新手必备]钢筋混凝土框架结构构件截面尺寸选择

[新手必备]钢筋混凝土框架结构构件截面尺寸选择
钢筋混凝土框架结构构件截面尺寸选择 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 独立梁及整体肋形梁的主梁 整体肋形梁的次梁 简支 1/12 1/16 一端连续 1/3.5 1/8.5 两端连续 1/15 1/20 悬臂 1/6 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， b=100mm、 有 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。 为了确定框架梁的截面尺寸是否选择合适， 可在截面尺寸选择后作简单验算： 将初步估 算的竖向荷载设计值的 0.8 倍，作用于相应简支梁，进行受弯受剪计算，若其配筋适中，则 截面选择合理；配筋过大或过小时，均宜调整截面尺寸。 2、框架柱的截面尺寸 、 (1) 截面尺寸的一般规定 在抗震设计中，框架柱的截面宽度和高度均不宜小于 300mm，圆柱的截面直径不宜小 于 350mm；柱的截面高度与宽度的比值不宜大于 3；柱的剪跨比宜大于 2。 柱截面宽度一般不小于框架主梁截面宽度+100mm，通常在（1/15~1/20）H 之间，其中 H 为底层柱柱高，可取基础顶面至一层楼板面间距离。 (2) 截面尺寸验算 按一般规定初步确定柱截面尺寸之后，尚可按下述方法进行底柱的验算。 框架内柱可选为方形截面柱， 近似按轴心受压柱计算： 其轴压力设计值可取柱受力的几 何面积乘以单位面积的竖向荷载设计值（该值可假定为楼面活荷载设计值+11kN/m2，此值 含各构件自重） 再乘以框架层数和扩展系数 1.1， ， 算出的纵向受压钢筋配筋率不宜超过 3%， 也不宜小于 1%，否则宜调整截面尺寸。 框架外柱可选为矩形截面柱，其宽度与内柱截面相同，其高度可选宽度的 1.2~1.5 倍， 按偏心受压柱验算。轴压力取值方法同内柱，但不乘系数 1.1，弯矩值可按反弯点法的概念 直接求出，并假定各柱承受相同弯矩。 3、现浇板的厚度 、 现浇板的厚度一般为 10mm 的倍数，其厚度选择应根据使用环境、受力情形、跨度等 条件综合确定。 (1) 板的最小厚度 现浇钢筋混凝土板的最小厚度不应小于下表中的数值。 现浇钢筋混凝土板的最小厚度（ 现浇钢筋混凝土板的最小厚度（mm） ）板 的 类 别 屋面板 单向板 民用建筑楼板 工业建筑楼板 行车道下的楼板 双 向 板 密肋板 肋间距小于或等于 700mm 时 间距大于 700mm 时 悬臂板 板的悬臂长度小于或等于 500mm 时 板的悬臂长度大于 500mm 时 无 梁 楼 盖 最小厚度 60 60 70 80 80 40 50 60 80 150 (2) 板的最小高跨比 现浇板的厚度必须不小于上表的规定值，并应满足板厚 h 与板跨度 l0 的比值 h/l0（l0 为板短边方向的计算跨度） ，参见下表。 板的最小高跨比板 的 支 承 情 形 简 支 连 续 单 向 板 1/35 1/40 板 的 类 型 双 向 板 1/45 1/50 1/12 悬 臂 板 无 梁 楼 板 1/35（有柱帽） 1/30（无柱帽） (3) 按荷载和跨度确定板的厚度 根据设计经验， 现浇单向板的厚度也可以由板承受的活荷载标准值及板的计算跨度大小 确定，见下表。厚度 （mm） （kN/m2） /荷载 /跨度 60~70 1.6 7.0 (10.0) 70~80 10.0 1.8 4.5 (8.0) 10.0 (10.0) 2.0 3.5 (6.0) 7.0 (10.0) (4.5) 5.0 (9.0) (3.5) 4.0 (7.0) (5.0) (4.0) 单向板的跨度（m） 2.2 2.4 2.6 2.8 3.0 3.2 80~90 10.0 10.0 (10.0) 8.0 (10.0) 10.0 6.0 (10.0) 10.0 4.5 8.0 9.0 (10.0) (6.0) 7.0 (10.0) (4.5) 5.0 (9.0) 90~100 注：1. 括号内荷载值用于多跨连续板； 2. 荷载不包含板的自重。 4、基础顶面高度的确定 、 计算简图中的柱是从基础顶面算起的， 因此该位置的确定至关重要。 根据地质勘察报告 的内容，首先应选定持力层，基础底面进入持力层的深度不小于 0.5m；现浇柱基础的高度 应满足柱纵向钢筋锚固长度的要求， 基础顶面或基础梁顶面不应露出室外地面 （至少距离室 外地面 100mm） 。综合多方面因素（如建筑物的用途、有无地下室或地下设施及设备基础、 工程地质和水文地质条件、地基土的冻胀和融陷影响、与相邻原有建筑物的关系等） ，最后 可选定合适的基础顶面位置。 摘自： 武汉：武汉理工大学出版社， 摘自：熊丹安主编 . 钢筋混凝土框架结构设计与实例 . 武汉：武汉理工大学出版社，2005 注意柱、梁、楼板截面的选取，在 PMCAD 中柱、梁、楼板截面定义用的着： [1]框架柱截面估算： 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： [$micro]N = N/Acfc 式中 [$micro]N ----- 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/m[$sup2] S--------柱一层的荷载面积 N---------柱荷载楼层数 α1------考虑水平力产生的附加系数,风荷载或四级抗震时 α1=1.05,三~一级抗震时 α1=1.05~1.15 α2------边角柱轴向力增大系数,边柱 α2 =1.1,角柱 α2 =1.2 β------柱由框架梁与剪力墙连接时,柱轴力折减系数,可取为 0.7~0.8 框架柱轴压比 [$micro]N 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 1.0 Ⅳ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。 此外，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。 也可以参见下面的帖子： http://okok.org/forum/viewthread.php?tid=84179&h=1#374120 http://okok.org/forum/viewthread.php?tid=92598&h=1#406353 http://okok.org/forum/viewthread.php?tid=87414&h=1#388547 [2]梁截面估算： 梁高与跨度的关系 主梁一般取为跨度的 1/8~1/12 次梁一般取为跨度的 1/12~1/15 悬挑梁一般取为悬臂长的 1/6 梁宽 主梁 200，250，300…… 次梁 200…… 跨度较小的厨房和厕所可以取到 120，150…… [3]楼板厚度估算： 单向板：短边的 1/35 双向板：短边的 1/40 悬臂板：悬臂长的 1/12 同时要遵守混凝土规范 10.1.1 中对板的最小厚度规定.