梁柱设计经验结构设计心得2
5井字梁
钢筋混凝土是从钢筋混凝土双向板演变而来的一种结构形式。
双向板是受弯构件，当其跨度增加时，相应板厚也随之加大。但板的下部受拉区的混凝土一般都不考虑它起作用，受拉主要靠下部钢筋承担。因此，在双向板的跨度较大时，为了减轻板的自重，我们可以把板的下部受拉区的混凝土挖掉一部分，让受拉钢筋适当集中在几条线上，使钢筋与混凝土更加经济、合理地共同工作。这样双向板就变成为在两个方向形成井字式的区格梁，这两个方向的梁通常是等高的，不分主次梁，一般称这种双向梁为井字梁(或网格梁)。井字梁的支承井字梁楼盖四周可以是墙体支承，也可以是主梁支承。墙体支承的情况是符合计算图表的假定条件：井字梁四边均为简支。当只有主梁支承时，主梁应有一定的刚度，以保证其绝对不变形。井字梁截面高度的取值以刚度控制为主，除考虑楼盖的短向跨度和计算荷载大小外，还应考虑其周边支承梁抗扭刚度的影响。由于井字梁楼盖的受力及变形性质与双向板相似，井字梁本身有受扭成分，故宜将梁距控制在3m以内,一般可按简支端计算。当井字梁周边有柱位时，可调整井字梁间距以避开柱位，靠近柱位的区格板需作加强处理，若无法避开，则可设计成大小井字梁相嵌的结构形式。井字梁楼盖两个方向的跨度如果不等，则一般需控制其长短跨度比不能过大。长跨跨度L1与短跨跨度L2之比L1/L2最好是不大于1.5，如大于1.5小于等于2，宜在长向跨度中部设大梁,形成两个井字梁体系或采用斜向布置的井字梁，井字梁可按45°对角线斜向布置。两个方向井字梁的间距可以相等，也可以不相等。如果不相等，则要求两个方向的梁间距之比a/b=1.0~2.0。实际设计中应尽量使a/b在1.0~1.5之间为宜，最好按井字梁计算图表中的比值来确定，应综合考虑建筑和结构受力的要求,一般取值在1 2～3ｍ较为经济,但不宜超过3.5ｍ。两个方向井字梁的高度h应相等，可根据楼盖荷载的大小，取h=L2/20,但最小h不得小于短跨跨度1/30.梁宽=取梁高1/3（h较小时）1/4（h较大时），但梁宽不宜小于120mm。井字梁的挠度f一般要求f≤1/250，要求较高时f≤1/400。井字梁的楼板井字梁现浇楼板按双向板计算，不考虑井字梁的变形，即假定双向板支承在不动支座上。双向板的最小板厚为80mm，且应大于等于板较小边长的1/40。
井式梁板结构的布置方式：（来源：《混凝土结构构造手册》第三版 中国有色工
程设计研究总院主编）井式梁板结构的布置一般有以下五种，下面分别于以说明。
1、 式网格梁网格梁的方向与屋盖或楼板矩形平面两边相平行。正向网格梁 宜用于长边与短边之比不大于1.5的平面，且长边与短边尺寸越接近越好
2、斜向 网格梁当屋盖或楼盖矩形平面长边与短边之比大于1.5时，为提高各项梁承受荷载 的效率，应将井式梁斜向布置。该布置的结构平面中部双向梁均为等长度等效率，于矩形平面的长度无关。当斜向网格梁用于长边与短边尺寸较接近的情况， 平面四角的梁短而刚度大，对长梁起到弹性支承的作用，有利于长边受力。为构 造及计算方便，斜向梁的布置应与矩形平面的纵横轴对称，两向梁的交角可以是正交也可以是斜交。此外斜向矩形网格对不规则平面也有较大的适应性。
3、三向 网格梁当楼盖或屋盖的平面为三角形或六边形时，可采用三向网格梁。这种布置 方式具有空间作用好、力合理、可减小结构高度等优点。
4、设内柱的 网格梁当楼盖或屋盖采用设内柱的井式梁时，一般情况沿柱网双向布置主梁，再 在主梁网格内布置次梁，主次梁高度可以相等也可以不等。
5、有外伸悬挑的网格 梁单跨简支或多跨连续的井式梁板有时可采用有外伸悬挑的网格梁。这种布置方 式可减少网格梁的跨中弯矩和挠度
