九层钢筋混凝土框架结构设计 第12页
=(24.97+0.5×7.8)×1.2×7.2×1/2=99.68kN•m
DE跨: + =196.86+232.07=428.93kN•m
=23.52×1.2×1/2×2.1=29.07 kN•m
=1.05×731.88/7.2+99.68=206.41 kN
=1.05×428.93/2.1+29.07=243.54 kN
考虑承载力抗震调整系数 =0.85
若调整后的剪力值大于组合表中的静力组合的剪力值,则按调整后的剪力进行斜截面计算。
根据国内对低周期反复荷载作用下的钢筋混凝土连续梁和悬臂梁受剪承载力试验,反复加载使梁的受剪承载力降低。考虑地震作用的反复性,表中静力荷载作用下梁的受剪承载力公式乘0.85的降低系数。
表2-27第二层梁的斜截面强度计算
截面 支座C右 支座D左 支座D右
设计剪力V´(kN) 209.93 210.89 237.68
(kN)
178.44 179.26 202.03
调整后的剪力(kN) 206.41 206.41 243.54
(kN)
175.45 175.45 207.01
300×665 300×665 250×415
713.21×103>V 713.21×103>V 370.91×103>V
箍筋直径Φ(mm)肢数(n) n=2; Φ=8 n=2; Φ=8 n=2; Φ=8
50.3 50.3 50.3
续表2-27
箍筋间距S(mm) 100 100 80
335.37×103> V
335.37×103> V
214.59×103< V
0.335 0.335 0.402
0.204 0.204 0.204
2.1.9.3 柱截面设计
a.底层D柱截面设计
以第一,二层D柱为例,对图2-22中的Ⅰ-Ⅰ,Ⅱ-Ⅱ,Ⅲ-Ⅲ,截面进行设计。
混凝土等级为C30, =14.3N/mm2, =1.43N/mm2
纵筋为HRB335, =300 N/mm2,箍筋为HPB235, =210 N/mm2
1.轴压比验算
表2-28 轴压比限值
类别 抗震等级
一 二 三
框架柱 0.7 0.8 0.9
框架梁 0.6 0.7 0.8
由D柱内力组合表3-15查得:
Ⅰ-Ⅰ=2539.50kN
c= =2539.50×103/(600×600×14.3)=0.30<0.9
Ⅱ-Ⅱ=2870.50kN
c= =2870.50×103/(600×600×14.3)=0.56<0.9
Ⅲ-Ⅲ=2928.26kN
c= =2928.26×103/(600×600×14.3)=0.680<0.9
均满足轴压比的要求。
2.正截面承载力的计算
框架结构的变形能力与框架的破坏机制密切相关,一般框架梁的延性远大于柱子。梁先屈服使整个框架有较大的内力重分布和能量消耗能力,极限层间位移增大,抗震性能较好。若柱子形成了塑性铰,则会伴随产生较大的层间位移,危及结构承受垂直荷载的能力,并可能使结构成为机动体系。因此,在框架设计中,应体现“强柱弱梁”,即一、二级框架的梁柱节点处,除顶层和轴压比小于0.15者外(因顶层和轴压比小于0.15的柱可以认为具有与梁相近的变形能力)。梁、柱端弯矩应符合下述公式的要求: 图2-22 D柱截面计算示意图
二级框架 =1.1
式中 ——节点上、下柱端顺时针或逆时针截面组合的弯矩设计值之和;
——节点上、下梁端逆时针或顺时针截 面组合的弯矩设计值之和。
地震往返作用,两个方向的弯矩设计值均应满足要求,当柱子考虑顺时针弯矩之和时,梁应考虑逆时针方向弯矩之和,反之亦然。可以取两组中较大者计算配筋。
由于框架结构的底层柱过早出现塑性屈服,将影响整个结构的变形能力。同时,随着框架梁塑性铰的出现,由于塑性内力重分布,底层柱的反弯点具有较大地不确定性。因此,对一、二级框架底层柱底考虑1.5的弯矩增大系数。
第一层梁与D柱节点的梁端弯矩值由内力组合表2-19查得
:左震 441.14+197.03=638.17kN•m
右震 238.37+237.41=475.78kN•m
取 =638.17kN•m
第一层梁与D柱节点的柱端弯矩值由内力组合表2-22查得
:左震 346.22+312.15=658.37kN•m
右震 215.38+240.19=455.57kN•m
梁端 取左震, 也取左震:
=658.37kN•m<1.1 =1.1×638.17=701.99kN•m
取 ´=701.99kN•m
将 和 ´的差值按柱的弹性分析弯矩值比分配给节点上下柱端(即I-I、II-II截面)。
= ×(701.99-658.37)
=22.94 kN•m
= ×(701.99-658.37)
=20.68 kN•m
=346.22+22.94=369.16kN•m
=312.15+20.68=332.83kN•m
对底层柱底(III-III截面)的弯矩设计值应考虑增大系数1.5。
=432.03×1.5=648.05 kN•m
根据D柱内力组合表2-22,选择最不利内力并考虑上述各种调整及抗震调整系数后,各截面控制内力如下:
Ⅰ-Ⅰ截面:① =369.16×0.8=295.33kN•m
=1465.23×0.8=1172.18kN
② =82.38kN•m
=2270.45kN
Ⅱ-Ⅱ截面:① =332.83×0.8=266.26kN•m
=1589.79×0.8=1271.83kN
② =45.76kN•m
=2536.66kN
Ⅲ-Ⅲ截面:① =648.05×0.8=518.44kN•m
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