内力组合,配筋
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用于承载力计算的框架梁非抗震基本组合表(第四层 BF 框架梁)
截 楼面内 层 位力
置
荷载类型
恒载
活载
风载
永久荷载控制组
+×
可变荷载控制 合
组合
(
)
左风 右风 左风 右风
+
+
M 左
V
3中 M
3
V
M 右
V
: 注 1.表中弯矩单位是,剪力单位是 kN。
3、地震作用效应和其他荷载效应的基本组合 对一般结构,风荷载组合值系数为 0,所以地震作用效应和其他荷载
M 左
V M 中 V M 右 V M 左 V M 中 V M 右 V M 左 V M 中 V M 右 V
活载
风载 左风 右风
地震荷载 左震 右震
: 注 1.表中弯矩单位是,剪力单位是 kN。
Hale Waihona Puke Baidu
2、非抗震设计时的基本组合 非抗震设计时的基本组合是考虑恒荷载、活荷载和风荷载三种荷载效
应的组合。组合过程列于下表:
梁跨中截面:+Mmax 及相应的 V(正截面设计),有时需组合-M。 梁支座截面:-Mmax 及相应的 V(正截面设计),Vmax 及相应的 M (斜截面设计),有时需组合+Mmax。 框架柱的控制截面通常是柱上、下梁端截面。柱的剪力和轴力在 同一层柱内变化很小,甚至没有变化,而柱的梁端弯矩最大。同一端 柱截面在不同内力组合时,有可能出现正弯矩或负弯矩,考虑到框架 柱一般采用对称配筋,组合时只需选择绝对值最大的弯矩。框架柱的 控制截面最不利内力组合有以下几种: 柱截面:|Mmax|及相应的 N、V;
地震荷载
左震
右震
M
柱顶 N
V 3
M
柱底 N
V
: 注 1.表中弯矩单位是,剪力单位是 kN。 2、 非抗震设计时的基本组合
非抗震设计时的基本组合是考虑恒荷载、活荷载和风荷载三种荷载效应 的组合。弯矩和轴力组合过程列于下表:
用于承载力计算的框架柱非抗震弯矩和轴力基本组合表(三层 A 轴)
荷载类型
楼 截面 内 层 位置 力 恒载
效应的基本组合只考虑重力荷载代表值和水平地震作用两种荷载效应的 组合。组合过程见下表:
用于承载力计算的框架梁抗震基本组合表(第四层 BF 框架梁)
楼层 3
截 面内 位力 置
M 左
V M 中 V M 右 V
荷载类型
重力荷 地震荷载
载
左震
右震
: 注 1.表中弯矩单位是,剪力单位是 kN。
2.对于受弯混凝土梁,受弯时,承载力抗震调整系数
+ 左震
右震
4、荷载效应的标准组合 荷载效应的标准组合是考虑非抗震设计时的恒荷载和活荷载的组合。
组合过程列于下表:
用于正常使用极限状态验算的框架梁标准组合表(第四层 BF 框架梁)
楼 层
3
截
荷载类型
面 内力
位
恒载
置
M 左
V
M 中
V
M 右
V
: 注 1.表中弯矩单位是,剪力单位是 kN。
活载
三、框架柱的内力组合 选择第三层 A 轴线框架柱为例进行内力组合,考虑恒荷载、活荷载、重
截面位 置
()
As( )
= As
Ate ()
ρte=As/ ψ
Ate
αcr
deq
ωmax
左
1206
75000
16
支端
座右
923
75000
14
端
跨中
1777
75000
由上知道框架梁支座和跨中的最大裂缝宽度均小于,满足裂缝宽度要求。
二、框架梁抗震截面设计
1、选择最不利组合内力
由框架梁 BF 内力抗震组合知抗震设计时框架梁弯矩的最不利内力有一
活载
风载
+× (
可变荷载控 永久荷载控制组
制组合
合
)
左风 右风 左风 右风
+
+
M 柱顶
N 3
M 柱底
N
: 注 1.表中弯矩单位是,剪力单位是 kN。
用于承载力计算的框架柱非抗震剪力基本组合表(三层 A 轴)
荷载类型
楼 截面 内 层 位置 力 恒载
活载
风载
+× (
可变荷载控 永久荷载控制组
制组合
合
)
截面类型: 矩形 截面宽度: b=250mm 截面高度: h=600mm (2) 材料信息 混凝土等级: C30 fc=mm2 ft=mm2 箍筋种类: HPB235 fyv=210N/mm2 箍筋间距: s=200mm 最小配箍率: ρmin=*ft/fyv=*360=% 纵筋合力点至近边距离: as=35mm (3)荷载信息 V= (4)设计参数 结构重要性系数: γo= (5) 计算截面有效高度和腹板高度 ho=h-as=600-35=565mm hw=ho=565mm
种组合,具体列于下表
抗震设计时的最不利内力
楼层 截面位置
内力
抗震组合(左震)
抗震组合(右震)
M
3
左端
V
跨中
M
M 右端
V
: 注 1.表中弯矩单位是,剪力单位是 kN。
2、框架梁正截面受弯承载能力计算
第四层 BF 框架梁:
(1) 几何参数
截面类型: 矩形
截面宽度: b=250mm
截面高度: h=600mm
.
