完整版梁柱布置.docx

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完整版梁柱布置

二、关于结构平面布置：

2.1框架柱

2.1.1柱平面布置

（1）各柱宜分布均匀

①柱分布均匀，亦及各区域侧移刚度接近，水平力作用时，扭转作用减弱。

②每个柱所分担竖向荷载比较接近

③梁跨度接近相等，不会形成长短跨，梁受力更合理

（2）各柱宜成排布置，X、Y向分别对齐

①框架梁易贯通，梁柱之间易于形成典型框架，使得传力明确

②框架梁易于形成连续梁（当转角＞15°时，一般不再认为是连续梁）

（3）柱间距考虑梁的经济跨度，柱经济间距6m~9m

①若跨度太小，梁截面有下限（一般框架梁最小高度500，最小宽度250），造成梁配筋均为构造配筋

②若跨度太大：

从梁的角度，一方面梁截面大，影响使用净高；另一方面，可能使梁设计由挠度控制，非强度控制。

从柱角度，可能柱承担竖向力大，柱截面大，影响功能使用，或者带来基础处理等其他方面问题。

（4）在能够通过计算的情况下，柱能少布，尽量少布置。

①可以使得使用空间更为灵活

②多一根柱意味着多一个基础，尤其对于桩基础，可能造成造价大幅提高

（5）柱布置应充分尊重建筑使用功能（结构服务于建筑）

①竖向构件不应挡门，挡窗等其他立面洞口

②不应占交通通道（过道、走廊、楼梯间等），或者影响交通通道宽度

③柱布置，除非使用功能允许，不应设置在功能房间中间（优先布置在墙角，或墙内）

④柱间距应结合不同建筑物，不用功能特点，进行布置。

例如带地下车库，应考虑停车位距离，按模数布置，避免空间浪费。

（6）柱布置在安全的前提下，应充分考虑甲方要求。

①例如，增加竖向构件，则建筑面积按全面积计算，悬挑按半面积计算

②例如，甲方为偷面积，需要楼板开洞，此中间不能有竖向构件，否则应计算面积

（7）其他因素

2.1.2框架柱截面

（1）柱截面计算控制因素：

①框架柱截面一般受轴压比控制

由：

μ=N/FA，当轴压比不满足要求时，一般采用提高混凝土强度或者采用加大截面两种方式；当然综合考虑由于布置不合理时，应重新进行结构布置，以减小柱轴力。

结合：

SATWE计算结果轴压比，进行查看

但注意：

不宜同时在某层既改变截面又改变混凝土强度等级，应错开操作。

同时在控制轴压比时应注意，当结构较高，柱截面较大时，往往每层柱剪跨比较大，此时轴压比控制值，应根据规范适当减小（柱截面越大表现越突出）。

例如：

某框架核心筒结构，二级抗震不考虑剪跨比时，按规范柱轴压比控制值为0.85；但考虑剪跨比影响时，控制值几乎小到0.6。

②当框架柱受到较大弯矩时，框架截面可能受到承载力控制

A较大水平力时：

1）存在挡土墙时，土的水平推力

2）坡屋顶的顶层柱

3）首层柱

4）同一建筑不同区域不等高（例如一部分8层，一部分4层，则第5层柱可能出现这种情况）；或者说楼层侧移刚度突变位置处。

B与其相连梁跨度或荷载较大时

③当层高相差较大时，柱截面可能受到上下层侧移刚度比控制。

层高大得多的楼层，截面大，避免造成刚度突变

（2）柱截面尺寸应充分考虑梁截面宽度

柱截面≥梁宽+100mm

例如：

500宽的梁，柱子最小截面应为600宽

