预应力箱型梁截面特性值的计算

预应力箱型梁截面特性值的计算

北京迈达斯技术有限公司

2004.12

1. 概要

目前许多设计程序在计算预应力箱梁的特性值时，或仅提供部分特性值，或省略加腋承托部分和悬臂部分，按封闭截面的公式计算特性值。但是对于非对称截面或风荷载容易引起较大扭矩的桥梁结构中，抗扭惯性矩是抵抗扭矩作用的一个比较重要的参数，因此提供准确的抗扭特性值在结构分析中是非常重要的。

同样剪切面积作为抵抗剪切变形的特性值，在预应力箱梁的分析中也是重要的参数之一，而目前许多设计程序不提供预应力箱梁和任意截面的有效剪切面积。

另外，一般的通用的有限元程序，虽然能给出上述截面特性值，并给输出预应力箱梁由轴力、剪力、弯矩引起的应力值，但很少有软件提供扭矩引起的剪应力。

在MIDAS/Civil Ver.6.7.0中，程序采用了新的计算方式，可以提供考虑预应力箱梁加腋承托部分和悬臂部分的较为准确的抗扭惯性矩(Ixx)和有效剪切面积(Asy、Asz)，并提供弯矩、轴力、剪力和扭矩引起的应力。

下面简单介绍程序中提供的截面特性值的四种计算方法，并通过将程序计算的截面特性值与其他两个通用程序结果的比较，以及通过与用实体单元建立的模型精密分析的结果的比较，验证其精确性。

2. MIDAS/Civil中截面刚度计算方法

如下图1的①所示，MIDAS/Civil中提供数据库标准截面、用户自定义截面、SRC截面、型钢组合截面、PSC预应力截面、变截面、联合截面等多种样式的截面。定义截面的特性值可在“显示截面特性值”中查看。图1中的②显示的是抵抗内力的刚度(Stiffness)值，③中显示的是用于计算中和轴和应力的特性值。

①

②

图1. 预应力箱梁截面特性值

MIDAS/Civil中提供的截面特性值有下列四种。

用户自定义截面的特性值

标准截面的特性值

任意截面的特性值

桥梁结构中的预应力箱型截面的特性值

1) 用户自定义截面的特性值

图2显示的是有加劲肋的箱型截面的截面特性值，如图所示用户只需输入基本的几何数据，程序就会自动计算其特性值，其中有效剪切面积(Asy、Asz)和抗扭惯性矩(Ixx)是按图6~图11中的公式计算的。

图2. 用户定义截面对话框

2) 标准截面的特性值

图3显示的是标准H型钢的数据库截面的特性值，像H型钢这样有工厂轧制成型的标准截面，程序中提供了14个国家和地区的数据库，其中的截面特性值，包括有效剪切面积(Asy、Asz)和抗扭惯性矩(Ixx)均采用的是各国标准型钢库中值。

图3. 标准型钢库截面对话框

3) 任意截面的特性值

对于MIDAS/Civil的截面数据中未提供的截面，程序提供了截面特性值计算器SPC(Section Property Calculator)。图4显示的是使用SPC计算的钢混叠合梁的截面特性。目前SPC仅提供截面的面积、抗弯惯性矩、抗扭惯性矩、中和轴位置、有效抗剪面积等特性值参数。

图4. 使用SPC计算截面特性

4) 预应力箱型截面

很多程序使用图5中的封闭截面的公式，不考虑悬臂和加腋部分简化计算预应力箱型截面的特性值。MIDAS/Civil Ver.6.7.0内涵了可考虑悬臂和加腋部分精确计算特性值的计算内核。

.

图5. 预应力箱型截面形状

封闭截面加腋

3. 有效剪切面积和抗扭惯性矩

3.1 有效剪切面积(A sy、A sz : Effective Shear Area)

有效剪切面积用于抵抗计算截面剪力引起剪切变形，所以当不输入该值时，则程序不计算相应方向的剪切变形。图6为标准形式截面的有效剪切面积计算公式。

A sy : 抵抗沿单元坐标轴y轴作用的剪力的有效剪切面积

A sz : 抵抗沿单元坐标轴z轴作用的剪力的有效剪切面积

图6. 各种标准截面的有效剪切面积

3.2 抗扭惯性矩(I XX : Torsional Constant)

抗扭惯性矩是抵抗扭矩的刚度，按下列公式表示。

x T I =

φ

, xx

x GI I L

=

(1)

在此 I x : 抗扭刚度(Torsional Resistance)

I xx : 抗扭惯性矩(Torsional Constant) T : 扭矩(Torsional Moment or Torque)

φ: 扭转角度(Angle of Twist)

如上面公式所示，抗扭惯性矩是抵抗扭转的刚度参数，与计算由扭矩引起的剪切应力所使用的极惯性弯矩(Polar Moment of Inertia)是不同的概念。但是圆形截面或壁厚较大的圆管截面二者的数值相等。

如公式(1)所示，抗扭刚度与构件长度成反比，与剪变模量和抗扭惯性矩成正比。抗扭惯性矩是计算抗扭刚度的重要参数，开口截面和封闭截面的计算方法不同，壁厚较厚和壁厚较薄截面的抗扭惯性矩的计算方法也是相差较大，能适用于所有截面形式的通用计算公式是不存在的。

厚壁开口截面的抗扭惯性矩一般是将截面分割成许多的矩形后使用下列公式计算。

xx xx I i =∑

43xx 416b b i ab 3.3613a 12a ??

??=?????????

??? 且 a ≥ b (2)

在此 i xx : 矩形分割截面的抗扭惯性矩

2a : 分割截面长边边长 2b : 分割截面短边边长

薄壁闭合截面的抗扭惯性矩的计算公式如下(参见图7)。

2

xx s 4A I d /t

=

∫v (3)

在此 A : 闭合截面中心线围成的截面面积。

d S : 任意位置闭合截面中心线段。 t : 任意位置的壁厚

抗扭惯性矩 : 2

4/xx s s

A I d t =

∫

任意点的应力 : 2T s

T At τ=

s t :

图7. 薄壁闭合截面的抗扭惯性矩和剪应力

因为预应力箱梁大部分属于厚壁闭合截面(翼缘厚大于腹板间距的1/10，腹板厚大于腹板高度的1/10)，上面两种方法均不能适用，也有一些用户综合考虑两种方法计算抗扭刚度，但不能说是精密的计算方法。在MIDAS/Civil 6.7.0版本中，通过内部细部分析的方法，通过确定抗扭刚度计算抗扭惯性矩。

下面是一些标准截面形式的抗扭惯性矩的计算公式。

图8. 实心截面的抗扭惯性矩

图9. 薄壁闭合截面的抗扭惯性矩

图10. 厚壁开口截面的抗扭惯性矩

图11. 薄壁开口截面的抗扭惯性矩

由两个及以上标准截面组合而成的截面，抗扭惯性矩可取各部分的抗扭惯性矩之和。如图12(a)所示截面可取中间闭合截面的抗扭惯性矩和四个开口截面的抗扭惯性矩之和。

(a) 由闭合截面和开口截面组成的截面

(b) 由两个闭合截面组成的截面

图12. 由两个以上截面构成的截面的抗扭惯性矩

- 图12(a)的闭合部分(阴影部分)的抗扭惯性矩

2

11C 11f w 2(b h )I b h t t ×=

??+????

