梁的合理设计
桥梁设计的四大原则
桥梁设计的四大原则桥梁设计的四大原则1、刚柔相济合理的桥梁结构体系应该是刚柔相济的。
结构太刚则变形能力差，强大的破坏力瞬间袭来时，需要承受的力很大，容易造成局部受损最后全部毁坏；而太柔的结构虽然可以很好的消减外力，但容易造成变形过大而无法使用甚至全体倾覆。
结构I _ _一一一 / /是刚多一点好，还是柔多一点好？刚到什么程度或柔到什么程度才算合适呢？这些问题历来都是专家们争论的焦点，现今的规范给出的也只是一些控制的指标，但无法提供“放之四海皆准”的精确答案。
最后，专家们达成难以准确言传的共识：刚柔相济乃是设计者的追求。
也许都是相通的。
想想看，人应该是刚多一点好还是柔多一点好呢？做人太刚和太柔都不受推崇。
过份刚强者，应变能力差，难以找到共同受力的合作者，即使面对任何突然袭来的恶势力，亦敢于硬顶硬撞而不留变通的余地，这种时候必须有足够的刚度才能立于不败，否则一旦后继乏力，油尽灯枯就会发生脆性破坏，导致伤痕累累、体无完肤的灭顶之灾。
世人处世多以“柔”为本，退一步海阔天空，和为贵。
柔者易于找到共同受力的构件以协同消化和抵抗外力。
但过柔亦为人所不耻。
因为“柔”必然产生变形以适应外力，太柔的结果必然是太大的变形，甚至会导致立足不稳而失去根本。
处世极为圆滑者，八面玲珑，见风使舵，整日上窜下跳，左右逢源，活得游刃有余，这种柔得无形，表面上着实不容易受到伤害，骨子里却难免有“似我非我”的疑问，弄不好会个性丧失、面目全非，可能还免不了要背上奴颜婢膝的骂名。
古人在长期的实践后发现了中庸之道最适合生存。
用现代的话来讲大意是做人――文章来源网络，仅供个人学习参考最好既有原则性又有灵活性，也就是刚柔相济。
刚是立足之本，必要刚度不能少，如此方能控制变形在可以忍受的范围内，才不会失掉本质的东西；柔为护身之法，血肉之躯刚度毕竟有限，要学会以柔克刚，不断提高消化转换外力的能力，有时候, 牺牲一点变形来抵抗突然到来的摧毁力是必要的，也是值得的，但应以不失去自我为度。
梁的合理设计
梁的合理设计能动二班曲力涛 1305060212梁的设计的基本问题是如何保证在满足强度、刚度和稳定性要求的前提下，以最经济的代价，对梁进行合理设计，即满足实用又经济的要求。
所以我们要在一定外力为作用下设计出一种杆件使其一方面满足强度要求，一方面使用材料很少。
在设计梁时，实用上的要求就是跨度和承载能力。
我们作强度和刚度计算的时候，梁的跨度和承受的载荷应视为给定条件，也是我们讨论的前提。
关于经济的要求，要考虑施工条件、材料选择、截面尺寸、技术经济指标等几个方面，这里只能考虑材料和截面尺寸两个因素。
一、对于材料截面的合理选择对于一般情况，在梁的设计中，正应力骑着控制作用，不必核校切应力。
下面我选择正应力公式分析：由正应力公式可见，梁所可以承受的额最大弯矩与弯曲截面系数成正比，由此可见，在截面面积相同的情况下，Wz越大的截面设计越合理。
我们可以通过不同形状截面的W/A来比较其合理性。
通过计算分析得出，工字型截面、槽型截面比矩形截面合理，矩形截面比圆形截面合理。
二、选择离心铸造材料根据梁的正应力分布情况来看，材料截面的两端正应力最大而中性轴附近正应力最小，由此可见，增强钢梁的抗弯能力，以加强两翼，将梁做成工字形或箱形横截面为最合理。
我们可以采取离心铸造法铸造材料，由于两端材料密度大，中性轴处密度小的特点，使得材料两端的强度大，而中性轴附近的材料强度在满足条件下相对较小，从而达到节约材料用量、充分利用材料的设计目的。
通常我们设计梁的截面尺寸一般是根据最大弯矩设计并制成等截面，要求最大应力处小于容许应力即可，这样对于其它应力要求小的部分使用同样大小的截面很大程度的浪费了材料的性能，而且加大了用量。
三、采用变截面梁形式基于此，我们可以设计一种变截面梁，而目前最合理的变截面梁是等强度梁。
等强度梁就是使梁各横截面上的最大正应力都相等，并达到材料的容许正应力。
这种设计一方面省材料，最大限度的提高材料的利用率，另一方面提高结构的承载力，使结构更加安全，而且节省空间，降低自重，提高结构的实用性。
主体工程梁柱方案设计要求
