柱梁板截面尺寸确定
估算柱梁板截面大小的方法
估算柱梁板截面大小的方法一、柱子截面1、根据轴压比公式n= N/(fc*Ac)估算柱子截面大小,公式为每平米1.5吨(一般以每平米1.5~2吨的重量来保守估算)X柱子支撑的板面积X柱子支撑层数X荷载组合调整系数[(1.2恒+1.4活)/(恒+活)≈1.25~1.26]/轴压比(三级抗震0.9)/稳定系数(0.9)/fc,例如:15x(7x6)。
其中混凝土强度设计值fc的估算方法,即强度型号的一半再减去1,就约等于强度设计值,例如:≈11.9。
2、柱截面尺寸可先根据其受的轴力按轴压比公式n=N/(fc*Ac)估算出,再乘以适当的放大系数(1.2~1.5)以考虑弯矩的影响。
3、多层框架结构,确定框架基本尺寸主要是柱网的布置和层高的选用。
民用建筑的柱距常为3.3~7.0m,层高为2.8~4.2m,通常以300mm为模数。
4、受压构件的构造要求:截面形式和尺寸(方形柱的截面尺寸不宜小于250×250),对轴心受压截面,长细比一般控制在l0/b≤30及l0/h≤25(b为矩形截面短边,h为长边)。
偏心受压构件通常采用矩形截面,其长短边的比值一般为1.5~3,长边应设在弯矩作用方向。
当截面长边超过600~800mm时,宜采用工字形截面。
工字形柱的翼缘厚度不宜小于120mm,腹板厚度不宜小于100mm。
当边长不大于800mm时,尺寸以50mm为模数;当边长大于800mm 时,可以100mm为模数。
5、柱截面尺寸柱截面尺寸初选,要同时满足最小截面、侧移限值和轴压比等诸多因素影响。
一般可通过满足轴压比限值惊醒截面估计。
由《建筑抗震规范》(GB50011-2001)第6.3.7条和表6.3.7知,当抗震等级为三级时,框架柱的轴压比最大限值[μN]为0.9。
由《混凝土结构设计》教材第281页(4-11)和式(4-12)估算框架柱的截面尺寸:式(4-12)N=βFgEn,其中N—地震作用组合下柱的轴向压力设计值;β—考虑地震作用组合后柱的轴向压力增大系数,边柱取1.3,等跨内柱取1.2;F—按简支状态计算的柱的负载面积。
柱梁板截面尺寸确定
.一、有关梁的计算的初选梁截面高度h1h初估(已满足挠度要求)梁高1)根据梁跨度L(使用部位形柱下条基楼、屋盖h=L/3~L/h=L/8~L/1单跨h=L/4~L/h=L/10~L/1多跨h=L/2~L/h=L/4~L/悬臂备注0.①次梁高度相应h=L/15~L/2②采用井字梁楼盖时,梁h= h=L/15~L/2③层高受限时采用宽扁梁,梁)根据梁受力初估梁+h=0y?35a=一排筋:,%01.?s?%0?2.65=,二排筋:a s高宽比——梁截面宽度2,综合考虑摆放钢筋的施工因素h/b=2~4一般:为宽扁梁;h/b<2为深受弯构件(不满足平截面假定)h/b>4..单筋矩形梁的受弯计算3(工程中不计受压筋作用,可视为安全储备)?①公式法:?Affbx?scy1)7.2.1(规范?).5xfbx(h?0M?01c b②查表法查(工程中常用③初估法(工程中常用(一排筋)较小时:分子1.3=(二排筋)6=1.较大时:分子,】某矩形梁,欲承受弯M=172kN.【,试设计该梁截面及配筋(假设C2,钢4.1.4 4.2.3 7.2.一排受拉筋)。
(规【答案m1/C砼①选用材料:c25钢筋2mmN/?f360)(规范4.1.4 4.2.3 y M②确定截面)105~.11h?(.0?b..f采用截面初估计算式y?%1?.0,则:,配一排筋,设b=250mm假定610M172?mm?05459.?.?h10510?250.f?.0b.01?360y..【续前】=35mmah=h+a,配一排筋,ss0,mm?494h?459?35mm500h?实取则)7.2.1③配筋计算;(规bbm12214代入①由式m1254 2实梁的受剪计47.5.1 7.5.4 7.5.5 7.5.(规s b2si bb2ys【备注】①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。
梁形成最大抗剪力所需最大箍筋量。
梁柱截面确定)
板厚一般取板跨的40分之一,或者30分之一,不全面,具体可参见《砼规》GB50010-2010第9.1.2条,想必你应该很容易弄到规范吧。
板的经济跨度一般为2-3米,次梁的经济跨度一般为4-7米,主梁的经济跨度一般为5-8米。
梁的截面确定:先根据梁的跨度来确定梁截面的高度。
次梁的截面高度一般取跨度的十五分之一,主梁一般取十二分之一。
然后根据高度不超过宽度的四分之一来确定宽度,主梁宽不要小于250,次梁宽度不要小于200为宜。
切记,结构设计的每一个步骤几乎都可以在规范上找到相关规定。
你所做的每一个步骤中的数据、计算公式都要到规范中去找。
荷载其实相对于来说是比较简单的了,主要是其中的几个组合值系数、频遇值系数神马的,其它的到没什么。
说一下荷载的布置,荷载分为恒载和活载,恒载好办,主要是板,梁,柱以及其它建筑层的重量,比如填充墙、门窗、抹灰等。
这个荷载是除了钢筋混凝土的梁板柱以外都是要自己手算然后用到建模里面的。
活载主要分成楼面均布活载、集中荷载。
具体工程的活载是不一样的,主要参见《荷载规范》GB50009-2001,现在要出新的荷载规范了。
1、柱截面尺寸宜符合下列要求:1 矩形截面柱的边长,非抗震设计时不宜小于250mm,抗震设计时不宜小于300mm;圆柱截面直径不宜小于350mm2 柱剪跨比宜大于2;3 柱截面高宽比不宜大于3。
