一般梁的设计方法及步骤

一般梁的设计方法与步骤

一、梁截面的确定

根据建筑功能的要求，确定梁系的布置形式后，按照建筑外立面造型、室内净高、外观要求、使用功能等需要，并结合结构受力和变形所需，综合确定梁截面的高度。当某梁高度因受力或变形所需而大于典型梁高时，需判断是否会对建筑使用功能造成影响，可能存在影响时，则必须跟建筑专业协商后确定最终解决方案。

二、有关梁的基本计算参数的确定

SATWE中与梁有关的主要有如下参数：

1.梁端负弯矩调幅系数：因混凝土本身就是一种非纯弹性的材料，在梁的裂缝宽度没有超出规范限制的情况下，砼也会进入弹塑性的工作状态，故在竖向荷载作用下，钢筋混凝土框架梁设计允许考虑混凝土的塑性变形内力重分布，适当减小支座负弯矩，相应增大跨中正弯矩。为避免梁支座处出现过宽裂缝，对现浇结构，梁端负弯矩调幅系数可在0.8～0.9的范围内取值，一般可取0.85。

2.梁设计弯矩放大系数：通过此参数可将梁的正负设计弯矩均放大，提高其安全储备。工程设计一般取1.0，不必高于规范的标准而对梁弯矩进行专门的放大。

3.梁扭距折减系数：对于现浇楼板结构，当采用刚性楼板假定时，可以考虑楼板对梁抗扭的作用而对梁的扭距进行折减。折减系数一般可取0.4。

4.连梁刚度折减系数：结构设计允许连梁开裂，开裂后连梁的刚度有所降低，程序中通过连梁刚度折减系数来反映开裂后的连梁刚度。取值大小以尽量使连梁不超筋为宜，程序限定不小于0.5。

5.中梁刚度增大系数：当采用刚性楼板假定时，可用此系数来考虑楼板对梁刚度的贡献。按《高规》第5.2.2条的条文说明，通常现浇楼面的中梁可取2.0，边梁由程序自动计算为1.5。

6.梁柱重叠部分简化为刚域：一般点选该项，以使计算模型较接近实际。

7.梁主筋及箍筋强度：按实际情况取用。

8.梁箍筋间距：为加密区间距，对实际配箍没有影响，仅会影响计算配筋简图中输出的数值，为便于以统一的标准对计算配箍值进行判断，现规定设计时均取为100。

此外，还需在计算模型中，准确地定义框架梁的抗震等级、框支梁、需进行刚度折减的连梁、需设置的计算铰等，才会得到较符合实际的、合理的计算结果。

三、按计算配筋简图及规范的构造要求配置梁钢筋

对于一个标准层对应多个计算层的平面，需经比较后选出一个配筋普遍较大的计算层作为配筋的基准平面，以该平面为依据完成配筋设计后，再对其它计算层中配筋较大的部位进行局部的修正。

配筋的具体步骤按以下顺序进行：

1．配置梁箍筋

一般设计人员习惯上往往较专注于梁纵筋的配置，而容易忽略梁计算箍筋超过说明中的箍筋缺省值的部位，从而造成若干部位配箍不足的情况时有发生。配箍不足会带来较不利的后果，原因为：（1）由于抗剪计算的复杂性，其结果的准确性远没有抗弯计算成熟，各国对抗剪承载力的计算还没有得出统一的计算模式，故某些部位即使按计算箍筋配足，亦不一定有太大的富裕（相对于受弯），因此当实际配箍与计算箍筋相差较大时，可能会在正常使用或经受风及小震作用时即发生剪切破坏或出现过宽的剪切裂缝；（2）抗震时可能无法实现强剪弱弯的延性模型，因配箍不足使框架梁率先出现脆性的剪切破坏，即告退出工作，无法参与抗震耗能的贡献。故此，我们必须高度重视配箍的准确性，从改变设计习惯上下手，杜绝配箍不足的现象。

首先，我们根据计算结果并结合规范对配箍的构造要求，分别确定框架梁和次梁的缺省配箍值，该值在说明中规定，并适用于大部分的梁；以计算配筋简图的表达形式，列出该缺省箍筋对应的数值，如ф8@100/200对应于G1.0-0.5、ф6@150对应于G0.4-0.4（箍筋间距100，HPB235级钢时），然

后逐一扫描计算配筋简图中每根梁的箍筋计算值，凡加密区或非加密区中有一项数值超过缺省配箍值时，即作出标记（如划上圆圈）；在施工图中，对计算配筋简图中作出标记的部位进行原位配箍，其余未标注部位按缺省配箍即可。这样，箍筋设计即告完成，既不需在纵筋设计时再逐一对照每根梁的计算配箍值，又基本上可以杜绝配箍不足的情况（因通常超过缺省值的部位不会太多，故一般不会发生遗漏的情形）。

