混凝土梁、板、柱截面尺寸估算

3.2 结构布置
3.2.1 结构布置一般原则
3.2.1.1 现浇混凝土梁结构布置原则 3.2.1.1.1 框架梁截面基本要求
根据《建筑抗震设计规范》GB50011-2010第6.3.1条规定：梁的截面尺寸应满足框架的基本抗震构造措施，宜符合下列各项要求： ① 截面宽度不宜小于200mm 。

② 截面高宽比不宜大于4。

③ 净跨与截面高度之比不宜小于4。

3.2.1.1.2 主次梁截面确定基本要求
梁的截面尺寸取决于构件的跨度、荷载大小、支承条件以及建筑设计要求等因素，根据工程经验，为了满足正常使用极限状态等的要求（比如梁的扰度不能过大的限制），对于多跨连续主次梁取值范围如下：
框架梁截面高度宜取为框架梁跨度）；（l l h )8/1~14/1(= 框架梁截面宽度宜取；h b )2/1~3/1(=
次梁截面高度宜取为次梁跨度）；（l l h )12/1~18/1(= 次梁截面宽度宜取；h b )2/1~3/1(= 3.2.1.2 现浇混凝土板结构布置原则
根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010第9.1.2条规定：现浇混凝土板的尺寸是根据板的跨厚比确定：钢筋混凝土单向板不大于30，双向板不大于40，且现浇钢筋混凝土板的厚度不应小于《混凝土结构设计规范》GB50010-2010表9.1.2规定：单向板板厚
不小于60mm，屋面板板厚不小于60mm，双向板板厚不小于80mm。

3.2.1.3 框架柱结构布置原则
根据《建筑抗震设计规范》GB50011-2010第6.3.5条规定：柱的截面尺寸，宜符合下列各项要求：
①截面的宽度和高度，四级或不超过2层时不宜小于300mm，一、二、三级且超过2层时不宜小于400mm，圆柱的直径，四级或不超过2层时不宜小于350mm，一、二、三级且超过2层时不宜小于450mm。

②剪跨比宜大于2。

③截面长边与短边的边长比不宜大于3。

3.2.2 现浇混凝土梁、板、柱截面尺寸估算
3.2.2.1 现浇混凝土梁截面尺寸估算
3.2.2.1.1 横向框架梁截面尺寸估算
本设计在2轴～20轴布置横向框架梁跨度为8.9m、6.5m，根据所学知识跨度不一致，则经验估算梁截面高度也会导致不一样，但是为了使结构在施工中，不因截面高度导致底部钢筋的通长布置，否则在截面突变外锚固在柱内钢筋过多，影响柱混凝土浇筑质量，故横向框架梁取最大值进行截面估算。

框架梁截面高度应满足mm
~
/1(
14
)8/1
=
14
=，取mm
/1(=
8400
1050
h)
~
~
600
)8/1
l
(
=，截面宽度应满足
h700
)2/1
3/1(
~
~
3/1(=
)2/1
=
=，取mm
h
b)
mm
700
350
~
(
233
=。

b300
3.2.2.1.2 纵向框架连系梁截面尺寸估算
本设计在A轴、C轴、D轴、E轴上布置纵向框架连系梁，以最大跨度8.4m进行截面估算。

纵向框架连系梁截面高度应满足)
14
)8/1
/1(=
~
=l
h
/1(
=
~
600
1050
(
8400
~
)8/1
14
mm ，取mm h 650=，截面宽度应满足mm h b )325~216(650)2/1~3/1()2/1~3/1(===
取mm b 300=。

建筑物外围梁截面的确定需考虑是否与建筑图纸上的窗户定位发生冲突，由于本建筑物外围窗户都是属于大面积窗户，给予梁截面受到限制，故本设计外围梁截面应直接做到窗户顶面，则纵向框架连系梁外围梁截面取700mm ，横向外围框架梁截面取800mm 。

3.2.2.1.3 纵横向次梁截面尺寸估算 3.2.2.1.3.1 纵向次梁截面尺寸估算
本设计在B 轴上布置纵向次梁，以最大跨度7.2m 进行截面估算。

纵向次梁截面高度应满足mm l h )500~333(6000)12/1~18/1()12/1~18/1(===，取mm h 400=，截面宽度应满足
mm h b )200~133(400)2/1~3/1()2/1~3/1(===，取mm b 150=。

3.2.2.1.3.2 横向次梁截面尺寸估算
本设计在横向主梁之间布置一根横向次梁，以最大跨度8.4m 进行截面估算。

横向次梁截面高度应满足mm l h )700~466(8400)12/1~18/1()12/1~18/1(===，取mm h 600=，截面宽度应满足
mm h b )300~200(600)2/1~3/1()2/1~3/1(===，取mm b 250=。

