鋼結(jié)構(gòu)梁柱估算

鋼結(jié)構(gòu)梁柱估算梁的設(shè)計：型鋼梁設(shè)計由梁的荷載和支承情況根據(jù)內(nèi)力計算得到梁的最大彎矩，根據(jù)選用的型鋼材料確定其抗彎強(qiáng)度設(shè)計值，由此求得所需要的梁凈截面抵抗矩，然后在型鋼規(guī)格表中選擇型鋼的型號。最后對選定的型鋼梁截面進(jìn)行強(qiáng)度、剛度和整體穩(wěn)定驗算。組合梁設(shè)計梁的截面選擇步驟為：估算梁的高度(一般用經(jīng)濟(jì)高度)、確定腹板的厚度和翼緣尺寸，然后驗算梁的強(qiáng)度、穩(wěn)定和剛度。柱的設(shè)計：實腹柱設(shè)計截面選擇的步驟如下：假定柱的長細(xì)比，一般在50-90范圍之內(nèi)，軸力大而長度小時，長細(xì)比取小值，反之取大值；根據(jù)已假定的長細(xì)比，查得軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)。然后根據(jù)已知軸向力和鋼材抗壓強(qiáng)度設(shè)計值求得所需截面積；求出截面兩個主軸方向所需的回轉(zhuǎn)半徑(根據(jù)已知的兩個方向的計算長度和長細(xì)比)；由此計算出截面輪廓尺寸的高和寬；通過求得的截面面積和寬以及高，再根據(jù)構(gòu)造要求、鋼材規(guī)格等條件，選擇柱的截面形式和確定實際尺寸；驗算實腹柱的截面強(qiáng)度、剛度，整穩(wěn)和局穩(wěn)；格構(gòu)柱設(shè)計截面選擇的步驟如下：假定長細(xì)比，一般在50-90之間；計算柱繞實軸整體穩(wěn)定，用與實腹柱相同的方法和步驟選出肢件的截面規(guī)格。根據(jù)假定的長細(xì)比，查穩(wěn)定系數(shù)，最后確定所需的截面面積；計算所需回轉(zhuǎn)半徑；算出截面輪廓尺寸寬度和高度；計算虛軸長細(xì)比；通過求得的面積、高度和寬度以及考慮到鋼材規(guī)格及構(gòu)造要求選擇柱的截面形式和確定實際尺寸。強(qiáng)度、剛度和整穩(wěn)驗算；綴條設(shè)計和綴板設(shè)計；回轉(zhuǎn)半徑就是慣性半徑。定義：任意形狀截面的面積為A,則圖形對y軸和z軸的慣性半徑分別為iy=sqrt(Iy/A),iz=sqrt(Iz/A).特征：慣性半徑是對某一坐標(biāo)軸定義的；慣性半徑的量綱為長度的一次方，單位為M；慣性半徑的值恒為正。用處：慣性矩Ix,回轉(zhuǎn)半徑ix=sqrt(Ix/A),長細(xì)比入x=lox/ix,截面驗算：局部穩(wěn)定b/t=(10+0.1入)sqrt(235/fy);)sqrt(235/fy).入h0/tw=(25+0.5.知道了柱子的軸力和計算長度-假定長細(xì)比初步估計截面-選定截面計算長細(xì)比，回轉(zhuǎn)半徑慣性矩等-截面驗算。粱、柱、板截面取值粱、柱、板截面取值原則一、柱按照《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010-2002。柱的最小邊的尺寸為300mm，但工程中一般框架柱截面高、寬均不小于400mm。二、粱1、框架粱(1)、粱寬一般取250mm、300mm、350mm(2)、粱高取跨度的1/10-1/13次粱(1)、寬度為200mm、250mm(2)、粱高為1/10-1/14懸挑梁一般取為懸臂長的1/4~1/6常用的梁高有：250、300、…、750、800、900、1000。常用的梁寬有：120、150、180、200、220、250、300、以50的模數(shù)遞增?