(4)

- 图12(a)的开口部分(悬臂翼缘)的抗扭惯性矩

()3O 1w 1I 22b b t t 3??

=??×????

(5)

w - 图12(a)的抗扭惯性矩

(6)

xx C O I I I =+

如图12所示有两个闭合截面组成的截面的抗扭惯性矩的计算方法如下。

当外部悬臂翼缘的抗扭惯性矩相对于全体截面的抗扭惯性矩较小可忽略不计时，可按外部闭合截面考虑，按下面公式计算抗扭惯性矩。

2

11xx 11f w 2(b h )I b h t t ×=??+????

(7)

当外部悬臂翼缘的抗扭惯性矩相对于全体截面的抗扭惯性矩较大不能忽略时，应考虑开口部分的截面惯性矩。

4. 截面特性值和扭转应力计算例题

薄壁闭合截面可通过手工计算其截面特性值，但像预应力箱梁这样有悬臂和加腋的厚壁闭合截面，不能通过简单的手工计算或简化了的公式准确计算其抗扭惯性矩。

下面通过薄壁闭合截面和厚壁闭合截面的例题，比较其它通用有限元程序的结果、实体模型精密分析结果以及MIDAS/Civil 6.7.0版本的计算结果。

4.1 抗扭惯性矩和有效剪切面积的比较 1) 薄壁闭合截面例题

如图13所示薄壁闭合截面的抗扭惯性矩和有效剪切面积，可通过上面图6~图11的公式计算。下面是公式结果和MIDAS/Civil的计算结果，可看出图14的截面特性值的Asy、Asz、Ixx与公式结

果一致。

2.0H m =1.5B m =0.2f t m

=0.2w t m

=图13. 薄壁矩形管

公式计算结果

2

0.6m , 2

22 2.00.20.8sz w A H t

m =××=×

×=

MIDAS/Civil中提供的截面特性值

图14. MIDAS/Civil的计算结果

2) 预应力箱型截面例题

通过本例题比较有无加腋的箱梁截面的刚度值，提出计算截面刚度较为适宜的网格尺寸，并且与其它两个通用有限元程序计算的截面刚度值进行比较。

a.无加腋的截面

图15是无加腋的箱型截面的几何尺寸和MIDAS/Civil提供的截面特性值结果。与其他两个通用有限元程序的比较结果见表1，互相之间的误差在4%以内。

图15. 使用MIDAS/Civil计算的箱型截面的特性值

表1. 截面特性值的比较

截面特性值 单位 MIDAS/Civil 通用有限元程序 A 通用有限元程序 B A sy m 217.454 17.235(1.27%)

17.588(0.76%) A sz

m 2 6.843 6.601(3.66%) 6.682(2.41%) I xx

m 4

167.607

163.238(2.67%)

163.814(2.32%)

注: 1. 括号内数字为同MIDAS/Civil的值的误差。 2. 通用有限元程序的程序名称隐去。

b. 有加腋的截面

图16显示的是有加腋的箱型截面的几何尺寸和用MIDAS/Civil计算的截面特性，可看出与无加腋截面的差异。表2中列出的是与其他通用有限元程序计算结果的比较，可看出误差彼此之间的误差在4%以内。

图16. 使用MIDAS/Civil计算的箱型截面的特性值

表2. 截面特性值的比较

截面特性值 单位 MIDAS/Civil通用有限元程序 A通用有限元程序 B

A sy m218.410 18.119(1.61%)

18.516(0.57%)

A sz m27.557 7.283(3.76%) 7.388(2.29%)

I xx m4175.251 171.060(2.45%) 172.083(1.84%)

注: 1. 括号内数字为同MIDAS/Civil的值的误差。

c.截面网格细分对截面特性值的影响

程序内部对箱型截面细分后再计算截面特性，因此细分的精度会多少影响到特性值的结果。表3为各细分尺寸计算结果的比较，虽然说细分的尺寸越小，特性值精度越高，但细分和计算特性值所需时间也会长一些。

在MIDAS/Civil中为了既保持精度又节省时间，程序内部将截面网格细分数量默认设置为300个，如果用户想自定义细分尺寸，可在PSC截面定义对话框中勾选“计算截面特性值网格尺寸”选项，并输入尺寸即可(参见图17)。

因为像悬臂法桥梁的箱型截面那样变截面较多时，如果过于细分网格尺寸，将会需要较多的计算时间，一般来说输入翼缘厚度的1/5~1/2值即可。

图17. 用户输入截面细分网格尺寸

表3. 各细分尺寸的截面特性值结果比较

网格尺寸 网格数 A sy A sz I xx计算时间备 注 100cm 85 18.810 7.871 182.72 0.3 sec

60cm 185 18.453 7.618 176.47 0.5 sec

50cm 272 18.410 7.557 175.25 0.7 sec

40cm 418 18.370 7.509 174.30 1.1sec 30cm 729 18.222 7.397 172.82 2.7 sec 20cm 1753 18.170 7.340 171.91 7.0 sec 10cm 7108 18.127 7.291 171.23 135sec 箱梁截面上部翼缘厚度为100cm

4.2 扭矩引起的剪切应力计算结果的比较

当梁单元受扭时，程序将利用3.1中计算的截面特性(抗扭惯性矩和有效剪切面积)计算剪切应力。将实体单元模型分析结果(以下简称精密分析)视为精确解，将其与MIDAS/Civil和其他通用有限元程序结果进行比较。

1) 用户定义的薄壁方管例题

如图8所示矩形方管上作用扭矩大小为100kN ·m，下面是分别用理论计算公式计算的结果、精密分析的结果、使用MIDAS/Civil和其他通用分析程序的计算结果。

1.1H m = 1.1B m = 0.1f t m = 0.1w t m =

图18. 薄壁矩形方管

① 理论计算公式结果 (参考书籍: Mechanics of Materials, Gere & Timoshenko )

2

100

500kN/m 220.1 1.0

w T tA τ?=××=

在此 T : 扭矩 (100kN ·m)

t : 方管壁厚

m A : 中心线围成的面积( 1.0 1.0=×)

② 精密计算结果

为了计算精确的剪切应力的分布，使用了如图19所示的实体单元模型，单元网格尺寸划分为纵、横向各88个，总单元数量为2816个。

图19. 使用实体单元建立的模型

图20为剪应力的精密分析结果，最大剪应力在A区域为-888.15kN/m2，B区域为-596.42kN/m2。

A B

A

图20. 剪切应力的精密计算结果

③ MIDAS/Civil的计算结果

图21是使用MIDAS/Civil中的梁单元计算的剪切应力的梁单元细部分析结果。最大剪切应力在A点为-828.208kN/m2，在B区域为的各位置(①、②、③)的剪应力结果分别为-601.82 kN/m2、-495. 2kN/m2、-388.57kN/m2 。可看出在B区域的剪应力有外向里逐渐减小。

①

②

③

B??????

