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。
4.3混凝土框架结构——框架结构的计算简图
Bz脉动风荷载的背景分量因子 z B kH 1
Z
1
x
z
Z
φ 1(z)—结构第1阶振型系数，可由结构动力计算确定，混凝土框架结构 可近似的取φ 1(z)=(z/H)[2-(z/H)]，z为计算点到室外地坪距离； H—结构总高度； ρx—脉动风荷载水平方向相关系数；
x
10 B 50e B / 50 50
第四章 混凝土框架结构
现浇框架结构
刚接节点
装配式框架结构
装配整体式框架 柱与基础的连接
铰接节点或半铰接节点
刚接节点 固定支座 铰支座
4.3框架结构的计算简图
4.3.2结构的计算简图
3.跨度与层高的确定 （1）梁的跨度 取顶层柱轴线之间的距离，当柱截面尺寸有变化时 以最小截面的形心线来确定。 （2）层高 取本层楼面至上层楼面的高度，底层层高取基础顶 面到二层楼板顶面之间距离。
荷载形式。
15.80kN
16.45kN
框架结构风荷载简图
风荷起算位置
ic Ec I Hi
装配整体式楼盖
Ec—— 混凝土弹性模量； I —— 框架柱截面惯性矩。
装配式楼盖
按实际截面计算I。
1 3 I bchc 12
4.3框架结构的计算简图
4.3.2结构的计算简图
6.荷载的计算 作用于框架结构上的荷载有两种：竖向荷载和水平荷载。 分布荷载居多 竖向荷载 楼面活荷载 建筑结构自重
第四章 混凝土框架结构
4.3框架结构的计算简图
4.3框架结构的计算简图
4.3.1截面尺寸的估计
1.梁截面尺寸 框架梁柱截面尺寸可近似预估：
第四章 混凝土框架结构
1 1 梁高 h ~ l ， l 为梁的计算跨度 8 12
估算柱梁板截面大小的方法
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;
梁的截面尺寸的确定知识讲解
梁的截面尺寸的确定梁的截面尺寸的确定1、梁的宽度取1/2～1/3梁高，宽度不大于支撑柱在该方向的宽度。
通常梁高取跨度的1/8～1/14。
2. 经验公式，在采用二级钢作为梁纵向钢筋时，梁高/弯矩＝4.2～4.6是最经济的，如：梁弯矩为120KN/m则梁高＝502～552是最省钱的，混凝土与钢筋最省。
本经验公式是在C25造价为216元/方，二级钢3200元/t下统计的，如混凝土标号高于C25则可以取靠近4.2的经验值，如低于C25 可取靠近4.6的经验值。
在设计中，可以照平时建模方法先建模计算一遍，再把弯矩图提出来看看，以一个跨度内的最大弯矩为控制，参照上面的经验公式进行一遍调整，这样设计出来的梁会是最省的。
注意不要发生次梁比主梁高的情况。
梁高的小幅度改变对梁线刚度改变很小，梁高调整后再计算的弯矩与第一次的弯矩差值很小，可以忽略。
最后，上述经验公式不适用与一级或三级钢作为梁纵筋的情况。
最后还要注意下，梁高的取值还受限于建筑净空要求等其他因素，要灵活处理。
2、柱截面尺寸计算3、柱截面的确定，在高层的情况下，往往是由轴压比控制，而多层不见得是。
层数越少，越可能不是轴压比控制。
这是个概念问题，首先应当明确。
对高层（或者层数较多的多层），在柱截面估算时，应当先明确几点：混凝土的强度等级、结构的抗震等级、轴压比限值。
只有知道这几点，估算轴力才可能确定截面。
柱轴力的估算，首先确定每层柱受荷的面积。
此部分的面积，可简单的取柱左右（上下）两个跨度之和的一半进行计算。
再根据结构型式及活荷载的情况，确定每层的自重。
这个自重是个经验值，在各种手册上都有相关的介绍。
一般是框架结构14~16KN/m^2，剪力墙结构15~18KN/m^2。
值得提醒的是，这里的自重是标准值，而在算柱轴压比时应当采用设计值。
最后，对每层的受荷载面积累加并乘以结构的自重，可算出柱轴力，柱轴力除以轴压比限值可得出柱截面面积。
4、以上情况，仅是对柱截面的估算。
第三节-框架结构的计算简图