规范规定框架梁的纵向受拉钢筋最小配筋率为0.2%，最大配筋率为2.5%；
对于框架梁，其纵向受拉钢筋的配筋率取0.4%~1.5%较适宜。
框架梁配筋的调整
框架梁显示的配筋是梁按强度计算的配筋量，调整的目的是解决梁的裂缝宽度超限和“强剪弱弯”的问题。
（一）缝宽度超限问题
在配筋率一定时，选用小直径的钢筋可以增加混凝土的握裹面积、减少梁的裂缝宽度。增大配筋率是减小梁裂缝宽度的直接方法。提高混凝土的强度等级，亦可减小梁的裂缝宽度，但影响较小。设计人如不注意框架梁的裂缝宽度是否超限即出施工图，这样的图纸存在有不符合规范的缺陷。仔细检查梁的裂缝宽度，如果改用小直径的钢筋后梁的裂缝宽度仍然超限，就要增加梁的配筋或加大梁的截面尺寸，调整至满足规范要求。
（二）强剪弱弯问题
框架结构设计中，应力求做到在地震作用下框架梁的梁端斜截面受剪承载力应高于正截面受弯承载力，即“强剪弱弯”。
笔者建议：具体在调整梁的配筋时，可做以下几项调整：
1） 梁端负弯矩钢筋可不放大（系数采用1）；
2） 梁的跨中受拉钢筋可放大1.1~1.3倍；
3） 梁端箍筋的直径可增加2mm；
4） 按构造要求对于跨度大于6m的框架梁设弯起钢筋。
注意我这里说的是弹性支撑，大家都是科班出身，应该知道弹性支撑的情况并不是只和线刚度比有关，还与跨度本身有关，大家可以根据《建筑结构静力计算手册》或者用可以改变支座情况的小软件自己去算算，比较一下就可以发现：
1）i主/i次越大，主梁变形越小，越接近不动铰支。
2）L主/L次比值越小，主梁变形越小，越接近不动铰支，所以支座情况不只是与线刚度比有关，还与跨度有关。
以前在我师傅的指引下我计算了一下，现在给出自己一点意见：
1、不动铰支点条件：1）L主/L次不大于1，i主/i次不小于4。2）1小于L主/L次小于2，i主/i次不小于8。3）L主/L次大于2，i主/i次不小于16
2、其他情况本应该归结为弹性支撑。但是计算时候为了方便，可以去铰，注意以下几点：1）去铰以后对与次梁（板），支座弯矩偏小，跨中弯矩偏大，所以支座要适当加强负筋。2）对于主梁，跨中计算值却偏小小需要注意加强。
基础拉梁：
框架单独柱基有下列情况之一时，宜沿两个主轴方向设置基础拉梁：
(1)抗震等级为一级的框架和Ⅳ类场地的二级框架；
(2)各柱基础承受的重力荷载代表值差别较大；
(3)基础埋置较深，或各基础埋置深度差别较大；
(4)地基主要受力层范围内存在软弱粘性土层、液化土层和严重不均匀土层。
拉梁根据其位置及作用不同，应采取不同的计算方法。
1)拉梁截面的高度取（1/15～1/20）L，宽度取（1/25～1/30）L，其中L为柱间距
2)当多层框架结构无地下室，柱下独立基础埋置深度又较深时，为了减小底层柱的计算长度和底层位移，在±0，00以下适当位置设置的基础拉梁，从基础顶面至拉梁顶面为一层，从拉梁顶面至首层顶面为二层，即将原结构增加一层进行分析。所以，框架梁(含拉梁)和柱的最终配筋宜取上述两次计算结果的较大值。
3)当多层框架结构无地下室，柱下独立基础埋置深度较浅而设置拉梁，一般应设置在基础顶面，此时拉梁的配筋计算，可采用下列方法之一：(1)取拉梁所拉结的柱子中轴力较大者的l/10作为拉梁的轴心拉(压)力，拉梁按轴心受拉(压)构件计算。此时柱基础按偏心受压考虑。基础土质较好时，采用此法较为经济；(2)以拉梁平衡柱底弯矩，当抗震等级为一、二级的框架结构，柱底组合弯矩设计值尚应分别乘以l.5和l.25增大系数；柱基础按轴心受压考虑。如拉梁承托隔墙或其他竖向荷载，则应将竖向荷载所产生的弯矩与上述两种方法之一计算的内力进行组合，按拉(压)弯构件或受弯构件计算拉梁纵向受力钢筋。