2、梁截面尺寸选择取决于梁的跨度,框架结构的主梁截面高度hb可按(1/10~1/18)lb确定,lb为主梁计算跨度;梁净跨与截面高度之比不宜小于4。
梁的截面宽度不宜小于200mm,梁截面的高宽比不宜大于4。
与跨度有关,主梁 H= 1/12~1/16跨度,B=1/2~1/3H;次梁 H= 1/12跨度,B=1/2~1/3H;柱B=1/15跨度,H= 1~1.5B;1、梁的截面尺寸(1) 梁的一般要求在设计钢筋混凝土梁时,首先要确定梁的截面尺寸。
其一般步骤是:先由梁的高跨比h/l0确定梁的高度h,再由梁的高宽比h/b确定梁的宽度b(b为矩形截面梁的宽度或T形、I形截面梁的腹板宽度),并将其模数化。
板梁和柱截面取值原则
板梁和柱截面取值原则板梁和柱截面的取值原则是基于结构安全和经济性的考虑。
结构安全是指在设计荷载作用下,结构能够承受荷载并满足使用寿命要求。
经济性是指在满足结构安全的前提下,尽可能减少材料和成本的使用。
以下是板梁和柱截面取值原则的一些重要考虑因素:1.弯矩和剪力的分布:在确定板梁和柱截面时,需要考虑荷载的分布情况。
弯矩和剪力的分布会决定截面的尺寸和形状。
例如,在板梁的边缘区域,弯矩和剪力较大,因此需要增加截面的尺寸或采用更强度更高的材料。
2.荷载类型和大小:不同类型和大小的荷载可能会导致不同的截面设计。
例如,静荷载通常会导致较大的弯矩和剪力,在选取截面时需要考虑更大的截面尺寸和材料强度。
动荷载如地震作用则通常需要选取较大的刚性截面。
3.悬挑和跨度:板梁和柱的悬挑和跨度会影响截面尺寸的选取。
较大的悬挑和跨度将产生较大的弯矩和剪力,需要选取较大的截面尺寸和强度。
4.材料特性:板梁和柱的材料特性也会影响截面的选取。
材料的抗弯强度、抗剪强度和抗压强度等特性将决定截面尺寸和形状的选取。
5.构件连续性:板梁和柱在设计中通常会考虑连续性。
连续结构的板梁和柱通常比独立结构具有较高的刚度和强度,可以减小结构的变形和位移。
6.施工工艺和便利性:在选取板梁和柱截面时,还需要考虑施工工艺和便利性。
例如,在混凝土结构中,需要考虑混凝土浇注和养护的要求,选取相对较简单的截面形状和尺寸。
7.标准规范要求:在设计板梁和柱的截面时,还需要考虑国家和地区的标准规范要求。
这些规范要求通常包含了最小截面尺寸、用于不同类型荷载的强度指标等。
总的来说,板梁和柱截面的取值原则是在保证结构安全的前提下,尽可能减少材料和成本的使用。
通过考虑荷载分布、荷载类型和大小、悬挑和跨度、材料特性、构件连续性、施工工艺和便利性以及标准规范要求等因素,可以确定合适的截面尺寸和形状。
估算柱梁板截面大小的方法
N—地震作用组合下柱的轴向压力设计值;
β—考虑地震作用组合后柱的轴向压力增大系数,边柱取
1.3,等跨内柱取
1.2;F—按简支状态计算的柱的负载面积。
本设计柱网尺寸大部分为
7.5m×
7.5m,部分
8.4m×
8.4m。
gE—折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值,可近似取12-15KN/ m2;在此取gE=12 KN/ m2。
混凝土结构设计规范中规定了确定板厚的方法:
简支单向板;两端连续单向板;简支双向板;多跨连续双向板。为了设计偏于安全,对所有的板厚均按h/L=进行估算。
楼梯休息平台板取100mm,其他板厚均采用120mm。
6、楼梯厚度一般取L/30且不小于100,梯板跨度一般不宜大于4500
7、将斜板底法向的最小厚度取作板的计算厚度t,一般取作~’,l0’为梯段斜长(板式楼梯)。
一、柱子截面
1、根据轴压比公式n= N/(fc*Ac)估算柱子截面大小,公式为每平米
1.5吨(一般以每平米
1.5~2吨的重量来保守估算)X柱子支撑的板面积X柱子支撑层数X荷载组合调整系数[(
1.2恒+
1.4活)/(恒+活)≈
5~
1.26]/轴压比(三级抗震
0.9)/稳定系数(
0.9)/fc,例如:15x(7x6)。其中混凝土强度设计值fc的估算方法,即强度型号的一半再减去1,就约等于强度设计值,例如:≈11.9。
2.0~
3.5,对T形截面一般取
2.5~
4.0。
5、xx截面尺寸
框架xx(主xx)截面尺寸:
主梁截面高度:
h=(~)L=(~)×8400=(840~700)mm,取h=800mm;
柱截面尺寸的初步确定
框架柱截面的高与宽一般可取(1/10~1/15)层高。
并可按下列方法初步确定。
1。
按轴压比要求又轴压比初步确定框架柱截面尺寸时,可按下式计算:µN = N/Acfc式中 µN ----- 框架柱的轴压比Ac -------框架柱的截面面积f c--------柱混凝土抗压强度设计值N---------柱轴向压力设计值柱轴向压力设计值可初步按下式估算:N = γGqSnα1α2β式中: γG -----竖向荷载分项系数q---------每个楼层上单位面积的竖向荷载,可取q=12~14KN/m²S--------柱一层的荷载面积n---------柱荷载楼层数α1------考虑水平力产生的附加系数,风荷载或四级抗震时α1=1.05,三~一级抗震时α1=1.05~1.15α2------边角柱轴向力增大系数,边柱α2 =1.1,角柱α2 =1.2β------柱由框架梁与剪力墙连接时,柱轴力折减系数,可取为0.7~0.8框架柱轴压比 µN 的限值宜满足下列规定:抗震等级为一级时, 轴压比限值 0.7抗震等级为二级时, 轴压比限值 0.8抗震等级为三级时, 轴压比限值 0.9抗震等级为四级及非抗震时, 轴压比限值 1.0Ⅳ类场地上较高的高层建筑框架柱,其轴压比限值应适当加严,柱净高与截面长边尺寸之比小于4时,其轴压比限值按上述相应数值减小0.05。
