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1、柱端弯矩值设计值的调整 一、二、三级框架的梁柱节点处，除框架顶层和柱轴压比小于者及框支梁与框支柱的节点外，柱端组合的弯矩设计值应符合下式的要求：ccbMM 式中，cM节点上下柱端截面顺时针或反时针方向组合的弯矩设计值之和，上下柱端的弯矩设计值可按弹性分析来分配;bM节点左右梁端截面反时针或顺时针方向组合的弯矩设计值之和；c柱端弯矩增大系数；二级框架为。为了避免框架柱脚过早屈服，一、二、三级框架结构的底层柱下端截面的弯矩设计值，应分别乘以增大系数、和。底层是指无地下室的基础以上或地下室以上的首层。以第二层中柱为例进行柱调整:B节点左、右梁端弯矩 338.24157.690.6 2291.05 K
2、N m 216.23137.690.6 2174.92 KN m B节点上、下柱端弯矩 269.15163.220.1252.83KN m 301.13163.61 0.6202.96KN m 252.83202.96455.79BMKN m柱 291.05174.92465.97BMKN m梁 0.99BBMM梁柱 1.1512.57BMKN m梁56.78BMKN m,在节点处将其按弹性弯矩分配给上、下柱端，即 252.83512.57283.56455.79MKN m上 202.96512.57228.24455.79MKN m下 0.8283.56226.85REMKN m上 0.82
3、28.24182.59REMKN m下 其他层柱端弯矩的调整用相同的方法，计算结果如下：表 7-3-1 横向框架 A 柱柱端组合弯矩设计值的调整 层次 5 4 3 2 1 截面 柱顶 柱底 柱顶 柱底 柱顶 柱底 柱顶 柱底 柱顶 柱底 RE ()ccbMM REN 表 7-3-2 横向框架 B 柱柱端组合弯矩设计值的调整 层次 5 4 3 2 1 截面 柱顶 柱底 柱顶 柱底 柱顶 柱底 柱顶 柱底 柱顶 柱底 RE ()ccbMM REN 8、截面设计 框架梁 这里以第一层的 AB 跨梁及第二层 AB 柱为例来计算 8.1.1 一层 AB 梁的正截面受弯承载力计算 （第一层 AB 梁）从梁
4、的内力组合表中选出 AB 跨跨间截面及支座截面的最不利内力，并将支座中心处的弯矩换算为支座边缘控制截面的弯矩进行配筋计算。A 支座：右震作用下内力最大 397.02155.090.6/2350.49AMkN m 0.75 350.49262.87REAMkN m B 支座：0.6338.24157.69290.922BMkN m 0.75290.92218.19REBMkN m 跨间弯矩取左震作用下，0.11xm处的截面 max248.11MKN m max0.75248.11186.08REMkN m 当梁下部受拉时，按 T 形截面来设计，当梁上部受拉时，按矩形截面来设计 翼缘的计算宽度：1
5、按计算跨度0l考虑 07.22500250033flbmmmm 2梁净距ns考虑 30034503750fnbbsmm 3按翼缘高度fh考虑 070035665shhmm 0/100/6650.150.1fhh 这种情况不起控制作用，故取2500fbmm 梁内纵向钢筋选400HRB级钢，(2360/yyffN mm)518.0b 下部跨间截面按单筋T形梁计算，因为：10100()1.0 16.72500 100(665)22fcffhf b hh 2567.6210.98kN mkN m 属第一类 T 型截面 62210186.08 100.010081.0 16.72500665scfMf
6、b h 11 20.010130.518sb 1020.01013 1.0 16.72500 665781360cfsyf b hAmmf 实际配筋取 3 根 20 的 HRB400(As=941mm2)9410.47%0.20%300 665sA，满足要求 跨中配筋率应大于20.0和ytff/45中的较大值。将下部跨间截面 3 根 20 的 HRB400 的钢筋伸入支座，作为支座负弯矩作用下的受压钢筋(As=941mm2)，再计算相应的受拉钢筋sA，即支座 A 上部：62262.87 10360 941665360.0221.0 16.7 300 665s 011 20.022270/665
7、0.105ssah 说明sA富裕，且达不到屈服，可近似取 620262.87 101159()360(66535)sysMAmmfha 实取4 20（21256 mmAs）支座lB上部 620218.19 1096221()360(66535)sysMAmmfha 实取4 20（1256sAmm），12560.63%0.25%300665 /941/12560.750.3ssAA，满足要求。8.1.2 梁斜截面受剪承载力计算 0137.700.200.2 1.0 16.7300665666.33REccVf bhKN 故截面尺寸满足要求。梁端加密区的箍筋取 2 肢1508，箍筋用235HPB级
