10.9.1刚架结构设计要点|钢筋混凝土结构

整体式刚架结构中，纵梁、横梁和柱整体相连，实际上构成空间结构。因为结构的刚度在两个方向是不一样的，同时考虑结构的空间作用计算又较复杂，所以一般是忽略刚度较小方向的整体影响，而把结构偏安全地当作一系列平面刚架进行分析。

1.计算简图

平面刚架的计算简图一般应表示出刚架的跨度和高度，节点和支承的形式，各构件的截面惯性矩，以及荷载形式、数值和作用位置。多跨刚架当各跨跨度值相差不超过10%时，可当作具有平均跨度的等跨刚架；倾斜度不超过1/8的斜形或折线形横梁，可当作水平横梁。

图10-2b中绘出了工作桥承重刚架的计算简图。刚架的轴线采用构件截面的重心的连线，立柱和横梁均为刚性连接，柱子和闸墩整体浇筑，故也看作固定支承。荷载的形式、数值和作用位置可根据实际资料确定。刚架中横梁的自重是均布荷载，如果上部结构传下的荷载主要是集中荷载，为了简化计算，也可将横梁自重化为集中荷载处理。

刚架是超静定结构，在内力计算时，要用到截面惯性矩，同时确定自重时也需知道截面尺寸。因此，在内力计算之前，必须先假定构件截面尺寸。内力计算后如有必要再加以修正，一般只有当各杆件的相对惯性矩的变化超过3倍时，才需重新计算内力。

刚架中各杆件的截面尺寸可按下列经验数据来估算：对于横梁跨中的截面尺寸，当两端无支托时，可按（0.6～0.8）M₀来估算；当两端有支托时，可按（0.4～0.6）M₀来估算；此处，M₀为按简支梁计算的跨中最大弯矩。对于主要承受垂直荷载的刚架立柱，可不考虑弯矩的作用，而按轴心受压构件估算截面尺寸后，再增加20%～50%；当水平荷载较大时，可近似地只考虑由于水平荷载引起的弯矩。在整体式刚架中，横梁常与板整体相连，可按T形截面计算其惯性矩，此时翼板宽度可采用横梁轴线之间的距离。

如刚架横梁两端设有支托，但其支托截面和跨中截面的高度比值h_c/h<1.6，或截面惯性矩比值I_c/I<4时，可不考虑支托的影响，而按等截面横梁刚架计算。(www.xing528.com)

2.内力计算

刚架的内力计算，可按结构力学的方法进行。对于比较规则的多层刚架，也可以采用实用上足够准确的近似计算方法。对于工程上一般常用刚架，大多已有现成的计算公式或图表可以利用。

3.截面设计

根据内力计算所得内力（M、N、V等），经按最不利情况加以组合后，即可进行承载力计算，以确定截面尺寸和配置钢筋。

刚架中横梁的轴向力N，一般都很小，可以忽略不计，而按受弯构件进行配筋计算。当轴向力N不能忽略时，则应按偏心受拉或偏心受压构件进行计算。

刚架立柱中的内力主要是弯矩M和轴向力N，可按偏心受压构件进行计算。在不同的荷载组合下，同一截面可能出现不同的内力，故应按可能出现的最不利荷载组合进行计算。