2。
按柱截面最小尺寸高层建筑框架柱的最小尺寸hc不宜小于400mm,柱截面宽度bc不宜小于350mm,柱净高与截面长边尺寸之比宜大于4。
柱截面的确定,在高层的情况下,往往是由轴压比控制,而多层不见得是。
层数越少,越可能不是轴压比控制。
这是个概念问题,首先应当明确。
对高层(或者层数较多的多层),在柱截面估算时,应当先明确几点:混凝土的强度等级、结构的抗震等级、轴压比限值。
只有知道这几点,估算轴力才可能确定截面。
柱轴力的估算,首先确定每层柱受荷的面积。
梁板柱尺寸确定问题
粱、柱、板截面取值原则一、柱按照《混凝土结构设计规范》GB50010-2002。
柱的最小边的尺寸为300mm,但工程中一般框架柱截面高、宽均不小于400mm。
二、粱 1、框架粱(1)、粱宽一般取250mm、300mm、350mm(2)、粱高取跨度的1/10-1/13次粱(1)、宽度为200mm、250mm(2)、粱高为1/10-1/14悬挑梁一般取为悬臂长的1/4~1/6常用的梁高有:250、300、…、750、800、900、1000。
常用的梁宽有:120、150、180、200、220、250、300、以50的模数递增。
现浇结构中,一般主梁至少应比次梁高出50mm,如主梁下部钢筋为双层配置,或附加横向钢筋采用吊筋时,应高出100mm 。
经济夸度:板:1.7-2.7m,主梁:5-8m,次梁:4-6m。
粱截面尺寸取值原则序号构件种类简支多跨连续悬臂说明1 次梁~现浇整体肋形梁2 主梁~现浇整体肋形梁3 独立梁4 框架梁~现浇整体式框架梁5 框架梁~装配整体式或装配式框架梁6 框架扁梁~现浇整体式钢筋混凝土框架扁梁7 框架扁梁~预应力混凝土框架扁梁三、板在一般荷载下,板厚度取板跨的1/36-1/45左右,但不小于100mm(个别房间也不应小于80mm)。
板的最小高跨比板的支承形式板的类型单向板双向板悬臂板无梁楼板简支 1/35 1/45 1/35 (有柱冒)连续 1/40 1/50 1/12 1/30 (无柱冒)注:板厚 / 板短边方向的计算跨度框架梁、柱截面尺寸及材料 [来自《混凝土结构》P437]一、梁的截面尺寸(1)、梁截面高度主梁取:1/8---1/14 次梁取:1/8---1/12 [来自《混凝土结构》P266]现浇式~装配式~(为梁的计算跨度,当梁上较大荷载设备时,还可以加大,但不宜大于净跨的1/4)(2)、梁截面高度~且宜≥200mm二、柱的截面尺寸理论一:柱截面尺寸的确定方法,一般是根据柱的轴向压力设计值估算,建议式中: A—柱的截面面积;—混凝土轴心抗压强度设计值N—柱轴压力设计值,可按该柱负荷面积大小,根据竖向荷载的经验数据估算;根据设计经验,民用建筑多层框架结构的竖向荷载标准值(恒+活)平均为14kN/m²左右。
粱、柱、板截面取值原则
粱、柱、板截面取值原则粱、柱、板截面取值原则一、柱按照《混凝土结构设计规范》GB50010-2002。
柱的最小边的尺寸为300mm,但工程中一般框架柱截面高、宽均不小于400mm。
二、粱1、框架粱(1)、粱宽一般取250mm、300mm、350mm(2)、粱高取跨度的1/10-1/132、次粱(1) 宽度为150 mm .200mm、250mm(2) 粱高为1/10-1/14三、板在一般荷载下,板厚度取板跨的1/36-1/45左右,但不小于100mm(个别房间也不应小于80mm)。
accident occurs, the direct punishment 500-1000, who is directly responsible for the accident responsibility, give notice of criticism and 50-100 economic sanctions against them. (4) to conceal the accident, reported without undue delay or false, to inform the administrative leadership of the criticism, resulting in serious consequences, the pursuit of leadership, along with 500-1000 punishment. (5) significant near miss should be attempted as the case of responsible for the accident and construction team injuries accident penalty provisions,mutatis mutandis. Eight, should perform in the construction standards and specifications, serial number a 1 GB3323-2005 steel fusion welded butt joints, welding engineering-Ray lighting and quality rating of 2 GB11345-89 steel welds manual methods of ultrasonic inspection and testing results