8、钢2210/yvfN mm，则考虑地震作用组合的 T 形截面的框架梁，其斜截面受剪承载力应符合：0010.421.25svtyvREAVf bhfhs 即 000.421.25svtyvAf bhfhs 1010.42 1.43 300 665 1.25 210665150 237.36160.22KNKN 加密区长度取(1.51050,500)bh 中大值，则取1.05m非加密区的箍筋取2肢设置2008，箍筋设置满足要求。8.1.3二层 AB 梁的正截面受弯承载力计算（第二层 AB 梁）从梁的内力组合表中选出 AB 跨跨间截面及支座截面的最不利内力，并将支座中心处的弯矩换算为支座边缘控制截面
9、的弯矩进行配筋计算。A 支座：右震作用下内力最大 314.81 134.970.6/2274.32AMkN m 0.75274.32205.74REAMkN m B 支座：0.6275.73136.42205.742BMkN m 0.75234.80176.10REBMkN m 跨间弯矩取左震作用下，1.51xm处的截面 max226.81MKN m max0.75226.91170.11REMkN m 翼缘的计算宽度（如上）取2500fbmm 梁内纵向钢筋选400HRB级钢，(2360/yyffN mm)518.0b 下部跨间截面按单筋T形梁计算，因为：10100()1.0 16.72500
10、 100(665)22fcffhf b hh 2567.6210.98kN mkN m 属第一类 T 型截面 62210170.11 100.0092141.0 16.72500 665scfMf b h 11 20.0092560.518sb 1020.009256 1.0 16.72500 665714360cfsyf b hAmmf 实际配筋取 3 根 18 的 HRB400(As=941mm2)7630.38%0.20%300 665sA，满足要求 跨中配筋率应大于20.0和ytff/45中的较大值。将下部跨间截面 3 根 18 的 HRB400 的钢筋伸入支座，作为支座负弯矩作用下的
11、受压钢筋(As=763mm2)，再计算相应的受拉钢筋sA，即支座 A 上部：62205.74 10360 763665360.01481.0 16.7 300 665s 011 20.0149270/6650.105ssah 说明sA富裕，且达不到屈服，可近似取 620205.74 10907()360(66535)sysMAmmfha 实取4 18（21018sAmm）支座lB上部 620176.10 1077621()360(66535)sysMAmmfha 实取4 16（803sAmm），8030.40%0.25%300665 /803/10180.790.3ssAA，满足要求。8.1.
12、4 梁斜截面受剪承载力计算 0114.170.200.2 1.0 16.7300665666.33REccVf bhKN 故截面尺寸满足要求。梁端加密区的箍筋取 2 肢1508，箍筋用235HPB级钢2210/yvfN mm，则考虑地震作用组合的 T 形截面的框架梁，其斜截面受剪承载力应符合：0010.421.25svtyvREAVf bhfhs 即 000.421.25svtyvAf bhfhs 1010.42 1.43 300 665 1.25 210665150 237.36114.17KNKN 加密区长度取(1.51050,500)bh 中大值，则取1.05m非加密区的箍筋取2肢设置2
13、008，箍筋设置满足要求。表 8-1-1 框架梁箍筋数量计算表 层次 截面 VRE 02.0bhfcc 0025.142.0hfbhfVsAyvcREsv 梁端加密区 非加密区 实配钢筋 实配钢筋 5 A、lB 0 15082 20082 rB 0 15082 20082 3 A、lB 0 15082 20082 rB 0 15082 20082 1 A、lB 15082 20082 rB 15082 20082 表 8-1-2 框架梁纵向钢筋计算表 层次 截面 M sA sA 实配钢筋sA ssAA/%5 支座 A 0 603 359 416803 B 左 603 375 416803 AB
14、 跨间 480 316603 支座B右 603 224 416803 BC 跨间 318 216402 3 支座 A 763 907 4181018 B 左 763 776 416803 AB 跨间 714 318763 支座 B右 0 763 725 416803 BC 跨间 680 318763 1 支座 A 941 1159 4201256 B 左 941 962 4201256 AB 跨间 819 320941 支座B右 941 971 4201256 BC 跨间 918 320941 框架柱 8.2.1 柱截面尺寸验算 柱截面尺寸宜满足剪跨比和轴压比的要求：剪跨比 )(0hVMcc，
