结构构件尺寸估算
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根据构造要求及经验初步确定以下主要构件的截面尺寸如下:3.2.1.1 板厚尺寸的估算根据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)知:现浇钢筋混凝土双向板的厚度要满足一下几点:①一般情况,现浇钢筋混凝土双向板的最小厚度为80mm ; ②现浇钢筋混凝土框架结构的楼板板厚不宜小于100mm ,且要求双向板的板厚不小于跨度的1/45(简支),1/50(连续);单向板的板厚不小于跨度的1/35(简支),1/40(连续)。
由于本方案中双向板的最大跨度为3900mm ,计算得板的厚度不小于100mm ,所以根据板的厚度确定的一般原则,结合该建筑物各板的受力情况,取板厚均为100mm ,但由于走廊、楼梯、卫生间处的恒载相对较大,所以将走廊的楼板厚取为110mm ,将楼梯、卫生间的楼板厚取为120mm 。
3.2.1.2 主梁尺寸的估算根据《高层建筑混凝土结构设计规范》6.3.1框架结构的主梁截面高度h 可按(1/10~1/18)l 确定,l 为主梁的计算跨度;梁净跨与截面高度之比不宜小于4。
且根据《建筑抗震设计规范》第6.3.1条和6.3.6条规定:梁的截面宽度不宜小于200mm ,梁截面的高宽比不宜大于4。
所以框架梁截面高度一般取h=(1/18~1/10) l ,l 为框架梁的跨度。
框架梁的宽度取b=(1/3~1/2)h 。
故截面选择如下:例如:HK 跨横向框架梁:L=5700mm11()317570,5501810h L mm mm h mm =~=~=取 11()250167,25023b h mm mm b mm =~=~=取 250500b h mm mm ⨯=⨯取:3.2.1.3 次梁尺寸的估算根据《混凝土结构设计规范》可按梁的高度为(1/12~1/18)l 确定,l 为次梁的计算跨度;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200mm ,梁截面的高宽比不宜大于4。
所以框架梁截面高度一般取h=(1/18~1/12) l ,l 为次梁的跨度。
1-1框架柱的截面尺寸确定方法(1)现浇框架柱的混凝土强度等级,当抗震等级为一级时,不得低于C30;抗震等级为二至四级及非抗震设计时,不低于C20,设防烈度8 度时不宜大于C70,9度时不宜大于C60。
(2)框架柱截面尺寸,可根据柱支承的楼层面积计算由竖向荷载产生的轴力设计值`N V(荷载分项系数可取1.25),按下列公式估算柱截面积`A O`,然后再确定柱边长。
1)仪有风荷载作用或无地震作用组合时N=(10.5~1. 1)N V (5-15)A C^≥`(N)/(F C)~ (5-16)2)有水平地震作用组合时N=Z`N V^ (5-17)_Z为增大系数,框架结构外柱取1.3,不等跨内柱取1.25,等跨内柱取1.2;框剪结构外柱取1.1~1.2,内桩取1.0.有地震作用组合时柱所需截面面积为‘A C^≥`(N)/(M NF C)~ (5-18)其中^F C^为混凝土轴心抗压强度设计值,MN为柱轴压比限值当不能满足公式(5-16)、(5-18)时,应增大柱截面或提高混凝土强度等级。
(3)柱截耐尺寸:非抗震设计时,不宜小于250MM,抗震设计时,不宜小于300MM;圆柱截面直径不宜小于350MM;柱剪跨比宜大于2; 柱截面高宽比不宜大于3。
框架柱剪跨比可按下式计算:A=M/(V`H O`) (5-19)式中A——框架柱的剪跨比。