在建筑中存在挑梁，因为考虑到布置的整体性与施工方便，所以挑梁就直接由走廊的梁直接挑出。

3.2.2.1.3.3 其余局部次梁截面尺寸估算
其余局部次梁截面尺寸与上述方法一致，不再详述，详见结构平法梁施工图。

3.2.2.2 现浇混凝土板截面估算
根据板的受力传递，均为四边传递，则连续板均按双向板计算，板厚度mm h 10540/4200=≥，对于本建筑物楼面板厚取
mm mm h 90120>=，屋面板厚mm mm h 90120>=。

楼板平面布置图详见结构楼面施工图。

3.2.2.3 现浇混凝土框架柱截面估算
框架柱的截面尺寸一般根据柱的轴压比按公式（3-1）（3-2）进行估算，柱组合的轴压力设计值： n Fg N E β= （3-1）
式中：--F 按简支状态计算的柱的负载面积；
--E g 折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，可按实际荷载计算，也可近似取2/15~12m kN ；
--β考虑地震作用组合后柱轴力增大系数，边柱取 1.3，不等跨内柱取1.25，等跨内柱取1.2；
--n 验算截面以上楼层层数；
c
N c f N
A ][μ≥
（3-2）
--][N μ框架柱轴压比限值，对抗震等级为一级、二级、三级、四级，分别取0.65、0.75、0.85、0.90； 本工程抗震等级为三级，则框架柱轴压比限值85.0][=N μ；
--c f 混凝土轴心抗压强度设计值；对于C30混凝土，2/3.14mm N f c =；
对于中柱：
中柱最大负载面积：（8.4+3.3）/2×（6.0+6.0）/2=35.1m 2
kN n Fg N E 31595151.352.1=⨯⨯⨯==β
23
2598933.1485.0103159][mm f N A c N c =⨯⨯=≥μ
初定框架柱截面尺寸为mm mm 500600⨯； 对于边柱：
边柱最大负载面积：(6.0×8.4)/2=25.2 m 2
kN n Fg N E 24575152.253.1=⨯⨯⨯==β
23
2021393.1485.0102457][mm f N A c N c =⨯⨯=≥μ
初定框架柱截面尺寸为mm mm 500500⨯；
其余柱尺寸确定方法与上述方法一致，不再详述。

4 第二层11～20轴楼面板设计
由于楼板设计为第四层11～20轴，故这里只将第四层11～20轴结构布置图如图4-1所示，其它层具体详见结构施工图。

4.1 现浇楼板区分
根据图1-1楼板编号，将楼板进行单双向板区分，如表4-1所示：
表4-1
楼板编号)
(mm
l
x
)
(mm
l
y
x
y
l
l单/双向板楼板用途
B1 1800 3300 1.83<2 双向板走道B2 4200 4800 1.14<2 双向板洗手间B3 4200 4800 1.14<2 双向板洗手间B4 3300 4800 1.45<2 双向板走道B5 2800 4200 1.5<2 双向板走道B6 2800 4200 1.5<2 双向板走道B7 3300 3300 1<2 双向板走道B8 4200 6000 1.42<2 双向板教室B9 4200 6000 1.42<2 双向板教室B10 3000 3300 0.9<2 双向板走道B11 4200 6000 1.42<2 双向板教室B12 4200 6000 1.42<2 双向板教室B13 3300 8400 2.54>2 单向板走道
B14 3800 4200 1.1<2 双向板 休息室 B15
3600
4200
1.16<2
双向板
管理室
注：表4-1中x l 、y l 分别代表楼板短跨方向。

长跨方向。

4.2 现浇楼面板荷载标准值计算
根据建筑设计总说明可知楼面采用中南标2002版做法，其中第四层楼面办公室、会议室、侯梯厅及档案室采用楼10做法，顶棚采用顶3涂23做法，楼梯间和走廊采用楼10做法，顶棚采用顶3做法，盥洗间及厕所采用楼10做法，顶棚采用顶4做法。

根据《建筑结构荷载规范》要求，基本组合的荷载分项系数有以下列规定： 1 永久荷载分项系数：
1）当永久荷载效应对结构不利时，对由可变荷载效应控制的组合应取1.2，对由永久荷载效应控制的组合应取1.35； 2）当永久荷载效应对结构有利时，不应大于1.0。

