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(3)柱截面设计

a、以第一、二层E柱为例

混凝土等级为C30，fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2

纵筋为HRB335,fy=300 N/mm2，箍筋为HPB235，fy=210 N/mm2 1、轴压比验算

表2-25 轴压比限值

轴压比限值 一 0.7 0.6 二 0.8 0.7 三 0.9 0.8 类别 框架柱 框架梁 由E柱内力组合表2-21查得:(Ⅰ-Ⅰ表示二层底部，Ⅱ-Ⅱ表示首层顶部，Ⅲ-Ⅲ表示首层底部)

NⅠ-Ⅰ=2313.47kN

?c=

N=2212.12×103/(500×500×14.3)=0.642＜0.8 AfcNⅡ-Ⅱ=2579.33kN

?c=

N=2579.33?103×/(500×500×14.3)=0.723＜0.8 AfcNⅢ-Ⅲ=2611.36kN

.

?c=

N=2611.36×103/(500×500×14.3)=0.7＜0.8 Afc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

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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： 二级框架

?Mc ＞1.1?Mb

式中 ?Mc——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；

?Mb——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。

第一层梁与E柱节点的梁端弯矩值由内力组合表2-18查得

?Mb: 左震 333.27+113.91=447.18kN·m

右震 42.32+195.92=237.25kN·m 取?Mb=447.18kN·m

第一层梁与E柱节点的柱端弯矩值由内力组合表2-21,查得

?Mc:左震 226.57+222.18=448.75kN·m

右震 69.23＋145.39=212.49kN·m 梁端?Mb取左震, ?Mc也取左震:

?Mc=448.62kN·m＜1.1?Mb=1.1×425=467kN·m

取?Mc′=467.5kN·m

将?Mc与?Mc′的差值按柱的弹性分析弯矩值之比分配给节点上下柱端（即Ⅰ-Ⅰ，Ⅱ-Ⅱ截面）

Mc???=226.57/448.75×（467.5－448.75）=9.53 kN·m McC?C=222.18/448.75×（467.5－448.75）=9.35 kN·m

.

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Mc???=226.44＋9.53=235.97 kN·m McC?C=222.18＋9.35=231.53 kN·m

对柱底Ⅲ—Ⅲ截面的弯矩设计值考虑增大系数1.5

Mc???????=243.81×1.5=365.72 kN·m

根据E柱内力组合表2-21,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:①M=235.97×0.8=188.78kN·m

N=1757.75×0.8=1406.2kN

②M=89.21kN·m

N=2007.66kN

Ⅱ-Ⅱ截面:①M=231.53×0.8=185.22kN·m

N=1845.39×0.8=1476.31kN

②M=40.45kN·m

N=2278.23kN

Ⅲ-Ⅲ截面:①M=365.72×0.8=293..58kN·m

N=1874.26×0.8=1499.41kN

②M=20.06kN·m

N=2307.10kN

截面采用对称配筋,具体配筋见表2-26中.

Mhea????mm取h?20mm N300.5fcAll?1??1?2?1.15?0.010?1,当0h＜15时,取?2=1.0

hNe0?e??ei?0.5h?as??1?l(0)2?1?2 e1400ihh01??N(大偏心受压)?1fcbh0.

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??N??bbh0?1fc??b(小偏心受压) 2Ne?0.45h0?1fcb?bh0?1fc?(0.08??b)(h0?as)xNe??1fcbx(h0?)2(大偏心受压) As?As??fy?(h0?as?)As?As??Ne??(1?0.5?)bh02fcmfy?(h0?as?)(小偏心受压)

式中 e0——轴向力对截面形心的偏心距；

ea——附加偏心距；

ei——初始偏心距；

?1——偏心受压构件的截面曲率修正系数； ?2——考虑构件长细比对构件截面曲率的影响系数；

? ——偏心距增大系数；

e——轴力作用点到受拉钢筋合力点的距离；

?——混凝土相对受压区高度； As、As?——受拉、受压钢筋面积。

表2-26 E柱截面配筋

截面 M(kN·m) N(kN) Ⅰ-Ⅰ 188.78 1323 89.21 2007.66 4500 500×465 142.7 20 162.7 41.6 20 61.6 Ⅱ-Ⅱ 185.22 1476.31 40.11 2278.23 Ⅲ-Ⅲ 293.58 1499.41 20.06 2307.10 l0(mm) bh0(m2) e0(mm) ea(mm) ei(mm) .

5150 500×465 125.5 20 145.5 17.6 20 37.6 5150 500×465 195.1 20 215.1 8.7 20 28.7