??????

A B

图21. 使用MIDAS/Civil计算的扭矩引起的剪应力

柱截面尺寸的初步确定

框架柱截面的高与宽一般可取（1/10~1/15）层高。并可按下列方法初步确定。 1。按轴压比要求 又轴压比初步确定框架柱截面尺寸时，可按下式计算： μN=N/Acfc 式中 μN-----框架柱的轴压比 Ac-------框架柱的截面面积 f c--------柱混凝土抗压强度设计值 N---------柱轴向压力设计值 柱轴向压力设计值可初步按下式估算: N=γGqSnα1α2β 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 框架柱轴压比 μN的限值宜满足下列规定: 抗震等级为一级时,轴压比限值0.7 抗震等级为二级时,轴压比限值0.8 抗震等级为三级时,轴压比限值0.9

抗震等级为四级及非抗震时,轴压比限值1.0 Ⅳ类场地上较高的高层建筑框架柱,其轴压比限值应适当加严,柱净高与截面长边尺寸之比小于4时,其轴压比限值按上述相应数值减小0.05。 2。按柱截面最小尺寸 高层建筑框架柱的最小尺寸hc不宜小于400mm,柱截面宽度bc不宜小于350mm,柱净高与截面长边尺寸之比宜大于4。

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。 以上情况，仅是对柱截面的估算。最后应当整体的计算结果进行调整。 框架柱截面的估算 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---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=1.25CβN 其中：N---竖向荷载作用下柱轴力标准值（已包含活载） β---水平力作用对柱轴力的放大系数 七度抗震：β=1.05、八度抗震：β=1.10 C---中柱C＝1、边柱C＝1.1、角柱C＝1.2 3、竖向荷载作用下柱轴力标准值：N=nAq 其中：n---柱承受楼层数

用CAD做计算截面特性教程

CAD求截面几何质量特性教程 为了方便大家学习，给大家做一个教程。希望能对大家有所帮助。 以桥梁设计例题第4页图为例及第7页表求成桥中梁支座截面几何特性为例。 1不必说，首先你要画出所求截面图形。如下图：（画图过程略，其作图准确度自然影响计算结果，因此要求在画图成图过程中准确性是最重要的） 2、然后创建面域。如果大家很少接触三维画图，那可能就不太了解这个命令，大家可以通 过region命令来实现面域的创建，也可以使用快捷键来实现面域的创建。什么是面域呢，其实简单的理解，面域就是以面为一个单位的一个区域。——就是一个面，而不是大家所看到的多条线围起来的框。具体什么是面域，如果不了解可以百度。 其实很简单，没有想象的难。继续。画完了上面的图形之后，我们就需要创建面域了。 输入region命令或是点击快捷键，选择对象：

全部选择，右键确定，这时我们发现 这是什么原因呢，这时region命令的原因。因为创建面域的过程中，要求是一条线围成的封闭范围。上面的截面虽然已经封闭，但并不是一条线画成的：（这个自不必说，因为我们画图就不可能一次直接用一条线画出这个封闭图形） 那怎么办呢？ 我们只有麻烦自己再画一次了。创建另外一个图层，线颜色换成其他颜色，我用蓝色。然后单击多段线快捷键：，在这里右键打开对象捕捉设置，全部清除然后选择交点。确定，然后打开对象捕捉。此时画多段线，将截面图形再描一遍：

闭合式要使用C闭合，以免所画蓝色截面没有完全封闭。 最后画出： 现在就可以把之前红色的弦删除了：打开图层管理器，暂时关掉蓝色图层 ，然后画面出现：

全部选择删除即可。 再回到图层管理器，打开蓝色图层：显示：

Midas截面特性计算器的使用详细说明

midas允许用户自定义截面形式，不管那种形式的截面，都要先绘制然后在section的generate 里面用plane形式或line形式进行截面特性的计算。 绘制截面前事先根据单位和截面大小设置grid size大小，auto fit选择开，这点非常重要，有时需要关闭坐标系和线宽的显示。 方式一 1. point绘制, 在point设定起始点，让后tanslate里面的copy,connect by line这样可以实现线的绘制. 2. 绘制完成截面后使用而且必须使用section的generate里面用plane形式完成截面网格划分和特性的计算. 注意：此时线宽width是无效的 方式二： 1.curve方式绘制 在line里绘制，用线宽选项生成有宽度的线条，程序根据这个宽度计算截面特性,对于薄壁截面几乎可以准确计算其抗扭刚度，所以不是薄壁界面的闭合截面，应尽量不使用line 方式计算其特性. 2. 绘制完成截面后使用而且必须使用section的generate里面用plane形式完成截面网格划分和特性的计算. 注意：此时线宽width是必须的.使用镜像功能时，可能要指定其对齐方式，此时需要用到model，curve里面的change width。 curve方式绘制的截面必须闭合，(model---curve--closed loop--regester),选择要闭合的线条（此时可能要关闭线宽显示以方便选中该线）之后才能进行section--line方式生成截面。 注： 1. SPC可以在一个窗口里任意的建立很多个截面，使用钝化、和激活可以分别绘制不同截面，并分别进行分析，且可根据名称、位置、截面特性值等可以很方便地对截面进行搜索及排列。 2. AutoCAD DXF 文件 在SPC里建立的截面形状可以输出DXF格式的文件。在截面的形心位置会自动生成点。 3. 欲将AutoCAD DXF 文件正常的导入（Import），DXF的截面必须是在x-y平面内，也就是说所有点的坐标在z轴上的值必须都为0。另外在导入前，需在Tool/Setting里调整单位体系，使其与在AutoCAD里所使用的单位一致。 4. 联合截面只能以Plane截面形式表示， curve生成截面后用section的plane方式，此时不选择立即计算特性选项，生成联合截面. 用model--->curve--->assign domain materia指定每一部分域材料弹性模量和泊松比，然后计算联合截面的特性。 mesh size部分和ansys有相似之处，一般可由滑块调节，如果划分不好，可以手动，一般size 为5即可，太小会导致错误。

任意截面及薄壁截面特性计算

能够简单快捷的计算任意形状截面以及薄壁截面的截面特性，包括扭转惯性矩，剪切中心，翘曲常数等。 ①、在XOY平面内绘制出需要计算的截面形状，如下图所示： ②、点击菜单：模板??工程??截面助手??平面截面。 ③、选择绘制好的平面，右键确定弹出任意截面特性计算对话框，如下图所示： 截面名称：设置截面名称 调整截面高宽：选定的平面可被比例缩放，在此设置缩放后平面的高度或宽度 剖分尺寸等级：设置平面剖分尺寸等级，等级越高平均单元尺寸越小，网格越密 开始计算：开始进行截面特性计算，平面缩放也在计算完成后生效 导入截面库：将计算好的截面导入到截面库中 ④、按下图所示输入截面计算的各种参数，设置好后点击按钮。