，F(xiàn)澆結(jié)構(gòu)中，一般主梁至少應(yīng)比次梁高出50mm，如主梁下部鋼筋為雙層配置，或附加橫向鋼筋采用吊筋時，應(yīng)高出100mm。經(jīng)濟(jì)夸度：板：1.7-2.7m，主梁：5-8m，次梁：4-6m。粱截面尺寸取值原則說明懸臂多跨連續(xù)簡支構(gòu)件種類序號.次梁?現(xiàn)澆整體肋形梁主梁現(xiàn)澆整體肋形梁獨(dú)立梁TOC\o"1-5"\h\z框架梁?現(xiàn)澆整體式框架梁框架梁?裝配整體式或裝配式框架梁框架扁梁?現(xiàn)澆整體式鋼筋混凝土框架扁梁框架扁梁?預(yù)應(yīng)力混凝土框架扁梁三、板在一般荷載下，板厚度取板跨的1/36-1/45左右，但不小于100mm（個別房間也不應(yīng)小于80mm）。板的最小高跨比板的支承形式板的類型單向板雙向板懸臂板無梁樓板簡支1/351/451/35（有柱冒）連續(xù)1/401/501/121/30（無柱冒）注：板厚/板短邊方向的計算跨度框架梁、柱截面尺寸及材料[來自《混凝土結(jié)構(gòu)》P437]一、梁的截面尺寸（1）、梁截面高度主梁?。?/8---1/14次梁?。?/8---1/12[來自《混凝土結(jié)構(gòu)》P266]現(xiàn)澆式?裝配式?（為梁的計算跨度，當(dāng)梁上較大荷載設(shè)備時，還可以加大，但不宜大于凈跨的1/4）（2）、梁截面高度?且宜3200mm二、柱的截面尺寸理論一：柱截面尺寸的確定方法，一般是根據(jù)柱的軸向壓力設(shè)計值估算，建議式中：A—柱的截面面積；一混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計值N一柱軸壓力設(shè)計值，可按該柱負(fù)荷面積大小，根據(jù)豎向荷載的經(jīng)驗數(shù)據(jù)估算；根據(jù)設(shè)計經(jīng)驗，民用建筑多層框架結(jié)構(gòu)的豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值（恒+活）平均為14kN/m2左右。對于住宅（輕質(zhì)墻體）一般為14?15kN/m2,墻體較少的其他民用建筑一般為13?。這些經(jīng)驗數(shù)據(jù)，可作為初步設(shè)計階段估算墻、柱及基礎(chǔ)荷載，初定構(gòu)件截面14kN/m2.尺寸的依據(jù)。一般民用建筑，如住宅樓、辦公樓等，其樓面活茶載標(biāo)準(zhǔn)值較?。?.0kN/m2），僅占總豎向荷載的10%?15%。故為簡化起見，在設(shè)計中往往不考慮活載的折減，偏安全地取滿載分析計算。恒、活載綜合分項系數(shù)為1.25。由A可定出柱截面的高度和寬度。柱截面可做成矩形或方形。一般要求：不宜小于400mm；不宜小于300mm。理論二：柱截面的高度和寬度應(yīng)大于柱計算長度的（）的1/25，即、>，一般可?。?，為層高。也可根據(jù)柱子支撐樓板的面積所承受的恒載、活載及墻重等，計算柱的最大豎向軸力設(shè)計值，考慮水平荷載的影響乘上系數(shù)預(yù)估柱子截面尺寸。式中一一柱組合的軸向壓力設(shè)計值；S——按簡支狀態(tài)計算的柱的負(fù)載面積；——折算在單位面積上的重力荷載代表值；——考慮地震作用組合后柱軸壓力增大系數(shù)；非地震1.05?1.10;地震1.10?1.20——驗算截面以上樓層層數(shù)；——框架柱軸壓比限值，對一級、二級和三級抗震等級，分別取0.65,0.75和0.85。非地震?地震?一級抗震等級二級抗震等級一混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計值）（三級抗震等級.