2 可变荷载的分项系数应符合下列规定：
1）对标准值大于4KN/ m 2的工业房屋楼面结构的活荷载，应取1.3； 2）其他情况，应取1.4。

3 活荷载由《建筑结构荷载规范》（GB20009-2012），楼、屋面活荷载k q （标准值）取值如下： 办公室：2.0 KN/㎡ 卫生间：2.5 KN/㎡ 楼梯间：3.5 KN/㎡ 配电室 走廊：2.5 KN/㎡ 教室：2.5
上人屋面：2.0 KN/㎡ 不上人屋面：0.5 KN/㎡ 其他：2.0 KN/㎡ 女儿墙240厚 4.5KN/㎡
4.2.1 阶梯教室 配电室 供暖机房（楼10、顶19、涂23）荷载标准值计算
10厚地砖铺拍平，水泥浆擦缝 2
3/17.0/1701.0m kN m kN =⨯
20厚1：4干硬性水泥砂浆，面上撒素水泥 23/4.0/2002.0m kN m kN =⨯ 素水泥浆结合层一遍，永久荷载标准值采用估算值 2
/03.0m kN 顶19（混合砂浆顶棚）,永久荷载标准值采用估算值 2/07.0m kN 涂23,永久荷载标准值采用估算值 2/02.0m kN
钢筋混凝土楼板 2
3/5.2/251.0m kN m kN =⨯
阶梯教室永久荷载标准值： 2/45.3m kN g k =
阶梯教室（楼10、顶3涂23）可变荷载标准值，查《建筑结构荷载规范》GB50009-2012表5.1.1可知：
2/5.2m kN q k =
4.2.2 楼梯间（楼13、顶3、涂23）荷载标准值计算
20厚花岗石板铺实拍平，水泥浆擦缝 23/56.0/2802.0m kN m kN =⨯ 30厚1：4干硬性水泥砂浆，面上撒素水泥 23/6.0/2003.0m kN m kN =⨯ 素水泥浆结合层一遍，永久荷载标准值采用估算值 2/03.0m kN 顶3（混合砂浆顶棚）,永久荷载标准值采用估算值 2/24.0m kN 钢筋混凝土楼板 23/5.2/251.0m kN m kN =⨯ 楼梯间永久荷载标准值： 2/93.3m kN g k =
楼梯间（楼13、顶3、涂23）可变荷载标准值，查《建筑结构荷载规范》GB50009-2012表5.1.1可知：
2/5.3m kN q k =
4.2.3 走廊（楼13、顶19、涂23）荷载标准值计算
20厚花岗石板铺实拍平，水泥浆擦缝 23/56.0/2802.0m kN m kN =⨯ 30厚1：4干硬性水泥砂浆，面上撒素水泥 23/6.0/2003.0m kN m kN =⨯ 素水泥浆结合层一遍，永久荷载标准值采用估算值 2/03.0m kN 顶
19（铝合金封闭式条形吊顶）,永久荷载标准值采用估算值
2/07.0m kN
钢筋混凝土楼板 23/5.2/251.0m kN m kN =⨯ 走廊永久荷载标准值： 2/76.3m kN g k =
走廊（楼13、顶19、涂23）可变荷载标准值，查《建筑结构荷载规范》GB50009-2012表5.1.1可知：
2/5.2m kN q k =
4.2.4 卫生间 开水间 清洁室（楼27、顶18、涂23）荷载标准值计算 150--350高活动地板 2/5
5.0m kN
20厚1：2水泥砂浆抹面压光，面上撒素水泥 23/44.0/2202.0m kN m kN =⨯ 素水泥浆结合层一遍，永久荷载标准值采用估算值 2/03.0m kN 顶18（铝合金T 型暗龙骨矿棉装饰板吊顶）,永久荷载标准值采用估算值 2/1.0m kN 蹲位陶粒填充 2/0.24.05m kN =⨯
钢筋混凝土楼板 23/5.2/251.0m kN m kN =⨯
卫生间 开水间 清洁室永久荷载标准值：
2/62.5m kN g k =
卫生间 开水间 清洁室（楼27、顶18、涂23）可变荷载标准值，查《建筑结构荷载规范》GB50009-2012表5.1.1可知：
2/5.2m kN q k =
4.2.5 休息室 管理室（楼10、顶3、涂23）荷载标准值计算
10厚地砖铺拍平，水泥浆擦缝 23/17.0/1701.0m kN m kN =⨯
25厚1：4干硬性水泥砂浆，面上撒素水泥 23/5.0/20025.0m kN m kN =⨯
素水泥浆结合层一遍，永久荷载标准值采用估算值 2/03.0m kN
顶3（混合砂浆顶棚）,永久荷载标准值采用估算值 2/24.0m kN
钢筋混凝土楼板 23/5.2/251.0m kN m kN =⨯
休息室 管理室永久荷载标准值： 2/44.3m kN g k =
休息室 管理室（楼10、顶3、涂23）可变荷载标准值，查《建筑结构荷载规范》GB50009-2012表5.1.1可知：
2/5.2m kN q k =
4.2.6 门厅 室内走廊（楼13、顶3、涂23）荷载标准值计算
20厚花岗石板铺实拍平，水泥浆擦缝 23/56.0/2802.0m kN m kN =⨯
30厚1：4干硬性水泥砂浆，面上撒素水泥 23/6.0/2003.0m kN m kN =⨯
素水泥浆结合层一遍，永久荷载标准值采用估算值 2/03.0m kN
顶3（混合砂浆顶棚）,永久荷载标准值采用估算值 2/24.0m kN
钢筋混凝土楼板 23/5.2/251.0m kN m kN =⨯
楼梯间永久荷载标准值： 2/93.3m kN g k =
楼梯间（楼13、顶3、涂23）可变荷载标准值，查《建筑结构荷载规范》GB50009-2012表5.1.1可知：
2/5.3m kN q k =
4.2.7 屋面装饰板（顶3）荷载标准计算
钢筋混凝土楼板 23/3/2512.0m kN m kN =⨯
顶3（混合砂浆顶棚）,永久荷载标准值采用估算值 2/24.0m kN
屋面装饰板永久荷载标准值： 2/24.3m kN g k =
上人屋面装饰板（顶3）可变荷载标准值，由于屋面层只考虑屋面板的活荷载，查《建筑结构荷载规范》GB50009-2012表5.3.1可知：
2/0.2m kN q k = 4.2.8 屋面板（屋12、顶3）荷载标准计算
屋12（合成高分子涂膜防水屋面），永久荷载标准值采用估算值 2/02.3m kN
钢筋混凝土楼板 23/3/2512.0m kN m kN =⨯
顶3（混合砂浆顶棚）,永久荷载标准值采用估算值 2/24.0m kN
屋面板永久荷载标准值： 2/26.6m kN g k =
上人屋面板（屋12、顶3）可变荷载标准值，由于屋面层只考虑屋面板的活荷载，查《建筑结构荷载规范》GB50009-2012表5.3.1可知：
2/2m kN q k =
4.3 现浇楼面板荷载设计值计算
根据混凝土结构构件计算方法，我国现发展的计算水准是近似概率法，将整个结构的一部分超过某一稳定状态，就不能满足设计规定的某一动能要求，实际是界于结构可靠与结构失效之间的极限状态，故对于任何承载的结构或构件，都需要按承载能力极限状态进行设计。