⑤、计算完成后自动显示截面特性列表（如下图），检查无误后点击按钮将该截面导入到截面库中，完成平面截面定义。

薄壁截面： ①、在XOY平面内绘制出需要计算的薄壁截面线集，如下图所示： ②、点击菜单：模板??工程??截面助手??薄壁截面。 ③、选择绘制好的线集，右键确定弹出薄壁截面特性计算对话框，如下图所示： 截面名称：设置截面名称 统一值：统一设置所有线的宽度 tn：设置第n条线的宽度 调整截面高宽：选定的线集可被比例缩放，在此设置缩放后线集的高度或宽度 曲线尺寸等级：设置曲线剖分尺寸等级，等级越高曲线被剖分的越密 开始计算：开始进行截面特性计算，线集缩放也在计算完成后生效 导入截面库：将计算好的截面导入到截面库中 ④、按下图所示设置线宽和截面计算的各种参数，设置好后点击 按钮。

注意：图中玫红色线表示当前线，蓝色的线表示宽度大于0的线，大红色线表示线宽为0的线。开始计算之前要保证所有线都已设置线宽，且不应该存在线宽为0的线。 ⑤、计算完成后自动显示截面特性列表（如下图），检查无误后点击 按钮将该截面导入到截面库中，完成该薄壁截面的定义。

框架柱截面的一般估算方法(终审稿)

框架柱截面的一般估算 方法 公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]

框架柱截面的一般估算方法 框架柱截面的一般估算方法 框架结构是多次超静定结构,只有确定了构件截面尺寸后才能进行精确的分析计算。 框架柱截面怎么估算： 框架柱截面的高与宽一般可取（1/10~1/15）层高。并可按下列方法初步确定。 1。按轴压比要求 又轴压比初步确定?框架柱截面尺寸时，可按下式计算： μN=N/Acfc 式中μN-----框架柱的轴压比 Ac-------框架柱的截面面积 fc--------柱混凝土抗压强度设计值 N---------柱轴向压力设计值 柱轴向压力设计值可初步按下式估算: N=γgQSNα1α2β 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=,三~一级抗震时α1=~

α2------边角柱轴向力增大系数,边柱α2=,角柱α2?= β------柱由框架梁与剪力墙连接时,柱轴力折减系数,可取为~ 框架柱轴压比μN的限值宜满足下列规定: 抗震等级为一级时,轴压比限值 抗震等级为二级时,轴压比限值 抗震等级为三级时,轴压比限值 抗震等级为四级及非抗震时,轴压比限值 Ⅳ类场地上较高的高层建筑框架柱,其轴压比限值应适当加严,柱净高与截面长边尺寸之比小于4时,其轴压比限值按上述相应数值减小。 2。按柱截面最小尺寸 高层建筑框架柱的最小尺寸hc不宜小于400mm,柱截面宽度bc不宜小于350mm,柱净高与截面长边尺寸之比宜大于4。 当然，结构做多了凭经验估计应该差不了多少

迈达斯-截面特性值计算器

<图 1-(1)> 生成Plane 截面的过程 建立截面的轮廓 生成Plane 截面 利用网格进行计算

※注意事项 MIDAS/Civil和Gen数据库中提供的规则截面的抗扭刚度计算方法参见附录一。 对于MIDAS/Civil和Gen数据库中提供的规则截面，利用 MIDAS/Civil、Gen的截面特性计算功能计算截面特性值比SPC更好一些。 MIDAS/Civil和Gen数据库中提供的PSC截面，当用户输入的截面属于薄壁型截面时，应使用本截面特性值中的Line方式重新计算抗扭刚度，然后在截面特性值增减系数中对抗扭刚度进行调整。 对于Plane形式的截面，程序是通过有限元法来近似计算抗扭刚度的。在抗扭问题里使用的近似求解法有Ritz法(或者Galerkin法)、Trefftz法，所有的近似求解都与实际结果多少有点误差，其特征如下： J Ritz≤J Exact≤J Trefftz 像SPC一样利用有限元法近似地计算抗扭刚度时，通常使用Ritz法, 故其计算结果有可能比实际的抗扭刚度小。用户可通过加大网格划分密度方法来提高结果的精确度。 对于Line形式的截面, 如薄壁截面，线的厚度很薄时几乎可以准确地计算其抗扭刚度。但是如果是闭合截面（无开口截面），这种计算方式会导致其抗扭刚度的计算结果随着线厚度的增加而变小，所以对于不是薄壁截面的闭合截面应尽量避免使用Line的方式计算截面特性。 在SPC中对薄壁闭合截面，对闭合部分一定要使用model>closed loop>Register指定闭合。 SPC可以在一个窗口里任意的建立很多个截面，并分别进行分析，且可根据名称、位置、截面特性值等可以很方便地对截面进行搜索及排列。 <图2> 将DXF文件中的截面形状导入后，生成截面并进行排列

(完整版)梁柱截面估算

第二章梁柱截面估算 -、梁柱截面估算 (1)梁:h b=(1/8 ?1/12)1 b b=(1/2 ?1/3) h b 《建筑抗震设计规范》规定： 梁的截面尺寸，宜符合下列各项要求： 1、截面宽度不宜小于200mm 2、截面高宽比不宜大于4； 3、净跨与截面高度之比不宜小于4。 (2)柱：柱的截面尺寸一般由满足抗震要求的柱轴压比确定 c c 柱轴压力设计值：N Fg e n :考虑地震作用组合柱轴力增大系数，边柱 1.3，不等跨内柱 1.25，等跨内柱1.2 F:按简支状态柱的受荷面积 g e：楼面荷载近似取值12?15KN/m n：验算截面以上楼层层数 A:柱估算截面面积 c ：柱轴压比限值，按抗震等级确定。 《建筑抗震设计规范》规定： 柱的截面尺寸，宜符合下列各项要求： 1、截面的宽度和高度均不宜小于300mm圆柱直径不宜小于350mm 2、剪跨比宜大于2。

3、截面长边与短边的边长比不宜大于3

、柱网尺寸，层高和梁柱截面尺寸的确定 1框架结构柱网布置图 图2.1 柱网布置图 2. 计算高度确定 计算简图中的杆件以计算轴线表示，柱取截面形心线，梁取截面形心线。框架计算高度：除底层外的其余各层都取建筑层高。底层高度取基础顶面到二层楼面梁顶的距离，框架梁的跨度取柱轴线之间的距离。 3、梁柱界面尺寸的确定 （1）柱 中柱的截面估算 按中柱的负荷面积估算底层柱的轴力： 恒载12 0.5 0.5 7.8 7.2 7.8 3.0 5 2430kN 活载 2 0.5 0.5 7.8 7.2 7.8 3.0 5 405kN 估算柱轴力设计值N v 1.2 2430 1.4 405 3483kN 中柱的截面尺寸为600mm 600mm 边柱的截面估算： 1轴：按边柱的负荷面积估算底层柱的轴力: A》1.2N v c f c 3 1.2 3483 10 0.85 14.3 3.44 105mm2

