鋼筋混凝土樓蓋課 程 設(shè) 計(jì) 指 導(dǎo) 書曾老師長(zhǎng)江大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院2012年8月目 錄第1節(jié) 設(shè)計(jì)任務(wù)書一、設(shè)計(jì)任務(wù)二、設(shè)計(jì)內(nèi)容三、設(shè)計(jì)條件四、進(jìn)度安排五、指導(dǎo)教師第2節(jié) 設(shè)計(jì)指導(dǎo)書一 肋梁樓蓋的計(jì)算簡(jiǎn)圖二 按彈性方法計(jì)算內(nèi)力三 按塑性內(nèi)力重分布的方法計(jì)算內(nèi)力四 截面設(shè)計(jì)及構(gòu)造要求第3節(jié) 設(shè)計(jì)例題第4節(jié) 答辯參考題參考文獻(xiàn)編后第1節(jié) 設(shè)計(jì)任務(wù)書一、設(shè)計(jì)任務(wù) 某多層工業(yè)廠房，采用鋼筋混凝土內(nèi)框架承重，外墻為370mm磚砌承重。設(shè)計(jì)時(shí)，只考慮豎向荷載作用，采用單向板肋梁樓蓋，要求完成鋼筋混凝土整體現(xiàn)澆樓蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。二、設(shè)計(jì)內(nèi)容 1、結(jié)構(gòu)布置 確定柱網(wǎng)尺寸，柱截面尺寸見表1，主次梁布置及截面尺寸，并進(jìn)行編號(hào)，繪制樓蓋結(jié)構(gòu)布置圖。 2、板設(shè)計(jì) 按塑性分析法計(jì)算內(nèi)力，并繪制板配筋圖。 3、次梁設(shè)計(jì) 按考慮塑性內(nèi)力重分布的方法計(jì)算內(nèi)力和正截面極限承載力，并繪制配筋圖。 4、主梁設(shè)計(jì) 按彈性方法計(jì)算主梁內(nèi)力，繪制主梁的彎距、剪力包絡(luò)圖，根據(jù)包絡(luò)圖計(jì)算正截面、斜截面的承載力，并繪制主梁的抵抗彎拒圖及配筋圖。三、設(shè)計(jì)條件 1、建筑尺寸見圖1和表2。 2、學(xué)生由教師指定題號(hào)。 3、樓面做法：20mm厚水泥砂漿地面，鋼筋混凝土現(xiàn)澆板，15mm厚石灰砂漿抹底。250120L1120120120L2250250電梯間樓梯間 4、荷載：永久荷載，包括梁、柱、板及構(gòu)造層自重，鋼筋混凝土容重25kN/m3，水泥砂漿容重20kN/m3，石灰砂漿容重17kN/m3，分項(xiàng)系數(shù)=1.2?？勺兒奢d，樓面均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值見表1。分項(xiàng)系數(shù)=1.3或1.4。 圖1 建筑尺寸 表1 柱截面尺寸及混凝土強(qiáng)度等級(jí)班級(jí)柱截面尺寸（mm）混凝土強(qiáng)度等級(jí)土木01（04）300×300（350×350）C20（C25）土木02（05）350×350（400×400）C20（C20）土木03（06）400×400（300×300）C25（C30）表2 題號(hào)及可變荷載L1×L2（m）可變荷載（kN/m2）5.05.56.06.57.07.522.5×30.0181522293621.6×28.5291623303721.4×27.53101724313819.8×27.34111825323919.6×25.05121926334018.0×24.86132027344117.1×24.071421283542 5、材料 梁、板混凝土強(qiáng)度等級(jí)見表1。 主梁、次梁受力鋼筋采用HRB335級(jí)鋼筋，其他均用HPB235級(jí)鋼筋。