for grade 3 GB50236-2002 industrial pipe welding engineering code for construction and acceptance of field equipment 4 HGJ222-92 technical specification for welding of aluminium and its alloys 5 low temperature steel welding procedure 6 SH3525-2004 petrochemical JB/ T4708-2000 of welding procedure qualification for steel pressure vessels 7 JB/4709-2000 8 JB4730-2005 pressure vessel welding procedures of steel pressure vessel NDT 9 JB/T4744-2000 steel pressure vessel products mechanical properties test of welded plate II, mechanical equipment installation engineering 1 GB150-98 2 GB50128-2005 vertical cylindrical steel pressure vessel steel welding specification for construction and acceptance of oil tank 3 JB/ T4735-1997 steel welded atmospheric pressure vessel 4 GB50231-2009 mechanical equipment installation2混凝土强度设计值(N/mm)强混凝土强度等级度C15 C20 C25 C30 C35 C40 C45 C50 C55 C60 C65 C70 C75 C80 种类f 7.2 9.6 11.9 14.3 16.7 19.1 21.1 23.1 25.3 27.5 29.7 31.8 33.835.9 cf 0.91 1.10 1.27 1.43 1.57 1.71 1.80 1.89 1.96 2.04 2.09 2.14 2.182.22 t纵向受力钢筋混凝土保护层最小厚度(mm)板、墙、壳梁柱环境类?????别 ?C20 C25~C45 C25~C45 C25~C45 C20 C50 C50 C20 C50 一 20 15 15 30 25 25 30 30 30——— a 20 20 30 30 30 30 二——— b 25 20 35 30 35 30 三——— 30 25 40 35 40 35 注:基础中纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度不应小于40mm,当无垫层时不应小于70mm。
框架梁柱截面尺寸的确定方法
框架梁柱截面尺寸的确定方法2 工程案例以一个6层框架结构为例,由于多层结构竖向构件尺寸通常由竖向荷载控制,且一般位于中间跨部分的梁柱从属面积较大,分担荷载较大,可以代表结构构件的最大尺寸,我们将结合该工程计算结果选取关键的框架梁柱作为研究对象来分析框架梁柱截面尺寸的确定方法。
3 梁柱截面尺寸的确定步骤先运行PMCAD建立模型,由于初学者还没有梁柱截面尺寸的概念,我们可以将梁截面输入宽×高=400×800,柱截面输入1 000×1 000,输入相应楼面荷载和梁问荷载,运行完PMCAD 的前三个主菜单,按抗震等级为三级进入SATWE进行计算,最后查看SATWE后处理图形文件输出之“混凝土构件配筋及钢构件验算简图”,取第1层,选取柱轴压比和梁纵向配筋均为最大的一跨作为分析对象图1 粱柱截面示意图3.1 柱截面尺寸的初步确定及调整对于抗震等级为三级的框架结构,由《建筑抗震设计规范》知,柱轴压比限值为0.9,由图1町知,所选研究对象在取杜截面尺寸1 000×1 000情况下的计算轴压比为0.39,远小于0.9,说明柱截面尺寸太大,应予以减小。
由柱轴压比计算公式 =F/Aft可知,柱截面面积与轴压比成反比例关系,即A1/A2= 2/1,柱截面面积A2=A1 1 2=1 0oo2×0.39/0.9=433 333 rr1rn2,按_F方形柁计算,边长为658 rnrn,初步取650 mrn。
3.2 梁截面尺寸的初步确定及调整根据《混凝土结构设计规范》,梁受弯构件的最小配筋率为0.2%和45 /,、 (%)的较大值,《建筑抗震设计规范》规定“梁端纵向受拉钢筋的配筋率不应大于2.5%”。
根据经验,从经济的角度考虑,框架梁梁端纵向受拉钢筋配筋率一般控制在1.2%~1.6%,跨中0.6%-0.8%。
由图1可知,所选研究对象在取梁截面尺寸为400×800的梁端较大纵筋配筋率.D=0.43%,远小于经济配筋率,说明哉面尺寸偏大,也应该减小。
梁板柱取值范围
查看文章梁、柱、板截面取值2010年03月15日12:00 P.M.粱、柱、板截面取值原则一、柱按照《混凝土结构设计规范》GB50010-2002。
柱的最小边的尺寸为300mm,但工程中一般框架柱截面高、宽均不小于400mm。
