混凝土结构设计（第6版）课件 第0-2章 绪论、梁板结构、单层厂房结构

混凝土结构设计(绪论电子教案)进入混凝土结构设计绪论主页目录帮助下一章上一章绪论混凝土结构设计绪论主页目录帮助下一章上一章§0.1结构的定义结构：广义上指房屋建筑和土木工程的建筑物、构筑物及其相关组成部分的实体。狭义上指各种工程实体的承重骨架。不包括填充墙、墙面和楼面粉灰、吊顶等非承重结构。混凝土结构：以混凝土为主要材料制作而成的结构。混凝土结构出现较晚，但发展很快，已经成为当今世界各国的主导结构。

混凝土结构设计绪论主页目录帮助下一章上一章桁架结构

结构由构件组合而成。结构的类型很多，如：刚架结构混凝土结构设计绪论主页目录帮助下一章上一章排架结构框架结构混凝土结构设计绪论主页目录帮助下一章上一章`剪力墙结构混凝土结构设计绪论主页目录帮助下一章上一章框架－筒体结构混凝土结构设计绪论主页目录帮助下一章上一章薄壳结构混凝土结构设计绪论主页目录帮助下一章上一章张拉式膜结构混凝土结构设计绪论主页目录帮助下一章上一章“鸟巢”结构完整框架结构主框架混凝土结构设计绪论主页目录帮助下一章上一章水平承重结构：如楼盖和屋盖。竖向承重结构：如框架、排架、刚架、剪力墙、筒体。底部承重结构：如基础。

§0.2结构的分类注意：钢筋的作用主要是抗拉和抗剪，也可受压。三类承重结构的荷载传递关系：竖向承重结构底部承重结构水平承重结构混凝土结构设计绪论主页目录帮助下一章上一章框架结构荷载传递动画混凝土结构设计绪论主页目录帮助下一章上一章结构的选型原则

水平承重结构、竖向承重结构和底部承重结构都有许多结构形式，它们的选择原则是：满足使用要求；受力性能好；施工简便；经济合理。§0.3结构的选型和布置原则

结构的布置原则尽可能地简单、规则、均匀、对称；传力明确；受力可靠，整体性能好；经济合理。混凝土结构设计绪论主页目录帮助下一章上一章规则的结构平面布置不规则的结构平面布置混凝土结构设计绪论主页目录帮助下一章上一章规则的结构竖向布置不规则的结构竖向布置混凝土结构设计绪论主页目录帮助下一章上一章基本原则：遵守国家现行标准、规范和规程；根据需要对结构的整体或局部进行施工制作及使用等各阶段的计算；

计算简图要尽可能符合结构的实际工作状况；结构分析要满足力的平衡条件、变形协调条件、节点和边界约束条件和材料本构关系；选择合适的分析方法；采用计算机计算时，必须对程序进行验证。§0.4混凝土结构的分析方法混凝土结构设计绪论主页目录帮助下一章上一章分析方法线弹性分析方法适用于不允许开裂的结构，规范允许用于混凝土结构的承载力极限状态和正常使用极限状态分析。考虑塑性内力重分布的分析方法适用于钢筋混凝土连续梁和连续单向板分析。塑性极限分析方法适用于周边支撑的双向矩形板分析。混凝土结构设计绪论主页目录帮助下一章上一章非线性分析方法适用于特别重要的或受力情况特殊的大型杆系结构和二维、三维结构受力全过程分析。试验分析方法适用于体形复杂或受力情况特殊的结构或局部分析。混凝土结构设计绪论主页目录帮助下一章上一章本书的主要内容梁板结构设计；单层工业厂房结构设计；多层和高层框架结构设计。§0.5本课程的主要内容及学习要求参考学时讲授内容参考学时讲授内容参考学时绪论2单层工业厂房结构12梁板结构12多层、高层框架结构12总计学时：38混凝土结构设计绪论主页目录帮助下一章上一章

学习要求了解上述各类结构的受力性能，能够正确选用结构类型；熟悉上述结构的平面和立面布置方法；熟悉计算简图的确定和截面尺寸估算方法；掌握各种荷载的计算方法；掌握上述结构的内力计算与内力组合方法；掌握配筋计算与构造要求；能够绘制上述结构的施工图。采用教材沈蒲生主编,梁兴文副主编.混凝土结构设计（第6版）[M]北京：高等教育出版社，2025.混凝土结构设计(第1章电子教案)进入混凝土结构设计第1章主页目录帮助上一章下一章第1章

梁板结构设计混凝土结构设计第1章主页目录帮助上一章下一章本章重点1.掌握现浇式单向板肋形楼盖结构的设计方法。2.掌握现浇式双向板肋形楼盖结构的设计方法。3.熟悉梁式楼梯和板式楼梯的设计方法。4.了解雨篷的设计方法。混凝土结构设计第1章主页目录帮助上一章下一章1.1.1结构形式组成：梁+板，可有板无梁。形式：楼盖、屋盖、阳台、雨篷、楼梯、片筏基础等。§1.1概述钢筋混凝土无梁楼盖钢筋混凝土肋梁楼盖混凝土结构设计第1章主页目录帮助上一章下一章1.1.2按施工方法分类装配式：预制板+现浇（或预制）梁。装配整体式：预制楼面上做刚性面层。刚性面层：≥50mm混凝土层，内配钢筋网。现浇式：板与梁钢筋交织，混凝土同时浇捣。这是本章学习的重点。1.2.3现浇式钢筋混凝土楼（屋）盖分类

