弹性地基梁计算书计算方法：梁和地基刚度分别计算的有限元法
[ 计算条件 ]
[基本信息]
[土层信息]
[荷载信息]
[其他信息]
---------------------------------------------------------------------- [ 各跨计算结果 ]
---------------------------------------------------------------------- 跨号： 1 跨长 = 10.000m 梁截面：矩形
左中右
弯矩(+)： 0.00 608.15 0.00
弯矩(-)： 0.00 -0.00 0.00
剪力： 247.04 247.04 -247.04
上纵筋： 2000.0 2000.0 2000.0
下纵筋： 2000.0 2331.8 2000.0
箍筋： 145.1 145.1 145.1
截面：满足满足满足
注：
1. 弯矩以梁的下缘受拉为正；
剪力以使梁截面左侧产生顺时针转动为正。
2. 内力值不包括“结构重要性系数γ0”。
3. 计算配筋时，已经将此系数考虑进去。
----------------------------------------------------------------------
梁 梁的平面表示方法： 集中标注- 1、梁编号 2、截面尺寸 3、箍筋 4、上部贯通筋或架立钢筋 5、侧面纵向构造钢筋或受扭钢筋 6、梁顶面标高高差 原位标注 7、梁支座上部筋 8、梁下部钢筋 9、吊筋、附加钢筋及构造钢筋 钢筋公式 上部通长筋：长度＝净跨长+左支座锚固+右支座锚固 当hc-保护层(直锚长度)>=LaE时，取Max(LaE ,0.5hc＋5d) 当hc-保护层(直锚长度) 第一排长度=左或右支座锚固+净跨长/3 第二排长度=左或右支座锚固+净跨长/4 如有第三排筋伸入跨内1/5，如果一共两排,第一排为通长筋,则第二排按LN/3计算 中间支座负筋长度 上排长度=2*净跨长/3+支座宽 下排长度=2*净跨长/4+支座宽 注：净跨长为左右较长的跨 架立筋长度＝净跨-左负筋伸入长度-右负筋伸入长度+ 150*2 注：当贯通筋和架立筋同时存在时，搭接值取150MM。 构造筋长度=净跨长+2*15d 抗扭筋长度=净跨长+2*锚固长度 拉筋长度=梁宽-2*保护+2*1.9d+2*max(10d,75mm) 根数=【(净跨长-50*2)/非加密间距*2+1】*排数 当梁宽≤350时，拉筋直径为6mm；梁宽>350时，拉筋直径为8mm。拉筋间距为非加密区箍筋间距的两倍。当设有多排拉筋时，上下两排拉筋竖向错开设置。 下部钢筋 下部通长钢筋长度=净跨长+左支座锚固+右支座锚固 下部不伸入支座钢筋长度=净跨长-0.1*2*净跨长 下部非通长钢筋长度=净跨长+左支座锚固+右支座锚固 箍筋长度=(梁宽-保护层*2 +梁高-保护层)*2+1.9d*2+max(10d,75mm)*2 根据上海市标准《基坑工程设计规程》的规定，在施工临时工况下，地下连续墙的计算采用规范推荐的竖向弹性地基梁法(“m ”法)。弹性地基梁法取单位宽度的挡土墙作为竖向放置的弹性地基梁，支撑简化为与截面积、弹性模量、计算长度有关的弹簧单元，如图1为弹性地基梁法典型的计算简图。 图1 竖向弹性地基梁法计算简图 基坑开挖面或地面以下，水平弹簧支座的压缩弹簧刚度H K 可按下式计算： h b k K h H ..= z m k h .= 式中，H K 为土弹簧压缩刚度(kN/m)；h k 为地基土水平向基床系数(kN/m 3)；m 为基床系数的比例系数；z 为距离开挖面的深度；b 、h 分别为弹簧的水平向和垂直向计算间距(m)。 基坑内支撑的刚度根据支撑体系的布置和支撑构件的材质与轴向刚度等条件有关，按下式计算： B L A E K ....2α= 式中：K ——内支撑的刚度系数(kN/m/m)； α——与支撑松弛有关的折减系数，一般取0.5～1.0；混凝土支撑或钢支撑施加预压力时，取1.0； E ——支撑构件材料的弹性模量(kN/m 2)； A ——支撑构件的截面积(m 2)； L ——支撑的计算长度(m)； S ——支撑的水平间距(m)。 （2）水土压力计算模式 作用在弹性地基梁上的水土压力与土层分布以及地下水位有关系。水土压力计算采用水土分算，利用土体的有效重度和c 、?强度指标计算土压力，然后叠加水压力即得主动侧的水 土压力。土的c 、?值均采用勘察报告提供的固结快剪指标，地下连续墙变形、内力计算和各项稳定验算均采用水土分算原则，计算中地面超载原则上取为20kPa 。基坑周边地下连续墙配筋计算时分项系数取1.25。 ①土压力计算： 墙后主动土压力计算采用朗肯土压力计算理论，主动土压力强度（kPa ）计算公式如下： a a i i a K c K h r q p 2)(-+=∑ 其中，i r 为计算点以上各土层的重度，地下水位以上取天然重度，地下水位以下取水下重度； i h 为各土层的厚度； a K 为计算点处的主动土压力系数，)2 45(tan 2φ-= a K ； φ,c 为计算点处土的总应力抗剪强度指标。 按三轴固结不排水试验或直剪固快试验峰值强度指标取用。 ②水压力计算：作用在支护结构上主动土压力侧的水压力在基坑内地下水位以上按静水压力三角形分布计算；在基坑内地下水位以下水压力按矩形分布计算(水压力为常量)，并不计算作用于支护结构被动土压力侧的水压力，见下图所示。其中， w h ?为基坑内外水位差，w r 为水的重度，取为10kN/m 3。 