柱梁板截面尺寸确定

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估算柱梁板截面大小的方法

估算柱梁板截面大小的方法

估算柱梁板截面大小的方法一、柱子截面1、根据轴压比公式n= N/(fc*Ac)估算柱子截面大小,公式为每平米1.5吨(一般以每平米1.5~2吨的重量来保守估算)X柱子支撑的板面积X柱子支撑层数X荷载组合调整系数[(1.2恒+1.4活)/(恒+活)≈1.25~1.26]/轴压比(三级抗震0.9)/稳定系数(0.9)/fc,例如:15x(7x6)。

其中混凝土强度设计值fc的估算方法,即强度型号的一半再减去1,就约等于强度设计值,例如:≈11.9。

2、柱截面尺寸可先根据其受的轴力按轴压比公式n=N/(fc*Ac)估算出,再乘以适当的放大系数(1.2~1.5)以考虑弯矩的影响。

3、多层框架结构,确定框架基本尺寸主要是柱网的布置和层高的选用。

民用建筑的柱距常为3.3~7.0m,层高为2.8~4.2m,通常以300mm为模数。

4、受压构件的构造要求:截面形式和尺寸(方形柱的截面尺寸不宜小于250×250),对轴心受压截面,长细比一般控制在l0/b≤30及l0/h≤25(b为矩形截面短边,h为长边)。

偏心受压构件通常采用矩形截面,其长短边的比值一般为1.5~3,长边应设在弯矩作用方向。

当截面长边超过600~800mm时,宜采用工字形截面。

工字形柱的翼缘厚度不宜小于120mm,腹板厚度不宜小于100mm。

当边长不大于800mm时,尺寸以50mm为模数;当边长大于800mm 时,可以100mm为模数。

5、柱截面尺寸柱截面尺寸初选,要同时满足最小截面、侧移限值和轴压比等诸多因素影响。

一般可通过满足轴压比限值惊醒截面估计。

由《建筑抗震规范》(GB50011-2001)第6.3.7条和表6.3.7知,当抗震等级为三级时,框架柱的轴压比最大限值[μN]为0.9。

由《混凝土结构设计》教材第281页(4-11)和式(4-12)估算框架柱的截面尺寸:式(4-12)N=βFgEn,其中N—地震作用组合下柱的轴向压力设计值;β—考虑地震作用组合后柱的轴向压力增大系数,边柱取1.3,等跨内柱取1.2;F—按简支状态计算的柱的负载面积。

柱梁板截面尺寸确定

柱梁板截面尺寸确定

.一、有关梁的计算的初选梁截面高度h1h初估(已满足挠度要求)梁高1)根据梁跨度L(使用部位形柱下条基楼、屋盖h=L/3~L/h=L/8~L/1单跨h=L/4~L/h=L/10~L/1多跨h=L/2~L/h=L/4~L/悬臂备注0.①次梁高度相应h=L/15~L/2②采用井字梁楼盖时,梁h= h=L/15~L/2③层高受限时采用宽扁梁,梁)根据梁受力初估梁+h=0y?35a=一排筋:,%01.?s?%0?2.65=,二排筋:a s高宽比——梁截面宽度2,综合考虑摆放钢筋的施工因素h/b=2~4一般:为宽扁梁;h/b<2为深受弯构件(不满足平截面假定)h/b>4..单筋矩形梁的受弯计算3(工程中不计受压筋作用,可视为安全储备)?①公式法:?Affbx?scy1)7.2.1(规范?).5xfbx(h?0M?01c b②查表法查(工程中常用③初估法(工程中常用(一排筋)较小时:分子1.3=(二排筋)6=1.较大时:分子,】某矩形梁,欲承受弯M=172kN.【,试设计该梁截面及配筋(假设C2,钢4.1.4 4.2.3 7.2.一排受拉筋)。

(规【答案m1/C砼①选用材料:c25钢筋2mmN/?f360)(规范4.1.4 4.2.3 y M②确定截面)105~.11h?(.0?b..f采用截面初估计算式y?%1?.0,则:,配一排筋,设b=250mm假定610M172?mm?05459.?.?h10510?250.f?.0b.01?360y..【续前】=35mmah=h+a,配一排筋,ss0,mm?494h?459?35mm500h?实取则)7.2.1③配筋计算;(规bbm12214代入①由式m1254 2实梁的受剪计47.5.1 7.5.4 7.5.5 7.5.(规s b2si bb2ys【备注】①工程中考虑水平荷载的反向作用,不宜采用弯起钢筋抗剪,宜采用箍筋加密形式抗剪。

