第六节 梁截面合理形状的选择
混凝土梁的截面形状及尺寸
混凝土梁的截面形状及尺寸混凝土梁是建筑结构中常用的承载构件之一，其截面形状和尺寸的设计直接影响着梁的承载能力和使用寿命。
本文将从以下几个方面详细介绍混凝土梁的截面形状及尺寸的规格。
一、梁的截面形状混凝土梁的截面形状一般有矩形、T形、L形、U形等几种，其中矩形截面是最为常见的一种形式，其特点是简单、易于施工、承载能力较强。
T形和L形截面则是在矩形截面的基础上，将梁底部或侧面加宽或加厚，以增加梁的承载能力。
U形截面则是在矩形截面的基础上，将梁的两端下沉，形成一个U形槽，用于预留管线或提高梁的跨度。
此外，还有一些特殊形状的梁，如圆形梁、椭圆形梁等，这些梁一般用于桥梁或特殊建筑结构中。
二、梁的截面尺寸混凝土梁的截面尺寸是梁的承载能力和使用寿命的重要参数，其设计应根据梁的跨度、荷载大小、受力状况等因素来确定。
下面是混凝土矩形梁的截面尺寸规格。
1.梁高梁高是指梁截面中心线距离底部的高度，一般用h表示。
梁的承载能力与梁高成正比，因此在设计中应尽可能增加梁的高度，以提高梁的承载能力。
根据设计规范，混凝土矩形梁的梁高应满足以下条件：(1)梁高不小于跨度的1/12，且不小于150mm；(2)梁高不大于跨度的1/4。
2.梁宽梁宽是指梁截面底部的宽度，一般用b表示。
梁的宽度不仅影响梁的承载能力，还影响着受力时的受力面积，因此在设计中应根据荷载大小和受力状况来确定梁的宽度。
根据设计规范，混凝土矩形梁的梁宽应满足以下条件：(1)梁宽不小于受力区宽度的1.2倍；(2)梁宽不大于梁高的3倍。
3.受力区高度受力区高度是指梁截面中心线距离底部的距离，一般用a表示。
受力区高度决定了梁的受力面积和受力位置，因此在设计中应根据受力状况和荷载大小来确定。
根据设计规范，混凝土矩形梁的受力区高度应满足以下条件：(1)受力区高度不小于受力区宽度的1/2；(2)受力区高度不大于梁高的0.7倍。
4.受力区宽度受力区宽度是指梁截面中心线受力区域的宽度，一般用bw表示。
钢结构梁的截面选择
1、钢结构分门式刚架、多层框架等结构，材料有H型钢、方管、园管等按具体情况选材，就门式刚架来说没有吊车梁小跨度一般说采用H型钢梁柱断面取1/30-1/60。
大跨度的多采用变截面H型钢梁柱节点和屋脊节点处断面取跨的1/30-1/40；跨中H型钢断面取其跨度的1/50-1/60。
钢框架梁断面一般取跨度的1/15-1/25。
2、对于如何设置加劲肋的问题，请看《钢结构设计手册》节点计算章节有详细的解说。
钢结构设计简单步骤和设计思路(一) 判断结构是否适合用钢结构钢结构通常用于高层、大跨度、体型复杂、荷载或吊车起重量大、有较大振动、要求能活动或经常装拆的结构。
直观的说：大厦、体育馆、歌剧院、大桥、电视塔、雕塑、仓棚、工厂、住宅、山地建筑和临时建筑等。
这是和钢结构自身的特点相一致的。
(二) 结构选型与结构布置结构选型及布置是对结构的定性，由于其涉及广泛,应该在经验丰富的工程师指导下进行。
此处仅简单介绍. 详请参考相关专业书籍.在钢结构设计的整个过程中都应该被强调的是"概念设计",它在结构选型与布置阶段尤其重要. 对一些难以作出精确理性分析或规范未规定的问题，可依据从整体结构体系与分体系之间的力学关系、破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的设计思想，从全局的角度来确定控制结构的布置及细部构造措施。
在早期迅速、有效地进行构思、比较与选择，所得结构方案往往易于手算、力学行为清晰、定性正确，并可避免结构分析阶段不必要的繁琐运算。
同时，它也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。
林同炎教授在《结构概念和体系》一书中介绍了用整体概念来规划结构方案的方法，以及结构总体系和个分体系间的相互力学关系和简化近似设计方法。
钢结构通常有框架、平面桁架、网架（壳）、索膜、轻钢、塔桅等结构形式。
其理论与技术大都成熟。
亦有部分难题没有解决,或没有简单实用的设计方法，比如网壳的稳定等。
结构选型时，应考虑不同结构形式的特点。
梁截面尺寸的确定
梁截面尺寸的确定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。
对变形和裂缝宽度要求严格的梁，尚应按规定进行扰度验算及裂缝宽度验算。
①梁的高跨比下表列出了梁的高跨比下限值，该值可以满足一般正常使用下的变形要求。
但对变形要求高的梁，尚应进行扰度验算。
