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1、第九章框架柱截面设计第一节设计参数根据混凝土结构设计规范(GB50010-2010), 1141-1145的规定，为满足 强柱弱梁的抗震设计目标，需根据梁端弯矩调整柱端弯矩设计值，即按下式计算： M： M = c(M： Mb)。但是框架顶层柱和轴压比小于0.15的柱时不按上式 确定弯矩设计值，而直接取最不利内力组合弯矩计算作为设计值。 在设计角柱时， 弯矩设计值应按调整后的组合弯矩设计值在乘以不小于 1.1的增大系数。根据混凝土结构设计规范(GB50010-2010), 623-625的规定，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山 不大于0.9M 2且轴压比不大于
2、0.9时，若构件的长细比满足公式J/i =34-12(M1/M2)的要求， 可不考虑附加弯矩影响。当构件按单曲率弯曲时，M1/M2取正值，否则取负值。考虑轴向压力在挠曲杆件中产生的二阶效应后控制截面弯矩设计值应按下列 公式计算：(6.2.4-1)(6.2.4-2)(6.243)(6.244)Cm =0.7 0.3MM 2r =1 1(Lc)2i/ c1300(M2/N ea)/h0 h0.5 fc AN式中：Cm构件端截面偏心距调节系数，当小于0.7时取0.7；nns弯矩增大系数;N 与弯矩设计值M2相应的轴向压力设计值；Z c我面曲率修正系数，当计算值大于1.0时取1.0;、截面设计资料截面
3、尺寸： 中柱： 400mm x 500mm混凝土强度等级：C30fc=14.3N/mm2, ft=1.43N/mm2钢筋强度等级：HRB400 fy 二 f=360N / mm2二、框架柱的轴压比验算经比较，框架柱B在各种内力组合下，底层柱的轴力最大，其值为Nmax=3925.48KN。丄925.48 100.3 11J-0.85,截面满足抗震作用下fcbh 14.3x400x500的延性要求。三、最小配筋率要求混凝土11. 4. 12框架柱和框支柱的钢筋配置，应符合下列要求：1. 三级抗震结构中柱和边柱，框架柱和框支柱中全部纵向受力钢筋的配筋率不 应小于0.75,同时，每一侧的配筋百分率不应
4、小于 0.2。框架柱和框支柱中全部纵向受力钢筋的最小配筋面积_ 2Amin = ：minA =0.75% 400 500 = 1500mm每一侧钢筋的最小配筋面积2A单 min 二 Sin A = 0.20% 400 500 = 400mm2. 三级抗震结构框架柱和框支柱上、下两端箍筋应加密，加密区的箍筋最大间 距纵向钢筋直径的8倍和150mm （柱跟100mm）中的较小值，和箍筋最小 直径应大于8mm。第二节框架柱截面设计一、框架柱正截面承载力计算（一）框架柱B柱顶层正截面配筋计算（对称配筋）1. 最不利内力组合 框架柱的界限轴力为Nbfcbho bN 14.3 400 （500 -40）
5、0.518 = 1362.96KN而该层框架柱KZB的最大轴力为Nmax =305.250KN :：: Nb F365.96KN，属于大偏压构件，起控制作用的是轴力越小、弯矩越大的内力组合。由规范可知，对于对于Jc : 0.15的柱，承载力抗震调整系数RE =0.75,一0.15的柱，承载力抗震调整系数re=0.80，为了方便判别，把轴压比的界限0.15转变为轴力值，当轴压比 =015时对应的轴力值为:N -佗 fcbh。=0.15 14.3 400 460 =394.68KN ,故当 N394.68KN 时，RE = 0.80经比较，可得出如下一组最不利内力:M = 73.233KN mN
6、=249.486KN2内力计算偏心距：M73.233 106e03 - 294mmN 249.486 103 h 附加偏心距：e叫20可严0mm则初始偏心距：e = e0 - ea = 294 - 20 = 314mmMjM252.67373.233= 0.72 : 0.912Ah2= 42.76,因此，不需要考虑附加弯矩影响5002144mm12lc = 4200mmIa=29.17 ： 34 12也i 144M 2reN 0.75 249.486 103:fcb1.0 14.3 400二 33mm ： 2a$ = 2 40 = 80mmesh - a； =314 500 -40 = 524
