《混凝土结构》课程设计任务书.doc

混混凝凝土土结结构构 课课程程设设计计 指导书指导书 钢筋混凝土肋梁楼盖设计钢筋混凝土肋梁楼盖设计 陈陈 凯凯 华南农业大学水利土木学院华南农业大学水利土木学院 2013 年 12 月 目目 录录 第一节第一节 设计任务书设计任务书 1 一 目的任务 1 二 设计内容和方法 1 三 设计条件 1 四 进度安排 2 五 设计要求 2 六 成绩考核 3 七 主要参考书目 3 第二节第二节 设计指导书设计指导书 4 一 肋梁楼盖的计算简图 4 二 按弹性方法计算内力 5 三 按塑性内力重分布的方法计算内力 9 四 截面设计及构造要求 14 第三节第三节 设计例题设计例题 19 一 题目 19 二 板的计算 按考虑塑性内力重分布的方法计算 19 三 次梁的计算 按考虑塑性内力重分布的方法计算 23 四 主梁的计算 按弹性理论计算 26 1 第一节第一节 设计任务书设计任务书 一 目的任务一 目的任务 某多层工业厂房 采用钢筋混凝土内框架承重 层高 3 3m 外墙为 240m m 砖砌承重 也可框架承重 设计时 只考虑竖向荷载作用 采用钢筋混凝土肋梁楼盖 要求完成钢筋 混凝土整体现浇楼盖的结构设计 二 设计内容和方法二 设计内容和方法 1 结构布置 确定柱网尺寸 柱截面尺寸 350 350 400 400 500 500 等 主次梁布置及截面 尺寸 并进行编号 绘制楼盖结构布置图 2 板设计 按塑性分析法计算内力 并绘制板配筋图 采用弯起式或分离式配筋 3 次梁设计 按考虑塑性内力重分布的方法计算内力和正截面极限承载力 并绘制配筋图 4 主梁设计 按弹性方法计算主梁内力 绘制主梁的弯距 剪力包络图 根据包络图计算正截面 斜截面的承载力 并绘制主梁的抵抗弯拒图及配筋图 5 楼梯设计 采用板式楼梯或梁式楼梯 并绘制楼梯配筋图 三 设计条件三 设计条件 1 建筑尺寸见图 1 和表 1 L1 与 L2 为墙体中心线距离 2 学生由教师指定题号 3 楼面做法 20mm 厚水泥砂浆面层 板底 20mm 厚砂浆抹灰 钢筋混凝土现浇板 4 荷载 永久荷载 包括梁 柱 板及构造层自重 钢筋混凝土容重 25kN m3 水泥 砂浆容重 20kN m3 石灰砂浆容重 17kN m3 分项系数 1 2 可变荷载 楼面均布荷载 G 标准值见表 1 分项系数 1 3 或 1 4 O 3300 L1 图图 1 1 建筑尺寸建筑尺寸 L2 2 表表 1 1 楼面尺寸 楼面尺寸 m m 可变荷载 可变荷载 kN mkN m2 2 及题号 及题号 可变荷载 标准值 楼面尺寸 L1 L2 3 03 544 555 566 577 5 31 2 18 9 12345678910 33 0 19 8 11121314151617181920 33 6 20 721222324252627282930 34 8 21 631323334353637383940 36 0 22 541424344454647484950 37 2 23 451525354555657585960 38 4 24 361626364656667686970 表表 1 1 材料材料 混凝土强度混凝土强度 C25C25 主梁 次梁梁内受力钢筋为 主梁 次梁梁内受力钢筋为 级 其它为级 其它为 级钢筋级钢筋 表表 2 2 楼面尺寸 楼面尺寸 m m 可变荷载 可变荷载 kN mkN m2 2 及题号 及题号 可变荷载 标准值 楼面尺寸 L1 L2 3 03 544 555 566 577 5 31 2 18 9 71727374757677787980 33 0 19 8 81828384858687888990 33 6 