混凝土结构设计第1章主页目录帮助上一章下一章单向板肋形楼盖

…1-1…1-2…1-3…1-4l2/l1≥3时按单向板设计混凝土结构设计第1章主页目录帮助上一章下一章…1-5…1-6…1-7板上荷载传力方式：

次梁主梁墙、柱基础除与边长比有关外，还与支承梁的线刚度比有关。

混凝土结构设计第1章主页目录帮助上一章下一章板上荷载传力方式：

两个方向梁墙、柱基础双向板肋形楼盖

梁无主次之分，荷载两向传递。

l2/l1≤2时应按双向板设计

当2＜l2/l1＜3时，也可以按单向板设计，但长边方向的跨中和支座应配置足够的构造钢筋。混凝土结构设计第1章主页目录帮助上一章下一章井式井式楼盖与密肋楼盖

可无柱，使用方便，但梁跨度大。楼面刚度弱，变形大。梁高h≥。

密肋肋距≤

1.5m，楼面刚度比井式大，变形比井式小。传力方式：

板梁基础墙混凝土结构设计第1章主页目录帮助上一章下一章无梁楼盖

传力方式：

板柱基础板不宜薄，h≥150mm。柱距不宜大。

混凝土结构设计第1章主页目录帮助上一章下一章§1.2现浇单向板肋形楼（屋）盖设计1.2.1结构布置方法混凝土结构设计第1章主页目录帮助上一章下一章为使板有足够的刚度，板厚尚应满足：现浇钢筋混凝土实心楼板的厚度不应小于80mm，现浇空心楼板的顶板、底板厚度均不应小于50mm。预制钢筋混凝土实心叠合楼板的预制底板及后浇混凝土厚度均不应小于50mm。h≥h≥h≥混凝土结构设计第1章主页目录帮助上一章下一章(1)直接承受动力荷载和疲劳荷载作用的楼盖；(2)在使用阶段不允许出现裂缝或对裂缝开展有较高要求的楼盖；(3)处于侵蚀性环境及负温下的楼盖。按考虑塑性内力重分布方法计算1.2.3单向板肋形楼盖按线弹性的计算计算单元的确定按弹性理论计算按结构力学方法计算。下列情况下按弹性理论方法计算：

1.2.2梁板内力计算方法混凝土结构设计第1章主页目录帮助上一章下一章荷载分配时不考虑结构的连续性混凝土结构设计第1章主页目录帮助上一章下一章相邻两跨跨长相差≤10％时，按等跨计算。五跨以上按五跨计算。计算简图墙支承梁支承混凝土结构设计第1章主页目录帮助上一章下一章计算跨度中间跨对多跨连续梁板边跨混凝土结构设计第1章主页目录帮助上一章下一章荷载(1)恒载：自重、粉灰重等。恒载标准值＝体积×材料自重常用的材料和构件自重见本教材的附录2。(2)活荷载：人群、家具等。民用建筑楼面活载标准值，见本教材的附录3。板和次梁一般以均布荷载为主。承载力计算荷载用设计值，要将荷载标准值乘以荷载分项系数γG

或γQ

。混凝土结构设计第1章主页目录帮助上一章下一章(3)折算恒载与折算活载考虑主梁对次梁、次梁对板的约束影响。板次梁当梁板直接搁置在砖墙或钢梁上时，按实际恒载和实际活载计算。混凝土结构设计第1章主页目录帮助上一章下一章内力计算及组合内力按结构力学方法计算。2～5跨等跨梁板内力见本教材的附录7。内力要根据荷载最不利布置组合计算。恒载一次布置，活载分跨布置再组合混凝土结构设计第1章主页目录帮助上一章下一章配筋计算配筋计算按沈蒲生主编《混凝土结构设计原理》（第6版）第4章和第5章配筋方法计算。配筋时用的弯矩和剪力值按如下方法确定：…1-8…1-9混凝土结构设计第1章主页目录帮助上一章下一章1.2.4单向板肋形楼盖按塑性内力重分布方法设计计算单元及荷载(1)

计算单元：与弹性方法相同。(2)

计算跨度：(3)

荷载：用实际恒载与实际活载。中间跨边跨混凝土结构设计第1章主页目录帮助上一章下一章塑性铰混凝土开裂后，截面的应力分布发生了变化，称应力发生了重分布。钢筋屈服后，在荷载无明显增加的情况下，截面的变形可以急剧增大，称出现了“塑性铰”。混凝土结构设计第1章主页目录帮助上一章下一章塑性铰可分为拉铰（受拉钢筋屈服）和压铰（受拉钢筋不屈服），拉铰转动量大于压铰。式中，为极限曲率；为屈服曲率；lp为塑性铰的等效长度。塑性铰与普通铰的区别是：(a)塑性铰是单向铰，只能沿Mu方向转动；(b)塑性铰可以传递弯矩,M≤Mu

