柱梁板截面尺寸确定

一 、 有 关 梁 的 计 算1 梁 截 面 高 度 h的 初 选（ 1） 根 据 梁 跨 度 L初 估 （ 已 满 足 挠 度 要 求 ） 梁 高 h备 注 ： 次 梁 高 度 相 应 乘 0.8； 采 用 井 字 梁 楼 盖 时 ， 梁 高 h=L/15L/20； 层 高 受 限 时 采 用 宽 扁 梁 ， 梁 高 h= h=L/15L/20。主梁 h=L/2L/4h=L/4L/6悬 臂 梁 h=L/4L/5h=L/10L/12多 跨 梁 h=L/3L/5h=L/8L/10单 跨 梁 柱 下 条 基 梁楼 、 屋 盖 梁使 用 部 位形 式（ 2） 根 据 梁 受 力 初 估 梁 高 hh=h0+as一 排 筋 ： ， as 35二 排 筋 ： ， as 652 梁 截 面 宽 度 高 宽 比一 般 ： h/b=24， 综 合 考 虑 摆 放 钢 筋 的 施 工 因 素h/b4 为 深 受 弯 构 件 （ 不 满 足 平 截 面 假 定 ）bfMhy1.05.%0.23 单 筋 矩 形 梁 的 受 弯 计 算（ 工 程 中 不 计 受 压 筋 作 用 ， 可 视 为 安 全 储 备 ） 公 式 法 ：（ 规 范 7.2.1） 查 表 法 ： 查 表（ 工 程 中 常 用 ） 初 估 法 ：（ 工 程 中 常 用 ）M较 小 时 ： 分 子 取 1.1， h0=h 35（ 一 排 筋 ） ；M较 大 时 ： 分 子 取 1.2， h0=h 65（ 二 排 筋 ） 。syccAfbxf xhfM1 01 )5.(2.fAys01bfhAfcssy sssAM【 题 1】 某 矩 形 梁 ， 欲 承 受 弯 矩 M=172kN.m， 砼C25， 钢 筋 ， 试 设 计 该 梁 截 面 及 配 筋 （ 假 设 配一 排 受 拉 筋 ） 。 （ 规 范 4.1.4 4.2.3 7.2.1）【 答 案 】 选 用 材 料 ： 砼 C25 （ 规 范 4.1.4 4.2.3 ） 钢 筋 确 定 截 面采 用 截 面 初 估 计 算 式假 定 b=250mm， 配 一 排 筋 ， 设 ， 则 ：2/9.Nfc360my bfMhy.)1.(0%0.mbfMhy 45923601.75.10 【 续 前 】h=h0+as， 配 一 排 筋 ， as=35mm则 实 取 配 筋 计 算 ； （ 规 范 7.2.1）由 式 得 代 入 得实 选 4 20,49354h50syccAfbxf xhfM101)2(9.47x 21ms256mAs4 梁 的 受 剪 计 算 （ 规 范 7.5.1 7.5.4 7.5.5 7.5.7）【 备 注 】 工 程 中 考 虑 水 平 荷 载 的 反 向 作 用 ， 不 宜 采 用 弯起 钢 筋 抗 剪 ， 宜 采 用 箍 筋 加 密 形 式 抗 剪 。 可 推 知 C30梁 形 成 最 大 抗 剪 力 所 需 最 大 箍 筋 量 。采 用 筋 抗 剪 ， 令 S=100, b=250 Asv=245 实 配 12100(2)=226b=400 Asv=392 实 配 12100(4)=4520000 2.sin8.2.17 bhfAfhSfbhff cbysvytt /0mNfy5 梁 在 弯 、 剪 、 扭 共 同 作 用 下 的 承 载 力 计 算弯 、 剪 、 扭 分 别 作 用 受 弯 M： 配 纵 向 受 拉 筋 ， 置 于 梁 的 受 拉 区 ； 受 剪 V： 配 受 剪 箍 筋 ， 如 单 肢 箍 、 双 肢 箍 ； 受 扭 T： 配 受 扭 纵 筋 ， 沿 梁 周 边 纵 向 均 布 ；配 受 扭 箍 筋 ， 沿 梁 周 边 横 向 布 置 。