20 7919293949596979899100 34 8 21 6101102103104105106107108109110 36 0 22 5111112113114115116117118119120 37 2 23 4121122123124125126127128129130 38 4 24 3131132133134135136137138139140 表表 2 2 材料 混凝土强度材料 混凝土强度 C30C30 主梁 次梁梁内受力钢筋为 主梁 次梁梁内受力钢筋为 级 其它为级 其它为 级钢筋 级钢筋 表表 3 3 楼面尺寸 楼面尺寸 m m 可变荷载 可变荷载 kN mkN m2 2 及题号 及题号 可变荷载 标准值 楼面尺寸 L1 L2 3 03 544 555 566 577 5 31 2 18 9 141142143144145146147148149150 33 0 19 8 151152153154155156157158159160 33 6 20 7161162163164165166167168169170 3 34 8 21 6171172173174175176177178179180 36 0 22 5181182183184185186187188189190 37 2 23 4191192193194195196197198199200 38 4 24 3201202203204205206207208209210 表表 3 3 材料 混凝土强度材料 混凝土强度 C35C35 主梁 次梁梁内受力钢筋为 主梁 次梁梁内受力钢筋为 级 其它为级 其它为 级钢筋 级钢筋 表表 4 4 楼面尺寸 楼面尺寸 m m 可变荷载 可变荷载 kN mkN m2 2 及题号 及题号 可变荷载 标准值 楼面尺寸 L1 L2 3 03 544 555 566 577 5 31 2 18 9 221222223224225226227228229230 33 0 19 8 231232233234235236237238239240 33 6 20 7241242243244245246247248249250 34 8 21 6 36 0 22 5 37 2 23 4 38 4 24 3 表表 4 4 材料 混凝土强度材料 混凝土强度 C35C35 主梁 次梁梁内受力钢筋为 主梁 次梁梁内受力钢筋为 级 其它为级 其它为 级钢筋 级钢筋 四 进度安排四 进度安排 结构计算 6 天 绘制结构施工图 2 天 计算书 图纸整理 2 天 合计教学周二周 10 天 五 设计要求 1 进行楼面结构布置 确定板 梁的截面尺寸 所有设计均应满足构造要求 2 写出完整的设计计算书 包括封面 目录 图目 表目 正文 参考文献 3 绘制施工图 1 张 2 号图 包括 单向板配筋图 主梁配筋图 主梁钢筋分 离图 及结构说明 在结构说明中详细写明题号内容 4 结构平面布置图 双向板配筋图 楼梯布置及配筋图 主梁弯距包络图绘于计 算书 六 成绩考核 本课程设计的成绩采用 100 分制 按总体水平排队 其中优秀 良好 中等 及格和 不及格各部分的比例为 优秀不超过 15 良好不超过 35 及格和不及格相加不少于 4 10 成绩按课程设计期间表现 计算书正确率及图纸表达情况综合评定 七 主要参考书目 1 东南大学 同济大学 天津大学合编 清华大学主审 混凝土结构 上册 混凝土结构设计原理 第五版 中国建筑工业出版社 2012 年 2 东南大学 同济大学 天津大学主编 清华大学主审 混凝土结构 中册 混凝土建筑结构设计 第五版 中国建筑工业出版社 2012 年 3 混凝土结构设计规范 