；(c)塑性铰的转动是有限的：…1-10混凝土结构设计第1章主页目录帮助上一章下一章内力重分布超静定结构中，某一截面由于裂缝出现、钢筋与混凝土粘结破坏、钢筋屈服等原因，使截面内力分布与按弹性理论分析时有所不同的现象，称为出现了内力重分布。超静定结构才有内力重分布,静定结构只有应力重分布混凝土结构设计第1章主页目录帮助上一章下一章内力重分布使弹性计算中弯矩最大截面内力减少，弯矩较小截面的内力增大，相当于弯矩调幅。由于塑性铰的转动是有限的，因此调幅量也有限。弯矩调幅法《钢筋混凝土连续梁和框架考虑内力重分布设计规程》(CECS51:93)规定：调幅系数一般为0.2，且不宜超过0.25。混凝土结构设计第1章主页目录帮助上一章下一章可按荷载最不利布置，根据调整后的支座弯矩用静力平衡条件计算；也可近似取用考虑荷载最不利布置按弹性方法算得的剪力值。弯矩调幅法计算步骤(1)

按弹性分析方法计算内力，按活载最不利分布进行内力组合得出最不利弯矩图；(2)

按CECS51:93要求对支座弯矩调幅；(3)

计算支座弯矩调幅后相应的跨中弯矩值，且比弯矩值不得小于弹性弯矩值。连续梁各控制截面的剪力设计值混凝土结构设计第1章主页目录帮助上一章下一章等跨连续梁板内力计算(1)

等跨连续梁式中，

、

分别为等跨连续梁的弯矩系数和剪力系数，分别见表1.2.1和表1.2.2。…1-11…1-12混凝土结构设计第1章主页目录帮助上一章下一章表1.2.1等跨连续梁和等跨连续单向板的弯矩计算系数支承情况

截面位置

端支座边跨跨中

距端第二支座

距端第二跨跨中

中间支座

中间跨跨中

A

Ⅰ

B

Ⅱ

C

Ⅲ

梁、板搁置在墙上

0

1/11

2跨连续：-1/103跨以上连续：-1/11

1/16

-1/14

1/16

板与梁整浇连接

-1/16

1/14

梁-1/24

梁与柱整浇连接

-1/16

1/14

混凝土结构设计第1章主页目录帮助上一章下一章表1.2.2等跨连续梁的剪力计算系数支承情况

截面位置

端支座内侧Ain

距端第二支座

中间支座

外侧Bex

内侧Bn

外侧Cex内侧Cin

搁置在墙上

0.450.600.550.550.55与梁或柱整浇连接0.500.55混凝土结构设计第1章主页目录帮助上一章下一章(2)

等跨连续板式中，为等跨连续板的弯矩系数，见表1.2.1。…1-13混凝土结构设计第1章主页目录帮助上一章下一章按照沈蒲生主编《混凝土结构设计原理》(第6版)第4章所介绍的方法计算受力纵筋，受力纵筋沿短跨方向布置。一般不验算斜截面承载力。四周与梁整体连接的单向板，由于拱效应使板中各计算截面弯矩减少，中间跨的跨中截面和中间支座计算弯矩都按减少20％计算，其他截面不减少。1.2.5配筋计算与构造要求(1)

配筋计算特点板混凝土结构设计第1章主页目录帮助上一章下一章(2)

构造要求板厚宜尽量薄一些，但不得小于最小厚度。板的支承长度应满足受力钢筋在支座内的锚固要求，且一般不小于板厚及120mm。受力钢筋一般用HPB300级钢筋和CRB550级冷轧带肋钢筋，直径常用8mm、10mm，70mm≤间距≤200mm。受力钢筋可用弯起式或分离式，钢筋的弯起、切断见下图。混凝土结构设计第1章主页目录帮助上一章下一章板的弯起式配筋和分离式配筋方法混凝土结构设计第1章主页目录帮助上一章下一章分布筋与受力筋方向垂直，每米不小于4根，直径常为8mm，且截面面积不小于受力钢筋截面面积的15％。嵌入墙内的板，其板面应配附加钢筋。垂直于主梁的板面应设附加钢筋。混凝土结构设计第1章主页目录帮助上一章下一章次梁(1)

配筋计算特点跨中按T形截面计算，支座按矩形截面计算。正截面按沈蒲生主编《混凝土结构设计原理》（第6版）第4章计算，斜截面按该书第5章计算。(2)

构造要求受力钢筋的弯起和切断原则上应按弯矩包络图确定。对于跨度相差不超过20％、承受均布荷载的等跨次梁，当q/g≤

3时，可按下图确定。混凝土结构设计第1章主页目录帮助上一章下一章等跨次梁的配筋方法混凝土结构设计第1章主页目录帮助上一章下一章主梁(1)

计算特点主梁以承受次梁传来的集中荷载为主，为简化计算，可将自重也折算成集中荷载计算。跨中按T形截面计算，支座按矩形截面计算。主梁支座处截面有效高度按下图确定。混凝土结构设计第1章主页目录帮助上一章下一章(2)

