框架柱的截面尺寸确定方法.doc

1、框架柱的截面尺寸确定方法2009-09-26 06:21 P.M.(1)现浇框架柱的混凝土强度等级，当抗震等级为一级时，不得低于C30；抗震等级为二至四级及非抗震设计时，不低于 C20，设防烈度8 度时不宜大于 C70，9 度时不宜大于 C60。(2)框架柱截面尺寸，可根据柱支承的楼层面积计算由竖向荷载产生的轴力设计值N_V(荷载分项系数可取 1.25)，按下列公式估算柱截面积A_O，然后再确定柱边长。1)仪有风荷载作用或无地震作用组合时N=(10.51.1)N_V (5-15)A_C(N)/(F_C) (5-16)2) 有水平地震作用组合时N=N_V (5-17) 为增大系数,框架结构外柱取

2、 1.3,不等跨内柱取 1.25,等跨内柱取 1.2;框剪结构外柱取 1.11.2,内桩取 1.0.有地震作用组合时柱所需截面面积为 A_C(N)/(_NF_C) (5-18)其中F_C为混凝土轴心抗压强度设计值,_N为柱轴压比限值当不能满足公式(5-16)、(5-18)时，应增大柱截面或提高混凝土强度等级。(3)柱截耐尺寸：非抗震设计时，不宜小于 250MM，抗震设计时，不宜小于 300MM；圆柱截面直径不宜小于 350MM；柱剪跨比宜大于2；柱截面高宽比不宜大于 3。框架柱剪跨比可按下式计算：=M/(VH_O) (5-19)式中 框架柱的剪跨比。反弯点位于柱高中部的框架柱，可取柱净高与 2

3、 倍柱截面有效高度之比值；M-柱端截面组合的弯矩计算值，可取上、下端的较大值；V-柱端截面与组台弯矩计算值对应的组合剪力计算值；H_O计算方向上截面有效高度。(4)柱的剪跨比宜大于 2，以避免产生剪切破坏。在设计中，楼梯间、设备层等部位难以避免短柱时，除应验算柱的受剪承载力以外，还应采取措施提高其延性和抗剪能力(5)框架柱截面尺寸应满足抗剪(即剪压比)要求。矩形截面柱应符合下列要求；无地震组合时_C0.25_CF_CBH_O (5-20)_C(1)/(R_RE)(0.2)_CF_CBH_O (5-21) _C(1)/(R_RE)(0.15)_CF_CBH_O (5-22)式中 V_C框架柱的剪

4、力设计值；F_C混凝土轴心抗压强度设计值；B、H_O柱截面宽度和截面有效高度；R_RE-承载力抗震调整系数为 O 85；_C当C50 时，_C取 1.0；C80 时，_C取0.8；C50C80 之间时，取其内插值。如果不满足公式(5-20)至(5-22)时，应增大柱截面或提高混凝土强度等级。(6)高层建筑的框架-剪力墙结构和框架核心筒结构的框架柱截面，是由轴压比确定。多、高层建筑的纯框架结构柱截面，在水平地震作用下或风荷载作用下是由所需位移限值的侧向刚度确定。框架结构中剪跨比不大于 2 的柱，有的剪压比可能起控制作用.柱截面尺寸柱截面尺寸初选，要同时满足最小截面、侧移限值和轴压比等诸多因素影响

5、。一般可通过满足轴压比限值惊醒截面估计。由建筑抗震规范 （GB50011-2001）第 6.3.7 条和表 6.3.7 知，当抗震等级为三级时，框架柱的轴压比最大限值N为 0.9。由混凝土结构设计教材第 281 页（4-11）和式（4-12）估算框架柱的截面尺寸：式（4-12 ）NFgEn， 其中N地震作用组合下柱的轴向压力设计值；考虑地震作用组合后柱的轴向压力增大系数，边柱取 1.3，等跨内柱取 1.2；F按简支状态计算的柱的负载面积。本设计柱网尺寸大部分为 7.5m7.5m，部分 8.4m8.4m。gE折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，可近似取 12-15KN/ m2 ；在此取gE12

6、 KN/ m2 。n演算截面以上楼层层数。由式（4-11 ） N/（fcAc）N 得 Ac N/Nfc由抗规知，框架柱按二级抗震等级设计时，其混凝土强度等级不应低于C20。在本设计中框架梁和柱的混凝土强度等级均采用 C30。由建筑抗震设计教材第四章第七节知矩形截面框架柱的截面尺寸宜符合以下两点要求：截面的宽度和高度均不宜小于 300mm；截面长边与短边的边长比不宜大于 3。为此，对于首层选用 800mm800mm，部分采用 900mm900mm。对于其他层，考虑到施工方便，柱截面不宜变化太多。通过初步估算以及PKPM 验算，最终确定框架的截面尺寸为：首层-八层：选用 800mm800mm，部分

7、采用 900mm900mm。梁截面尺寸框架梁（主梁）截面尺寸：主梁截面高度：h（1/101/12）L（1/101/12 ）8400(840700)mm，取 h800mm;主梁截面宽度：b（1/21/3）h（1/21/3）800(400267)mm，取b400mm。次梁截面尺寸（1）大部分房间次梁布置形式采用一字形，则次梁的跨度与主梁相同，L7500mm。同理，取次梁高度 h600mm；次梁宽度 b300mm。（2）在五层学术报告厅抽柱处采用井字形楼盖，相邻次梁间距为 2500mm 和2800mm（井字梁间距一般在 2 米左右） 。井字梁截面高度：hL/167500/16469mm，取 h600mm;井字梁截面宽度：b（1/21/3）h（1/21/3）600(300200)mm，取h300mm。4.1.3 板厚板厚根据板的跨度而定，次梁布置方式不同，板的跨度也不同，从而板的厚度也不同。混凝土结构设计规范中规定了确定板厚的方法：简支单向板 h/L1/35；两端连续单向板 h/L1/40；简支双向板 h/L1/45；多跨连续双向板 h/L1/50。为了设计偏于安全，对所有的板厚均按 h/L1/35 进行估算。楼梯休息平台板取 100mm，其他板厚均采用 120mm。