土木工程毕业论文工程设计框架结构

第八章截面设计

框架梁截面设计及构造要求

构造要求

为保证梁有足够的受弯承载力，以耗散地震能量，防止脆断，其纵向受拉钢筋的配筋率不应小于下表规定的数值。同时，梁端纵向受拉钢筋的配筋率不应大于%。

框架梁的两端箍筋加密区范围内，纵向受压钢筋和纵向受拉钢筋的截面面积的比值除应按计算确定外，还应符合下列要求：

一级抗震等级'/0.5

A A≥

s s

二、三级抗震等级'/0.3

A A≥

s s

这是因为梁端配置一定数量的受压钢筋可减小混凝土受压区高度，提高梁端塑性铰的延性。

框架梁中箍筋构造要求：

为保证在竖向荷载级水平地震作用下框架梁端的塑性铰有足够的受剪承载力，也为了增加箍筋对混凝土的约束作用，以保证梁铰型延性机构

的实现，梁中箍筋的配置应符合下列规定：

⑴. 梁端箍筋的加密区长度、箍筋最大间距和最小直径应按下表采用，当梁端纵向受拉钢筋配筋率大于2%时，表中箍筋最小直径应增大2mm ；

表 抗震框架梁端箍筋加密区的长度、箍筋最大间距和最小直径

注：d 为纵筋直径，b h 为梁高。

⑵.第一个箍筋应设置在节点边缘50mm 以内；

⑶.梁箍筋加密区内的箍筋肢距：一级不宜大于200mm 和20倍箍筋直径的较大值，二、三级不宜大于250mm 和20倍箍筋直径的较大值，四级不宜大于300mm ；

⑷. 沿全长箍筋的配筋率SV ρ应符合下列规定： 二级抗震等级 0.28/SV t yv f f ρ≥

⑸.非加密区的箍筋最大间距不宜大于加密区箍筋间距的2倍； 当考虑地震作用时，结构构件的截面设计采用下式：

RE

R

S γ≤

式中：S —地震作用效应与其他荷载效应的基本组合；

R —结构构件的承载力；

RE γ—承载力抗震调整系数。

在截面配筋时，组合表中的内力与地震力组合，均应乘以RE γ后，在与静力的内力进行比较，挑选出最不利的内力进行配筋。本设计以首层AB 跨为例说明横向框架梁的设计过程。 梁的正截面受弯承载力计算

根据梁的正截面受弯承载力计算确定梁上部和下部的纵向受力钢筋用量。

设计时，先根据跨间最大正弯矩值计算下部受拉钢筋截面面积。因为现浇钢筋混凝土楼盖，按T 形截面计算，然后将一部分钢筋伸入支座，作为支座截面承受负弯矩时的受压钢筋，按双筋矩形截面计算上部受拉钢筋。

框架梁混凝土采用C35，c 16.7f =2kN /m ， 1.57t f =2kN /m ，其截面尺寸为b ×h=300×600,采用双排筋，取60mm s d =，2300N mm y f =。

图 梁的截面选取图

从梁的内力组合表中分别选出AB 跨跨间截面的最不利内力。

0.75384.74288.56kN m RE A M γ=⨯=⋅ 0.75291.76288.56kN m RE B M γ=⨯=⋅

跨间弯矩作用下，梁下部受拉，截面按单筋T 形截面计算。

根据《混凝土结构设计规范》T 形截面翼缘计算宽度：①当按跨度考虑时，f b '=3/l =6800/3=2267mm ；②按梁（纵肋）净距n S 考虑，f b '=n

S b +=300+6500=6800mm ；③按翼缘厚度考虑时，0h =s a h -=600-60=540mm ，

0/h h f '=120/540=＞，则此种情况不起控制作用，故取f b '=2267mm 。

)2

(01f f f c h h h b f '-

''α=××2267×120×（540-120/2）×610-

= m kN ⋅＞kN m ⋅

故属第一类T 形截面。

2

01h b f M

f c s '=αα=62164.82100.0151.016.72267540

⨯=⨯⨯⨯ AB 跨梁正截面配筋计算见表

表 梁配筋计算

截 面

梁左端Ⅰ-Ⅰ 胯间Ⅱ-Ⅱ

梁右端Ⅲ-Ⅲ +

－

+

－

弯矩设计值

2

10

s c M

f bh αα=

112s ξα=--

10c s y

f bh A f αξ

=

选配钢筋 322+2

25

222+5

25 322+2

25 422 222+2

25

实配钢筋s A

2122 3214

2122

1520 1742

跨中最小配筋率：55t y f f =，0min

h h

ρ=%×600540=% 支座处最小配筋率：65t y f f =，0min h h

ρ=%×600540

=% 均满足最小配筋率要求。 梁的斜截面承载力验算

AB 跨：

A RE V γ=kN <02.0bh f c c β=×××300×540=kN ，故截面尺寸满足承载力

要求。

梁端加密区箍筋取4肢φ8@100，箍筋采用HPB235级钢筋，

2210N mm y f =

0025.142.0h s

A f bh f sv

y

t +=××300×540+×210×201/100×540=kN ＞kN

满足抗剪要求。

抗震设计规范规定，二级抗震等级梁端加密区长度为max b h ,500)，b

h 为梁截面高度，则本设计中AB 跨横向跨间梁的加密区长度为⨯=900mm ，非加密区箍筋取4肢φ8@200，箍筋设置满足设计要求。

同时，沿梁全长箍筋配箍率

100

300201

1

⨯==

bs A sv sv ρ=% 200300201

2

⨯==

bs A sv sv ρ=%＞yv

t f f 24.0=%