第5章-1-1 框架设计和梁正截面设计

《框架结构设计》课件课程目标：1. 了解框架结构的基本概念和特点；2. 掌握框架结构的设计原则和方法；3. 能够应用框架结构设计原理进行实际项目的框架设计。

第一部分：框架结构的基本概念和特点1.1 框架结构的基本概念1.1.1 框架的定义1.1.2 框架与传统的结构形式的区别1.1.3 框架结构的分类1.2 框架结构的特点1.2.1 空间刚度大1.2.2 抗震性能好1.2.3 框架结构自身的重量轻1.2.4 施工方便，施工周期短第二部分：框架结构的设计原则和方法2.1 框架结构的设计原则2.1.1 安全性原则2.1.2 经济性原则2.1.3 适用性原则2.2 框架结构的设计方法2.2.1 框架结构的平面设计2.2.2 框架结构的立面设计2.2.3 框架结构的剖面设计第三部分：框架结构设计的实际应用3.1 项目背景及设计要求3.1.1 项目背景3.1.2 设计要求3.2 框架结构设计流程3.2.1 初步设计阶段3.2.2 详细设计阶段3.2.3 设计评审阶段3.3 框架结构设计案例分析3.3.1 案例一：多层框架结构设计3.3.2 案例二：高层框架结构设计第四部分：框架结构设计注意事项及常见问题解析4.1 框架结构设计注意事项4.1.1 合理选择框架梁、柱的截面尺寸4.1.2 注意框架结构的连接节点设计4.1.3 考虑框架结构的抗震设计4.2 常见问题解析4.2.1 问题一：框架结构梁、柱节点钢筋锚固问题4.2.2 问题二：框架结构柱梁截面尺寸的确定方法4.2.3 问题三：框架结构柱的偏心加载问题第五部分：总结与展望5.1 总结5.2 展望科学性：1. 内容基于结构工程领域的公认原理和标准，如国际建筑规范和工程实践。

2. 使用最新研究和industry best practices 来确保信息的准确性和时效性。

3. 课件中的案例分析和问题解析基于实际工程项目，提供了具体的数据和解决方案。

4. 引用权威的参考资料和学术研究，以支持课件中的理论和设计方法。

混凝土结构设计第五版复习重点第 1 章绪论1.钢筋与混凝土为什么能共同工作：（1）钢筋与混凝土间有着良好的粘结力，使两者能可靠地结合成一个整体，在荷载作用下能够很好地共同变形，完成其结构功能。

（2）钢筋与混凝土的温度线膨胀系数也较为接近，因此，当温度变化时，不致产生较大的温度应力而破坏两者之间的粘结。

（3）包围在钢筋外面的混凝土，起着保护钢筋免遭锈蚀的作用，保证了钢筋与混凝土的共同作用。

1、混凝土的主要优点：1)材料利用合理2 )可模性好3)耐久性和耐火性较好4)现浇混凝土结构的整体性好5)刚度大、阻尼大6)易于就地取材2、混凝土的主要缺点：1)自重大2)抗裂性差3 )承载力有限4)施工复杂、施工周期较长5 )修复、加固、补强较困难建筑结构的功能包括安全性、适用性和耐久性三个方面作用的分类：按时间的变异，分为永久作用、可变作用、偶然作用结构的极限状态：承载力极限状态和正常使用极限状态结构的目标可靠度指标与结构的安全等级和破坏形式有关。

荷载的标准值小于荷载设计值；材料强度的标准值大于材料强度的设计值第2章钢筋与混凝土材料物理力学性能一、混凝土立方体抗压强度（f cu,k）：用150mm×150mm×150mm的立方体试件作为标准试件，在温度为（20±3）℃，相对湿度在90%以上的潮湿空气中养护28d，按照标准试验方法加压到破坏，所测得的具有95%保证率的抗压强度。

（f cu,k为确定混凝土强度等级的依据）1.强度轴心抗压强度（f c）：由150mm×150mm×300mm的棱柱体标准试件经标准养护后用标准试验方法测得的。

（f ck=0.67 f cu,k）轴心抗拉强度（f t）：相当于f cu,k的1/8～1/17, f cu,k越大，这个比值越低。

复合应力下的强度：三向受压时，可以使轴心抗压强度与轴心受压变形能力都得到提高。

双向受力时，（双向受压：一向抗压强度随另一向压应力的增加而增加；双向受拉：混凝土的抗拉强度与单向受拉的基本一样；一向受拉一向受压：混凝土的抗拉强度随另一向压应力的增加而降低，混凝土的抗压强度随另一向拉应力的增加而降低）受力变形：（弹性模量：通过曲线上的原点O引切线，此切线的斜率即为弹性模量。

