2022年柱端弯矩值设计值的调整 .pdf

柱端弯矩值设计值的调整一、二、三级框架的梁柱节点处，除框架顶层和柱轴压比小于0.15 者及框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：ccbMM式中，cM节点上下柱端截面顺时针或反时针方向组合的弯矩设计值之和，上下柱端的弯矩设计值可按弹性分析来分配; bM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；c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基础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338.24157.690.6 2291.05KNm216.23137.690.6 2174.92KNmB节点上、下柱端弯矩269.15163.220.1252.83KN m301.13163.610.6202.96KN m252.83202.96455.79BMKN m柱291.05 174.92465.97BMKN m梁0.99BBMM梁柱1.1512.57BMKN m梁56.78BMKN m, 在节点处将其按弹性弯矩分配给上、下柱端，即252.83512.57283.56455.79MKN m上202.96512.57228.24455.79MKNm下0.8 283.56226.85REMKN m上0.8 228.24182.59REMKN m下精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 17 页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5 4 3 2 1 截面柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底RE()ccbMMREN表 7-3-2 横向框架B柱柱端组合弯矩设计值的调整层次5 4 3 2 1 截面柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底RE()ccbMMREN8、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截面的弯矩进行配筋计算。A支座：右震作用下内力最大397.02 155.09 0.6/ 2350.49AMkN m0.75 350.49262.87REAMkN mB支座：0.6338.24157.69290.922BMkN m0.75 290.92218.19REBMkN m跨间弯矩取左震作用下，0.11xm处的截面max248.11MKN m精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 17 页max0.75 248.11 186.08REMkN 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0l 考虑07.22500250033flbmmmm2梁净距ns 考虑30034503750fnbbsmm3按翼缘高度fh考虑070035665shhmm0/100/ 6650.150.1fhh这种情况不起控制作用，故取2500fbmm梁内纵向钢筋选400HRB级钢， (2360/yyffNmm)518.0b下部跨间截面按单筋T形梁计算，因为：10100()1.0 16.72500100(665)22fcffhf b hh2567.6210.98kN mkN m属第一类 T 型截面62210186.08 100.010081.0 16.7 2500 665scfMf b h1120.010130.518sb1020.01013 1.0 16.7 2500 665781360cfsyf b hAmmf实际配筋取 3 根 20 的 HRB400 (As=941mm2) 9410.47%0.20%300665sA，满足要求跨中配筋率应大于20.0和ytff /45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=941mm2) ，再计算相应的受拉钢筋sA ，即支座 A上部：62262.8710360941665360.0221.0 16.7300665s01120.022270/ 6650.105ssah说明sA富裕，且达不到屈服，可近似取620262.87 101159()360 (66535)sysMAmmfha实取4 2021256mmAs支座lB 上部精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 17 页620218.19 1096221()360 (66535)sysMAmmfha实取4 201256sAmm ，12560.63%0.25%300665/941/12560.750.3ssAA，满足要求。梁斜截面受剪承载力计算0137.700.200.2 1.0 16.7 300 665666.33REccVf bhKN故截面尺寸满足要求。梁端加密区的箍筋取2 肢1508，箍筋用235HPB级钢2210/yvfN mm ，则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：0010.421.25svtyvREAVf bhfhs即000.421.25svtyvAf bhfhs1010.421.433006651.25210665150237.36160.22KNKN加密区长度取 (1.51050,500)bh中大值，则取1.05m非加密区的箍筋取2肢设置2008，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314.81 134.97 0.6/ 2274.32AMkN m0.75 274.32205.74REAMkN mB支座：0.6275.73136.42205.742BMkN m0.75 234.80176.10REBMkN m跨间弯矩取左震作用下，1.51xm处的截面max226.81MKN mmax0.75 226.91170.11REMkN m翼缘的计算宽度如上取2500fbmm梁内纵向钢筋选400HRB级钢， (2360/yyffNmm)518.0b精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 17 