弯 、 剪 、 扭 共 同 作 用 截 面 尺 寸 验 算 （ 7.6.1）纵 筋 总 量 受 弯 纵 筋 量 受 扭 纵 筋 量箍 筋 总 量 受 剪 箍 筋 量 受 扭 箍 筋 量ctt fWTbhVf 25.08.7.00梁 的 配 筋 总 结 ：梁 中 钢 筋 包 括 ： （ 10.2）上 部 纵 向 筋 （ 10.2.1）下 部 纵 向 筋 （ 10.2.1）抗 剪 箍 筋 （ 双 肢 箍 、 复 合 箍 ） （ 10.2.9-11）抗 扭 箍 筋 （ 沿 梁 截 面 周 边 布 置 双 肢 箍 ）（ 10.2.12）抗 扭 纵 筋 （ 沿 梁 截 面 周 边 均 匀 布 置 ） （ 10.2.5）附 加 横 向 筋 （ 加 密 箍 、 吊 筋 ） （ 10.2.13）架 立 筋 （ 计 算 纵 向 筋 很 小 时 ， 2 12） （ 10.2.15）腰 筋 （ 梁 高 hw 450mm时 ） （ 10.2.16）【 题 2】 某 竖 向 均 布 荷 载 作 用 下 的 简 支 梁 ， 其 截 面为 bh=250650， 同 时 承 受 弯 矩 、 剪 力 和 扭 矩 共同 作 用 ， 纵 向 钢 筋 HRB335， 箍 筋 HPB235， 通 过 计算 配 筋 结 果 如 下 ： （ 7.6.11 7.6.12）抗 弯 纵 向 钢 筋抗 剪 箍 筋 （ 总 量 ） （ 7.5.4）抗 扭 纵 向 筋 （ 总 量 ） （ 7.6.4）抗 扭 箍 筋 （ 单 肢 ） （ 7.6.4）请 根 据 上 述 结 果 ， 设 计 该 梁 的 截 面 配 筋 布 置 ，并 绘 制 剖 面 图 （ 示 意 钢 筋 布 置 ） 。mAs489.0/v23stl1./t【 答 案 】 受 拉 区 配 纵 向 筋 （ 受 拉 筋 抗 扭 筋 ） ：选 用 4 20（ 1257 mm2） 受 压 区 配 抗 扭 纵 向 筋 ：选 用 2 10 （ 157mm2） 腹 部 配 抗 扭 纵 筋 ：选 用 4 10 （ 314 mm2） ， 每 侧 两 根 。 箍 筋 单 肢 总 用 量 （ 抗 剪 抗 扭 ） ， 选 双 肢 箍 。采 用 8， 单 肢 箍 筋 截 面则 ， 取 S=100mm。2, 148/3/ mAstlssum 2, /Astlsu25./stlsAsAtsvvms 452.7.489.50/5./ 1, 2,3svmS42.03二 、 有 关 板 的 计 算1 板 厚 度 的 确 定 经 验 值 ：板 的 厚 度 h与 板 短 边 跨 度 L的 最 小 比 值 （ h/L） 由 抗 剪 公 式 确 定 ： （ 规 范 7.5.3）不 配 置 箍 筋 和 弯 起 钢 筋 的 一 般 板 类 受 弯 构 件07.0bhfVt)80(0.12795.hh1/101/501/40多 跨21/451/35单 跨1 悬 臂 板双 向 板单 向 板种 类板 跨 类 型项 次 由 抗 冲 切 公 式 确 定 ： （ 规 范 7.7.1）不 配 置 箍 筋 和 弯 起 钢 筋 的 一 般 板 类 受 弯 构 件（ 冲 切 ）（ 剪 切 ）0.ufFmthl 70bVt抗 剪 与 抗 冲 切 的 区 别 （ 对 象 、 荷 载 、 破 坏 面 形 态 ）1、 对 细 长 杆 件 ： 如 梁 、 柱 、 桩 等 ， 考 虑 抗 剪 ， 荷 载 为 横 向 ；对 板 类 构 件 ： 如 楼 板 、 基 础 承 台 等 ， 既 考 虑 抗 剪 （ 面 载 ）又 考 虑 冲 切 （ 局 部 荷 载 或 集 中 荷 载 ） ；2、 冲 切 破 坏 在 荷 载 四 周 成 45度 斜 面 拉 裂 的 冲 切 锥 体 （ 4个 剪 切 面 ） ，剪 切 破 坏 面 有 2个 （ 悬 臂 构 件 1个 ） ， 45度 斜 剪 切 面 上 拉 裂 ；3、 破 坏 机 理 类 似 ： 破 坏 面 混 凝 土 主 拉 应 力 超 限 。【 题 3】 某 地 下 室 底 板 采 用 强 度 等 级 C25砼 浇 注 ，未 配 置 箍 筋 和 弯 起 钢 筋 ， 板 厚 1200mm。 确 定 该 底板 能 承 受 的 剪 力 设 计 值 。 (底 板 中 仅 配 受 拉 筋 ) （ 规 范 9.2.1 7.5.3）【 答 案 】 底 板 砼 保 护 层 厚 度 （ 规 范 表 9.2.1）C=40mm, as =50mm, h0=h-as =1200-50=1150mm (规 范 7.5.3-2) （ 规 范 7.5.3-1）即 每 米 宽 板 能 承 受 的 剪 力 设 计 值 为 933kN。93.)8(4/14/10h kbfVth 9340615027.90 【 题 4】 某 带 地 下 室 的 高 层 建 筑 拟 采 用 整 板 基 础 ，柱 网 66(m)； 其 中 中 柱 截 面 900900(mm)， 轴力 设 计 值 F=8000kN； 底 板 地 基 反 力 均 布 ， 板 厚1m， 砼 C30， 问 底 板 厚 度 能 否 满 足 冲 切 要 求 ?