梁、柱布置

一、柱截面估算

按正常使用情况下的荷载设计时，多层框架结构楼面设计荷载值一般取12KN/㎡（此荷载已包括梁、板、柱等构件在内的荷载设计值），并应考虑地震作用的放大系数以及轴压比。

《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010第6.3.6条对轴压比的限值规定如下：

6．3．6 柱轴压比不宜超过表6．3．6的规定；建造于Ⅳ类场地且较高的高层建筑，柱轴压比限值应适当减小。

注：

1 轴压比指柱组合的轴压力设计值与柱的全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积之比值；对本规范规定不进行地震作用计算的结构，可取无地震作用组合的轴力设计值计算；

我个人对轴压比的理解，实际就是在荷载作用下为保证结构安全的强度富余量，因为设计时如果完全按最大承载力设计，若出现荷载达到设计值或在施工过程中出现一些质量问题，就不是很安全了，也给结构留有一定的变形能力。

地震作用时，我们很清楚的可以认识到，有水平地震作用和竖向地震作用，竖向地震作用会给结构一个垂直向上的加速度，这就使得结构所承受的荷载比平时静止时要大，这个值我们取1.2。

《高层混凝土结构技术规程》JGJ 3—2010第6.3.5条对柱截面规定如下：

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。

下面我们笔算下：

此例中，楼板长9000mm，宽度6000mm，总面积6.0*9.0=72㎡，走道中间柱所分担的荷载面积最大，最大面积为（6.0*9.0+2.4*9.0）/2=48.6㎡，22层时，底部对应的柱所分担的总面积则为48.6*21=1020.6㎡（不计入一层地面荷载），总的荷载设计值为1020.6*12=12247.2KN，抗震等级取一级，轴压比限值取0.65，所需柱的截面大致为：12247.2*1000*1.2/(16.7*0.65)=1353900 mm?，换算为方柱就约为1200mm*1200mm,但是在此例中，我取800mm*800mm的柱截面，可以很肯定的说，经电算后会出现轴压比超限的情况，结果如下图所示：

电算结果

经电算显示，计算轴压比1.85远大于限值0.65，对于以上情况，我们有以下几种方法：第一，提高混凝土强度等级，可以加强到C40，但不建议太高；第二，可以加大柱截面面积，比如经估算后，加大到1200mm*1200mm；第三，减小柱距，即降低每根柱地实际分担荷载等。

二、梁截面估算

《高层混凝土结构技术规程》JGJ 3—2010第6.3.1条对柱截面规定如下：

6．3．1 框架结构的主梁截面高度可按计算跨度的1／10～1／18确定；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梁截面高度的1／4，也不宜小于200mm。
当梁高较小或采用扁梁时，除应验算其承载力和受剪截面要求外，尚应满足刚度和裂缝的有关要求。在计算梁的挠度时，可扣除梁的合理起拱值；对现浇梁板结构，宜考虑梁受压翼缘的有利影响。

补充：主梁截面宽度宜为截面高度的1/2-1/3，次梁截面宽度不宜小于150mm，且主梁宜比次梁截面至少高出50mm。

在此例中，梁的跨度为9000mm，我们按1/12梁跨度取高，即梁截面高度750mm，宽度按1/2取，则约为400mm，显然满足大于200mm及不小于梁截面高度的1／4的要求。若按1/3取，只有250mm，个人感觉有点窄，因为梁跨度较大，高度也大，配筋必然也多，宽度窄，就必然导致一排钢筋布置不下，会用到两排甚至三排，故可适当取宽点，也便于施工。

以上就是对梁、柱截面估算及设计的简单介绍，实际计算的时候，还要考虑好多，比如场地情况、结构类型、结构重要性等。

知识点：梁、柱截面估算

PKPM梁\柱\板截面估算表