页下部跨间截面按单筋T形梁计算，因为：10100()1.0 16.72500100(665)22fcffhf b hh2567.6210.98kN mkN m属第一类 T 型截面62210170.11 100.0092141.0 16.7 2500 665scfMf b h1120.0092560.518sb1020.009256 1.0 16.7 2500 665714360cfsyf b hAmmf实际配筋取 3 根 18 的 HRB400 (As=941mm2) 7630.38%0.20%300665sA，满足要求跨中配筋率应大于20.0和ytff /45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=763mm2) ，再计算相应的受拉钢筋sA ，即支座 A上部：62205.7410360763665360.01481.0 16.7300665s01120.0149270/ 6650.105ssah说明sA富裕，且达不到屈服，可近似取620205.74 10907()360 (66535)sysMAmmfha实取4 1821018sAmm支座lB 上部620176.10 1077621()360 (66535)sysMAmmfha实取4 16803sAmm ，8030.40%0.25%300665/803/10180.790.3ssAA，满足要求。梁斜截面受剪承载力计算0114.170.200.2 1.0 16.7 300 665666.33REccVf bhKN故截面尺寸满足要求。梁端加密区的箍筋取2 肢1508，箍筋用235HPB级钢2210/yvfN mm ，则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：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 17 页0010.421.25svtyvREAVf bhfhs即000.421.25svtyvAf bhfhs1010.421.433006651.25210665150237.36114.17KNKN加密区长度取 (1.51050,500)bh中大值，则取1.05m非加密区的箍筋取2肢设置2008，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VRE02 . 0bhfcc0025.142.0hfbhfVsAyvcREsv梁端加密区非加密区实配钢筋实配钢筋5 A、lB0 1508220082rB0 15082200823 A、lB0 1508220082rB0 15082200821 A、lB1508220082rB1508220082表 8-1-2 框架梁纵向钢筋计算表层次截面M sAsA实配钢筋sAssAA /%5 支座A 0 603 359 416803B左603 375 416803AB跨间480 316603支座 B右603 224 416803精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 17 页BC跨间318 2164023 支座A 0.015 763 907 4181018B左763 776 416803AB跨间714 318763支座 B右0 763 725 416803BC跨间680 3187631 支座A 941 1159 4201256B左941 962 4201256AB跨间819 320941支座 B右941 971 4201256BC跨间918 320941柱截面尺寸验算柱截面尺寸宜满足剪跨比和轴压比的要求：剪跨比)(0hVMcc，其值宜大于 2；轴压比)(bhfNnc，三级框架大于 0.9 。其中cM 、cV 、N均不应考虑抗震承载力调整系数。表 2.24 柱的剪跨比和轴压比验算柱号层次mmb/mmh /0cfcMcVNn边柱5 600 560 3 600 560 1 600 560 中柱5 600 560 3 600 560 1 600 560 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 17 页柱正截面承载力计算根据柱端截面组合的内力设计值及其调整值，按正截面受压或受拉计算柱的纵向受力钢筋，一般可采用对称配筋。计算中采用的柱计算长度0l 的采用：a. 一般多层房屋中梁柱为刚接的框架结构的各层柱段，现浇楼盖底层为H0.1其他层为H25.1，H对底层柱为基础顶面到一层板顶的高度，其余层为上下板顶之间的高度。%75以上时，框架柱的计算长度0l 按如下两式计算，并取其中较小值：Hllu)(15.010Hl)2. 02(min0式中，u、l为柱的上、下端节点交汇的各柱线刚度之和与交汇的各梁的线刚度之和的比值；min为两较小值；H为柱的高度。柱斜截面受剪承载力计算偏心受压柱斜截面受剪承载力按以下公式计算：REsvyvtcNhsAfbhfV)056.0105.1(00式中，cV 为内力调整后柱端组合的剪力设计值；N为考虑地震作用组合的柱轴向压力设计值， 当NAfc3. 0时取Afc3 .0；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%7.0，同时柱截面每一侧配筋率不应小于%2.0。柱箍筋加密范围：柱端，取截面高度、柱净高的6/1和mm500三者的最大值；底层柱，柱根不小于柱净高的3/1；当有刚性地面时，除柱端外尚应去刚性地面上下各mm500。三级框架柱：箍筋最大间距采用d8，150柱根100中较小值；箍筋最小直径：mm8。柱最小体积配箍率可按下式计算：corisvivsAlA柱加密区箍筋的最小体积配箍率应符合以下要求：yvcvvff式中，v三级抗震不应小于%4.0；v为最小配箍特征值，由箍筋形式和柱轴压比查表确定。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 17 页柱箍筋加密区的箍筋肢距，三级不宜大于mm250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d15，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较后，选出最不利内力，取EKGKSS3. 12.1进行配筋计算。182.59MKN m上226.85MKN m下603226.8510189.610.8 1495.4910MemmNae 取mm20和偏心方向截面尺寸的30/1两者中的较大者，即mm2030/600，故取mmea20。