（3）柱截面形式应考虑梁方向及搭梁方向要求。

如图所示情况，可能采用异型柱。

以使得柱不突出到立面外，同时满足搭梁的要求。

包括异型柱结构，转角处做成L型，T型等。

（4）柱截面确定，上下层柱截面关系。

例如如图所示，嵌固层上下柱截面，下层柱截面取用完全是为了，使支撑上层柱。

下层柱截面不应小于上层柱截面。

（通俗语言讲就是，包得住）

（6）除特殊情况外，双向受力柱优先采用长宽相等正方形。

①由于功能要求，某个方向，若太宽影响交通通道或者其他影响使用功能的情况，可采用长宽不等矩形；

②受单向力或者其中一个方向受力为主时（该方向梁跨度明显更大，或者荷载明显更大），可采用长宽不等矩形

（7）最小截面要求

①单层框架结构，最小截面不宜小于300

②两层框架结构，最小截面不宜小于400（规范要求不宜小于350）

③三层及以上框架结构，最小截面不宜小于500，如果柱距较小时可取400

（8）截面估算：

μ=N/FA；（不要去估算，直接取个截面试算，知道方法即可）

 N = γGqSnα1α2β

柱轴向压力设计值可初步按下式估算:

     N = γ×G×q×S×n×α1×α2×β 

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

2.1.3关于框架柱配筋：

配筋依据——PKPM——SATWE——计算结果

2.2梁布置原则：

2.2.1框架梁

先搞清楚什么是框架：

其和非框架梁的本质区别是：

框架梁参与水平力的计算，即参与抗震及抗风计算;

框架梁和非框架梁布置区别：

框架梁至少有一端搭在柱子上

工程表现：

框架梁箍筋有加密区，非框架梁没有

（1）框架梁布置原则：

①除特殊情况，不宜采用一段锚入柱，一端锚入梁的框架梁

这会使得传力不明确，竖向力作用时，主次关系不明确；同时因为与竖向构件一端近似相当于固端，此处弯矩很大，更有甚者可能形成近似悬挑的受力模式。

水平力作用时，不能形成典型框架

当然，有时梁实在不好搭的时候也可以采用

如图所示某梁，即为所描述情况。

②框架梁，能贯通宜贯通，形成连续梁

显然如图所示，图A的跨中弯矩比图B大。

当跨数大于5跨时，这种影响减小，即5跨和6跨比，差别不大。

③同一榀框架梁，框架梁不同跨之间夹角不宜大于15°

如图所示，第1跨与第2跨形成的角度若＞15°，则认为，第一跨与2、3跨不是连续梁，编号时应分别编号。

④除特殊情况外，同一榀框架梁，宽度宜相同（高度根据需要变化）。

如图所示，上面一跨宽度为300，下面一跨宽度为400，此时中间支座处梁顶部钢筋不易贯通，部分钢筋需要锚入柱子。

宜优先贯通。

⑤同一榀框架梁，宜对齐。

如图所示第1跨与柱下边对齐，第2跨上边对齐，显然中间支座处，梁顶钢筋不能贯通，此时只能锚入柱。

当第1跨梁与第2跨梁下边，偏移距离≤100mm时，我们认为仍然可以通过弯锚贯通。

故同一榀框架梁不同跨偏心距不宜相差＞100mm。

除了不利于顶部钢筋贯通外，此时宜不利于水平力传递。

⑥框架梁的布置应考虑传力路径问题

如图所示，此时AB之间框架梁取消，采用单向梁的传力方式，此时一方面CD上不搭梁，可避免AB或CD因跨度太大而计算通不过，或需要过分增大梁截面，这样可能反而对结构更有利。