四、進(jìn)度安排 結(jié)構(gòu)計(jì)算 5天 繪制結(jié)構(gòu)施工圖 3天 計(jì)算書、圖紙整理 1天 答辯 1天 合計(jì)教學(xué)周二周 10天五、指導(dǎo)教師第2節(jié) 設(shè)計(jì)指導(dǎo)書一 肋梁樓蓋的計(jì)算簡(jiǎn)圖在進(jìn)行內(nèi)力分析前，必須先把樓蓋實(shí)際結(jié)構(gòu)抽象成為一個(gè)計(jì)算簡(jiǎn)圖，在抽象過(guò)程中要忽略一些次要因素，并做如下假定：1板的豎向荷載全部沿短跨方向傳給次梁，且荷載板次梁主梁主梁支承的傳遞過(guò)程中，支承條件簡(jiǎn)化為集中于一點(diǎn)的支承鏈桿，忽略支承構(gòu)件的豎向變形，即按簡(jiǎn)支考慮。2板視為以次梁為鉸支座的連續(xù)梁，可取1m寬板帶計(jì)算。3跨數(shù)超過(guò)5跨的等截面連續(xù)梁（板），當(dāng)各跨荷載基本相同，且跨度相差不超過(guò)10時(shí)，可按5跨連續(xù)梁（板）計(jì)算，所有中間跨的內(nèi)力和配筋均按第三跨處理。當(dāng)梁板實(shí)際跨數(shù)小于5跨時(shí)，按實(shí)際跨數(shù)計(jì)算。4板梁的計(jì)算跨度應(yīng)取為相鄰兩支座反力作用點(diǎn)之間的距離，其值與支座反力分布有關(guān)，也與構(gòu)件的支承長(zhǎng)度和構(gòu)件本身的剛度有關(guān)。在實(shí)用計(jì)算中，計(jì)算跨度可按表3取值。 表3 梁、板的計(jì)算跨度 按彈性理論計(jì)算單跨兩端擱置l0=ln+a且 l0ln+h （板）l01.05ln（梁）一端擱置、一端與支承構(gòu)件整澆l0=ln+a/2 且 l0ln+h/2 （板） l01.025ln （梁）兩端與支承構(gòu)件整澆l0=ln多跨邊跨l0=ln+a/2+b/2且 l0ln+h/2+b/2 （板） l01.025ln+b/2 （梁）中間跨l0=lc且 l01.1ln （板） l01.05ln （梁）按塑性理論計(jì)算兩端擱置l0=ln+a且 l0ln+h （板）l01.05ln （梁）一端擱置、一端與支承構(gòu)件整澆l0=ln+a/2且 l0ln+h/2 （板）l01.025ln （梁）兩端與支承構(gòu)件整澆l0=ln注：l0板、梁的計(jì)算跨度； lc支座中心線間距離； ln板、梁的凈跨； h板厚； a板、梁端支承長(zhǎng)度； b中間支座寬度二 按彈性方法計(jì)算內(nèi)力按彈性理論計(jì)算的樓蓋內(nèi)力，首先要假定樓蓋材料為均質(zhì)彈性體。根據(jù)前述的計(jì)算簡(jiǎn)圖，用結(jié)構(gòu)力學(xué)的方法計(jì)算梁板內(nèi)力，也可利用靜力計(jì)算手冊(cè)中的圖表確定梁、板內(nèi)力。在計(jì)算內(nèi)力時(shí)應(yīng)注意下列問(wèn)題：1荷載及其不利組合樓蓋上作用有永久荷載和可變荷載，永久荷載按實(shí)際考慮，可變荷載根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料折算成等效均布活荷載，可由建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范查得。板通常取1m板寬的均布荷載（包括自重），次梁承受板傳來(lái)的均布荷載和次梁自重，主梁承受次梁傳來(lái)得集中荷載和均布的自重荷載。為簡(jiǎn)化計(jì)算，可將主梁的自重按就近集中的原則化為集中荷載，作用在集中荷載作用點(diǎn)和支座處（支座處的集中荷載在梁中不產(chǎn)生內(nèi)力）。由于可變荷載在各跨的分布是隨機(jī)的，如何分布會(huì)在各截面產(chǎn)生最大內(nèi)力是活荷載不利布置的問(wèn)題。