第三节框架结构的计算简图4.3.1 梁、柱截面尺寸框架梁、柱截面尺寸应根据承载力、刚度及延性等要求确定。
初步设计时，通常由经验或估算先选定截面尺寸，以后进行承载力、变形等验算，检查所选尺寸是否合适。
1、梁截面尺寸确定2、柱截面尺寸柱截面尺寸可直接凭经验确定，也可先根据其所受轴力按轴心受压构件估算，再乘以适当的放大系数以考虑弯矩的影响。
即框架柱的截面宽度和高度均不宜小于300mm，圆柱截面直经不宜小于350mm，柱截面高宽比不宜大于3。
为避免柱产生剪切破坏，柱净高与截面长边之比宜大于4，或柱的剪跨比宜大于2。
3、梁截面惯性矩在结构内力与位移计算中，与梁一起现浇的楼板可作为框架梁的翼缘，每一侧翼缘的有效宽度可取至板厚的6倍；装配整体式楼面视其整体性可取等于或小于6倍；无现浇面层的装配式楼面，楼板的作用不予考虑。
设计中，为简化计算，也可按下式近似确定梁截面惯性矩I：4.3.2 框架结构的计算简图1、计算单元框架结构房屋是空间结构体系，一般应按三维空间结构进行分析。
但对于平面布置较规则的框架结构房屋，为了简化计算，通常将实际的空间结构简化为若干个横向或纵向平面框架进行分析，每榀平面框架为一计算单元。
就承受竖向荷载而言，当横向（纵向）框架承重，且在截取横向（纵向）框架计算时，全部竖向荷载由横向（纵向）框架承担，不考虑纵向（横向）框架的作用。
当纵、横向框架混合承重时，应根据结构的不同特点进行分析，并对竖向荷载按楼盖的实际支承情况进行传递，这时竖向荷载通常由纵、横向框架共用承担。
2、计算简图在框架结构的计算简图中，梁、柱用其轴线表示，梁与柱之间的连接用节点表示，梁或柱的长度用节点间的距离表示，框架柱轴线之间的距离即为框架梁的计算跨度；框架柱的计算高度应为各横梁形心轴线间的距离，当各层梁截面尺寸相同时，除底层外，柱的计算高度即为各层层高。
对于梁、柱、板均为现浇的情况，梁截面的形心线可近似取至板底。
对于底层柱的下端，一般取至基础顶面；当设有整体刚度很大的地下室；且地下室结构的楼层侧向刚度不小于相邻上部结构楼层侧向刚度的2倍时，可取至地下室结构的顶板处。
混凝土结构粱、柱、板截面取值原则
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。
柱梁尺寸如何界定
柱梁尺寸如何界定梁布置按照跨度的1/10-1/15取梁高度梁宽要低于梁高的3.5倍具体参照荷载和墙厚等实际情况 .框架柱尺寸的估算框架柱的截面尺寸根据柱的轴压比限值，按下列公式计算：（1）柱组合的轴压力设计值：N=βFgn注：β考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数（边柱取1.3。
中柱取1.25）。
F 按简支状态计算柱的负载面积。
g 折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，可近似的取14KN/m2。
n 为验算截面以上的楼层层数。
（2）Ac≥N/uNfc注：uN 为框架柱轴压比限值，本方案为三级抗震等级，查《抗震规范》可知取为0.90。
fc 为混凝土轴心抗压强度设计值，对C30，查得14.3N/mm2。
（3）计算过程：对于边柱：N=βFg E n=1.3×7.5×3×14×5=2047.5（KN ）Ac≥N/uNfc=2047.5×10 /0.9/14.3=159091（mm2）取400mm×400mm对于内柱：N=βFg E n=1.25×7.5×4.2×14×5=2756.25（KN ）Ac≥N/uNfc=2756.25×10 /0.9/14.3=214160（mm2）取500mm×500mm1、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。
主梁截面高度一般取跨度的1/8~1/12，次梁取1/12~1/16，根据承受重量的情况选择。
框架结构的梁柱截面尺寸如何确定
框架结构的梁柱截面尺寸如何确定
