土木工程畢業(yè)設(shè)計框架柱截面設(shè)計

1、第九章 框架柱截面設(shè)計第一節(jié) 設(shè)計參數(shù)根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB50010-2010), 11.4.1-11.4.5的規(guī)定，為滿足強柱弱梁的抗震設(shè)計目標(biāo)，需根據(jù)梁端彎矩調(diào)整柱端彎矩設(shè)計值，即按下式計算：。但是框架頂層柱和軸壓比小于0.15的柱時不按上式確定彎矩設(shè)計值，而直接取最不利內(nèi)力組合彎矩計算作為設(shè)計值。在設(shè)計角柱時，彎矩設(shè)計值應(yīng)按調(diào)整后的組合彎矩設(shè)計值在乘以不小于1.1的增大系數(shù)。根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB50010-2010), 6.2.3-6.2.5的規(guī)定，彎矩作用平面內(nèi)截面對稱的偏心受壓構(gòu)件，當(dāng)同一主軸方向的桿端彎矩比不大于0.9且軸壓比不大于0.9時，若構(gòu)件的長細(xì)比滿足公式的

2、要求，可不考慮附加彎矩影響。當(dāng)構(gòu)件按單曲率彎曲時，取正值，否則取負(fù)值?？紤]軸向壓力在撓曲桿件中產(chǎn)生的二階效應(yīng)后控制截面彎矩設(shè)計值應(yīng)按下列公式計算：                                       

3、60;                             （6.2.4-1）                    

4、0;                                （6.2.4-2）                  

5、;                 （6.2.4-3）                                &

6、#160;                                    （6.2.4-4）  式中：Cm構(gòu)件端截面偏心距調(diào)節(jié)系數(shù)，當(dāng)小于0.7時取0.7；     

7、60;    彎矩增大系數(shù)；         N 與彎矩設(shè)計值M2相應(yīng)的軸向壓力設(shè)計值；         c截面曲率修正系數(shù)，當(dāng)計算值大于1.0時取1.0；一、截面設(shè)計資料截面尺寸： 中柱： 400mm×500mm混凝土強度等級：C30 ，鋼筋強度等級：HRB400 二、框架柱的軸壓比驗算 經(jīng)比較，框架柱B在各種內(nèi)力組合下，底層柱的軸力最大，其值為Nmax=925.48KN。,截面滿足抗震作用下的延性要求。三、最小配筋率要求混

8、凝土11412 框架柱和框支柱的鋼筋配置，應(yīng)符合下列要求：1. 三級抗震結(jié)構(gòu)中柱和邊柱，框架柱和框支柱中全部縱向受力鋼筋的配筋率不應(yīng)小于0.75，同時，每一側(cè)的配筋百分率不應(yīng)小于0.2?？蚣苤涂蛑е腥靠v向受力鋼筋的最小配筋面積每一側(cè)鋼筋的最小配筋面積2. 三級抗震結(jié)構(gòu)框架柱和框支柱上、下兩端箍筋應(yīng)加密，加密區(qū)的箍筋最大間距縱向鋼筋直徑的8倍和150mm（柱跟100mm）中的較小值，和箍筋最小直徑應(yīng)大于8mm。第二節(jié) 框架柱截面設(shè)計一、框架柱正截面承載力計算（一）框架柱B柱頂層正截面配筋計算（對稱配筋）1最不利內(nèi)力組合框架柱的界限軸力為而該層框架柱KZB的最大軸力為,屬于大偏壓構(gòu)件，起控制