显示截面特性值

显示截面特性值 截面惯性矩(Iyy、Izz: Moment of Inertia) 面积:横截面面积。 Asy:单元局部坐标系y轴方向的有效抗剪面积(Effective Shear Area)。 Asz:单元局部坐标系z轴方向的有效抗剪面积(Effective Shear Area)。 Ixx:对单元局部坐标系x轴的扭转惯性距(Torsional Resistance)。 Iyy:对单元局部坐标系 y轴的惯性距(Moment of Inertia)。 Izz:对单元局部坐标系z轴的惯性距(Moment of Inertia)。 Cyp:沿单元局部坐标系+y轴方向，单元截面中和轴到边 缘纤维的距离。 Cym:沿单元局部坐标系-y轴方向，单元截面中和轴到边缘纤维的距离。 Czp:沿单元局部坐标系+z轴方向，单元截面中和轴到边缘纤维的距离。Czm:沿单元局部坐标系-z轴方向，单元截面中和轴到边缘纤维的距离。 Zyy:对y 轴的截面塑性模量。 Zzz:对z轴的截面塑性模量。 Qyb:沿单元局部坐标系z轴方向的剪切系数。 Qzb:沿单元局部坐标系y轴方向的剪切系数。 Peri:O :截面外轮廓周长。 Peri:I :箱型或管型截面的内轮廓周长。 注 象H型钢那样没有内部轮廓的截面的Peri:1值为'0'。 Cent:y :从截面最左 侧到质心距离。 Cent:z :从截面最下端到质心的距离。 y1、z1:截面左上方最边缘点的y、z坐标。 y2、z2:截面右上方最边缘点的y、z坐标。

y3、z3:截面右下方最边缘点的y、z坐标。 y4、z4:截面左下方最边缘点的y、z坐标。 注1 除面积和周长外，以上输入的所有数据仅使用于梁单元。 注2 不指定有效抗剪面积时，程序将忽略剪切变形。Cyp, Cym, Czp和Czm仅用于计算弯曲应力。Qyb和Qzb用于计算剪应力。周长(Peri)用于计算着色面积。 注3 Zyy/Zzz:使用设计 > 静力弹塑性(Pushover)分析 > 定义铰特性值功能进行静力弹塑性分析时，计算数值类型钢截面的刚度所需的截面塑性模量。 注4 输入截面刚性数据 截面面积(Area:Cross Section Area) 利用截面惯性矩(Moment of Inertia)可以计算弯矩(Bending Moment)作用下的截面的抗弯刚度(Flexual Stiffness)。对截面的中和轴的截面惯性矩的大小可按下式计算。对单元坐标系y轴的截面惯性矩 对单元坐标系z轴的截面惯性矩

02-Midas Civil截面特性计算器SPC

01 Midas Civil截面特性计算器SPC

1、截面特性计算器 ①截面特性计算器的功能 使用截面特性计算器的目的是为了导入在midas中无法直接建立的截面。 ②截面特性计算器的使用标准流程 1)首先在CAD中画好所要导入的截面，并另存为dxf格式的文件。 2)打开截面特性计算器，导入dxf文件。 3)使用”Model>Section>Generate”功能形成截面，在”Name”中输入截面的名称（方便后面导入时截面的识别），并勾选其中的”Calculate Properties Now”，同时完成截面特性的计算。 4)使用”Model>Section>Export”功能导出sec文件，勾选其中的”MIDAS Sectin File”，命名后即可导出需要的sec文件。 5)然后在”File>Save”中保存spc文件，以便以后查询，或直接退出，程序会提示是否保存。 ③在midas中导入上面形成的截面。 打开midas的“模型-材料和截面特性-截面”，点击“添加”，点击PSC选项，在下拉框中选择“PSC-数值”，点击“从SPC中导入截面”，选择相应的sec文件即可。（若sec中含有多个截面，会弹出对话框，选择所需要的截面即可。）

2、利用截面特性计算器绘制特殊截面双拼45a工字钢 ①在CAD绘制双拼45a工字钢截面图形，另存为dxf格式文件。②打开截面特性计算器，导入双拼45a工字钢dxf文件。File>Import>AutoCAD DXF>OK

③使用”Model>Section>Generate ”功能形成截面，在”Name ”中输入截面的名称，Type:Plane,Angle:2,Apply 。 ④计算截面特性及导出sec 文件， Property>Calculate Section Property,Mesh Size:10mm,Pause after Each Calc(打开)，Apply。

如何确定柱 梁尺寸

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×500mm 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350mm 2 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。截面宽度是高度的1/2~1/3比较经济。这样计算下来一般都没问题，个别不够的梁只能加大截面。 柱可以估算轴压比。由受荷面积（即两个方向柱距的乘积）乘以楼层数，再乘以楼层平均重量（一般取14~18，根据隔墙多少以及楼板荷载估算），可以估算出柱底轴压，再除以混凝土抗压强度，再除以轴压比限值，就是柱的截面积了。 但是抗震设计中，刚刚满足轴压比要求往往是不够的，所以还是要进行计算了之后才能真正确定

