1、 第六章 截面設(shè)計 第六章 截面設(shè)計6.1框架梁以第一層AB框架梁的計算為例，說明計算方法和步驟。6.1.1 梁的最不利內(nèi)力組合根據(jù)第五章的計算，梁的最不利內(nèi)力如下：跨間：Mmax=54.80KNm支座A：Mmax=-234.6KNm支座B：Mmax=-184.56KNm V=96.83KN（調(diào)整后）6.1.2梁的正截面受彎承載力計算抗震設(shè)計中，對于樓面現(xiàn)澆的框架結(jié)構(gòu)，梁支座負彎矩按矩形截面計算縱筋數(shù)量，跨中正彎矩按T形截面計算縱筋數(shù)量?？缰薪孛娴挠嬎銖澗?，應(yīng)取該跨的跨間最大彎矩或支座彎矩與1/2簡支梁彎矩之中的較大者，依據(jù)上述理論，得：（1）考慮跨間最大彎矩處按T形截面設(shè)計，翼緣計算寬度按跨

2、度考慮，=l/3=2000mm；按翼緣厚度考慮時，=b=300mm。所以可取2000mm。=100mm。辦公樓屬一類環(huán)境，梁保護層厚度c=20mm， h0=600-20-10-=560mm。=1.014.320001000（560-50）10-6 =1573KNm=54.80KNm可按第一類T形截面進行計算。=0.006=1-=0.006=0.5（1+0.994）=0.997實配鋼筋216，=402mm2。=0.22=0.45=0.451.43/300=0.215，且，滿足要求。梁端截面受壓區(qū)相對高度： =0.075=0.576滿足抗震設(shè)計要求。(2)考慮兩支座處A支座負彎矩比較大，可將下部跨

3、間截面的216鋼筋伸入支座，作為支座負彎矩作用下的受壓鋼筋，=402mm2，再計算相應(yīng)的受拉鋼筋，B支座負彎矩較小，可不必伸入。1）支座A上部：=0.127=0.136=0.932實配鋼筋：422，=1520mm2。=0.84=0.45=0.451.43/300=0.215，且，滿足要求。2）支座B上部：=0.139=0.150=0.925實配鋼筋：420，=1256mm2。=0.70=0.45=0.451.43/300=0.215，且，滿足要求。其他各梁正截面受彎承載力計算見表6-1。6.1.3梁的斜截面受剪承載力計算（1）驗算截面尺寸=560mm=560/300=1.874=0.251.0

4、14.3300560=600.6kN96.83kN可知，截面符合條件。（2） 驗算是否需要計算配置箍筋箍筋選用HPB300鋼筋，270N/mm2。0.71.43300560=168.17kN96.83kN故可按構(gòu)造要求配置箍筋：加密區(qū)配置28100，非加密區(qū)配置28200。加密區(qū)長度取1.5h=900mm。（3）梁斜截面受剪承載力計算=250.3/（300200）=0.17=0.241.43/270=0.13滿足構(gòu)造要求。其他各梁斜截面受彎承載力計算見表6-2。表6-2中1層BC跨需按計算配筋（只配箍筋），計算過程如下：=取101mm即配置雙肢8的箍筋，間距可取100mm。其他各層框架梁配筋見

5、表6-1和表6-2。- 15 -表6-1 框架梁縱筋配筋表樓層截面M(kNm) 實配鋼筋(mm2)配筋率（%） 5A支座-57.20 0.043 0.043 348.01 216(402)0.22 AB跨間64.33 1515.80 M0.007 0.007 384.29 216(402)0.22 B支座左-49.89 0.037 0.038 302.71 216(402)0.22 B支座右-22.57 0.061 0.063 215.72 212(226)0.28 BC跨間-10.46 377.52 M0.007 0.007 97.20 214(308)0.39 4A支座-123.65 0.