梁的高跨比下限值构件类型/支承情形简支一端连续两端连续悬臂独立梁及整体肋形梁的主梁1/12 1/3.5 1/15 1/6整体肋形梁的次梁1/16 1/8.5 1/20 1/8注：1. 表中数值适用于普通混凝土和fy<=400N/mm2的普通钢筋；2. 当梁的跨度超过9m时，表中系数宜乘1.2；3. 对比重γ为15~20kN/m3的轻质混凝土结构，表中系数宜乘以（1.65-0.03γ）且不小于1的系数。
②梁截面的高宽比梁截面的高宽比h/b对矩形截面，可选2.0~3.5；对T形截面，可选2.5~4.0。
③模数要求当梁高h<=800mm时，h为50mm的倍数；当h>800mm时，h为100mm的倍数。
当梁宽b>=200mm时，梁的宽度为50mm的倍数；200mm以下宽度的梁，有b=100mm、150mm、180mm三种。
④主、次梁的截面尺寸关系在现浇混凝土结构中，主梁的宽度不应小于200mm，通常为250mm及以上；次梁宽度不应小于150mm。
主梁的高度应至少比次梁高50mm或100mm（当主梁下部可能为双排钢筋时）。
(2) 框架梁的截面尺寸除满足梁的一般要求外，框架梁的截面高度h一般在（1/12~1/8）l0间，截面宽度b 可取（1/2~1/4）h；截面宽度b不宜小于200mm；截面高度和截面宽度之比不宜大于4，梁净跨度ln与截面高度之比不宜小于4。
第九章第六节梁弯曲时的应力及强度计算(上课用)
m
V
( Stresses in Beams)
m
m
M
V
m m
只有与剪应力有关的切向内力元素 d V = dA 才能合成剪力
只有与正应力有关的法向内力元素 d FN = dA 才能合成弯矩
剪力V 内力 弯矩M 正应力 剪应力
所以，在梁的横截面上一般
既有 正应力， 又有 剪应力
先观察下列各组图
所以，可作出如下 假设和推断：
1、平面假设：
2.单向受力假设： 各纵向纤维之间互不挤压，纵向纤维均处于单向受拉或受压的状态。 因此梁横截面上只有正应力σ而无剪应力τ
各横向线代表横截面，实验表 明梁的横截面变形后仍为平面。
梁在弯曲变形时，上面部分纵向纤维缩短，下面部分纵向纤维伸长，必 有一层纵向纤维既不伸长也不缩短,保持原来的长度，这一纵向纤维层称为 中性层. 中性层与横截面的交线称为中性轴，中性轴通过截面形心，是一条形心轴。 且与截面纵向对称轴y垂直，将截面分为受拉区及受压区。梁弯曲变形时， 各横截面绕中性轴转动。
(3)横截面上任一点处的剪应力计算公式(推导略)为
V S I zb
Z
V——横截面上的剪力
Iz——整个横截面对中性轴的惯性矩
b——需求剪应力处的横截面宽度 S*Z——横截面上需求剪应力处的水平线 以外(以下或以上)部分面积A*(如图 ）对 中性轴的静矩
V
3V 4 y2 (1 2 ) 2bh h
应力状态按主应力分类：
（1）单向应力状态。在三个相对面上三个 主应力中只有一个主应力不等于零。 （2）双向应力状态。在三个相对面上三个 主应力中有两个主应力不等于零。
（3）三向应力状态。其三个主应力都不等于零。例 如列车车轮与钢轨接触处附近的材料就是处在三向应 力状态下.
梁的合理设计
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。
混凝土梁设计截面尺寸标准
混凝土梁设计截面尺寸标准一、前言混凝土梁是建筑中常用的结构构件，其设计截面尺寸的合理性直接影响着梁的承载能力、安全性和经济性。
因此，建筑设计师在设计混凝土梁时，必须按照一定的标准来确定梁的截面尺寸，以保证梁的承载能力和安全性。
本文将从梁截面形式、混凝土强度等方面详细介绍混凝土梁设计截面尺寸的标准。
二、梁截面形式混凝土梁的截面形式有矩形、T形、L形、圆形、梯形等多种类型。
其中，矩形梁和T形梁是最常用的梁截面形式。
1. 矩形梁矩形梁的设计截面尺寸应满足以下要求：1）截面高度应按照下列公式确定：h = 0.45b_f + a_s + 0.5h_c其中，b_f为受力方向上的矩形梁截面宽度；a_s为钢筋面积；h_c为混凝土保护层厚度。
2）矩形梁的宽度应不小于其高度的1/3，且不大于其高度的3倍。
3）矩形梁的下缘应平直，不允许有突出的角或凹槽。
2. T形梁T形梁的设计截面尺寸应满足以下要求：1）截面高度应按照下列公式确定：h = 0.45b_f + a_s + 0.5h_c其中，b_f为受力方向上的T形梁截面宽度；a_s为钢筋面积；h_c为混凝土保护层厚度。
2）T形梁的宽度应不小于其高度的1/3，且不大于其高度的3倍。
3）T形梁的翼缘宽度应满足下列公式：b_w ≥ 0.5(h - h_0) - h_c其中，h_0为梁底部到翼缘底部的距离。
