梁板柱配筋计算书.docx
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梁板柱配筋计算书
截面设计
本工程框架抗震等级为三级。
根据延性框架设计准则,截面设计时,应按照“强
柱弱梁”、“强剪弱弯”原则,对内力进行调整。
框架梁
框架梁正截面设计
非抗震设计时,框架梁正截面受弯承载力为:
Mu
1sfcbh02
(9-1-1)
抗震设计时,框架梁正截面受弯承载力为:
MuE
1sfcbh02/RE
(9-1-2)
因此,可直接比较竖向荷载作用下弯矩组合值
M和水平地震作用下弯矩组合
值M乘以抗震承载力调整系数后RE的大小,取较大值作为框架梁截面弯矩设计值。
即
MMaxMu,REMuE
(9-1-3)
比较39和表43中的梁端负弯矩,可知,各跨梁端负弯矩均由水平地震作用控制。
故表39中弯矩设计值来源于表43,且为乘以RE后的值。
进行正截面承载力计算时,支座截面按矩形截面计算;跨中截面按T形截面
计算。
T形截面的翼缘计算宽度应按下列情况的最小值取用。
AB跨及CD跨:
bf
13l0=7.5/3=2.5m;
bf
bsn
0.3[4.2
0.5(0.250.3)]4.2m
bfb
12hf
0.3120.3
1.86m
hfh00.1,
故取bf=1.86m
判别各跨中截面属于哪一类T型截面:
一排钢筋取h0=700-40=660mm,
两排钢筋取h0=700-65=635mm,
则
fcbfhfh0
hf2
=14.3
×1860×130×(660-130/2)=2057.36kN.m
该值大于跨中截面弯矩设计值,故各跨跨中截面均属于第一类
T形截面。
BC跨:
bf
13l0=3.0/3=1.0m;
bf
b
sn=0.3+8.4-0.3=8.4m;
bf
b
12hf0.3
120.13
1.86m;
hf
h0
0.1
,
故取bf=1m
判别各跨中截面属于哪一类T型截面:
取h0=550-40=510mm,
则
fcbfhfh0hf2
=14.3×1000×130×(510-130/2)=827.26kN.m
该值大于跨中截面弯矩设计值,故各跨跨中截面均属于第一类
T形截面。
各层各跨框架梁纵筋配筋计算详见表49及表50。
表格49各层各跨框架梁上部纵筋配筋计算
层号
AB跨
BC跨
CD跨
-MABz
-MABy
-MBCz
-MBCy
-MCDz
-MCDy
负弯矩M(kN·m)
-213.6
-181.8
-188.86
-188.86
-181.18
-213.6
M
bh
0.114
0.097
0.101
0.101
0.097
0.114
1
fc
0
s
2
1(1
2
s)
0.121
0.102
0.107
0.107
0.102
0.121
4
0.971
0.949
0.947
0.947
0.949
0.971
s0.51
(1
2
s)
配筋As(mm2)
925.84
803.52
839.35
839.35
803.52
925.84
实配钢筋
3C20
3C20
3C20
3C20
3负弯矩M(kN·m)-370.84-319.2-347.48-347.48-319.92-370.84
3
2
1
层号
M
s
f
cbh
2
1
0
1
(1
2
s
)
s0.51
(1
2
s)
配筋As(mm2)
实配钢筋
负弯矩M(kN·m)
M
s
fcbh
2
1
0
1
(1
2
s)
s0.51
(1
2s)
配筋As(mm2)
实配钢筋
负弯矩M(kN·m)
M
s
f
cbh
2
1
0
1
(1
2
s)
s0.51
(1
2s)
配筋As(mm2)
实配钢筋
续表49
AB跨
BC跨
CD跨
-MABz
-MABy
-MBCz
-MBCy
-MCDz
-MCDy
0.198
0.171
0.186
0.186
0.171
0.198
0.223
0.189
0.208
0.208
0.189
0.223
0.888
0.906
0.896
0.896
0.906
0.888
1757.63
1486.6
1632.21
1632.21
1486.16
1757.63
4C25
4C25
4C25
4C25
-452.60
-445.3
-500.02
-500.02
-445.63
-452.60
0.260
0.258
0.289
0.289
0.258
0.262
0.310
0.304
0.35
0.35
0.304
0.31
0.845
0.848
0.825
0.825
0.848
0.845
2343.05
2298.1
2651.29
2651.29
2298.81
2343.05
4C25+2C20
4C25+2C22
4C25+2C22
4C25+2C2
0
-610
-491.9
-557.04
-557.04
-491.69
-610
0.353
0.284
0.322
0.322
0.284
0.353
0.458
0.343
0.403
0.403
0.343
0.458
0.771
0.829
0.798
0.798
0.829
0.771
3460.98
2594.4
3053.56
3053056
2594.54
3460.98
4C25+4C22
4C25+4C20
4C25+4C20
4C25+4C2
2
表格50各层各跨框架梁下部纵筋配筋计算
层号
AB跨
BC跨
CD跨
MABz
MABy