6、092 0.097 773.33 318(763)0.42 AB跨間90.86 1515.80 M0.010 0.010 543.60 316(603)0.34 B支座左-111.59 0.083 0.087 694.29 318(763)0.42 B支座右-47.09 0.127 0.136 467.89 218(509)0.64 BC跨間-12.87 377.52 M0.009 0.009 119.65 212(226)0.28 3A支座-143.01 0.106 0.113 902.03 320(924)0.51 AB跨間45.21 1573.00 M0.005 0.005 269.79

7、 216(402)0.22 B支座左-123.02 0.091 0.096 769.19 318(763)0.42 B支座右-57.06 0.154 0.168 576.79 316(603)0.75 BC跨間-8.18 400.40 M0.006 0.006 75.91 212(226)0.28 2A支座-179.48 0.133 0.144 1151.08 322(1140)0.63 AB跨間45.03 1573.00 M0.005 0.005 268.72 216(402)0.22 B支座左-150.92 0.112 0.119 955.28 320(942)0.52 B支座右-69.8

8、8 0.189 0.211 723.27 318(763)0.95 BC跨間-5.09 400.40 M0.003 0.003 47.21 212(226)0.28 1A支座-234.61 0.128 0.137 1500.54 422(1520)0.84 AB跨間54.80 1573.00 M0.006 0.006 327.21 216(402)0.22 B支座左-186.54 0.139 0.150 1200.35 420(1256)0.70 B支座右-88.85 0.240 0.278 955.76 320(924)1.18 BC跨間-6.45 400.400 M 0.004 0.004

9、 59.83 216(402)0.50 表6-2 框架梁箍筋計算表樓層梁跨最不利剪力V/REV(kN) (kN) 是否按計算配筋選用箍筋 加密區(qū)實配鋼筋非加密區(qū)實配鋼筋5AB71.31 600.6滿足168.168按構(gòu)造28100320.88滿足2810028200BC19.96 600.6滿足72.072按構(gòu)造28100170.244滿足28100282004AB117.62 600.6滿足168.168按構(gòu)造28100320.88滿足2810028200BC41.27 600.6滿足72.072按構(gòu)造28100170.244滿足28100282003AB69.33 600.6滿足168.1

10、68按構(gòu)造28100320.88滿足2810028200BC53.31 600.6滿足72.072按構(gòu)造28100170.244滿足28100282002AB79.94 600.6滿足168.168按構(gòu)造28100320.88滿足2810028200BC66.82 600.6滿足72.072按構(gòu)造28100170.244滿足28100282001AB95.94 600.6滿足168.168按構(gòu)造28100320.88滿足2810028200BC84.33 600.6滿足72.072按計算28100170.244滿足28100282006.2框架柱6.2.1 柱截面尺寸驗算根據(jù)抗震規(guī)范，對于三級

11、抗震等級，剪跨比宜大于2，軸壓比小于0.85，表6-3給出了框架柱各層剪跨比和軸壓比計算結(jié)果。注意：表中的Mc、Vc和N都不應(yīng)考慮抗震調(diào)整系數(shù)，由表可見，各柱的剪跨比和軸壓比均滿足規(guī)范要求。表6-3 邊柱的剪跨比和軸壓比驗算柱號樓層B(mm)h0(mm)Fc(N/mm2)Mc(kNm)Vc(kN)N(kN) A柱550047014.393.27 10.04 437.01 19.76 0.12 450047014.392.14 30.07 924.65 6.52 0.26 350047014.3117.16 48.49 1357.96 5.14 0.38 250047014.3138.24 54

12、.92 1792.33 5.35 0.50 150047014.3223.79 67.98 2225.04 7.00 0.62 B柱550047014.394.01 21.36 454.69 9.37 0.13 450047014.3131.88 50.40 1041.18 5.57 0.29 350047014.3135.54 75.64 1575.29 3.81 0.44 250047014.3160.74 86.04 2108.48 3.97 0.59 150047014.3246.06 102.68 2641.30 5.10 0.74 6.2.2 柱正截面承載力計算以底層柱子為例說明，

13、根據(jù)A柱內(nèi)力組合表，近似取支座中心處彎矩，并與柱端組合彎矩比較后，選出最不利內(nèi)力進行配筋。（1）最不利組合一 (調(diào)整后)：=-232.75kNm， N=1328.19kNM1=186.85kNm1)考慮二階效應(yīng)的偏心距設(shè)=40mm，=-=450-40=410mm。附加偏心距取20mm和偏心方向截面尺寸的1/30兩者中的較大值，即：450/30=15mm，故取20mm軸向力對截面重心的偏心距=M/N=232.75106/（1328.19103）=175.24mm 初始偏心距：=+=175.24+20=195.24mm。柱的計算長度，根據(jù)規(guī)范，對于現(xiàn)澆樓蓋的底層柱=H=4.75m，其它層取=1.2