梁形成最大抗剪力所需最大箍筋量。

框架梁柱截面尺寸的确定方法

框架梁柱截面尺寸的确定方法

框架梁柱截面尺寸的确定方法确定框架梁柱截面尺寸的方法主要包括以下几个方面:一、节点位置的确定:在确定梁柱截面尺寸之前,首先需要确定节点的位置。

节点是指各梁柱的交汇点,也是结构的连接部分。

确定节点位置的依据主要有以下几点:1.结构功能和使用要求:根据建筑结构的功能和使用要求,确定各节点的位置。

比如建筑物的整体布局、空间结构以及功能需求等等。

2.结构安全性要求:根据结构的设计要求,确定节点位置。

包括荷载要求、抗震要求等。

根据荷载情况和主力方向,确定主剪力墙或框架的位置。

3.邻近构件的约束:节点的位置还受到邻近构件的限制和约束,如邻近的梁、柱、墙等。

二、截面尺寸的初步确定:在确定节点位置后,需要初步确定梁柱的截面尺寸。

截面尺寸的初步确定主要包括以下几个方面:1.梁柱受力情况:考虑梁柱所受的荷载情况,包括重力荷载、风荷载、地震荷载等。

根据结构设计规范计算得到受力状态,进而确定初步的截面尺寸。

2.材料强度和刚度要求:根据结构设计规范中材料的强度和刚度要求,计算得到梁柱的初步截面尺寸。

对于钢结构来说,尺寸的确定还需考虑焊接接头的强度、塑性铰的位置等。

3.受力性能要求:根据结构设计规范的受力性能要求,如挠度、位移等,确定梁柱的截面尺寸。

4.施工要求:根据实际施工方法和工艺要求,确定梁柱截面尺寸。

对于混凝土结构来说,还需要考虑浇筑顺序、模板支撑等施工因素。

三、截面尺寸的详细确定:在初步确定梁柱截面尺寸之后,需要进行详细的计算和分析,得到最终确定的截面尺寸。

确定截面尺寸的详细方法主要包括以下几个方面:1.构件强度校核:根据结构设计规范,计算梁柱的等效荷载和构件的强度需求,进行构件强度校核,得到截面尺寸。

2.构件稳定性校核:根据结构设计规范,计算梁柱的稳定性要求,包括局部稳定性和整体稳定性,进行构件稳定性校核,得到截面尺寸。

3.构件刚度校核:根据结构设计规范,计算梁柱的刚度要求,包括刚度比、挠度等,并进行构件刚度校核,得到截面尺寸。

梁柱截面确定)

梁柱截面确定)

板厚一般取板跨的40分之一,或者30分之一,不全面,具体可参见《砼规》GB50010-2010第9.1.2条,想必你应该很容易弄到规范吧。

板的经济跨度一般为2-3米,次梁的经济跨度一般为4-7米,主梁的经济跨度一般为5-8米。

梁的截面确定:先根据梁的跨度来确定梁截面的高度。

次梁的截面高度一般取跨度的十五分之一,主梁一般取十二分之一。

然后根据高度不超过宽度的四分之一来确定宽度,主梁宽不要小于250,次梁宽度不要小于200为宜。

切记,结构设计的每一个步骤几乎都可以在规范上找到相关规定。

你所做的每一个步骤中的数据、计算公式都要到规范中去找。

荷载其实相对于来说是比较简单的了,主要是其中的几个组合值系数、频遇值系数神马的,其它的到没什么。

说一下荷载的布置,荷载分为恒载和活载,恒载好办,主要是板,梁,柱以及其它建筑层的重量,比如填充墙、门窗、抹灰等。

这个荷载是除了钢筋混凝土的梁板柱以外都是要自己手算然后用到建模里面的。

活载主要分成楼面均布活载、集中荷载。

具体工程的活载是不一样的,主要参见《荷载规范》GB50009-2001,现在要出新的荷载规范了。

1、柱截面尺寸宜符合下列要求:1 矩形截面柱的边长,非抗震设计时不宜小于250mm,抗震设计时不宜小于300mm;圆柱截面直径不宜小于350mm2 柱剪跨比宜大于2;3 柱截面高宽比不宜大于3。