(底 板 中 仅 配 受 拉 筋 ) (规 范 7.7.1)【 答 案 】 底 板 砼 保 护 层 厚 度 （ 规 范 表 9.2.1）C=40mm, as =50mm, h0=h-as =1000-50=950mm (规 范 7.7.1)故 底 板 厚 度 满 足 冲 切 要 求 。u74)9(0.1820/9.10.,in 78.14/95./5. ./221 hmsua36268737lmtFKNf2板 受 弯 的 配 筋 计 算类 似 于 受 弯 梁 ， 折 合 每 m宽 板 带 计 算 配 筋 。注 意 ： 钢 筋 置 于 受 拉 面 ，板 梁 同 时 现 浇 时 不 宜 将 板 底 平 梁 底 。 （ 雨 篷 ）三 、 有 关 柱 的 计 算1 柱 截 面 的 确 定 柱 轴 力 初 估一 般 建 筑 每 平 方 米 折 合 荷 载 设 计 值框 架 结 构 ： Q=1518KN/m2柱 根 轴 力 ：楼 层 数 ， 柱 受 荷 面 积 （ 柱 网 ） 。 柱 截 面 初 估 （ 根 据 11.4.16轴 压 比 计 算 ）轴 压 比 (常 用 值 ）（ h位 于 弯 矩 较 大 方 向 ）cAnnc908/fcbAc9.08b2 柱 正 截 面 受 压 承 载 力 的 计 算 轴 心 受 压规 范 7.3.1 7.3.2 偏 心 受 压规 范 7.3.4 柱 的 计 算 长 度规 范 7.3.11【 题 5】 某 现 浇 框 架 结 构 底 层 中 柱 ， 柱 高 H=5m截 面 尺 寸 bh 250 250 (mm)， 柱 内 配 有4 16纵 筋 ， 砼 C30， 柱 欲 承 受 轴 心 压 力 设 计 值N=700kN， 试 计 算 该 柱 是 否 安 全 。 （ 7.3.1）【 答 案 】 求 柱 稳 定 系 数 （ 规 范 7.3.1 7.3.11） 求 柱 能 承 受 最 大 轴 力 （ 规 范 7.3.1 4.1.4 4.2.3）不 满 足 要 求 （ 备 注 ： 柱 长 边 Nb，故 三 组 内 力 均 属 小 偏 心 ，最 不 利 为 。mamf sbc 0,50,/6.92 kNhfcb 765.36.901 建 筑 工 程 受 弯 构 件 有 屈 服 点 钢 筋 配 筋 时 的 b值0.518HRB400RRB4000.550HRB3350.614HPB235 C50一、结构单位面积重力荷载剪力墙结构12 层：40m 以下；1314kN/，筏板厚 600700mm，标准层含钢量3040，整体 55 左右。18 层：60m；14kN/，筏板厚 800mm 左右26 层：80m；14.5kN/，fak=450kPa 左右，筏板厚 1000mm30 层：14.515kN/，fak=500kPa 左右，筏板厚 12001300mm32 层：100m；15kN/，fak=500550kPa，筏板 13001500mm地下室取 20kN/框架结构：1214kN/，一般可取 13kN/。框剪结构：1315kN/，可取 14kN/。核心筒结构：1416kN/。短肢剪力墙：1012kN/。砌体结构：22kN/左右，估算条基宽度可按每层 45kN/，含钢量 2327 公斤。地反力估算（标准组合）：单位面积重力荷载地上层数+地下室层数20+筏板厚25+10二、周期剪力墙结构：0.040.08N（经验值 0.060.08N） ，N 为地面以上房屋层数。框剪结构：0.080.12N框架结构：0.120.15N框架核心筒、外框筒：0.060.10N三、墙厚及砼强度26 层：地下外 300、内 250；地上外 250、内 2003033 层：外纵墙底部加强部位及上一层 300（楼梯间段突出时250） ，以上 250外横墙一般 250内墙底部加强部位及上一层 250（电梯间隔墙取 200） ，以上 200砼强度：C35C30，初步设计时砼强度变化可与墙厚变化相隔一层，根据轴压比情况可在下一层或上一层注：1.墙厚不满足规程要求时应进行稳定验算。2.对于剪力墙结构的一字型外墙，尤其在转角阳台或窗的一字型外墙，以及框剪结构中的非筒形剪力墙和框支层的落地剪力墙厚度宜满足规程要求，不进行稳定验算。3.