14、5H=1.253.2=4m=0.5/N=0.514.34502/（1328.19103）=1.091.0，取=1.0=1+=1+(4750/450)21.0/（1300195.24/410）=1.18=0.7+0.3186.85/232.75=0.940.941.18232.75=258.3kNm258.3106/（1328.19103）=194.48mm=+=194.48+20=214.48mm2）配筋計算軸向力作用點至受拉鋼筋合力點之間的距離：=+h/2-=214.48+450/2-40 =399.48mm，可取400mm。若按對稱配筋考慮，應(yīng)有 =，=1.014.30.554504102

15、=1451.09kN=1328kN滿足對稱配筋大偏心受壓的條件。1328190/(1.014.3450)=206mm2=80mm=（2） 最不利組合二：=2225.04kN， M=6.58kNm，M1=13.18kNm此組內(nèi)力是非地震組合情況，且無水平荷載效應(yīng)，故不必進行調(diào)整，且取軸向力對截面重心的偏心距=M/N=6.58106/（2225.04103）=2.96mm 初始偏心距：=+=3+20=23mm=0.5/N=0.514.34502/（2225.04103）=0.65=1+=1+(4750/450)21.0/（130023/410）=2.53=0.7+0.36.58/13.18=0.8

16、50.852.536.58=14.14kNm14.14106/（2225.04103）=6.35mm=+=6.35+20=26.35mm2）配筋計算軸向力作用點至受拉鋼筋合力點之間的距離： =+h/2-=26.35+450/2-40 =211.35mm，可取212mm。若按對稱配筋考慮，應(yīng)有 =，=1.014.30.554504102=1451.09kN2225.04kN(安全)6.2.3柱斜截面受剪承載力計算以底層A柱為例，計算過程如下，由前可知，上柱柱端彎矩設(shè)計值：=186.85kNm，=232.75kNm框架柱的剪力設(shè)計值：V=108.28kN驗算截面尺寸：/b=410/450=0.91

17、4V=108.28kN0.25=0.251.014.3450410=659.59kN所以截面尺寸符合要求。驗算截面是否需要按計算配置箍筋：=4750-600=4150mm。=5.06，取=30.3=0.314.3450 410 =791.51kNN=2225.04kN故取N=791.51kN。 =0故該層柱應(yīng)按構(gòu)造配置箍筋。查表得，最小配筋率特征值=0.11，則最小配筋率=/=0.1114.3/270=0.583柱端加密區(qū)的箍筋選用雙肢8200和附加箍筋：根據(jù)構(gòu)造要求取非加密區(qū)箍筋為雙肢8200。加密區(qū)的范圍：底層柱上端加密區(qū)為(4750-600)/6=691.67mm，取700mm；非加密區(qū)

18、還應(yīng)滿足10d=200mm，故箍筋取雙肢8200。其他各層配筋過程見表6-4。表6-4 A柱配筋計算樓層54321內(nèi)力組合 |M|maxNmax Nmin |M|maxNmax Nmin |M|maxNmax Nmin |M|maxNmax Nmin |M|maxNmax Nmin M(kNm)74.35 45.69 69.95 106.06 26.20 97.54 115.59 21.86 93.73 138.47 27.93 110.59 232.75 6.58 151.97 M1(kNm)61.31 43.15 56.38 87.30 38.51 73.71 111.00 18.71 9

19、5.89 133.30 24.88 112.62 186.85 13.18 179.04 N(kN)237.93 437.0237.93 582.99 924.65 582.99 838.98 1357.9838.98 1086.31792.31086.31328.2 2225.01316.67 lc(mm)4000 4000 4000 4000 4750 e0(mm)312.50 104.56 293.99 181.93 28.34 167.31 137.77 16.10 111.72 127.47 15.58 101.80 175.24 2.96 115.42 ea(mm)20.00 20

20、.00 20.00 20.00 20.00 20.00 20.00 20.00 20.00 20.00 20.00 20.00 20.00 20.00 20.00 ei=ea+ea(mm)332.50 124.56 313.99 201.93 48.34 187.31 157.77 36.10 131.72 147.47 35.58 121.80 195.24 22.96 135.42 l0/h8.89 0.00 0.00 8.89 0.00 0.00 8.89 0.00 0.00 8.89 0.00 0.00 10.56 0.00 0.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00

21、1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 0.81 1.00 1.00 0.65 1.00 1.07 1.00 1.00 1.12 1.00 1.00 1.16 1.00 1.00 1.17 1.00 1.00 1.18 1.00 1.00 Cm0.95 0.98 0.94 0.95 1.14 0.93 0.99 0.96 1.01 0.99 0.97 1.01 0.94 1.30 1.05 M75.72 44.93 65.88 112.83 29.89 90.39 132.25 20.92 94.38 160.06 27.02 111.20 258.39 8.56 160.09 e0