二、粱1、框架粱(1)、粱宽一般取250mm、300mm、350mm(2)、粱高取跨度的1/10-1/13次粱(1)、宽度为200mm、250mm(2)、粱高为1/10-1/14悬挑梁一般取为悬臂长的1/4~1/6常用的梁高有:250、300、…、750、800、900、1000。
常用的梁宽有:120、150、180、200、220、250、300、以50的模数递增。
现浇结构中,一般主梁至少应比次梁高出50mm,如主梁下部钢筋为双层配置,或附加横向钢筋采用吊筋时,应高出100mm 。
经济夸度:板:1.7-2.7m,主梁:5-8m,次梁:4-6m。
粱截面尺寸取值原则序号构件种类简支多跨连续悬臂说明1 次梁~现浇整体肋形梁2 主梁~现浇整体肋形梁3 独立梁4 框架梁~现浇整体式框架梁5 框架梁~装配整体式或装配式框架梁6 框架扁梁~现浇整体式钢筋混凝土框架扁梁7 框架扁梁~预应力混凝土框架扁梁三、板在一般荷载下,板厚度取板跨的1/36-1/45左右,但不小于100mm(个别房间也不应小于80mm)。
板的最小高跨比板的支承形式板的类型单向板双向板悬臂板无梁楼板简支1/35 1/45 1/35 (有柱冒)连续1/40 1/50 1/12 1/30 (无柱冒)注:板厚/ 板短边方向的计算跨度框架梁、柱截面尺寸及材料[来自《混凝土结构》P437]一、梁的截面尺寸(1)、梁截面高度主梁取:1/8---1/14 次梁取:1/8---1/12 [来自《混凝土结构》P266]现浇式~装配式~(为梁的计算跨度,当梁上较大荷载设备时,还可以加大,但不宜大于净跨的1/4)(2)、梁截面高度~且宜≥200mm二、柱的截面尺寸理论一:柱截面尺寸的确定方法,一般是根据柱的轴向压力设计值估算,建议式中:A—柱的截面面积;—混凝土轴心抗压强度设计值N—柱轴压力设计值,可按该柱负荷面积大小,根据竖向荷载的经验数据估算;根据设计经验,民用建筑多层框架结构的竖向荷载标准值(恒+活)平均为14kN/m²左右。
框架结构的梁柱截面尺寸如何确定
框架结构的梁柱截面尺寸如何确定柱截面一般是根据经验先定个截面,然后在试算,也可先根据柱顶力估算截面。
梁的截面主梁一般按1/10左右取,次梁可取到1/15。
这些都是前期估算,也可依经验定。
最终要根据位移、挠度、裂缝等综合调整。
主梁和次梁关系在框架梁结构里,主梁是搁置在框架柱子上,次梁是搁置在主梁上。
在相交处,小心计算主梁,这是个主要受力构件,马虎不得。
计算要点和构造特点:1.主梁除承受自重外,主要承受由次梁传来的集中荷载。
为简化计算,主梁自重可折算成集中荷载计算。
2.与次梁相同,主梁跨中截面按T型截面计算,支座截面按矩形截面计算。
3.主梁支座处,次梁与主梁支座负钢筋相互交叉,使主梁负筋位置下移,计算主梁负筋时,单排筋h0=h-(50~60)mm,双排筋h0=h-(70~80)mm。
4.主梁是重要构件,通常按弹性理论计算,不考虑塑性内力重分布。
5.主梁的受力钢筋的弯起和切断原则上应按弯矩包络图确定。
6.在次梁与主梁相交处,次梁顶部在负弯矩作用下发生裂缝,集中荷载只能通过次梁的受压区传至主梁的腹部。
这种效应约在集中荷载作用点两侧各0.5~0.6倍梁高范围内,可引起主拉破坏斜裂缝。
为防止这种破坏,在次梁两侧设置附加横向钢筋,位于梁下部或梁截面高度范围内的集中荷载应全部由附加横向钢筋(吊筋、箍筋)承担。
附加横向钢筋应布置在长度为S=2h1+3b的范围内。
板支座上部非贯通纵筋的长度怎么确定支座筋泛指支座处的所有筋,细分为支座元宝筋(起弯筋),支座下筋(纵向底部筋),支座箍筋(支座端加密箍筋)等。
扁担筋指板在支座处的负筋(板扁担),以及贯通梁在支座处的上部筋(梁扁担),形状如扁担而已。
非通长筋,多指负筋或板的分布筋,区别于受力筋"通长设置"而已。
三者除都是钢筋外,没有其它关系。
我的理解:都是在支座部位,但构造、作用和形状不同,所指的范围也不同。
参考03101的框架梁的纵向钢筋构造,应该可以理解。
框架结构的梁柱截面尺寸如何确定
框架结构的梁柱截面尺寸如何确定柱截面一般是根据经验先定个截面,然后在试算,也可先根据柱顶力估算截面。
梁的截面主梁一般按1/10左右取,次梁可取到1/15。
这些都是前期估算,也可依经验定。
最终要根据位移、挠度、裂缝等综合调整。
主梁和次梁关系在框架梁结构里,主梁是搁置在框架柱子上,次梁是搁置在主梁上。
在相交处,小心计算主梁,这是个主要受力构件,马虎不得。
计算要点和构造特点:1.主梁除承受自重外,主要承受由次梁传来的集中荷载。
为简化计算,主梁自重可折算成集中荷载计算。
2.与次梁相同,主梁跨中截面按T型截面计算,支座截面按矩形截面计算。
3.主梁支座处,次梁与主梁支座负钢筋相互交叉,使主梁负筋位置下移,计算主梁负筋时,单排筋h0=h-(50~60)mm,双排筋h0=h-(70~80)mm。
4.主梁是重要构件,通常按弹性理论计算,不考虑塑性内力重分布。
5.主梁的受力钢筋的弯起和切断原则上应按弯矩包络图确定。
6.在次梁与主梁相交处,次梁顶部在负弯矩作用下发生裂缝,集中荷载只能通过次梁的受压区传至主梁的腹部。
这种效应约在集中荷载作用点两侧各0.5~0.6倍梁高范围内,可引起主拉破坏斜裂缝。
为防止这种破坏,在次梁两侧设置附加横向钢筋,位于梁下部或梁截面高度范围内的集中荷载应全部由附加横向钢筋(吊筋、箍筋)承担。
附加横向钢筋应布置在长度为S=2h1+3b的范围内。
板支座上部非贯通纵筋的长度怎么确定支座筋泛指支座处的所有筋,细分为支座元宝筋(起弯筋),支座下筋(纵向底部筋),支座箍筋(支座端加密箍筋)等。
扁担筋指板在支座处的负筋(板扁担),以及贯通梁在支座处的上部筋(梁扁担),形状如扁担而已。