2、梁截面尺寸选择取决于梁的跨度,框架结构的主梁截面高度hb可按(1/10~1/18)lb确定,lb为主梁计算跨度;梁净跨与截面高度之比不宜小于4。

梁的截面宽度不宜小于200mm,梁截面的高宽比不宜大于4。

与跨度有关,主梁 H= 1/12~1/16跨度,B=1/2~1/3H;次梁 H= 1/12跨度,B=1/2~1/3H;柱B=1/15跨度,H= 1~1.5B;1、梁的截面尺寸(1) 梁的一般要求在设计钢筋混凝土梁时,首先要确定梁的截面尺寸。

其一般步骤是:先由梁的高跨比h/l0确定梁的高度h,再由梁的高宽比h/b确定梁的宽度b(b为矩形截面梁的宽度或T形、I形截面梁的腹板宽度),并将其模数化。

估算柱梁板截面大小的方法

估算柱梁板截面大小的方法
式(4-12)N=βFgEn,其中
N—地震作用组合下柱的轴向压力设计值;
β—考虑地震作用组合后柱的轴向压力增大系数,边柱取
1.3,等跨内柱取
1.2;F—按简支状态计算的柱的负载面积。
本设计柱网尺寸大部分为
7.5m×
7.5m,部分
8.4m×
8.4m。
gE—折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值,可近似取12-15KN/ m2;在此取gE=12 KN/ m2。
混凝土结构设计规范中规定了确定板厚的方法:
简支单向板;两端连续单向板;简支双向板;多跨连续双向板。为了设计偏于安全,对所有的板厚均按h/L=进行估算。
楼梯休息平台板取100mm,其他板厚均采用120mm。
6、楼梯厚度一般取L/30且不小于100,梯板跨度一般不宜大于4500
7、将斜板底法向的最小厚度取作板的计算厚度t,一般取作~’,l0’为梯段斜长(板式楼梯)。
一、柱子截面
1、根据轴压比公式n= N/(fc*Ac)估算柱子截面大小,公式为每平米
1.5吨(一般以每平米
1.5~2吨的重量来保守估算)X柱子支撑的板面积X柱子支撑层数X荷载组合调整系数[(
1.2恒+
1.4活)/(恒+活)≈
5~
1.26]/轴压比(三级抗震
0.9)/稳定系数(
0.9)/fc,例如:15x(7x6)。其中混凝土强度设计值fc的估算方法,即强度型号的一半再减去1,就约等于强度设计值,例如:≈11.9。
2.0~
3.5,对T形截面一般取
2.5~
4.0。
5、xx截面尺寸
框架xx(主xx)截面尺寸:
主梁截面高度:
h=(~)L=(~)×8400=(840~700)mm,取h=800mm;