圖2所示為5跨連續(xù)梁，當(dāng)活荷載布置在不同跨間時(shí)梁的彎矩圖及剪力圖。由圖可見，當(dāng)求1，3，5跨跨中最大正彎矩時(shí)，活荷應(yīng)布置在1，3，5跨；當(dāng)求2，4跨跨中最大正彎矩或1，3，5跨跨中最小彎矩時(shí)，活荷載應(yīng)布置在2，4跨；當(dāng)求B支座最大負(fù)彎矩及支座最大剪力時(shí)，活荷載應(yīng)布置在1，2，4跨，如圖3。由此看出，活荷載在連續(xù)梁各跨滿布時(shí)，并不是最不利情況。圖2 5跨連續(xù)梁彎矩圖及剪力圖圖3 活載不利位置（a） 活1+活3+活5 （b） 活2+活4 （c） 活1+活2+活4從以上分析可得，確定截面最不利內(nèi)力時(shí)，活荷載的布置原則如下：（1）欲求某跨跨中最大正彎矩時(shí)，除將活荷載布置在該跨以外，兩邊應(yīng)每隔一跨布置活載；（2）欲求某支座截面最大負(fù)彎矩時(shí)，除該支座兩側(cè)應(yīng)布置活荷載外，兩側(cè)每隔一跨還應(yīng)布置活載；（3）欲求梁支座截面（左側(cè)或右側(cè)）最大剪力時(shí)，活荷載布置與求該截面最大負(fù)彎矩時(shí)的布置相同；（4）欲求某跨跨中最小彎矩時(shí)，該跨應(yīng)不布置活載，而在兩相鄰跨布置活載，然后再每隔一跨布置活載。2內(nèi)力包絡(luò)圖以恒載作用在各截面的內(nèi)力為基礎(chǔ)，在其上分別疊加對(duì)各截面最不利的活載布置時(shí)的內(nèi)力，便得到了各截面可能出現(xiàn)的最不利內(nèi)力。將各截面可能出現(xiàn)的最不利內(nèi)力圖疊繪于同一基線上，這張疊繪內(nèi)力圖的外包線所形成的圖稱為內(nèi)力包絡(luò)圖。它表示連續(xù)梁在各種荷載不利組合下，各截面可能產(chǎn)生的最不利內(nèi)力。無(wú)論活荷載如何分布，梁各截面的內(nèi)力總不會(huì)超出包絡(luò)圖上的內(nèi)力值。梁截面可依據(jù)包絡(luò)圖提供的內(nèi)力進(jìn)行截面設(shè)計(jì)。圖4為五跨連續(xù)梁的彎矩包絡(luò)圖和剪力包絡(luò)圖。圖4 內(nèi)力包絡(luò)圖（a） 彎矩包絡(luò)圖 （b） 剪力包絡(luò)圖3支座抗扭剛度對(duì)梁板內(nèi)力的影響由于計(jì)算簡(jiǎn)圖假定次梁對(duì)板、主梁對(duì)次梁的支承為簡(jiǎn)支，忽略了次梁對(duì)板、主梁對(duì)次梁的彈性約束作用，即忽略了支座抗扭剛度對(duì)梁板內(nèi)力的影響。從圖5可以看出實(shí)際結(jié)構(gòu)與計(jì)算簡(jiǎn)圖的差異。在恒載g作用下，由于各跨荷載基本相等，0，支座抗扭剛度的影響較小，如圖5a、b示。在活荷載p作用下，如求某跨跨中最大彎矩時(shí)，某跨布置p，鄰跨不布置p，如圖5c、d示，由于支座約束，實(shí)際轉(zhuǎn)角小于計(jì)算轉(zhuǎn)角，使得計(jì)算的跨中彎矩大于實(shí)際跨中彎矩。精確地考慮計(jì)算假定帶來(lái)的誤差是復(fù)雜的，實(shí)用上可用調(diào)整荷載的方法解決。減小活荷載，加大恒荷載，即以折算圖5 梁抗扭剛度的影響荷載代替實(shí)際荷載。對(duì)板和次梁，折算荷載取為：板： 折算恒載：g=g 折算活載：p= 次梁： 折算恒載：g=g折算活載：p= 式中 g ，p為實(shí)際的恒載、活載 g，p為折算的恒載、活載這樣調(diào)整的結(jié)果，對(duì)作用有活荷載的跨gp gp，總值不變，而相鄰無(wú)活荷載的跨，g=gp/2g，或g=gp /4g；鄰跨加大的荷載使本跨正彎矩減小，以此調(diào)整支座抗扭剛度對(duì)內(nèi)力計(jì)算的影響。當(dāng)板或梁擱置在磚墻或鋼梁上時(shí)，不需要調(diào)整荷載。