柱的计算长度确定，其中9.4521.3747.206.56u9.457.471.2307.206.56l010.15()10.15 (1.374 1.230)3.65.01ullHm0189.61 20209.61iaeeemm因为30/5.01 10 /6008.355lh，故应考虑偏心距增大系数2130.50.516.76002.511.01495.490.8 10cf AN取0. 110/5.01/0.68.3515lh取0. 1220120111()18.351.1331400 /1400 209.61/560ilehh1.133209.61600 240497.452iheeamm对称配筋6001495.49 0.8 100.2130.51816.7600 560bcxNhf bh为大偏压情况。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 17 页)()5.01(0201sycssahfbhfNeAA621495.49 100.8 497.450.213(1 0.5 0.213) 16.7560600360 (56040)0再按maxN及相应的M一组QKGKSS0. 135.1计算。1971.91 0.81577.53NKN，节点上、下柱端弯矩61.290.129.7958.31KN m33.1013.890.624.82KN m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mHl5. 46. 325.125. 10。63058.31 10 1577.53 1036.96eM Nmm02036.962056.96ieemm2130.50.5 16.76001.911.01577.53 10cf AN取0. 110/4.5/ 0.67.515lh取0.1220120111()17.51.401400/140056.96 /560ilehh01.40 56.9679.740.3168iehmm故为小偏心受压。/ 279.7430040339.74iseehammbcsbccbbhfahbhfNebhfN00200)(8. 0(43. 0按上式计算时，应满足0bhfNcb及2043.0bhfNec，因为01577.530.518 16.7 600 560bcNKNf bh321577.53 10339.740.43 116.7600560Ne故应按构造配筋，且应满足%7.0min。单侧配筋率%2 .0mins，则2min720600600%2.0mmbhAAsss选20218221137mmAAss 。总配筋率%02.156060011373s精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 17 页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182.59/ 0.8228.54tcMKN m柱底弯矩设计值532.04/ 0.8665.05bcMKN m则框架柱的剪力设计值228.24 665.051.11.1255.234.550.7tbccnMMVKNH300.85 255.33 100.0390.21.0 16.7 600 560REccVf bh满足要求30532.04104.663163.225600.8ccMV h取3与cV 相应的轴力21850.630.30.3 16.7 6001803.6cNKNf bhKN取KNN4.154400056.0105.1hfNbhfVsAyvtREsv31.050.85 2552301.43 600 5600.056 1850.63 103 1210 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1008一层柱的轴压比1480.51 0.80.3080.36 16.7n，则查表插入可得0.061v则最小体积配箍率min0.061 14.3/ 2100.485%vcyvff0.485 550 5500.333100 8 550svvcoriAAsl取8，23.50 mmAsv，则mms170。根据构造要求，取加密区箍筋为10084，加密区位置及长度按标准要求确定。非加密区应满足mmds30015，故箍筋取20084。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 17 页表 8-2-1 框架柱箍筋数量表柱号层次VRE02. 0bhfccNAfc3. 0yvcvff实配箍筋加密区非加密区B柱5 41008420083 41008420081 0.485 41008420089 基础设计扩展基础系指柱下钢筋混凝土独立基础和墙下钢筋混凝土条形基础，本设计采用柱下钢筋混凝土独立基础。按受力性能，柱下独立基础有轴心受压和偏心受压两种。当受力性能为偏心受压时，一般采用矩形基础。1520llh=480360157200207200取mmh4002535llb=288205257200357200取mmb250本设计为高度m95.18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m25以下的一般民用框架房屋可不进行天然地基及基础的抗震承载力验算。对内力进行标准值的组合, 选出最不利的基础顶面内力, 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maxN与maxM是出现在同一种组合中 . 即取右风情况下的内力：1325.70227.3516.451569.5NKN22.474.4027.4254.29MKNm9.363.669.2722.59VKN基础 梁 顶 的 机 制 砖 墙 砌 到 室 内 地 面 标 高mm300处 , 机 制 砖 墙 高为mh25.13 .045. 05 .01, 其 上 砌 块 高mh6.03.09 .02， 窗 间 墙 高精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 17 页mh0 .23，长m5.1, 窗边墙高mh0.23，长m9.0。