抗震等級表序號結(jié)構(gòu)類型設(shè)防烈度67891框架結(jié)構(gòu)房屋高度（m）<25>25<35>35<35>35<252框架四三三二二柱子截面一般取不宜小于400mm；不宜小于350mm，柱子凈高與截面的高度之比宜大于4,否則為短柱。地震地區(qū)柱子截面宜是方形或接近方形的矩形?？蚣苤孛娴目焖俟浪?007-10-1620:45柱截面估算：1、估算公式：Ac>=Nc/（a*fc）其中：a----軸壓比（一級0.7、二級0.8、三級0.9，短柱減0.05）fc---砼軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計值Nc---估算柱軸力設(shè)計值2、柱軸力設(shè)計值：Nc=1.25CBN其中：N---豎向荷載作用下柱軸力標(biāo)準(zhǔn)值（已包含活載）B---水平力作用對柱軸力的放大系數(shù)七度抗震：B=1.05、八度抗震：B=1.10C---中柱C=1、邊柱C=1.1、角柱C=1.2N=nAq、豎向荷載作用下柱軸力標(biāo)準(zhǔn)值：3.其中：n---柱承受樓層數(shù)A---柱子從屬面積q---豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值（已包含活載）框架結(jié)構(gòu)：10~12（輕質(zhì)磚）、12~14（機(jī)制磚）框剪結(jié)構(gòu)：12~14（輕質(zhì)磚）、14~16（機(jī)制磚）筒體、剪力墻結(jié)構(gòu)：15~18單位：KN/（M*M）4、適用范圍軸壓比控制小偏心受壓或軸心受壓柱的破壞，因此適用于高層建筑中的底部樓層柱截面的估算梁高按構(gòu)造取：剪支梁一一1/8?1/12連續(xù)梁——1/12?1/15挑梁1/5?1/6梁寬與梁高比為1/3?1/2，柱寬要大于梁寬，所以由梁寬得出柱寬，同時，我們也要考慮層高及柱子的主要受力方向來調(diào)整柱子的尺寸，以及通過PK驗算柱的軸壓比來調(diào)整柱子的尺寸?樓板厚度按構(gòu)造?。?/35單向板：短邊的.雙向板：短邊的1/40懸臂板：懸臂長的1/12不過個人覺得板厚一般不要小于80，通常取的板厚有80，100，120，130，150樓板厚度估算：單向板：短邊的1/35雙向板：短邊的1/40懸臂板：懸臂長的1/12梁高與跨度的關(guān)系主梁一般取為跨度的1/8~1/12次梁一般取為跨度的1/12~1/15懸挑梁一般取為懸臂長的1/4-1/6梁寬主梁200，250，300……次梁200型鋼梁設(shè)計較為簡單，焊接組合截面梁稍復(fù)雜，難點(diǎn)在于初始截面的假定。我總結(jié)了個截面假定步驟：1、截面高度h：1）容許最大高度hmax。由于建筑或工藝專業(yè)的限制，梁高不能突破的高度。6fl2/[w]-0.778x103hmin。hmin剛度要求的最小高度2）3）經(jīng)濟(jì)梁高h(yuǎn)e。he=7?（Wx/）1/3-300mm最終梁高的確定：hminWhWhmax且h^he2、腹板厚度tw：1）抗剪要求的最小厚度twmin。twmin=1.2Vmax/（h0?fv）2）經(jīng)濟(jì)厚度twe。twe=h01/2/3.53）構(gòu)造要求。規(guī)范GB50017規(guī)定：h0/twW250?（235/fy）1/2最終腹板厚度的確定：tw3twmin,tw^twe并滿足構(gòu)造要求。3、翼緣板的寬度b、厚度t：根據(jù)WX/的值，先算出翼緣板面積Af,再確定b、t。