梁柱截面尺寸的定义

梁柱截面尺寸的取值 一、面、尺寸的调整设计人员根据教科书建议的梁、柱截面尺寸的取值范围，结合自己的经验先对所有构件的大小初步确定一个尺寸。此时须注意尽可能使柱的线刚度与梁的线刚度的比值大于1.这是为了实现在罕遇地震作用下，让梁端形成塑性铰时，柱端仍可处于非弹性工作状态而没有屈服，但节点还处于弹性工作阶段的目的。即“强柱弱梁强节点”。将初步确定的尺寸输入计算机进行试算，一般可得到下述三种结果：1）部分梁柱仅为构造配筋。此时可根据电算显示的梁的裂缝宽度和柱的轴压比大小，适当减小梁、柱的截面尺寸再试算。2）部分梁显示超筋或裂缝宽度>0.3mm，部分柱的轴压比超限或配筋过大（试算时可控制柱的配筋率不大于3%）。此时可适当放大这部分梁、柱的截面尺寸再试算。3）梁、柱的截面尺寸均合适，勿需调整，此时要进一步观察梁、柱的配筋率是否合适。二、梁、柱的适宜配筋率原则：掌握配筋率“适中”为宜。这个“适中”指在规范规定的区域内取中间段，其值约相当于定额含钢量。规范规定框架梁的纵向受拉钢筋最小配筋率为0.2%，最大配筋率为2.5%；框架柱的纵向钢筋配筋率区间为0.6%~5%。建议：对于框架梁，其纵向受拉钢筋的配筋率取0.4%-1.5%较适宜。对于框架柱，其全部纵向受力钢筋的配筋率取1%~3%较适宜。梁、柱配筋率的上限在试算在试算阶段宜留有一定余地，因为下一部梁、柱配筋的调整还需要一定空间。三、框架梁配筋的调整框架梁显示的配筋是梁按强度计算的配筋量，调整的目的是解决梁的裂缝宽度超限和“强剪弱弯”的问题。（一）缝宽度超限问题在配筋率一定时，选用小直径的钢筋可以增加混凝土的握裹面积、减少梁的裂缝宽度。增大配筋率是减小梁裂缝宽度的直接方法。提高混凝土的强度等级，亦可减小梁的裂缝宽度，但影响较小。设计人如不注意框架梁的裂缝宽度是否超限即出施工图，这样的图纸存在有不符合规范的缺陷。仔细检查梁的裂缝宽度，如果改用小直径的钢筋后梁的裂缝宽度仍然超限，就要增加梁的配筋或加大梁的截面尺寸，调整至满足规范要求。（二）强剪弱弯问题框架结构设计中，应力求做到在地震作用下框架梁的梁端斜截面受剪承载力应高于正截面受弯承载力，即“强剪弱弯”。建议：具体在调整梁的配筋时，可做以下几项调整：1）梁端负弯矩钢筋可不放大（系数采用1）；2）梁的跨中受拉钢筋可放大1.1-1.3倍；3）梁端箍筋的直径可增加2mm；4）按构造要求对于跨度大于6m的框架梁设弯起钢筋。四、框架柱配筋的调整框架柱的配筋率一般都很低，电算结果往往是构造配筋即可。按柱的构造配筋率0.8%配筋，只相当于定额指标的1/2~1/3，有经验的设计人是不会采用的。因为受地震作用的框架柱，尤其是角柱和大开间、大进深的边柱，一般均处于双向偏心受压状态，而电算程序则是按两个方向分别为单向偏心受压的平面框架计算配筋，结果往往导致配筋不足。建议：框架柱配筋的调整可做以下几项1）应选择最不利的方向进行框架计算，也可两个方向均进行计算后比较各柱的配筋，取其教大值，并采用对称配筋。2）调整柱单边钢筋的最小根数：柱宽<=450mm时3根，450<柱宽<=750mm时4根，750mm<柱<=900mm时5根。（注意：柱单边配筋率不小于0.2%）3）将框架柱的配筋放大1.2~1.6倍。其中角柱放大大些（不小于1.4倍），边柱次之，中柱放小些（1.2倍）4）由于多层框架时电算常不考虑温度应力和基础不均匀沉降问题，

梁格法截面特性计算

梁格法截面特性计算 读书报告

目录 第一章梁格法简介 (1) 1.1梁格法基本思想 (1) 1.2梁格网格的划分 (1) 1.2.1纵梁的划分 (2) 1.2.2 虚拟横梁的设置间距 (2) 第二章梁格分析板式上部结构 (3) 2.1 结构类型 (3) 2.2 梁格网格 (3) 2.3 截面特性计算 (4) 2.3.1 惯性矩 (4) 2.3.2 扭转 (4) 第三章梁格法分析梁板式上部结构 (5) 3.1 结构类型 (5) 3.2 梁格网格 (5) 3.3 截面特性计算 (6) 3.3.1 纵向梁格截面特性 (6) 3.3.2 横向梁格截面特性 (7) 第四章梁格法分析分格式上部结构 (8) 4.1 结构形式 (8) 4.2 梁格网格 (8) 4.3 截面特性计算 (9) 4.3.1 纵向梁格截面特性 (9) 4.3.2 横向梁格截面特性 (12) 第五章箱型截面截面特性计算算例 (15)

第一章梁格法简介 1.1梁格法基本思想 梁格法主要思路是将上部结构用一个等效梁格来模拟，如图1.1示，将分散在板式或箱梁每一段内弯曲刚度和抗扭刚度集中于最邻近的等效梁格内，实际结构的纵向刚度集中于纵向梁格内，而横向刚度则集中于横向梁格构件内。从理论上讲，梁格必须满足一个等效原则：当原型实际结构和对应的等效梁格承受相同荷载时，两者的挠曲应是恒等的，而且在任一梁格内的弯矩、剪力和扭矩应等于该梁格所代表的实际结构的部分内力。 图1.1 （a）原型上部结构（b）等效梁格 1.2梁格网格的划分 采用梁格法对桥梁结构进行分析时，首先考虑的是如何对梁格单元的合理划分。网格划分的枢密程度是保证比拟梁格与实际结构受力等效的必

混凝土梁 板 柱截面尺寸估算

3.2 结构布置 3.2.1 结构布置一般原则 3.2.1.1 现浇混凝土梁结构布置原则 3.2.1.1.1 框架梁截面基本要求 根据《建筑抗震设计规范》GB50011-2010第6.3.1条规定：梁的截面尺寸应满足框架的基本抗震构造措施，宜符合下列各项要求： ① 截面宽度不宜小于200mm 。 ② 截面高宽比不宜大于4。 ③ 净跨与截面高度之比不宜小于4。 3.2.1.1.2 主次梁截面确定基本要求 梁的截面尺寸取决于构件的跨度、荷载大小、支承条件以及建筑设计要求等因素，根据工程经验，为了满足正常使用极限状态等的要求（比如梁的扰度不能过大的限制），对于多跨连续主次梁取值范围如下： 框架梁截面高度宜取为框架梁跨度）；（l l h )8/1~14/1(= 框架梁截面宽度宜取；h b )2/1~3/1(= 次梁截面高度宜取为次梁跨度）；（l l h )12/1~18/1(= 次梁截面宽度宜取；h b )2/1~3/1(= 3.2.1.2 现浇混凝土板结构布置原则 根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010第9.1.2条规定：现浇混凝土板的尺寸是根据板的跨厚比确定：钢筋混凝土单向板不大于30，双向板不大于40，且现浇钢筋混凝土板的厚度不应小于《混凝土结构设计规范》GB50010-2010表9.1.2规定：单向板板厚