如何确定柱梁尺寸

如何确定柱梁尺寸

如何确定柱梁尺寸确定柱和梁尺寸是结构设计中的重要步骤,必须考虑多个因素,包括荷载、荷载传递路径、材料强度和建筑要求等。

下面是确定柱和梁尺寸的一般流程和关键考虑因素:1.确定设计荷载:根据建筑的用途和所处环境,确定荷载类型和荷载大小。

常见的荷载类型包括死荷载(例如自重、非结构物重量等)和活荷载(人员、家具、雪等)。

2.确定荷载传递路径:对于柱和梁结构,荷载从梁传递到柱,再由柱传递到地基,需要确定荷载传递路径,包括柱与梁的连接方式和转移荷载的路径。

3.选择材料:根据结构荷载和建筑要求,选择合适的结构材料,如钢材、混凝土等。

不同材料有不同的强度和受力特性,需要根据具体情况来选择。

4.初步尺寸选择:根据设计荷载和材料强度,初步确定柱和梁的尺寸范围。

通过计算和经验,选择合适的初步尺寸,以保证结构的强度和稳定性。

5.进行结构分析:使用结构分析软件或手工计算的方法,对柱和梁进行详细的强度计算和稳定性分析。

考虑梁和柱的截面形状、长度、支承条件等因素,确定结构的内力和变形情况。

6.考虑建筑要求:除了结构强度和稳定性外,还需要考虑建筑要求,如空间限制、美观要求等。

在满足结构要求的前提下,尽量满足建筑要求。

7.优化尺寸设计:根据结构分析的结果,对初步尺寸进行调整和优化。

可以通过增加或减少材料的数量、调整截面形状和尺寸等方式,来获得更经济和优化的设计。

8.检查和验证设计结果:对最终的柱和梁尺寸进行检查和验证,确保满足强度、稳定性和建筑要求。

可以使用截面特性计算软件、有限元分析等方法,进行详细的验证。

总之,确定柱和梁尺寸是一个复杂而综合的工作,需要考虑多个因素和进行详细的分析和计算。

同时,根据具体情况和经验,进行合理的尺寸选择和优化设计,以确保结构的安全、经济和满足建筑要求。

概算柱梁板计算规则

概算柱梁板计算规则

概算柱梁板计算规则好呀,以下是为您撰写的关于“概算柱梁板计算规则”的文章:嘿,朋友们!今天咱们来好好唠唠“概算柱梁板计算规则”这档子事儿。

咱先说柱子哈。

柱子的计算,那可得整明白它的长度和截面面积。

长度呢,是从基础顶面算到柱顶的高度。

这可不能瞎估摸,得量准咯。

截面面积就按柱子的实际形状来,方的就长乘宽,圆的就用那个圆周率乘半径的平方。

比如说,有个方柱子,边长是 50 厘米,那截面面积就是 0.5 米乘 0.5 米,等于 0.25 平方米。

可千万别把长度或者面积算错了,不然差之毫厘谬以千里呀!再讲讲梁。

梁的计算,重点在长度和截面尺寸。

长度呢,是梁的净跨长度加上两端的锚固长度。

啥叫锚固长度?简单说就是梁深入墙或者柱子里那一段的长度。

截面尺寸同样要量准,矩形梁就长乘宽,T形梁就稍微复杂点,得按规定的公式来。

比如说,一根梁净跨 5 米,锚固长度各 0.5 米,那梁的长度就是 6 米。

接下来是板。

板的计算主要看面积。

面积就是长乘宽,但要注意扣除孔洞啥的。

可不能把那些空洞的地方也给算进去,那可就闹笑话啦。

比如说,一块板长 4 米,宽 3 米,中间有个 0.5 米乘 0.5 米的洞,那计算面积的时候就得用 4 乘 3 减去 0.5 乘 0.5 。

总之呢,在计算柱梁板的时候,一定要仔细认真,该量的量准,该扣的扣掉,不能马虎。

不然算错了,那可就麻烦大了,可能会导致材料浪费或者工程出问题。

所以呀,咱们得把这计算规则牢记在心,这样才能把工作干得漂漂亮亮的!好啦,关于“概算柱梁板计算规则”咱就说到这儿,希望对您有用哟!。

梁板柱尺寸确定问题

梁板柱尺寸确定问题

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、250mm(2)、粱高为1/10-1/14悬挑梁一般取为悬臂长的1/4~1/6常用的梁高有:250、300、…、750、800、900、1000。

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(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 1/35 1/45 1/35 (有柱冒)连续 1/40 1/50 1/12 1/30 (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。

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【题2】某竖向均布荷载作用下的简支梁,其截面为b ×h=250×650,同时承受弯矩、剪力和扭矩共同作用,纵向钢筋HRB335,箍筋HPB235,通过计算配筋结果如下:(7.6.11 7.6.12)抗弯纵向钢筋抗剪箍筋(总量)(7.5.4)抗扭纵向筋(总量)(7.6.4)抗扭箍筋(单肢)(7.6.4)请根据上述结果,设计该梁的截面配筋布置,并绘制剖面图(示意钢筋布置)。

21127mmA s =2489.0/mm s A sv =2483mm A stl =21207.0/mm s A st =③由抗冲切公式确定:(规范7.7.1)不配置箍筋和弯起钢筋的一般板类受弯构件(冲切)(剪切)07.0hu f F m t h l ηβ≤07.0bh f V t h β≤抗剪与抗冲切的区别(对象、荷载、破坏面形态)1、对细长杆件:如梁、柱、桩等,考虑抗剪,荷载为横向;对板类构件:如楼板、基础承台等,既考虑抗剪(面载)又考虑冲切(局部荷载或集中荷载);2、冲切破坏在荷载四周成45度斜面拉裂的冲切锥体(4个剪切面),剪切破坏面有2个(悬臂构件1个),45度斜剪切面上拉裂;3、破坏机理类似:破坏面混凝土主拉应力超限。

【题4】某带地下室的高层建筑拟采用整板基础,柱网6×6(m);其中中柱截面900×900(mm),轴力设计值F=8000kN;底板地基反力均布,板厚1m,砼C30,问底板厚度能否满足冲切要求? (底板中仅配受拉筋) (规范7.7.1)2板受弯的配筋计算类似于受弯梁,折合每m宽板带计算配筋。