4.3.1 阶梯教室荷载设计值计算
（1） 由可变荷载控制的组合
2/14.445.32.12.1m kN g g k =⨯==
2/5.35.24.14.1m kN q q k =⨯==
2/64.75.314.4m kN q g =+=+
（2） 由永久荷载控制的组合
2/6575.445.335.135.1m kN g g k =⨯==
2/45.25.24.17.04.17.0m kN q q k =⨯⨯=⨯=
2/1075.745.26575.4m kN q g =+=+
4.3.2 楼梯间荷载设计值计算
（1） 由可变荷载控制的组合
2/176.493.32.12.1m kN g g k =⨯==
2/9.45.34.14.1m kN q q k =⨯==
2/076.99.4176.4m kN q g =+=+
（2） 由永久荷载控制的组合
2/3055.593.335.135.1m kN g g k =⨯==
2/43.35.34.17.04.17.0m kN q q k =⨯⨯=⨯=
2/7355.843.33055.5m kN q g =+=+
4.3.3 走廊荷载设计值计算
（1） 由可变荷载控制的组合
2/512.476.32.12.1m kN g g k =⨯==
2/5.35.24.14.1m kN q q k =⨯==
2/012.85.3512.4m kN q g =+=+
（2） 由永久荷载控制的组合
2/076.576.335.135.1m kN g g k =⨯==
2/45.25.24.17.04.17.0m kN q q k =⨯⨯=⨯=
2/526.745.2076.5m kN q g =+=+
4.3.4 卫生间荷载设计值计算
（1） 由可变荷载控制的组合
2/344.462.32.12.1m kN g g k =⨯==
2/5.35.24.14.1m kN q q k =⨯==
2/844.75.3344.4m kN q g =+=+
（2） 由永久荷载控制的组合
2/914.4626.335.135.1m kN g g k =⨯==
2/45.25.24.17.04.17.0m kN q q k =⨯⨯=⨯=
2/364.745.2914.4m kN q g =+=+
4.3.5 休息室 管理室荷载设计值计算
（1） 由可变荷载控制的组合
2/128.444.32.12.1m kN g g k =⨯==
2/5.35.24.14.1m kN q q k =⨯==
2/628.75.3128.4m kN q g =+=+
（2） 由永久荷载控制的组合
2/644.444.335.135.1m kN g g k =⨯==
2/45.25.24.17.04.17.0m kN q q k =⨯⨯=⨯=
2/094.745.2644.4m kN q g =+=+
由于可变荷载控制的组合效应大于永久荷载控制的组合效应。

因此，楼板设计值均采用以上六项可变荷载控制的组合效应进行计算。