反弯点位于柱高中部的框架柱,可取柱净高与2倍柱截面有效高度之比值;M-柱端截面组合的弯矩计算值,可取上、下端的较大值;V-柱端截面与组台弯矩计算值对应的组合剪力计算值;H O^——计算方向上截面有效高度。
(4)柱的剪跨比宜大于2,以避免产生剪切破坏。
在设计中,楼梯间、设备层等部位难以避免短柱时,除应验算柱的受剪承载力以外,还应采取措施提高其延性和抗剪能力(5)框架柱截面尺寸应满足抗剪(即剪压比)要求。
矩形截面柱应符合下列要求;无地震组合时N C^≤`0.25B CF CBH O (5-20)N C^≤(1)/(R RE)~(0.2)`B CF CBH O` (5-21)N C^≤(1)/(R RE)(0. 15)`B CF CBH O (5-22)式中`v C`——框架柱的剪力设计值;F C`——混凝土轴心抗压强度设计值;B、`H O`——柱截面宽度和截面有效高度;R RE`----承载力抗震调整系数为085;B C` ——当≤C50时,`B C`取1 . 0;C80时,`B C^取0 . 8;_ _ _C50~C80之间时,取其内插值。
钢结构住宅主要构件尺寸指南
1.梁的尺寸
在钢结构住宅中,梁主要承担楼板的负荷。
梁的尺寸应根据楼层跨度
和荷载计算确定。
根据经验,梁的宽度一般取跨度的1/15至1/12,高度
一般取跨度的1/10至1/8、例如,对于一个跨度为5米的梁,可以选择
宽度为333至416毫米,高度为500至625毫米。
2.柱的尺寸
柱是钢结构住宅的承重柱,主要承担上部结构的垂直荷载。
柱的尺寸
的选择应考虑到柱的高度、荷载和抗震性能等因素。
通常情况下,柱的宽
度和高度应在400毫米至600毫米之间,柱的宽度和高度的比值应为1:2
至1:3
3.屋架的尺寸
屋架是承载屋顶荷载的重要构件,其尺寸的选择应根据屋面类型和跨
度计算确定。
对于平屋顶,屋架的梁的尺寸可以根据跨度和荷载计算得出。
对于斜屋顶,屋架的梁的尺寸还要考虑到屋顶坡度的影响。
屋架的梁的宽
度一般取跨度的1/20至1/15,高度一般取跨度的1/12至1/10。
此外,钢结构住宅的构件尺寸还需满足相关的建筑规范和设计要求。
例如,根据《建筑抗震设计规范》,钢结构住宅的主要水平力荷载应按地
区的抗震设防要求确定,然后通过结构分析计算确定梁、柱和屋架等构件
的尺寸和布置。
总之,钢结构住宅的主要构件尺寸的选择应综合考虑结构的承载力、稳定性和抗震性能等因素。
上述指导原则只是一个参考,实际设计和施工中还需要根据具体情况进行合理调整。
尺寸估算:
一、柱截面估算
1、估算公式:Ac>=Nc/(a*fc)
其中:a----轴压比(一级0.7、二级0.8、三级0.9,短柱减0.05)fc---砼轴心抗压强度设计值
Nc---估算柱轴力设计值
2、柱轴力设计值:Nc=1.25CβN
其中:N---竖向荷载作用下柱轴力标准值(已包含活载)
β---水平力作用对柱轴力的放大系数
七度抗震:β=1.05、八度抗震:β=1.10
C---中柱C=1、边柱C=1.1、角柱C=1.2
3、竖向荷载作用下柱轴力标准值:N=nAq
其中:n---柱承受楼层数
A---柱子从属面积
q---竖向荷载标准值(已包含活载)
框架结构:10~12(轻质砖)、12~14(机制砖)
框剪结构:12~14(轻质砖)、14~16(机制砖)
筒体、剪力墙结构:15~18
单位:KN/(M*M)
4、适用范围
轴压比控制小偏心受压或轴心受压柱的破坏,因此适用于高层建筑中的底部楼层柱截面的估算。
也可以简单得估算就是。
