钢结构梁柱估算

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1、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

2、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

3、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）,长细比入x=lox/ix,截面验算：局部稳定b/t=（10+0.1入）sqrt（235/fy）;h0/tw=（25+0.5入）sqrt（2

4、35/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。粱、柱、板截面取值粱、柱、板截面取值原则一、柱 按照混凝土结构设计规范GB50010-2002。柱的最小边的尺寸为300mm, 但工程中一般框架柱截面高、宽均不小于 400mm。二、粱 1、框架粱 （1）、粱宽一般取 250mm、 300mm、 350mm（2）、粱高取跨度的 1/10-1/13次粱 （1）、宽度为 200mm、 250 mm（2）、 粱高为 1/10-1/14悬挑梁一般取为悬臂长的 1/41/6常用的梁高有：250、300、750、800、900、1000。

5、常用的梁宽有： 120、 150、 180、 200、 220、 250、 300、以50的模数递增。 现浇结构中，一般主梁至少应比次梁高出50mm，如主梁下部钢筋为双层配置, 或附加横向钢筋采用吊筋时，应高出 100mm 。经济夸度：板：1.7-2.7m，主梁：5-8m，次梁：4-6m。粱截面尺寸取值原则序号构件种类简支多跨连续悬臂说明1次梁现浇整体肋形梁2主梁现浇整体肋形梁3 独立梁4 框架梁现浇整体式框架梁5 框架梁装配整体式或装配式框架梁6 框架扁梁现浇整体式钢筋混凝土框架扁梁7 框架扁梁预应力混凝土框架扁梁三、板在一般荷载下，板厚度取板跨的1/36-1/45左右，但不小于100mm

6、（个别房间也 不应小于 80mm）。板的最小高跨比板的支承形式板 的 类 型单 向 板双 向 板悬 臂 板无 梁 楼 板简 支1/351/451/35 （有柱冒）连 续1/401/501/121/30 （无柱冒）注：板厚 / 板短边方向的计算跨度框架梁、柱截面尺寸及材料来自混凝土结构P437一、梁的截面尺寸 （1）、梁截面高度主梁取：1/8-1/14 次梁取：1/8-1/12来自混凝土结构 P266现浇式 装配式 （ 为梁的计算跨度，当梁上较大荷载设备时， 还可以加大，但不宜大于净跨的1/4）（ 2）、梁截面高度 且宜200mm二 、 柱的截面尺寸理论一：柱截面尺寸的确定方法，一般是根据柱的轴

7、向压力设计值估算，建议 式中：A柱的截面面积；混凝土轴心抗压强度设计值N柱轴压力设计值，可按该柱负荷面积大小，根据竖向荷载的经验数据估算； 根据设计经验，民用建筑多层框架结构的竖向荷载标准值（恒 +活）平均为14kN/m2左右。对于住宅（轻质墙体）一般为1415kN/m2，墙体较少的其他 民用建筑一般为1314kN/m2。这些经验数据，可作为初步设计阶段估算墙、柱 及基础荷载，初定构件截面尺寸的依据。一般民用建筑，如住宅楼、办公楼等， 其楼面活茶载标准值较小（2.0kN/m2）,仅占总竖向荷载的10%15%。故为简 化起见，在设计中往往不考虑活载的折减，偏安全地取满载分析计算。恒、活载 综合分

8、项系数为 1.25。由A可定出柱截面的高度 和宽度。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。理论二：柱截面的高度 和宽度 应大于柱计算长度 的（ ）的 1/25，即 、 > ，一般可取（ ， 为层高。 也可根据柱子支撑楼板的面积所承受的恒载、活载及墙重等，计算柱的最大竖向 轴力设计值 ，考虑水平荷载的影响乘上系数预估柱子截面尺寸 。式中 柱组合的轴向压力设计值；S按简支状态计算的柱的负载面积； 折算在单位面积上的重力荷载代表值；考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数；非地震 1.051.10;地震 1.101.20 验算截面以上楼层层数；框架柱轴压比限

9、值，对一级、二级和三级抗震等级，分别取 0.65， 0.75 和 0.85。非地震地震一级抗震等级 二级抗震等级 三级抗震等级（ 混凝土轴心抗压强度设计值）抗震等级表序号结构类型设防烈度67891框架结构房屋高度（ m） 253535252框架四三三二二一一柱子截面一般取 不宜小于400mm；不宜小于350mm，柱子净高与截面的高 度 之比宜大于 4，否则为短柱。地震地区柱子截面宜是方形或接近方形的矩形。框架柱截面的快速估算2007-10-16 20:45 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

10、-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=1.25邙N其中： N-竖向荷载作用下柱轴力标准值（已包含活载）P -水平力作用对柱轴力的放大系数 七度抗震：P =1.05、八度抗震：p =1.10C-中柱 C=1、边柱 C=1.1、角柱 C=1.23、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： 1012（轻质砖）、 1214（机制砖）框剪结构： 1214（轻质砖）、 1416（机制砖） 筒体、剪力墙结构： 1518 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

11、此适用于高层建筑中的底部 楼层柱截面的估算梁高按构造取：剪支梁1/81/12连续梁1/121/15挑梁1/51/6梁宽与梁高比为 1/31/2，柱宽要大于梁宽，所以由梁宽得出柱宽， 同时，我 们也要考虑层高及柱子的主要受力方向来调整柱子的尺寸，以及通过 PK 验算柱 的轴压比来调整柱子的尺寸楼板厚度按构造取： 单向板： 双向板： 悬臂板：短边的 1/35短边的 1/40悬臂长的 1/12不过个人觉得板厚一般不要小于 80，通常取的板厚有 80， 100， 120， 130， 150 楼板厚度估算：单向板：短边的 1/35双向板：短边的 1/40悬臂板：悬臂长的 1/12梁高与跨度的关系 主梁一

12、般取为跨度的 1/81/12 次梁一般取为跨度的 1/121/15 悬挑梁一般取为悬臂长的 1/4 1/6 梁宽主梁 200, 250, 300次梁200型钢梁设计较为简单,焊接组合截面梁稍复杂,难点在于初始截面的假定。我总 结了个截面假定步骤：1、截面高度 h：1) 容许最大高度hmax。由于建筑或工艺专业的限制，梁高不能突破的高度。2) 刚度要求的最小高度 hmin。hmin0.778x10-6fl2/w3) 经济梁高 he。he=7 (Wx/)1/3-300mm最终梁高的确定：hminWhWhmax且hhe2、腹板厚度 tw：1) 抗剪要求的最小厚度 twmin。twmin =1.2Vm

13、ax/(h0 fv)2) 经济厚度 twe。 twe=h01/2/3.53) 构造要求。规范 GB50017 规定：h0/tw250 (235/fy)1/2最终腹板厚度的确定：tw三twmin, twtwe并满足构造要求。3、翼缘板的宽度b、厚度t：根据WX/的值，先算出翼缘板面积Af,再确定b、t。1) 翼缘板面积 Af。Af 三Wx/h0-tw h0/62) 翼缘板的宽度b、厚度t。已知Af确定b、t时，需考虑以下条件:b=h/6h/2.5 b180mmt三(Af/26)1/2此处顺便验算了翼缘板的局部稳定,即自由宽厚比。 至此梁截面的所有参数都已初步确定。门式刚架规程适用范围：1. 跨度

14、：宜9-36米。2. 高度：宜4.5-9 米。3. 挑檐长度：宜0.5-1.2米。4. 吊车：可设置起重量<3吨的悬挂起重机，起重量&11;20吨的轻、中级工作 制的单梁或双梁桥式车。一、如何既保证强度,稳定性等指标,又兼顾结构的刚度 在设计中,人们常常比较重视强度,稳定性等指标, 由于大部分程序不对结构的刚度进行比较,而忽略了结构的刚度。提高结构的刚度的方法：a. 构件的翼缘，腹板不要太厚（6-12mm）b. 翼缘的宽度不要太宽（150-220）,尽量用高度调整强度，稳定性等指标二、如何确定梁的分段比： 为了降低用钢量，对梁进行分段是个有效的措施之 分段比的确定：1、分段点的确定2、一

15、般比率：1：2：1 或 1：23、参照弯距图调整三、如何定义梁、柱的平面外计算长度： 梁、柱平面外计算长度应取侧向支撑点的距离；当两翼缘侧向支撑点间的距离不 等时，应取最大受压翼缘侧向支撑点间的距离。一般取隅撑的间距。 注意：边柱的平面外计算长度中柱的平面外计算长度四、支撑的布置：无吊 车门刚的支撑布置：1、在每个温度区段或分期建设的区段中，应分别设置 能独立构成空间稳定结构的支撑体系。2、在设 置柱间支撑的开在同时设计屋盖横向水平支撑，以组成几何不变体系。3、有托架，托架处应局部加强时，有较大振动设备，且对结构产生一定影响时 或对厂房有较大空间刚度要求时，可设置纵向水平支撑。4、柱间支撑的间

16、距一般取30米40米，且不大于60米。5、当房屋较高时，柱间支撑应分层设置。6、当端部支撑设在第二开间时，在第一开间的相应位置应设刚性系杆7、在刚架转折处（柱顶和屋脊）应设刚性系杆。8、由支撑斜杆、竖杆组成的水平桁架和柱间竖向平面 内的桁架，其直腹杆应按刚性系杆考虑，可由檩条兼作。9、门式刚架的支撑宜采用张的十字交叉圆钢支撑，常用1822或更大。10、圆钢支撑与刚架构件的连接，一般不设连接板， 可直接在刚架构件上靠外 侧设孔连接。当腹板厚度W5mm时，应对支撑孔周边进行加强。有吊车门刚的支撑布置：1、当柱较高或有较大吨位（>5吨）的桥式吊车时宜采用型钢作为支撑。2、刚性系杆不宜用檩条代替

17、，可用钢管、 H 型钢、十字型角钢等截面形式的构 件。3、柱间支撑的间距一般<40米，应尽量取下限。五、刚接柱脚的节点设计： 1、当用于工业厂房且有桥式吊车时，宜将柱脚设计为刚性。2、刚性柱脚应注意以下问题：基础施工单位应有一定的技术水平应设置抗剪件六、抗风柱的节点设计：目前的抗风柱与刚架连接的节点形式较多。 有些节点连接形式不符合抗风柱计算的力学模型。 抗风柱计算的力学模型为受弯构件。若抗风柱计算的力学模型不对，主刚架也要分两次计算。七、檩条的设计： 檩条设计往往忽视，对于不同跨度，不同荷载的檩条一定要计算。 墙面檩条容易忽视拉条的设计隅撑的作用，关系到刚架的安全，一定要引起重视。 檩条按单跨简支构件还是连续梁构件考虑