4）T形梁的翼缘厚度应满足下列公式：t_w ≥ 0.1h三、混凝土强度混凝土梁的设计截面尺寸还应根据混凝土的强度等级来确定。
混凝土的强度等级分为C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50等多个等级。
1. C15-C30混凝土对于C15-C30混凝土，其配筋率不应大于0.02，且不小于0.001。
配筋率是指钢筋面积与混凝土截面积之比。
2. C35-C50混凝土对于C35-C50混凝土，其配筋率不应大于0.04，且不小于0.002。
四、其他要求1. 混凝土梁的截面应尽量采用等截面或近似等截面，以便于施工。
钢结构如何合理选择梁柱截面
钢结构如何合理选择梁柱截面简支梁按照L/12~L/18初估。
连续梁按照L/15~L/25初估。
截面高宽比取2~2.5比较经济。
基本上是靠经验来定的然后验算抗弯、抗剪、及稳定性等。
在一般的条件下（无特殊荷载要求），柱的截面按层高的1/12选。
梁的截面按跨度的1/20~24选取！以上是纯粹经验公式，如果是正常荷载，计算下来也差不多！抗弯，实际叫挠度，是衡量材料受力后的抵抗变形能力；抗剪，实际叫剪切、冲击功等，是衡量材料韧性的一个指标；抗拉，即抗拉强度，这个很容易理解，是衡量材料承受拉力的能力。
钢结构的稳定可分为结构整体的稳定和构件本身的稳定两种情况。
强度是指金属材料在使用过程中受到不同形式的外力(载荷)的作用，抵抗变形的能力。
应力是指材料在载荷作用下，在材料内部单位面积上所产生的内力。
强度分多种，屈服，抗拉，弯曲，剪切通常说强度，一般是屈服+抗拉，比如钢Q235，屈服235MPa，抗拉强度会随着很多其他因素变化，最基本的是伸长率这是三个机械性能的三个术语。
抗弯，实际叫挠度，是衡量材料受力后的抵抗变形能力；抗剪，实际叫剪切、冲击功等，是衡量材料韧性的一个指标；抗拉，即抗拉强度，这个很容易理解，是衡量材料承受拉力的能力。
在衡量这三个指标时，都有一个标准，也叫“试件”，分别放在不同的测试仪器上。
抗弯，就是把标准试件两端放在一起上，在试件中间施加压力，当试件开始变形时，即为该材料的抗弯曲能力。
抗剪能力也是把标准试件放到冲击功检验机器上，用重锤剪断试件，同时机器记录消耗的能量，这个能量值就是抗剪切的能力。
抗拉也是把试件放在拉伸试验机上，拉伸机给试件施加拉力，直到该试件破断，此时记录拉力，这个数值就是抗拉强度。
钢结构的稳定可分为结构整体的稳定和构件本身的稳定两种情况。
结构整体的稳定，在结构的纵向，主要依靠结构的支撑系统来保证，如钢柱的柱间支撑，钢屋架的上、下弦水平支撑和垂直支撑等。
计算时主要考虑支撑系统能可靠地传递结构纵向的水平荷载（风荷载、地震荷载、厂房吊车荷载等）。
混凝土梁的截面形状规格
混凝土梁的截面形状规格一、引言混凝土梁在建筑结构中扮演着重要的角色，它能够承受水平力和垂直力，为建筑物提供稳定的支撑。
在混凝土梁设计中，截面形状规格的选择至关重要，不仅涉及到梁的承载能力和强度，还会影响到施工难度和造价等方面。
因此，本文将从混凝土梁截面形状规格的定义、分类、设计原则和实用技巧等方面进行详细介绍。
二、定义混凝土梁的截面形状规格是指混凝土梁在截面上的几何形状和尺寸。
混凝土梁截面形状规格的选取应考虑到结构的承载力、变形、耐久性、施工工艺和经济性等因素。
三、分类根据混凝土梁截面形状规格的特点和用途，可以将其分为以下几类：1. 矩形截面：矩形截面是混凝土梁中最常见的截面形状，其具有简单、规则、易于施工的特点，适用于大多数建筑结构中的梁。
2. T形截面：T形截面的特点是在矩形截面的基础上加上了一定大小的翼缘，可以增加梁的承载力和刚度，适用于需要承受较大荷载的梁。
3. L形截面：L形截面的特点是在矩形截面的基础上加上了一侧较大的翼缘，可以增加梁的承载力和刚度，适用于需要承受较大荷载的梁。
4. 圆形截面：圆形截面的特点是具有对称性和自重小的优点，适用于跨度较小、弯曲半径较大的梁。
5. 梯形截面：梯形截面的特点是在矩形截面的基础上通过斜侧边增加了梁的承载力和刚度，适用于需要承受较大荷载的梁。
四、设计原则混凝土梁的截面形状规格的设计应遵循以下原则：1. 保证结构的承载力和强度：混凝土梁的截面形状规格应能够满足结构的承载力和强度要求，保证结构的安全性。
2. 保证结构的变形：混凝土梁的截面形状规格应能够控制结构的变形，保证结构的稳定性和使用性能。
3. 保证结构的耐久性：混凝土梁的截面形状规格应能够满足结构的耐久性要求，延长结构的使用寿命。
4. 优化施工工艺：混凝土梁的截面形状规格应能够优化施工工艺，降低施工难度和成本。