非通长筋,多指负筋或板的分布筋,区别于受力筋"通长设置"而已。
三者除都是钢筋外,没有其它关系。
我的理解:都是在支座部位,但构造、作用和形状不同,所指的范围也不同。
参考03101的框架梁的纵向钢筋构造,应该可以理解。
结构梁板柱截面选取
结构梁板柱截面选取在建筑结构设计中,梁、板、柱等构件的截面选取是非常重要的一环。
合理的截面选取可以保证构件的安全性、经济性和实用性。
因此本文将介绍结构梁板柱的截面选取的相关知识。
一、梁的截面选取1.1 梁的作用和类型梁是建筑结构中最常见的构件之一,根据其位置和作用,可以分为主梁和次梁。
主梁负责承受地面以上的荷载,并将荷载传递到柱子上,次梁则作为辅助承重构件,不直接承受地面以上的荷载。
根据其形状和截面材料,梁也可以分为矩形截面梁、圆形截面梁、I形截面梁等多种类型。
1.2 梁的截面选取梁的截面选取必须满足两个基本要求:强度要求和刚度要求。
因此,在选择梁的截面时,需要考虑以下因素:•荷载类型和大小•支座类型和位置•梁的长度和跨度•梁材料的强度和刚度•工业化生产和安装条件在满足强度和刚度要求的前提下,梁的截面选择应当优先考虑经济性和实用性。
一般来说,截面越大,建造成本越高,但是构件的可靠性也越高。
而截面越小,构件的可靠性越差,但建造成本相对更低。
二、板的截面选取2.1 板的作用和类型板是建筑结构中承受地面以上荷载的构件,通常使用的材料有钢、混凝土和木材。
根据其作用和形状,板可以分为地面板、墙板、屋面板、薄板和厚板等多种类型。
2.2 板的截面选取与梁不同,板的截面选取主要考虑强度要求和稳定性要求。
稳定性的要求是指在载荷作用下,板不会因为受到弯曲或剪切而变形或破坏。
因此,在选择板的截面时,需要考虑以下因素:•板的尺寸和厚度•板的支承方式和位置•板的材料强度和刚度•荷载类型和大小与梁类似,板的截面选择应优先考虑经济和实用性因素。
此外,因为板的截面通常较薄,因此需要增加板的钢筋或混凝土厚度以减小板材的应力。
三、柱的截面选取3.1 柱的作用和类型柱是建筑物中负责承受水平和垂直荷载的立柱构件。
根据其截面形状,可以分为矩形柱、圆柱、多边形柱等多种类型。
柱的作用是承担楼层荷载和地震荷载,并将荷载传递到基础上。
3.2 柱的截面选取柱的截面选取主要考虑强度和稳定性要求。
梁板取值
梁、柱、板截面取值粱、柱、板截面取值原则一、柱按照《混凝土结构设计规范》GB50010-2002。
柱的最小边的尺寸为300mm,但工程中一般框架柱截面高、宽均不小于400mm。
二、粱1、框架粱(1)、粱宽一般取250mm、300mm、350mm(2)、粱高取跨度的1/10-1/13次粱(1)、宽度为200mm、250mm(2)、粱高为1/10-1/14悬挑梁一般取为悬臂长的1/4~1/6常用的梁高有:250、300、…、750、800、900、1000。
常用的梁宽有:120、150、180、200、220、250、300、以50的模数递增。
现浇结构中,一般主梁至少应比次梁高出50mm,如主梁下部钢筋为双层配置,或附加横向钢筋采用吊筋时,应高出100mm 。
经济夸度:板:1.7-2.7m,主梁:5-8m,次梁:4-6m。
粱截面尺寸取值原则序号构件种类简支多跨连续悬臂说明1 次梁~现浇整体肋形梁2 主梁~现浇整体肋形梁3 独立梁4 框架梁~现浇整体式框架梁5 框架梁~装配整体式或装配式框架梁6 框架扁梁~现浇整体式钢筋混凝土框架扁梁7 框架扁梁~预应力混凝土框架扁梁三、板在一般荷载下,板厚度取板跨的1/36-1/45左右,但不小于100mm(个别房间也不应小于80mm)。
板的最小高跨比板的支承形式板的类型单向板双向板悬臂板无梁楼板简支1/35 1/45 1/35 (有柱冒)连续1/40 1/50 1/12 1/30 (无柱冒)注:板厚/ 板短边方向的计算跨度框架梁、柱截面尺寸及材料[来自《混凝土结构》P437]一、梁的截面尺寸(1)、梁截面高度主梁取:1/8---1/14 次梁取:1/8---1/12 [来自《混凝土结构》P266]现浇式~装配式~(为梁的计算跨度,当梁上较大荷载设备时,还可以加大,但不宜大于净跨的1/4)(2)、梁截面高度~且宜≥200mm二、柱的截面尺寸理论一:柱截面尺寸的确定方法,一般是根据柱的轴向压力设计值估算,建议式中:A—柱的截面面积;—混凝土轴心抗压强度设计值N—柱轴压力设计值,可按该柱负荷面积大小,根据竖向荷载的经验数据估算;根据设计经验,民用建筑多层框架结构的竖向荷载标准值(恒+活)平均为14kN/m⊃2;左右。
柱梁板截面尺寸确定
【题2】某竖向均布荷载作用下的简支梁,其截面为b ×h=250×650,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)。
21127mmA s =2489.0/mm s A sv =2483mm A stl =21207.0/mm s A st =③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)07.0hu f F m t h l ηβ≤07.0bh f V t h β≤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4】某带地下室的高层建筑拟采用整板基础,柱网6×6(m);其中中柱截面900×900(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)2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)2 柱正截面受压承载力的计算①轴心受压规范7.3.1 7.3.2②偏心受压规范7.3.4③柱的计算长度规范7.3.11一、结构单位面积重力荷载剪力墙结构12层:40m以下;13~14kN/㎡,筏板厚600~700mm,标准层含钢量30~40,整体55左右。