砌块重KN24.3229.05.16.06.02.7)21702.0152.0(）（）（机制砖重KN62.376.02.725.11924.0）（基础梁重KN50.16256 .02 .74.025.0）（则基础梁传来的荷载KNN36.8650.1662.3724.321按建筑地基基础设计标准要求, 当采用独立基础或条形基础时，基础埋深指基础底面到室内地面的距离, 至少取建筑物高度的151, 基础高度mh9.0, 先计算边柱 , 则基础埋深md85.145.05.09 .0混凝土采用35C21.57/tfN mm钢筋采用335HRB2/300mmNfy根据地质情况 , 选粘土层为持力层 , 地基承载力特征值220akfkpa当基础宽度大于m3或埋置深度大于m5 .0时,akf应按下式修正)5. 0()3(dbffmdbaka式中，db,-基础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,e及LI 均小于85.0的粘性土，db,分别取3.0和6.1。b- 基础地面宽度)(m，当mb3按m3取，mb6按m6取。m-基础地面以上土的加权平均重度，取3/20mKN。- 基础底面以下土的重度，取3/20mKN。先按mb3计算, 地基承载力修正22200.3 20 (33)1.6 20 (1.85 0.5)263.2/afKN m ，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4 .12.1倍先估算。则211569.586.367.32263.220 1.85mNNAmfd考虑到偏心荷载作用下应力分布不均匀，将A增加%40%20，则取23.62.69.36Albm223112.63.65.6266Wbhm因为mmb36.2，故不必再对af 进行修正。220 1.85 9.36346.32/mNdAKNm其中 d -基础底面到室内地面与到室外地面的距离的平均值。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 17 页1地基承载力验算根据标准，地基承载力验算公式fp2. 1maxfpp2minmax1569.586.36346.3254.2922.290.99.365.62227.14200.682/ mKN因为2max227.14 1.2315.84/apfKNm2min200.08/0pKNm22maxmin213.91/263.2/2apppKNmfKNm故满足承载力的要求2冲切验算对于矩形截面柱的矩形基础，应验算柱与基础交接处的受冲切承载力。受冲切承载力按以下公式计算：07. 0hafFmthplljlApFhp受冲切承载力的截面高度影响系数。当mmh8000时, 取1.0 。当mmh20000时, 取0.9 。在该例中 ,mmh860409000, 用插入法 ,取992.0。ma - 冲切破坏锥体最不利一侧的计算长度，2)(btmaaa。ta - 冲切破坏锥体最不利一侧斜截面上边长，计算柱与基础交接处的受冲切承载力时取柱宽，mat6.0。ba - 冲切破坏锥体最不利一侧斜截面下边长，取柱宽加俩倍基础有效高度，mhaat32.286.026 .020则mam46.12)32.26 .0(lA - 冲切验算取用的部分基底面积。212.62.323.62.32(2.322.6)()2.60.141.64422222lAm（）WVhMANNpj1精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 17 页1898.031.286.3653.584.190.99.365.622224.09/KNm224.09 1.644368.49ljlFp AKN00.70.7 0.992 1.57 1.46 0.861368.87lhptmFf a hKN故冲切验算满足要求。基础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. 控制截面取在柱与基础的交接处, 计算时把基础视作固定在柱周边的四面挑出的悬臂板, 配筋取基本组合进行计算。第一组荷载2012.50NKN19.49MKNm16.22VKN第二组荷载1898.03NKN53.58MKNm4.16VKN第一组荷载计算配筋WVhMANNNp21maxmin2012.501.35(86.36346.32)19.4916.220.99.365.62283.49271.362/mKN271.36(283.49271.36) 1.5 3.6276.41/pKN m则控制截面的弯距为)()2)(2(121maxmax211lppAGppalaM)2)(2()(481minmax2AGppbbalM21.351.35 20 9.36 1.85467.53GNKN1a - 截面1-1至基底边缘最大反力处的距离, 则1(3.60.6) 21.50ammba8 .0211467.531.5(22.60.8)(283.49276.412)129.36M(283.46276.41)2.6)535.83KNm精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 17 页21467.53(2.60.6) (23.90.8)(283.49276.412)489.36M245.67KNmbfhMAys0119.0=62535.8310887.55/0.90.863002.6mmm选取10012，mmmAs/11312。620245.67 10293.89/0.9 ()0.90.86 300 3.6syMAmmmhd f l选取10 200，2395/sAmmm。第二组荷载计算配筋WhVMANNNp21maxmin1898.031.2(86.36346.32)53.584.80.99.365.62268.55247.952/mKN2247.92(268.55247.95) 1.5 3.6256.53/pKNm211467.531.5(22.60.8)(268.55256.532)129.36M(268.55256.33)2.6)509.08KN m21467.53(2.60.8) (23.60.8)(268.55247.952)489.36M224.96KN mbfhMAys0119.0=32509.0810844.07/0.90.863002.6mmm选取10012，mmmAs/11312。620224.96 10269.12/0.9 ()0.9 0.86 300 3.6syMAmmmhd f a选取10 200，2395/sAmmm。比较两组荷载，第一组荷载影响比较大。配筋满足第一组强度要求第二精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页，共 17 页组自然满足。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页，共 17 页