五、实用技巧在混凝土梁截面形状规格的设计中，还需要注意以下实用技巧：1. 合理选择截面形状：根据混凝土梁的跨度、荷载和应力等参数，合理选择截面形状，以满足设计要求。
混凝土梁的截面形状和几何尺寸标准
混凝土梁的截面形状和几何尺寸标准混凝土梁是在建筑和工程结构中常见的承重构件，它的截面形状和几何尺寸标准对于保证结构的稳定性和安全性至关重要。
在本文中，我将深入探讨混凝土梁的截面形状和几何尺寸标准，并分享我对这个主题的观点和理解。
1. 截面形状的选择混凝土梁的截面形状可以采用多种形式，常见的有矩形、T形、L形、倒T形等。
选择合适的截面形状需要考虑多个因素，包括结构的荷载要求、使用条件、施工工艺等。
一般来说，矩形截面在各方面性能平衡较好，适用于大部分情况。
而其他形状如T形和L形，则常用于需要在梁上设置附件或嵌入其他构件的情况。
2. 梁的几何尺寸标准混凝土梁的几何尺寸标准主要包括梁的高度、宽度和翼缘厚度等参数。
这些参数的选择会直接影响到梁的受力性能和承载能力。
一般来说，梁的高度应根据跨度和荷载要求进行合理确定，以满足结构的强度和刚度要求。
宽度和翼缘厚度则需要考虑梁的剪切和抗弯承载能力，通常按照规范中的要求进行选择。
3. 标准与规范在设计和施工过程中，我们需要遵循相关的标准和规范，来确保混凝土梁的截面形状和几何尺寸符合要求。
国家和地区的建筑设计规范中都会对混凝土梁的截面形状和几何尺寸进行规定和指导，如中国的《建筑混凝土结构设计规范》、美国的《混凝土结构设计规范》等。
设计师和工程师需要熟悉并合理运用这些规范，以确保结构的安全性和可靠性。
总结与回顾：混凝土梁的截面形状和几何尺寸标准对于建筑和工程结构的安全性和稳定性至关重要。
在选择截面形状时，考虑到结构的荷载要求、使用条件和施工工艺等因素，矩形截面常用于大部分情况，而其他形状如T形和L形则用于需要设置附件或嵌入其他构件的情况。
几何尺寸的选择需要考虑梁的受力性能和承载能力，其参数常根据跨度和荷载要求进行合理确定。
在设计和施工过程中，我们需要遵循相关的标准和规范来确保混凝土梁的截面形状和几何尺寸符合要求，以保证结构的安全性和可靠性。
我的观点和理解：混凝土梁的截面形状和几何尺寸标准是结构设计中至关重要的一环。
混凝土梁的截面设计标准
混凝土梁的截面设计标准一、前言混凝土梁是建筑中常用的结构构件，其截面设计标准的合理性直接关系到建筑物的安全性和经济性。
本文将从混凝土梁截面设计的基本原理、截面形状、强度和变形等方面进行详细的讨论和阐述，以期为混凝土梁的设计提供一个全面的具体的详细的标准。
二、混凝土梁截面设计的基本原理混凝土梁截面设计的基本原理是在满足强度、变形等要求的前提下，以尽可能小的材料消耗和工程造价为目标，确定梁的截面尺寸和形状。
三、混凝土梁截面形状设计标准混凝土梁的截面形状应根据结构和荷载情况选择合适的形状。
常见的混凝土梁截面形状有矩形截面、T形截面和I形截面等。
1.矩形截面矩形截面是混凝土梁常用的截面形状，其优点是受力性能好、施工方便、材料消耗小等。
矩形截面的截面高度和宽度应根据荷载大小和跨度大小进行合理的选择，一般来说，截面高度应不小于1/12跨度，截面宽度应不小于1/6跨度。
2.T形截面T形截面在混凝土梁的设计中也是常用的一种截面形状，其优点是受力性能好、刚度大、施工方便等。
T形截面的宽度和高度应根据荷载大小和跨度大小进行合理的选择，一般来说，截面高度应不小于1/12跨度，截面宽度应不小于1/8跨度。
3.I形截面I形截面在桥梁等大跨度结构中常用，其优点是刚度大、荷载分布均匀等。
I形截面的宽度和高度应根据荷载大小和跨度大小进行合理的选择，一般来说，截面高度应不小于1/10跨度，截面宽度应根据荷载大小和跨度大小进行选择。
四、混凝土梁截面强度设计标准混凝土梁截面强度设计的目的是保证混凝土梁在荷载作用下不发生破坏，其设计应遵循以下原则：1.最小配筋原则混凝土梁的配筋应满足最小配筋原则，即按规范规定的最小配筋率进行设计。
2.平衡条件原则混凝土梁的截面应满足平衡条件，即截面内混凝土和钢筋的应力应满足平衡条件。
3.极限状态设计原则混凝土梁的设计应遵循极限状态设计原则，即在满足安全性要求的前提下，使混凝土梁的材料消耗和工程造价尽可能地低。
梁的截面尺寸的确定
梁的截面尺寸的确定1、梁的宽度取1/2～1/3梁高，宽度不大于支撑柱在该方向的宽度。
通常梁高取跨度的1/8～1/14。
2. 经验公式，在采取二级钢作为梁纵向钢筋时，梁高/弯矩＝4.2～4.6是最经济的，如：梁弯矩为120KN/m则梁高＝502～552是最省钱的，混凝土与钢筋最省。