主体工程梁柱方案设计要求1.设计依据和要求主体工程梁柱方案设计的依据主要包括相关的国家标准和规范、建筑设计方案要求、建筑物使用功能要求等。
在设计过程中，需要充分了解建筑物的使用功能和设计要求，合理确定建筑物的结构等级和抗震设防要求，根据相关规范确定梁柱结构的受力计算标准和设计参数，确保设计方案符合相关的法律法规和规范要求。
2.结构布局和构件选型在进行梁柱方案设计时，需要根据建筑物的空间布局和荷载传递路径，合理确定梁柱结构的布置和空间位置。
根据建筑物的使用功能和荷载要求，选择合适的梁柱截面尺寸和材料，确保梁柱结构能够承担建筑物的荷载并满足相应的抗震要求。
3.受力计算和分析在进行主体工程梁柱方案设计时，需要进行梁柱结构的受力计算和分析。
通过对梁柱结构的受力情况进行分析，确定梁柱结构的内力大小和分布情况，评估梁柱结构的受力性能和安全性，确保梁柱结构能够满足建筑物的使用要求和安全性能。
4.节点设计和连接方式在梁柱方案设计中，需要合理设计梁柱节点的连接方式和细部构造。
通过对梁柱节点的受力和变形进行分析，确定合适的节点连接方式和构造形式，确保梁柱结构的节点能够满足受力和变形要求，并保证梁柱结构的整体稳定性。
5.施工技术和工艺要求在主体工程梁柱方案设计中，需要考虑梁柱结构的施工技术和工艺要求。
合理确定梁柱结构的施工工艺和施工工序，确保梁柱结构的施工质量和施工安全，减少施工难度和提高施工效率。
总结：主体工程梁柱方案设计是建筑结构设计的重要组成部分，设计合理的梁柱结构方案能够保证建筑物的结构安全和稳定性能。
在梁柱方案设计中，需要充分考虑建筑物的使用功能和荷载要求，合理确定梁柱结构的布局和构件选型，进行受力计算和分析，设计合理的节点连接方式和细部构造，考虑施工技术和工艺要求，确保梁柱结构能够满足建筑物的使用要求和施工需求。
通过科学合理的梁柱方案设计，能够提高建筑物的结构性能和施工质量，促进建筑结构的科学发展。
桥梁工程中的梁设计规范要求
桥梁工程中的梁设计规范要求在桥梁工程中，梁是承受荷载并将其传递到支座或墩台上的关键结构部件。
梁的设计规范要求对于保证桥梁结构的安全性、可靠性和经济性都具有重要意义。
本文将介绍桥梁工程中常规的梁设计规范要求，并探讨其在工程实践中的应用。
一、荷载规范要求桥梁工程中，梁的设计必须满足各种荷载的规范要求。
根据国家规范，标准荷载包括常态荷载、可变荷载和事故荷载等。
常态荷载包括车行荷载、行人荷载、自重和温度等，可变荷载包括风荷载、流载荷及反力等，事故荷载则包括地震荷载和撞击荷载等。
梁的设计应考虑各种荷载组合，以确保桥梁结构的安全稳定。
二、几何尺寸要求梁的几何尺寸是梁设计的重要参数之一。
在梁设计中，必须满足一定的几何要求，如跨径、梁高、梁宽、梁截面形状等。
这些几何要求既受到桥梁功能和形式的影响，又受到荷载和材料力学性能的制约。
在设计中，需要通过合理的几何参数选择，使梁在满足力学性能的前提下，尽可能降低材料和施工成本，提高桥梁的使用寿命。
三、材料规范要求梁的设计还要满足相应的材料规范要求。
常用的桥梁材料包括混凝土、钢材和预应力混凝土等。
设计中需要确保梁的材料性能满足规范要求，如强度、韧性、疲劳性能等。
对于预应力混凝土梁，还需要进行预应力设计，以提高梁的抗裂性能和承载能力。
四、变形和振动要求梁的设计还需要考虑其变形和振动性能。
变形要求是指梁在荷载作用下的变形能否满足规范要求，如挠度和沉降等。
振动要求是指梁在自然频率和谐振条件下的振动能否满足规范要求，如避免共振、抑制振动幅值等。
梁的设计需要通过结构分析和计算，确保其变形和振动性能处于合理范围，以提供良好的桥梁运行条件。
五、施工规范要求梁的设计还要满足相应的施工规范要求。
在梁的施工过程中，需要根据实际情况进行工艺设计、施工研究和施工组织等。
梁的设计应考虑到施工时的方便性和安全性，同时还要满足相关施工规范和标准，以确保梁的施工质量和工期的控制。
总结起来，桥梁工程中的梁设计规范要求包括荷载规范要求、几何尺寸要求、材料规范要求、变形和振动要求以及施工规范要求等。
结构设计,梁、板的这些规范要点不能忘!