GB50010 2010 中国建筑工业出版社 2010 年 10 月 5 第二节第二节 设计指导书设计指导书 一一 肋梁楼盖的计算简图肋梁楼盖的计算简图 在进行内力分析前 必须先把楼盖实际结构抽象成为一个计算简图 在抽象过程中要忽 略一些次要因素 并做如下假定 1 板的竖向荷载全部沿短跨方向传给次梁 且荷载 板 次梁 主梁 主梁支承的 传递过程中 支承条件简化为集中于一点的支承链杆 忽略支承构件的竖向变形 即按简支 考虑 2 板视为以次梁为铰支座的连续梁 可取 1m 宽板带计算 3 跨数超过 5 跨的等截面连续梁 板 当各跨荷载基本相同 且跨度相差不超过 10 时 可按 5 跨连续梁 板 计算 所有中间跨的内力和配筋均按第三跨处理 当梁板实 际跨数小于 5 跨时 按实际跨数计算 4 板梁的计算跨度应取为相邻两支座反力作用点之间的距离 其值与支座反力分布 有关 也与构件的支承长度和构件本身的刚度有关 在实用计算中 计算跨度可按表 3 取值 表表 3 3 梁 板的计算跨度梁 板的计算跨度 两端搁置 l0 ln a 且 l0 ln h 板 l0 1 05ln 梁 一端搁置 一端与支承构件 整浇 l0 ln a 2 且 l0 ln h 2 板 l0 1 025ln 梁 单跨 两端与支承构件整浇 l0 ln 边跨 l0 ln a 2 b 2 且 l0 ln h 2 b 2 板 l0 1 025ln b 2 梁 按 弹 性 理 论 计 算 多跨 中间跨 l0 lc 且 l0 1 1ln 板 l0 1 05ln 梁 两端搁置 l0 ln a 且 l0 ln h 板 l0 1 05ln 梁 一端搁置 一端与支承构件整浇 l0 ln a 2 且 l0 ln h 2 板 l0 1 025ln 梁 按 塑 性 理 论 计 算两端与支承构件整浇 l0 ln 6 注 l0 板 梁的计算跨度 lc 支座中心线间距离 ln 板 梁的净跨 h 板厚 a 板 梁端支承长度 b 中间支座宽度 二二 按弹性方法计算内力按弹性方法计算内力 按弹性理论计算的楼盖内力 首先要假定楼盖材料为均质弹性体 根据前述的计算简图 用结构力学的方法计算梁板内力 也可利用静力计算手册中的图表确定梁 板内力 在计算 内力时应注意下列问题 1 荷载及其不利组合 楼盖上作用有永久荷载和可变荷载 永久荷载按实际考虑 可变荷载根据统计资料折算 成等效均布活荷载 可由 建筑结构荷载规范 查得 板通常取 1m 板宽的均布荷载 包括 自重 次梁承受板传来的均布荷载和次梁自重 主梁承受次梁传来得集中荷载和均布的自 重荷载 为简化计算 可将主梁的自重按就近集中的原则化为集中荷载 作用在集中荷载作 用点和支座处 支座处的集中荷载在梁中不产生内力 由于可变荷载在各跨的分布是随机的 如何分布会在各截面产生最大内力是活荷载不 利布置的问题 图 2 所示为 5 跨连续梁 当活荷载布置在不同跨间时梁的弯矩图及剪力图 由图可见 当求 1 3 5 跨跨中最大正弯矩时 活荷应布置在 1 3 5 跨 当求 2 4 跨跨中最大正弯 矩或 1 3 5 跨跨中最小弯矩时 活荷载应布置在 2 4 跨 当求 B 支座最大负弯矩及支座 最大剪力时 活荷载应布置在 1 2 4 跨 如图 3 由此看出 活荷载在连续梁各跨满布时 并不是最不利情况 7 图 2 5 跨连续梁弯矩图及剪力图 8 图 3 活载不利位置 a 活 1 活 3 活 5 b 活 2 活 4 c 活 1 活 2 活 4 从以上分析可得 确定截面最不利内力时 活荷载的布置原则如下 1 欲求某跨跨中最大正弯矩时 除将活荷载布置在该跨以外 两边应每隔一跨布置活 载 2 欲求某支座截面最大负弯矩时 除该支座两侧应布置活荷载外 两侧每隔一跨还应 