22、(mm)318.24 102.81 276.88 193.53 32.33 155.05 157.63 15.40 112.49 147.34 15.07 102.36 194.54 3.85 121.59 ei=e0+ea(mm)338.24 122.81 296.88 213.53 52.33 175.05 177.63 35.40 132.49 167.34 35.07 122.36 214.54 23.85 141.59 Nb（kN） 1451 1451 1451 1451 1451 1451 1451 1451 1451 1451 1451 1451 1451 1451 1451 偏

23、心性質(zhì)大大大大大大大大大大小大大小大e(mm)523.24 307.81 481.88 398.53 237.33 360.05 362.63 220.40 317.49 352.34 220.07 307.36 399.54 208.85 326.59 0.090 0.166 0.090 0.221 0.350 0.221 0.318 0.515 0.318 0.412 0.679 0.412 0.503 0.843 0.499 x36.975 67.911 36.975 90.596 143.6990.596 130.38211.03130.39168.81278.52168.814 20

24、6.400 345.772 204.610 公式選擇x2asx2asx2asx2asx2asx2asx2asx2asx2asx2asx2asx2asAs（x2as)177.68 -839.-24.44 134.71 -1028-206.5261.74 -178.41 1109.74 224.11 As 369 369 369 369 369 369 369 369 369 369 369 369 1110 369 369 實配鋼筋(mm2)416(804)416(804)416(804)416(804)416(804)416(804)416(804)416(804)416(804)416(80

25、4)416(804)416(804)416(804)416(804)416(804)表6-4 B柱配筋計算樓層54321內(nèi)力組合 |M|maxNmax Nmin |M|maxNmax Nmin |M|maxNmax Nmin |M|maxNmax Nmin |M|maxNmax Nmin M(kNm)82.34 9.52 196.85 122.32 22.62 128.59 138.29 20.00 110.22 162.51 35.52 105.51 255.90 40.69 63.63 M1(kNm)73.776.12165.4102.8625.23127.1413516.8108.431

26、59.5122.982.62209.0438.3270.51N(kN)253.17 26411748.3713.99 1041.1 1399.21086.81575.21046.1 1476.11041.2699.25 1857.37 454.69 242.97 lc(mm)4000 4000 4000 4000 4750 e0(mm)325.22 3.60 112.60 171.31 21.73 91.90 127.24 12.69 105.36 110.10 34.12 150.89 121.00 89.49 261.88 ea(mm)20.00 20.00 20.00 20.00 20.

27、00 20.00 20.00 20.00 20.00 20.00 20.00 20.00 20.00 20.00 20.00 ei=ea+ea(mm)345.22 23.60 132.60 191.31 41.73 111.90 147.24 32.69 125.36 130.10 54.12 170.89 141.00 109.49 281.88 l0/h8.89 0.00 0.00 8.89 0.00 0.00 8.89 0.00 0.00 8.89 0.00 0.00 10.56 0.00 0.00 1.00 0.55 0.83 1.00 1.00 1.00 1.00 0.92 1.00

28、 0.98 1.00 1.00 0.78 1.00 1.00 1.07 1.00 1.00 1.13 1.00 1.00 1.17 1.00 1.00 1.19 1.00 1.00 1.19 1.00 1.00 Cm0.97 0.89 0.95 0.95 1.03 1.00 0.99 0.95 1.00 0.99 0.89 0.93 0.95 0.98 1.03 M85.52 8.50 187.42 131.65 23.40 128.16 160.54 19.04 109.68 191.98 31.73 98.64 288.83 39.98 65.69 e0(mm)337.82 3.22 10

29、7.20 184.39 22.48 91.59 147.71 12.09 104.84 130.06 30.48 141.07 155.50 87.93 270.38 ei=e0+ea(mm)357.82 23.22 127.20 204.39 42.48 111.59 167.71 32.09 124.84 150.06 50.48 161.07 175.50 107.93 290.38 Nb（kN） 1451 1451 1451 1451 1451 1451 1451 1451 1451 1451 1451 1451 1451 1451 1451 偏心性質(zhì)大小小大大大大小大小大大小大大e(mm)542.82 208.22 312.20 389.39 227.48 296.59 352.71 217.09 309.84 335.06 235.48 346.07 360.50 292.93 475.38 0.096 1.001 0.663 0.271 0.395 0.530 0.412 0.5