梁的設計與承載力

1、梁的設計：型鋼梁設計由梁的荷載和支承情況根據(jù)內力計算得到梁的最大彎矩，根據(jù)選用的型鋼材料確定其抗彎強 度設計值，由此求得所需要的梁凈截面抵抗矩，然后在型鋼規(guī)格表中選擇型鋼的型號。最后 對選定的型鋼梁截面進行強度、剛度和整體穩(wěn)定驗算。組合梁設計梁的截面選擇步驟為：估算梁的高度(一般用經濟高度)、確定腹板的厚度和翼緣尺寸，然 后驗算梁的強度、穩(wěn)定和剛度。柱的設計：實腹柱設計截面選擇的步驟如下：假定柱的長細比，一般在50-90范圍之內，軸力大而長度小時，長細比取小值，反之 取大值；根據(jù)已假定的長細比，查得軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)。然后根據(jù)已知軸向力和鋼材抗壓強度 設計值求得所需截面積；求出截面兩個主軸方向所

2、需的回轉半徑(根據(jù)已知的兩個方向的計算長度和長細比)由此計算出截面輪廓尺寸的高和寬；通過求得的截面面積和寬以及高，再根據(jù)構造要求、鋼材規(guī)格等條件，選擇柱的截面 形式和確定實際尺寸；驗算實腹柱的截面強度、剛度，整穩(wěn)和局穩(wěn)；格構柱設計截面選擇的步驟如下：假定長細比，一般在50-90之間；計算柱繞實軸整體穩(wěn)定，用與實腹柱相同的方法和步驟選出肢件的截面規(guī)格。根據(jù)假 定的長細比，查穩(wěn)定系數(shù)，最后確定所需的截面面積；計算所需回轉半徑；算出截面輪廓尺寸寬度和高度；計算虛軸長細比；通過求得的面積、高度和寬度以及考慮到鋼材規(guī)格及構造要求選擇 柱的截面形式和確定實際尺寸。強度、剛度和整穩(wěn)驗算；綴條設計和綴板設計；

3、回轉半徑就是慣性半徑。定義：任意形狀截面的面積為A，則圖形對y軸和z軸的慣性半徑分別為 iy=sqrt(Iy/A),iz=sqrt(Iz/A).特征：慣性半徑是對某一坐標軸定義的；慣性半徑的量綱為長度的一次方，單位為M；慣 性半徑的值恒為正。用處：慣性矩Ix,回轉半徑 ix=sqrt (Ix/A),長細比入x=lox/ix,截面驗算：局部穩(wěn)定b/t=(10+0.1入)sqrt(235/fy);h0/tw=(25+0.5入)sqrt(235/fy).知道了柱子的軸力和計算長度-假定長細比初步估計截面-選定截面計算長細比，回轉半徑 慣性矩等-截面驗算。粱、柱、板截面取值粱、柱、板截面取值原則一、柱

4、按照混凝土結構設計規(guī)范GB50010-2002。柱的最小邊的尺寸為300mm，但工 程中一般框架柱截面高、寬均不小于400mm。二、 粱 1、框架粱（1）、粱寬一般取 250mm、300mm、350mm（2）、粱高取跨度的1/10-1/13次粱 （1）、寬度為200mm、250mm（2）、粱高為 1/10-1/14懸挑梁一般取為懸臂長的1/41/6常用的梁高有：250、300、750、800、900、1000。常用的梁寬有：120、150、180、200、220、250、300、以50的模數(shù)遞增。現(xiàn)澆結構中，一般主梁至少應比次梁高出50mm，如主梁下部鋼筋為雙層配置，或附加橫向 鋼筋采用吊筋時

5、，應高出100mm。經濟夸度：板：1.7-2.7m，主梁：5-8m，次梁：4-6m。粱截面尺寸取值原則序號構件種類簡支多跨連續(xù)1次梁現(xiàn)澆整體肋形梁2主梁現(xiàn)澆整體肋形梁3獨立梁4框架梁現(xiàn)澆整體式框架梁5框架梁裝配整體式或裝配式框架梁6框架扁梁現(xiàn)澆整體式鋼筋混凝土框架扁梁7框架扁梁預應力混凝土框架扁梁懸臂說明二、板在一般荷載下，板厚度取板跨的1/36-1/45左右，但不小于80mm）。板的最小高跨比板的支承形式單向板簡支1/35連續(xù)1/40100mm （個別房間也不應小于的類型雙向板1/451/50懸臂板無梁樓板1/35 （有柱冒）1/121/30 （無柱冒）注：板厚/板短邊方向的計算跨度框架梁、