15、其值宜大于 2；轴压比 )(bhfNnc，三级框架大于。其中cM、cV、N均不应考虑抗震承载力调整系数。表 柱的剪跨比和轴压比验算 柱号 层次 mmb/mmh/0 cf cM cV N n 边柱 5 600 560 3 600 560 1 600 560 中柱 5 600 560 3 600 560 1 600 560 柱正截面承载力计算 根据柱端截面组合的内力设计值及其调整值，按正截面受压（或受拉）计算柱的纵向受力钢筋，一般可采用对称配筋。计算中采用的柱计算长度0l的采用：a.一般多层房屋中梁柱为刚接的框架结构的各层柱段，现浇楼盖底层为H0.1其他层为H25.1，H对底层柱为基础顶面到一层板
16、顶的高度，其余层为上下板顶之间的高度。b.水平荷载产生的弯矩设计值占总弯矩设计值%75以上时，框架柱的计算长度0l按如下两式计算，并取其中较小值：Hllu)(15.010 Hl)2.02(min0 式中，u、l为柱的上、下端节点交汇的各柱线刚度之和与交汇的各梁的线刚度之和的比值；min为两较小值；H为柱的高度。柱斜截面受剪承载力计算 偏心受压柱斜截面受剪承载力按下列公式计算：REsvyvtcNhsAfbhfV)056.0105.1(00 式中，cV为内力调整后柱端组合的剪力设计值；N为考虑地震作用组合的柱轴向压力设计值，当NAfc3.0时取Afc3.0；小于1时取1，当大于3时取3。三级框架柱
17、的抗震构造措施 a.纵向受力钢筋 三级框架柱的截面纵向钢筋的最小总配筋率为%7.0，同时柱截面每一侧配筋率不应小于%2.0。b.箍筋的构造要求 柱箍筋加密范围：柱端，取截面高度、柱净高的6/1和mm500三者的最大值；底层柱，柱根不小于柱净高的3/1；当有刚性地面时，除柱端外尚应去刚性地面上下各mm500。三级框架柱：箍筋最大间距采用d8，150（柱根100）中较小值；箍筋最小直径：mm8。柱最小体积配箍率可按下式计算：corisvivsAlA 柱加密区箍筋的最小体积配箍率应符合下列要求：yvcvvff 式中，v三级抗震不应小于%4.0；v为最小配箍特征值，由箍筋形式和柱轴压比查表确定。柱箍筋
18、加密区的箍筋肢距，三级不宜大于mm250和20倍箍筋直径的较大值，至少每隔一根纵向钢筋宜在两个方向有箍筋约束。柱箍筋非加密区的箍筋体积配箍率不宜小于加密区的一半，且箍筋间距在三级时不应大于d15，d为纵筋直径。8.2.2 框架柱的截面设计 以第二层中柱为例说明截面设计的过程和方法。a.柱正截面受弯承载力计算 根据中柱内力组合表，将支座中心处的弯矩换算至柱边缘，并与柱端组合弯矩的调整值比较后，选出最不利内力，取EKGKSS3.12.1进行配筋计算。182.59MKN m上 226.85MKN m下 603226.85 10189.610.8 1495.49 10MemmN ae取mm20和偏心方
19、向截面尺寸的30/1两者中的较大者，即 mm2030/600，故取mmea20。柱的计算长度确定，其中 9.45 21.3747.206.56u 9.457.471.2307.206.56l 01 0.15()1 0.15(1.3741.230)3.65.01ullHm 0189.6120209.61iaeeemm 因为30/5.01 10/6008.355lh，故应考虑偏心距增大系数 2130.50.5 16.76002.511.01495.490.8 10cf AN 取0.11 0/5.01/0.68.3515lh 取0.12 20120111()18.351.1331400/140020
20、9.61/560ilehh 1.133 209.61600 240497.452iheeamm 对称配筋 6001495.490.8 100.2130.51816.7600 560bcxNhf bh 为大偏压情况。)()5.01(0201sycssahfbhfNeAA 621495.49100.8497.450.213(10.50.213)16.7560600360(56040)0 再按maxN及相应的M一组（QKGKSS0.135.1）计算。1971.910.81577.53NKN，节点上、下柱端弯矩 61.290.1 29.7958.31KN m 33.1013.890.624.82KN
21、m 此组内力是非地震组合情况，且无水平荷载效应，故不必进行调整，且取mHl5.46.325.125.10。63058.31101577.531036.96eM Nmm 02036.962056.96ieemm 2130.50.5 16.76001.911.01577.53 10cf AN 取0.11 0/4.5/0.67.515lh 取0.12 20120111()17.51.401400/1400 56.96/560ilehh 01.4056.9679.740.3168iehmm 故为小偏心受压。/279.7430040339.74iseehamm bcsbccbbhfahbhfNebhfN
22、00200)(8.0(43.0 按上式计算时，应满足0bhfNcb及2043.0bhfNec，因为 01577.530.518 16.7600 560bcNKNf bh 321577.53 10339.740.43 116.7600560Ne 故应按构造配筋，且应满足%7.0min。单侧配筋率%2.0mins，则 2min720600600%2.0mmbhAAsss 选202182（21137 mmAAss）。总配筋率%02.156060011373s b.柱斜截面受剪承载力计算(以第一层柱为例计算)上柱柱端弯矩设计值 182.59/0.8228.54tcMKN m 柱底弯矩设计值 532.0