⑦框架梁布置时应考虑钢筋锚固入柱带啦的施工问题。

如图所示，同一柱节点一共搭有6根梁，从图中可以看到，L4和L6钢筋可以贯通，当L2和L5夹角≤15°时可以弯折贯通，剩下L1和L3的梁钢筋，只有锚固入柱。

此时柱节点处钢筋会很密集，极不利于施工。

故一般，钢筋锚固入柱的梁尽量少，一般不多于1根梁，实在布置比较难时，亦不宜多余2根。

⑧框架梁布置时应考虑钢筋直锚长度问题。

如图所示布置边梁，将L1和L2与柱边对齐，则将A区域放大后如下图所示：

显然此时，梁钢筋锚固入柱的直锚长度不满足规范要求：

0.4La（抗震时0.4LaE）;若进行如下修改，此时，将该梁居中，使两段错开，避重就轻，即可避免直锚长度不够问题。

⑨框架梁布置应考虑建筑墙体所在位置。

如图所示周边建筑墙体，若梁居中布置则会出现以下情况。

显然图A中填充墙施工不便，若墙能刚好顶到梁上就不会出现这种问题，如图B。

⑩框架梁布置应考虑建筑空间功能顺序。

一般建筑立面——公共交通区域——主要功能房间——相对次要功能房间

如：

住宅中功能房间优先顺序为：

过道——客厅——主卧——次卧——厨房——卫生间。

如图所示：

图中墙体均为200mm厚

图中墙1处梁，考虑建筑立面，此处梁应往外靠；墙2处左侧为过道，右侧为楼梯间，此处楼梯间优先；而墙3处右侧为公共区域，左侧为房间，故过道优先；墙4处上侧为卧室，下侧为卫生间，卧室优先。

则其梁偏心情况如下图：

（2）框架梁截面：

①最小截面

框架梁宽度：

框架结构中框架梁宽度不宜小于250（一般300）；剪力墙结构中框架梁截面不宜小于200

框架梁高度：

不宜小于500

②高宽比

梁高宽比宜为：

h/b=2.0~3.5

根据抗震规范6.3.1，框架梁高宽比，不宜大于4

当然某些特殊情况，300×3200的梁也是做过的，一般情况不宜。

当高宽比较大时，梁稳定性差，容易发生失稳破坏，此时应加强构造措施抵抗失稳破坏，同时加大梁的抗扭能力。

当梁高宽比小时，对一般以抵抗弯矩为主的梁而言不经济。

③合理梁截面

合理梁截面，应按计算后，按合理配筋率进行截面调整。

经济配筋率：

梁底部为0.6~1.4；梁顶部为1.0~1.6；一般控制梁底钢筋配筋率为1.2左右，梁顶部钢筋不大于1.6均可。

当大面积梁配筋率不合理时，应进行截面调整，局部少量梁可不作调整。

④计算通不过时：

a、当梁抗弯计算通不过时，宜增大截面高度

抗弯刚度矩形截面W=bh2/6显然增加高度更有利

b、当梁抗剪算不过时，宜增大梁宽度，

显然剪切刚度与b、h均成线性关系，似乎增加高度和宽度一样；但是增加高度h的同时，梁截面抗弯线刚度i增大，从位移法计算中可以很清晰的知道，线刚度i越大，分配系数越大，此时该跨剪力增大。