结构设计，梁、板的这些规范要点不能忘！一、梁设计1.截面：宽度不宜小于200，高宽比不宜大于4，跨高比不宜小于4；宽扁梁及深梁详规范。
2.梁截面控制指标A.纵筋配筋率：最小配筋率按《混凝土规范》表11.3.6-1中数值取用，一般模型计算会主要考虑，不用管；最大配筋率不宜高于 2.5%；B.纵筋净距：顶筋不应小于30mm和1.5d，底筋不应小于25mm和1.0d。
钢筋多余2层时，2层最少钢筋中距应比下面2层中距增大1倍。
各层钢筋长度不小于25mm和d（d为纵筋最大直径）。
C.纵筋面积比：一级不应小于0.5，二三级不应小于0.3，四级规范无要求，一般取0.25。
D.箍筋直径及肢数：当截面高度大于800时，箍筋直径不宜小于8mm；截面高度小于800时，箍筋直径不应小于6mm；一级不小于10mm，二三级不小于8mm，四级不小于6mm，当纵半边配筋率大于2%时，箍筋直径加大（按规范的表中最小直径来加大）；箍筋肢数：梁宽小于350mm用双肢箍，350~600时四肢箍，650~800时六肢箍。
E.箍筋加密区最大间距：一级不大于hb/4、6d、100的较小者；二级不大于hb/4、8d、100的较小者；三四级不大于hb/4、8d、150的较小者。
F.箍筋加密区长度：一级不小于2hb、500的较大者；二三四级不小于1.5hb、500的较大者。
3.梁配筋构造A.架立筋：一般用12mm，但是《混凝土规范》9.2.6中指出，跨度小于4m是不宜小于8mm，跨度4~6m不应小于10mm，大于6m时不应小于12mm。
B.梁侧构造筋：梁腹板高度hw（梁高-板厚）不小于450mm时，梁两侧端部沿高度配置纵向构造钢筋，间距不宜大于200mm，单侧配筋率不小于腹板面积（bhw）的0.1%；注意，扭筋构造是按照全高布置构造筋，间距不宜大于200mmC.悬臂梁构造：应有至少2五指钢筋伸至悬臂梁外端，并向下弯折不少于12d，其余钢筋不应切断，应在《混凝土规范》9.2.8条规定的弯起点弯折。
混凝土梁的设计规范
混凝土梁的设计规范混凝土梁是建筑结构中常见的构件，其主要作用为支撑和传递荷载。
而为了保证混凝土梁的安全和稳定性，设计规范显得尤为重要。
本文将从多个方面探讨混凝土梁的设计规范。
首先需要注意的是混凝土梁的材料要求。
在混凝土梁的设计中，应根据力学性质和结构要求，确定混凝土材料的等级和强度等参数。
混凝土梁的设计中，常用的混凝土品种为C30、C35、C40等。
在进行混凝土梁的设计时，必须按照设计规范选择具有一定强度保证的混凝土材料，同时进行充分加固以保证混凝土梁的承载力和耐久性。
其次是混凝土梁的截面设计。
混凝土梁的截面形式和大小应按照力学原理进行选择。
一般来说，混凝土梁的截面建议不要太小，以免产生应力集中。
同时应根据受力情况确定刚度和强度，应保证混凝土梁截面的合理性和安全性。
此外，混凝土梁应尽量采用整块状的断面，不得出现内凹、内凸和内缩裂等情况。
另外，混凝土梁的钢筋设计也是十分重要的。
在混凝土梁的设计中，钢筋的类型、规格和数量等参数的选择应根据受力情况、材料强度等因素进行合理的安排。
如果钢筋的数量不足或者类型不符合要求，会导致混凝土梁内部裂缝严重，承载力下降，从而影响整个建筑的安全性。
此外，混凝土梁在施工过程中的质量控制也很重要。
混凝土梁的工艺流程如浇注、养护等环节，都需要严格执行相应的规范和标准，以确保混凝土梁的质量和可靠性。
一般来说，混凝土梁的养护时间不得小于28天，以保证混凝土梁的硬度和强度。
总之，混凝土梁的设计规范是建筑中独立且重要的一部分。
混凝土梁的设计、钢筋与混凝土的配合选取、施工过程的质量控制等方面，都需要有严格的要求。
只有全面考虑混凝土梁的质量把控和安全评估，才能推进建筑工程的成功。
混凝土梁标准尺寸设计
混凝土梁标准尺寸设计混凝土梁标准尺寸设计一、前言混凝土梁是建筑结构中常用的承重构件之一，其作用是将荷载传递到支座上。
混凝土梁的设计需要考虑荷载、材料强度、结构形式等多个因素，其中标准尺寸的设计是保障混凝土梁质量和安全的重要措施之一。
本文旨在介绍混凝土梁标准尺寸设计的相关知识。
二、混凝土梁标准尺寸的基本概念混凝土梁标准尺寸是指在一定荷载条件下，满足混凝土梁强度和变形等性能要求的尺寸。
混凝土梁标准尺寸的设计应满足以下要求：1. 满足混凝土梁强度和变形要求；2. 满足工作性能要求，如挠度、裂缝控制等；3. 尽可能减小材料消耗，降低成本；4. 便于施工、检查和维修。
三、混凝土梁标准尺寸的设计方法混凝土梁标准尺寸的设计方法主要包括以下两种：1. 基于极限状态设计法的混凝土梁标准尺寸设计极限状态设计法是基于结构在极限状态下的受力性能进行设计的一种方法。
在混凝土梁标准尺寸的设计中，极限状态设计法主要应用于混凝土梁的强度和变形的限制。