布置活载 3 欲求梁支座截面 左侧或右侧 最大剪力时 活荷载布置与求该截面最大负弯矩时 的布置相同 4 欲求某跨跨中最小弯矩时 该跨应不布置活载 而在两相邻跨布置活载 然后再每 隔一跨布置活载 2 内力包络图 以恒载作用在各截面的内力为基础 在其上分别叠加对各截面最不利的活载布置时的内 力 便得到了各截面可能出现的最不利内力 将各截面可能出现的最不利内力图叠绘于同一基线上 这张叠绘内力图的外包线所形成 的图称为内力包络图 它表示连续梁在各种荷载不利组合下 各截面可能产生的最不利内力 无论活荷载如何分布 梁各截面的内力总不会超出包络图上的内力值 梁截面可依据包络图 提供的内力进行截面设计 图 4 为五跨连续梁的弯矩包络图和剪力包络图 9 图 4 内力包络图 a 弯矩包络图 b 剪力包络图 3 支座抗扭刚度对梁板内力的影响 由于计算简图假定次梁对板 主梁对次梁的支承为简支 忽略了次梁对板 主梁对次梁 的弹性约束作用 即忽略了支座抗扭刚度对梁板内力的影响 从图 5 可以看出实际结构与计算简图的差异 在恒载 g 作用下 由于各跨荷载基本相等 0 支座抗扭刚度的影响较小 如图 5a b 示 在活荷载 p 作用下 如求某跨跨中最大 弯矩时 某跨布置p 邻跨不布置p 如图 5c d 示 由于支座约束 实际转角 小于计 算转角 使得计算的跨中弯矩大于实际跨中弯矩 精确地考虑计算假定带来的误差是复杂 的 实用上可用调整荷载的方法解决 减小活荷载 加大恒荷载 即以折算 图 5 梁抗扭刚度的影响 荷载代替实际荷载 对板和次梁 折算荷载取为 板 折算恒载 g g 2 p 折算活载 p 2 p 次梁 折算恒载 g g 4 p 10 折算活载 p 4 3p 式中 g p为实际的恒载 活载 g p 为折算的恒载 活载 这样调整的结果 对作用有活荷载的跨g p g p 总值不变 而相邻无活荷载的跨 g g p 2 g 或 g g p 4 g 邻跨加大的荷载使本跨正弯矩减小 以此调 整支座抗扭刚度对内力计算的影响 当板或梁搁置在砖墙或钢 梁上时 不需要调整荷载 4 弯矩和剪力设计值 由于计算跨度取支承中心线间的距离 未考虑支座宽度 计算所得支座处 Mmax Vmax均指支座中心线处的弯矩 剪力 值 支座处截面较高 一般不是危险截面 故设计中可取支 座边缘内力值进行计算 见图 6 按弯矩 剪力在支座范围 内为线性变化 可求得支座边缘的内力值 M Mc V0b 2 当连续梁搁置于砖墙上时 M Mc 均布荷载 Vc g q b 2 集中荷载 Vc V 式中 Mc Vc 支承中的弯矩 剪力值 V0 按简支梁计算的支座剪力设计值 取绝对值 b 支承宽度 三三 按塑性内力重分布的方法计算内力按塑性内力重分布的方法计算内力 钢筋混凝土是一种弹塑性材料 连续梁板是超静定结构 当梁板的一个截面达到极限 承载力时 并不意味着整个结构的破坏 钢筋达到屈服后 还会产生一定的塑性变形 结构 的实际承载能力通常大于按弹性理论计算的结果 再则 混凝土构件截面设计时 考虑了材 料的塑性 若内力分析按弹性理论 与截面设计的理论不统一 因此有必要研究塑性理论的 内力分析方法 连续梁板考虑塑性内力重分布的计算方法较多 例如 极限平衡法 塑性铰法及弯矩 调幅法等 目前工程上应用较多的是弯矩调幅法 弯矩调幅法的概念是 先按弹性分析求出结构各截面弯矩值 再根据需要将结构中一 些截面的最大 绝对值 弯矩 多数为支座弯矩 予以调整 按调整后的内力进行截面配筋 设计 1 弯矩调幅法简称调幅法 调幅的基本原则是 1 为尽可能节约钢材 宜使用调整后的弯矩包络图做为设计配筋依据 2 为方便施工 通常调整支座截面 并尽可能使调整后的支座弯矩与跨中弯矩接近 cM M VM