MAB中
MBCz
MBCy
MCDz
MCDy
MCD中
正弯矩M(kN·m)113.53
42.92
196.27
78.39
78.39
42.92
113.53
196.27
M
s
fcbh
2
1
0
1(12s)
4
0.061
0.023
0.105
0.07
0.07
0.023
0.061
0.105
0.063
0.023
0.111
0.073
0.073
0.023
0.063
0.111
s0.51(12
s)
0.988
0.944
0.962
0.962
0.988
0.968
0.944
0.968
配筋As(mm2)
493.62
182.83
875.06
443.83
443.83
182.83
493.62
875.06
实配钢筋
3C20
3C18
3C20
正弯矩M(kN·m)212.59
147.58
253.44
218.57
218.57
147.58
212.59
253.44
M
s
fcbh
2
1
0
1(12s)
3
0.114
0.079
0.136
0.196
0.196
0.079
0.114
0.136
0.121
0.082
0.147
0.220
0.220
0.082
0.121
0.147
s0.51(12
s)
0.949
0.906
0.874
0.874
0.949
0.939
0.906
0.939
配筋As(mm2)
952.86
647.68
1177.341362.091362.09647.68
952.86
1177.34
实配钢筋
2C25+1C20
3C25
2C25+1C20
正弯矩M(kN·m)297.13
273.37
254.36
371.00
371.00
273.37
297.13
254.36
M
s
fcbh
2
1
0
2
1(12s)
0.1590.1460.1360.3680.3680.1460.1590.136
0.1740.9210.9270.7570.7570.9210.1740.927
s0.51(12s)
0.9130.9210.9270.7570.7570.9210.9130.927
配筋As(mm2)1369.711349.241154.842669.352669.351349.241369.711154.84
实配钢筋
3C25
4C25+2C22
3C25
1正弯矩M(kN·m)455.71321.43256.51428.13428.13321.43455.71256.51
续表50
层号AB跨BC跨CD跨
MABzMAByMAB中MBCzMBCyMCDzMCDyMCD中
M
s
1fcbh
2
0
1
1
(12
s)
0.263
0.186
0.148
0.349
0.349
0.186
0.263
0.148
0.312
0.208
0.912
0.775
0.775
0.208
0.312
0.912
s0.51(12s)
0.896
0.912
0.775
0.775
0.896
0.844
0.912
0.844
配筋A(mm2)2361.941569.29
1230.36
2868.25
2868.25
1569.29
2361.94
1230.36
s
实配钢筋
4C25+2C20
4C25+4C20
4C25+2C20
注:
1.表中弯矩带“*者”由竖向荷载控制,弯矩设计值均来源于表39。
2.表中弯矩不带“*者”均由水平地震作用控制,弯矩设计值来源于表43,且为乘以RE
后的值。
3.BC跨跨中弯矩较小,表中未列出。
9.1.2框架梁斜截面设计
按照“强剪弱弯”原则,考虑地震作用组合时的梁剪力设计值应按式(
9-1-4)
计算,为简化计算,近似按下式确定梁剪力设计值。
Vb1.1Mbl
Mbr
VGb
ln
(9-1-4)
1.11.2VG
0.6VQ
1.3VE
也即将表45中的剪力组合值放大1.1倍,作为梁端剪力设计值。
1)剪压比验算
无地震作用组合时,
AB跨及CD跨梁的最大剪力在CD跨首层左端,Vmax=183.62kN;BC跨各层梁的最大剪力在五层右端,Vmax=29.99kN,
根据式(9-1-5),有
AB跨及CD跨:
Vmax
183.62
103
0.065
0.25
cfcbh0
1.0
14.3300
660
BC跨:
Vmax
29.99
103
0.014
0.25
cfcbh0
1.0
14.3
300
510
有地震作用组合时,
AB跨及CD跨梁的最大剪力在CD跨首层左端,
VEmax=353.07×1.1=388.38kN;
BC跨各层梁的最大剪力在首层右端,
VEmax=469.48×1.1=516.43kN,
各梁跨高比均大于2.5,
根据式(9-1-6),有
AB跨及CD跨:
VEmax
388.38103
0.20
cfcbh0
1.0
14.3
300
0.137
0.267
660
RE
BC跨:
VEmax
516.43
103
0.236
0.20
cfcbh0
1.0
14.3300
0.267
510
RE
各跨层各层梁剪压比均满足要求。
2)箍筋计算
为简化计算,先根据“强剪弱弯”的要求,按加密区构造要求设置箍筋,计算其受剪承载能力,然后与最大剪力设计值进行比较,不足者再作调整。
加密区箍筋取双肢,8@100,各跨受剪承载能力计算如下:
无地震作用组合时,根据(9-1-7)式即:
AB跨及CD跨:
V
0.7f
bh
1.25f