图2 静水压力分布模式 梁 摘要： 本文总结了8*8m、6*6m 梁的线荷载设计值、梁的宽度、高度取值、梁箍筋肢距及复 合箍筋、梁弯矩算法、梁钢筋根数、定量性分析不同跨度、截面大小梁的配筋、梁的抗剪能力，总结了梁的配筋公式及设计中要注意的要点、腰筋、剪力墙连梁、pkpm 建模及梁的布置方法。 本文章总结于：刘铮“建筑结构设计快速入门”、朱炳寅“建筑结构设计问答与分析”、“建筑地基基础设计方法及实例分析”、郁彦“高层建筑结构概念设计”、杨星“pkpm 结构 软件从入门到精通”、钢结构论坛、文献以及网上别人经验总结。共13 页。 注：本文中的一些估计并不精确，可能存在一定或较大的误差，估计荷载大小，只是 为了在设计时，心中有底，更好的去进行概念设计。在估计过程中有些公式表达得并不清楚，可以直接看结果。 2011-11-20---12-28 1.荷载： 1.1：例 假设一个8m*8m 的框架，传给梁的荷载标准值为15 2 kN / m ，沿x 方向设置一根次梁，分割成2 个同样大小的双向板，则单边板传给主梁的线荷载标准值为22.5 KN /m，如果 是两边都有板，则主梁的线荷载标准值为45 KN /m.设计值为56 KN /m（包括填充墙）；假设一个6m*6m 的框架，传给梁的荷载标准值为15 2 kN / m ，沿x 方向设置一根次梁，分割成2个同样大小的双向板，，则单边板传给主梁的线荷载标准值为16.9 KN /m，如果是两边都有板，则主梁的线荷载标准值为34 KN /m.设计值为42 KN /m（包括填充墙. 1.2.定量分析: 1.2.1.假设120 厚板，活荷载为3.5，梁300*800mm，填充墙高度3m，240 厚墙时，柱 子尺寸8m*8m，中间设一道次梁时，梁线荷载设计值为：（1.2*（0.12*25+2）+1.4*3.5）*1.5m *2+1.2*5.24*3m *0.7+25*0.3*0.8=52 KN /m 120 厚墙时：（1.2*（0.12*25+2）+1.4*3.5）*1.5m *2+1.2*2.96*3m =25*0.3*0.8=50 KN /m 1.2.2.假设120 厚板，活荷载为3.5，梁250*600mm，填充墙高度3m，240 厚墙时，柱 子尺寸6m*6m，中间设一道次梁时，梁线荷载设计值为：（1.2*（0.12*25+2）+1.4*3.5）*1.125m *2+1.2*5.24*3m *0.7+25*0.25*0.6=42 KN /m 120 厚墙时：（1.2*（0.12*25+2）+1.4*3.5）*1.125m *2+1.2*2.96*3m +25*0.25*0.6=40KN /m。 1.2.3.总结： 一般来说，大跨度（8m）梁上线荷载设计值（包括自重，填充墙等）可以用50 KN /m 来估计；6m 跨度梁的线荷载设计值可以用40 KN /m来估计，以上估计荷载设计值均考虑了双向板传递给梁的荷载。 一般3m 高填充墙传递给梁的线荷载设计值在10-15 KN /m范围内，可以用13 KN /m来近似估计；300*800 的梁自重线荷载为6 KN /m ,250*600 的梁线荷载为 4 KN /m；梁上线荷载设计值超过了40 KN /m就可以认为是较大荷载，梁的截面应该 取大值。梁上线荷载设计值时，可以近似按每平方18 2 kN / m 的荷载大小传递给梁。 根据SATWE计算结果手工配筋 一、SATWE梁的计算结果的含义： 1、加密区和非加密区箍筋都是按用户输入的箍筋间距计算的，并按沿梁全长箍筋的面积配 筋率要求控制。 若输入的箍筋间距为加密区间距，则加密区的箍筋计算结果可直接参考使用，如果非加密区与加密区的箍筋间距不同，则应按非加密区箍筋间距对计算结果进行换算； 1）用户输入的箍筋间距信息在SATWE参数设置框中 2）沿梁全长箍筋的面积配筋率要求，见《混规》11．3．9 梁端设置的第一个箍筋距框架节点边缘不应大于50mm。非加密区的箍筋间距不宜大于加密区箍筋间距的2倍。沿梁全长箍筋的面积配筋率ρsv应符合下列规定： 3）如何进行换算？ 保持总的配箍率不变，当加密区间距为100，非加密区间距为200，则应对非加密区箍筋面积进行换算，假设换算前后面积分别为ASV1、ASV2，间距分别为S1、S2，则有：ASV1/ S1= ASV2/ S2. 2、算例 下面的梁为百盛米厂第三层右边数过来第四根边梁。 该梁有关信息如下： 截面参数(m) B*H = 0.250*0.600 保护层厚度(mm) Cov = 30.0 箍筋间距(mm) SS = 100.0 混凝土强度等级RC = 30.0 主筋强度(N/mm2) FYI = 360.0 箍筋强度(N/mm2) FYJ = 210.0 抗震构造措施的抗震等级NF = 4 1、梁顶纵筋和梁底纵筋 1）配置原则： 框架梁、次梁单侧纵筋不得多于两层，底筋根数不少于3根； 同侧纵筋布置中，不同直径的钢筋，直径相差不大于2级； 框架梁、次梁通长纵筋直径可小于支座短筋直径。尽量使通长面筋不大于支座 纵筋面积的60％，但不宜小于30％。 2）手工配置： 弹性地基梁程序研究 设计人员：郑楠 指导老师：刘川顺老师 武汉大学水利水电学院 2003年6月9日 1弹性地基梁基本原理 假定地基为半无限的连续弹性体，应用弹性理论进行计算。本程序中，弹性地基梁采用的是链杆法原理，并考虑边荷载的作用。其具体表述如下：链杆法的基本作法是：将地基梁分成若干段，并且在每一梁段的中心设置一根不可压缩的刚性链杆将梁和地基联系起来，这样，就可以把一个原有无限多个支承的地基梁的计算问题，转化为一个支承在有限个可沉陷支座上的连续梁的计算问题。