MV 图5 10 支座处内力的计算值 b 2 cc V g p Vc b 2 b 2 g p 6 11 3 调幅需使结构满足刚度 裂缝要求 不使支座截面过早出现塑性铰 调幅值一般 25 调幅后 所有支座及跨中弯矩的绝对值M 当承受均布荷载时应满足 M g q l2 24 1 当p g 1 3 时 调幅值 15 这是考虑长期荷载对结构变形的不利影响 4 调幅后应满足静力平衡条件 即调整后的每跨两端支座弯矩平均值与跨中弯矩之和 均为绝对值 不小于该跨满载时 恒 活 按简支梁计算的跨中弯矩M0 见图 7 MC M0 2 BA MM 图 7 M0 示意图 5 为保证塑性铰具有足够的转动能力 设计中应满足 0 35 钢筋宜使用 HRB335 级和 HRB400 级热轧钢筋 也可采用 HPB235 级热轧钢筋 宜选用 C20 C45 强度等级混凝土 6 考虑塑性内力重分布后 抗剪箍筋面积增大 20 增大范围l见图 8 为避免斜拉 破坏 配筋下限值应满足 bs ASV sv yv C f f03 0 12 图 8 抗剪箍筋增大范围示意图 a 集中荷载作用 b 均布荷载作用 2 用弯矩调幅法计算等跨连续梁板 根据调幅法的原则 并考虑到设计的方便 对均布荷载作用下的等跨连续梁板 考虑 塑性内力重分布后的弯矩和剪力的计算公式为 M g p l02 V g p ln2 式中 弯矩和剪力系数 分别见表 4 表 5 l0 ln 计算跨度和净跨 g p 均布恒载和活载的设计值 梁板弯矩系数梁板弯矩系数 表表 4 4 截面支承条件梁板 梁 板搁置在墙上 00 梁 板与梁整浇 1 24 1 16 边支座 梁与柱整浇 1 16 梁 板搁置在墙上 1 11 边跨中 梁 板与梁整浇 1 14 两跨连续 1 10 第一内支座 三跨及三跨以上连续 1 11 中间支座 1 16 中间跨中 1 16 13 梁剪力系数梁剪力系数 表表 5 5 截面支承条件梁 搁置在墙上0 45 端支座内侧 与梁或柱整浇0 5 搁置在墙上0 6 第一支内座外测 与梁或柱整浇0 55 第一支内座内测0 55 中间支座两侧0 55 以图 9 示 5 跨等跨连续梁承受均布荷载为例 用调幅法阐明上述系数由来 次梁边 支座为砖墙 设活荷载与恒荷载之比 p g 3 l为跨度 图 9 五跨连续梁荷载布置图 a 五等跨连续梁 b 求 MBmax时荷载布置图 c 求 1 3 5 跨中最大弯矩时荷载布置图 即 p 3g g p 3 则 g p p 3 p 3 4p g p 3g 4 g g 于是 pgp 4 3 pgg 4 1 次梁折算荷载 g 0 4375 g p 4 p g 4 1 4 1 pg pg 4 3 c b p g p p g p a p 14 p 0 5625 g p 4 3p 4 3 pg 4 3 按弹性方法求MBmax 活载布置在一 二 四跨 如图 9 由附表可查得横荷载系数 0 105 活荷载系数 0 119 则 MBmax 0 105 g l2 0 119 p l2 0 105 0 4375 g p l2 0 119 0 5625 g p l2 0 1129 g p l2 考虑调幅值 20 25 则 MB 0 8 MBmax 0 0903 g p l2 g p l2 07 11 1 g p l2 0 0909 g p l2 11 1 取MB 0 0909 g p l2 按静力平衡条件 可求得边跨间任意处弯矩 取 AB 跨为隔 离体 见图 10 由 0 g p l2 RAl g p l2 0 B M 11 1 2 1 得 RA 0 4091 g p l 由 0 RB g p l 0 4091 g p l 0 5905 g p l y 得 M1 