Ac>=nAq /(a*fc) 。
二、梁尺寸估算:
梁尺寸按多快跨连续梁估算为1/14至1/8。
梁宽为梁高的1/3至1/2。
三、板厚计算:
应根据《混凝土结构设计规范》10.1板相关规定取值;单向板简支按L/30,连续板按L/35;双向板简支按L/40,连续板按L/45;悬臂板按L/10,若板的支座是次梁,则板的跨度应该是次梁的间距。
钢结构梁柱估算梁的设计:1.型钢梁设计由梁的荷载和支承情况根据内力计算得到梁的最大弯矩,根据选用的型钢材料确定其抗弯强度设计值,由此求得所需要的梁净截面抵抗矩,然后在型钢规格表中选择型钢的型号。
最后对选定的型钢梁截面进行强度、刚度和整体稳定验算。
2.组合梁设计梁的截面选择步骤为:估算梁的高度(一般用经济高度)、确定腹板的厚度和翼缘尺寸,然后验算梁的强度、稳定和刚度。
柱的设计:1.实腹柱设计截面选择的步骤如下:(1)假定柱的长细比,一般在50―90范围之内,轴力大而长度小时,长细比取小值,反之取大值;(2)根据已假定的长细比,查得轴心受压稳定系数。
然后根据已知轴向力和钢材抗压强度设计值求得所需截面积;(3)求出截面两个主轴方向所需的回转半径(根据已知的两个方向的计算长度和长细比);(4)由此计算出截面轮廓尺寸的高和宽;(5)通过求得的截面面积和宽以及高,再根据构造要求、钢材规格等条件,选择柱的截面形式和确定实际尺寸;(6)验算实腹柱的截面强度、刚度,整稳和局稳;2.格构柱设计截面选择的步骤如下:(1)假定长细比,一般在50―90之间;(2)计算柱绕实轴整体稳定,用与实腹柱相同的方法和步骤选出肢件的截面规格。
根据假定的长细比,查稳定系数,最后确定所需的截面面积;(3)计算所需回转半径;(4)算出截面轮廓尺寸宽度和高度;(5)计算虚轴长细比;通过求得的面积、高度和宽度以及考虑到钢材规格及构造要求选择柱的截面形式和确定实际尺寸。
(6)强度、刚度和整稳验算;(7)缀条设计和缀板设计;回转半径就是惯性半径。
定义:任意形状截面的面积为A,则图形对y轴和z轴的惯性半径分别为iy=sqrt(Iy/A),iz=sqrt(Iz/A).特征:惯性半径是对某一坐标轴定义的;惯性半径的量纲为长度的一次方,单位为M;惯性半径的值恒为正。
用处:1,惯性矩Ix,回转半径ix=sqrt(Ix/A),长细比λx=lox/ix,截面验算:局部稳定b/t=(10+0.1λ)sqrt(235/fy);h0/tw=(25+0.5λ)sqrt(235/fy).2,知道了柱子的轴力和计算长度-假定长细比初步估计截面-选定截面计算长细比,回转半径惯性矩等-截面验算。
(1)钢筋混凝土板最小厚度(h,以mm计)单向板:l/35(简支),l/40(两端连续),且民用建筑≥70、工业建筑≥80;双向板:l/45(四边简支),l/50(四边连续),l为双向板短跨,且h≥80;密肋板:当密肋板的跨度为0.7 m左右时50,其它情况可取60或70;无梁楼盖的板:有柱帽时l/35,无柱帽时l/30,l为板的长边,h≥150;悬臂板:l/12,板的根部h≥80。
(2)钢筋混凝土梁参考截面(b×h,b≈h/3~h/2,单位以mm计)中的h值单跨简支梁:l/12~l/10。
多跨连续次梁:l/18~l/12。
多跨连续主梁及承台联系梁:l/15~l/10。
交叉梁,l/20~l/16,l为交叉梁楼屋盖平面的短边长度。
单跨密肋梁,≥l/20,b=60~150,h≥200。
多跨密肋梁,≥l/25,b=60~150,h≥200。
悬臂梁,l/6~l/5。
屋面梁,两端部截面高度宜取900,跨中截面高度与屋面梁或双坡以及梁跨有关。