9、作用的是軸力越小、彎矩越大的內(nèi)力組合。由規(guī)范可知，對于對于的柱，承載力抗震調(diào)整系數(shù),的柱，承載力抗震調(diào)整系數(shù)，為了方便判別，把軸壓比的界限0.15轉(zhuǎn)變?yōu)檩S力值，當(dāng)軸壓比時對應(yīng)的軸力值為：,故當(dāng)N<394.68KN時，當(dāng)N>394.68KN時，經(jīng)比較，可得出如下一組最不利內(nèi)力： 2內(nèi)力計算偏心距：附加偏心距：則初始偏心距：,因此，不需要考慮附加彎矩影響。由公式，可得應(yīng)按最小配筋率配筋，根據(jù)構(gòu)造要求，縱向鋼筋采取對稱配筋。沿短邊方向每側(cè)配3C18，單側(cè)配筋面積沿長邊方向每側(cè)加配2C16，單側(cè)配筋面積總配筋面積，滿足最小配筋率要求，查表得垂直于彎矩作用平面的承載力滿足要求。(二）框架柱B

10、柱二層正截面配筋計算1.最不利內(nèi)力組合而該層框架柱KZB的最大軸力為,屬于大偏壓構(gòu)件，起控制作用的是軸力越小、彎矩越大的內(nèi)力組合。由規(guī)范可知，對于對于的柱，承載力抗震調(diào)整系數(shù),的柱，承載力抗震調(diào)整系數(shù)，為了方便判別，把軸壓比的界限0.15轉(zhuǎn)變?yōu)檩S力值，當(dāng)軸壓比時對應(yīng)的軸力值為：,故當(dāng)N<394.68KN時，當(dāng)N>394.68KN時，經(jīng)比較，可得出如下一組最不利內(nèi)力： 按強柱弱梁要求調(diào)整柱端彎矩設(shè)計值：調(diào)整后二層柱頂彎矩設(shè)計值為：2.內(nèi)力計算偏心距：附加偏心距：則初始偏心距：,因此，需要考慮附加彎矩影響。，取，取彎矩設(shè)計值：由公式，可得應(yīng)按最小配筋率配筋，根據(jù)構(gòu)造要求，縱向鋼筋采取對

11、稱配筋。沿短邊方向每側(cè)配2C25+1C22，沿長邊方向每側(cè)加配2C16構(gòu)造筋總配筋面積，滿足最小配筋率要求。，查表得垂直于彎矩作用平面的承載力滿足要求。(三)框架柱B柱一層配筋計算1.最不利內(nèi)力組合而該層框架柱KZB的最大軸力為,屬于大偏壓構(gòu)件，起控制作用的是軸力越小、彎矩越大的內(nèi)力組合。由規(guī)范可知，對于對于的柱，承載力抗震調(diào)整系數(shù),的柱，承載力抗震調(diào)整系數(shù)，為了方便判別，把軸壓比的界限0.15轉(zhuǎn)變?yōu)檩S力值，當(dāng)軸壓比時對應(yīng)的軸力值為：,故當(dāng)N<394.68KN時，當(dāng)N>394.68KN時，正截面配筋計算（對稱配筋）經(jīng)比較，可得出如下一組最不利內(nèi)力： 對底層柱進(jìn)行彎矩調(diào)整根據(jù)混凝土1

12、1.4.2規(guī)定，三級抗震等級框架結(jié)構(gòu)的底層，柱下端的彎矩設(shè)計值，應(yīng)乘以增大系數(shù)1.3。調(diào)整后一層柱底彎矩設(shè)計值為：2.內(nèi)力計算偏心距：附加偏心距：則初始偏心距：,因此，不需要考慮附加彎矩影響。由公式，可得應(yīng)按最小配筋率配筋，根據(jù)構(gòu)造要求，縱向鋼筋采取對稱配筋。沿短邊方向每側(cè)配3C18，單側(cè)配筋面積沿長邊方向每側(cè)加配2C16，單側(cè)配筋面積總配筋面積，滿足最小配筋率要求，查表得垂直于彎矩作用平面的承載力滿足要求。二、斜截面配筋計算（一）構(gòu)造要求地震作用下，構(gòu)件受剪時的抗剪承載力抗震調(diào)整系數(shù)，非抗震設(shè)計時，軸力N提高抗剪強度值為0.07N，抗震時軸力N提高抗剪強度值為。當(dāng)壓力時，取N=858KN。選

