框架结构设计

《混凝土结构》课程设计

目录

一、设计资料............................................................................................................1

二、框架内力计算.....................................................................................................1

三、梁的计算............................................................................................................4

四、柱子的计算 ........................................................................................................9

一、设计资料

某框架采用矩形截面梁柱结构。混凝土均为C25级混凝土，钢筋受力纵筋为HRB335（fy300N/mm2），其余均采用HPB235（fy210N/mm2）级钢筋。结构安全等级为二级，环境等级为一级。

计算跨度L=8m 柱子高度H=6m 均布荷载q=31.6KN/m 集中荷载F=300KN 偏心距e0=0.5m

二、框架内力计算

框架计算简图

剪力图

弯矩图

轴力图

三、梁的计算

1、梁截面设计

由设计资料和内力图可知L0=8m，max=315 KN·m，混凝土为C25级混凝土，纵向受力钢筋为HRB335级钢筋（fy210N/mm2）

（1） 确定梁截面尺寸

h(11～)L0=667～1000mm，取h=720mm。 1281)h=288～360mm，取b=300mm。 2.5b(～12假定梁按一排配筋，As=40 h0=720-40=680mm （2） 判别截面类型

2Msb1fcbh00.3991.011.93006802

658.66 KN·mmax=315 KN·m 故为单筋矩形截面梁

（3） 求截面配筋面积

Mmax3151060.191 s 221fcbh01.011.9300680

ξ=1－12s0.2140.550

Asξ1fc1.011.93006801732mm2 bh0=0.214300fy2（4） 差钢筋表实配425，实配面积As=1964 mm （5） 复核钢筋间距

2x40+4x25+3x40=300≤300，满足要求。

（6） 验算配筋率

min0.2%As/bh01964/(300x680)0.963% max0.550x1x11.9/3002.18% 满足要求

2、梁正截面受弯承载力校核 （1） 求配筋率

ASbh019640.963%

300680（2） 求梁截面受压区相对高度

ξ=fy3000.009630.243 1fc1.011.9（3） 求截面受弯性能系数

s=ξ（1-0.5ξ）=0.243（1-0.5x0.243）=0.213 （4） 梁截面提供的抵抗弯矩

2Mus1fcbh00.2131.011.93006802

351.61 KN·mmax=315 KN·m

此梁安全可靠

3、梁斜截面计算

由剪力图可知梁支座边缘的Fsmax141.4kN

（1） 求梁支座边缘的剪力设计值

VnFsmax141.4kN

（2） 复核梁截面尺寸

hw6802.274 b300

由公式得

0.25cfcbh00.251.011.9300680606.9kNV141.4kN梁截面尺寸满足要求。

（3） 验算是否需要计算配箍

0.7ftbh00.71.27300680181.36kNV141.4kN

所以无需计算配置箍筋，只需按构造要求配置箍筋即可。

（4） 求箍筋的间距并配置箍筋

选用双肢箍8（Asv150.3mm2），则SnAsv10.41250.3245mm，

0.

41 实际配置28@200

梁的截面尺寸及配筋如下图

4、梁的挠度验算

（1） 求弯矩标准值及准永久值

弯矩标准值取跨中最大值Mk314.69 KN·m 查表得准永久值系数为0.4，MQ0.4MK125.88 KN·m （2） 求受拉钢筋应变不均匀系数

h072040680mm

AS19640.0192 50.5bh00.5300680

C25混凝土抗拉强度标准值ftk1.78N/mm2，按荷载效应标准组合计算的钢筋应力为

skMk314.69106270.8N/mm2 0.87h0As0.8768019647 钢筋应变不均匀系数为

1.10.65ftktesk1.10.651.780.878

0.01925270.8（3） 求短期刚度Bs

因为截面为矩形f0 ，E\'ES2105 4EC2.810

受拉纵筋的配筋率AS19640.00963 bh0300680

则短期刚度为

BSESASh021.1540.26E\'13.5f

210519646802=1.11961014 N·mm2

67.140.009631.150.8780.213.50

（4） 考虑荷载长期作用影响的刚度B

由于\'0 ，2

B MKMQ(1)MKBS314.691061.1196101466125.8810(21)314.6910

7.9971013 N·mm2

（5） 计算跨中挠度f 5MKL25314.6910680002026.27flim32mm

f1348B487.997108

故满足要求

四、柱子的计算

1、柱正截面设计

由设计资料和内力图可知Nmax441.4kN，H=6m，M=120 KN·m初步选

\'取柱截面尺寸为bh300500mm，asas40mm

长边弯矩作用方向的偏心受压验算

（1） 求出偏心距增大系数s

e00.5m

h050040460mm

h/3016.7mm20mm，故ea20mm

eie0ea520mm

0.5fcA0.511.93005002.0241，取ξ=1.0 344110ξNs111500ei/h0(L02)ξc h

116000()21.01.085

1500520/460500判别大小偏心

sei1.085520564.20.3h0138mm

NNb11.93004600.550903.21kN

9 故构件属于大偏心受压。 截面受压区相对高度

N4411030.269ξ=0.550 ξb1.011.93004601fcbh0\'

124mm2as80mm

eseih2as1.08552050040774.2mm 2求AS及AS\'

Ne1fcbh02ASAs\'fy\'(h0as)\' ξ（1-0.5ξ）= 441103774.21.011.930046020.269(10.50.269)

300(46040)=1313mm2 查表配筋

实配422，（ AsAs\'=1520 mm2）

验算配筋率

min0.2%\'As\'bh15201.01%max3%

300500

满足要求

箍筋为10@100/200

截面边长钢筋间距大于300mm，因此需要在边长中部每侧设置一根直径12mm的HPB235级构造钢筋。

（2） 垂直于弯矩作用平面受压承载力验算

1）L0/b6000/30020

2）查表得0.7

5 3）求Nu

\'

Nu0.9fcA(ASAS)fy



0.90.75(11.930050015202300)

=1820.48kN>N=441.4kN

满足要求

2、柱斜截面受剪承载力校核

0.25cfcbh00.251.011.9300460410.55kNV20kN

满足要求

柱截面尺寸及配筋图

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