屋面梁的坡度可按1:10估计。
无梁楼盖周边圈梁:≥l/15,≥2.5倍板厚,l为板跨。
在进行框架结构体系的平面布置时,要同时估计框架结构主要构件的截面尺寸。
框架主梁的截面高度h=(1/8~1/15)l,截面宽度b=(1/2~1/3)h。
钢筋混凝土框架柱的截面尺寸,可根据该柱估计承受的最大竖向荷载的设计值,按轴压比的要求,用下式估算:非抗震设计时:N=(1.1~1.2)N cAc≥N/f c在抗震设计时:一级抗震设防:Ac≥Nc/ (0.7f c) (3-2)二级抗震设防:Ac≥Nc/ (0.8f c)三级抗震设防:Ac≥Nc/ (0.9f c)式中:N c─—竖向静载和活载(考虑活荷载折减)与地震作用组合下的轴力设计值,可近似取N c=C*F*qq ─—折算在建筑面积上均布竖向荷载(结构自重和使用荷载)及填充墙材料重量设计值,q根据实际情况计算确定,也可按表3.1选用;F ─—柱承受荷载的从属面积;C─—考虑地震作用组合后柱轴压力Nc的放大系数,对等跨内柱取1.2,不等跨内柱取1.25,边柱取1.3;f c——混凝土轴心抗压强度设计值;Ac——柱的截面面积,Ac=b c h c,b c、h c分别为柱的截面宽度和高度。
框架结构的梁柱截面尺寸如何确定柱截面一般是根据经验先定个截面,然后在试算,也可先根据柱顶力估算截面。
梁的截面主梁一般按1/10左右取,次梁可取到1/15。
这些都是前期估算,也可依经验定。
最终要根据位移、挠度、裂缝等综合调整。
主梁和次梁关系在框架梁结构里,主梁是搁置在框架柱子上,次梁是搁置在主梁上。
在相交处,小心计算主梁,这是个主要受力构件,马虎不得。
计算要点和构造特点:1.主梁除承受自重外,主要承受由次梁传来的集中荷载。
为简化计算,主梁自重可折算成集中荷载计算。
2.与次梁相同,主梁跨中截面按T型截面计算,支座截面按矩形截面计算。
3.主梁支座处,次梁与主梁支座负钢筋相互交叉,使主梁负筋位置下移,计算主梁负筋时,单排筋h0=h-(50~60)mm,双排筋h0=h-(70~80)mm。
4.主梁是重要构件,通常按弹性理论计算,不考虑塑性内力重分布。
5.主梁的受力钢筋的弯起和切断原则上应按弯矩包络图确定。
6.在次梁与主梁相交处,次梁顶部在负弯矩作用下发生裂缝,集中荷载只能通过次梁的受压区传至主梁的腹部。
这种效应约在集中荷载作用点两侧各0.5~0.6倍梁高范围内,可引起主拉破坏斜裂缝。
为防止这种破坏,在次梁两侧设置附加横向钢筋,位于梁下部或梁截面高度范围内的集中荷载应全部由附加横向钢筋(吊筋、箍筋)承担。
附加横向钢筋应布置在长度为S=2h1+3b的范围内。
板支座上部非贯通纵筋的长度怎么确定支座筋泛指支座处的所有筋,细分为支座元宝筋(起弯筋),支座下筋(纵向底部筋),支座箍筋(支座端加密箍筋)等。
扁担筋指板在支座处的负筋(板扁担),以及贯通梁在支座处的上部筋(梁扁担),形状如扁担而已。
非通长筋,多指负筋或板的分布筋,区别于受力筋"通长设置"而已。
三者除都是钢筋外,没有其它关系。
我的理解:都是在支座部位,但构造、作用和形状不同,所指的范围也不同。
参考03101的框架梁的纵向钢筋构造,应该可以理解。
第二章结构设计方案2.1 确定计算简图根据结构平面布置图,选定具有代表性的⑦轴线作为计算单元,如图1-1中的斜线部分所示范围。
框架梁柱节点为刚接,框架柱与基础固结;各杆件用轴线定位,框架梁跨度取柱子轴线之间的距离;本工程采用柱下独立基础,根据地质资料初步假定基础顶面到室外地坪的距离为500mm,则底层柱子的计算高度h1=4.0+0.45+0.5=4.95m,其余各层柱高取下层结构楼面到上层结构楼面的距离,即h2~h5=3.5m,由此确定该榀框架KJ- ⑦的计算简图如图2-1所示。