1）翼緣板面積Af。Af3Wx//h0-tw?h0/62）翼緣板的寬度b、厚度t。已知Af確定b、t時，需考慮以下條件：①b=h/6~h/2.5②b3180mm③t3（Af/26）1/2此處順便驗算了翼緣板的局部穩(wěn)定，即自由寬厚比。至此梁截面的所有參數(shù)都已初步確定。門式剛架規(guī)程適用范圍：跨度：宜9-36米。高度：宜4.5-9米。挑檐長度：宜0.5-1.2米。吊車：可設(shè)置起重量<3噸的懸掛起重機(jī)，起重量<20噸的輕、中級工作制的單梁或雙梁橋式車。一、如何既保證強(qiáng)度，穩(wěn)定性等指標(biāo)，又兼顧結(jié)構(gòu)的剛度在設(shè)計中，人們常常比較重視強(qiáng)度，穩(wěn)定性等指標(biāo)，由于大部分程序不對結(jié)構(gòu)的剛度進(jìn)行比較，而忽略了結(jié)構(gòu)的剛度。.提高結(jié)構(gòu)的剛度的方法：構(gòu)件的翼緣，腹板不要太厚（6-12mm）翼緣的寬度不要太寬（150-220），盡量用高度調(diào)整強(qiáng)度，穩(wěn)定性等指標(biāo)二、如何確定梁的分段比：為了降低用鋼量，對梁進(jìn)行分段是個有效的措施之一。分段比的確定：1、分段點(diǎn)的確定2、一般比率：1：2：1或1：23、參照彎距圖調(diào)整三、如何定義梁、柱的平面外計算長度：梁、柱平面外計算長度應(yīng)取側(cè)向支撐點(diǎn)的距離；當(dāng)兩翼緣側(cè)向支撐點(diǎn)間的距離不等時，應(yīng)取最大受壓翼緣側(cè)向支撐點(diǎn)間的距離。一般取隅撐的間距。注意：邊柱的平面外計算長度中柱的平面外計算長度四、支撐的布置：無吊車門剛的支撐布置：1、在每個溫度區(qū)段或分期建設(shè)的區(qū)段中，應(yīng)分別設(shè)置能獨(dú)立構(gòu)成空間穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的支撐體系。2、在設(shè)置柱間支撐的開在同時設(shè)計屋蓋橫向水平支撐，以組成幾何不變體系。.3、有托架，托架處應(yīng)局部加強(qiáng)時，有較大振動設(shè)備，且對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定影響時或?qū)S房有較大空間剛度要求時，可設(shè)置縱向水平支撐。4、柱間支撐的間距一般取30米一40米，且不大于60米。5、當(dāng)房屋較高時，柱間支撐應(yīng)分層設(shè)置。6、當(dāng)端部支撐設(shè)在第二開間時，在第一開間的相應(yīng)位置應(yīng)設(shè)剛性系桿7、在剛架轉(zhuǎn)折處（柱頂和屋脊）應(yīng)設(shè)剛性系桿。8、由支撐斜桿、豎桿組成的水平桁架和柱間豎向平面內(nèi)的桁架，其直腹桿應(yīng)按剛性系桿考慮，可由檁條兼作。9、門式剛架的支撐宜采用張的十字交叉圓鋼支撐，常用①18?①22或更大。10、圓鋼支撐與剛架構(gòu)件的連接，一般不設(shè)連接板，可直接在剛架構(gòu)件上靠外側(cè)設(shè)孔連接。當(dāng)腹板厚度W5mm時，應(yīng)對支撐孔周邊進(jìn)行加強(qiáng)。有吊車門剛的支撐布置：1、當(dāng)柱較高或有較大噸位（>5噸）的橋式吊車時宜采用型鋼作為支撐。2、剛性系桿不宜用檁條代替，可用鋼管、H型鋼、十字型角鋼等截面形式的構(gòu)件。3、柱間支撐的間距一般<40米，應(yīng)盡量取下限。五、剛接柱腳的節(jié)點(diǎn)設(shè)計：1