4彎矩和剪力設(shè)計(jì)值由于計(jì)算跨度取支承中心線間的距離，未考慮支座寬度，計(jì)算所得支座處Mmax、Vmax均指支座中心線處的彎矩、剪力值。支座處截面較高，一般不是危險(xiǎn)截面，故設(shè)計(jì)中可取支座邊緣內(nèi)力值進(jìn)行計(jì)算（見圖6），按彎矩、剪力在支座范圍內(nèi)為線性變化，可求得支座邊緣的內(nèi)力值：M=McV0b/2 當(dāng)連續(xù)梁擱置于磚墻上時(shí)： M=Mc 6均布荷載： =Vc（gq）b/2 集中荷載：Vc=V 式中 Mc、Vc支承中的彎矩、剪力值；V0按簡(jiǎn)支梁計(jì)算的支座剪力設(shè)計(jì)值（取絕對(duì)值）；b支承寬度。三 按塑性內(nèi)力重分布的方法計(jì)算內(nèi)力鋼筋混凝土是一種彈塑性材料，連續(xù)梁板是超靜定結(jié)構(gòu)，當(dāng)梁板的一個(gè)截面達(dá)到極限承載力時(shí)，并不意味著整個(gè)結(jié)構(gòu)的破壞。鋼筋達(dá)到屈服后，還會(huì)產(chǎn)生一定的塑性變形，結(jié)構(gòu)的實(shí)際承載能力通常大于按彈性理論計(jì)算的結(jié)果。再則，混凝土構(gòu)件截面設(shè)計(jì)時(shí)，考慮了材料的塑性，若內(nèi)力分析按彈性理論，與截面設(shè)計(jì)的理論不統(tǒng)一，因此有必要研究塑性理論的內(nèi)力分析方法。連續(xù)梁板考慮塑性內(nèi)力重分布的計(jì)算方法較多，例如：極限平衡法、塑性鉸法及彎矩調(diào)幅法等。目前工程上應(yīng)用較多的是彎矩調(diào)幅法。彎矩調(diào)幅法的概念是：先按彈性分析求出結(jié)構(gòu)各截面彎矩值，再根據(jù)需要將結(jié)構(gòu)中一些截面的最大（絕對(duì)值）彎矩（多數(shù)為支座彎矩）予以調(diào)整，按調(diào)整后的內(nèi)力進(jìn)行截面配筋設(shè)計(jì)。(1)彎矩調(diào)幅法簡(jiǎn)稱調(diào)幅法，調(diào)幅的基本原則是：1）為盡可能節(jié)約鋼材，宜使用調(diào)整后的彎矩包絡(luò)圖做為設(shè)計(jì)配筋依據(jù)。2）為方便施工，通常調(diào)整支座截面，并盡可能使調(diào)整后的支座彎矩與跨中彎矩接近。3）調(diào)幅需使結(jié)構(gòu)滿足剛度、裂縫要求，不使支座截面過(guò)早出現(xiàn)塑性鉸，調(diào)幅值一般25。調(diào)幅后，所有支座及跨中彎矩的絕對(duì)值M，當(dāng)承受均布荷載時(shí)應(yīng)滿足：M（gq）l2 當(dāng)p/g1 /3時(shí)，調(diào)幅值15，這是考慮長(zhǎng)期荷載對(duì)結(jié)構(gòu)變形的不利影響。4) 調(diào)幅后應(yīng)滿足靜力平衡條件，即調(diào)整后的每跨兩端支座彎矩平均值與跨中彎矩之和（均為絕對(duì)值），不小于該跨滿載時(shí)（恒+活）按簡(jiǎn)支梁計(jì)算的跨中彎矩M0（見圖7）。MCM0 圖7 M0 示意圖5)為保證塑性鉸具有足夠的轉(zhuǎn)動(dòng)能力，設(shè)計(jì)中應(yīng)滿足0.35，鋼筋宜使用HRB335級(jí)和HRB400級(jí)熱軋鋼筋，也可采用HPB235級(jí)熱軋鋼筋，宜選用C20C45強(qiáng)度等級(jí)混凝土。6) 考慮塑性內(nèi)力重分布后，抗剪箍筋面積增大20，增大范圍l見圖8。