6、柱截面尺寸及材料來自混凝土結構P437一、梁的截面尺寸（1）、梁截面高度主梁?。?/8-1/14次梁?。?/8-1/12來自混凝土結構P266現(xiàn)澆式裝配式 （為梁的計算跨度，當梁上較大荷載設備時，還可以加大，但不宜大于凈跨的1/4）（2）、梁截面高度且宜3200mm二、柱的截面尺寸理論一：柱截面尺寸的確定方法，一般是根據(jù)柱的軸向壓力設計值估算，建議式中：A柱的截面面積；一混凝土軸心抗壓強度設計值N一柱軸壓力設計值，可按該柱負荷面積大小，根據(jù)豎向荷載的經驗數(shù)據(jù)估算； 根據(jù)設計經驗，民用建筑多層框架結構的豎向荷載標準值（恒+活）平均為14kN/m2左右。 對于住宅（輕質墻體）一般為1415kN/m

7、2,墻體較少的其他民用建筑一般為1314kN/m2。 這些經驗數(shù)據(jù)，可作為初步設計階段估算墻、柱及基礎荷載，初定構件截面尺寸的依據(jù)。一 般民用建筑，如住宅樓、辦公樓等，其樓面活茶載標準值較?。?.0kN/m2），僅占總豎向荷 載的10%15%。故為簡化起見，在設計中往往不考慮活載的折減，偏安全地取滿載分析計 算。恒、活載綜合分項系數(shù)為1.25。由A可定出柱截面的高度和寬度。柱截面可做成矩形或方形。一般要求：不宜小于400mm； 不宜小于300mm。理論二：柱截面的高度和寬度應大于柱計算長度的（）的1/25,即、，一般可取（，為 層高。也可根據(jù)柱子支撐樓板的面積所承受的恒載、活載及墻重等，計算柱

8、的最大豎向軸力設計 值，考慮水平荷載的影響乘上系數(shù)預估柱子截面尺寸。式中一一柱組合的軸向壓力設計值；S按簡支狀態(tài)計算的柱的負載面積； 一一折算在單位面積上的重力荷載代表值； 考慮地震作用組合后柱軸壓力增大系數(shù)；非地震1.051.10;地震1.101.20 驗算截面以上樓層層數(shù)；框架柱軸壓比限值，對一級、二級和三級抗震等級，分別取0.65，0.75和0.85。 非地震地震一級抗震等級 二級抗震等級三級抗震等級（一混凝土軸心抗壓強度設計值）抗震等級表序號結構類型6設防烈度7891框架結構房屋高度（m） 2535235=Nc/（a*fc）其中：a-軸壓比（一級0.7、二級0.8、三級0.9，短柱減0

9、.05）fc-砼軸心抗壓強度設計值Nc-估算柱軸力設計值2、柱軸力設計值：Nc=1.25CP N其中：N-豎向荷載作用下柱軸力標準值（已包含活載）P -水平力作用對柱軸力的放大系數(shù)七度抗震：P =1.05、八度抗震：p =1.10C-中柱 C=1、邊柱 C=1.1、角柱 C=1.23、豎向荷載作用下柱軸力標準值：N=nAq其中：n-柱承受樓層數(shù)A-柱子從屬面積q-豎向荷載標準值（已包含活載）框架結構：1012 （輕質磚）、1214 （機制磚）框剪結構：1214 （輕質磚）、1416 （機制磚）筒體、剪力墻結構：1518單位：KN/（M*M）4、適用范圍軸壓比控制小偏心受壓或軸心受壓柱的破壞，因

10、此適用于高層建筑中的底部樓層柱截面 的估算梁高按構造取：剪支梁1/81/12連續(xù)梁一一1/121/15挑梁1/51/6梁寬與梁高比為1/31/2，柱寬要大于梁寬，所以由梁寬得出柱寬，同時，我們也要考慮 層高及柱子的主要受力方向來調整柱子的尺寸，以及通過PK驗算柱的軸壓比來調整柱子 的尺寸樓板厚度按構造?。簡蜗虬澹憾踢叺?/35雙向板：短邊的1/40懸臂板：懸臂長的1/12不過個人覺得板厚一般不要小于80，通常取的板厚有80，100，120，130，150樓板厚度估算：單向板：短邊的1/35雙向板：短邊的1/40懸臂板：懸臂長的1/12梁高與跨度的關系主梁一般取為跨度的1/81/12次梁一般取為

