梁柱设计经验结构设计心得

梁柱设计经验结构设计心得（下述内容系贺家栋整理）一、梁的设计1．梁尺寸确定。该工程定为纵横向承重，主要为横向承重，根据梁尺寸初步确定：主梁高h:(1/8—1/12)L,宽b(1/3—1/2)h连系梁高h:(1/10-1/15)L,宽b(1/3-1/2)h次梁高h:(1/12-1/18)L,宽b(1/3-1/2)h2我这里引用一些梁设计的经验：(1).梁上有次梁处(包括挑梁端部)应附加箍筋和吊筋，宜优先采用“附加箍筋”。梁上小柱和水箱下,架在板上的梁,不必加附加筋。可在结构设计总说明处画一节点，有次梁处两侧各加三根主梁箍筋，荷载较大处详施工图。(2).当外部梁跨度相差不大时，梁高宜等高，尤其是外部的框架梁。当梁底距外窗顶尺寸较小时，宜加大梁高做至窗顶。外部框架梁尽量做成梁外皮与柱外皮齐平。当建筑有要求时：梁也可偏出柱边一较小尺寸。梁与柱的偏心可大于1/4柱宽，并宜小于1/3柱宽。(3).折梁阴角在下时纵筋应断开，并锚入受压区内La，还应加附加箍筋(4).梁上有次梁时，应避免次梁搭接在主梁的支座附近，否则应考虑由次梁引起的主梁抗扭，或增加构造抗扭纵筋和箍筋。（此条是从弹性计算角度出发）。当采用现浇板时，抗扭问题并不严重。(5).原则上梁纵筋宜小直径小间距，有利于抗裂，但应注意钢筋间距要满足要求，并与梁的断面相应。箍筋按规定在梁端头加密。布筋时应将纵筋等距，箍筋肢距可不等。小断面的连续梁或框架梁，上、下部纵筋均应采用同直径的，尽量不在支座搭接。(6).端部与框架梁相交或弹性支承在墙体上的次梁，梁端支座可按简支考虑，但梁端箍筋应加密。(7).考虑抗扭的梁，纵筋间距不应大于300和梁宽，即要求加腰筋，并且纵筋和腰筋锚入支座内La。箍筋要求同抗震设防时的要求。(8).反梁的板吊在梁底下，板荷载宜由箍筋承受，或适当增大箍筋。梁支承偏心布置的墙时宜做下挑沿。(9).挑梁宜作成等截面(大挑梁外露者除外)。与挑板不同，挑梁的自重占总荷载的比例很小，作成变截面不能有效减轻自重。变截面挑梁的箍筋，每个都不一样，难以施工。变截面梁的挠度也大于等截面梁。挑梁端部有次梁时，注意要附加箍筋或吊筋。一般挑梁根部不必附加斜筋，除非受剪承载力不足。对于大挑梁，梁的下部宜配置受压钢筋以减小挠度。挑梁配筋应留有余地。(10).梁上开洞时，不但要计算洞口加筋，更应验算梁洞口下偏拉部分的裂缝宽度。梁从构造上能保证不发生冲切破坏和斜截面受弯破坏。(到此)(11).梁净高大于450时，宜加腰筋，间距200，否则易出现垂直裂缝。(12).挑梁出挑长度小于梁高时，应按牛腿计算或按深梁构造配筋。(13).尽量避免长高比小于4的短梁，采用时箍筋应全梁加密，梁上筋通长，梁纵筋不宜过大。(14).扁梁宽度不必过大，只要钢筋能正常摆下及受剪满足即可。因为在挠度计算时，梁宽对刚度影响不大，加宽一倍，挠度减小20%左右。相对来讲，增大钢筋更经济，钢筋加大一倍，挠度减小60%左右，同时梁的上筋应大部分通长布置，以减小混凝土徐变对挠度的增大，如果上筋不小于下筋，挠度减小20%。(15).框架梁高取1/10~1/15跨度，扁梁宽可取到柱宽的两倍。扁梁的箍筋应延伸至另一方向的梁边。(16).当一宽框架梁托两排间距较小的柱时，可加一刚性挑梁，两个柱支承在刚性挑梁的端头。(17).梁宽大于350时，应采用四肢箍。3怎样设计最经济？(1)梁截面尺寸是受梁上荷载和梁跨度决定。但梁钢筋和混凝土标号并不是越高越经济，关键是三者要协调。在梁设计中，要充分利用梁支座的塑性铰功能，进行弯距调幅，（做好梁的产前学习，生产的梁自然更健康：）另外，对大跨度的梁应该采用合理的形式，比如在9M跨左右的楼板，采用井字梁是比较经济的，在大一些的，采用新兴的发泡楼板，空心楼板等也可以降低梁的造价（2）有时候，经济并不体现在梁上，我花上大一点的造价降低梁高，却可以从降低层高来获益。所以说设计梁并不一定要让梁节省。如果单说梁，我觉得用除了结构布置占重要因素外，可以用配筋率来控制：0.8％～1.6％都是属于节省的区域。（3）要注意以下几点1。避免宽扁梁2。注意弯矩调幅3。适当位置梁加腋4。采用井字区格，避免荷载传至梁中部5。采用空心楼板降低梁上荷载。（4）我认为是矩形截面通用最佳配筋率。（5）对于宽扁粱我看过一本书好象许多高层都采用了它这样也非常经济还能提高净空（7）引用一个设计院的做法。也是来自本站资料。梁宽250，其他次梁可小于250，跨度大于8m可用300；梁高（1/8-1/12）L。断面尺寸控制办法，计算时用tat，看计算结果配筋率图，要求全截面配筋率控制在1.5-1.7之间。（8）一点体会:1.梁宽还与抗震等级有关.7度区,采用300梁宽,3级框架梁,箍筋肢距限制,所以肢数增多不经济,最好用250梁宽;6度区就可常用300宽,尽量一排布下,节省.2.挑梁还是不变截面最好,省不了多少,还难于施工.（9）大家好象把话题都集中在钢筋的节约,我的看法不同:1.毕竟梁的受力主要是受拉,钢筋起决定作用,所以不要一味的减少钢筋,再怎么节约,安全都应该是第一2.梁截面可以做成其他截面形式,不要只是矩形截面的,T形,梯形(俗称花篮)可以节约大概100-180的高度.这样房间的净空也增加了在满足计算及构造要求的前提下尽量较小梁顶通长筋的直径，比如支座计算配筋15，采用如下方案：方案一：梁顶通长筋2Φ20，支座配5Φ20方案二：梁顶通长筋2Φ18，支座配6Φ18显然方案二较方案一经济一些，不要小看这一点，一栋楼下来可以节省不少造价。（10）设计经济不经济应从两个方面来考虑一,本身材料的设计(设计方面)二,考虑施工复杂程度,因为直接影响工期,工期长的话也会影响投资的（11）如果不考虑净空的话,当然梁的计算高度越高越经济.理由1:梁的高度越高刚度越大,框架的框架性越高,可以有效的减少地震时层间位移.理由2:梁的高度越高受拉钢筋的力臂越大,配筋越小.理由3:梁的高度越高地震力作用时,梁分配的弯距越大,更容易满足强柱弱梁的概念要求.理由4:梁的高度越高刚度越大,可以有效的减小不均匀沉降的影响.（12）少人谈到柱的设计今天我来说说，首先柱截面的配筋控制条件不是轴力，而是弯矩（水平力的弯矩和梁转来得弯矩），边柱设计成长方形自然比正方形经济。其次是轴压比的控制本人认为轴压比=Eb时最经济，此时柱的抗弯承载力最大，当然最经济。还有是否考虑双向偏心的影响，如果考虑的配筋量会大幅度的增加。最后是概念设计的强柱弱梁的设计，我想大部分设计者不会去考虑的，我当然也不会按着规范去考虑（********本人觉得规范的算法不合理******），如果按规范的方法考虑的话，配筋会大幅度的增长。（13）对大家提一个意见：我们研究一个问题时：一定要有假设，和限定条件，才能找出它的规律。如果考虑太多的因素的话，最后将问题复杂化，考虑因素太多，将很难总结它的规律。就梁的设计考虑净空的：采用宽扁梁（20层大约可以节约出一层的空间），而这20层中多出的费用大于还是小于这多出一层的价值？？？？我想地势越好的地方越经济的。反之地势不好的地方可能赔钱。而多层呢？宽扁梁我可以肯定是不经济的。4.梁间荷载首先我们分析梁上主要承受的荷载梁自重楼板传给梁的楼面荷载次梁传递的集中荷载梁上墙体传递荷载梁上由使用引起的集中荷载（非构造的，即不包括梁上有受力柱等情况）使用活荷载（吊车梁）这里我们需要输入的主要是后三类荷载，墙体的荷载包括墙体材料的容重以及装饰面层这里就涉及到一个问题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12～3ｍ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，