本经验公式是在C25造价为216元/方，二级钢3200元/t下统计的，如混凝土标号高于C25则可以取靠近4.2的经验值，如低于C25 可取靠近4.6的经验值。
在设计中，可以照平时建模方法先建模计算一遍，再把弯矩图提出来看看，以一个跨度内的最大弯矩为控制，参照上面的经验公式进行一遍调整，这样设计出来的梁会是最省的。
注意不要发生次梁比主梁高的情况。
梁高的小幅度改变对梁线刚度改变很小，梁高调整后再计算的弯矩与第一次的弯矩差值很小，可以忽略。
最后，上述经验公式不适用与一级或三级钢作为梁纵筋的情况。
最后还要注意下，梁高的取值还受限于建筑净空要求等其他因素，要灵活处理。
2、柱截面尺寸计算3、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。
此部分的面积，可简单的取柱左右（上下）两个跨度之和的一半进行计算。
再根据结构型式及活荷载的情况，确定每层的自重。
这个自重是个经验值，在各种手册上都有相关的介绍。
一般是框架结构14~16KN/m^2，剪力墙结构15~18KN/m^2。
值得提醒的是，这里的自重是尺度值，而在算柱轴压比时应当采取设计值。
最后，对每层的受荷载面积累加并乘以结构的自重，可算出柱轴力，柱轴力除以轴压比限值可得出柱截面面积。
4、以上情况，仅是对柱截面的估算。
最后应当整体的计算结果进行调整。
钢结构梁与柱的截面尺寸如何选取
钢结构梁与柱的截面尺寸如何选取范本一：梁与柱的截面尺寸选择指南1. 引言1.1 背景介绍1.2 目的和范围2. 基本概念2.1 钢结构梁和柱的定义2.2 截面尺寸的重要性3. 设计要求3.1 载荷要求3.2 强度要求3.3 刚度要求4. 实用设计方法4.1 截面尺寸的选择原则4.2 内外力配比法4.3 静无线法4.4 屈服线法5. 梁截面尺寸的选取5.1 常见钢结构梁的截面形状5.2 梁的受力特点和截面尺寸的影响因素5.3 梁截面尺寸的计算方法和选择原则6. 柱截面尺寸的选取6.1 常见钢结构柱的截面形状6.2 柱的受力特点和截面尺寸的影响因素6.3 柱截面尺寸的计算方法和选择原则7. 设计案例分析7.1 梁截面尺寸的选取案例7.2 柱截面尺寸的选取案例8. 经验总结和问题讨论9. 附录9.1 相关设计规范和标准9.2 计算公式和示意图10. 引用文献本文档涉及附件：附件1：常见钢结构梁的截面形状示意图附件2：常见钢结构柱的截面形状示意图附件3：梁截面尺寸计算表格附件4：柱截面尺寸计算表格本文所涉及的法律名词及注释：1. 强度要求：指在荷载作用下，结构不发生破坏的能力。
2. 刚度要求：指结构在荷载作用下的变形控制要求。
3. 预应力混凝土：指在施工过程中对钢筋提前施加预拉力的混凝土结构。
范本二：如何选择钢结构梁与柱的截面尺寸1. 引言1.1 背景介绍1.2 目的和范围2. 设计原则2.1 载荷要求的考虑2.2 强度要求的考虑2.3 刚度要求的考虑3. 梁截面尺寸的选择3.1 梁截面形状的选择3.2 梁受力特点的分析3.3 梁截面尺寸的计算方法4. 柱截面尺寸的选择4.1 柱截面形状的选择4.2 柱受力特点的分析4.3 柱截面尺寸的计算方法5. 实例分析5.1 梁截面尺寸的选取实例5.2 柱截面尺寸的选取实例6. 工程应用与经验总结7. 附件7.1 常见钢结构梁截面形状示意图7.2 常见钢结构柱截面形状示意图7.3 梁截面尺寸计算表格7.4 柱截面尺寸计算表格8. 术语解释本文档涉及附件：附件1：常见钢结构梁截面形状示意图附件2：常见钢结构柱截面形状示意图附件3：梁截面尺寸计算表格附件4：柱截面尺寸计算表格本文所涉及的法律名词及注释：1. 预应力混凝土：指在构件预制过程中对钢筋提前施加预压力的混凝土结构。
钢结构梁的截面选择
1、钢结构分门式刚架、多层框架等结构，材料有H型钢、方管、园管等按具体情况选材，就门式刚架来说没有吊车梁小跨度一般说采用H型钢梁柱断面取1/30-1/60。
大跨度的多采用变截面H型钢梁柱节点和屋脊节点处断面取跨的1/30-1/40；跨中H型钢断面取其跨度的1/50-1/60。
钢框架梁断面一般取跨度的1/15-1/25。
2、对于如何设置加劲肋的问题，请看《钢结构设计手册》节点计算章节有详细的解说。
钢结构设计简单步骤和设计思路(一) 判断结构是否适合用钢结构钢结构通常用于高层、大跨度、体型复杂、荷载或吊车起重量大、有较大振动、要求能活动或经常装拆的结构。
直观的说：大厦、体育馆、歌剧院、大桥、电视塔、雕塑、仓棚、工厂、住宅、山地建筑和临时建筑等。
这是和钢结构自身的特点相一致的。
(二) 结构选型与结构布置结构选型及布置是对结构的定性，由于其涉及广泛,应该在经验丰富的工程师指导下进行。