23、4/0.8665.05bcMKN m 则框架柱的剪力设计值 228.24665.051.11.1255.234.550.7tbccnMMVKNH 300.85 255.33 100.0390.21.0 16.7600 560REccVf bh（满足要求）30532.04 104.663163.225600.8ccMV h（取3）与cV相应的轴力 21850.630.30.3 16.76001803.6cNKNf bhKN 取KNN4.1544 00056.0105.1hfNbhfVsAyvtREsv 31.050.85 2552301.43 600 5600.056 1850.63 103 1
24、210 560 0 故该层柱应按构造配置箍筋。柱端加密区的箍筋选用4肢1008 一层柱的轴压比1480.51 0.80.3080.36 16.7n，则查表插入可得 0.061v 则最小体积配箍率min0.061 14.3/2100.485%vcyvff 0.485 550 5500.333100 8 550svvcoriAAsl 取8，23.50mmAsv，则mms170。根据构造要求，取加密区箍筋为10084，加密区位置及长度按规范要求确定。非加密区应满足mmds30015，故箍筋取20084。表 8-2-1 框架柱箍筋数量表 柱号 层次 VRE 02.0bhfcc N Afc3.0 yvc
25、vff 实配箍筋 加密区 非加密区 B柱 5 41008 42008 3 41008 42008 1 41008 42008 9 基础设计 扩展基础系指柱下钢筋混凝土独立基础和墙下钢筋混凝土条形基础，本设计采用柱下钢筋混凝土独立基础。按受力性能，柱下独立基础有轴心受压和偏心受压两种。当受力性能为偏心受压时，一般采用矩形基础。基础梁截面尺寸的选取 1520llh=480360157200207200 取 mmh400 2535llb=288205257200357200 取 mmb250 荷载选用 本设计为高度m95.18的5层教学楼。建筑抗震设计规范规定：不超过8层且高度在m25以下的一般民用
26、框架房屋可不进行天然地基及基础的抗震承载力验算。对内力进行标准值的组合,选出最不利的基础顶面内力,选出竖向荷载与风荷载组合所得的最大轴力及其对应的剪力和弯矩,作为最不利的荷载,而且maxN与maxM是出现在同一种组合中.即取右风情况下的内力：1325.70227.3516.451569.5NKN 22.474.4027.4254.29MKN m 9.363.669.2722.59VKN 基础梁顶的机制砖墙砌到室内地面标高mm300处,机制砖墙高为mh25.13.045.05.01,其 上 砌 块 高mh6.03.09.02，窗 间 墙 高mh0.23，长m5.1,窗边墙高mh0.23，长m9.
27、0。砌块重KN24.3229.05.16.06.02.7)21702.0152.0(）（）（机制砖重 KN62.376.02.725.11924.0）（基础梁重 KN50.16256.02.74.025.0）（则基础梁传来的荷载 KNN36.8650.1662.3724.321 基础截面计算 按建筑地基基础设计规范要求,当采用独立基础或条形基础时，基础埋深指基础底面到室内地面的距离,至少取建筑物高度的151,基础高度mh9.0,先计算边柱,则 基础埋深 md85.145.05.09.0 混凝土采用35C 21.57/tfN mm 钢筋采用335HRB 2/300mmNfy 根据地质情况,选粘土
28、层为持力层,地基承载力特征值220akfkpa 当基础宽度大于m3或埋置深度大于m5.0时,akf应按下式修正)5.0()3(dbffmdbaka 式中，db,-基础宽度和埋深的地基承载力修正系数.根据粘土的物理性质,查地基承载力修正系数表得,e及LI均小于85.0的粘性土，db,分别取3.0和6.1。b-基础地面宽度)(m，当mb3按m3取，mb6按m6取。m-基础地面以上土的加权平均重度，取3/20mKN。-基础底面以下土的重度，取3/20mKN。先按mb3计算,地基承载力修正 22200.320(33)1.620(1.850.5)263.2/afKN m，基底底面积：基底底板的面积可以先
29、按照轴心受压时面积的4.12.1倍先估算。则 211569.586.367.32263.220 1.85mNNAmfd 考虑到偏心荷载作用下应力分布不均匀，将A增加%40%20，则 取 23.62.69.36Albm 223112.6 3.65.6266Wbhm 因为mmb36.2，故不必再对af进行修正。220 1.85 9.36346.32/mNdAKN m 其中d-基础底面到室内地面与到室外地面的距离的平均值。地基承载力及基础冲切验算 1）地基承载力验算 根据规范，地基承载力验算公式 fp2.1max fpp2minmax 1569.586.36346.3254.2922.290.99.