通过梁的平衡条件和梁与地基的变形协调条件，就可以建立求解超静定结构的典型方程，从而计算出各个链杆的内力，进而计算地基梁各计算截面的内力。 采用混合法建立典型方程。为了使建立的联立方程的工作简化，混合法采用悬臂梁作为基本结构，也就是除了把n个竖向力链杆切断外，还在梁的一端附加一个竖向链杆和一个刚臂，控制梁在这端的移动和转动，使其成为固定端。因而，基本未知量不但包括n个未知力（链杆内力），而且还包括两个位移（梁端的挠度和转角）。如图所示： 基本结构和原结构相比，可以知道基本结构中每一个竖向链杆的切口处的 X链杆切口处的相对位移应该等于零的条件，即相对线位移应该为零，根据 k =0（设使切口张开的位移为正）可以成立下列方程： k 0001 =?+--∑=kp k n i ki i a y X ?σ 式中： ki σ ：对单位力分别作用在悬臂梁和地基上时, k X 链杆切口处引起 的相对位移 kp ? ：外荷载使悬臂梁在k X 链杆切口处方向引起的位移 0y ：悬臂梁固定端处的竖向位移，以0y 向下为正，所以沿k X 方向 的位移为-0y 0?：悬臂梁固定端处的转角，以顺时针方向为正，所以由0?引起 的沿方向的位移为-0?k a 显然，对于n 个竖向链杆的切口，可以列出n 个方程。另外，通过否定梁端附加 链杆和刚臂的存在（即0,000==M R ），还可以列出如下的两平衡方程，即由 ∑=0y ，有 021=-+++++∑P X X X X n i 由00=∑M ，有∑∑=-=01 M X a n i i i 式中： ∑P ：外荷载在竖直方向投影代数和，以向下为正； ∑M ：外荷载对梁左端弯矩的代数和，以顺时针为正。 这样一共可以列出n+2个方程，可以求解n+2个未知量，即 0021,,,,,,?y X X X X n i 。 在上述的方程中，系数地基沉陷）梁挠度）((ki ki ki y V +=σ (1) 梁挠度的计算： pkpm弹性地基梁5种模式的选择 pkpm弹性地基梁结构在进行计算时，程序给出了5种计算模式，现对这5种模式的计算和选择进行一些简单介绍。⑴按普通弹性地基梁计算：这种计算方法不考虑上部刚度的影响，绝大多数工程都可以采用此种方法，只有当该方法时基础设计不下来时才考虑其他方法。⑵按考虑等代上部结构刚度影响的弹性地基梁计算：该方法实际上是要求设计人员人为规定上部结构刚度是地基梁刚度的几倍。该值的大小直接关系到基础发生整体弯曲的程度。而上部结构刚度到底是地基梁刚度的几倍并不好确定。因此，只有当上部结构刚度较大、荷载分布不均匀，并且用模式1算不下来时方可采用，一般情况可不用选它。⑶按上部结构为刚性的弹性地基梁计算：模式3与模式2的计算原理实际上最一样的，只不过模式3自动取上部结构刚度为地基梁刚度的200倍。采用这种模式计算出来的基础几乎没有整体弯矩，只有局部弯矩。其计算结果类似传统的倒楼盖法。该模式主要用于上部结构刚度很大的结构，比如高层框支转换结构、纯剪力墙结构等。⑷按SATWE或TAT的上部刚度进行弹性地基架计算：从理论上讲，这种方法最理想，因为它考虑的上部结构的刚度最真实，但这也只对纯框架结构而言。对于带剪力墙的结构，由于剪力墙的刚度凝聚有时会明显地出现异常，尤其是采用薄壁柱理论的TAT软件，其刚度只能凝聚到离形心最近的节点上，因此传到基础的刚度就更有可能异常。所以此种计算模式不适用带剪力墙的结构。另外，设计人员在采用《JCCAD 用户手册及技术条件》附录C中推荐的基床反力系数K时，该值已经包含上部刚度了，所以没有必要再考虑一次。⑸按普通梁单元刚度的倒楼盖方式计算：模式5是传统的倒楼盖模型，地基梁的内力计算考虑了剪切变形。该计算结果明显不同与上述四种计算模式，因此一般没有特殊需要不推荐使用。 截面设计 本工程框架抗震等级为三级。根据延性框架设计准则，截面设计时，应按照“强柱弱梁”、“强剪弱弯”原则，对内力进行调整。 框架梁 框架梁正截面设计 非抗震设计时，框架梁正截面受弯承载力为： M u 1 s f c bh02(9-1-1)抗震设计时，框架梁正截面受弯承载力为： M u E 1 s f c bh02 / RE(9-1-2)因此，可直接比较竖向荷载作用下弯矩组合值M 和水平地震作用下弯矩组合值M 乘以抗震承载力调整系数后RE的大小，取较大值作为框架梁截面弯矩设计值。即 M Max M u , RE M uE(9-1-3)比较 39 和表 43 中的梁端负弯矩，可知，各跨梁端负弯矩均由水平地震作用 控制。故表 39 中弯矩设计值来源于表 43，且为乘以RE后的值。 进行正截面承载力计算时，支座截面按矩形截面计算；跨中截面按T 形截面计算。 T 形截面的翼缘计算宽度应按下列情况的最小值取用。 AB 跨及 CD 跨： b f 1 3l0 =7.5/3=2.5m； b f b s n0.3 [ 4.20.5 (0.25 0.3)] 4.2m b f b12h f0.3 12 0.3 1.86m h f h00.1 ， 故取b f =1.86m 判别各跨中截面属于哪一类T 型截面：一排钢筋取 h0=700－40=660mm， 两排钢筋取 h0=700－65=635mm, 则 f c b f h f h0h f 2=14.3×1860×130×（660－130/2） =2057.36kN.m 该值大于跨中截面弯矩设计值，故各跨跨中截面均属于第一类T 形截面。