(整理)柱梁板截面尺寸确定
【题2】某竖向均布荷载作用下的简支梁,其截面为b ×h=250×650,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)。
21127mmA s =2489.0/mm s A sv =2483mm A stl =21207.0/mm s A st =③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)7.0h u f F mthlηβ≤07.0bh f V t h β≤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4】某带地下室的高层建筑拟采用整板基础,柱网6×6(m);其中中柱截面900×900(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)2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)2 柱正截面受压承载力的计算①轴心受压规范7.3.1 7.3.2②偏心受压规范7.3.4③柱的计算长度规范7.3.11一、结构单位面积重力荷载剪力墙结构12层:40m以下;13~14kN/㎡,筏板厚600~700mm,标准层含钢量30~40,整体55左右。
梁板柱墙最小截面尺寸要求
梁板柱墙最小截面尺寸要求一、梁A、根据《混凝土结构通用规范》4. 4. 4混凝土结构构件的最小截面尺寸应符合下列规定:1.矩形截面框架梁的截面宽度不应小于200mm;B、根据《混凝土结构设计规范》11.3.5 框架梁截面尺寸应符合下列要求:1. 截面宽度不宜小于200mm;2. 截面高度与宽度的比值不宜大于4;3. 净跨与截面高度的比值不宜小于4。
二、板A、根据《混凝土结构通用规范》4. 4. 4混凝土结构构件的最小截面尺寸应符合下列规定:4.现浇钢筋混凝土实心楼板的厚度不应小于80mm,现浇空心楼板的顶板、底板厚度均不应小于50mm;5.预制钢筋混凝土实心叠合楼板的预制底板及后浇混凝土厚度均不应小于50mm。
B、根据《混凝土结构设计规范》9.1.2 现浇混凝土板的尺寸宜符合下列规定:1. 板的跨厚比:钢筋混凝土单向板不大于30,双向板不大于40;无梁支承的有柱帽板不大于35,无梁支承的无柱帽板不大于30。
预应力板可适当增加;当板的荷载、跨度较大时宜适当减小。
三、柱A、根据《混凝土结构通用规范》4. 4. 4混凝土结构构件的最小截面尺寸应符合下列规定:2.矩形截面框架柱的边长不应小于300mm,圆形截面柱的直径不应小于350mm;B、根据《建筑抗震设计规范》6.3.5 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。
四、剪力墙A、根据《混凝土结构通用规范》4. 4. 4混凝土结构构件的最小截面尺寸应符合下列规定:3.高层建筑剪力墙的截面厚度不应小于160mm,多层建筑剪力墙的截面厚度不应小于140mm;B、根据《混凝土结构设计规范》9.4.1 竖向构件截面长边、短边(厚度)比值大于4时,宜按墙的要求进行设计。
梁板柱的布置与截面尺寸的确定
梁板住的布置与截面尺寸的确定方法在进行结构的布置的时候我们经常会遇到,柱的轴网该怎样布置,主次梁怎么样布置,最小跨度、最大跨度、经济跨度、经济配筋率的和截面尺寸确定以及调整的方法的问题困扰着我们进行下一步的设计,这讲我们主要解决这些方面的问题。
一、梁板柱的布置1、板的经济跨度单向板:2~3m双向板:3~5m 不宜超过4m2、梁的经济跨度主梁的经济跨度5~8m次梁的经济跨度4~7m二、梁板柱的截面尺寸的确定1、板的截面尺寸板的支承情况板的种类单向板双向板悬臂板简支≥(1/30)L ≥(1/35-1/38)L ≥(1/10-1/12)L连续≥(1/35)L ≥(1/40)L板的厚度一般为100以上,最小厚度为802、梁高度按以下表原则取值框架梁:(1/10-1/15)L次梁:(1/12-1/18)L 悬臂梁:(1/5-1/6)梁宽按梁高的1/3~1/2取值梁高以50递增一般主梁最低300,、次梁250,800以上一100递增,梁宽最低150,一般以250最为常用。
主梁一般250以上,次梁一般150以上3、柱按轴压比要求取值柱可按框架结构没平面米的荷载12~14kN/m2,进行轴压比的初估,柱的最小尺寸为300,一般取400以上三、通过配筋率调整梁板柱的截面尺寸(1)柱、墙的轴力设计值绝大部分为压力;(2)柱、墙大部为构造配筋;柱、墙的合理含钢量分别为0.5%~1.5%和0.35%~0.5%。
(3)梁、板基本上无超筋;梁、板的合理含钢量分别为0.35%~1.5%和0.35%~0.6%。
(4)经济配筋率的问题:板:0.4%~0.8%梁:0.6%~1.5% (矩形0.85%~1.25%,T型1.1%~1.6%)柱:中柱:0.6%~1%角柱:0.8%~1.2%关于PKPM中梁板柱尺寸的调整问题附上一篇论文:。
框架结构的梁柱截面尺寸如何确定?看完就会!
