某高校留學(xué)生公寓樓框架結(jié)構(gòu)布置及計(jì)算簡圖設(shè)計(jì)案例目錄TOC\o"1-3"\h\u206741工程概況 取1m寬板帶作為計(jì)算單元，計(jì)算簡圖如圖2.2。圖2.2板的計(jì)算簡圖2.3.3板的彎矩設(shè)計(jì)值不考慮板拱作用截面彎矩的折減。板的彎矩系數(shù)αm分別為：邊支座-1/16邊跨跨中1/14離端第二支座-1/11離端第二跨跨中1/16中跨中1/16中間支座-1/14故2.3.4正截面受彎承載力計(jì)算環(huán)境類別一級，C30混凝土，矩形應(yīng)力圖等效系數(shù)α1=1.0，混凝土抗壓強(qiáng)度fc=14.3N/mm2。板的最小保護(hù)層厚度c=15mm，假定縱向鋼筋d=10mm，板厚100mm,則截面有效高度h0=h-c-d/2=100-15-10/2=80mm。板寬b=1000mm。HPB300鋼筋，屈服強(qiáng)度fy=270N/mm2。矩形截面正截面受彎承載力的計(jì)算系數(shù)為：截面抵抗矩系數(shù)（2.1）相對受壓區(qū)高度（2.2）單筋矩形截面縱向受拉鋼筋截面面積（2.3）板配筋計(jì)算結(jié)果如表2.1。表2.1板的正截面受彎承載力計(jì)算截面A1B2CM(KN?m)-1.922.19-2.791.72-1.97αs0.0210.0240.0300.0190.022ξ0.0210.0240.030.0190.022As(mm2)89.0101.69127.1180.5093.21選配鋼筋Φ8@200Φ8@200Φ8@200Φ8@200Φ8@200實(shí)配面積2512512512512512.4次梁的設(shè)計(jì)2.4.1次梁的荷載設(shè)計(jì)值樓蓋次梁的從屬面積小于50㎡，可變荷載不考慮從屬面積的荷載折減。板傳來永久荷載4.19×2.2=9.22KN/m次梁自重0.2×（0.5-0.1）×25×1.2=2.40KN/m次梁粉刷0.02×（0.5-0.1）×2×17×1.2=0.33KN/m填充墻自重0.12×（3.3-0.5）×5.5×1.2=2.22KN/m填充墻粉刷0.02×（3.3-0.5）×17×2×1.2=2.28KN/m小計(jì)g=16.45KN/m永久荷載設(shè)計(jì)值g=16.45KN/m可變荷載設(shè)計(jì)值q=4.2×2.2=9.24KN/m荷載總設(shè)計(jì)值g+q=16.45+9.24=25.69KN/m2.4.2次梁的計(jì)算簡圖按塑性內(nèi)力重分布設(shè)計(jì)。主梁截面為300mm×650mm。計(jì)算跨度：邊跨中間跨次梁的計(jì)算簡圖如圖2.3。圖2.3次梁計(jì)算簡圖2.4.3次梁的內(nèi)力計(jì)算連續(xù)梁考慮塑性內(nèi)力重分布的彎矩計(jì)算系數(shù)αm取值為端支座-1/24邊跨跨中1/14離端第二支座-1/11離端第二跨中1/16中間支座-1/14中間跨跨中1/16故各控制截面的彎矩設(shè)計(jì)值為連續(xù)梁考慮塑性內(nèi)力重分布的剪力計(jì)算系數(shù)αv取值為端支座內(nèi)側(cè)0.50離端第二支座外側(cè)0.55離端第二支座外側(cè)0.55中間支座外側(cè)0.55中間支座內(nèi)側(cè)0.55故各控制截面的剪力設(shè)計(jì)值為2.4.4次梁的承載力計(jì)算正截面受彎承載力正截面受彎承載力計(jì)算時，支座截面按矩形截面計(jì)算，跨內(nèi)按T形截面計(jì)算，翼緣寬度b′f為下列三式中的最小值:（2.4）（2.5）（2.6）b′f——T形截面受彎構(gòu)件受壓區(qū)的翼緣寬度Sn——縱肋凈距h′f——T形截面受彎構(gòu)件受壓區(qū)的翼緣高度故b′f=min{6000/3，200+2000，200+12×100}=1400mm。取除支座B截面縱向鋼筋按兩排布置外，其余截面均布置一排。環(huán)境類別一級，C30混凝土，梁的最小保護(hù)層厚度c=20mm。假定箍筋直徑10mm，縱向鋼筋直徑20mm，則一排縱向鋼筋h0=500-20-10-20/2=460mm二排縱向鋼筋h0=460-25=435mmC30混凝土，強(qiáng)度影響系數(shù)βc=1.0,抗拉強(qiáng)度ft=1.43N/mm2?？v向鋼筋采用HRB400。由公式（2.7）及（2.8）判斷T形截面類型：第一類T形截面（2.7）第二類T形截面（2.8）因?yàn)楣士鐑?nèi)截面均屬于第一類截面。截面承載力計(jì)算過程如表2.2。