按照极限状态设计法，混凝土梁标准尺寸的设计需要满足以下条件：1. 抗弯强度设计值大于或等于荷载的弯矩；2. 抗剪强度设计值大于或等于荷载的剪力；3. 混凝土梁的挠度应小于规定的极限值，以控制结构的变形。
2. 基于变形限制的混凝土梁标准尺寸设计基于变形限制的混凝土梁标准尺寸设计是指在荷载作用下，混凝土梁的变形不应超过某一限值，以保证结构的不破坏和使用性能。
该方法主要适用于需要考虑混凝土梁的变形限制的情况。
按照基于变形限制的混凝土梁标准尺寸设计方法，需要满足以下条件：1. 混凝土梁的挠度应小于规定的变形限制值；2. 混凝土梁的裂缝宽度应小于规定的限制值。
四、混凝土梁标准尺寸的基本参数混凝土梁标准尺寸的设计需要考虑以下基本参数：1. 荷载：混凝土梁受到的荷载是设计中的重要参数之一，荷载的大小和作用方式会直接影响混凝土梁的标准尺寸。
2. 混凝土强度等级：混凝土强度等级是混凝土梁标准尺寸设计中的重要参数之一，不同强度等级的混凝土需要采用不同的标准尺寸。
设计梁需要注意什么
设计梁需要注意什么设计梁是建筑结构设计中常见的工作任务之一，对于设计梁时需要注意的事项有很多。
下面将从梁的功能和要求、设计原则、计算方法和材料选择等多个方面进行详细阐述。
一、梁的功能和要求1. 承重功能：梁的主要作用是承担上部结构的自重、活载和风荷载等荷载，并将其传递到其下支座或其它承重构件上。
2. 抗震性能：梁的设计要求需要满足建筑物在地震作用下的抗震需求，包括承受地震引起的剪力、弯矩和轴向力等。
3. 抗挠性能：梁的挠度限值要满足使用要求，不得影响建筑物的正常使用。
4. 建筑空间利用率：梁要尽量减少对建筑空间的占用，为使用者提供更大的空间。
二、设计梁的原则1. 合理布局：确定梁的跨度和间距，要满足设计要求，并考虑梁在布置上尽量均匀，以保证结构的平衡性和整体性。
2. 合理的受力形式：考虑梁的受力形式，如采用受弯构件还是悬臂构件等，根据实际情况选择合理的受力形式。
3. 材料经济性：在满足设计要求的前提下，根据经济使用的原则，选择合适的材料和梁的截面尺寸，以实现最佳的经济效益。
4. 安全可靠性：梁的设计应保证其能够安全承载设计工况下的荷载，并应满足建筑结构的使用寿命要求。
5. 应力控制：通过优化设计和选取合适的截面形式以及采用加劲、加筋等，使得梁在承载能力和刚度方面达到最优。
三、计算方法1. 弯矩计算：根据荷载在梁上的分布情况，计算出梁的弯矩分布，并确定梁的截面形状和尺寸。
2. 梁的剪力计算：计算出梁受到的剪力，并根据受力情况选取合适的剪力筋以增强梁的抗剪能力。
3. 梁的挠度计算：通过力学原理和梁的受力情况，计算梁的挠度并检查是否满足使用要求，如需求较高，可通过加筋或加强梁截面等方法使其满足要求。
四、材料选择1. 混凝土材料：根据设计要求和建筑物的使用条件，选择合适的混凝土标号和等级，在满足强度和耐久性要求的前提下，尽量减少配筋率。
2. 钢筋：根据梁的受力状态和设计要求，选择合适的钢筋类型和规格，使梁的抗弯和抗剪能力得到保证。
梁的强度条件与合理强度设计
本讲结束！ 谢谢！
梁的合理强度设计
一、合理截面形状 1、梁的合理摆放 、
请问如图所示矩形截面梁，哪种摆放形式合理 请问如图所示矩形截面梁，哪种摆放形式合理?
σmax
Mm = ax ≤[σ] W Z
将梁的抗弯截面模量W 与其横截面面积A之比作为选定 将梁的抗弯截面模量 Z与其横截面面积 之比作为选定 合理截面形状的一个指标。 合理截面形状的一个指标。
矩形截面梁
a与c 点处－单向应力 与
b 点处－纯剪切
梁的强度条件
前提条件： 前提条件： 等截面直梁; 等截面直梁 在材料相同; 在材料相同 所受外力不变。 所受外力不变。 梁的强度条件 梁的正应力强度条件： 梁的正应力强度条件：
σmax
Mm = ax ≤[σ] W Z
[σ] − 材料单向应力许用应力
梁的合理强度设计
四、合理安排荷载传递途径
F /4→ l /6→ l /8 l F F
本讲小结
梁危险点处的应力状态 梁的强度条件
一、合理截面形状 二、合理截面变化
梁的合理强度设计
三、合理安排约束 四、合理安排荷载传递途径
目的：使设计的梁既能满足承载能力、 目的：使设计的梁既能满足承载能力、பைடு நூலகம்常使 用的要求，又能满足经济的要求。 用的要求，又能满足经济的要求。
梁的强度条件与合理强度设计
单位：中南分校城市建设学院基础课部 教师：鲁 晓 俊
思考： 思考：
什么叫强度？ 什么叫强度？ 答案：构件抵抗破坏的能力。 答案：构件抵抗破坏的能力。
什么叫破坏？ 什么叫破坏？
答案：构件断裂或产生显著塑性变形叫破坏。 答案：构件断裂或产生显著塑性变形叫破坏。
梁危险点处的应力状态
混凝土梁的合理支座设计方法
混凝土梁的合理支座设计方法一、前言混凝土梁是建筑工程中常用的结构构件，在建筑设计中，为了确保结构的稳定性和安全性，梁的支座设计尤为重要。