BC 跨： b f 1 3l0 =3.0/3=1.0m； b f b s n =0.3+8.4-0.3=8.4m； b f b12h f 0.312 0.131.86m ; h f h00.1， 故取b f =1m 判别各跨中截面属于哪一类T 型截面： 取h0=550－40=510mm， 则 f c b f h f h0 h f 2=14.3 ×1000×130×（ 510－130/2）=827.26kN.m 该值大于跨中截面弯矩设计值，故各跨跨中截面均属于第一类T 形截面。各层各跨框架梁纵筋配筋计算详见表 49 及表 50。 表格 49 各层各跨框架梁上部纵筋配筋计算 层号 AB 跨BC 跨CD 跨 -MABz-MABy-MBCz-MBCy-MCDz-MCDy 负弯矩 M （ kN·m）-213.6-181.8-188.86-188.86-181.18-213.6 M bh0.1140.0970.1010.1010.0970.114 1 f c0 s2 1(12s ) 0.1210.1020.1070.1070.1020.121 4 0.9710.9490.9470.9470.9490.971 s 0. 5 1(12s ) 配筋 As（m m2）925.84803.52839.35839.35803.52925.84实配钢筋3C203C203C203C20 3 负弯矩 M （ kN·m）-370.84-319.2-347.48-347.48-319.92-370.84 构件配筋的简单操作 一、梁配筋（纵筋、箍筋、腰筋、扭筋、吊筋） （梁纵筋以三级钢计算，梁箍筋以一级钢计算，截面为350x700mm）： 图中G0.7-0.7为梁箍筋配筋面积，单位为cm2。前一个0.7表示箍筋加密区面积，后一个0.7表示箍筋非加密区面积。 以350mm宽的梁需要配四肢箍为例：箍筋加密区为0.7x2/4=0.35 cm2,表示加密区箍筋单肢需要的面积为0.35 cm2。箍筋非加密区为0.7/4=0.175cm2, 表示非加密区箍筋单肢需要的面积为0.175cm2。所以配置8@100/200(4)。 图中12-0-11，12-0-14为梁上部纵筋配筋面积，单位为cm2。梁支座处面筋应取两数值中的大值。以图中为例11 cm2和12 cm2就应该取12cm2配筋，配筋时查钢筋公称截面面积表。图中8-5-8，7-7-7为梁下部纵筋配筋面积，单位为cm2。梁下部纵筋应取三数值中的大值。以图中为例第一跨处梁就应该配8cm2，第二跨处梁就应该配7cm2，配筋时查钢筋公称截面面积表。 当梁抗扭需要时，会出现图中数值VT字样，如VT1-0.1，VT1需要均衡的加到梁四周需要的纵筋中去，面积为cm2。配筋时查钢筋公称截面面积表。 0.1表示表示抗扭箍筋沿周边布置的单肢箍面积最小值，不必与Asv 或者Asv0 再相加，只要梁截面最外侧的箍筋单肢面积不小于此值即可 梁箍筋计算示意： 二、板配筋（板配筋以三级钢计算）: 图中板块中间横竖向数字240为板底筋配筋面积，单位为mm2。查每米板宽度配筋面积表得可配：8@200 （251 mm2>240 mm2）。 图中板块边横竖向数字为板支座负筋配筋面积，单位为mm2。配筋时取每边板支座负筋处两数值的大值，配筋时方法同板底筋配筋面积，查每米板宽度配筋面积表。 三、柱配筋（柱纵筋和箍筋均按三级钢计算）: 图中（0.19）为柱的轴压比。 图中2.6为柱子角筋的面积，单位为cm2，按照单偏压计算时候不需要按2.6 cm2配置角筋，按照双偏压计算事应该取不小于2.6cm2配置角筋。（计算时按照单偏压计算，双偏压验算，双偏压计算无定解）配筋时查钢筋公称截面面积表。 图中12和14为柱包含角筋计算面积时柱单侧所需的纵筋，单位为cm2。配筋时查钢筋公称截面面积表。 图中G1.5-0.3为柱所需箍筋，单位为cm2。 1.5表示柱箍筋加密区的面积，为X向和Y 向的较大值。计算为1.5/柱子箍筋肢数=柱单肢箍所需面积，配筋时查钢筋公称截面面积表。 0.3表示柱箍筋非加密区的面积，计算同柱子加密区方法。 图中1.8表示梁柱节点核心区所需要的箍筋面积，单位为cm2。计算同柱子加密区方法。 目录 1、工程概况 (2) 2、主要技术标准 (2) 3、采用规范 (2) 4、主要材料 (2) 5、计算参数 (2) 6、结构计算模型 (3) 7、持久状况承载能力极限状态计算 (4) 8、持久状况正常使用极限状态计算 (6) 9、横梁的计算 (8) 10、构件构造要求 (10) 11、结论 (10) 1、工程概况 本桥是黑龙江省伊绥高速公路南互通E匝道桥第四联钢筋混凝土箱梁桥。采用3-20米等高度现浇钢筋混凝土箱梁桥。 2、主要技术标准 设计荷载：公路—I级 桥面宽度：B＝10.5m 2个车道 设计安全等级二级 3、采用规范 《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004） 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）《公路工程技术标准》（JTG B01-2003） 4、主要材料 主梁材料：C40混凝土 普通钢筋： HRB335钢筋，抗拉强度设计值为280MPa； 5、计算参数 （1）、采用空间有限元杆系将主梁离散为35个节点， 34个单元。荷载组合及验算内容一律按《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）与《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）相关条文执行。 （2）、活载布置采用外侧偏载最不利方式布载。 （3）、荷载取值： ●恒载：一期恒载混凝土容重为26kN/m3；二期恒载为10cm沥青 铺装，容重为26kN/m3，防撞栏杆为9.6kN/m； ●活载：荷载标准为公路I级，并考虑汽车荷载引起的冲击力， 冲击系数的取值参照《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）计算，由程序计算出此结构的自振频率为9.8Hz， 得到冲击系数 ＝0.36； ●汽车引起的离心力：取值参照《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）； ●汽车引起的制动力：取值参照《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004），如果有离心力参与荷载组合是制动力取值按照0.7 倍考虑； ●基础变位：基础作用按照支座不均匀沉降考虑，支座的沉降量 为0.5cm； ●温度梯度：依据《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004） 4.3.10 第3 条，对结构的梯度温度引起的效应进行考虑，取 值参照表4.3.10-3竖向日照正温差计算温度基数表混凝土铺 装的结构类型取值。混凝土上部结构竖向日照反温差为正温差 乘以-0.5。铺装为10cm沥青，T1取14 ℃，T2取 5.5℃； ●均匀温度：依据《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）， 取升温为30℃，降温38℃。 6、结构计算模型 采用空间杆系将上部主梁离散成51个节点，50个单元。结构离散图如下所示： 手工计算钢筋公式大全 第一节框架梁 一、首跨钢筋的计算 1、上部贯通筋 上部贯通筋（上通长筋1）长度＝通跨净跨长＋首尾端支座锚固值 2、端支座负筋 端支座负筋长度：第一排为Ln/3＋端支座锚固值； 第二排为Ln/4＋端支座锚固值 3、下部钢筋 下部钢筋长度＝净跨长＋左右支座锚固值 注意：下部钢筋不论分排与否，计算的结果都是一样的，所以我们在标注梁的下部纵筋时 可以不输入分排信息。 以上三类钢筋中均涉及到支座锚固问题，那么，在软件中是如何实现03G101-1中关于支 座锚固的判断呢？ 现在我们来总结一下以上三类钢筋的支座锚固判断问题： 支座宽≥Lae且≥0.5Hc＋5d，为直锚，取Max{Lae，0.5Hc＋5d}。 钢筋的端支座锚固值＝支座宽≤Lae或≤0.5Hc＋5d，为弯锚，取Max{Lae，支座宽度-保护 层+15d}。 钢筋的中间支座锚固值＝Max{Lae，0.5Hc＋5d } 4、腰筋 构造钢筋：构造钢筋长度＝净跨长＋2×15d 抗扭钢筋：算法同贯通钢筋 5、拉筋 拉筋长度＝（梁宽－2×保护层）＋2×11.9d（抗震弯钩值）＋2d 拉筋根数：如果我们没有在平法输入中给定拉筋的布筋间距，那么拉筋的根数＝（箍筋根 数/2）×（构造筋根数/2）；如果给定了拉筋的布筋间距，那么拉筋的根数＝布筋长度/布筋 间距。 6、箍筋 箍筋长度＝（梁宽－2×保护层＋梁高-2×保护层）＋2×11.9d＋8d 箍筋根数＝（加密区长度/加密区间距+1）×2＋（非加密区长度/非加密区间距－1）+1 注意：因为构件扣减保护层时，都是扣至纵筋的外皮，那么，我们可以发现，拉筋和箍筋在每个 保护层处均被多扣掉了直径值；并且我们在预算中计算钢筋长度时，都是按照外皮计算的，所以软件自动会将多扣掉的长度在补充回来，由此，拉筋计算时增加了2d，箍筋计算时增 加了8d。（如下图所示） 7、吊筋 吊筋长度＝2*锚固+2*斜段长度+次梁宽度+2*50，其中框梁高度>800mm 夹角=60° ≤800mm夹角=45° 二、中间跨钢筋的计算 1、中间支座负筋 中间支座负筋：第一排为Ln/3＋中间支座值＋Ln/3； 第二排为Ln/4＋中间支座值＋Ln/4 注意：当中间跨两端的支座负筋延伸长度之和≥该跨的净跨长时，其钢筋长度： 梁配筋 框架梁的有关规定抗震结构截面要求 纵向钢筋 计算要求 目的：通过“强柱弱梁”措施引导框架中的塑性铰首先在梁端形成，控制梁端塑性铰具有较大的塑性转动能 力，以保证框架梁端截面具有足够的曲率延性。在确定混凝土受压区高度时，可把截面内的受压钢筋计算在内。 构造要求 【配筋面积】 《混规》、《抗规》条文2 【钢筋间距、直径要求】 《混规》 注：条文说明 【框架梁钢筋选筋直径要求】 （1）应考虑在边柱内的水平端锚固长度不小于l ae，例如：边柱的边长为300，则梁上下纵筋的最大直径为16mm （2）本着经济性原则，框架梁上部贯穿钢筋尽量用小直径钢筋，例如： 支座处计算值贯通筋可采用 <10cm2C14; 10~12 cm2C16; 12~15 cm2C18; 15~18 cm2C20; 配筋率要求 1、非抗震 2、《混规》有抗震 要求 《混规》 《混规》 《混规》 适用于框架梁、次梁、连梁等形式的梁 特别注意点铰接的次梁应当满足！！！！ 受扭纵筋 《混规》 注： 构造要求 1、通长钢筋 注：通长钢筋指直径不一定相同，但不同直径的钢筋连接至少是搭接，且两端需受拉锚固的直线钢筋。 2、钢筋直径要求 《抗规》 柱截面为400*400时，钢筋直径应小于20原柱布置时应居中布置 3、架立钢筋（一般次梁需用） 《混规》 4、 图集06G901 1-1 图集06G901 2-2 3、腰筋 《混规》 受扭腰筋： 《混规》 箍筋 1、配置要求 《混规》 梁高在150~300区间时，箍筋间距宜取150mm。 第1条 第2条第3条 次梁没有抗震要求，最低要求满足本条即可。 