注意跨高比较小的连梁、框支梁、悬臂梁宜全长加密配箍，剪力较大的局部梁段亦宜全段加密配箍，表示方法可用中括号内的数值表达，并增加相应的说明。

2．配置梁集中力作用处的附加箍筋

打印出梁设计内力包络图中的剪力包络图，列出构造配置时（次梁两侧每侧3个，直径、肢数与梁箍筋同）附加箍筋对应的集中力数值，如箍筋为2肢ф8时对应于126kN，2肢ф10（HRB335级）时对应于282kN，判断集中力较大的位置，找出构造配置附加箍不足的部位，作出标记并标出计算需配的附加箍数值，在施工图的相应位置中原位标出。该步骤提在前面进行，也是针对部分设计人员容易忽略或遗漏附加箍筋的设计而采取的对治措施。

3．配置梁纵筋

梁纵筋的配置大家最熟悉，也没有简单快捷的办法，老老实实对照计算配筋简图中每根梁的计算值逐一进行配筋。框架梁的贯通筋可以暂不考虑，留待下一步骤统一处理。

4．配置梁贯通筋

当框架梁抗震等级为三、四级时，梁面贯通筋按构造配2Φ14即可；当框架梁抗震等级为一、二级时，梁面贯通筋除最小按构造配2Φ14外，尚不应小于梁两端支座面筋中较大面积的1/4，此项内容部分设计人员也常会忽略。故在此也作为一项专门的步骤提出，方法为：（1）对应于贯通筋为2Φ14缺省值的最大支座负筋值为1230mm2，当支座负筋超出该值，相当于支座负筋大于3Φ22时，则需原位另配贯通筋。扫视计算配筋简图中每根梁的面筋计算值，超过12cm2的均作上标记；（2）对作上标记的梁在施工图的原位标出贯通筋；（3）原位标注的贯通筋及其它部位贯通筋按以下原则进行配置

及优化：①在常用住宅结构跨度下（L≤7m)，当负筋为25，贯通筋≥18时，直接拉通较经济；②在常用住宅结构跨度下（L≤7m)，当贯通筋为14，负筋≤18时，直接拉通较经济；③在常用裙楼或地下室顶板结构跨度下（L>7m)，当负筋为25，贯通筋≥20时，直接拉通较经济；④在常用裙楼或地下室顶板结构跨度下（L>7m)，当贯通筋为14，负筋≤16时，直接拉通较经济。

5．梁腰筋的确定

梁腰筋按《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）第10.2.16条的规定确定，每侧腰筋面积不小于腹板截面面积bh

的0.1%，间距大约按200左

w

右。注意不一定均按Ф12@200，直径可用Ф10时则用Ф10，大部分梁的腰筋可在说明的内容中规定。

6．检查并修正违反强条的内容

（1）检查框架梁端截面底面和顶面纵向钢筋截面面积的比值是否违反强条规定

框架梁端截面底面和顶面纵向钢筋截面的面积，除按计算确定外，两者的比值，尚应满足《高层建筑混凝土结构计算规程》（JGJ3-2002）第6.3.2条第4款或《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）第6.3.3条第2款的强条规定：二、三级不小于0.3，一级不小于0.5。在梁配筋填写完成后，专门检查框架梁端底筋与面筋面积比是否满足要求，如对一般框架梁高为200×600的住宅标准层，按2.5%的最大配筋率其支座钢筋最大配筋值为6Ф25，二、三级抗震时底筋最小要求为2Ф25，故当底筋不小于2Ф25时，该梁必能满足要求，不需检查；当底筋分别为2Ф22、2Ф20、2Ф18、2Ф16、2Ф14时，其对应的面筋上限分别为5Ф25、4Ф25、2Ф25/2Ф22、3Ф25、3Ф22，可事先将其一一列出，再对底筋小于2Ф25的框架梁逐根检查，当发现面筋超出相应的上限值时，则需对底筋进行调大处理；对面筋小于3Ф22的框架梁必能满足要求，不需检查。对其它截面尺寸的梁依此类推。对悬臂梁和框架梁的悬臂段，因不存在抗震延性问题，底筋与面筋的面积比则不受此限，但悬臂梁的底筋配置不应小于计算值。对与梁悬臂段相邻的内跨，建议还是按悬臂支座的面筋确定其底筋最小值，以避免在施工图审查时引起不必