核芯区组合的剪力设计值应符 合下列翁1V(0.