注意:钢筋置于受拉面,板梁同时现浇时不宜将板底平梁底。

(雨篷)2 柱正截面受压承载力的计算①轴心受压规范7.3.1 7.3.2②偏心受压规范7.3.4③柱的计算长度规范7.3.11一、结构单位面积重力荷载剪力墙结构12层:40m以下;13~14kN/㎡,筏板厚600~700mm,标准层含钢量30~40,整体55左右。

18层:60m;14kN/㎡,筏板厚800mm左右26层:80m;14.5kN/㎡,fak=450kPa左右,筏板厚1000mm30层:14.5~15kN/㎡,fak=500kPa左右,筏板厚1200~1300mm32层:100m;15kN/㎡,fak=500~550kPa,筏板1300~1500mm地下室取20kN/㎡框架结构:12~14kN/㎡,一般可取13kN/㎡。

框剪结构:13~15kN/㎡,可取14kN/㎡。

核心筒结构:14~16kN/㎡。

短肢剪力墙:10~12kN/㎡。

砌体结构:22kN/㎡左右,估算条基宽度可按每层45kN/㎡,含钢量23~27公斤。

地反力估算(标准组合):单位面积重力荷载×地上层数+地下室层数×20+筏板厚×25+10二、周期剪力墙结构:0.04~0.08N(经验值0.06~0.08N),N为地面以上房屋层数。

框剪结构:0.08~0.12N框架结构:0.12~0.15N框架核心筒、外框筒:0.06~0.10N三、墙厚及砼强度26层:地下外300、内250;地上外250、内20030~33层:外纵墙底部加强部位及上一层300(楼梯间段突出时250),以上250外横墙一般250内墙底部加强部位及上一层250(电梯间隔墙取200),以上200砼强度:C35~C30,初步设计时砼强度变化可与墙厚变化相隔一层,根据轴压比情况可在下一层或上一层注:1.墙厚不满足规程要求时应进行稳定验算。

2.对于剪力墙结构的一字型外墙,尤其在转角阳台或窗的一字型外墙,以及框剪结构中的非筒形剪力墙和框支层的落地剪力墙厚度宜满足规程要求,不进行稳定验算。

3.为提高轴压比、梁柱墙的剪压比、框架或剪力墙的抗侧力刚度,提高砼强度等级是有意义的,但随强度等级的提高而提高比例变小。

4.受弯构件的纵筋配筋受强度等级的变化影响较小。

四、板厚单向板1/35~1/30,常用于跨度小于4m;双向板1/40~1/35。

3.6m及以下一般取100.,3.9~4.5米一般取120mm。

高层大屋面板一般取120地下室顶板:一般160,30层及以上180.密肋板常用于7~10m,肋间距500~700,肋高:1/20~1/30井字梁常用于7~10m,梁格1500~3000,肋高:1/20普通框架、巨型框架和悬挂巨型框架。