為避免斜拉破壞，配筋下限值應(yīng)滿足： 圖8 抗剪箍筋增大范圍示意圖（a）集中荷載作用 （b） 均布荷載作用（2）用彎矩調(diào)幅法計(jì)算等跨連續(xù)梁板根據(jù)調(diào)幅法的原則，并考慮到設(shè)計(jì)的方便，對(duì)均布荷載作用下的等跨連續(xù)梁板，考慮塑性內(nèi)力重分布后的彎矩和剪力的計(jì)算公式為：M=（gp）l02 V=（gp）ln2 式中，彎矩和剪力系數(shù)，分別見表4，表5 l0，ln計(jì)算跨度和凈跨 g，p均布恒載和活載的設(shè)計(jì)值梁板彎矩系數(shù) 表4 截面支承條件梁板邊支座梁、板擱置在墻上00梁、板與梁整澆1/241/16梁與柱整澆1/16邊跨中梁、板擱置在墻上1/11梁、板與梁整澆1/14第一內(nèi)支座兩跨連續(xù)1/10三跨及三跨以上連續(xù)1/11中間支座1/16中間跨中1/16梁剪力系數(shù) 表5 截面支承條件梁端支座內(nèi)側(cè)擱置在墻上045與梁或柱整澆05第一支內(nèi)座外測(cè)擱置在墻上06與梁或柱整澆055第一支內(nèi)座內(nèi)測(cè)055中間支座兩側(cè)055以圖9示，5跨等跨連續(xù)梁承受均布荷載為例，用調(diào)幅法闡明上述系數(shù)由來(lái)。次梁邊支座為磚墻，設(shè)活荷載與恒荷載之比 p / g=3，l為跨度。圖9 五跨連續(xù)梁荷載布置圖(a) 五等跨連續(xù)梁 （b）求MBmax時(shí)荷載布置圖（c）求1、3、5跨中最大彎矩時(shí)荷載布置圖即 p=3gg=p/3 則 g+p=+p= g+p=+3g =4 g 于是 次梁折算荷載 g=0.4375（g+p） p=0.5625（g+p）按彈性方法求MBmax，活載布置在一、二、四跨（如圖9），由附表可查得橫荷載系數(shù)-0.105，活荷載系數(shù)-0.119，則MBmax= 0.105 gl20.119 pl2 =0.105×0.4375（g+p）l20.119×0.5625（g+p）l2 =0.1129（g+p）l2考慮調(diào)幅值20%（25%），則 MB=0.8 MBmax=0.0903（g+p）l2=（g+p）l2 （g+p）l2=0.0909（g+p）l2取MB=0.0909（g+p）l2，按靜力平衡條件，可求得邊跨間任意處彎矩，取AB跨為隔離體，見圖10。10由=0 （g+p）l2+RAl（g+p）l2=0得 RA=0.4091（g+p）l由=0 RB=（g+p）l0.4091（g+p）l=0.5905（g+p）l得 M1= RAl（g+p）2l2求跨間最大彎矩M1max的位置：RAl=（g+p）l2=0.4091M1max= RAl（g+p）2l2=0.4091（g+p）l2（g+p）l2（0.4091）2 =0.08368（g+p）l2按彈性方法求M1max，活載布置在一、三、五跨（如圖9c），由附表可查得橫荷載系數(shù)0.078，活荷載系數(shù)0.100，則M1max=0.078gl2+0.100pl2=0.078×0.4375（g+p）l2+0.100×0.5625（g+p）l2 =0.09037（g+p）l2M1max應(yīng)取用M1max的值，=0.09037，即，為計(jì)算方便，取為。（3）不等跨連續(xù)梁板的計(jì)算當(dāng)不等跨連續(xù)梁板的跨度差不大于10時(shí)，仍可采用等跨連續(xù)梁板的系數(shù)。計(jì)算支座彎矩時(shí)，l0取相鄰兩跨中的較大跨度值；計(jì)算跨中彎矩時(shí)，l0取本跨跨度值。當(dāng)不等跨連續(xù)梁板的跨度差大于10時(shí)，連續(xù)梁應(yīng)根據(jù)彈性方法求出恒載及活荷載最不利作用的彎矩圖，經(jīng)組合疊加后形成彎矩包絡(luò)圖，再以包絡(luò)圖作為調(diào)幅依據(jù)，按前述調(diào)幅原則調(diào)幅。