此处仅简单介绍. 详请参考相关专业书籍.在钢结构设计的整个过程中都应该被强调的是"概念设计",它在结构选型与布置阶段尤其重要. 对一些难以作出精确理性分析或规范未规定的问题，可依据从整体结构体系与分体系之间的力学关系、破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的设计思想，从全局的角度来确定控制结构的布置及细部构造措施。
在早期迅速、有效地进行构思、比较与选择，所得结构方案往往易于手算、力学行为清晰、定性正确，并可避免结构分析阶段不必要的繁琐运算。
同时，它也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。
林同炎教授在《结构概念和体系》一书中介绍了用整体概念来规划结构方案的方法，以及结构总体系和个分体系间的相互力学关系和简化近似设计方法。
钢结构通常有框架、平面桁架、网架（壳）、索膜、轻钢、塔桅等结构形式。
其理论与技术大都成熟。
亦有部分难题没有解决,或没有简单实用的设计方法，比如网壳的稳定等。
结构选型时，应考虑不同结构形式的特点。
混凝土梁的截面形状和几何尺寸标准
混凝土梁的截面形状和几何尺寸标准混凝土梁是建筑结构中常见的承重元件，其截面形状和几何尺寸标准的选择对梁的承载力和稳定性至关重要。
本文将深入探讨混凝土梁的截面形状和几何尺寸标准，包括常见的矩形梁、T形梁、倒T形梁和I 形梁等，以及与之相关的设计考虑因素。
一、矩形梁矩形梁是最常见的混凝土梁截面形状之一。
其截面呈矩形，具有简单的几何形状，易于施工和制造。
矩形梁的几何尺寸包括宽度、高度和翼缘的厚度等。
根据强度要求和跨度长度等设计参数，可以通过结构力学计算方法确定矩形梁的几何尺寸。
二、T形梁T形梁是另一种常见的混凝土梁截面形状。
其截面呈T形，即在矩形梁上加上一定高度的横向翼缘。
T形梁相比矩形梁在承载力和刚度方面有所提高，适用于大跨度和承受较大荷载的结构。
T形梁的几何尺寸包括翼缘宽度、翼缘高度、翼缘厚度和翼缘长度等。
三、倒T形梁倒T形梁是T形梁的镜像形式，其截面呈倒T形，即在矩形梁下面加上一定高度的横向翼缘。
倒T形梁适用于需要在梁下方设置通道或管道等设备的情况，同时可以提高结构的强度和稳定性。
倒T形梁的几何尺寸包括翼缘宽度、翼缘高度、翼缘厚度和翼缘长度等。
四、I形梁I形梁是一种常用的大跨度混凝土梁截面形状。
其截面呈I形，即在矩形梁两侧加上一定高度的竖向翼缘。
I形梁相比其他形状的梁在承载力和刚度方面有所提高，可以有效地承受大荷载和抵抗挠度。
I形梁的几何尺寸包括翼缘宽度、翼缘高度、翼缘厚度和翼缘长度等。
在选择混凝土梁的截面形状和几何尺寸标准时，需要考虑以下几个因素：1. 结构承载力：混凝土梁的截面形状和几何尺寸应满足结构设计的承载力要求。
根据梁所承受的荷载类型和大小，选择合适的截面形状和几何尺寸，以确保梁的强度和稳定性。
2. 施工可行性和经济性：混凝土梁的截面形状和几何尺寸应考虑施工可行性和经济性。
选择简单的截面形状和几何尺寸可以降低施工难度和成本，并提高施工效率。
3. 空间利用效率：混凝土梁的截面形状和几何尺寸应考虑空间利用效率。
梁的截面尺寸
梁的截面尺寸1. 概述在建筑结构中，梁是一种承载荷载的构件，通常用于支撑楼板、屋顶等。
梁的截面尺寸是指梁在截面上的宽度和高度。
合理选择梁的截面尺寸对于确保结构的安全性和稳定性至关重要。
本文将介绍梁的截面尺寸的相关概念、设计原则以及常见的梁截面形式。
2. 梁的截面尺寸的概念梁的截面尺寸主要包括梁的宽度和高度两个方面。
梁的宽度是指梁在截面上的水平距离，常用单位为毫米（mm）。
梁的高度是指梁在截面上的垂直距离，也称为梁的厚度，常用单位为毫米（mm）。
3. 梁的截面尺寸的设计原则3.1 承载力原则梁的截面尺寸应满足承载力的要求。
梁在承受荷载时会发生弯曲变形，梁的截面尺寸应能够承受荷载引起的弯曲应力，以保证结构的安全性。
根据结构设计规范，可以通过计算或经验公式确定梁的截面尺寸，以满足承载力的要求。
3.2 刚度原则梁的截面尺寸还应满足刚度的要求。
刚度是指梁在受力下的变形程度，通常用弯曲刚度来表示。
合理选择梁的截面尺寸可以控制梁的弯曲刚度，以满足结构的使用要求。
如果梁的截面尺寸过小，会导致梁的刚度不足，使结构发生过大的变形或振动。
如果梁的截面尺寸过大，会增加结构的自重和材料消耗。
3.3 经济性原则梁的截面尺寸还应满足经济性的要求。
在满足承载力和刚度的前提下，应尽量减小梁的截面尺寸，以降低结构的成本和材料消耗。