构造要求主梁受力钢筋的切断位置要按弯矩包络图确定。次梁与主梁相交处应设附加钢箍或吊筋。混凝土结构设计第1章主页目录帮助上一章下一章附加钢箍筋或吊筋按右式计算：式中，F为次梁传递给主梁的集中荷载设计值；

fyv为附加箍筋或吊筋的抗拉强度设计值；

为附加箍筋与水平线的交角。混凝土结构设计第1章主页目录帮助上一章下一章§1.3双向板肋梁楼盖1.3.1双向板按弹性理论的内力计算按弹性理论取微元体，建立微分方程式并求解，根据边界条件可以求出板的内力与变形。或纵横各取一单元宽板带，按交点处挠度相等进行荷载分配。单区格双向板的内力计算混凝土结构设计第1章主页目录帮助上一章下一章l取用lx和ly

中较小者。μ为泊桑比，混凝土的μ＝0.2，表中系数是按μ＝0算得的，当μ

不等于0.2时，支座弯矩仍查表计算，跨中弯矩要按下列公式计算：式中，弯矩系数和挠度系数的取值对常见的六种情况可查教材附录8，对其他支承情况可查设计手册。单位板宽内弯矩和挠度计算方法：…1-14混凝土结构设计第1章主页目录帮助上一章下一章式中，mx和my仍按表计算。多区格双向板的内力计算(1)

计算跨中最大弯矩求区格A时：A区格活载满布，然后跨区格布置活载。 混凝土结构设计第1章主页目录帮助上一章下一章活载最不利布置方法当求某一区格跨中最大弯矩时，在该区格及其前后左右每隔一区格应布置活荷载，即呈棋盘式布置。支承条件g+q/2荷载作用下，各中间支座可视为固支。若A区格为边区格，则边支座有边梁时为固支，无边梁时为简支。在q/2荷载作用下，中间各支座可视为简支。若A区格为边区格，则边支座有边梁时为固支，无边梁时为简支。内力计算a.先求A区格在g+q/2荷载作用下的跨中弯矩，按四边固支条件查单区格板的表。混凝土结构设计第1章主页目录帮助上一章下一章b.在求A区格在q/2荷载作用下的跨中弯矩，按四边铰支条件查单区格板的表。c.将a、b计算结果叠加得最后结构。跨中最大挠度也按上述方法计算。(2)

计算支座最大弯矩活载最不利布置方法为简化计算，假定各区格均布满活载。支承条件中间支座均为固支，边支座按实际支座情况而定。内力计算a.根据支承情况和g+q的荷载查单区格板的表格计算相应的支座弯矩。混凝土结构设计第1章主页目录帮助上一章下一章b.由以上讨论可见，虽然是多区格双向板，计算时仍是一个区格、一个区格地单独计算。c.计算可从较大的区格开始，当相邻两跨所求得的同一支座的弯矩不等时，选较大者配筋。(3)

支座梁内力计算荷载分配由每区格四角按对角线将区格划分为四块，每块上的恒载和活载传递给相邻的支承梁。不考虑板的连续性。混凝土结构设计第1章主页目录帮助上一章下一章内力a.三角形荷载作用下的内力化为等效均布荷载计算，见本教材的附录12。b.梯形荷载作用下的内力可先按固端弯矩相等的条件换算成等效均布荷载。c.三角形荷载也可换算成等效均布荷载计算。1.3.2双向板按塑性理论计算设计时为考虑内力重分布特性，按极限平衡法设计，用钢量比按弹性理论设计可节省20％～25％以上。混凝土结构设计第1章主页目录帮助上一章下一章试验钢筋混凝土的双向板的破坏裂缝见下图。混凝土结构设计第1章主页目录帮助上一章下一章塑性铰线法(1)

基本假定塑性铰发生在弯矩最大的截面上；塑性铰线是直线；节板为刚性板，板的变形集中在塑性铰线上；在所有可能的破坏图式中，必有一个是最危险的，其极限荷载为最小；塑性铰线上只有弯矩，没有其他内力。混凝土结构设计第1章主页目录帮助上一章下一章(2)

极限荷载中间区格的破坏图式及极限荷载如下：塑性铰线与边线的夹角随荷载及边长比而改变，为简化起见，取。混凝土结构设计第1章主页目录帮助上一章下一章混凝土结构设计第1章主页目录帮助上一章下一章(3)

设计公式四边固支双向板设计时，以P代替Pu，以M1、M2…代替M1u、

M2u…

，同时令：…1-15混凝土结构设计第1章主页目录帮助上一章下一章将上列四式代入式（1-15），得通常取=1/n2,

=2

，则…1-16…1-17混凝土结构设计第1章主页目录帮助上一章下一章…1-18若四边简支（β=0

）钢筋弯起时，为了合理利用钢筋，参考按弹性理论分析的结构，将两个方向的跨中弯矩均在距支座l01/

4处弯起50％。这时，距支座l01/

4以内的跨中塑性铰线上单位板宽的极限弯矩分别为m1/

2与m2/

2，则式（1-16）变为…1-19混凝土结构设计第1章主页目录帮助上一章下一章1.3.3双向板的截面设计与构造要求截面设计(1)