不小于60mm，屋面板板厚不小于60mm，双向板板厚不小于80mm。 3.2.1.3 框架柱结构布置原则 根据《建筑抗震设计规范》GB50011-2010第6.3.5条规定：柱的截面尺寸，宜符合下列各项要求： ①截面的宽度和高度，四级或不超过2层时不宜小于300mm，一、二、三级且超过2层时不宜小于400mm，圆柱的直径，四级或不超过2层时不宜小于350mm，一、二、三级且超过2层时不宜小于450mm。 ②剪跨比宜大于2。 ③截面长边与短边的边长比不宜大于3。 3.2.2 现浇混凝土梁、板、柱截面尺寸估算 3.2.2.1 现浇混凝土梁截面尺寸估算 3.2.2.1.1 横向框架梁截面尺寸估算 本设计在2轴～20轴布置横向框架梁跨度为8.9m、6.5m，根据所学知识跨度不一致，则经验估算梁截面高度也会导致不一样，但是为了使结构在施工中，不因截面高度导致底部钢筋的通长布置，否则在截面突变外锚固在柱内钢筋过多，影响柱混凝土浇筑质量，故横向框架梁取最大值进行截面估算。 框架梁截面高度应满足mm ~ /1( 14 )8/1 = 14 =，取mm /1(= 8400 1050 h) ~ ~ 600 )8/1 l ( =，截面宽度应满足 h700 )2/1 3/1( ~ ~ 3/1(= )2/1 = =，取mm h b) mm 700 350 ~ ( 233 =。 b300 3.2.2.1.2 纵向框架连系梁截面尺寸估算 本设计在A轴、C轴、D轴、E轴上布置纵向框架连系梁，以最大跨度8.4m进行截面估算。 纵向框架连系梁截面高度应满足) 14 )8/1 /1(= ~ =l h /1( = ~ 600 1050 ( 8400 ~ )8/1 14

使用ANSYS计算截面特性

使用ANSYS计算截面特性 ANSYS提供了定义梁截面的两种方式：普通截面和用户自定义截面。工字形、箱形、T 形等12种截面属于普通截面，存储在ANSYS参数截面库中；除此之外，均属于用户自定义截面。ANSYS将截面视为多区格的有限元模型， 迭代求解几何特性。 ANSYS求解截面特性的步骤为： (1) 创建截面的几何模型。描述截面几何形状的面域可以在ANSYS中通过点一线一面的方式直接生成；也可以由外部文件导人。一般通过AUTO CAD来建立几何模型。在AUTO CAD 中可将面域分别绘制在不同的图层上，赋予不同的颜色，通过图层开关和颜色等方式进行区分和编辑。有限元分析中，控制网格尺寸和密度对结果的分析有重要影响。在AUTOCAD中，先绘出截面的内外框线，可以用Pedit命令将多段线连成一条多义线(Polyline)，然后用region命令围成面域，也可以导人ANSYS后再形成面(AREA)。 (2) 将AUTOCAD中建立的面域另存为Sat文件，然后在ANSYS中用File—Import—sat 方式导人。这种转换方式较方便，模型不会失真变形。 (3) 用Sections--->Beam--->Custom Sections--->write From Areas读取截面，然后在相同目录下用Read Sect Mesh对截面进行网格划分。面进行网格划分。 (4)sections--->Beam--->Plot Sections 即可输出截面特性。 ANSYS默认的单位系是与导人的模型一致的。在图形输出框中的坐标系是Y-Z坐标系。也可以直接在ANSYS去建立模型去计算截面特性.(下面是我在ANSYS中计算斜拉桥的多箱截面主梁的截面特性命令流) (5)导入截面文件，构件一个新的自定义截面，PLOT它，Torsion Constant就是抗扭刚度。 /prep7 et,1,plane82 H=2.8 !主高 S=0.02 !梁横向坡度 k,1,0,2.8 !建立主跨侧主梁

梁板柱截面尺寸估算

梁板柱截面尺寸估算: 板厚选取:混凝土规范9.1.2 单向板,双向板的定义: 一般我们最小厚度取100mm,对于双向板也就是短跨可以做到4000,单向板3500.(反算) 在一般荷载的情况下,单向板:1/30~1/35L,双向板: 1/40~1/45L,悬挑板取悬挑长度的1/10,具体的要根据荷载情况而定,以计算为准,由配筋率、裂缝（卫生间，车库顶板）、挠度（单向板、悬挑板）、使用功能控制（板内有设备管线时），将在板设计专题中具体讲解。 概念: 板的跨度=min{支座中心线间距离；1.1倍净距} L=min{短跨支座中心线间距离，1.1倍短跨净距} 延伸：板配筋率计算（见算例一）以及经济配筋率：跨中0.2~0.3%，支座0.6~0.9%。 算例一：板厚120，底部钢筋X向配筋每延米335mm2，配筋率为：？ 板最小配筋率计算：

算例：120的板厚，混凝土强度等级C30，每延米最小配筋量：？？？ 梁截面估算：《高规》 一般荷载条件下，梁经济跨度为6~9米，为确定合理柱距的一个方面。 对于框架梁，一般取梁高为1/15L,最小500或600，宽度取200、250、300，梁高真正的确定由建筑使用功能、配筋率、挠度、裂缝等控制。悬挑梁取跨度的1/4~1/6, 梁高真正的确定由建筑使用功能、配筋率、挠度、裂缝等控制。 设计时，尽量主梁比次梁高。梁的经济配筋率为0.6~1.6%。悬挑梁，悬挑板上筋放大1.3倍。框架梁为抗震构件，非框架梁为非抗震构件，措施不同。 柱子截面尺寸： 柱子截面尺寸一般通过轴压比确定：

uN = N/Acfc式中 uN ----- 框架柱的轴压比 Ac -------框架柱的截面面积 f c--------柱混凝土抗压强度设计值 N---------柱轴向压力设计值 柱轴向压力设计值可初步按下式估算: N = 层数X柱子受荷面积X单位面积荷载X放大系数（地震力）。轴压比的意义—延性—延性内涵。

梁 板 柱截面尺寸估算

根据构造要求及经验初步确定以下主要构件的截面尺寸如下： 3.2.1.1 板厚尺寸的估算 根据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）知：现浇钢筋混凝土双向板的厚度要满足一下几点： ①一般情况，现浇钢筋混凝土双向板的最小厚度为80mm ； ②现浇钢筋混凝土框架结构的楼板板厚不宜小于100mm ，且要求双向板的板厚不小于跨度的1/45（简支），1/50（连续）；单向板的板厚不小于跨度的1/35（简支），1/40（连续）。 由于本方案中双向板的最大跨度为3900mm ，计算得板的厚度不小于100mm ，所以根据板的厚度确定的一般原则，结合该建筑物各板的受力情况，取板厚均为100mm ，但由于走廊、楼梯、卫生间处的恒载相对较大，所以将走廊的楼板厚取为110mm ，将楼梯、卫生间的楼板厚取为120mm 。 3.2.1.2 主梁尺寸的估算 根据《高层建筑混凝土结构设计规范》6.3.1框架结构的主梁截面高度h 可按（1/10～1/18）l 确定，l 为主梁的计算跨度；梁净跨与截面高度之比不宜小于4。且根据《建筑抗震设计规范》第6.3.1条和6.3.6条规定：梁的截面宽度不宜小于200mm ，梁截面的高宽比不宜大于4。所以框架梁截面高度一般取h=(1/18~1/10) l ，l 为框架梁的跨度。框架梁的宽度取b=（1/3~1/2）h。 故截面选择如下： 例如：HK 跨横向框架梁：L=5700mm 11()317570,5501810 h L mm mm h mm =~=~=取 11(250167,25023 b h mm mm b mm =~=~=取 250500b h mm mm ?=?取： 3.2.1.3 次梁尺寸的估算 根据《混凝土结构设计规范》可按梁的高度为（1/12～1/18）l 确定，l 为次梁的计算跨度；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。所以框架梁截面高度一般取h=(1/18~1/12) l ，l 为次梁的跨度。次梁的宽度取b=（1/3~1/2）h。 故截面选择如下： ①一级次梁（梁下有窗的情况）：3900L mm = 11()217325,6001812 h L mm mm h mm =~=~=取 11()217325,6001812 h L mm mm h mm =~=~=取（注：将一级次梁的高度取直600mm，主要是考虑了窗的高度，将梁高取至窗顶便于施工方便） 200600b h mm mm ?=?取： ②二级次梁（梁下无窗的情况）：3900L mm =

