钢筋混凝土楼盖课 程 设 计 指 导 书目 录第1节 设计任务书一、设计任务二、设计内容三、设计条件四、进度安排五、指导教师第2节 设计指导书一 肋梁楼盖的计算简图二 按弹性方法计算内力三 按塑性内力重分布的方法计算内力四 截面设计及构造要求第3节 设计例题参考文献编后第1节 设计任务书一、设计任务 某多层工业厂房，采用钢筋混凝土内框架承重，外墙为370mm砖砌承重。设计时，只考虑竖向荷载作用，采用单向板肋梁楼盖，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 1、结构布置 确定柱网尺寸，柱截面尺寸见表1，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。 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。三、设计条件 1、建筑尺寸见图1和表2。 2、学生由教师指定题号。3、楼面做法：20mm厚水泥砂浆地面，钢筋混凝土现浇板，15mm厚石灰砂浆抹底。 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，楼面均布荷载标准值见表1。分项系数=1.3或1.4。 表1 柱截面尺寸及混凝土强度等级班级柱截面尺寸（mm）混凝土强度等级土木01（04）300300（350350）C20（C25）土木02（05）350350（400400）C20（C20）土木03（06）400400（300300）C25（C30）表2 题号及可变荷载L1L2（m）可变荷载（kN/m2）5.05.56.06.57.07.522.530.0181522293621.628.5291623303721.427.53101724313819.827.34111825323919.625.05121926334018.024.86132027344117.124.071421283542 5、材料 梁、板混凝土强度等级见表1。 主梁、次梁受力钢筋采用HRB335级钢筋，其他均用HPB235级钢筋。四、进度安排 结构计算 3天 绘制结构施工图 2天 计算书、图纸整理 1天 合计教学周一周 6天五、指导教师第2节 设计指导书一 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3 梁、板的计算跨度 按弹性理论计算单跨两端搁置l0=ln+a且 l0ln+h （板）l01.05ln（梁）一端搁置、一端与支承构件整浇l0=ln+a/2 且 l0ln+h/2 （板） l01.025ln （梁）两端与支承构件整浇l0=ln多跨边跨l0=ln+a/2+b/2且 l0ln+h/2+b/2 （板） l01.025ln+b/2 （梁）中间跨l0=lc且 l01.1ln （板） l01.05ln （梁）按塑性理论计算两端搁置l0=ln+a且 l0ln+h （板）l01.05ln （梁）一端搁置、一端与支承构件整浇l0=ln+a/2且 l0ln+h/2 （板）l01.025ln （梁）两端与支承构件整浇l0=ln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 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。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不同。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。由此看出，活荷载在连续梁各跨满布时，并不是最不利情况。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。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。由钢砼下册知识可以看出实际结构与计算简图有差异。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。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，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 折算活载：p= 次梁： 折算恒载：g=g折算活载：p= 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gp gp，总值不变，而相邻无活荷载的跨，g=gp/2g，或g=gp /4g；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，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=McV0b/2 当连续梁搁置于砖墙上时：M=Mc 均布荷载：Vc =V（gq）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 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。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。 当p/g1 /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。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C20C45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，为避免斜拉破坏，配筋下限值应满足：（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