对四边都与梁整体浇接的板，考虑拱效应，其弯矩设计值可按下列情况予以减少：中间区格板的支座及跨内截面减少20％。边区格板的跨内截面及第一内支座处截面：当lb/

l

<1.5时，减少20％；当1.5≤

lb/

l≤2.0时，减少10％。式中l为垂直于楼板边缘方向板的计算跨度；lb为沿楼板边缘方向板的计算跨度。角区格板截面弯矩值不予折减。混凝土结构设计第1章主页目录帮助上一章下一章(2)

截面有效高度(3)

配筋计算：单位宽度内所需钢筋，混凝土结构设计第1章主页目录帮助上一章下一章（1）板厚

80～160mm，简支板h/l01

≥1/45；连续梁h/l01

≥1/50（l01为短跨跨长）。构造要求（2）钢筋的配置短跨方向钢筋放在外边，长跨方向放在里面。可将每一方向分成板带，两个方向的边缘板带宽度均为l01/4。边缘板带单位宽度范围内的配筋等于中间板带单位宽度范围的一半。支座上承受负弯矩的钢筋按计算确定，沿支座均匀配置，伸入支座长不小于l01/4。混凝土结构设计第1章主页目录帮助上一章下一章板式楼梯§1.4楼梯设计要点混凝土结构设计第1章主页目录帮助上一章下一章换算成与板面垂直的荷载后，按简支梁求跨中弯矩，考虑到支座构造后，近似取：…1-20式中：混凝土结构设计第1章主页目录帮助上一章下一章梁式楼梯(1)

组成：踏步板、斜梁、平台梁、平台板。(2)

踏步板：厚度一般为30～50mm。取一个踏步板按简支计算，支承在斜梁上。每一踏步的配筋不小于2ϕ8。混凝土结构设计第1章主页目录帮助上一章下一章…1-21式中：(3)

斜梁：按梯为斜板公式计算内力在配筋。混凝土结构设计第1章主页目录帮助上一章下一章(4)平台梁：按简支梁计算。斜梁传来的荷载为集中荷载。如：斜梁有沿梁轴方向作用的力，该力对平台梁产生水平推力或拉力。混凝土结构设计第1章主页目录帮助上一章下一章(5)平台板：将平台板取出，与梁整浇时为固支，用墙支承时为简支，如下图为三边由墙支承，一边由平台梁支承。由比l2/l1区分按单向板或双向板设计。混凝土结构设计第1章主页目录帮助上一章下一章组成：雨篷板+雨篷梁设计内容(1)雨篷板设计；(2)雨篷梁设计；(3)雨篷抗倾覆验算。雨篷板设计取1m宽板带，按悬臂构件设计，注意事项为：(1)活荷载要考虑分布与集中两种形式，选弯矩大者配筋。§1.5雨篷设计要点混凝土结构设计第1章主页目录帮助上一章下一章(2)受力钢筋配在板的顶面雨篷梁设计(1)雨篷梁上的荷载：雨篷梁自重；雨篷板自重及其上的活荷载；雨篷梁上墙体重。注意：当hwln/3时，取全部墙重；当hw≥ln/3时，取ln/3墙重。混凝土结构设计第1章主页目录帮助上一章下一章楼上梁板荷载注意：当hwln时，计入梁板上荷载；当hw≥ln时，不计梁板荷载。混凝土结构设计第1章主页目录帮助上一章下一章(2)雨篷梁抗弯、抗剪计算按简支梁承受均布荷载计算混凝土结构设计第1章主页目录帮助上一章下一章(3)

雨篷梁抗扭计算按简支梁承受均布荷载计算。混凝土结构设计第1章主页目录帮助上一章下一章雨篷抗倾覆验算绕O点倾覆，倾覆点距墙内侧x0=

0.13b

，要满足：混凝土结构设计第1章主页目录帮助上一章下一章式中：M0v——倾覆力矩，由雨篷板上的恒载和活载设计值引起。施工集中荷载1.0kN，可每隔2.5～3.0m考虑一个。

Mr——雨篷的抗倾覆力矩设计值，按下式计算：

Mr=0.37b

GrGr——雨篷梁上墙体与楼面恒载标准值之和。按下图阴影线范围计算。混凝土结构设计第1章主页目录帮助上一章下一章混凝土结构设计(第2章电子教案)进入第2章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章第2章单层工业厂房设计第2章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章本章重点熟悉单层工业厂房结构的选型与结构布置方法；掌握钢筋混凝土排架的荷载与内力计算方法和内力组合原则；掌握排架柱和柱下基础的设计计算方法及构造要求。第2章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章§2.1结构类型和结构体系

单跨与多跨；等高与不等高；排架与刚架。单层厂房依据其跨度、高度和吊车起重量等因素的不同可采用混合结构、钢筋混凝土结构和钢结构。单层厂房的结构类型和体系可分为：第2章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章排架结构图刚架结构图第2章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章无檩体系：由屋面板、天沟板、天窗架、屋架、托架、及屋盖支撑组成。刚度大。§2.2结构组成及荷载传递2.2.1结构组成1.屋盖结构屋盖结构可分有檩体系和无檩体系两种。有檩体系：由小型屋面板、檩条及屋盖支撑组成。刚度小。第2章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章

