理论教育 截面抗震设计在建筑结构中的应用

截面抗震设计在建筑结构中的应用

时间:2023-09-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:1)梁截面设计以第一层框架梁AB为例。①跨间最大弯矩处按T形截面设计,翼缘计算宽度按跨度考虑,取,梁内纵向钢筋采用HRB 400钢筋,混凝土强度等级为C35。箍筋选用HRB 400,则满足要求。ρsv=nAsv1/bs=2×50.3/=0.40%>ρsvmin=0.24ft/fyv=0.104%满足要求。轴心受压验算l0/b=4 500/500=9,查《混凝土结构设计规范》表6.2.15得φ=0.996。对于复合箍筋,当轴压比为0.387时,查表得最小配箍特征值λv=0.068,故max{λvfc/fyv,0.4%}=max{0.068×16.7/360,0.4%}=0.4%满足要求。

截面抗震设计在建筑结构中的应用

1)梁截面设计

以第一层框架梁AB为例。

(1)选取最不利内力

梁端弯矩:Mmax=-420.3kN·m,梁间剪力Vmax=315.69kN,梁底弯矩:Mmax=389.77kN·m。

(2)梁正截面受弯承载力计算

抗震设计中,对于楼面现浇的框架结构,梁支座负弯矩按矩形截面计算纵筋数量,跨中正弯矩按T形截面计算纵筋数量。

①跨间最大弯矩处

按T形截面设计,翼缘计算宽度按跨度考虑,取,梁内纵向钢筋采用HRB 400钢筋,混凝土强度等级为C35。

属于第一类T形截面。

选筋420(实配As=1 257mm2)。

粱端截面受压区相对高度

②支座截面处

将跨中截面的梁底钢筋420伸入支座,作为支座负弯矩作用下的受压钢筋,则1 257mm2,然后再计算相应的受拉钢筋As

说明有富余,且达不到屈服,可近似取:

钢筋选配520(实配As=1 527mm2)。

,满足要求。

(3)梁斜截面受剪承载力计算

为了使梁端有足够的抗剪承载力,实现“强剪弱弯”,防止梁在弯曲屈服前先发生剪切破坏。

根据式(5-11),考虑地震作用组合的框架梁,当跨高比l0/h=8 000/700=11.4>2.5时,其受剪截面应符合下列条件:V=315.69kN≤0.20fcbh0RE=0.20×16.7×250×660/0.85=648.35×103N=648.35kN,满足要求。

梁端加密区箍筋根据表5-6的要求,梁端加密区箍筋选用双肢箍8@100。箍筋选用HRB 400,则

满足要求。

ρsv=nAsv1/bs=2×50.3/(250×100)=0.40%>ρsvmin=0.24ft/fyv=0.104%

满足要求。

加密区的长度取max{1.5hb,500}=1 050mm;非加密区8@200,箍筋配置满足构造要求。

由于梁腹板高度hw=660-100=560mm>450mm,由《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)相关条规可知,在梁的两个侧面应沿高度配置纵向构造钢筋,每侧纵向构造钢筋(不包括梁上、下部受力钢筋及架立钢筋)的截面面积不应小于腹板截面面积的0.1%bhw,且其间距不宜大于200mm,每侧取310。

2)柱截面设计

内力选择,框架柱正截面承载力验算,选择如下几组内力:

(1)|Mmax|及对应的N。

(2)Nmax及对应的M。

(3)Nmin及对应的M。

下面以第一层A柱的第①组内力为例。

M=161.94kN·m,M=344.66kN·m,N=1 614.76kN,V=155.88kN

纵筋、箍筋均采用HRB 400钢筋,混凝土强度等级为C35。

建筑为现浇楼盖,底层柱的计算长度l0=4 500mm,l0/h=4 500/500=9。

在偏心受压构件的正截面承载力计算中,应计入轴向压力在偏心方向存在的附加偏心距ea,其值应取20mm和偏心方向截面最大尺寸的1/30两者中的较大值。故ea=max{20,500/30}=20mm。

b=500mm,h=500mm,a=40mm,h0=500-40=460mm(www.daowen.com)

实际工程中,柱一般为偏压构件,进行弹性分析时,需要分析是否考虑挠曲效应的不利影响。根据《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)第6.2.3条,弯矩作用平面内截面对称的偏心受压构件,当同一主轴方向的杆端弯矩比M1/M2≤0.9且轴压比μ≤0.9时,若构件的长细比满足lc/i≤34-12 M1/M2的要求,可不考虑轴向压力在该方向挠曲杆件中产生的附加弯矩影响。构件按单曲率弯曲时取M1/M2正值,否则取负值。

偏心方向的回转半径:

故需考虑附加弯矩

(1)剪跨比和轴压比验算

符合要求。

(2)正截面受弯承载力计算

所以判断为大偏心受压构件。

每侧选配318钢筋,实配面积500mm2,满足要求。

全截面纵筋实配818,As总=2 032mm2>Asmin=0.75%×500×500=1 875mm2,满足要求。

(3)轴心受压验算

l0/b=4 500/500=9,查《混凝土结构设计规范》表6.2.15得φ=0.996。

满足要求。

(4)斜截面受剪承载力计算

对于剪跨比大于2的框架柱,根据式(5-17),其截面尺寸与剪力设计值应符合下式的要求:

0.20fcbh0RE=0.20×16.7×500×500/0.85=982.35×103N=982.35kN≥155.88kN,满足要求。

根据《混凝土结构设计规范》规定,斜截面受剪承载力应按下式计算:

因λ>3,故取λ=3,N=1 614.76kN>0.3fcAc=0.3×16.7×500×500=1 252.5×103N=1 252.5kN,取N=1 252.5kN。

由上式求得Asv/s<0,故按构造配箍,设置8@100三肢箍筋,允许肢距为max{250,20d}=max{250,160}=250mm,本例肢距为150.6mm,满足要求。

柱根加密区长度应取不小于该层柱净高的(4 500-700)/3=1 267mm,上端加密区长度=max{hc,500,Hn/6}=max{500,500,4 800/6}=800mm。

(5)验算体积配筋率

三级框架结构柱,柱端箍筋加密区箍筋体积配筋率应满足:ρv≥max{λvfc/fyv,0.4%}。

对于复合箍筋,当轴压比为0.387时,查表得最小配箍特征值λv=0.068,故

max{λvfc/fyv,0.4%}=max{0.068×16.7/360,0.4%}=0.4%

满足要求。

在柱箍筋加密区外,箍筋的体积配筋率不宜小于加密区配筋率的一半;对三、四级抗震等级,箍筋间距不应大于15d,此处d为纵向钢筋直径。因此柱的非加密区箍筋采用8@200三肢复合箍筋。

3)节点设计

节点区箍筋按照框架柱加密区配置,即采用8@100三肢箍,采用HRB 400钢筋,混凝土强度等级采用C35。

(1)尺寸验算

0.3ηjfcbjhjRE=0.3×1.0×16.7×500×500/0.85=1 473.53×103 N>Vj=640.64kN,满足要求。

(2)抗震受剪承载力验算

对应的上柱组合轴向压力较小值Nmin=996.97kN。

(3)验算体积配筋率

三级框架节点核芯区配箍特征值不宜小于0.08,且体积配箍率不宜小于0.04%。

满足要求。

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