T形截面正截面受彎承載力的計(jì)算系數(shù)為：截面抵抗矩系數(shù)（2.9）單筋矩形截面縱向受拉鋼筋截面面積（2.10）表2.2次梁正截面受彎承載力計(jì)算截面A1B2CM(KN?m)-34.7859.62-75.8852.17-59.62αs0.0570.0140.140.0120.099ξ0.0590.0190.1510.0120.104As(mm2)215.61486.04521.83306.97380.06選配鋼筋2C142C185C143C143C14實(shí)配面積308509770462462計(jì)算結(jié)果表明，支座截面的ξ<0.35,符合塑性內(nèi)力重分布的原則；配筋率ρ=As/(bh)=308/(200×500）=0.31%，此值大于0.45ft/fy=0.45×1.43/360=0.18%,同時大于0.2%，滿足最小配筋率要求。斜截面受剪承載力斜截面受剪承載力計(jì)算包括：截面尺寸的復(fù)核、腹筋計(jì)算和最小配箍率驗(yàn)算。（1）驗(yàn)算截面尺寸：腹板高度hw=h0-h′f=435-100=335mmhw/b=335/200=1.67<4,截面尺寸按公式（2.11）進(jìn)行驗(yàn)算：當(dāng)hw/b<4時，應(yīng)滿足：（2.11）因?yàn)?.25βcfcbh0=0.25×1.0×14.3×200×435=311KN>Vmax=80.54KN,滿足要求。（2）計(jì)算所需腹筋：采用C6雙肢箍筋，計(jì)算支座B左側(cè)截面。由公式（2.12）（2.12）得箍筋間距按構(gòu)造要求配置箍筋即可。因?yàn)榇瘟焊叨却笥?00mm，應(yīng)沿梁全長配置構(gòu)造箍筋?！痘炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》表9.2.9，取構(gòu)造箍筋為C6@300。調(diào)幅后受剪承載力應(yīng)加強(qiáng)，梁局部范圍內(nèi)將計(jì)算的箍筋面積增加20%或箍筋間距減小20%?，F(xiàn)調(diào)整箍筋間距，s=0.8×300=240mm。（3）驗(yàn)算配箍率下限值：彎矩調(diào)幅時要求的配箍率下限為：0.3ft/fyv=0.3×1.43/360=0.12%。實(shí)際配箍率按公式（2.13）計(jì)算：配箍率（2.13）Asv——配置在同一截面內(nèi)箍筋各肢得全部截面面積；n——同一截面內(nèi)箍筋的肢數(shù)Asv1——單肢箍筋的截面面積s——沿構(gòu)件長度方向箍筋的間距計(jì)算得實(shí)際配箍率為56.6/(200×240）=0.12%，滿足要求。3框架結(jié)構(gòu)布置及計(jì)算簡圖3.1框架梁和框架柱截面尺寸3.1.1框架梁尺寸框架梁截面高度滿足h=（1/12~1/8)l0，寬度滿足b=(1/2~1/3)h,所以框架梁截面尺寸為：橫向框架梁hb=550~825mm，取650mm；縱向框架梁hb=500~750mm，取650mm；梁寬統(tǒng)一取b=300mm。3.1.2框架柱尺寸本工程為現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，8度設(shè)防，高度小于30m,設(shè)計(jì)地震分組為第一組，2類場地，取底層中柱估算柱尺寸，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)荷載Q=14KN/m2。按軸壓比要求估算框架柱截面尺寸框架底層中柱的承受荷載面積為S=6.6×6.0=39.6m2框架柱選用C30混凝土，，框架抗震等級為二級，軸壓比限值=0.75。框架柱軸向壓力設(shè)計(jì)值N按公式（3.1）進(jìn)行估算：（3.1）γg——豎向荷載分項(xiàng)系數(shù)，取1.3；Q——樓層單位面積上的豎向荷載；S——框架柱的受荷面積；n——樓層數(shù)；α1——考慮水平力產(chǎn)生的附加系數(shù)；α2——邊角柱軸向力增大系數(shù)，對于中柱，取1.0；β——柱由框架梁與剪力墻連接時，柱軸力折減系數(shù)，對于框架結(jié)構(gòu)，取1.0；計(jì)算得框架柱軸向壓力設(shè)計(jì)值N=1.3×14×39.6×6×1.15×1×1=4972.97KN框架柱截面面積Ac=bc×hc≥N/(μN(yùn)fc)=4927.97×103/(0.75×14.3）=463680mm2故柱截面暫取為680mm×680mm。校核框架柱截面尺寸是否滿足構(gòu)造要求①矩形截面框架柱的高度和寬度，在抗震等級為一、二、三級且層數(shù)超過兩層時不宜小于400mm,符合要求。②截面長寬比不宜大于3，符合要求。3.2框架梁和框架柱線剛度取軸線④處橫向框架作為算例。初步設(shè)計(jì)基礎(chǔ)頂面離室外地面500mm,室內(nèi)地面距室外地面500mm,則底層層高h(yuǎn)=3.3+0.5+0.5=4.3m混凝土的彈性模量Ec=3.0×104N/mm2。3.2.1框架梁柱的截面慣