框架结构的梁柱截面尺寸的确定是设计一个可靠、安全、经济的结构的重要环节，其过程需要考虑力学基本原理、材料力学性能、结构荷载及其影响因素等多个因素。
本文将就这些因素进行讨论，以探究框架结构梁柱截面尺寸的确定方法。
一、力学基本原理
力学基本原理是确定框架结构梁柱截面尺寸的基础。
梁柱的截面尺寸需要满足一定的条件，包括抗弯、抗剪、抗压和抗拉等方面的要求，对于梁柱的截面这些条件还涉及到平行轴定理和垂直轴定理的应用。
这些基本原理是力学学科中的基本内容，设计者需要对其进行深刻的理解才能确定合理的截面尺寸。
二、材料力学性能
所选用的材料对梁柱的截面尺寸也有着决定性的影响。
钢结构采用的是钢材，在考虑截面尺寸时需要考虑钢材的强度、抗拉性能、抗压性能等；混凝土结构采用的是混凝土，需要考虑其强度、抗压性能、变形能力等性质。
这些材料的力学性能属性最好通过实际测试和实验得到，然后再根据所获得的数据进行计算。
三、结构荷载及其影响因素
框架结构的荷载是梁柱截面尺寸的另一个重要影响因素。
荷载可以分为静载荷和动载荷，包括垂直荷载、水平荷载、温度荷载、膨胀荷载等。
荷载的类型、大小、方向、施加位置等都会影响梁柱的截面尺寸的选择。
由于荷载是结构设计的重要组成部分，所以在项目设计的过程中必须充分考虑荷载的特点和影响因素，以制定出可靠的结构方案。
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框架梁柱截面尺寸的确定方法
2 工程案例
以一个6层框架结构为例，由于多层结构竖向构件尺寸通常
由竖向荷载控制，且一般位于中间跨部分的梁柱从属面积较大，
分担荷载较大，可以代表结构构件的最大尺寸，我们将结合该工
程计算结果选取关键的框架梁柱作为研究对象来分析框架梁柱
截面尺寸的确定方法。
3 梁柱截面尺寸的确定步骤
先运行PMCAD建立模型，由于初学者还没有梁柱截面尺寸的概念，我们可以将梁截面输入宽×高=400×800，柱截面输入1 000×1 000，输入相应楼面荷载和梁问荷载，运行完PMCAD 的前三个主菜单，按抗震等级为三级进入SATWE进行计算，最后查看SATWE后处理图形文件输出之“混凝土构件配筋及钢构件验算简图”，取第1层，选取柱轴压比和梁纵向配筋均为最大的一跨作为分析对象
图1 粱柱截面示意图
3．1 柱截面尺寸的初步确定及调整
对于抗震等级为三级的框架结构，由《建筑抗震设计规范》知，柱轴压比限值为0．9，由图1町知，所选研究对象在取杜截面尺寸1 000×1 000情况下的计算轴压比为0．39，远小于0．9，说明柱截面尺寸太大，应予以减小。
由柱轴压比计算公式 =F／Aft可知，柱截面面积与轴压比成反比例关系，即A1／A2= 2／1，柱截面面积A2=A1 1 2=1 0oo2×0．39／0．9=433 333 rr1rn2，按_F方形柁计算，边长为658 rnrn，初步取650 mrn。
3．2 梁截面尺寸的初步确定及调整
根据《混凝土结构设计规范》，梁受弯构件的最小配筋率为0．2％和45 ／，、 (％)的较大值，《建筑抗震设计规范》规定“梁端纵向受拉钢筋的配筋率不应大于2．5％”。
根据经验，从经济的角度考虑，框架梁梁端纵向受拉钢筋配筋率一般控制在1．2％～1．6％，跨中0．6％-0．8％。
由图1可知，所选研究对象在取梁截面尺寸为400×800的梁端较大纵筋配筋率．D=0．43％，远小于经济配筋率，说明哉面尺寸偏大，也应该减小。
先将梁宽减小，m配筋率公式|0=A ／bh0口』知，配筋率与梁宽成反比例关系，将梁宽由400减小到250，配筋率将增大到0．43％×400／250=0．688％，仍小于经济配筋率，需要再减小梁高。
梁高与配筋率的关系并不是简单的反比例关系，根据梁抗弯承载力的简化公式M =0．9J 0，将梁端弯矩M 近似看做定值，随着梁高的减小，配筋A 会增加，使配筋率进一步增加，所以，梁高的变化对配筋率的影响要从两方面考虑，且梁高的减小从两方面来说使配筋率的变化趋势均为增加。