单层工业厂房空间结构图第2章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章2.纵、横向平面排架横向平面排架：包括横梁(屋架)、柱及基础

横向平面排架第2章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章纵向平面排架：包括纵向柱列、基础、连系梁、吊车架、柱间支撑围护结构：包括纵墙、山墙、墙梁、抗风柱、基础梁

纵向平面排架第2章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章2.2.2荷载传递竖向荷载传递图横向排架是主要的承重结构，屋架、排架柱和基础是主要的承重构件。第2章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章横向水平荷载传递图第2章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章§2.3结构布置2.3.1厂房平面布置

1.柱网布置要考虑工艺、经济、模数化等因素。2.变形缝：是伸缩缝、沉降缝、抗震缝的总称。

伸缩缝：减少厂房温度应力的影响而设，上部结构断开，下部结构不断开。沉降缝：厂房高度、吊车吨位、土质相差较大时而设，上、下部结构都要断开。抗震缝：为防止地震区厂房或厂房区段相邻太近地震时发生碰撞而设，可与伸缩缝、沉降缝合并，但宽度要满足抗震缝要求。第2章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章

柱网布置第2章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章2.3.2支撑布置1.屋盖支撑

上弦横向水平支撑

下弦横向水平支撑

纵向水平支撑

垂直支撑和水平系杆

天窗架支撑单层厂房支撑包括屋盖支撑和柱间支撑两类，应了解各支撑的作用和设置条件及设置位置。第2章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章

上弦横向水平支撑第2章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章

下弦横向及纵向水平支撑第2章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章垂直支撑及水平系杆第2章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章

柱间支撑是纵向平面排架中最主要的抗侧力构件，其作用是承受纵向水平荷载和提高纵向刚度。2.柱间支撑

柱间支撑第2章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章2.3.3围护结构布置抗风柱：

承受山墙传递的风荷载。圈梁：加强厂房的整体刚度。联系梁：连系纵向柱列，以增强厂房的纵向刚度，传递风荷载。过梁：在砌体中(围护结构)承担洞口上的荷载。基础梁：承受围护墙体的重量。

厂房的围护结构包括：屋面板、墙体、抗风柱、圈梁、连系梁、过梁、基础梁等构件。第2章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章§2.4构件选型和截面尺寸确定2.4.1屋盖结构构件1.屋面板无檩：通常采用大型屋面板(1.5m6.0m)。有檩：檩条、小型屋面板。2.檩条

檩条搁置在屋架上，支承小型屋面板并将屋面荷载传给屋架。第2章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章3.屋架由跨度、高度、排水坡度确定。形式：梯形、折线形、……。

各种形式的屋架第2章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章4.天窗架和托架

托架

天窗架第2章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章吊车梁的类型2.4.2吊车梁

吊车梁直接承受吊车起重、运行和制动时产生的各种往复荷载；传递厂房的纵向荷载、保证厂房的纵向刚度。第2章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章2.4.3柱矩形、工字形、双肢柱。截面尺寸按受力而定。柱的形式第2章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章2.4.4基础

单层厂房一般采用预制柱下基础，其主要形式有杯形基础（分梯形和锥形）、高杯基础、爆扩桩基础和预制桩基础。基础类型第2章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章§2.5排架结构内力分析2.5.1排架计算简图1.计算单元目的：确定柱和基础的内力。内容：确定计算简图、荷载计算、内力分析和内力组合。

按平面结构计算，根据结构布置和受力状况，选取最有代表性的计算单元。第2章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章

计算单元的选取第2章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章2.基本假定和计算简图柱与基础刚接。屋架水平刚度无穷大；屋架与柱上端铰接；

计算简图第2章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章2.5.2排架上的荷载1.恒载

屋盖恒载G1

吊车梁和轨道及连接件的重力荷载G3悬墙自重重力荷载G2柱自重重力荷载G42.屋面活荷载（由材料重度计算，注意作用位置）

屋面均布活荷载

不上人屋面取0.5kN/m2，上人屋面取2.0kN/m2。第2章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章

屋面雪荷载

其中，——屋面水平投影面上的雪荷载标准值，单位为。——基本雪压，可从《建筑结构荷载规范》

表E.5查得，单为。——屋面积雪分布系数，当坡屋面坡度不大于25º时，，见沈蒲生主

编《混凝土结构设计》（第6版）教

材（以下简称《教材》）附录4。---2-1第2章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章

恒载作用位置及相应的计算简图第2章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章

屋面活荷载作用下的排架计算简图第2章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章3.风荷载

风荷载的计算第2章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章其中，——风荷载标准值，单位为。——基本风压，可从《建筑结构荷载规

范》表E.5查得，单位为。——风压高度变化系数，由教材附表5.1

查得。——风荷载体型系数，由教材附表5.3

查得。——高度处的风振系数，对高度小于30m的单层厂房，取=1.0。…2-2风荷载标准值：

第2章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章

墙面上均布风荷载：

…2-3…2-4

柱顶水平集中荷载：

…2-5第2章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章4.吊车荷载

吊车荷载示意图吊车基本参数及尺寸可参考教材的表2.5.1。第2章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章