为提高轴压比、梁柱墙的剪压比、框架或剪力墙的抗侧力刚度，提高砼强度等级是有意义的，但随强度等级的提高而提高比例变小。4.受弯构件的纵筋配筋受强度等级的变化影响较小。四、板厚单向板 1/351/30,常用于跨度小于 4m；双向板 1/401/35。3.6m 及以下一般取 100.,3.94.5 米一般取 120mm。高层大屋面板一般取 120地下室顶板：一般 160,30 层及以上 180.密肋板常用于 710m，肋间距 500700，肋高：1/201/30井字梁常用于 710m，梁格 15003000，肋高：1/20普通框架、巨型框架和悬挂巨型框架。它们各自的结构效率如何呢？怎么来衡量它们的效率呢？我们先来看普通框架的重力荷载传递的途径，很简单，所有的柱子都受压，从上到下逐层加大。蓝色的数字就是柱子所承受的轴向压力，我们把所有的这些数字加起来，结果等于多少呢？边柱从上到下是 1 到 9，中柱从上到下是 2 到 18，四排柱子全加起来，结果是 270。我们再来看一下巨型框架。同样，把所有的柱子的竖向轴力的数值加起来。玫红色的巨型框架柱子其实跨越了多个楼层，所以要算做多个柱子。或者，简单说，就是柱子的轴力还要乘以这根柱子的楼层数。每个小框架，边柱从 1 到 3，中柱从 2 到 6，加起来等于 36。一共有两个小框架，所以再乘以 2，等于 72。巨型框架柱，单侧为 34+154+271=99，两边两根巨型柱加起来，等于992=198。然后，整个结构的竖向轴力和就是 72+198。这个数等于多少呢？等于 270。看，跟上面的普通框架的数值是一样的。我们最后看一下不差钱的悬挂巨型框架，它的数值是多少呢？我们为什么说它不差钱呢？跟上面两个不同，这个有了拉力的存在，小框架的柱子都是受拉的。我们把拉力计作负值，这样，上面的小框架轴力和是-36，下面的小框架轴力和是-60。巨型柱承受的还是压力，所以是正值。单侧巨型柱为 124+275=183，两边两根巨型柱加起来，等于 1832=366。同样，366-36-60=270。神奇吧？虽然三个结构形式看上去很不一样，但是它们的竖向轴力和都是 270。或者，换句话说，270 就是这三个结构的目的，有 270 这么多的力通过结构传递到大地。虽然目的一样，但是因为解决方案的不同，所以付出的代价也不同。第一个普通框架，总轴力和等于压力-拉力，也就是 270=270-0。为了达到 270 这个目的，付出了 270+0=270 的代价。第二个巨型框架，同样也是 270=270-0，同样也付出了 270 的代价。所以，它跟第一个普通框架的效率是一样的。第三个悬挂体系，270=366-96，为了同样的 270 这个目的，它付出了 366+96=462的代价，效率远远低于前面两个，所以我们说它是不差钱的结构体系。简单理解，前两个结构体系里，轴力都没有走回头路，全部都是一路向下，所以效率值最高。而第三个悬挂体系，轴力先在小框架里向上到达巨型框架，再 180 度掉头，从巨型框架里向下传递，走了不少冤枉路，所以效率就不那么高了。换言之，同样的起点，同样的目的地，位移相同，路程越短越好。对于力的流动，路程也就是力的大小乘以力流动的长度。这样的衡量标准，对于重力荷载是如此，对于侧向荷载也是如此。前段时间有幸在学校听了 SOM 的 Bill Baker 老师的一堂讲座，主题就是结构的效率。Bill Baker 举的是下面这个悬臂结构的例子。外荷载 P 的作用点固定，两个支座的位置固定。在这三点固定的前提下，应该如何布置这个悬臂结构呢？什么样的结构效率值最高？最简单的是这种结构，moment diagram truss。上弦受拉，拉力为根号下 10，杆件长度也是根号下 10。下弦受压，压力为 3，杆件长度也是 3。所有的拉力乘以拉力走过的路程，也就是上弦杆的拉力大小乘以上弦长度，等于10。所有的压力乘以压力走过的路程，也就是下弦杆的压力大小乘以下弦长度，等于 9。10-9 等于 1，这就是这个结构的目的，把大小为 1P 的力向上传递 1B 的长度。10+9 等于 19，这就是这个结构的效率。我们再看一下这种 Pratt truss。所有的拉力乘以自己走过的路程等于 9，所有的压力乘以自己走过的路程等于 8。9-8 等于 1，看，它的目的同样也是这个 1。但是它的效率呢？9+8 等于 17，比上面那个 19 已经强一些了。接下来是 Warren truss。结构的目的同样是 1，但是它