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框架柱的设计计算案例

目录

框架柱的设计计算案例 1

1.1柱的正截面配筋计算 1

1.2柱的斜截面配筋计算 4

柱的纵向钢筋采用HRB400,箍筋采用HPB300。

1.1柱的正截面配筋计算

(1)框架柱内力调整(强柱弱梁)

抗震等级为一、二、三级框架的柱.=n.∑M(9-9)

式中

∑M.—一考虑地震作用组合的节点上、下柱端的弯矩设计值之和(顺时针或反时针方向);可按弹性分析所得的上、下柱端截面弯矩比分配。

∑M?—一同一节点左、右梁端，按顺时针和逆时针方向计算的两端考虑地震作用组合的弯矩设计值之和的较大值；一级框架节点左、右梁端均为负弯矩时，绝对值较小的弯矩应取零；

η.—一柱端弯矩增大系数，一级抗震等级取1.4,二级取1.2,三级取1.1。

为延缓框架结构下柱固定端截面的屈服，框架结构一、二、三级下柱固定端截面弯矩计算放大系数分别为1.5、1.25、1.15。节点上下柱的轴力值应考虑为地震作用组合下各自的轴力值。在确定柱截面轴力和弯矩的设计值后，仅考虑承载力的抗震适应性，有无地震效应组合的试验公式是相同的。

柱的弯矩计算表：

表9-7框架柱内力调整

节点

A柱(D柱)

节点

B柱(C柱)

∑Me

上柱

下柱

∑Me

上柱

下柱

M

μ

MT

μ。

M.

7

148.6

1

148.6

14

161.78

一

1

161.78

6

234.66

0.366

85.89

0.634

148.77

13

286.19

0.347

91.31

0.652

186.60

5

290.7

0.403

117.15

0.597

173.55

12

381.15

0.417

162.28

0.583

226.87

4

352.26

0.436

153.60

0.564

198.67

11

426.48

0.437

186.37

0.563

240.11

3

366.1

0.464

161.87

0.536

196.23

10

485.03

0.468

227.0

0.532

258.0

2

372.22

0.565

210.3

0.435

161.92

9

463.42

0.570

264.15

0.430

191.27

1

一

一

382.15

一

一

8

一

一

403.34

一

一

(2)柱的正截面配筋计算过程：

对称配筋，纵筋采用HRB400级钢筋，箍筋采用HPB300级钢筋，混凝土保护

层厚度25mm,⑤b=0.518,,。

计算按照x取值确定：

当2a?xξh时，

当x2a时，

当xξh?时，按小偏压计算：

考虑地震作用时，在公式中的轴力乘以YRE

l?——计算长度，取值：底层1.0H,标准层1.25H;ea—一附加偏心矩，500/30和20中取较大值；

e。—一轴向力对截面中心的偏心矩，eo=M/N;e—一初始偏心矩，e?=e?+ea;

(9-12)

(9-13)

(9-14)

(9-15)

(9-16)

η—一考虑二阶效应影响的轴向力偏心矩增大系数，

2;51——偏心受压构件的截面曲率修正系数，

,当51.0时，5?=1.0;5?——构件长细比对截面曲率影响

系数，,当,52=1.0;

e—一轴向力作用点至受拉钢筋合力点的距离

e—一轴向力作用点至受压钢筋合力点的距离

5b——界限相对受压区高度。

表9-8有震时的弯矩最大

层

柱

内力

l?

ea

eo

e;

η

e

X

ξ

A,=A

实际配筋

M

N

3

边柱

198.67

2030.4

4.88

20

98

118

1.1694

410

237

大偏心

-347

4□

20

1256

161.87

2098.6

4.88

20

81

101

1.1927

393

245

大偏心

-504

4□

20

1256

中柱

240.11

2356.3

4.88

20

109

122

1.1884

414

275

大偏心

-113

4□

20

1256

227

2435.4

4.88

20

93

113

1.1960

405

284

大偏心

-170

4□

20

1256

2

边柱

196.23

2585.2

4.88

20

76

96

1.2100

388

301

0.5437

小偏心

-165

4□

20

1256

210.3

2653.5

4.88

20

79

99

1.2038

390

309

0.5594

小偏心

12.50

4□

20

1256

中柱

258

3045.4

4.88

20

84

105

1.2225

392

355

0.6282

小偏心

854

4□

20

1