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:

(9-1—1) 抗震设计时,框架梁正截面受弯承载力为:

(9－１—2) 因此,可直接比较竖向荷载作用下弯矩组合值M与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得大小,取较大值作为框架梁截面弯矩设计值。即

(９—１—3) 比较39与表４３中得梁端负弯矩,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,且为乘以后得值。

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形截面得翼缘计算宽度应按下列情况得最小值取用。

AB跨及CＤ跨:

=7、5/３=2.5m;

故取=1、86m

判别各跨中截面属于哪一类Ｔ型截面:

一排钢筋取＝7０0-40=660mm,

两排钢筋取=700-65=6３5mｍ,

则

=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:

＝３、0/3=1、0m;

＝0.3+8.4—0.3=8、4ｍ;

;

故取=1ｍ

判别各跨中截面属于哪一类T型截面:

取=550-４0＝５１0mｍ,

则

=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

配筋Aｓ(mm2) 1369.71 １3４

９、24

１15

４、８4

26６9、

３５

2669、3

５

1349。

２4

1369、７

1154。84

实配钢筋３Ｃ２5

４C2５+2C

２2

３C2５

１

正弯矩M(ｋ

N·m) ４55。

３2

１.43

256。51

4２8.1

３

4２8。

１３

３21.４

３

4５5。７

１

２56。5

１

层号ＡB跨BＣ跨ＣD跨

M ABｚMＡByＭAB中MＢCz M BＣy M CDz M CDyＭCD中

０、2６

３

0、186 0.148 ０。349 ０、349 0.１86 0、263 0.148

０、３1

２

０、２

0、91２0。775 ０、775 0。208

0。３1

２

0、912

0.8４4 0、896 0、９１2 0。77５0.775 ０。896 0.8４4 0.912 配筋A s(mｍ2)

２３

61。９4

1５69.2

９

１２３

0.36

286８。

2８68、

１569。

２9

23６1、

1230。36 实配钢筋4C25+２C2０4C25+4C2０4C2５+2Ｃ20

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

得值。

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得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。

(9—1—4)

也即将表4５中得剪力组合值放大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跨梁得最大剪力在CＤ跨首层左端,Vmax=183。62ｋN;

ＢC跨各层梁得最大剪力在五层右端,Vmaｘ= ２9.99kN,

根据式(9-1-5),有 AB 跨及CD 跨:

BC 跨:

有地震作用组合时,

AB 跨及CD 跨梁得最大剪力在CD 跨首层左端, =3５3。０7×1、１ =388.38kN; B Ｃ跨各层梁得最大剪力在首层右端 , =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C Ｄ跨:

BC 跨:

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”得要求,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

,８100,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:

KN V KN 62.18328.422660100

.50227025.166030043.17.0=?=???

?+???= BC 跨:

KN V KN 99.2931.326510100

.50227025.151030043.17.0=?=???

?+???=

有地震作用组合时,根据公式(9-1-8) AB 跨及ＣＤ跨:

KN V KN E RE 28.2911.107.35375.000.343660100

.50227025.166030043.142.0=??=?=???

?+???=γ

BC 跨:

KN V KN E RE 32.3871.148.46975.005.2655101003

.50227025.151030043.142.0=??=?=???

?+???=γ

即,除B Ｃ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＠1

０0。其余各层仍采用双肢,８100。

AB 跨及ＣD 跨非加密区箍筋取双肢,8200,ＢＣ跨全长加密、最小配箍率根据公式(9—1-9):

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得柱端弯矩设计值计算,实际就就是将表46～表49中得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,; 混凝土强度:C ３０轴压比

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,并选取柱上端与下端内力设计值得较大值作为截面配筋得计算依据、

选取内力时,应先求得柱得界限受压轴力,以确定柱各截面得偏心受压状态。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:

则界限受压轴力为:

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。

当截面轴力设计值时,截面为大偏心受压状态;当截面轴力设计值时,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、而轴力较小得内力组;小偏心受压时,应选取轴力较大且弯矩也较大得内力组。此外,对不能明显判断得内力组,则应进行配筋量得比较。

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,但配筋一般就是构造配筋,底层或底部两层柱在不同得内力组合工况下,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

对称配筋得大偏心受压柱,配筋按下式计算:

当ｘ≤2ａs′时,

(9—2—1) 当ｘ>２as′时,

(９—２—2)

2、小偏心受压状态

对称配筋得小偏心受压柱,配筋按下式计算:

(９－2-３)

(９—２-4)

各柱配筋计算详见表51~表54。

表格５1 A柱正截面控制内力及配筋计算

= 0。5ｆc A/(RE N)(≤1、０)

(ｍm2)

轴压比

= 0、5f c A/(RE N)(≤１、0) 1

=1、１5 — 0.０1 l0/h(≤1、０) 2

＝０.5f c A/(RE N)(≤１.０) 1

＝1、15－0、０1ｌ０／h(≤2

１、０)

＝

０、5f c Ａ/(RE N )(≤1、0)

=1.15 — ０.０1 l ０/h (≤1.０) ９。2.3 斜截面受剪承载力计算

按照“强剪弱弯”原则,考虑地震作用组合时得柱端剪力设计值计算,实际就就是将表45~表48中得柱端剪力设计值先按柱端弯矩设计值得调整系数１、１进行放大(满足强柱弱梁),再乘以“强剪弱弯"得放大系数1、1,即放大1。1×１.1＝１。21倍、