2、加密区要求 《混规》 注： （1）对于300的框架梁，工程默认不论抗震等级为一级、二级、一般取两肢箍，对于梁宽大于300的梁，一般用四肢箍。 （2）当框架等级为一级时，如梁纵筋选用C16或C14，则加密箍筋间距分别 不大于84mm及96mm。（≤6d） 3、非加密区注意点 梁非加密区箍筋间距不易小于加密区的50%,但箍筋直径可以取不同值。 例如：某三级框架梁端配筋率大于2%，则加密区箍筋为C10@100（2），非加密区在满足计算要求的情况下可配C8@200（2），图中配筋方式为C10@200（2）/ C8@200（2）”。 4、箍筋肢距 《混规》 梁（上部/下部）一排钢筋最多根数（1） 梁钢筋最大根数（2） 剪力墙连梁单排钢筋最多根数 注：面筋和底筋相同，钢筋净距按面筋。 柱钢筋最大根数 钢筋的计算截面面积及公称质量表 住宅类建筑梁配筋面积速查（个人整理） （SATWE结果中，小数点后小于0.1舍，大于0.1进，比如10.09会显示10，10.11则会显示11）1≈1 12=1.13 2≈1 16=2.01 3≈2 14=3.08 4≈2 16=4.02 or 3 14=4.62 5≈2 18=5.04 or 2 16+1 12=5.15 6≈3 16=6.03 or 2 20=6.28 7≈3 18=7.65 or 2 18+1 16=7.03 or 2 16+2 14=7.10 8≈2 16=8.04 or 2 18+2 14=8.12 9≈3 20=9.42 or 2 18+2 16=9.06 or 3 18+1 14=9.20 10≈4 18=10.20 or 2 20+2 16=10.32 11≈2 20+2 18=11.32 12≈4 20=12.56 or 2 20+2 16=10.32 13≈3 20+2 16=13.44 14≈2 22+2 20=13.88 or 3 20+2 18=14.50 or 4 18+2 16=14.22 15≈3 25=14.73 or 4 22=15.20 or 5 20=15.70 or 6 18=15.30 16≈2 25+2 20=16.08 or 3 22+2 18=16.48 or 4 20+2 16=16.58 17≈2 25+2 22=17.40 or 3 20+3 18=17.07 or 4 20+2 18=17.64 18≈3 22+2 20=17.68 or 4 20+3 16=18.59 or 7 18=17.78 19≈5 22=19.00 or 3 22+3 18=19.05 or 6 20=18.84 ≈4 25=19.60 or 4 22+2 18=20.30 or 5 20+2 16=19.72 21≈3 25+2 20=20.98 or 4 22+2 20=21.48 22≈3 25+2 22=22.30 or 7 20=21.98 23≈6 22=22.80 24≈5 25=24.50 or 4 22+3 20=24.62≈25 26≈4 25+2 20=25.88 27≈4 25+2 22=27.20 28≈4 25+3 20=29.02 or 6 25=29.40≈29 30≈4 25+3 22=31.00 or 5 25+2 20=30.78≈31 倒楼盖法 在计算筏型基础时，假设基底净反力为直线分布，当地基比较均匀，上部结构刚度较好、梁板式筏型基础的高跨比或平板式筏型基础的高厚比不小于1/16，且相邻柱荷载及柱距变化不超过20%，筏型基础可仅考虑局部弯曲作用，按倒楼盖来计算，即为倒楼盖法。 倒楼盖模型和弹性地基梁板模型 桩筏筏板有限元计算筏板基础时，倒楼盖模型和弹性地基梁板模型计算结果差异很大的原因 这主要是因为二者的性质是截然不同的： （1）弹性地基梁板模型采用的是文克尔假定，地基梁内力的大小受地基土弹簧刚度的影响，而倒楼盖模型中的梁只是普通砼梁，其内力的大小只与筏板传递给它的荷载有关，而与地基土弹簧刚度无关。 （2）由于模型的不同，实际梁受到的反力也不同，弹性地基梁板模型支座反力大，跨中反力小。而倒楼盖模型中的反力只是均布线载。（3）弹性地基梁板模型考虑了整体弯曲变形的影响，而倒楼盖模型的底板只是一块刚性板，不受整体弯曲变形的影响。 （4）由于倒楼盖模型的底板只是一块刚性板，因此各点的反力均相同，由此计算得到的梁端剪力无法与柱子的荷载相平衡，而弹性地基梁板模型计算出来的梁端剪力与柱子的荷载是相平衡的。 λ 地基模型的选择 λ 地基计算模型，大致可分为不连续模型和连续性模型两大类。在基础设计时，如何选择相应的地基模型则是一个比较复杂的问题，很难给出一个统一的标准。在此，本人仅就上述地基计算模型的力学特点和适用范围做一些简单的介绍。 λ 1.文克尔地基模型的受力特点和适用范围 λ 文克尔地基模型实质上来源于阿基米德浮力定律的一个推论，比如浮桥结构是严格执行文克尔地基模型的。显然，力学性质与液体相近的地基，比较符合文克尔模型假定。 λ 因此，该模型主要用于抗剪强度极低的流态淤泥质土或地基土塑 结构设计梁柱配筋计算 有一句很流行的口头禅：“算不清加钢筋”，当然这是一句笑谈，但是这也反映出，很多设计师认为实际配筋量只要大于软件计算输出的配筋量结构就没有问题，因此，就随意的放大配筋，尤其当结构比较复杂时，这种现象更加普遍。 但这样直接放大配筋真的都是对结构安全性有利的吗？正如“肉要长对地方一样，长不对地方就是赘肉”一个道理，加钢筋不能盲目乱加，如果加的不合理反而会对结构不利。下面以加大梁、柱这两类构件计算配筋作为最终实配钢筋而引起的相关问题进行分析弊端。 ▋直接放大梁的计算配筋会存在以下几个问题 1）如果随意放大梁的配筋，有可能会导致梁的配筋率大于1%，此时按照规范要求是需要进行双排布置钢筋的，这时候由于as发生了变化，as相比原来配筋计算时用到的as增大，导致受压区高度h0变小，这样实际上可能会导致增加的钢筋量有可能达不到用新的as计算的钢筋量，可能造成计算配筋结果偏小。 2）如果随意在计算配筋基础上加大支座处的梁受拉配筋会导致梁端计算的截面相对受压区高度发生变化，有可能无法满足规范要求的相对界限受压区高度，或者构造配筋要求，这样就无法保证梁构件的延性。原来计算出的受拉、受压面积是按照对应抗震等级要求下的构造面积及相对界限受压区高度双控的结果。 3）如果随意在计算配筋基础上加大支座处的梁受拉配筋会导致梁端部实际受弯承载力变大，对于强柱弱梁的实现不利。软件中强柱弱梁的处理是按照柱端部地震作用组合下的弯矩乘以对应抗震等级下的调整系数，得到柱计算配筋。实际上梁的实际受弯承载力还应该包括在翼缘范围内板钢筋的作用，仅按照直接放大柱端组合弯矩调整系数方式很难实现强柱弱梁，如果再增大梁端受拉钢筋，由于柱钢筋不变，会进一步导致强柱弱梁更难以实现。 4）如果随意在计算配筋基础上加大支座处梁受拉配筋会导致梁端部实际受弯承载力变大，这也不利于梁端塑性铰机制的出现。有可能由于钢筋的增加导致梁端部实际受弯承载力大于跨中，出现梁出现塑性铰时跨中先于支座部位。规范中对梁配筋要求梁跨中弯矩不小于按照简支梁计算的跨中弯矩设计值的50%，也是期望在竖向荷载下，梁跨中受弯承载力高于支座部位。如果加大梁端计算钢筋，规范这条有可能就名存实亡了。 5）如果随意在计算配筋基础上加大支座处梁受拉配筋，增大到当实际配筋大于2%时，梁端加密区的最小直径要增大2mm，因此，如果增加钢筋量有可能会导致对箍筋的配置有一定的影响，这容易被设计师忽略掉。 ▋放大柱的计算配筋会存在以下几个问题 1）如果随意在计算配筋基础上加大柱的纵筋面积，会造成本层的抗剪承载力发生变化，有可能引起新的抗剪承载力薄弱层。在SATWE中计算楼层抗剪承载力之 钢筋计算原理及计算方法 钢筋重量=钢筋长度*根数*理论重量 钢筋长度=净长+节点锚固+搭接+弯钩（一级抗震） 柱 基础层：筏板基础〈=2000mm时，基础插筋长度=基础层层高-保护层+基础弯折a+基础纵筋外露长度HN/3+与上层纵筋搭接长度LLE （如焊接时，搭接长度为0） 筏板基础〉2000mm时，基础插筋长度=基础层层高/2-保护层+基础弯折a+基础纵筋外露长度HN/3+与上层纵筋搭接的长度LLE（如焊接时，搭接长度为0） 地下室：柱纵筋长度=地下室层高-本层净高HN/3+首层楼层净高HN/3+与首层纵筋搭接LLE（如焊接时，搭接长度为0） 首层：柱纵筋长度=首层层高-首层净高HN/3+max(二层净高HN/6，500，柱截面边长尺寸（圆柱直径）)+与二层纵筋搭接的长度LLE（如焊接时，搭接长度为0） 中间层：柱纵筋长度=二层层高-max(二层层高HN/6，500，柱截面尺寸（圆柱直径）)+max（三层层高HN/6，500，柱截面尺寸（圆柱直径））+与三层搭接LLE（如焊接时，搭接长度为0） 顶层： 角柱：外侧钢筋长度=顶层层高－max（本层楼层净高HN/6，500，柱截面长边尺寸（圆柱直径））－梁高+1.5LAE 内侧钢筋长度=顶层层高－max(本层楼层净高HN/6，500，柱截面长边尺寸（圆柱直径）)-梁高+LAE 其中锚固长度取值： 当柱纵筋伸入梁内的直径长〈LAE时，则使用弯锚，柱纵筋伸至柱顶后弯折12d，锚固长度=梁高-保护层+12d；当柱纵筋伸入梁内的直径长〉=LAE时，则使用直锚：柱纵筋伸至柱顶后截断，锚固长度=梁高-保护层， 当框架柱为矩形截面时，外侧钢筋根数为：3根角筋，b边钢筋总数的1/2，h边总数的1/2。 内侧钢筋根数为：1根角筋，b边钢筋总数的1/2，h边总数的1/2。 边柱：外侧钢筋长度=顶层层高－max（本层楼层净高HN/6，500，柱截面长边尺寸（圆柱直径））－梁高+1.5LAE 内侧钢筋长度=顶层层高－max(本层楼层净高HN/6，500，柱截面长边尺寸（圆柱直径）)-梁高+LAE 当框架柱为矩形截面时，外侧钢筋根数为：2根角筋，b边一侧钢筋总数 内侧钢筋根数为：2根角筋，b边一侧钢筋总数，h边两侧钢筋总数。 中柱：纵筋长度=顶层层高-max（本层楼层净高Hn/6，500，柱截面长边尺寸（圆柱直径））-梁高+锚固 其中锚固长度取值： 当柱纵筋伸入梁内的直径长〈LAE时，则使用弯锚，柱纵筋伸至柱顶后弯折12d，锚固长度=梁高-保护层+12d；当柱纵筋伸入梁内的直径长〉=LAE时，则使用直锚：柱纵筋伸至柱顶后截断，锚固长度=梁高-保护层， 梁 梁的平面表示方法： 集中标注- 1、梁编号 2、截面尺寸 3、箍筋 4、上部贯通筋或架立钢筋 5、侧面纵向构造钢筋或受扭钢筋 6、梁顶面标高高差 原位标注 7、梁支座上部筋 8、梁下部钢筋 弹性地基梁结构5种计算模式的选择 弹性地基梁结构在进行计算时，程序给出了5种计算模式，现对这5种模式的计算和选择进行一些简单介绍。 ⑴按普通弹性地基梁计算：这种计算方法不考虑上部刚度的影响，绝大多数工程都可以采用此种方法，只有当该方法时基础设计不下来时才考虑其他方法。 ⑵按考虑等代上部结构刚度影响的弹性地基梁计算：该方法实际上是要求设计人员人为规定上部结构刚度是地基梁刚度的几倍。该值的大小直接关系到基础发生整体弯曲的程度。而上部结构刚度到底是地基梁刚度的几倍并不好确定。因此，只有当上部结构刚度较大、荷载分布不均匀，并且用模式1算不下来时方可采用，一般情况可不用选它。 ⑶按上部结构为刚性的弹性地基梁计算：模式3与模式2的计算原理实际上最一样的，只不过模式3自动取上部结构刚度为地基梁刚度的200倍。采用这种模式计算出来的基础几乎没有整体弯矩，只有局部弯矩。其计算结果类似传统的倒楼盖法。 该模式主要用于上部结构刚度很大的结构，比如高层框支转换结构、纯剪力墙结构等。 ⑷按SATWE或TAT的上部刚度进行弹性地基架计算：从理论上讲，这种方法最理想，因为它考虑的上部结构的刚度最真实，但这也只对纯框架结构而言。对于带剪力墙的结构，由于剪力墙的刚度凝聚有时会明显地出现异常，尤其是采用薄壁柱理论的TAT软件，其刚度只能凝聚到离形心最近的节点上，因此传到基础的刚度就更有可能异常。所以此种计算模式不适用带剪力墙的结构。 另外，设计人员在采用《JCCAD用户手册及技术条件》附录C中推荐的基床反力系数K时，该值已经包含上部刚度了，所以没有必要再考虑一次。 ⑸按普通梁单元刚度的倒楼盖方式计算：模式5是传统的倒楼盖模型，地基梁的内力计算考虑了剪切变形。该计算结果明显不同与上述四种计算模式，因此一般没有特殊需要不推荐使用。 钢筋混凝土梁计算 一、设计要求: C30 结构安全等级: 一级 混凝土强度等级: C30 钢筋等级: HRB335 弯矩设计值M＝150.000000（kN-m） 矩形截面宽度b＝250.0（mm） 矩形截面高度h＝500.0（mm） 钢筋合力点至截面近边的距离a＝35.0（mm）二、计算参数: 根据设计要求查规范得: ◇重要性系数γ0＝1.1 ◇混凝土C30的参数为: 系数α1＝1.00 系数β1＝0.80 混凝土轴心抗压强度设计值fc＝14.3（N/mm2） 混凝土轴心抗拉强度设计值ft＝1.43（N/mm2） 正截面混凝土极限压应变εcu＝0.00330 ◇钢筋HRB335的参数为: 普通钢筋抗拉强度设计值fy＝300（N/mm2） 普通钢筋弹性模量Es＝2.0（×100000N/mm2） 三、计算过程: ◇截面有效高度: h0＝h－a＝465.0（mm） ◇相对受压区高度计算: ξb＝β1／（1＋fy／Es／εcu）＝0.550 ξ＝1－√￣［1－2×γ0×M／（α1×fc×b×h0×h0）］＝0.243 ξ≤ξ b ◇钢筋截面面积计算: As＝α1×fc×b×h0×ξ／fy＝1208.0（mm2） ◇配筋率验算: 规范要求最小配筋率ρmin＝取大者（0.2％，45×ft／fy％）＝0.21（%） As≥ρmin×b×h＝262.5（mm2） ─────单筋矩形截面受弯构件正截面配筋计算书─────C15二级 一、设计要求: 结构安全等级: 二级 混凝土强度等级: C15 钢筋等级: HRB335 弯矩设计值M＝150.000000（kN-m） 矩形截面宽度b＝250.0（mm） 张家口市某农产品交易市场办公楼 梁板配筋计算书 1、楼板的配筋计算； 楼板厚80㎜，混凝土用C30,钢筋用HRB335，FC=14.3N∕m ㎡,Ft=1.43,Fy=300,∮b=0.55 Ho=H-20=80-20=60 确板宽1000㎜为计算单位 板的自重；24×0.08×1=1.92KN∕M 活荷载；Qk=2 KN∕㎡ 2 KN∕㎡×1m=2KN/m q=1.2×1.92+1.4×2=5.104KN/m M=1/8q×L×L=1/8×5.104×2.7×2.7=4.35102KN.M αs=M/Fc.B.Ho.Ho=(4.65102×1000000)/(14.3×60×60×1000)=0.09 ∮=1-√1-2×αs=1-√1-2×0.09=0.1 As=∮FC B.Ho/Fy=0.1×14.3×1000×60/300=286 m㎡e=286/1000×80=0.3﹪符合钢筋的最小配筋率 ∮=0.1＜∮b=0.55 取4φ12 配筋净距离=（1000-2×20-4×12）/3=310mm＞250mm 不符合规范所以取 5φ10配筋净距离=（1000-2×20-5×10）/4=227mm 按规范取@=250mm 选筋。选用5φ10@250 2、梁的配筋计算； 混凝土采用C30,钢筋采用HRB335, 选定截面尺寸h=2700/9=300㎜ B=300/2=150㎜ 梁的自重；1×0.15×0.3×25=1.125 KN/m 活荷载标准值=2 KN∕㎡ 活荷载；q1=2×6=12 KN/m q2=1.92×6=11.52 KN/m Yg=1.2 Yq=1.4 q=1.125×1.2+23.52×1.4=34.278 KN/m M=1/8Q×L×L=1/8×34.278×2.7×2.7=31.24 KN.M αs =M/Fc.b.Ho.Ho=3.124×10000000/14.3×150×280×280=0.19 ∮=1-√1-2×αs=1-√1-2×0.19=0.2 As=∮Fc.b.Ho/Fy=0.2×14.3×150×280/300=400m㎡ e=400/300×150=0.8﹪符合梁的经济配筋率选筋4φ12 ＠84 3、梁的箍筋计算 箍筋采用HPB235，混凝土采用C30. 梁承受的均部荷载=q1+q2=23.52KN/m 求支座处剪力的设计值；V=1/2qLo=1/2×34.278×1.4×2.7=64.79KN Hw=Ho=300-20=280㎜ 280/150=1.9<4 0.25FC.B.Ho=0.25×14.3×150× 280=150150N=150.15KN>V=64.79KN弹性地基梁法(“m”法)公式以及地下连续墙计算书
梁配筋计算
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