经济性原则要求在满足结构安全性的前提下，选择最经济的梁截面尺寸。
4. 常见的梁截面形式4.1 矩形截面矩形截面是最常见的梁截面形式之一。
矩形截面的梁宽度和高度相等，形状呈矩形。
矩形截面的梁具有良好的承载能力和刚度，适用于大部分的梁设计。
4.2 T形截面T形截面是梁的一种特殊形式，其梁底部较宽，梁顶部较窄，形状呈“T”字形。
T形截面的梁适用于需要在梁顶部设置其他构件或设备的情况，如悬挑梁、天花板等。
4.3 双T形截面双T形截面是梁的另一种特殊形式，其梁底部和梁顶部都较宽，形状呈“双T”字形。
双T形截面的梁具有较高的承载能力和刚度，适用于跨度较大的梁设计。
梁的合理截面16页PPT
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26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
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27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
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28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
梁的合理截面
56、极端的法规，就是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要，人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益， 而是为 了公共 的利益 ；一部 分靠有 害的强 制，一 部分靠 榜样的 效力。 ——格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ，那么 法律作 为一件 无用之 物自己 就会消 灭。— —洛克
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29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
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30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
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梁的截面尺寸的确定之欧阳道创编
梁的截面尺寸的确定2、梁的宽度取1/2～1/3梁高，宽度不大于支撑柱在该方向的宽度。
通常梁高取跨度的1/8～1/14。
2. 经验公式，在采用二级钢作为梁纵向钢筋时，梁高/弯矩＝4.2～4.6是最经济的，如：梁弯矩为120KN/m则梁高＝502～552是最省钱的，混凝土与钢筋最省。
本经验公式是在C25造价为216元/方，二级钢3200元/t下统计的，如混凝土标号高于C25则可以取靠近4.2的经验值，如低于C25 可取靠近4.6的经验值。
在设计中，可以照平时建模方法先建模计算一遍，再把弯矩图提出来看看，以一个跨度内的最大弯矩为控制，参照上面的经验公式进行一遍调整，这样设计出来的梁会是最省的。
注意不要发生次梁比主梁高的情况。
梁高的小幅度改变对梁线刚度改变很小，梁高调整后再计算的弯矩与第一次的弯矩差值很小，可以忽略。
最后，上述经验公式不适用与一级或三级钢作为梁纵筋的情况。
最后还要注意下，梁高的取值还受限于建筑净空要求等其他因素，要灵活处理。
3、柱截面尺寸计算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。
此部分的面积，可简单的取柱左右（上下）两个跨度之和的一半进行计算。
再根据结构型式及活荷载的情况，确定每层的自重。
这个自重是个经验值，在各种手册上都有相关的介绍。
一般是框架结构14~16KN/m^2，剪力墙结构15~18KN/m^2。
值得提醒的是，这里的自重是标准值，而在算柱轴压比时应当采用设计值。
最后，对每层的受荷载面积累加并乘以结构的自重，可算出柱轴力，柱轴力除以轴压比限值可得出柱截面面积。
5、以上情况，仅是对柱截面的估算。
最后应当整体的计算结果进行调整。
工程力学选择题
工程力学选择题工程力学选择题一、选择题1、若将受扭实心圆轴的截面积增加一倍，则其截面二次极矩是原来的（）。