此消彼长，增加高度显然不利。

增加宽度，线刚度增大相对较小，更有利。

当次梁位于主梁与柱节点不远处时，≤300mm时，此时因竖向构件提供近似固端的锚固作用，使此处刚度极大，一般扭转都算不过，此为PKPM的bug，可手算复合。

如图所示，KL1靠近B端有次梁L1，此时KL1在B端抗剪一般都算不过。

c、当梁扭转算不过时：

1）增大次梁截面可减小主梁扭转

如图所示，若KL1或者KL2扭转算不过，可增大中间井字梁截面。

2）引导受力模式，次梁点铰，使次梁开裂，减小对主梁扭矩

目前关于点铰的问题，业界存在一些技术性争论，意见不尽相同。

3）可改变传力路径，减小扭矩

如图所示，显然方案A，次梁对KL1和KL2的扭矩，比方案B小。

4）当梁两边都有洞口时，扭转一般都算不过，此为PKPM的bug，可手算复合。

如图所示，某梁两侧都开有洞口，此时两侧若存在不平衡弯矩时，A端一般都扭转算不过。

5）另外PKPM计算中未能充分考虑楼板对抗扭的有利作用，只是简单采用扭矩折减系数0.4，故计算时，即使计算通不过，梁若两边都存在板，一般扭转不会存在问题。

确实扭矩可能较大时，应手算复合。

故扭矩较大处一般为，周圈梁、洞口边梁、梁两边都开洞的情况、次梁确实跨度或荷载太大需要特别注意。

另外：

转换梁（亦包括楼梯抬梯柱的梁按转换构造），高宽比较大的梁均应注意扭转问题，全长箍筋加密。

5）扭矩太大，增加抗扭钢筋已无效时，应增加梁截面，优先增加宽度。

（增加高度可能，增大剪力）

d、当挠度算不过时，

当梁跨度很大时，梁一般受挠度控制，此时应增加梁高度。

当挠度超出要求不多时，考虑翼缘。

e、当裂缝算不过时

一般不作处理，在PKPM中配筋时，按裂缝配筋即可。

⑤梁高度应充分考虑建筑功能及建筑立面或造型要求。

1）例如周圈梁高度一般都受建筑立面要求控制，宜采用相同截面高度。

2）例如梁高度选取时应考虑建筑功能对净高的要求，如过道处净高，室内使用净高。

如车库净高2.4m，配电方净高3.6m。

考虑净高时，应充分考虑设备需求高度。

3）两边错标高时，应考虑高差使板能搭在梁上。

如两边板面高差600，板厚100，梁至少700高。

⑥梁截面高度确定时，应考虑次梁高度。

主梁截面一般应比次梁高。

（相等也问题不大，特殊情况可以小，采用加门字吊筋的形式，此时应画大样专门指出施工方法）

1）一方面就构造而言，梁顶标高相同时，次梁底部钢筋自然通过能刚好位于主梁钢筋上部。

2）另一方面就受力而言：

主梁是否能成为次梁支座，或者支座程度强弱，取决于主梁与次梁刚度对比。

若主梁支座效应不明显，则主次关系不明确。

传力路径不明确。

可能造成次梁挑主梁的情况。

2.2.2次梁布置

A.大方向：

1）次梁一般不参与水平力计算（抗震、抗风等）

2）次梁的最主要作用是：

划分板

3）次梁间距：

一般情况2m~3.6m：

原因是按照一般楼面荷载情况，这个跨度楼板取100就可以了，这样就可以使得大部分楼面100就可以，局部荷载较大处，如卫生间等可以再加厚就行。

B.次梁位置：

1）划分楼板需要的地方

2）洞口边（当洞口尺寸大于1000X1000mm时应加，小于时宜加，可不加）

3）局部集中荷载处（可能）

C.次梁截面：

次梁宽度一般与主梁有关，一般小于主梁宽度。

如：

1）主梁300宽时，一般次梁250宽，当然也可以200宽（如果计算250宽度，需要高度很小了可以考录200宽）。

2）主梁250宽时，一般200宽；

3）主梁200宽时（剪力墙结构），次梁200宽。

4）车库顶板、楼板上做消防水池等其他荷载较大的情况，此时主梁可能400、500甚至600宽，此时次梁可以取300宽。

5）一般情况次梁宽度不宜小于200宽，某些特殊情况下，比如有时电梯间内风井洞口等，为了节省面积，可能墙体100，此时梁可以做小，100宽。

除了这类次要部位不宜小于100。

次梁高度：

经验截面：

常用250x600，250x500，200x500，200x400，200x300

其他情况按照：

高宽比1.5~2.5之间取值。

截面是否合理：

看配筋率

梁顶部钢筋：

不大于1.6均算合理，越大说明截面利用越充分；

底部1.2左右最合适，大太多了一般需要陪两层钢筋，小了说明截面利用不充分