11、跨度的1/121/15懸挑梁一般取為懸臂長的1/41/6梁寬主梁 200，250，300次梁200型鋼梁設計較為簡單，焊接組合截面梁稍復雜，難點在于初始截面的假定。我總結了個截面 假定步驟：1、截面高度h：1）容許最大高度hmax。由于建筑或工藝專業(yè)的限制，梁高不能突破的高度。2）剛度要求的最小高度 hmin。hmin30.778x10-6fl2/w3）經濟梁高 he。he=7 - （Wx/）1/3-300mm最終梁高的確定：hminWhWhmax且hhe2、腹板厚度tw：1）抗剪要求的最小厚度 twmin。twmin =1.2Vmax/（h0 fv）2）經濟厚度 twe。twe=h01/2/

12、3.53）構造要求。規(guī)范 GB50017 規(guī)定：h0/tw250 （235/fy）1/2最終腹板厚度的確定：twA twmin, twtwe并滿足構造要求。3、翼緣板的寬度b、厚度t：根據(jù)WX/的值，先算出翼緣板面積Af,再確定b、t。1）翼緣板面積 Af。AfAWx/h0-tw h0/62）翼緣板的寬度b、厚度t。已知Af確定b、t時，需考慮以下條件：b=h/6h/2.5bA 180mm tA（Af/26）1/2此處順便驗算了翼緣板的局部穩(wěn)定，即自由寬厚比。至此梁截面的所有參數(shù)都已初步確定。門式剛架規(guī)程適用范圍：跨度：宜9-36米。高度：宜4.5-9米。挑檐長度：宜0.5-1.2米。吊車：可

13、設置起重量3噸的懸掛起重機，起重量20噸的輕、中級工作制的單梁或雙梁 橋式車。一、如何既保證強度，穩(wěn)定性等指標，又兼顧結構的剛度在設計中，人們常常比較重視強度，穩(wěn)定性等指標，由于大部分程序不對結構的剛度進行比較，而忽略了結構的剛度。提高結構的剛度的方法：構件的翼緣，腹板不要太厚（6-12mm）翼緣的寬度不要太寬（150-220），盡量用高度調整強度，穩(wěn)定性等指標二、如何確定梁的分段比：為了降低用鋼量，對梁進行分段是個有效的措施之一。分段比的確定：1、分段點的確定2、一般比率：1： 2： 1或1： 23、參照彎距圖調整三、如何定義梁、柱的平面外計算長度：梁、柱平面外計算長度應取側向支撐點的距離；

14、當兩翼緣側向支撐點間的距離不等時，應取 最大受壓翼緣側向支撐點間的距離。一般取隅撐的間距。注意：邊柱的平面外計算長度中柱的平面外計算長度四、支撐的布置：無吊車門剛的支撐布置：1、在每個溫度區(qū)段或分期建設的區(qū)段中，應分別設置能獨立構成空間穩(wěn)定結構的支撐體系。2、在設置柱間支撐的開在同時設計屋蓋橫向水平支撐，以組成幾何不變體系。3、有托架，托架處應局部加強時，有較大振動設備，且對結構產生一定影響時或對廠房有 較大空間剛度要求時，可設置縱向水平支撐。4、柱間支撐的間距一般取30米一40米，且不大于60米。5、當房屋較高時，柱間支撐應分層設置。6、當端部支撐設在第二開間時，在第一開間的相應位置應設剛性系桿7、在剛架轉折處（柱頂和屋脊）應設剛性系桿。8、由支撐斜桿、豎桿組成的水平桁架和柱間豎向平面內的桁架，其直腹桿應按剛性系桿考慮，可由檁條兼作。9、門式剛架的支撐宜采用張的十字交叉圓鋼支撐，常用e 18e 22或更大。10、圓鋼支撐與剛架構件的連接，一般不設連接板，可直接在剛架構件上靠外側設孔連接。當腹板厚度W5mm時，應對支撐孔周邊進行加強。有吊車門剛的支撐布置：1、當柱較高或有較大噸位（5噸）的橋式吊車時宜采用型鋼作為支撐。2、剛性系桿不宜用檁條代替，可用鋼管、H型鋼、十字型角鋼等截面形式的構件。3、柱間支撐的間距一般40米，應盡量取下限。五、剛接柱腳的節(jié)點設計：1、當用于工業(yè)廠房