拉梁截面配筋:应上下相同，各不小于2f14，箍筋不少于Φ18@200，
4）拉梁的配筋构造。拉梁纵向受力钢筋除满足计算要求外，正弯矩钢筋应全部拉通，负弯矩钢筋50％拉通。
二、柱的设计
1、一些柱设计的经验：
(1).地上为圆柱时，地下部分应改为方柱，方便施工。圆柱纵筋根数最少为8根，箍筋用螺旋箍，并注明端部应有一圈半的水平段。方柱箍筋应使用井字箍，并按规范加密。角柱、楼梯间柱应增大纵筋并全柱高加密箍筋。幼儿园不宜用方柱。
(2).原则上柱的纵筋宜大直径大间距，但间距不宜大于200。
(3).柱内埋管，由于梁的纵筋锚入柱内，一般情况下仅在柱的四角才有条件埋设较粗的管。管截面面积占柱截面4%以下时，可不必验算。柱内不得穿暖气管。
(4).柱断面不宜小于450X450，混凝土不宜小于C25，否则梁纵筋锚入柱内的水平段不容易满足0.45La的要求，不满足时应加横筋。异型柱结构，梁纵筋一排根数不宜过多，柱端部纵筋不宜过密，否则节点混凝土浇筑困难。当有部分矩形柱部分异型柱时，应注意异型柱的刚度要和矩形柱相接近，不要相差太大。
(5).柱应尽量采用高强度混凝土来满足轴压比的限制，减小断面尺寸。
(6).尽量避免短柱，短柱箍筋应全高加密，短柱纵筋不宜过大。
(7).考虑到竖向地震作用，柱子的轴压比及配筋宜留有余地。
(8).独立柱上或柱的中部（半层处）有挑梁时，挑梁长度应有限制。
在用PKPM软件计算梁柱时，应尽量采用TAT或SATWE三维软件。相对平面框架PK来讲，第一，计算结果更接近实际受力状态，如地震力或风力是按抗侧移刚度分配，而不是按框架的楼面从属面积，还如从框架柱出挑的梁和从次梁出挑的梁，因次梁的支座（框架梁）发生下沉变形，内力重分布，从框架柱出挑的挑梁配筋将较大。第二，快速方便，三维软件整体计算，不必生成单榀框架，再人工归并，可整楼归并。第三，TAT或SATWE还可以进行井式梁的计算，由于PKPM软件计算梁时仅按矩形计算，而井式梁的断面较小，有可能超筋，此时可取出弯距再按T型梁补充计算，不必直接加大梁高。在绘制施工图时，较大直径的钢筋连接宜用机械连接取代焊接，造价相差不大，但机械连接可靠并易于检查。机械连接接头位置可任意，但一次截断的钢筋不大于50%，接头位置应错开70d
2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。

梁柱设计经验结构设计心得3
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q=12~14KN/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=1.05~1.15
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 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 1.0
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。
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）
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。
1.根据建筑图确定柱网大小，然后根据A=（受荷面积*层敉*15）/（fc*轴压比）来估算柱截面尺寸
梁、柱设计中的重点注意或设计原则:
(1).
