72钢筋混凝土柱设计实例钢筋混凝土柱设计的具体步骤为选择材料确定构件尺.ppt

7.2钢筋混凝土柱设计实例

钢筋混凝土柱设计的具体步骤为：选择材料、确定构件尺寸、确定构件计算简图、荷载及内力计算、截面设计、确定构造措施、按计算结果和构造要求绘制结构施工图。

7.2.1现浇钢筋混凝土柱的设计

实例二中所示教学楼为二层全现浇钢筋混凝土框架结构，层高3.6m,平面尺寸为45m×17.4m。建筑抗震设防等级为7度。建筑平立剖见实例二建施-1、2、3、4。该框架建筑抗震设防类别为乙类，采取二级抗震构造措施。

图7.6为框架结构的柱结构平法施工图，现针对KZ3柱设计计算过程进行说明。

图7.6框架结构局部平面图1.材料选择

合理选用材料，是结构设计的基础。此处根据本工程实际情况，选择钢筋HRB400级和C30混凝土。其强度指标可由附录D表D1查得fy=360N/mm2，由附录D表D3查得fc=14.3N/mm2，供设计时使用。2.确定构件形状和尺寸

钢筋混凝土受压构件截面一般采用正方形或矩形截面，有特殊要求时也采用圆形或多边形截面，装配式厂房柱则常用工字形截面。为了避免构件长细比过大，承载力降低过多，柱截面尺寸一般不宜小于250mm×250mm，应控制在l0/b≤30、l0/h≤25、l0/d≤25。此处，l0为柱的计算长度，b为柱的短边，h为柱的长边，d为圆形柱的直径。当柱截面的边长在800mm以下时，一般以50mm为模数，边长在800mm以上时，以100mm为模数。3.计算简图

除装配式框架外，一般可将框架结构的梁、柱节点视为刚性节点，柱固结于基础顶面。

4.荷载及内力计算

结构承受的作用包括竖向荷载、水平荷载和地震作用。竖向荷载包括结构自重及楼（屋）面活荷载。多层建筑中的柱以轴力为主。

实例二中框架结构为超静定结构，c轴的KZ3近似按轴心受压构件进行计算，其内力是由建筑结构计算软件计算得出，柱底轴向力设计值N=1180kN。

5.截面设计

钢筋混凝土受压构件按纵向力与构件截面形心相互位置的不同，可分为轴心受压构件与偏心受压构件（单向偏心受压和双向偏心受压构件），如图7.7所示。当纵向外力N的作用线与构件截面形心轴线重合时为轴心受压构件，当纵向外力N的作用线与构件截面形心轴线不重合时为偏心受压构件，偏心受压构件又可分为大偏心受压构件和小偏心受压构件。

（a）轴心受压（b）单向偏心受压（c）单向偏心受压（d）双向偏心受压

图7.7轴心受压和偏心受压

注：表中l0为构件计算长度；b为矩形截面的短边尺寸；d为圆形截面的直径；i为截面最小回转半径。

特别提示：

1、当应用表7.1查φ值时，如为表格中没有列出的数值，可利用插入法来确定φ值。

2、当l0/b≤8时，φ=1。

l0/b≤810121416182022242628l0/d≤78.510.5121415.517192122.524l0/i≤2835424855626976839097φ1.00.980.950.920.870.810.750.700.650.600.56l0/b3032343638404244464850l0/d262829.5313334.536.5384041.543l0/i104111118125132139146153160167174φ0.520.480.440.400.360.320.290.260.230.210.19表7.1钢筋混凝土轴心受压构件的稳定系数φ表7.2框架结构各层柱的计算长度楼盖类型柱的类别l0现浇楼盖底层柱1.0H其余各层柱1.25H装配式楼盖底层柱1.25H其余各层柱1.5H特别提示：对底层柱，H为基础顶面到一层楼盖顶面之间的距离；对其余各层柱，H为上、下两层楼盖顶面之间的距离。特别提示：当柱中全部纵向受力钢筋的配筋率大于3%时,箍筋直径不应小于8mm,间距不应大于纵向受力钢筋最小直径的10倍且不应大于200mm。箍筋末端应做成135弯钩，且弯钩末端平直段长度不应小于箍筋直径的10倍。（5）