6 框架梁、框架柱截面设计-----以下为框架KJ －10框架梁、框架柱的截面设计6.1 框架梁截面设计抗震规范6.3.3 梁的钢筋配置，应符合下列各项要求：1）梁端纵向受拉钢筋的配筋率不应大于2.5%，且计入收压钢筋的梁端混凝土受压区高度和有效高度之比，一级不应大于0.25，二、三级不应大于0.35。

2）梁端截面的底面和顶面纵向钢筋配筋量的比值，除按计算确定外，一级不应小于0.5，二、三级不应小于0.3。

3）梁端箍筋加密区的长度、箍筋最大间距和最小直径应按抗震规范表6.3.3采用，当梁端纵向受拉钢筋的配筋率大于2 % 时，表中箍筋最小直径数值应增大2mm 。

本建筑工程抗震等级为三级，加密区长度为1.5 和500中取大值，箍筋最大间距为 ，8d ，150中最小值，箍筋最小直径为8mm ，其中d 为纵向钢筋直径，b h 为梁截面高度。

6.1.1梁的正截面受弯承载力计算第一层纵向钢筋计算如下：（1）AC 跨：3C22+3C202)将下部跨间截面的3C22+3C20钢筋通跨布置在AC 跨上，则此作为支座负弯矩作用下的受压钢筋('s A =2082mm 2)，再计算相应的受拉钢筋As 。

支座A 上部，按矩形截面进行计算，实配钢筋2C22+2C20 (As=1388mm 2)支座C 左上部，按矩形截面进行计算，实配钢筋2C22+2C20 (As=1388mm 2)（2）CD 跨：2)将下部跨间截面的3C22钢筋通跨布置在CD 跨上，则此作为支座负弯矩作用下的受压钢筋('s A =1140mm 2)，再计算相应的受拉钢筋As 。

支座C 右上部，按矩形截面进行计算，实配钢筋2C22+2C16 (As=1162mm 2)支座D 上部，按矩形截面进行计算，实配钢筋2C22+2C16 (As=1162mm 2)其它各层框架梁的正截面承载力计算同第一层，汇总于表6.16.1.2梁的斜截面受剪承载力计算根据《混凝土结构设计规范》11.3.3和11.3.4：b h 4/b h（1）考虑地震作用组合的框架梁，当跨高比0/ 2.5l h >时，其受剪截面应符合下式规定：式中b V ——考虑地震作用组合的框架梁端剪力设计值；c β——混凝土强度影响系数，本工程混凝土强度为C30，取1.0。

框架梁截面设计 8.1框架梁截面设计以轴③/⑧第1层AC 跨框架梁的计算为例。

1、梁的最不利内力：经以上计算可知，梁的最不利内力如下： 跨间： M max =263.65kN ·m 支座A ：M max =187.06kN ·m 支座C 左：M max =199.57kN ·m 调整后剪力：V=58.24kN 2、梁正截面受弯承载力计算：抗震设计中，对于楼面现浇的框架结构，梁支座负弯矩按矩形截面计算纵筋数量。

跨中正弯矩按T 形截面计算纵筋数量，跨中截面的计算弯矩，应取该跨的跨间最大正弯矩或支座弯矩与1/2简支梁弯矩之中的较大者，依据上述理论，得： （1）考虑跨间最大弯矩处：按T 形截面设计，翼缘计算宽度b f ，按跨度考虑，取b f ，=l/3=6.4/3=2133mm ，梁内纵向钢筋选II 级热扎钢筋，（f y =f y ，=300N/mm 2），h 0=h-a s =750-35=715mm ， 因为 α1f c b f ，h f ，（ h 0- h f ，/2） =1.0×14.3×2133×100×（715-100/2） =2028.38KN ·m>263.65KN ·m 属第一类T 形截面。

下部跨间截面按单筋T 形截面计算：αs =M/α1f c b f h 02=263.65*106/1.0*14.3*2133*7152=0.017 ξ=1-（1-2αs ）1/2=0.017＜ξb =0.55 γs =0.5×[1+（1-2αs ）1/2]=0.992 A s =M/f yS h 0=263.65*106/300*0.992*715=1239mm 2实配钢筋4Ф20，A s =1256 mm 2。

ρ= A s /bh 0=1256/300*715=0.59％>ρmin 0h h=0.45 0t y f hf h =0.45×1.43/300*750/715=0.225%，同时，ρ＞0.2％×0hh =0.2％×750/715=0.209%，满足要求。