13、取剪力大且軸力小的為最不利效應(yīng)組合。根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50010-2010第11.4.3條規(guī)定，對于三級抗震等級的框架結(jié)構(gòu)，須按進(jìn)行強剪弱彎的調(diào)整。因非抗震組合斜截面抗剪承載力計算公式與抗震組合的計算公式不同，現(xiàn)分開計算，取配筋量大的結(jié)果進(jìn)行配筋。混凝土11.4.12規(guī)定，三級抗震結(jié)構(gòu)柱端箍筋加密區(qū)箍筋最大間距為縱向鋼筋直徑的8倍和150（柱根100）中的較小值，箍筋最小直徑為8mm。（二）三層柱斜截面配箍計算1三層柱加密區(qū)配箍計算（1)非地震組合非地震組合最不利內(nèi)力組合,取柱凈高：剪跨比計算：，取剪壓比限值：，減壓比滿足要求。驗算是否按計算配置箍筋：因此，不需要按計算配置箍筋，只需按

14、構(gòu)造配置箍筋。加密區(qū)最大箍筋間距現(xiàn)采用復(fù)合箍，選配箍筋為8100，驗算其是否滿足構(gòu)造要求：軸壓比：，查混凝土11.4.17規(guī)定， 滿足最小配箍率要求。（2）地震組合地震組合最不利內(nèi)力組合 ，取剪跨比計算：，取。剪壓比限值：，因此，剪壓比滿足要求。驗算是否按計算配置箍筋：因此，不需要按計算配置箍筋，只需按構(gòu)造配置箍筋。加密區(qū)最大箍筋間距現(xiàn)采用復(fù)合箍，選配箍筋為8100（3×4），驗算其是否滿足構(gòu)造要求：軸壓比：，查混凝土11.4.17規(guī)定， 滿足最小配箍率要求。三層柱頂端箍筋加密區(qū)長度：，為了施工方便取加密區(qū)長度為600mm。2非加密區(qū)配箍計算非加密區(qū)配箍不用進(jìn)行剪力調(diào)整，直接取最不利

15、內(nèi)力組合進(jìn)行配筋計算（1）非地震組合,取柱凈高：剪跨比計算：，取剪壓比限值：，減壓比滿足要求。驗算是否按計算配置箍筋：因此，不需要按計算配置箍筋，只需按構(gòu)造配置箍筋?，F(xiàn)采用復(fù)合箍，選配箍筋為8200（3×4），驗算其是否滿足構(gòu)造要求：驗算柱的體積配箍率：軸壓比：，查混凝土11.4.17規(guī)定， 滿足最小配箍率要求。（2）地震組合地震組合最不利內(nèi)力組合,取柱凈高：剪跨比計算：，取剪壓比限值：，剪壓比滿足要求。驗算是否按計算配置箍筋：因此，不需要按計算配置箍筋，只需按構(gòu)造配置箍筋?，F(xiàn)采用復(fù)合箍，選配箍筋為8200（3×4），驗算其是否滿足構(gòu)造要求：驗算柱的體積配箍率：軸壓比：，查

16、混凝土11.4.17規(guī)定， 滿足最小配筋率要求。（三）二層柱斜截面配箍計算1二層柱加密區(qū)配箍計算（1）非地震組合非地震組合最不利內(nèi)力組合,取柱凈高：剪跨比計算：，取剪壓比限值：，剪壓比滿足要求。驗算是否按計算配置箍筋：因此，不需要按計算配置箍筋，只需按構(gòu)造配置箍筋。加密區(qū)最大箍筋間距現(xiàn)采用復(fù)合箍，選配箍筋為8100（3×4），驗算其是否滿足構(gòu)造要求：軸壓比：，查混凝土11.4.17規(guī)定， 滿足最小配箍率要求。（2）地震組合地震組合最不利內(nèi)力組合 ，取剪跨比計算：，取。剪壓比限值：，剪壓比滿足要求。驗算是否按計算配置箍筋：因此，不需要按計算配置箍筋，只需按構(gòu)造配置箍筋。加密區(qū)最大箍筋間