本文将详细介绍混凝土梁的合理支座设计方法。
二、支座类型混凝土梁的支座类型有多种，常见的有简支、悬臂、连续支座等。
其中，简支和连续支座是最常见的两种，下面将分别介绍。
1. 简支简支是指梁在两端固定支座处的支座方式，它是最基本的支座类型。
简支的支座方式分为固定端和活动端两种。
固定端支座可以完全固定梁的位置和旋转，活动端支座只能阻止梁的水平移动，而允许梁在垂直方向上自由旋转。
2. 连续支座连续支座是指梁的两端都固定在支座上。
它可以克服简支构件在中间存在的挠曲和振动，提高结构的稳定性和安全性。
但是，连续支座也会增加结构的复杂性和成本。
三、支座设计方法1. 简支梁的支座设计方法（1）支座位置确定支座位置的确定应考虑以下因素：①支座承载能力：支座必须能够承受梁的荷载，并且不产生过度挠曲或变形。
②结构布局：支座的位置应考虑结构的整体布局，以确保结构的平衡和稳定。
③施工要求：支座的位置应考虑施工的便捷性和安全性。
（2）支座形式选择支座形式的选择应考虑以下因素：①承载能力：支座形式必须能够承受梁的荷载，并且不产生过度挠曲或变形。
②结构布局：支座形式的选择应考虑结构的整体布局，以确保结构的平衡和稳定。
③经济性：支座形式的选择应考虑成本和施工难易程度等因素。
（3）支座间距确定支座间距的确定应考虑以下因素：①梁的跨度：支座间距应根据梁的跨度确定，以确保梁在跨度上不会产生过度挠曲或变形。
②梁的荷载：支座间距应考虑梁的荷载大小和分布情况，以确保支座能够承受梁的荷载。
③支座的承载能力：支座间距应根据支座的承载能力确定，以确保支座不会产生过度挠曲或变形。
（4）支座设计的计算支座设计的计算应根据支座的形式和间距等因素进行，主要包括以下内容：①支座的承载能力：根据支座的形式和间距等因素计算支座的承载能力，以确保支座不会产生过度挠曲或变形。
工程力学：梁的强度条件及梁的合理强度设计 习题与答案
一、单选题1、设计铸铁梁时，宜采用中性轴为（）的截面。
A.对称轴B.偏于受拉边的非对称轴C.偏于受压边的非对称轴D.对称或非对称轴正确答案：B2、两梁的横截面上最大正应力相等的条件是（）。
A.Mmax与横截面积相等B.Mmax与Wmin（抗弯截面系数）相等C.Mmax与Wmin相等，且材料相等D.Mmax与Wmin比值相等正确答案：D3、圆截面悬臂梁，在端部作用一集中载荷F。
若其它条件不变，而直径增加一倍，则其最大正应力是原来的（）倍。
A.1/8B.8C.2D.1/2正确答案：A4、矩形截面梁受弯曲变形，如果梁横截面的高度增加一倍时，则梁内的最大正应力为原来的（）倍。
A.正应力为1/2倍B.正应力为1/4倍C.正应力为4倍D.无法确定正确答案：B5、梁发生平面弯曲时其横截面绕（）旋转。
A.梁的轴线B.横截面上的纵向对称轴C.中性层与纵向对称面的交线D.中性轴正确答案：D6、桥式起重机的主钢梁，设计成两端外伸梁较简支梁有利，其理由是（）。
A.增加了梁的最大弯矩值B.减小了梁的最大剪力值C.减小了梁的最大挠度值D.减小了梁的最大弯矩值正确答案：D7、四种梁的截面形状，从梁的正应力强度方面考虑，最合理的截面形状是（）。
A.圆形B.工字形C.长方形D.正方形正确答案：B8、梁的合理强度设计不包括（）。
A.合理截面设计B.合理安排约束C.合理选择材料D.给静定梁增加约束，制成静不定梁正确答案：C9、在下列关于平面图形的结论中，（）是错误的。
A.图形的对称轴必定通过形心B.图形两个对称轴的交点必为形心C.图形对对称轴的静距为零D.使静矩为零的轴必为对称轴正确答案：D10、所谓的等强度梁有以下四种定义，其中正确的是（）。
A.各横截面弯矩相等B.各横截面正应力均相等C.各横截面最大正应力相等D.各横截面剪应力相等正确答案：C二、判断题1、截面对形心轴的静矩一定为零。
（）正确答案：√2、T字形截面的铸铁梁，其最大拉应力总是发生在最大正弯矩的横截面上。
【结构设计】井字梁的合理布置详解
井字梁的合理布置详解
井字梁系的两向梁内力按其线刚度分配矩形平面的井字梁楼盖,正交正放时由于短向梁的线刚度大,产生的内力较大,长向梁的截面虽与短向梁相同,但由于其线刚度小,故产生的内力也小.当Α/Β大于等于1.5时,为了使两向梁受力均匀,产生的内力相近,此时不宜布置成正交正放形式而应该采用斜放井字梁形式（见下图）.
由此,古人云,井字梁设计须遵守以下原则：
1、井字梁楼盖两个方向的跨度如果不等,则一般需控制其长短跨度比不能过大.长跨跨度L1与短跨跨度L2之比
L1/L2最好是不大于1.5,如大于1.5小于等于2,宜在长向跨度中部设大梁,形成两个井字梁体系或采用斜向布置的井字梁,井字梁可按45°对角线斜向布置.
2、当井字梁周边有柱位时,可调整井字梁间距以避开柱位,靠近柱位的区格板需作加强处理,若无法避开,则可设计成大小井字梁相嵌的结构形式.