结构构件截面尺寸确定

结构构件截面尺寸确定 一.结构布置 1。柱网选择： 1）与建筑配合确定柱网尺寸，适宜柱距。 2）平面对齐，立面连续。 2。截面选择： 1）柱：最小截面尺寸及截面高宽比，轴压比，框架梁纵筋锚固，长细比，结构位移 框架柱截面估算： 高与宽一般可取（1/10~1/15）层高。并可按下列方法初步确定。 1。按轴压比要求 又轴压比初步确定框架柱截面尺寸时，可按下式计算： µN = N/Acfc 式中 µN ----- 框架柱的轴压比 Ac -------框架柱的截面面积 f c--------柱混凝土抗压强度设计值 N---------柱轴向压力设计值 柱轴向压力设计值可初步按下式估算: N = γgQSNα1α2β ` 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(框架：q=12~14KN/m2；砖混教室：q=16Kn/m2; 砖混住宅：q=15kn/m2; 框剪：q=13~14kn/m2; 纯筒体： q=14~16kn/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 以上计算方法结果偏大！ 框架柱轴压比 µN 的限值宜满足下列规定: 抗震等级为一级时, 轴压比限值 0.7 抗震等级为二级时, 轴压比限值 0.8 抗震等级为三级时, 轴压比限值 0.9 抗震等级为四级及非抗震时, 轴压比限值 1.0 Ⅳ类场地上较高的高层建筑框架柱,其轴压比限值应适当加严,柱净高与截面长边尺寸之比小于4时,其轴压比限值按上述相应数值减小0.05。 此外，高层建筑框架柱的最小尺寸hc不宜小于400mm,柱截面宽度bc不宜小于350mm,柱净高与截面长边尺寸之比宜大于4。 一般的估柱截面的方法： A=（受荷面积*层数*12~15）/（fc*轴压比） 轴压比一般取0.8(框架) 0.5(异框) f c--------柱混凝土抗压强度设计值

柱截面尺寸确定及验算

一．框架结构是多次超静定结构,只有确定了构件截面尺寸后才能进行精确的分析计算。 框架柱截面怎么估算： 框架柱截面的高与宽一般可取（1/10~1/15）层高。并可按下列方法初步确定。 1。按轴压比要求 又轴压比初步确定框架柱截面尺寸时，可按下式计算： μN=N/Acfc？ 式中μN-----框架柱的轴压比？ Ac-------框架柱的截面面积 fc--------柱混凝土抗压强度设计值 N---------柱轴向压力设计值 柱轴向压力设计值可初步按下式估算: N=γGqSnα1α2β 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=,三~一级抗震时α1=~ α2------边角柱轴向力增大系数,边柱α2=,角柱α2= β------柱由框架梁与剪力墙连接时,柱轴力折减系数,可取为~ 框架柱轴压比μN的限值宜满足下列规定: 抗震等级为一级时,轴压比限值？ 抗震等级为二级时,轴压比限值？ 抗震等级为三级时,轴压比限值？ 抗震等级为四级及非抗震时,轴压比限值？ Ⅳ类场地上较高的高层建筑框架柱,其轴压比限值应适当加严,柱净高与截面长边尺寸之比小于4时,其轴压比限值按上述相应数值减小。 2。按柱截面最小尺寸 高层建筑框架柱的最小尺寸hc不宜小于400mm,柱截面宽度bc不宜小于350mm,柱净高与截面长边尺寸之比宜大于4。 二．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。 以上情况，仅是对柱截面的估算。最后应当整体的计算结果进行调整。 框架柱截面的估算 1、估算公式：Ac>=Nc/(a*fc) 其中：a----轴压比（一级、二级、三级，短柱减） fc---砼轴心抗压强度设计值 Nc---估算柱轴力设计值？

0000柱子的截面尺寸计算

一、柱子的截面尺寸计算 根据《高层建筑混凝土结构技术规程》表6.4.2知：框架柱必须满足该建筑的轴压比限值。框架柱支撑的楼层面积计算由竖向荷载产生的轴力设计值，按该公式计算：n g F N ???=β；有地震作用组合柱所需截面面积为：c c f N A N μ≥。 已知：结构的抗震等级为三级，轴压比限值取N μ=0.9； 柱混凝土强度选用C30，2 3.14mm N f c = 柱子的截面尺寸计算如下表， 附表1：柱截面尺寸计算 类型 角柱 边柱 内柱 β 1.3 1.3 1.25 F max /m 2 20.58 35.28 4 2.12 g 12 12 12 n 3 3 3 N /N 2737800 1105229 629856 N μ 0.9 0.9 0.9 c f /m 2 14.3 14.3 14.3 c A /mm 2 212727 85876 48939 根据：b ×h ≥c A 取值如下 b ×h/mm 400×400 400×400 400×400 ②与B 轴、⑾与B 轴的柱子统一取 400×800

二、梁的截面尺寸计算 根据《高层建筑混凝土结构设计规范》6.3.1 框架结构主梁：梁L h ?=)181~101(；梁宽h b ?=)3 1 ~21( 次梁：梁L h ?=)18 1 ~121(；梁宽h b ?=)31~21( 梁的截面尺寸计算如下表， 附表2：梁截面尺寸计算 类型 跨度L max /mm h /mm h 取值/mm b /mm b 取值 /mm b ×h /mm Y 主梁 7100 888~592 750 375~250 300 300×750 X 主梁 3600 450~300 550 275~183 250 250×550 对梁、柱截面尺寸进行验算 根据公式：5<柱 梁 i i ； 已知：=== I H EI i L EI i ;;柱梁bh 3/12；C30混凝土E=3×107KN/m 2 附表3 b/m h/m I E L/H 梁i 柱i 梁 0.4 0.75 0.01406 3×107 9.5 25357.14 柱 0.4 0.4 0.00213 3×107 4.2 91428.57 52773.057 .9142814.25357＜柱梁==i i ；∴满足。