17、距現(xiàn)采用復(fù)合箍，選配箍筋為8100（3×4），驗算其是否滿足構(gòu)造要求：軸壓比：，查混凝土11.4.17規(guī)定， 滿足最小配箍率要求。二層柱頂端、底端箍筋加密區(qū)長度：，為了施工方便取加密區(qū)長度為600mm。2非加密區(qū)配箍計算非加密區(qū)配箍不用進(jìn)行剪力調(diào)整，直接取最不利內(nèi)力組合進(jìn)行配筋計算(1)非地震組合,取柱凈高：剪跨比計算：，取剪壓比限值：，減壓比滿足要求。驗算是否按計算配置箍筋：因此，不需要按計算配置箍筋，只需按構(gòu)造配置箍筋?，F(xiàn)采用復(fù)合箍，選配箍筋為8200（3×4），驗算其是否滿足構(gòu)造要求：驗算柱的體積配箍率：軸壓比：，查混凝土11.4.17規(guī)定， 滿足最小配箍率要求。(2

18、)地震組合地震組合最不利內(nèi)力組合,取柱凈高：剪跨比計算：，取剪壓比限值：，剪壓比滿足要求。驗算是否按計算配置箍筋：因此，不需要按計算配置箍筋，只需按構(gòu)造配置箍筋?，F(xiàn)采用復(fù)合箍，選配箍筋為8200（3×4），驗算其是否滿足構(gòu)造要求：驗算柱的體積配箍率：軸壓比：，查混凝土11.4.17規(guī)定， 滿足最小配筋率要求。（四）一層柱斜截面配箍計算1一層柱加密區(qū)配箍計算（1）非地震組合非地震組合最不利內(nèi)力組合,取柱凈高：剪跨比計算：，取剪壓比限值：，剪壓比滿足要求。驗算是否按計算配置箍筋：因此，不需要按計算配置箍筋，只需按構(gòu)造配置箍筋。加密區(qū)最大箍筋間距現(xiàn)采用復(fù)合箍，選配箍筋為8100（3

19、5;4），驗算其是否滿足構(gòu)造要求：軸壓比：，查混凝土11.4.17規(guī)定， 滿足最小配箍率要求。（2）地震組合地震組合最不利內(nèi)力組合 ，取剪跨比計算：，取。剪壓比限值：，剪壓比滿足要求。驗算是否按計算配置箍筋：因此，不需要按計算配置箍筋，只需按構(gòu)造配置箍筋。加密區(qū)最大箍筋間距現(xiàn)采用復(fù)合箍，選配箍筋為8100（3×4），驗算其是否滿足構(gòu)造要求：軸壓比：，查混凝土11.4.17規(guī)定， 滿足最小配箍率要求。一層柱頂端箍筋加密區(qū)長度：，為了施工方便取加密區(qū)長度為600mm。一層柱底端箍筋加密區(qū)長度：，為了施工方便取加密區(qū)長度為1600mm。2非加密區(qū)配箍計算非加密區(qū)配箍不用進(jìn)行剪力調(diào)整，直接取最不利內(nèi)力組合進(jìn)行配筋計算。（1）非地震組合,取柱凈高：剪跨比計算：，取剪壓比限值：，減壓比滿足要求。驗算是否按計算配置箍筋：因此，不需要按計算配置箍筋，只需按構(gòu)造配置箍筋?，F(xiàn)采用復(fù)合箍，選配箍筋為8200（3×4），驗算其是否滿足構(gòu)造要求：驗算柱的體積配箍率：軸壓比：，查混凝土11.4.17規(guī)定， 滿足最小配箍率要求。（2）地震組合地震組合最不利內(nèi)力組合,取柱凈高：剪跨比計算：，取剪壓比限值：，剪