剪力可取彈性方法的計(jì)算結(jié)果，連續(xù)板可按下述步驟計(jì)算：1) 確定最大跨跨內(nèi)彎矩值邊 跨：M中間跨：M2）按已知最大跨跨中彎矩，在本跨（gp）作用下，由靜力平衡條件求該跨支座彎矩，再以支座彎矩為已知，同理求得鄰跨跨中彎矩，以此類推，求得所有跨中及支座彎矩，該彎矩均應(yīng)符合內(nèi)力平衡條件及大于（gp）l2。（4） 塑性內(nèi)力重分布方法的適用范圍考慮塑性內(nèi)力重分布的方法與彈性理論計(jì)算結(jié)果相比，節(jié)約材料，方便施工，但在結(jié)構(gòu)正常使用時(shí)，變形及裂縫偏大，對(duì)下列情況不適合采用塑性內(nèi)力重分布的計(jì)算方法：承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)構(gòu)件；使用階段不允許開裂的結(jié)構(gòu)構(gòu)件；輕質(zhì)混凝土及其它特種混凝土結(jié)構(gòu)；受侵蝕氣體或液體作用的結(jié)構(gòu)；預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)和二次受力迭合結(jié)構(gòu)；主梁等重要構(gòu)件不宜采用。四 截面設(shè)計(jì)及構(gòu)造要求確定了連續(xù)梁板的內(nèi)力后，可根據(jù)內(nèi)力進(jìn)行構(gòu)件的截面設(shè)計(jì)。一般情況下，強(qiáng)度計(jì)算后再滿足一定的構(gòu)造要求，可不進(jìn)行變形及裂縫寬度的驗(yàn)算。梁板均為受彎構(gòu)件，作為單個(gè)構(gòu)件的計(jì)算及構(gòu)造已在第三章中述及，此處僅對(duì)受彎構(gòu)件在樓蓋結(jié)構(gòu)中的設(shè)計(jì)和構(gòu)造特點(diǎn)簡(jiǎn)要敘述。1板的計(jì)算及構(gòu)造特點(diǎn)（1） 支承在次梁或磚墻上的連續(xù)板，一般可按塑性內(nèi)力重分布的方法計(jì)算。（2） 板一般均能滿足斜截面抗剪要求，設(shè)計(jì)時(shí)可不進(jìn)行抗剪計(jì)算。（3） 在承載能力極限狀態(tài)時(shí)，板支座處在負(fù)彎矩作用下上部開裂，跨中在正彎矩的作用下部開裂，板的實(shí)際軸線成為一個(gè)拱形（圖11）。當(dāng)板的四周與梁整澆，梁具有足夠的剛度，使板的支座不能自由移動(dòng)時(shí)，板在豎向荷載作用下將產(chǎn)生水平推力，由此產(chǎn)生的支座反力對(duì)板產(chǎn)生的彎矩可抵消部分荷載作用下的彎矩。因此對(duì)四周與梁整體連接的單向板，中間跨的跨中截面及中間支座，計(jì)算彎矩可減少20，其它截面不予降低。圖11 板的拱作用（4） 板的受力鋼筋的配置方法有彎起式和分離式兩種，鋼筋彎起切斷位置見圖12，圖中當(dāng)p/g3時(shí)，a=ln/4；當(dāng)p/g3時(shí)，a=ln/3。ln為板的凈跨。彎起式可一端彎起（圖12（a）或兩端彎起（圖12（b）。彎起式配筋整體性好，節(jié)約鋼材，但施工復(fù)雜；分離式配筋（圖12（c）施工方便，但用鋼量稍大。圖12 板中受力鋼筋的布置（5）板除配置受力鋼筋外，還應(yīng)在與受力鋼筋垂直的方向布置分布鋼筋，分布鋼筋的作用是固定受力鋼筋的位置；抵抗板內(nèi)溫度應(yīng)力和混凝土收縮應(yīng)力；承擔(dān)并分布板上局部荷載產(chǎn)生的內(nèi)力；在四邊支承板中，板的長(zhǎng)方向產(chǎn)生少量彎矩也由分布鋼筋承受。分布鋼筋的數(shù)量應(yīng)不少于受力鋼筋的10，且每米不少于3根，應(yīng)均勻布置于受力鋼筋的內(nèi)側(cè)。 由于計(jì)算簡(jiǎn)圖與實(shí)際結(jié)構(gòu)的差異，板嵌固在磚墻上時(shí)，支座處有一定負(fù)彎矩，板角處也有負(fù)彎矩，溫度、混凝土收縮、施工條件等因素也會(huì)在板中產(chǎn)生拉應(yīng)力。 