30、365.62 227.14200.682/mKN 因为 2max227.141.2315.84/apfKN m 2min200.08/0pKN m 22maxmin213.91/263.2/2apppKN mfKN m 故满足承载力的要求 2）冲切验算 对于矩形截面柱的矩形基础，应验算柱与基础交接处的受冲切承载力。受冲切承载力按下列公式计算：07.0hafFmthpl ljlApF hp受冲切承载力的截面高度影响系数。当mmh8000时,取。当mmh20000时,取。在该例中,mmh860409000,用插入法,取992.0。ma-冲切破坏锥体最不利一侧的计算长度，2)(btmaaa。ta-冲
31、切破坏锥体最不利一侧斜截面上边长，计算柱与基础交接处的受冲切承载力时取柱宽，mat6.0。ba-冲切破坏锥体最不利一侧斜截面下边长，取柱宽加俩倍基础有效高度，mhaat32.286.026.020 则 mam46.12)32.26.0(lA-冲切验算取用的部分基底面积。212.62.323.62.32(2.322.6)()2.60.141.64422222lAm（）WVhMANNpj1 1898.031.2 86.3653.584.19 0.99.365.622224.09/KN m 224.09 1.644368.49ljlFp AKN 00.70.70.992 1.57 1.460.861
32、368.87lhptmFf a hKN 故冲切验算满足要求。基础底板配筋计算 基础底板在地基反力的作用下,在两个方向都产生向上的弯曲,因此需在底板两个方向都配置受力钢筋.控制截面取在柱与基础的交接处,计算时把基础视作固定在柱周边的四面挑出的悬臂板,配筋取基本组合进行计算。第一组荷载 2012.50NKN 19.49MKN m 16.22VKN 第二组荷载 1898.03NKN 53.58MKN m 4.16VKN 第一组荷载计算配筋 WVhMANNNp21maxmin 2012.501.35(86.36346.32)19.4916.220.99.365.62 283.49271.362/mKN
33、 271.36(283.49271.36)1.5 3.6276.41/pKN m 则控制截面的弯距为)()2)(2(121maxmax211lppAGppalaM)2)(2()(481minmax2AGppbbalM 21.351.3520 9.36 1.85467.53GNKN 1a-截面1-1至基底边缘最大反力处的距离,则 1(3.60.6)21.50am mba8.0 211467.531.5(2 2.60.8)(283.49276.412)129.36M (283.46276.41)2.6)535.83KN m 21467.53(2.60.6)(2 3.90.8)(283.49276.
34、412)489.36M 245.67 KN m bfhMAys0119.0=62535.83 10887.55/0.9 0.86 3002.6mmm 选取10012，mmmAs/11312。620245.67 10293.89/0.9()0.9 0.86 300 3.6syMAmmmhd f l 选取10200，2395/sAmmm。第二组荷载计算配筋 WhVMANNNp21maxmin 1898.031.2(86.36346.32)53.584.8 0.99.365.62 268.55247.952/mKN 2247.92(268.55247.95)1.5 3.6256.53/pKN m 2
35、11467.531.5(2 2.60.8)(268.55256.532)129.36M (268.55256.33)2.6)509.08KN m 21467.53(2.60.8)(2 3.60.8)(268.55247.952)489.36M 224.96 KN m bfhMAys0119.0=32509.08 10844.07/0.9 0.86 3002.6mmm 选取 10012，mmmAs/11312。620224.96 10269.12/0.9()0.9 0.86 300 3.6syMAmmmhd f a 选取 10200，2395/sAmmm。比较两组荷载，第一组荷载影响比较大。配筋满足第一组强度要求第二组自然满足。