3、梁格间距的确定一般是根据建筑上的要求和具体的结构平面尺寸确定,通常取跨度的1/12~1/6,且一般不宜超过
4m,同时还应综合考虑刚度和经济指标要求.
4、与柱连接的井字梁或边梁按框架梁考虑,必须满足抗震受力(抗弯、抗剪及抗扭)要求和有关构造要求.梁截面尺寸不够时,梁高不变,可适当加大梁宽.
5、井字梁最大扭矩的位置,一般情况下四角处梁端扭矩较大,其范围约为跨度的1/4～1/5.建议在此范围内适当加强抗扭措施.。
梁的刚度条件与合理刚度设计
目的：使设计的梁既能满足刚度要求，即满足 目的：使设计的梁既能满足刚度要求， 正常使用的要求，又能满足经济的要求。 正常使用的要求，又能满足经济的要求。
本讲结束！ 谢谢！
梁的合理刚度设计
材料的合理选择
梁的抗弯刚度： 梁的抗弯刚度：E I 为提高梁的抗弯刚度，宜选用 为提高梁的抗弯刚度，宜选用E 较高的材料
注意：各种钢材（或各种铝合金）的 E 基本相同 注意：各种钢材（或各种铝合金）
钢与合金钢： E 钢与合金钢： = (200 ~ 220) GPa 铝 合 E 金： = (70 ~ 72) GPa
最大位移控制
wmax ≤ [δ ]
[δ ]－许用挠度 [θ ]－许用转角
θ max ≤ [θ ]
l l 桥式起重机梁： ~ 桥式起重机梁： [δ ] = 750 500 3l 5l 一般用途的轴： ~ 一般用途的轴： [δ ] = 10000 10000
指定截面的位移控制
w ≤ [δ ]
θ ≤ [θ ]
梁的合理刚度设计
合理安排约束与加载方式 合理安排约束与加载方式
δ1,max
δ2,max = 8.75% δ1,max
δ2,max
q=F/l
δ1,max
δ2,max = 62.5 % δ1,max
δ2,max
本讲小结
梁的刚度条件
横截面形状的合理选择
梁的合理刚度设计
材料的合理选择 梁跨度的合理选取 合理安排约束与加载方式 合理安排约束与加载方式
bh3 20×343 矩形： 矩形： I = = = 65507cm4 12 12 Aj = b×h = 20×34 = 680cm2
I形：
I = 65600cm4
梁的设计尺寸
梁柱设计经验一、梁的设计1．梁尺寸确定。
该工程定为纵横向承重，主要为横向承重，根据梁尺寸初步确定：主梁高h : (1/8—1/12)L, 宽b(1/3—1/2)h连系梁高h : (1/10-1/15)L, 宽b(1/3-1/2)h次梁高h : (1/12-1/18)L, 宽b(1/3-1/2)h2我这里引用一些梁设计的经验：(1).梁上有次梁处(包括挑梁端部)应附加箍筋和吊筋，宜优先采用“附加箍筋”。
梁上小柱和水箱下, 架在板上的梁, 不必加附加筋。
可在结构设计总说明处画一节点，有次梁处两侧各加三根主梁箍筋，荷载较大处详施工图。
(2).当外部梁跨度相差不大时，梁高宜等高，尤其是外部的框架梁。
当梁底距外窗顶尺寸较小时，宜加大梁高做至窗顶。
外部框架梁尽量做成梁外皮与柱外皮齐平。
当建筑有要求时：梁也可偏出柱边一较小尺寸。
梁与柱的偏心可大于1/4柱宽，并宜小于1/3柱宽。
(3).折梁阴角在下时纵筋应断开，并锚入受压区内，还应加附加箍筋(4).梁上有次梁时，应避免次梁搭接在主梁的支座附近，否则应考虑由次梁引起的主梁抗扭，或增加构造抗扭纵筋和箍筋。
（此条是从弹性计算角度出发）。
当采用现浇板时，抗扭问题并不严重。
(5).原则上梁纵筋宜小直径小间距，有利于抗裂，但应注意钢筋间距要满足要求，并与梁的断面相应。
箍筋按规定在梁端头加密。
布筋时应将纵筋等距，箍筋肢距可不等。
小断面的连续梁或框架梁，上、下部纵筋均应采用同直径的，尽量不在支座搭接。
(6).端部与框架梁相交或弹性支承在墙体上的次梁，梁端支座可按简支考虑，但梁端箍筋应加密。
(7).考虑抗扭的梁，纵筋间距不应大于300和梁宽，即要求加腰筋，并且纵筋和腰筋锚入支座内。
箍筋要求同抗震设防时的要求。
(8).反梁的板吊在梁底下，板荷载宜由箍筋承受，或适当增大箍筋。
梁支承偏心布置的墙时宜做下挑沿。
(9).挑梁宜作成等截面(大挑梁外露者除外)。
与挑板不同，挑梁的自重占总荷载的比例很小，作成变截面不能有效减轻自重。
第四章_梁的合理设计
a
F l
a
a = ? [ F ] 最大.