A、2倍B、4倍C、8倍D、16倍2、空心圆轴，其内外径之比为α，扭转时轴内的最大剪应力为τ，这时横截面上内边缘剪应力为（）A、τB、ατC、零D、（1-α4）τ3、一个b=300，h=550截面的梁，怎么放置其承载力比较大（）。
A、宽为b，高为hB、宽为h，高为bC、无法判断D、都一样4、用手剪剪切一铝板，剪断时的阻力为300N，作用力为60N,作用力的力臂长为150mm，铝板放置在距刀刃转动中心的距离为下列哪个数据时，可以剪断铝板且最省劲？（）A、60mmB、35mmC、30mmD、20mm5、矩形截面梁受弯曲变形，如果梁截面的高度增加一倍时，则梁内的最大正应力为原来的多少倍？（）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6、铸铁构件受力如图所示，其危险点的位置是（）。
A、A点B、B点C、C点D、D点7、只承受弯矩而不承受扭矩的轴是（）A、阶梯轴B、心轴C、转轴D、传动轴8、梁弯曲时的最大正应力在（）A、中性轴上B、中性层上C、对称轴上D、离中性轴最远处的边缘上9、约束反力的方向不能直接确定的有（）A、光滑接触表面约束B、柔性约束C、光滑活动铰链约束D、固定端约束10、作用力与反作用力（）A、它们是平衡的B、它们有时是平衡的C、它们是不能平衡的D、以上说法都不对11、如图所示，质量分别为M和2M的两物体放在粗糙的水平面上，接触面间的摩擦系数均为μs，在力F作用下均静止，则两物体之间的摩擦力是（）A、FB、0C、Mg×μD、3Mg×μ12、A、B两杆的材料、横截面积及所受的轴力相同，但杆A的长是杆B长的2倍，则杆A的变形量是杆B变形量的（）倍。
A、1B、2C、1/2D、313、下列实例中属扭转变形的是（）。
A、起重吊钩B、钻头钻孔C、火车车轴D、零件冲孔14、阶梯轴的截面变化处采用圆角过渡是为了减少（）。
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第六节梁截面合理形状的选择
同样材料和同样工作条件下的梁，如选择不同形状的截面，则材料的用量是不同的。
由公式s=M/Wz，可以看出，当梁上的弯矩一定时，粱截面的抗弯截面模量Wz越大，弯曲正应力就越小，即梁的强度越高；而梁的截面面积A越大材料用量则越多。
从强度观点来看，两个截面面积相等而形状不同的截面中，截面模量较大的一个就比较合理。
例如右图中的两根矩形梁的横截面形状，如果这两根梁材料相同，而且它们的截面积相等，bh=hb=A，那么，它们对中性轴z的抗弯截面模量分别为：
直立时：
横放时：
因为h＞b
所以Wz１＞Wz２
这说明矩形截面的梁直立时比横放时具有较高的抗弯强度。
其实，直立的矩形截面也并不是最理想的形状。
为何这样说呢？从横截面上的应力分布情况可知，梁内只是上、下边缘处正应力最大，而靠近中性轴处的正应力较小，所以这些地方的材料没有充分发挥作用。
故而选择梁的理想截面，可以从以下两方面来考虑：★使梁的材料充分发挥作用。
这一点就要求把材料尽量用到应力较大的地方，也就是将材料放到离中性轴较远的地方。
为此，钢梁的截面常作成工字形，如下面的截面的理想形状图a所示。
★使截面形状符合经济的原则。
这则需要使截面上下边缘的最大拉应力与最大压应力同时达到许用应力。
对于塑性材料，例如钢材，它的许用拉应力和许用压应力相等，故应采用对中性轴上下成对称的截面形状(如矩形，工字形等)，这样就能使最大拉、压应力相等，并同时达到材料的许用应力。
对于脆性材料，例如铸铁，它的许用拉应力[s]拉与许用压应力[s]压不等，因[s]压＞[s]拉，所以在选择梁横截面形状时，最好使截面的中性轴偏于强度较弱的受拉一边，如采用T形截面(下图b)。
这样中性轴就偏于一边，使最大拉应力比最大压应力小，从而发挥了脆性材料抗压性能强、抗拉性能弱的特点。
常见的梁是各个截面的形状和尺寸都相同的等截面梁。
但在作梁的强度计算时，是按照梁的危险截面上的最大弯矩来计算的。
等截面梁工作时，除了危险截面上的最大应力达到材料的许用应力外，其余各个截面上的最大应力都小于许用应力，因此，等截面梁不能充分发挥材料的作用。
为了节省材料，应该使梁内各个截面上的最大应力都达到(或接近)许用应力。
这样的梁称为等强度梁。
这时梁的各个截面并不相同，这样的梁称为变截面梁。
例如右图中的摇臂钻的横臂、支架、阶梯形的轴等。
值得注意的是，以上的讨论只是考虑梁的强度。
确定梁的截面是否经济合理，还应该研究梁的刚度、稳定和加工制作等问题。
例如某些构件虽然强度足够，不致于破坏，但变形过大，仍不能正常工作，因此，还需要考虑梁弯曲变形的刚度。