图2-1 框架KJ-7计算简图2.2 构件材料选择混凝土:均采用C30混凝土(fc=14.3N/mm²,ft=1.43 N/mm²)。
钢筋:直径≥12mm时选用HRB335钢筋,其余采用HPB235钢筋。
2.3 构件截面尺寸估算2.3.1 框架柱截面初估根据经验估算钢筋混凝土多层建筑为5-10kN/m2 ,按N=12 kN/m2 估算;柱轴压比μ取0.91.2×S×N×n 1.2×4.0×3.6×12×4×1000边柱:A≥a2 = =μ×fc 0.9×14.3=80559 mm²a=253mm1.2×S×N×n 1.2×4.0×(3.6+1.8)×12×4×1000中柱:A≥a2 = =μ×fc 0.9×14.3=120839 mm²a=311mm由此,初步选取柱的截面尺寸:边柱b×h=400mm×400mm,中柱b×h=400mm ×400mm2.3.2 梁截面尺寸初选各梁的截面尺寸按梁的跨度初步确定如下:框架横梁、其他承重横梁和框架纵梁高h均取(1/8―1/12)L,L为梁的跨度;其他纵梁高h均取(1/12―1/18)L,L为梁的跨度梁的宽度b取(1/2―1/3.5)h各梁的截面尺寸(mm)见表2-1。
建筑结构设计:钢结构中怎样预估截面?
结构布置结束后,需对构件截面作初步估算。
主要是梁柱和支撑等的断面形状与尺寸的假定。
钢梁可选择槽钢、轧制或焊接H型钢截面等。
根据荷载与支座情况,其截面高度通常在跨度的1/20~1/50之间选择。
翼缘宽度根据梁间侧向支撑的间距按l/b限值确定时,可回避钢梁的整体稳定的复杂计算,这种方法很受欢迎。
确定了截面高度和翼缘宽度后,其板件厚度可按规范中局部稳定的构造规定预估。
柱截面按长细比预估.通常50<λ<150,简单选择值在80附近。
根据轴心受压、双向受弯或单向受弯的不同,可选择钢管或H型钢截面等。
对应不同的结构,规范对截面的构造要求有很大的不同,如钢结构所特有的组成构件的板件的局部稳定问题,在普钢规范和轻钢规范中的限值有很大的区别。
除此之外,构件截面形式的选择没有固定的要求,结构工程师应该根据构件的受力情况,合理的选择安全经济美观的截面。
一.结构布置1。
柱网选择:1)与建筑配合确定柱网尺寸,适宜柱距。
2)平面对齐,立面连续。
2。
截面选择:1)柱:最小截面尺寸及截面高宽比,轴压比,框架梁纵筋锚固,长细比,结构位移框架柱截面估算: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:µN = N/Acfc式中µN ----- 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(框架:q=12~14KN/m2;砖混教室:q=16Kn/m2; 砖混住宅:q=15kn/m2; 框剪:q=13~14kn/m2; 纯筒体:q=14~16kn/m2)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=1.05~1.15α2------边角柱轴向力增大系数,边柱α2 =1.1,角柱α2 =1.2β------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以上计算方法结果偏大!框架柱轴压比µN 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 1.0Ⅳ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。