為防止上述原因在板中產(chǎn)生裂縫，沿墻長(zhǎng)每米配56構(gòu)造鋼筋，伸出墻邊長(zhǎng)度l0/7。在角部l0 / 4范圍內(nèi)雙向配6200的負(fù)筋，伸出長(zhǎng)度l0/4。板靠近主梁處，部分荷載直接傳給主梁，也產(chǎn)生一定的負(fù)彎矩，同理應(yīng)配置每米56鋼筋，伸出長(zhǎng)度l0/4，板的構(gòu)造鋼筋配置見圖13。圖13 板的構(gòu)造鋼筋（6） 現(xiàn)澆板上開洞時(shí)，當(dāng)洞口邊長(zhǎng)或直徑不大于300且洞邊無(wú)集中力作用時(shí)，板內(nèi)受力鋼筋可繞過(guò)洞口不切斷；當(dāng)洞口邊長(zhǎng)或直徑大于300時(shí)，應(yīng)在洞口邊的板面加配鋼筋，加配鋼筋面積不小于被截?cái)嗟氖芰︿摻蠲娣e的50，且不小于212；當(dāng)洞口邊長(zhǎng)或直徑大于1000時(shí)，宜在洞邊加設(shè)小梁。2次梁的計(jì)算及構(gòu)造特點(diǎn)（1）次梁承受板傳來(lái)的荷載，通?？砂此苄詢?nèi)力重分布的方法確定內(nèi)力。（2）次梁和板整澆，配筋計(jì)算時(shí)，對(duì)跨中正彎矩應(yīng)按T型截面考慮,T形截面的翼緣計(jì)算寬度按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中的規(guī)定取值；對(duì)支座負(fù)彎矩因翼緣開裂仍按矩形截面計(jì)算。（3）梁中受力鋼筋的彎起和截?cái)?，原則應(yīng)按彎矩包絡(luò)圖確定，但對(duì)相鄰跨度不超過(guò)20，可承受均布荷載且活荷載與恒荷載之比 p / g3的次梁，可按圖14布置鋼筋。圖14 次梁的鋼筋布置（a）有彎起鋼筋 （b）無(wú)彎起鋼筋3主梁的計(jì)算與構(gòu)造特點(diǎn)（1）主梁除承受自重外，主要承受由次梁傳來(lái)的集中荷載。為簡(jiǎn)化計(jì)算，主梁自重可折算成集中荷載計(jì)算；（2）與次梁相同，主梁跨中截面按T型截面計(jì)算，支座截面按矩形截面計(jì)算；（3）主梁支座處，次梁與主梁支座負(fù)鋼筋相互交叉，使主梁負(fù)筋位置下移，計(jì)算主梁負(fù)筋時(shí)，單排筋h0=h（5060）mm，雙排筋h0=h（7080）mm（如圖15）；圖15 主梁支座截面縱筋位置（4）主梁是重要構(gòu)件，通常按彈性理論計(jì)算，不考慮塑性內(nèi)力重分布；（5）主梁的受力鋼筋的彎起和切斷原則上應(yīng)按彎矩包絡(luò)圖確定；（6）在次梁與主梁相交處，次梁頂部在負(fù)彎矩作用下發(fā)生裂縫，集中荷載只能通過(guò)次梁的受壓區(qū)傳至主梁的腹部。這種效應(yīng)約在集中荷載作用點(diǎn)兩側(cè)各0.50.6倍梁高范圍內(nèi)，可引起主拉破壞斜裂縫。為防止這種破壞，在次梁兩側(cè)設(shè)置附加橫向鋼筋，位于梁下部或梁截面高度范圍內(nèi)的集中荷載應(yīng)全部由附加橫向鋼筋（吊筋、箍筋）承擔(dān)。附加橫向鋼筋應(yīng)布置在長(zhǎng)度為S=2h13b的范圍內(nèi)，見圖16, 附加橫向鋼筋所需的總截面面積按下式計(jì)算：Asv= 式中 F作用在梁的下部或梁截面高度范圍內(nèi)的集中力設(shè)計(jì)值； fyv箍筋或彎起鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值； Asv承受集中荷載所需的附加橫向鋼筋總截面面積；當(dāng)采用附加吊筋時(shí)，Asv應(yīng)為左、右彎起段截面面積之和。 