7、mm2 2由公式RENes丄fyA h。-as，可得A=As=-_75 辺486103524 =648mm2fy(h0-as)360 (460 -40)应按最小配筋率配筋，根据构造要求，纵向钢筋采取对称配筋。 沿短边方向每侧配3C18,单侧配筋面积 2 2As 二 As 二 763mm乓单 min 400mm沿长边方向每侧加配2C16,单侧配筋面积 2 2As =代=402 509 = 911mm代单 min 400mm总配筋面积A总=152780 2331mm2 Asmin -1500mm2，满足最小配筋率要求=4200 1.25 =13.125，查表得=0.935b 400N =210.3
8、75KN ：0.9 (fcA fyA) =0.9 0.935 (14.3 400 500 360 2331) = 3112.84KN垂直于弯矩作用平面的承载力满足要求。(二) 框架柱B柱二层正截面配筋计算1.最不利内力组合Nb =fcbh0 b =1 14.3 400 (500 -40) 0.511362.96KN而该层框架柱KZB的最大轴力为Nmax =607.003KN :：: Nb =1365.96KN，属于大偏压构件，起控制作用的是轴力越小、弯矩越大的内力组合。由规范可知，对于对于讥0.15的柱，承载力抗震调整系数re =0.75,七-0.15的柱，承载力抗震调整系数re=0.80，为
9、了方便判别，把轴压比的界限0.15转变为轴力值，当轴压比jc=0.15时对应的轴力值为：N = p fcbh0 =0.15 14.3 400 460 =394.68KN ,故当 N394.68KN 时，RE = 0.80经比较，可得出如下一组最不利内力：M =84.523KN mN =570.688KN按强柱弱梁要求调整柱端弯矩设计值： Me =84.523 111.696 = 196.219KN m ：1.3、Mb =1.3 193.839 = 251.991KN调整后层柱顶 弯矩设计值为M； =251.991108.55 KN m84.523 +111.6962. 内力计算偏心距：6M10
10、8.55 10“e03 = 190mmN 570.688 103/h 附加偏心距：ea = max 20,一 i = 20mmI 30丿则初始偏心距：ee0 e. =190 2 210mmMjM20.950.9 ,因此,84.523需要考虑附加弯矩影响M1Cm =0.70.30.7 -0.3 0.95 =0.415M20.5 fcA 0.5 14.3 400 500cc32.51，取 c =1N570.688 10ns =11(l)2 c =11(4200)2 1 =1.1191300( M2 / N ea)/h0 h1300 (190 20)/460500Cm ns =0.415 1.119
11、 =0.464 ： 1，取 Cm ns =1弯矩设计值： M -Cm nsM2=1 108.55 =108.55KNrEN 0.80 570.688 103x 二%fcb1.04.3江400=79.82mm ： 2as = 2 40 = 80mmh500es =eias =21040 = 420mm2 2由公式RENes丄fyAs h0 -as ，可得ENes0.80 沃 570.688 汇103 沃 4202人=A394.68KN 时，R 0.80正截面配筋计算(对称配筋)经比较，可得出如下一组最不利内力：M =131.661KN mN = 893.296KN对底层柱进行弯矩调整根据混凝土1
12、1.4.2规定，三级抗震等级框架结构的底层，柱下端的弯矩设计值，应乘以增大系数1.3。调整后一层柱底弯矩设计值为：M：=1.3 131.661 =171.16KN m2.内力计算偏心距：q=MN6171.16x10“c-=192 mm893.296x10附加偏心距：ea广h、=max 20,上 = 20mm130丿则初始偏心距：e =e0 +ea =192 +20 = 212mmM1111.6964M2 一 131.661= 0.85 ： 0.9500212=144mmlc = 5500mm5500 =38.19 : 34 12叫=42.76,因此,144M2不需要考虑附加弯矩影响3reN 0.8 893.296 10x =fcb1314.3X400=124.94mmj比 - 2 汉 40 - 80mm|:bh0 -0.518 460 = 13