(一)根据建筑平、立、剖面图输入轴线1、结构标准层“轴线输入”1)结构图中尺寸是指中心线尺寸,而非建筑平面图中的外轮廓尺寸2)根据上一层建筑平面的布置,在本层结构平面图中适当增设次梁3)只有楼层板、梁、柱等构件布置完全一样(位置、截面、材料),并且层高相同时,才能归并为一个结构标准层2、“网格生成”——轴线命名(二)估算(主、次)梁、板、柱等构件截面尺寸,并进行“构件定义”1、梁1)抗震规范第条规定:b≥2002)主梁:h = (1/8~1/12) l ,b=(1/3~1/2)h3)次梁:h = (1/12~1/16) l ,b=(1/3~1/2)h2、框架柱:1)抗震规范第条规定:矩形柱bc、hc≥300,圆形柱d≥3502)控制柱的轴压比——柱的轴压比限值,抗震等级为一到四级时,分别为~——柱轴力放大系数,考虑柱受弯曲影响, =~——楼面竖向荷载单位面积的折算值, =13~15kN/m2——柱计算截面以上的楼层数——柱的负荷面积3、板楼板厚:h = l /40 ~ l /45 (单向板) 且h≥60mmh = l /50 ~ l /45 (双向板) 且h≥80mm(三)选择各标准层进行梁、柱构件布置,“楼层定义”1、构件布置,柱只能布置在节点上,主梁只能布置在轴线上。
2、偏心,主要考虑外轮廓平齐。
3、本层修改,删除不需要的梁、柱等。
4、本层信息,给出本标准层板厚、材料等级、层高。
5、截面显示,查看本标准层梁、柱构件的布置及截面尺寸、偏心是否正确。
6、换标准层,进行下一标准层的构件布置,尽量用复制网格,以保证上下层节点对齐。
(四)定义各层楼、屋面恒、活荷载,“荷载定义”1、荷载标准层,是指上下相邻且荷载布置完全相同的层。
2、此处定义的荷载是指楼、屋面统一的恒、活荷载,个别房间荷载不同的留在PM主菜单3局部修改(五)根据建筑方案,将各结构标准层和荷载标准层进行组装,形成结构整体模型,“楼层组装”1、楼层的组装就遵循自下而上的原则。
尺寸估算:
一、柱截面估算
1、估算公式:Ac>=Nc/(a*fc)
其中:a----轴压比(一级0.7、二级0.8、三级0.9,短柱减0.05)fc---砼轴心抗压强度设计值
Nc---估算柱轴力设计值
2、柱轴力设计值:Nc=1.25CβN
其中:N---竖向荷载作用下柱轴力标准值(已包含活载)
β---水平力作用对柱轴力的放大系数
七度抗震:β=1.05、八度抗震:β=1.10
C---中柱C=1、边柱C=1.1、角柱C=1.2
3、竖向荷载作用下柱轴力标准值:N=nAq
其中:n---柱承受楼层数
A---柱子从属面积
q---竖向荷载标准值(已包含活载)
框架结构:10~12(轻质砖)、12~14(机制砖)
框剪结构:12~14(轻质砖)、14~16(机制砖)
筒体、剪力墙结构:15~18
单位:KN/(M*M)
4、适用范围
轴压比控制小偏心受压或轴心受压柱的破坏,因此适用于高层建筑中的底部楼层柱截面的估算。
也可以简单得估算就是。
Ac>=nAq /(a*fc) 。
二、梁尺寸估算:
梁尺寸按多快跨连续梁估算为1/14至1/8。
梁宽为梁高的1/3至1/2。
三、板厚计算:
应根据《混凝土结构设计规范》10.1板相关规定取值;单向板简支按L/30,连续板按L/35;双向板简支按L/40,连续板按L/45;悬臂板按L/10,若板的支座是次梁,则板的跨度应该是次梁的间距。