框架结构的梁柱截面尺寸如何确定?看完就会!根据柱顶力估算截面。
梁的截面主梁一般按1/10左右取,次梁可取到1/15。
这些都是前期估算,也可依经验定。
最终要根据位移、挠度、裂缝等综合调整。
主梁和次梁关系在框架梁结构里,主梁是搁置在框架柱子上,次梁是搁置在主梁上。
在相交处,小心计算主梁,这是个主要受力构件,马虎不得。
计算要点和构造特点:1.主梁除承受自重外,主要承受由次梁传来的集中荷载。
为简化计算,主梁自重可折算成集中荷载计算。
2.与次梁相同,主梁跨中截面按T型截面计算,支座截面按矩形截面计算。
3.主梁支座处,次梁与主梁支座负钢筋相互交叉,使主梁负筋位置下移,计算主梁负筋时,单排筋h0=h-(50~60)mm,双排筋h0=h-(70~80)mm。
4.主梁是重要构件,通常按弹性理论计算,不考虑塑性内力重分布。
5.主梁的受力钢筋的弯起和切断原则上应按弯矩包络图确定。
6.在次梁与主梁相交处,次梁顶部在负弯矩作用下发生裂缝,集中荷载只能通过次梁的受压区传至主梁的腹部。
这种效应约在集中荷载作用点两侧各0.5~0.6倍梁高范围内,可引起主拉破坏斜裂缝。
为防止这种破坏,在次梁两侧设置附加横向钢筋,位于梁下部或梁截面高度范围内的集中荷载应全部由附加横向钢筋(吊筋、箍筋)承担。
附加横向钢筋应布置在长度为S=2h1+3b的范围内。
板支座上部非贯通纵筋的长度怎么确定支座筋泛指支座处的所有筋,细分为支座元宝筋(起弯筋),支座下筋(纵向底部筋),支座箍筋(支座端加密箍筋)等。
扁担筋指板在支座处的负筋(板扁担),以及贯通梁在支座处的上部筋(梁扁担),形状如扁担而已。
非通长筋,多指负筋或板的分布筋,区别于受力筋通长设置而已。
三者除都是钢筋外,没有其它关系。
我的理解:都是在支座部位,但构造、作用和形状不同,所指的范围也不同。
参考03101的框架梁的纵向钢筋构造,应该可以理解。
什么是通长筋、底板筋、上部筋、下部筋通长筋是指贯穿于构件(如梁)整个长度的钢筋,中间既不弯起也不中断,当钢筋过长时可以搭接或焊接,但不改变直径。
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【题2】某竖向均布荷载作用下的简支梁,其截面为b ×h=250×650,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)。
21127mmA s =2489.0/mm s A sv =2483mm A stl =21207.0/mm s A st =③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)07.0hu f F m t h l ηβ≤07.0bh f V t h β≤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4】某带地下室的高层建筑拟采用整板基础,柱网6×6(m);其中中柱截面900×900(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)2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)2 柱正截面受压承载力的计算①轴心受压规范7.3.1 7.3.2②偏心受压规范7.3.4③柱的计算长度规范7.3.11一、结构单位面积重力荷载剪力墙结构12层:40m以下;13~14kN/㎡,筏板厚600~700mm,标准层含钢量30~40,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:14.5~15kN/㎡,fak=500kPa左右,筏板厚1200~1300mm32层:100m;15kN/㎡,fak=500~550kPa,筏板1300~1500mm地下室取20kN/㎡框架结构:12~14kN/㎡,一般可取13kN/㎡。
框剪结构:13~15kN/㎡,可取14kN/㎡。
核心筒结构:14~16kN/㎡。
短肢剪力墙:10~12kN/㎡。
砌体结构:22kN/㎡左右,估算条基宽度可按每层45kN/㎡,含钢量23~27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:0.04~0.08N(经验值0.06~0.08N),N为地面以上房屋层数。
框剪结构:0.08~0.12N框架结构:0.12~0.15N框架核心筒、外框筒:0.06~0.10N三、墙厚及砼强度26层:地下外300、内250;地上外250、内20030~33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:C35~C30,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1/35~1/30,常用于跨度小于4m;双向板1/40~1/35。
3.6m及以下一般取100.,3.9~4.5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7~10m,肋间距500~700,肋高:1/20~1/30井字梁常用于7~10m,梁格1500~3000,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3×4+15×4+27×1=99,两边两根巨型柱加起来,等于99×2=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12×4+27×5=183,两边两根巨型柱加起来,等于183×2=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,但是它的这个1等于8-7。
它的效率是8+7等于15,比上面两个的19和17都要高效。
最后出场的这个虽然看上去乱糟糟的,但却是个「效率之王」。
达到同样的目的,第一个付出了19的代价,第二个17,第三个15,而它只用了13.864。
也就是说,跟第一个结构相比,第一个需要用19份材料,而它只需要13.864份材料,足足节省了27%。
把我们这个悬臂桁架旋转90度,把它给竖起来,我们就得到了一个抗侧力体系。
所以我们可以继续用同样的分析方法寻找最优的抗侧力体系。
结构的目的是抵御作用在顶部的水平力,因为没有竖向荷载的传递,所以它们的「目的」为0,也就是它们的轴力乘以杆件长度的 T-C 为0。
而因为结构形式不同,它们的效率值 T+C 却各不相同。
第一个最差,为了抵御这个水平力,T+C 等于18.5,也就是它需要18.5份的材料;第二个的效率值是16;而第三个相对最好,达到了13.68。
拿第三个跟第一个相比,从18.5 减小到 13.68,节省了26%的材料。
如果下次你在杂志上看到一栋高层建筑的斜撑是最右边这个样子的,并且设计公司是 SOM,结构工程师是 Bill Baker,你明白为什么要这个样子了吧?在讲座的最后,Bill Baker 老师说,他认为建筑工程的「设计」和「创新」指的应该是这些东西,而不是给建筑加一个炫酷的表皮或者加一个 funny hat。
梁的裂缝计算(PKPM算法与正确的方法对比)裂缝计算一直是大家非常关注的问题。
老庄结构院每次都在说PKPM计算裂缝不准确。
我们就来验算一下吧!使用《混凝土规范》7.1.2进行裂缝最大宽度的计算。
选取模型中的一根梁,其荷载如下:恒荷载弯矩:活荷载弯矩:风荷载弯矩:PKPM配筋图PKPM裂缝图:PKPM裂缝计算书:正确的计算方法:。