Asvh
u
t0
y
s
0
0.71.433006601.25270250.3660422.28KNV183.62KN
100
BC跨:
V
u
0.7f
bh
1.25f
y
Asv
h
t
0
s
0
0.7
1.43
300
5101.25
2
50.3
270
510326.31KNV29.99KN
100
有地震作用组合时,根据公式(9-1-8)
AB跨及CD跨:
V
0.42f
bh
1.25f
Asv
h
uE
t
0
ys
0
0.42
1.43
300
660
1.25
270
2
50.3
660
343.00KN
100
REVE
0.75
353.07
1.1
291.28KN
BC跨:
V
uE
0.42f
bh
1.25f
y
Asv
h
t
0
s
0
0.42
1.43
300
510
1.25
270
2
50.3
510
265.05KN
100
REVE
0.75
469.481.1387.32KN
即,除BC跨外,各跨各层梁箍筋均满足要求。
进一步分析计算可知,BC跨首层及二层需加大箍筋直径,采用双肢
10@100。
其余各层仍采用双肢,8@100。
AB跨及CD跨非加密区箍筋取双肢,8@200,BC跨全长加密。
最小配箍率根
据公式(9-1-9):
sv
Asv
2
50.3
0.168%0.26ft
0.138%
bs
300
200
fyv
满足最小配箍率要求。
9.2框架柱
按照“强柱弱梁”原则,考虑地震作用组合时的柱端弯矩设计值计算,实际就是
将表46~表49中的柱端弯矩设计值乘以放大系数1.1。
9.2.1轴压比验算
考虑地震作用组合时,
底层柱最大轴力为C柱,Nmax
3075.59KN;
混凝土强度:
C30
轴压比
Nmax
3075.59103
0.439[uc]0.75
c
14.37002
fcAc
柱轴压比满足要求。
9.2.2正截面受弯承载力计算
根据柱端内力组合值选取最不利内力设计值,并选取柱上端和下端内力设计
值的较大值作为截面配筋的计算依据。
选取内力时,应先求得柱的界限受压轴力,以确定柱各截面的偏心受压状态。
柱同一截面分别承受正反向弯矩,故采用对称配筋。
混凝土强度:
C30;钢筋强度:
HRB400,因此界限相对受压区高度根据公式
(9-2-1)计算,即:
ξb
β1
0.8
0.55
fy
1
1
360
Esεcu
2.0
105
0.0033
则界限受压轴力为:
Nb1fcbh0
b14.3
700
660
0.553633.63KN
本工程中,柱截面控制内力均来自于有地震作用组合工况。
因此,荷载组合
效应需乘以承载力抗震调整系数RE。
当截面轴力设计值RENNb时,截面为大偏心受压状态;当截面轴力设计值
RENNb时,截面为小偏心受压状态。
但无论哪种偏心受压状态,轴力相近,则
弯矩越大,配筋量越大。
因此,大偏心受压时,应选取弯矩较大、而轴力较小的内力组;小偏心受压
时,应选取轴力较大且弯矩也较大的内力组。
此外,对不能明显判断的内力组,
则应进行配筋量的比较。
对于多层框架,顶层或顶部两层柱常属于大偏心受压状态,其配筋由计算确
定;中间若干层也属于大偏心受压状态,但配筋一般是构造配筋,底层或底部两
层柱在不同的内力组合工况下,偏心受压状态可能不同,应分别计算其配筋量,
并取最大值。
1、大偏心受压状态
对称配筋的大偏心受压柱,配筋按下式计算:
当x≤2as′时,
As
REN
ei
0.5ha
As
h0
a
fy
当x>2as′时,
As
RENe
1fcbxh00.5x
As
h0as
fy
2、小偏心受压状态
对称配筋的小偏心受压柱,配筋按下式计算:
REN
b1fcbh0
b
RENe
0.43
1fcbh02
1fcbh0
bh0
as
1
As
RENe
1
0.51fcbh02
As
h0
as
fy
各柱配筋计算详见表51~表54。
(9-2-1)
(9-2-2)
(9-2-3)
(9-2-4)
表格51A柱正截面控制内力及配筋计算
层号
4
3
2
1
内力弯矩M151.37277.02279.30811.90
轴力N
274.71
593.83
927.17
1189.36
轴压比uc
0.039
0.085
0.132
0.170
RE
0.75
0.75
0.75
0.8
e0cM/N(mm)
606.12
513.15
331.36
750.90
ea=max(20,h/30)(mm)
ei=e0+ea
l0=1.25H,1.0H(首层)(mm)
1=0.5fcA/(REN)(≤1.)0
2=1.15-0.01l0/h(≤1.0)
23.33
23.33
23.33
23.33
629.45
536.48
354.69
774.23
4875
4875
4875
5200
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1
l0
2
1
1
2
1.039
1.046
1.069
1.036
1300ei/h0
h
x
REN
(mm)(2as′=80)20.58<2as′44.49<2as′69.47<2as′95.05>2as′
fcb
偏心受压状态
大偏压
大偏压
大偏压
大偏压
As(mm2)
317.54
501.16
190.06
<0
min
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