合理安排加载方式—尽量分散载荷
F F
l 2
l 2
l 3
l 6
l 6
l 3
M
x
M
qF l
x
Fl 4
Fl 6
l
x
M
Fl 8
例：在车间里，技术员和工人正面临着一个问题，如何用
现有的起吊重量只有5T的吊车吊起10T的重物？经过大家的 认真思考和努力，改进了装置，结果就吊起了10T的重物。 请同学们想想他们是如何解决问题的。
等强度梁－各个截面上的最大正应力都相等。
讨论钢板弹簧设计中 的力学问题。
钢板弹簧受力的力学 模型： 变宽度等强梁不方 便工程应用，切成 条后沿高度叠放
x l 2
F
l 2
a
M
Fl/4
M
-
-
+
Pa
Pa
二、梁的合理截面
合理的截面形状应使 A 较小而 Wz 较大
W 0.125d A W 0.167 h A W 0.27 h ~ 0.31h A
W 0.167a A
措施：
让材料远离中性轴：工字梁、T形梁、槽形梁、箱形梁等 为防止切应力破坏，腹板也不能太薄
★ 对于[t]= [c]的材料，可用与中性轴对称的截 面，使截面上、下边缘σtmax= σcmax ★ 对于[t]≠[c]的材料，如铸铁[t]＜[c]，宜 用中性轴偏于受拉边的截面。
P
y1
] c ]
t
t max c max
[ y1 y2 [
y2
C
z
梁规范要求
梁规范要求梁规范是指建筑工程中对梁结构进行设计和施工的规范要求。
梁是建筑结构中常用的承重构件，其设计和施工质量直接影响到建筑物的结构安全和使用性能。
下面将从梁的设计和施工两个方面，介绍梁规范的一些基本要求。
首先，在梁的设计方面，梁规范要求以下几个方面的内容：1. 承载力要求：梁必须能够承受设计荷载的作用，在设计中要求满足一定的安全系数，以确保结构的安全性。
同时，还要根据实际情况考虑梁的抗倾覆、抗变形等性能。
2. 节段构造：梁的截面应选择合理，一般要求为矩形或T形，满足设计要求的同时尽量减少材料的使用量。
在混凝土梁的设计中，还要考虑梁的受压区、受拉区的配筋等问题。
3. 梁的支座和连墙梁的设计：梁的支座设计要合理，能够承受梁的荷载，并满足结构的变形要求。
对于连墙梁的设计，要考虑连墙梁在竖向承载力上的作用。
4. 抗震设计：梁的抗震设计要符合地震设计规范的要求，考虑梁与柱、梁与墙等连接部位的抗震性能，确保结构在地震作用下不发生倒塌。
5. 布置与规范要求：梁的布置要满足功能、施工和经济性要求。
同时，还要考虑施工中的脚手架搭设、模板支撑等问题。
其次，在梁的施工方面，梁规范要求以下几个方面的内容：1. 原材料要求：梁的混凝土和钢筋材料要符合国家标准的要求，具有相应的强度和抗震性能。
2. 施工工艺：施工中要合理选择模板和支撑体系，确保梁的几何尺寸和位置要求的准确性。
梁的钢筋要按照设计要求进行布置，并采取必要的钢筋连接措施。
3. 环境要求：施工现场要保持清洁，避免灰尘和杂物进入梁模板内部。
施工中要注意防潮、防震等措施，确保梁的质量和安全性。
4. 梁的浇筑与养护：梁的混凝土浇筑要按照设计要求进行，确保混凝土的一致性和均匀性。
梁的养护要进行适当的湿润养护，以提高混凝土的强度和耐久性。
综上所述，梁规范要求对梁的设计和施工进行了详细的规定，以确保梁的结构安全和使用性能。
建筑工程中必须严格遵守梁规范的要求，采取相应的设计和施工措施，确保梁的质量和安全性。
混凝土梁的设计方法
混凝土梁的设计方法一、前言混凝土梁是建筑结构中常用的一种构件，其承载能力直接影响着整个建筑结构的安全性和稳定性。
因此，在设计混凝土梁时，需要对其进行科学合理的设计，以确保其满足安全性和稳定性的要求。
本文将介绍混凝土梁的设计方法。
二、设计原则1. 满足承载力要求：混凝土梁的设计应满足承载力要求，以确保其能够承受设计荷载并不发生破坏。
2. 满足变形要求：混凝土梁的设计还应满足变形要求，以确保其在承载荷载下不产生过大的变形，不影响建筑物的使用功能。
3. 节约材料：在满足上述两个要求的前提下，还应尽量节约材料，降低建筑成本。
三、设计步骤1. 确定荷载类型和荷载大小：混凝土梁的设计首先需要确定荷载类型和荷载大小，包括常规荷载、地震荷载、风荷载等。
2. 确定截面形状和尺寸：根据荷载大小和荷载类型，确定混凝土梁的截面形状和尺寸，包括截面高度、宽度等。
3. 计算荷载作用下的受力状态：根据荷载大小和荷载类型，计算混凝土梁在荷载作用下的受力状态，即受到弯矩、剪力等作用。
4. 确定混凝土强度等级和配筋率：根据混凝土梁的设计要求和受力状态，确定混凝土强度等级和配筋率。
5. 计算混凝土梁的承载力：根据混凝土梁的截面形状、混凝土强度等级和配筋率等参数，计算混凝土梁的承载力。
6. 检查混凝土梁的变形：根据混凝土梁的设计要求和受力状态，检查混凝土梁在荷载作用下的变形是否符合要求。