RA l g p 2l2 2 1 求跨间最大弯矩M1max的位置 0 1 M RAl g p l2 0 4091 图5 19 边跨跨中最大弯矩示意 l RA M1 MB BR A g p l g pg 1 11 B p l 10 15 M1max RA l g p 2l2 0 4091 g p l2 g p l2 0 4091 2 2 1 2 1 0 08368 g p l2 按弹性方法求M1max 活载布置在一 三 五跨 如图 9c 由附表 可查得横荷载系 数 0 078 活荷载系数 0 100 则 M 1max 0 078g l2 0 100p l2 0 078 0 4375 g p l2 0 100 0 5625 g p l2 0 09037 g p l2 M1max 应取用M 1max的值 0 09037 即 为计算方便 取为 06 11 1 11 1 3 不等跨连续梁板的计算 当不等跨连续梁板的跨度差不大于 10 时 仍可采用等跨连续梁板的系数 计算支座 弯矩时 l0取相邻两跨中的较大跨度值 计算跨中弯矩时 l0取本跨跨度值 当不等跨连续梁板的跨度差大于 10 时 连续梁应根据弹性方法求出恒载及活荷载最不 利作用的弯矩图 经组合叠加后形成弯矩包络图 再以包络图作为调幅依据 按前述调幅原 则调幅 剪力可取弹性方法的计算结果 连续板可按下述步骤计算 1 确定最大跨跨内弯矩值 边 跨 M 11 2 lpg 14 2 lpg 中间跨 M 16 2 lpg 18 2 lpg 2 按已知最大跨跨中弯矩 在本跨 g p 作用下 由静力平衡条件求该跨支座弯矩 再以支座弯矩为已知 同理求得邻跨跨中弯矩 以此类推 求得所有跨中及支座弯矩 该弯 矩均应符合内力平衡条件及大于 g p l2 24 1 4 塑性内力重分布方法的适用范围 考虑塑性内力重分布的方法与弹性理论计算结果相比 节约材料 方便施工 但在结构 正常使用时 变形及裂缝偏大 对下列情况不适合采用塑性内力重分布的计算方法 承受动力荷载的结构构件 使用阶段不允许开裂的结构构件 轻质混凝土及其它特种混 凝土结构 受侵蚀气体或液体作用的结构 预应力结构和二次受力迭合结构 主梁等重要构 件不宜采用 四四 截面设计及构造要求截面设计及构造要求 确定了连续梁板的内力后 可根据内力进行构件的截面设计 一般情况下 强度计算后 再满足一定的构造要求 可不进行变形及裂缝宽度的验算 梁板均为受弯构件 作为单个构件的计算及构造已在第三章中述及 此处仅对受弯构件 在楼盖结构中的设计和构造特点简要叙述 16 1 板的计算及构造特点 1 支承在次梁或砖墙上的连续板 一般可按塑性内力重分布的方法计算 2 板一般均能满足斜截面抗剪要求 设计时可不进行抗剪计算 3 在承载能力极限状态时 板支座处在负弯矩作用下上部开裂 跨中在正弯矩的作 用下部开裂 板的实际轴线成为一个拱形 图 11 当板的四周与梁整浇 梁具有足够的 刚度 使板的支座不能自由移动时 板在竖向荷载作用下将产生水平推力 由此产生的支 座反力对板产生的弯矩可抵消部分荷载作用下的弯矩 因此对四周与梁整体连接的单向板 中间跨的跨中截面及中间支座 计算弯矩可减少 20 其它截面不予降低 图 11 板的拱作用 4 板的受力钢筋的配置方法有弯起式和分离式两种 钢筋弯起切断位置见图 12 图 中当 p g 3 时 a ln 4 当 p g 3 时 a ln 3 ln为板的净跨 弯起式可一端弯起 图 12 a 或两端弯起 图 12 b 弯起式配筋整体性好 节约钢材 但施工复杂 分离式 配筋 图 12 c 施工方便 但用钢量稍大 图 12 板中受力钢筋的布置 5 板除配置受力钢筋外 还应在与受力钢筋垂直的方向布置分布钢筋 