V(kN)
斜截面受剪承载能力及配箍计算详见下表: 第四层 BF 框架梁斜截面受剪承载能力计算(抗震设计)
截
面
V(kN)
位
(kN)
Asv/s= /
实配加密 实配非加
区四肢箍 密区四肢
ρ
筋
箍筋
0.26 ft 加密区 f yv 长度
置
(Asv/s) (Asv/s)
左
8@100
8@150
%
%
900
端
右
8@100
载+风载)。 (2)地震作用效应和其他荷载效应的基本组合。 考虑重力荷载代表值、风载和水平地震组合(对一般结构,风载组 合系数为 0):×重力荷载+×水平地震。 (3)荷载效应的标准组合 荷载效应的标准组合:×恒载+×活载。
二、框架梁内力组合 选择第四层 BF 框架梁为例进行内力组合,考虑恒载、活载、重力荷载代
Nmax 及相应的 M、V; Nmin 及相应的 M、V; Vmax 及相应的 M、N; |M|比较大(不是绝对最大),但 N 比较小或 N 比较大(不是绝对 最小或绝对最大)。 3、内力换算
梁支座边缘处的内力值: =M-V
=V-q
4、 荷载效应组合的种类 (1)非抗震设计时的基本组合 以永久荷载效应控制的组合:×恒载+××活载=×恒载+×活载; 以可变荷载效应控制的组合:×恒载+×活载; 考虑恒载、活载和风载组合时,采用简化规则:×恒载+××(活
V=vb
(
M
l b
M
r b
)
/
ln
VGb
进行调整,梁端剪力增大系数vb =。
VGb 是考虑地震作用组合时的重力荷载代表值产生的剪力设计值,可按简支梁
计算确定。则VGbl =
VGbr =
梁端面剪力“强剪弱弯”调整
截面
M
l b
()
M
r b
()
ln (m)
VGb (kN)
V
左端
右端
0
注:1 承载力抗震调整系数
(5) 计算截面有效高度
ho=h-as=600-35=565mm
(6) 计算相对界限受压区高度
ξb=β1/(1+fy/(Es*εcu))=(1+300/*105*)=
第四层 BF 框架梁正截面受弯承载能力计算(抗震设计)
M 截面位 置
ξ M/ b =1
As( ) As=M/
左 支端 座右
端
≤
921
≤
(%) =As/bh
(6)确定受剪面是否符合条件
当 hw/b=565/250=≤4 时
V≤*βc*fc*b*ho/γo
=***250*565/=
截面符合条件。
(7)确定是否需要按构造箍筋
*ft*b*ho/γo=**250*565/=<V=
需进行计算配置箍筋。
第四层 BF 框架梁斜截面受剪承载能力计算
最小配筋率: =max[%,(45 / )%]
=max[%,(45*300)%] =max%,%)=% 纵筋合力点至近边距离: as=35mm (3) 设计参数 结构重要性系数: γo= (4) 计算截面有效高度 ho=h-as=600-35=565mm (5) 计算相对界限受压区高度 ξb=β1/(1+fy/(Es*εcu))=(1+300/*105*)=
表值、风荷载和水平地震作用五种荷载。 1、内力换算和梁端负弯矩调幅根据式:
=M-V ;
=V-q
将框架梁轴线处的内力换算为梁支座边缘处的内力值,计算过程见下 表。(梁端负弯矩调幅系数为)
轴线处内力换算为梁支座边缘处内力值(BF 跨)
截面位置
重力荷 内力
载
恒载
轴 线 处 内 力
梁支 座边 缘处 内力
调幅 后梁 支座 边缘 处内 力
第四层 BF 框架梁正截面受弯承载能力计算
M 截面位 置
ξ M/ b =1
左 ≤
支端 座右
≤ 端
跨中
≤
As( ) As=M/
配筋
实配 As ()
1192
6 16 1206
860
6 14 923
4 18
1625
2 22 1777
由上表看出,各截面配筋率均大于最小配筋率,满足要求
3、框架梁斜截面受弯承载能力计算 (1) 几何参数
力荷载代表值、风荷载和水平地震作用五种荷载。 1、 控制截面的内力
对于框架柱,本设计直接采用轴线处的内力值,不换算成柱边缘截面的 内力值,这样算得的钢筋用量比需要的钢筋用量略微多一些。框架柱控 制截面的内力值详见下表:
第三层 A 轴线框架柱控制截面内力值
楼层
截面位
重力荷
内力
置
载
恒载
活载 风载 左风
右风
8@150
%
%
900
端
三、框架柱非抗震截面设计
1、框架柱正截面受弯承载力计算 (1)基本设计资料
第三层 A 轴线框架柱的截面尺寸为:400mm×400mm,混凝土等级为 C30, 纵向受力钢筋采用 HPB400 级,箍筋采用 HPB235 级。各材料参数如下:
一、
一般规定 1、两端负弯矩调幅
当考虑结构塑性内力重分布的有利影响,应在内力组合之前对竖 向荷载作用下的内力进行调幅(本设计梁端负弯矩调幅系数取),水平 荷载作用下的弯矩不能调幅。 2、控制截面
框架梁的控制截面通常是梁端支座截面和跨中截面。在竖向荷载 作用下,支座截面可能长生最大负弯矩和最大剪力;在水平荷载作用 下,支座截面还会出现正弯矩。跨中截面一般产生最大正弯矩,有时 也可能出现负弯矩。框架梁的控制截面最不利内力组合有一下几种:
用于正常使用极限状态验算的框架柱标准组合表
楼 截面 内 层 位置 力
荷载类型 恒载
M 柱顶
N 3
M 柱底
N
: 注 1.表中弯矩单位是,剪力单位是 kN。
活载
框架梁柱截面设计
一、 框架梁非抗震截面设计
1、选取最不利组合内力
非抗震设计时框架梁的最不利内力(四层 BF 框梁)
楼层
截面位置
内力
非抗震永久荷载控制组合
荷载类型
抗震组合
楼 截面 内
重力荷
层 位置 力
地震荷载
载
左震
右震
M
柱顶
N
3
M
3 柱底 N
柱身 V
: 注 1.表中弯矩单位是,剪力单位是 kN。
2.对于框架柱,偏压时承载力抗震调整系数
+ 左震
,受剪时
右震
.
4、 荷载效应的标准组合 荷载效应的标准组合是考虑非抗震设计时的恒荷载和活荷载的组
合。组合的过程列于下表:
左风 右风 左风 右风
+
+
3 柱身 V
: 注 1.表中弯矩单位是,剪力单位是 kN。
3、 地震作用效应和其他荷载效应的基本组合 对一般结构,风荷载组合值系数为 0,所以地震作用效应和其他荷
载效应的基本组合只考虑重力荷载代表值和水平地震作用两种荷载效应 的组合。弯矩和轴力组合过程列于下表:
用于承载力计算的框架柱抗震弯矩、轴力和剪力基本组合表(三层 A 轴)
M 左端
V
3
跨中
M
M 右端
V
: 注 1.表中弯矩单位是,剪力单位是 kN。 2、框架梁正截面受弯承载能力计算
(1) 几何参数
截面类型: 矩形
截面宽度: b=250mm
截面高度: h=600mm
(2) 材料信息
混凝土等级: C30 fc=mm2 ft=mm2
钢筋种类: HRB335 fy=300N/mm2
截面位置
V(kN)
(kN)
Asv/s= /
左端
右端
(8) 验算最小配箍率 ρ=Asv/(b*s)=201/(250*200)=% ρ=%≥ρmin=%,满足最小配箍率要求
实配四肢箍筋(Asv/s) 8@200 8@200
4、裂缝宽度验算 裂缝宽度验算是,要求各框架梁按荷载效应的标准组合并考虑长期作用影响 的最大裂缝宽度不大于裂缝宽度限值。弯矩采用正常使用极限状态下的荷载效应 组合值。裂缝宽度验算过程详见下表: 第四层 BF 框架梁裂缝宽度验算(非抗震设计)
(2) 材料信息
混凝土等级: C30 fc=mm2 ft=mm2
钢筋种类: HRB335 fy=300N/mm2
最小配筋率: ρmin=max,45*ft/fy)=max,45*300)=max,
=%
纵筋合力点至近边距离: as=35mm
(3) 受力信息
M=*m
(4) 设计参数
结构重要性系数: γo=
1034
配筋
实配 As ()
6 14 923 2 14
1112 4 16
(%) =As/bh
跨中
≤
1130
6 16 1206
表中配筋率均满足最小配筋率的要求。 3、框架梁斜截面受剪承载能力计算 为避免梁在完全破坏前发生剪切破坏,应按“强剪弱弯”的原则调整框架
梁端截面组合的剪力设计值。该框架梁的抗震等级为三级,框架梁端截面剪力设 计值 V,应按式: