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1、鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面尺寸選擇
1、梁的截面尺寸
(1) 梁的一般要求
在設(shè)計(jì)鋼筋混凝土梁時(shí),首先要確定梁的截面尺寸。其一般步驟是:先由梁的高跨比h/l0確定梁的高度h,再由梁的高寬比h/b確定梁的寬度b(b為矩形截面梁的寬度或T形、I形截面梁的腹板寬度),并將其模數(shù)化。對(duì)變形和裂縫寬度要求嚴(yán)格的梁,尚應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行擾度驗(yàn)算及裂縫寬度驗(yàn)算。
① 梁的高跨比
下表列出了梁的高跨比下限值,該值可以滿(mǎn)足一般正常使用下的變形要求。但對(duì)變形要求高的梁,尚應(yīng)進(jìn)行擾度驗(yàn)算。
梁的高跨比下限值
構(gòu)件類(lèi)型/支承情形
簡(jiǎn)支
一端連續(xù)
兩端連續(xù)
懸臂
獨(dú)立梁及整體肋形梁的主梁
1/1
2、2
1/3.5
1/15
1/6
整體肋形梁的次梁
1/16
1/8.5
1/20
1/8
注:1. 表中數(shù)值適用于普通混凝土和fy<=400N/mm2的普通鋼筋;
2. 當(dāng)梁的跨度超過(guò)9m時(shí),表中系數(shù)宜乘1.2;
3. 對(duì)比重γ為15~20kN/m3的輕質(zhì)混凝土結(jié)構(gòu),表中系數(shù)宜乘以(1.65-0.03γ)且不小于1的系數(shù)。
② 梁截面的高寬比
梁截面的高寬比h/b對(duì)矩形截面,可選2.0~3.5;對(duì)T形截面,可選2.5~4.0。
③ 模數(shù)要求
當(dāng)梁高h(yuǎn)<=800mm時(shí),h為50mm的倍數(shù);當(dāng)h>800mm時(shí),h為100mm的倍數(shù)。當(dāng)梁寬b>=200mm時(shí),梁的寬度
3、為50mm的倍數(shù);200mm以下寬度的梁,有b=100mm、150mm、180mm三種。
④主、次梁的截面尺寸關(guān)系
在現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)中,主梁的寬度不應(yīng)小于200mm,通常為250mm及以上;次梁寬度不應(yīng)小于150mm。主梁的高度應(yīng)至少比次梁高50mm或100mm(當(dāng)主梁下部可能為雙排鋼筋時(shí))。
(2) 框架梁的截面尺寸
除滿(mǎn)足梁的一般要求外,框架梁的截面高度h一般在(1/12~1/8)l0間,截面寬度b可?。?/2~1/4)h;截面寬度b不宜小于200mm;截面高度和截面寬度之比不宜大于4,梁凈跨度ln與截面高度之比不宜小于4。
為了確定框架梁的截面尺寸是否選擇合適,可在截面尺寸選擇
4、后作簡(jiǎn)單驗(yàn)算:將初步估算的豎向荷載設(shè)計(jì)值的0.8倍,作用于相應(yīng)簡(jiǎn)支梁,進(jìn)行受彎受剪計(jì)算,若其配筋適中,則截面選擇合理;配筋過(guò)大或過(guò)小時(shí),均宜調(diào)整截面尺寸。
2、框架柱的截面尺寸
(1) 截面尺寸的一般規(guī)定
在抗震設(shè)計(jì)中,框架柱的截面寬度和高度均不宜小于300mm,圓柱的截面直徑不宜小于350mm;柱的截面高度與寬度的比值不宜大于3;柱的剪跨比宜大于2。
柱截面寬度一般不小于框架主梁截面寬度+100mm,通常在(1/15~1/20)H之間,其中H為底層柱柱高,可取基礎(chǔ)頂面至一層樓板面間距離。
(2) 截面尺寸驗(yàn)算
按一般規(guī)定初步確定柱截面尺寸之后,尚可按下述方法進(jìn)行底柱的驗(yàn)算。
5、
框架內(nèi)柱可選為方形截面柱,近似按軸心受壓柱計(jì)算:其軸壓力設(shè)計(jì)值可取柱受力的幾何面積乘以單位面積的豎向荷載設(shè)計(jì)值(該值可假定為樓面活荷載設(shè)計(jì)值+11kN/m2,此值含各構(gòu)件自重),再乘以框架層數(shù)和擴(kuò)展系數(shù)1.1,算出的縱向受壓鋼筋配筋率不宜超過(guò)3%,也不宜小于1%,否則宜調(diào)整截面尺寸。
框架外柱可選為矩形截面柱,其寬度與內(nèi)柱截面相同,其高度可選寬度的1.2~1.5倍,按偏心受壓柱驗(yàn)算。軸壓力取值方法同內(nèi)柱,但不乘系數(shù)1.1,彎矩值可按反彎點(diǎn)法的概念直接求出,并假定各柱承受相同彎矩。
3、現(xiàn)澆板的厚度
現(xiàn)澆板的厚度一般為10mm的倍數(shù),其厚度選擇應(yīng)根據(jù)使用環(huán)境、受力情形、跨度等條件綜合
6、確定。
(1) 板的最小厚度
現(xiàn)澆鋼筋混凝土板的最小厚度不應(yīng)小于下表中的數(shù)值。
現(xiàn)澆鋼筋混凝土板的最小厚度(mm)
板 的 類(lèi) 別
最小厚度
單向板
屋面板
60
民用建筑樓板
60
工業(yè)建筑樓板
70
行車(chē)道下的樓板
80
雙 向 板
80
密肋板
肋間距小于或等于700mm時(shí)
40
間距大于700mm時(shí)
50
懸臂板
板的懸臂長(zhǎng)度小于或等于500mm時(shí)
60
板的懸臂長(zhǎng)度大于500mm時(shí)
80
無(wú) 梁 樓 蓋
150
(2) 板的最小高跨比
現(xiàn)澆板的厚度必須不小于上表的規(guī)定值,并應(yīng)滿(mǎn)足板厚h與板跨度l0的比值h/l0(l0為板
7、短邊方向的計(jì)算跨度),參見(jiàn)下表。
板的最小高跨比
板 的 支
承 情 形
板 的 類(lèi) 型
單 向 板
雙 向 板
懸 臂 板
無(wú) 梁 樓 板
簡(jiǎn) 支
1/35
1/45
1/35(有柱帽)
連 續(xù)
1/40
1/50
1/12
1/30(無(wú)柱帽)
(3) 按荷載和跨度確定板的厚度
根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),現(xiàn)澆單向板的厚度也可以由板承受的活荷載標(biāo)準(zhǔn)值及板的計(jì)算跨度大小確定,見(jiàn)下表。
厚度(mm)/荷載(kN/m2)/跨度
單向板的跨度(m)
1.6
1.8
2.0
2.2
2.4
2.6
2.8
3.0
3.2
60~70
7.0
(1
8、0.0)
4.5
(8.0)
3.5
(6.0)
(4.5)
(3.5)
70~80
10.0
10.0
(10.0)
7.0
(10.0)
5.0
(9.0)
4.0
(7.0)
(5.0)
(4.0)
80~90
10.0
10.0
(10.0)
8.0
(10.0)
6.0
(10.0)
4.5
8.0
(6.0)
(4.5)
90~100
10.0
10.0
9.0
(10.0)
7.0
(10.0)
5.0
(9.0)
注:1. 括號(hào)
9、內(nèi)荷載值用于多跨連續(xù)板;
2. 荷載不包含板的自重。
4、基礎(chǔ)頂面高度的確定
計(jì)算簡(jiǎn)圖中的柱是從基礎(chǔ)頂面算起的,因此該位置的確定至關(guān)重要。根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告的內(nèi)容,首先應(yīng)選定持力層,基礎(chǔ)底面進(jìn)入持力層的深度不小于0.5m;現(xiàn)澆柱基礎(chǔ)的高度應(yīng)滿(mǎn)足柱縱向鋼筋錨固長(zhǎng)度的要求,基礎(chǔ)頂面或基礎(chǔ)梁頂面不應(yīng)露出室外地面(至少距離室外地面100mm)。綜合多方面因素(如建筑物的用途、有無(wú)地下室或地下設(shè)施及設(shè)備基礎(chǔ)、工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件、地基土的凍脹和融陷影響、與相鄰原有建筑物的關(guān)系等),最后可選定合適的基礎(chǔ)頂面位置。
摘自:熊丹安主編 . 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與實(shí)例 . 武漢:武漢理工大學(xué)出版社,2005