分布钢筋的作 用是固定受力钢筋的位置 抵抗板内温度应力和混凝土收缩应力 承担并分布板上局部荷载 17 产生的内力 在四边支承板中 板的长方向产生少量弯矩也由分布钢筋承受 分布钢筋的数 量应不少于受力钢筋的 10 且每米不少于 3 根 应均匀布置于受力钢筋的内侧 由于计算简图与实际结构的差异 板嵌固在砖墙上时 支座处有一定负弯矩 板角处也 有负弯矩 温度 混凝土收缩 施工条件等因素也会在板中产生拉应力 为防止上述原因在板中产生裂缝 沿墙长每米配 5 6 构造钢筋 伸出墙边长度 l0 7 在角 部l0 4 范围内双向配 6200 的负筋 伸出长度 l0 4 板靠近主梁处 部分荷载直接 传给主梁 也产生一定的负弯矩 同理应配置每米 5 6 钢筋 伸出长度 l0 4 板的构造钢 筋配置见图 13 图 13 板的构造钢筋 6 现浇板上开洞时 当洞口边长或直径不大于 300 且洞边无集中力作用时 板内 受力钢筋可绕过洞口不切断 当洞口边长或直径大于 300 时 应在洞口边的板面加配钢筋 加配钢筋面积不小于被截断的受力钢筋面积的 50 且不小于 2 12 当洞口边长或直径大 于 1000 时 宜在洞边加设小梁 2 次梁的计算及构造特点 1 次梁承受板传来的荷载 通常可按塑性内力重分布的方法确定内力 2 次梁和板整浇 配筋计算时 对跨中正弯矩应按 T 型截面考虑 T 形截面的翼缘计 算宽度按混凝土结构设计规范中的规定取值 对支座负弯矩因翼缘开裂仍按矩形截面计算 3 梁中受力钢筋的弯起和截断 原则应按弯矩包络图确定 但对相邻跨度不超过 20 可承受均布荷载且活荷载与恒荷载之比 p g 3 的次梁 可按图 14 布置钢筋 18 图 14 次梁的钢筋布置 a 有弯起钢筋 b 无弯起钢筋 3 主梁的计算与构造特点 1 主梁除承受自重外 主要承受由次梁传来的集中荷载 为简化计算 主梁自重可折 算成集中荷载计算 2 与次梁相同 主梁跨中截面按 T 型截面计算 支座截面按矩形截面计算 3 主梁支座处 次梁与主梁支座负钢筋相互交叉 使主梁负筋位置下移 计算主梁负 筋时 单排筋h0 h 50 60 mm 双排筋h0 h 70 80 mm 如图 15 图 15 主梁支座截面纵筋位置 4 主梁是重要构件 通常按弹性理论计算 不考虑塑性内力重分布 5 主梁的受力钢筋的弯起和切断原则上应按弯矩包络图确定 6 在次梁与主梁相交处 次梁顶部在负弯矩作用下发生裂缝 集中荷载只能通过次梁的 受压区传至主梁的腹部 这种效应约在集中荷载作用点两侧各 0 5 0 6 倍梁高范围内 可 引起主拉破坏斜裂缝 为防止这种破坏 在次梁两侧设置附加横向钢筋 位于梁下部或梁 19 截面高度范围内的集中荷载应全部由附加横向钢筋 吊筋 箍筋 承担 附加横向钢筋应 布置在长度为S 2h1 3b 的范围内 见图 16 附加横向钢筋所需的总截面面积按下式计算 Asv sin yv f F 式中 F 作用在梁的下部或梁截面高度范围内的集中力设计值 fyv 箍筋或弯起钢筋的抗拉强度设计值 Asv 承受集中荷载所需的附加横向钢筋总截面面积 当采用附加吊筋时 Asv应为左 右弯起段截面面积之和 附加横向钢筋与梁轴线间的夹角 图 16 梁截面高度范围内有集中荷载作 用时 附加横向钢筋的布置 a 附加箍筋 b 附加吊筋 1 传递集中荷载的位置 2 附加箍筋 3 附加吊筋 20 第三节第三节 设计例题设计例题 一 题目一 题目 已知 车间仓库的楼面梁格布置如图 17 所示 轴线尺寸为 30m 19 8m 楼面面层为 20mm 厚水泥砂浆抹面 梁板的天花抹灰为 15mm 厚混合砂浆 楼面活荷载选用 7 0kN m2 混凝土采用 C20 梁中受力钢筋采用 HRB335 其他钢筋一律采用 