它们各自的结构效率如何呢?怎么来衡量它们的效率呢?我们先来看普通框架的重力荷载传递的途径,很简单,所有的柱子都受压,从上到下逐层加大。

蓝色的数字就是柱子所承受的轴向压力,我们把所有的这些数字加起来,结果等于多少呢?边柱从上到下是1到9,中柱从上到下是2到18,四排柱子全加起来,结果是270。

我们再来看一下巨型框架。

同样,把所有的柱子的竖向轴力的数值加起来。

玫红色的巨型框架柱子其实跨越了多个楼层,所以要算做多个柱子。

或者,简单说,就是柱子的轴力还要乘以这根柱子的楼层数。

每个小框架,边柱从1到3,中柱从2到6,加起来等于36。

一共有两个小框架,所以再乘以2,等于72。

巨型框架柱,单侧为3×4+15×4+27×1=99,两边两根巨型柱加起来,等于99×2=198。

然后,整个结构的竖向轴力和就是72+198。

这个数等于多少呢?等于270。

看,跟上面的普通框架的数值是一样的。

我们最后看一下「不差钱」的悬挂巨型框架,它的数值是多少呢?我们为什么说它「不差钱」呢?跟上面两个不同,这个有了拉力的存在,小框架的柱子都是受拉的。

我们把拉力计作负值,这样,上面的小框架轴力和是-36,下面的小框架轴力和是-60。

巨型柱承受的还是压力,所以是正值。

单侧巨型柱为12×4+27×5=183,两边两根巨型柱加起来,等于183×2=366。

同样,366-36-60=270。

神奇吧?虽然三个结构形式看上去很不一样,但是它们的竖向轴力和都是270。

或者,换句话说,270就是这三个结构的目的,有270这么多的力通过结构传递到大地。

虽然目的一样,但是因为解决方案的不同,所以付出的代价也不同。

第一个普通框架,总轴力和等于压力-拉力,也就是270=270-0。

为了达到270这个目的,付出了270+0=270的代价。

第二个巨型框架,同样也是270=270-0,同样也付出了270的代价。

所以,它跟第一个普通框架的效率是一样的。

第三个悬挂体系,270=366-96,为了同样的270这个目的,它付出了366+96=462的代价,效率远远低于前面两个,所以我们说它是「不差钱」的结构体系。

简单理解,前两个结构体系里,轴力都没有走回头路,全部都是一路向下,所以效率值最高。

而第三个悬挂体系,轴力先在小框架里向上到达巨型框架,再180度掉头,从巨型框架里向下传递,走了不少冤枉路,所以效率就不那么高了。

换言之,同样的起点,同样的目的地,位移相同,路程越短越好。

对于力的流动,「路程」也就是力的大小乘以力流动的长度。

这样的衡量标准,对于重力荷载是如此,对于侧向荷载也是如此。

前段时间有幸在学校听了 SOM 的 Bill Baker 老师的一堂讲座,主题就是结构的效率。

Bill Baker 举的是下面这个悬臂结构的例子。

外荷载 P 的作用点固定,两个支座的位置固定。

在这三点固定的前提下,应该如何布置这个悬臂结构呢?什么样的结构效率值最高?最简单的是这种结构,moment diagram truss。

上弦受拉,拉力为根号下10,杆件长度也是根号下10。

下弦受压,压力为3,杆件长度也是3。

所有的拉力乘以拉力走过的路程,也就是上弦杆的拉力大小乘以上弦长度,等于10。

所有的压力乘以压力走过的路程,也就是下弦杆的压力大小乘以下弦长度,等于9。

10-9等于1,这就是这个结构的目的,把大小为1P 的力向上传递 1B 的长度。

10+9等于19,这就是这个结构的效率。

我们再看一下这种 Pratt truss。

所有的拉力乘以自己走过的路程等于9,所有的压力乘以自己走过的路程等于8。

9-8等于1,看,它的目的同样也是这个1。

但是它的效率呢?9+8等于17,比上面那个19已经强一些了。

接下来是 Warren truss。

结构的目的同样是1,但是它的这个1等于8-7。

它的效率是8+7等于15,比上面两个的19和17都要高效。

最后出场的这个虽然看上去乱糟糟的,但却是个「效率之王」。

达到同样的目的,第一个付出了19的代价,第二个17,第三个15,而它只用了13.864。

也就是说,跟第一个结构相比,第一个需要用19份材料,而它只需要13.864份材料,足足节省了27%。

把我们这个悬臂桁架旋转90度,把它给竖起来,我们就得到了一个抗侧力体系。

所以我们可以继续用同样的分析方法寻找最优的抗侧力体系。

结构的目的是抵御作用在顶部的水平力,因为没有竖向荷载的传递,所以它们的「目的」为0,也就是它们的轴力乘以杆件长度的 T-C 为0。

而因为结构形式不同,它们的效率值 T+C 却各不相同。

第一个最差,为了抵御这个水平力,T+C 等于18.5,也就是它需要18.5份的材料;第二个的效率值是16;而第三个相对最好,达到了13.68。

拿第三个跟第一个相比,从18.5 减小到 13.68,节省了26%的材料。

如果下次你在杂志上看到一栋高层建筑的斜撑是最右边这个样子的,并且设计公司是 SOM,结构工程师是 Bill Baker,你明白为什么要这个样子了吧?在讲座的最后,Bill Baker 老师说,他认为建筑工程的「设计」和「创新」指的应该是这些东西,而不是给建筑加一个炫酷的表皮或者加一个 funny hat。

梁的裂缝计算(PKPM算法与正确的方法对比)裂缝计算一直是大家非常关注的问题。

老庄结构院每次都在说PKPM计算裂缝不准确。

我们就来验算一下吧!使用《混凝土规范》7.1.2进行裂缝最大宽度的计算。

选取模型中的一根梁,其荷载如下:恒荷载弯矩:活荷载弯矩:风荷载弯矩:PKPM配筋图PKPM裂缝图:PKPM裂缝计算书:正确的计算方法:PKPM在计算的时候对一些参数取舍不是太准确。

但是个人觉得,没有绝对的准确与不准确。

大家见仁见智!。

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