我们不妨先忽略第二个关系式，仅从第一个关系式p=A ／bh 0出发，梁端经济配筋率取ff1问值1．4％，计算h 0≈750×0．688％／1．4％=368 mm，则梁高可近似取400 Into，考虑到第二个火系式M =0．9f／a,h0的影响，梁高应为大于400 mm的值，即在400 n1m～800 rnm之间的一个值，我们可以取中间值600 mm，于是初步将梁截面定为250×600进行试算。
3．3 按初步调整后的梁柱截面尺寸，重新计算
图2 框架梁柱配筋简图
按』面初步确定的梁柱截面尺寸，运行SATWE重新计算，所选框架梁柱的最大柱轴压比为0．74，仍小于0．9，说明柱截面仍呵减小，梁两端受拉钢筋配筋率为1．05％和1．2％，稍低于经济
3．4 进一步调整梁柱截面尺寸，再重新计算
由于柱轴压比和梁配筋率与理想值均较接近，调整范围不要太大，取柱截面尺寸600×600，梁截面尺寸250×550，重新计算，所选框架梁柱的配筋简图如图2所示，最大柱轴压比0．85，
接近且小于0．9，说明调整后的柱截面尺寸是合适的。
梁两端受拉钢筋配筋率均为1．49％，在经济配筋率范围内，梁跨中受拉钢筋配筋率1．0％，稍高于经济配筋率，与第一次调整后的梁截面比较，从经济性考虑，显然本次调整后结果更理想。
一般来说，根据初步选定的较大梁柱截面，采用以上方法，经过1次～2次调整，均会优选出合适的框架梁柱截面尺寸。
确定梁柱截面尺寸时需注意的问题
1)框架梁宽最好不要小于250，一般来讲，布置梁纵筋时，250宽梁要比200宽梁方便得多。
2)梁高的确定要结合建筑图纸综合考虑，特别是当梁下设门窗时，从方便施工考虑，梁底与门窗顶最好平齐，如果建筑不允许门窗顶标高调整，可适当加大梁高，以方便施工。
3)高层建筑内力及配筋多由水平荷载控制，最大轴压比的柱多发生在边柱或角柱(各柱截面相同的情况下)，确定柱截面尺寸时，选取相应的柱为研究对象。
4)框架梁柱截面尺寸尚应符合《建筑抗震设计规范》6．3．1，6．3．6条的规定。
嵌固端所在层号该如何填？
嵌固端所在层号指的是在指定层的底端嵌固，程序默认值是地下室层数+1，由于规范中对嵌固层刚度比有所规定，如果地上一层与地下一层相关部位的侧向刚度比大于0.5，则不满足规范要求，需要将嵌固层下移。
新版PKPM 嵌固端所在层号怎么输入
0，则认为基础回填土对结构没有约束作用，即结构嵌固在基础底板，地震力往下传。
若填入一个负数，如填-m，其中m不大于地下室的层数，则表示有m层地下室顶板的水平位移为0，地震力不传到这些层上，若填入正数，则该参数填的越高，就表示基础回填土对结构的约束能力越强，该数大于5时域嵌固所有地下室顶板作用相同，一般情况取3，以近似考虑回填土对地下室的弹性约束。
梁间荷载计算
一般来说，梁间荷载主要是梁上的墙体恒载。
输恒载时，如果有面积比较大的门窗，墙体恒载就打折0.7~0.8，门窗面积比较小时，就打折0.8~0.9。
没有门窗就按实际墙体重量输入。
这就差不多了。
墙体荷载按照均布线荷载输入就可以了。
（墙体长度×墙体高度-洞口面积）÷墙体长度×墙体面荷载+窗线荷载
楼面恒载：pmcad---荷载输入----恒活设置----自动计算楼板自重前打钩。
做完这些之后，将恒载设置为1.5KN/㎡（主要是装修荷载）。
楼面活载：这个是根据建筑的使用功能来决定，要查荷载规范。
比如说：建筑的功能是办公室，那么你查规范可得为2KN/㎡。
梁的恒载：在pkpm中不用另外输入，程序会自动计算。
梁间荷载：计算公式是：{【跨度*（层高-梁高）-门窗面积】*墙厚度*墙的容重+装修面荷载*【跨度*（层高-梁高）-门窗面积】+门窗面荷载*门窗面积}/跨度
举个例子：假设跨度为3m，窗的尺寸为1.8m*1.8m,层高是2.9m，梁高是500mm，墙厚200mm，墙容重为12KN/㎡，墙面装修抹灰厚40mm，装修抹灰的面荷载根据查荷载规范得0.9KN/㎡，门窗的面荷载也查规范得0.45KN/㎡。
把这些数据带进去试试看就知道了。
楼面荷载包括楼面恒载和活载这都是一些固定值不需要计算恒载一般取值4-5KN/m2。