7. 设计配筋：根据混凝土梁的受力状态和变形要求，设计混凝土梁的配筋，以满足其承载能力和变形性能的要求。
8. 检查混凝土梁的构造和施工方案：根据混凝土梁的设计要求和受力状态，检查混凝土梁的构造和施工方案是否符合要求。
四、混凝土梁的设计参数1. 荷载：混凝土梁的设计荷载包括常规荷载、地震荷载、风荷载等，其中常规荷载包括自重荷载、住户活动荷载、设备荷载等。
2. 混凝土强度等级：混凝土梁的设计强度等级通常为C20、C25、C30等。
3. 钢筋强度等级：混凝土梁的设计钢筋强度等级通常为HRB335、HRB400、HRB500等。
梁的合理设计
梁的合理设计
混凝土梁是在建筑工程中，最重要的结构体系之一，其合理性设计直接关系到建筑结构的安全性和材料的使用最佳化。
目前常见混凝土梁有普通混凝土梁、轻质高性能混凝土梁和非普通混凝土梁，在合理设计时应考虑梁重、设计混凝土强度、支座、支撑面及加固措施等因素；
首先，普通混凝土梁在设计时，要考虑它的重量和纵横比，为保证满足结构的可靠性要求和节省物料，采用计算机仿真的方法以达到最优的设计方案。
梁的尺寸应取决于计算结果和梁形状要求，常见也采用尺寸分析法求解最佳梁尺寸，保证结构强度合理。
第二，轻质高性能混凝土梁合理设计要考虑所用材料的施工工艺性和材料的性能需求，它的制作要求混凝土的抗压强度和抗折强度要满足要求，避免混凝土出现张拉断裂。
此外，支座和支撑面的选择也需要考虑梁的重量及各承载点的荷载，采用桥梁的支座，可大大提高其可靠性。
最后，在设计混凝土梁时，要采用有效的加固措施，避免混凝土梁裂缝或塌陷等情况发生，且应根据建筑材料、工艺、技术、环境等状况，加以合理预制、安装、镶嵌。
总之，混凝土梁在合理设计上一定要考虑力学要求、抗震要求及结构安全His。
在设计时，要以较大的节省性和可靠性为原则，采用合理的方法来减少梁的重量，选择性能优异的材料以及考虑支撑和加固措施，从而实现安全、可靠性良好、施工方便的混凝土梁设计。
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变截面梁
等强度梁
3．提高材料的力学性能
课程内容到此结束
我们共同度过了 一段美好的学习时光 她会留在我们的记忆里
谢谢大家！
再见！
矩降低为
1 Pl 8
利用副梁来达到分散载荷，减小最 大弯矩是工程中经常采用的方法。
M
x
1 pl 4
x
1 pl 8
3）改变支座的位置
通过改变支座的位置来减小最大弯矩。
x
1 ql2
50
1 ql2
8
x
M
M
1 ql2
40
门式起重机的大梁，锅炉筒体等，其支承点略 向中间移动，都是通过合理布置支座位置，以 减小M max的工程实例。
说明：对于矩形，工字形等截面，增加截面高度虽 然能有效地提高抗弯截面系数；但若高度过大，宽 度过小，则在载荷作用下梁会发生扭曲，从而使梁 过早的丧失承载能力。
2）用变截面梁 对于等截面梁，除Mmax所在截面的最大正应力达到材 料的许用应力外，其余截面的应力均小于，甚至远小
于许用应力。因此，为了节省材料，减轻结构的重量， 可在弯矩较小处采用较小的截面。
2．提高抗弯截面系数（两方面考虑）
1）选用合理的截面形状
在截面积相同的条件下，抗弯截面系数 W愈大， 则梁的承载能力就愈高。例如对截面高度h大于宽 度b的矩形截面梁:
梁竖放时: 梁平放时:
W1
1 bh 2 6
W2
1 6
hb2
所以竖放比平放有较高的抗弯能力。
当截面的形状不同时，可以用比值W/A来衡量 截面形状的合理性和经济性。常见截面的W/A 值：
表明：材料远离中性轴的截面（如圆环形、工字形等） 比较经济合理。
因为：弯曲正应力沿截面高度线性分布，中性轴附 近的应力较小，该处的材料不能充分发挥作用，将 这些材料移置到离中性轴较远处，则可使它们得到 充分利用，形成“合理截面”。
工程中：吊车梁、桥梁常采用工字形、槽形或箱形 截面，房屋建筑中的楼板采用空心圆孔板。
1 Pl 4
当载荷的作用点移到梁的一侧， M
如距左侧 l 6 时，则最大弯矩变
为
5 Pl
36
x
1 pl 4
是原最大弯矩的0.56倍
x
M
5 pl 36
2）利用副梁
方法：当载荷的位置不能改变时， 可以把集中力分散成较小的力，或 者改变成分布载荷，从而减小最大 弯矩。
M
例如：利用副梁把作用于跨中的集
中力分散为两个集中力,而使最大弯
梁的素。 根据弯曲正应力的强度条件
max
M max Wz
[ ]
提高弯曲强度的措施主要是从三方面考虑：
1、减小最大弯矩； 2、提高抗弯截面系数； 3、提高材料的力学性能。
1．减小最大弯矩（三种方法）
1）改变加载的位置
如当集中力作用在简支梁跨 度中间时，其最大弯矩为