5.方茴说：“那时候我们不说爱，爱是多么遥远、多么沉重的字眼啊。

我们只说喜欢，就算喜欢也是偷偷摸摸的。

”6.方茴说：“我觉得之所以说相见不如怀念，是因为相见只能让人在现实面前无奈地哀悼伤痛，而怀念却可以把已经注定的谎言变成童话。

”7.在村头有一截巨大的雷击木，直径十几米，此时主干上唯一的柳条已经在朝霞中掩去了莹光，变得普普通通了。

8.这些孩子都很活泼与好动，即便吃饭时也都不太老实，不少人抱着陶碗从自家出来，凑到了一起。

9.石村周围草木丰茂，猛兽众多，可守着大山，村人的食物相对来说却算不上丰盛，只是一些粗麦饼、野果以及孩子们碗中少量的肉食。

1.“噢，居然有土龙肉，给我一块！”2.老人们都笑了，自巨石上起身。

而那些身材健壮如虎的成年人则是一阵笑骂，数落着自己的孩子，拎着骨棒与阔剑也快步向自家中走去。

第五章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算一、填空题：1、钢筋混凝土受弯构件，随配筋率的变化，可能出现 少筋、 超筋 和 适筋 等三种沿正截面的破坏形态。

2、受弯构件梁的最小配筋率应取 %2.0m i n =ρ 和 y t f f /45min =ρ 较大者。

3、钢筋混凝土矩形截面梁截面受弯承载力复核时，混凝土相对受压区高度b ξξ ，说明 该梁为超筋梁 。

4．受弯构件min ρρ≥是为了____防止产生少筋破坏_______________；max ρρ≤是为了___防止产生超筋破坏_。

5．第一种T 形截面梁的适用条件及第二种T 形截面梁的试用条件中，不必验算的条件分别是____b ξξ≤___及__min ρρ≥_______。

6．T 形截面连续梁，跨中按 T 形 截面，而支座边按 矩形 截面计算。

7、混凝土受弯构件的受力过程可分三个阶段，承载力计算以Ⅲa 阶段为依据，抗裂计算以Ⅰa 阶段为依据，变形和裂缝计算以Ⅱ阶段为依据。

8、对钢筋混凝土双筋梁进行截面设计时，如s A 与 's A 都未知，计算时引入的补充条件为 b ξξ=。

第5章钢筋混凝土框架结构设计本章内容包括混凝土现浇楼盖设计、混凝土框架梁及次梁设计、框架柱和节点设计，内容主要涉及混凝土结构和建筑抗震设计的相关知识，是毕业设计中非常重要的部分。

本章将毕业设计框架设计中常用的相关资料进行汇编（不包括预应力混凝土构件），以方便学生在毕业设计时查阅使用。

5. 1 混凝土构件设计的一般要求5.1. 1 混凝土结构设计的基本规定1.重要性系数γ0(1）设计使用年限建筑结构和结构构件在正常设计、正常施工、正常使用和维护条件下所应达到的使用年限，一般按表5-1 确定。

若建设单位提出更高的要求，也可按建设单位的要求确定。

(2）建筑结构的安全等级根据建筑结构破坏后果的严重程度，建筑结构划分为三个安全等级。

所谓破坏后果是指危及人的生命、造成经济损失和产生的社会影响三个方面。

不同的安全等级是通过结构重要性系数体现的，设计时可根据具体情况，按表5-2 的规定选用。

2.实用设计表达式(1）承载能力极限状态的设计表达式γo S≤R（非抗震设计）S≤R/r RE（抗震设计）r o----结构重要性系数；S----承载能力极限状态的荷载效应组合值（内力hR----结构构件的承载力设计值；r RE-----承载力抗震调整系数。

(2）正常使用极限状态的设计表达式S≤RS----正常使用极限状态的荷载效应组合值；R-----结构构件达到正常使用要求所规定的变形、裂缝、振幅、加速度、应力的限值，按建筑结构有关设计规范、规程的规定采用。

3. 正常使用极限状态挠度限值及裂缝宽度控制的规定(1）受弯构件的最大挠度应按荷载效应的标准组合并考虑荷载长期作用影响进行计算，其计算值不应超过表5-3规定的挠度限值。

注:①表中 Lo 为构件的计算跨度;②表中括号内的数值适用于使用上对挠度有较高要求的构件；③如果构件制作时预先起拱，则验算挠度时，口I将计算所得的挠度值减去起拱值；④计算悬臂构件的挠度限值时，其计算跨度lo按实际悬臂长度的2倍使用。