1、剪压比验算

二层C 柱剪力最大:|Ｖm ａx ｜＝３15.01×１.21=381.16k Ｎ、取=70０-40=6６０ｍm,则

max 0c c RE

9.155********.140.12.075

.01

2.01

V KN bh f ?=?????=

βγ 柱截面尺寸满足要求。

２、箍筋配置

抗震设计时,各柱最大轴压比、配箍特征值、最小体积配筋率见表5５。

表格55 柱体积配箍率

层号 4 ３２ 1

A 柱

最大轴力Ｎｍax(kN) 2３93.19 1711.37

10８６。

７1

498.９1 最大轴压比＝Nｍax/(ｆｃA) ０.３42 0、24４0.１55 0、0７1 最小配箍特征值0。09 0。08 ０。0８0、08 最小体积配箍率０.48% ０。４2% 0。４2％0。42％

Ｂ柱

最大轴力N max(kN)

30７5、５

2191、94 13４3。13 593 最大轴压比=N mａx／(f cＡ) 0。439 0.３13 0、1９2 0、０85 最小配箍特征值0、11 0、0９０。08 0。０８最小体积配箍率0、5８% ０、48% 0.42％0。42％

Ｃ柱

最大轴力N max(kN) 30７5、59

219１.9

４

13４３、

5９3 最大轴压比＝N max/(fｃＡ) 0、439 0、313 ０.192 0、085 最小配箍特征值0.11 0、09 0。08 0。０8 最小体积配箍率0。58％0、48％０。42％０、4２％

D 柱

最大轴力N mａx(kN)

２39３。1

９

1711、３7 1086。71 ４98.9１最大轴压比=N mａx/(fｃＡ) 0.342 0。244 ０、１55 0、07１最小配箍特征值0、０9 0.08 0.08 0、08 最小体积配箍率0。48％0。４2％0。42％0。42％

根据柱端加密区得箍筋配置要求,初步确定柱加密区箍筋取井字箍,81０0,非加密区取,8200。则加密区实际体积配筋率为:

对照表55,可知,除C柱首层外,上述箍筋配置均可满足要求。实际配箍时为简化类型,略作调整后,配置如下:

各柱首层加密区箍筋取井字箍,,１0100,非加密区取,,1０＠200,二层以上

加密区箍筋取井字箍,,8＠100,非加密区取,,8＠20０。

各柱加密区范围按构造要求:首层柱底端取基础顶面至±0。000以上１26０mm,柱顶端取850m ｍ,其它各层柱柱端均取7０0ｍm 。

3、箍筋验算

按最大剪力设计值计算。二层C 柱剪力最大:|Vmax ｜＝315.01×1。2１=381.1６kN 。剪跨比

＝2、３5,相应轴力:

N=9３6。６5k Ｎ<0。３fc Ａ=0.3×1４、3×70０2=21０2.1kN,取N=2１０２。１kN 。

柱剪力在整个层高范围内就是不变得,故验算柱斜截面强度时应取非加密区得箍筋间距。

???

??+???+???+=

2102100

056.06602003

.50427066070043.1135.205.185.01

=59３、01ｋN ＞|Ｖmax ｜＝３８1、１6kN(满足要求)

非抗震设计时,各柱剪力较小,不需计算,按上述构造配置即可满足要求。10。4

现浇板设计

本工程采用梁板整体现浇结构,板厚130mm,混凝土采用C30,钢筋采用HRB400级钢筋,在设计中,按弹性理论计算,各板区格得弯距而进行配筋计算。

１0、4。1楼面板得内力及截面配筋计算

420045004500

660024006600

图２０现浇板区格布置图(部分)

1、设计参数

边横梁:３00mm×７00ｍm 、中横梁:300mm×60０mm 、纵梁3０0ｍm×80０mm 、钢筋混凝土现浇板,厚130mm,混凝土采用Ｃ3０( ｆc=1４、３Ｎ/ ),Ⅲ级钢筋fy=360N/

表格57 楼面板荷载设计值

边跨

A 区格板周边固支,查表可得方向跨中弯矩系数分别为0。0４、0。００38,支座弯矩系数分别为—0。０８29、－0、057０;周边简支时跨中弯矩系数为0、０965、0、0174、

()()m KN m .93.4328.20174.02.00965.0386.70038.02.004.0221=???++???+= ()()m

KN m .59.1328.20965.02.00174.0386.7040.02.00038.02

22=???++???+=

对边区格板得简支边,取。

表格5８按弹性理论计算得弯矩值

截面有效高度:一类环境类别板得最小混凝土保护层厚度15mm,假定选用,10钢筋方向方向支座截面得。

截面设计弯矩因楼盖周边有梁与板整浇,故所有区格得弯矩减少2０％、

截面配筋计算结果及配筋结果列于下表中。

表格59 双向板截面配筋

１0、4、2屋面板得内力及截面配筋计算

计算跨度内跨, 边跨

Ａ区格板周边固支,查表可得方向跨中弯矩系数分别为0、04、0。0038,支座弯矩系数分别为－0。082９、—０、０570;周边简支时跨中弯矩系数为0、０9６５、０.0174。

()()m

KN m .26.3325.00174.02.00965.0344.60038.02.004.02

21=???++???+=

()()m

KN m .78.0325.00965.02.00174.0344.6040.02.00038.0222=???++???+=

对边区格板得简支边,取、

表格60 按弹性理论计算得弯矩值

同。