A抗震验算时不同的楼盖及布置(整体性)决定了采用刚性、刚柔、柔性理论计算。
B 抗震验算时应特别注意场地土类别。
C 8度超过5层有条件时，尽量加剪力墙，可大大改善结构的抗震性能。
D 框架结构应设计成双向梁柱刚接体系，但也允许部分的框架梁搭在另一框架梁上。
E 应加强垂直地震作用的设计，从震害分析，规范给出的垂直地震作用明显不足。
(2).
A 雨蓬不得从填充墙内出挑。
B 大跨度雨蓬、阳台等处梁应考虑抗扭。
C 考虑抗扭时，扭矩为梁中心线处板的负弯距乘以跨度的一半。
(3).框架梁、柱的混凝土等级宜相差一级。
(4).由于某些原因造成梁或过梁等截面较大时，应验算构件的最小配筋率。
(5).出屋面的楼电梯间不得采用砖混结构。
(6)
a框架结构中的电梯井壁宜采用粘土砖砌筑，但不能采用砖墙承重。
b应采用每层的梁承托每层的墙体重量。
c梯井四角加构造柱，层高较高时宜在门洞上方位置加圈梁。
d因楼电梯间位置较偏，梯井采用混凝土墙时刚度很大，其它地方不加剪力墙，对梯井和整体结构都十分不利。
(7).建筑长度宜满足伸缩缝要求，否则应采取措施。如：增大配筋率，通长配筋，改善保温，铺设架空层，加后浇带等。
(8).柱子轴压比宜满足规范要求。
(9).当采用井字梁时，梁的自重大于板自重，梁自重不可忽略不计。周边一般加大截面的边梁。
(10).过街楼处的梁上筋应通长，按偏拉构件设计。
(11).电线管集中穿板处，板应验算抗剪强度或开洞形成管井。电线管竖向穿梁处应验算梁的抗剪强度。
(12).构件不得向电梯井内伸出, 否则应验算是否能装下。电梯井处柱可外移或做成L型柱。
(13).验算水箱下、电梯机房及设备下结构强度。水箱不得与主体结构做在一起。
(14).当地下水位很高时，暖沟应做防水。一般可做U型混凝土暖沟，暖气管通过防水套管进入室内暖沟。有地下室时，混凝土应抗渗，等级S6或S8，混凝土等级应大于等于C25，混凝土内应掺入膨胀剂。混凝土外墙应注明水平施工缝做法，一般加金属止水片，较薄的混凝土墙做企口较难。
(15).采用扁梁时，应注意验算变形。
(16).突出屋面的楼电梯间的柱为梁托柱时应向下延伸一层，不宜直接锚入顶层梁内，并且托梁上铁应适当拉通。错层部位应采取加强措施。女儿墙内加构造柱，顶部加压顶。出入口处的女儿墙不管多高，均加构造柱，并应加密。错层处可加一大截面梁，上下层板均锚入此梁。
(17).等基底附加压力时基础沉降并不同。
(18).应避免将大梁穿过较大房间，在住宅中严禁梁穿房间。
(19).当建筑布局很不规则时，结构设计应根据建筑布局做出合理的结构布置，并采取相应的构造措施。如建筑方案为两端较大体量的建筑中间用很小的结构相连时(哑铃状)，此时中间很小的结构的板应按偏拉和偏压考虑。板厚应加厚，并双层配筋。
(20).较大跨度的挑梁下柱子内跨梁传来的荷载将大于梁荷载的一半。挑板道理相同。
面尺寸的调整
设计人员根据教科书建议的梁、柱截面尺寸的取值范围，结合自己的经验先对所有构件的大小初步确定一个尺寸。
(1)此时须注意尽可能使柱的线刚度与梁的线刚度的比值大于1。这是为了实现在罕遇地震作用下，让梁端形成塑性铰时，柱端仍可处于非弹性工作状态而没有屈服，但节点还处于弹性工作阶段的目的。即“强柱弱梁强节点”。将初步确定的尺寸输入计算机进行试算，一般可得到下述三种结果：
1）部分梁柱仅为构造配筋。此时可根据电算显示的梁的裂缝宽度和柱的轴压比大小，适当减小梁、柱的截面尺寸再试算。
2）部分梁显示超筋或裂缝宽度>0.3mm，部分柱的轴压比超限或配筋过大（试算时可控制柱的配筋率不大于3%）。此时可适当放大这部分梁、柱的截面尺寸再试算。
3）梁、柱的截面尺寸均合适，勿需调整，此时要进一步观察梁、柱的配筋率是否合适。
二、梁、柱的适宜配筋率
原则：掌握配筋率“适中”为宜。这个“适中”指在规范规定的区域内取中间段，其值约相当于定额含钢量。
规范规定框架梁的纵向受拉钢筋最小配筋率为0.2%，最大配筋率为2.5%；
框架柱的纵向钢筋配筋率区间为0.6%~5%。
笔者建议： 对于框架梁，其纵向受拉钢筋的配筋率取0.4%~1.5%较适宜。
对于框架柱，其全部纵向受力钢筋的配筋率取1%~3%较适宜。
梁、柱配筋率的上限在试算在试算阶段宜留有一定余地，因为下一部梁、柱配筋的调整还需要一定空间。
三、框架梁配筋的调整
框架梁显示的配筋是梁按强度计算的配筋量，调整的目的是解决梁的裂缝宽度超限和“强剪弱弯”的问题。
（一）缝宽度超限问题
在配筋率一定时，选用小直径的钢筋可以增加混凝土的握裹面积、减少梁的裂缝宽度。增大配筋率是减小梁裂缝宽度的直接方法。提高混凝土的强度等级，亦可减小梁的裂缝宽度，但影响较小。设计人如不注意框架梁的裂缝宽度是否超限即出施工图，这样的图纸存在有不符合规范的缺陷。仔细检查梁的裂缝宽度，如果改用小直径的钢筋后梁的裂缝宽度仍然超限，就要增加梁的配筋或加大梁的截面尺寸，调整至满足规范要求。
（二）强剪弱弯问题
框架结构设计中，应力求做到在地震作用下框架梁的梁端斜截面受剪承载力应高于正截面受弯承载力，即“强剪弱弯”。
笔者建议：具体在调整梁的配筋时，可做以下几项调整：
1） 梁端负弯矩钢筋可不放大（系数采用1）；
2） 梁的跨中受拉钢筋可放大1.1~1.3倍；
3） 梁端箍筋的直径可增加2mm；
4） 按构造要求对于跨度大于6m的框架梁设弯起钢筋。
四、 框架柱配筋的调整
框架柱的配筋率一般都很低，电算结果往往是构造配筋即可。按柱的构造配筋率0.8%配筋，只相当于定额指标的1/2~1/3，有经验的设计人是不会采用的。因为受地震作用的框架柱，尤其是角柱和大开间、大进深的边柱，一般均处于双向偏心受压状态，而电算程序则是按两个方向分别为单向偏心受压的平面框架计算配筋，结果往往导致配筋不足。
笔者建议：框架柱配筋的调整可做以下几项：
1） 应选择最不利的方向进行框架计算，也可两个方向均进行计算后比较各柱的配筋，取其教大值，并采用对称配筋2） 调整柱单边钢筋的最小根数：柱宽<=450mm时3根，450 <柱宽<=750mm时4根，750mm<柱<=900mm时5根。（注意：柱单边配筋率不小于0.2%）
3） 将框架柱的配筋放大1.2~1.6倍。其中角柱放大大些（不小于1.4倍），边柱次之，中柱放小些（1.2倍）
4） 由于多层框架时电算常不考虑温度应力和基础不均匀沉降问题，当多层框架水平尺寸和垂直尺寸较大以及地基软弱土层较厚或地基土层不均匀时，再适当放大一点框架柱的配筋也是可以理解的，具体放大多少，就要由设计人的经验决定了。
5） 框架柱的箍筋形式应选菱形或井字形，以增强箍筋对混凝土的约束。柱箍筋直径宜增加2mm。

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群主是个高手啊，多下阁下学习，赐教了。

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