HPB235 板厚 80mm 次 梁截面为 b h 200mm 450mm 主梁截面为 b h 300mm 700mm 柱截面为 b h 400mm 400mm 楼板周边支承在砖墙上 试设计此楼盖 图 17 仓库的楼面梁格布置图 二 板的计算 按考虑塑性内力重分布的方法计算 二 板的计算 按考虑塑性内力重分布的方法计算 1 荷载计算 20mm 厚水泥砂浆面层 20 0 02 0 400kN m2 80mm 厚现浇钢筋混凝土板 25 0 08 2 000kN m2 15mm 厚石灰砂浆抹底 17 0 015 0 225kN m2 恒载标准值 0 4 2 0 0 225 2 655 kN m2 k g 30000 板 主梁 柱400 400 次梁 21 活载标准值 7 000 kN m2k p 经试算 永久荷载效应控制的组合为最不利组合 因此取荷载设计值 1 35 2 655 1 0 1 3 7 000 12 684 kN m2 kQckG pgq 2 计算简图 见图 18 图 18 板的计算简图 取 1m 宽板带作为计算单元 各跨的计算跨度为 中间跨 2200 200 2000mm 0 l n l 边跨 2200 100 120 1200 2 2040mm2 0 all n 取 2020mm 0 l 平均跨度 2020 2000 2 2010mml 2 内力计算 因跨度差 2020 2000 2000 1 10 故可按等跨连续板计算内力 各截面的弯距计算见表 6 板弯距计算板弯距计算 表表 6 6 截面边跨中第一内支座中间跨度中间支座 2200 120250 2200 100 板 100 100 100 次梁 20002020 图1 2 板的计算简图 2000 q 12 684kN m2 20002020 22 弯距系数 1 11 1 11 1 16 1 16 2 aqlM kN m 1 11 12 7 2 022 4 71 1 11 12 7 2 022 4 71 1 16 12 7 2 02 3 18 1 16 12 7 2 02 3 18 3 截面强度计算 210N mm2 9 6 N mm2 1 0 80 20 60mm y f c f 1 0 h 正截面强度计算见表 7 23 正截面强度计算正截面强度计算 表表 7 7 截面中间跨中中间支座 在平面图上的位置 边跨中B 支座 M kN m 4 71 4 71 3 180 8 3 18 3 18 0 8 3 18 2 01 bhf M c s 0 1360 1360 0920 0730 0920 073 211 5 0 ss 0 9270 9270 9520 9620 9520 962 mm2 0 hf M A sy s 403 25403 25265 11209 55265 11209 55 选用钢筋 8 125 8 125 6 8 125 6 125 6 8 125 6 125 实际配筋面积 402402314226314226 根据计算结果及板的构造要求 画出配筋图如图 20 所示 24 图 20 板配筋图 三 次梁的计算 按考虑塑性内力重分布的方法计算 三 次梁的计算 按考虑塑性内力重分布的方法计算 1 荷载计算 板传来的恒载 2 655 2 2 5 841 kN m 次梁自重 25 0 2 0 45 0 08 1 850 kN m 次梁粉刷抹灰 17 0 015 10 45 0 087 2 0 189 kN m 恒载标准值 5 841 1 850 0 189 7 880 kN m k g 活载标准值 7 000 2 2 15 400 kN mk P 经试算 永久荷载效应控制的组合为最不利组合 因此取荷载设计值 1