吊车竖向荷载和横向水平荷载

吊车竖向荷载

：用影响线方法求解。…2-6…2-7第2章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章

吊车横向水平荷载（横向水平刹车力）

…2-8…2-9…2-10

吊车纵向水平荷载（纵向水平刹车力）

式中：α为吊车横向水平制动系数，Q为吊车额定起重量，g为小车的重力荷载。式中：n为吊车每一侧的轮子数。第2章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章

吊车荷载作用下的计算简图第2章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章2.5.3等高排架内力分析1.柱顶水平集中力作用下等高排架的内力分析

排架的内力分析方法与排架的形式及荷载的作用方式有关，可采用力法和位移法进行分析。第2章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章

柱顶作用的水平力与各柱顶的水平剪力平衡

…2-11

横梁轴向刚度无穷大，各柱顶的位移相等

…2-12

各柱的柱顶剪力和柱顶位置的关系…2-13

利用解超静定结构的三个条件：平衡条件、变形条件和物理条件求解柱顶剪力。第2章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章…2-14

解联立方程求得各柱柱顶剪力…2-15式中为第i根柱的剪力分配系数：

在柱顶集中力作用下，可直接用剪力分配法求解。第2章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章

不能直接应用剪力法，但通过柱顶加铰支连杆可以通过转换用剪力分配法求解。分四步走：

在排架柱顶附加一个不动铰支座，限制其水平侧移；

叠加上述计算结果，可得到排架在任意荷载作用下的柱顶剪力，至此，排架各柱的内力即可求解。

此时排架变为多根一次超静定柱，利用柱顶反力系数可求得各柱顶反力Ri(见教材表2.5.2)及相应的柱端剪力，则柱顶总假想的不动铰支座反力为;

撤除不动铰支座，将R反向加于排架柱顶，用剪力分配法将其分配给各柱，求得柱顶分为;2.非柱顶荷载作用下等高排架的内力分析第2章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章

任意荷载作用下等高排架的内力分析第2章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章2.5.4不等高排架内力分析

一般采用力法求解。将横梁切开，以横梁轴力作为基本未知量，以切口处变形为零的条件建立联立方程求解。当横梁内力求出后，各柱为静定柱，即可求得在各自荷载下的柱内力。当为两跨不等高排架时，联立方程为：…2-16

单位力产生的位移，由单位力图图乘求得。荷载位移。由单位力图乘以荷载图得。第2章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章第2章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章2.5.5排架考虑整体空间作用的计算1.厂房整体空间作用的基本概念

厂房空间作用分析第2章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章2.吊车荷载作用下考虑厂房整体空间作用的排架内力分析

排架与排架、排架与山墙之间的相互制约作用，称为厂房的整体空间作用。

吊车荷载为局部荷载，可按考虑厂房空间作用的方法计算吊车荷载作用下的排架内力。

实用中采用空间作用分配系数μ来考虑厂房的荷载，该系数实质上是考虑空间作用排架的侧移Δ与按平面排架计算时的柱顶侧移Δ0的比值（见教材表2.5.3）。第2章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章3.考虑厂房整体空间作用时排架内力计算步骤

考虑厂房空间作用时排架的内力计算…2-17…2-18比较：第2章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章2.5.6内力组合1.柱的控制截面

内力组合就是确定柱的控制截面和相应的最不利内力，并进行荷载组合。

柱的控制截面

Ⅰ-Ⅰ上柱柱底截面

Ⅱ-Ⅱ牛腿顶面

Ⅲ-Ⅲ下柱柱底截面

第2章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章2.内力组合原则通过组合求出可能出现的最不利内力。…2-19第2章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章3.内力组合项目偏心受压柱的破坏形态有两种：大偏心受压和小偏心受压，故对控制截面考虑四种最不利内力组合：

Mmax及相应的N、V

Mmin及相应的N、VNmax及相应的M、VNmin及相应的M、V

弯矩、轴力和配筋关系图第2章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章4.内力组合注意事项无论什么情况，恒载必须参加组合；

目的在于得到最大内力，其他为最大内力的对应值；

Dmax作用在A柱，和Dmax作用在B柱不可能同时出现，所以不可能在同一组组合中出现；

Tmax参加组合时，必有垂直荷载项D(Dmax或Dmin)，而垂直荷载参加组合时，不一定有Tmax项(未必刹车)；

风荷载，左风、右风不同时存在，故不同时参加组合；

求Nmin时，N=0的风荷载应参加组合。第2章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章一层吊车单跨厂房的每个排架，参与组合的吊车不多于2台，多跨时不多于4台。考虑多台吊车水平荷载时，单跨或多跨厂房的每个排架，参与组合的吊车均不多于2台。对多台吊车参加组合时，考虑到同时满载的可能性较小，因此对吊车荷载乘以折减系数。吊车工作制级别划分见教材附录6。0.850.840.900.8530.950.92A6~A8A1~A5

吊车工作级别参与组合的吊车台数多台吊车的荷载折减系数第2章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章§2.6柱的设计2.6.1截面设计1.截面配筋计算

柱的设计包括柱的形式的选择、确定截面尺寸、配筋计算、吊装验算、牛腿设计等。柱按偏心受压构件计算配筋：.斜截面正截面大偏心小偏心对称配筋非对称配筋第2章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章对于大偏心受压，

M接近时，N小不利；对于小偏心受压，

M接近时，N大不利；无论什么情况，N接近时，

M大小不利。对称配筋时，取|Mmax|及相应的N；Nmax及相应的M；Nmin及相应的M。内力组合的取舍：受压构件计算长度l0见教材附录11。第2章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章2.构造要求受力纵筋：直径d≥12mm,当h≥600mm时

d≥10～16mm，全部纵向配筋率不宜超过

5%。混凝土强度等级：≥C25。箍筋：直径d≥6mm,间距≤400mm,且≤柱宽b;当h≥600mm、d≥10～16mm时，箍筋应为封闭式。第2章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章2.6.2牛腿设计

牛腿设置在柱上，用来支承屋架、托架、吊车梁和连系梁等主要受力构件。牛腿按力的作用位置分为长牛腿(a＞h0)和短牛腿(a≤h0)

,长牛腿按悬臂梁计算。

牛腿类别第2章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章1.牛腿的受力特点及破坏形态

试验表明，从加载至破坏，牛腿大体经历弹性、裂缝出现与开展和破坏三个阶段。

牛腿的破坏形态第2章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章剪切破坏

当a

/h0＜0.1时，牛腿与下柱的交接面上出现一系列短而细的斜裂缝，最后牛腿沿此裂缝从柱上切下而破坏。斜压破坏

当a

/h0=0.1~0.75时，随着荷载增加，整个压杆范围内出现大量短小斜裂缝，最终形成一条通长斜裂缝而破坏，此时受拉钢筋达到屈服强度。弯压破坏

当1＞a

/h0＞0.75时，且纵向钢筋配筋率较低时，随着荷载增加纵向钢筋应力不断增加最终受拉钢筋屈服，牛腿下部与柱相交的受压区砼压碎。第2章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章2.牛腿截面尺寸的确定牛腿的宽度与柱同宽；牛腿的高度由不出现斜裂缝为控制条件来确定；…2-20裂缝控制系数。对支承吊车梁的牛腿，取0.65，其他牛腿取0.85；分别为作用于牛腿顶部按荷载标准组合计算的竖向力和水平拉力；竖向力的作用点至下柱边缘的水平距离，考虑安装偏差20mm。当时，取。第2章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章3.牛腿的配筋计算与构造

牛腿的计算简图斜截面受弯承载力计算及纵筋构造…2-21第2章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章水平箍筋和弯筋的构造要求

牛腿配筋构造水平箍筋的直径6～12mm，间距100～150mm，且在上部2h0/3范围内的水平箍筋面积不小于受拉钢筋面积的一半。当a/h0≥0.3时，宜设弯筋。弯筋设在牛腿上部l/6～l/2范围内，面积不宜小于受拉钢筋面积的一半，根数不宜少于2根，直径不宜小于12mm。第2章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章2.6.3柱的吊装验算

柱的吊装方式及简图第2章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章吊装采用一点吊时，吊点设在牛腿的根部，吊车验算的控制截面有上柱柱底、牛腿根部和下柱跨中三个控制截面。吊装方法有平吊和翻身吊两种；吊装时，柱自重的分项系数取1.2；应考虑动力系数1.5；结构的重要性系数取0.9。应注意不同的起吊方法，柱的受力状态不同，截面尺寸和可利用钢筋的数量不同。…2-22吊装时通过限制钢筋应力来限制裂缝宽度。第2章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章§2.7柱下单独基础设计基础按受力特点分为：轴心受压基础偏心受压基础基础按施工方法分为：现浇柱下基础预制柱下杯形基础基础受力类型第2章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章1.基础的作用和设计要求作用：将上部结构的荷载通过基础安全均匀地扩散到地基土中。2.7.1概述

应有足够大的基础外形尺寸(与荷载重和地基承载力有关)；

应有足够的基底配筋(受弯计算)。

应有足够的基础高度(冲韧验算)；要求：第2章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章2.基础的构造要求

基础构造要求锥形基础边缘高度一般取a2≥200mm,且a2≥a1和a2≥hc/4，一般取tanα=3.0~4.0。第2章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章阶形基础分阶：三阶：h>1000mm二阶：h=500~1000mm一阶：h

500mm每阶高度一般取：300~500

mm

矩形和工字形截面柱hc<500hc=500~800hc=800~1000hc>

1000(1.0~1.2)

hchc0.9hc且≥8000.8hc且≥1000柱的插入深度h1第2章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章2.7.2柱下单独基础设计1.基底外形尺寸的确定：轴心受压柱下基础上部结构传来的荷载效应为：Nk，地基土的承载力特征值为：基础埋深为d，基础自重和基底以上土重度的平均值为，可近似取。

轴心受压基础第2章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章…2-24…2-23基础底面积的确定条件是：偏心受压柱下基础上部结构传来的荷载：Nk、Mk、Vk，地基土的承载力特征值：第2章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章…2-25

偏心受压基础

基底的线性分布的应力应满足以下条件：第2章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章式中，A—基底面积A=ab；W—基底截面的抵抗矩，矩形截面：e—所有外力对基底面积形心轴的偏心距，可由材料力学公式求解：