附加橫向鋼筋與梁軸線間的夾角。圖16梁截面高度范圍內(nèi)有集中荷載作用時(shí)，附加橫向鋼筋的布置（a） 附加箍筋 （b）附加吊筋1傳遞集中荷載的位置 2附加箍筋 3附加吊筋第三節(jié) 設(shè)計(jì)例題已知：車間倉(cāng)庫(kù)的樓面梁格布置如圖17所示，軸線尺寸為30m×19.8m, 樓面面層為20mm厚水泥砂漿抹面，梁板的天花抹灰為15mm厚混合砂漿，樓面活荷載選用7.0kN/m2 ,混凝土采用C20，梁中受力鋼筋采用HRB335, 其他鋼筋一律采用HPB235，板厚80mm，次梁截面為b×h=200mm×450mm，主梁截面為b×h=300mm×700mm，柱截面為b×h=400mm×400mm。樓板周邊支承在磚墻上，試設(shè)計(jì)此樓蓋。圖17 倉(cāng)庫(kù)的樓面梁格布置圖（一） 板的計(jì)算（按考慮塑性內(nèi)力重分布的方法計(jì)算）1、 荷載計(jì)算20mm厚水泥砂漿面層 20×0.02=0.400kN/m2 80mm厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 25 ×0.08=2.000kN/m215mm厚石灰砂漿抹底 17×0.015=0.225kN/m2恒載標(biāo)準(zhǔn)值: =0.4+2.0+0.225=2.655 kN/m2 活載標(biāo)準(zhǔn)值: =7.000 kN/m2經(jīng)試算, 永久荷載效應(yīng)控制的組合為最不利組合,因此取荷載設(shè)計(jì)值=1.35×2.655+1.0×1.3×7.000=12.684 kN/m22、計(jì)算簡(jiǎn)圖(見圖18)圖18 板的計(jì)算簡(jiǎn)圖取1m寬板帶作為計(jì)算單元, 各跨的計(jì)算跨度為:中間跨: =2200-200=2000mm邊跨: =2200100120+1200/2=2040mm取2020mm平均跨度: =(2020+2000)/2=2010mm2、 內(nèi)力計(jì)算:因跨度差: (2020-2000)/2000=1%<10%故可按等跨連續(xù)板計(jì)算內(nèi)力各截面的彎距計(jì)算見表6板彎距計(jì)算 表6 截面邊跨中第一內(nèi)支座中間跨度中間支座彎距系數(shù)+1/11-1/11+1/16-1/16 (kN·m)1/11×12.7×2.0224.71-1/11×12.7×2.0224.711/16×12.7×2.023.18-1/16×12.7×2.023.183、 截面強(qiáng)度計(jì)算=210N/mm2 , =9.6 N/mm2, =1.0, = 8020=60mm正截面強(qiáng)度計(jì)算見表7正截面強(qiáng)度計(jì)算 表7 截面邊跨中B支座中間跨中中間支座在平面圖上的位置M(kN·m)4.714.713.180.8×3.183.18-0.8×3.180.1360.1360.0920.0730.0920.0730.9270.9270.9520.9620.9520.962(mm2)403.25403.25265.11209.55265.11209.55選用鋼筋812581256/812561256/81256125實(shí)際配筋面積402402314226314226根據(jù)計(jì)算結(jié)果及板的構(gòu)造要求, 畫出配筋圖如圖20所示圖20 板配筋圖（二）次梁的計(jì)算（按考慮塑性內(nèi)力重分布的方法計(jì)算）1、荷載計(jì)算板傳來(lái)的恒載： 2.655×2.2=5.841 kN/m次梁自重： 25×0.2×(0.450.08) =1.850 kN/m次梁粉刷抹灰： 17×0.015×10.450.087×2=0.189 kN/m恒載標(biāo)準(zhǔn)值: =5.841+1.850+0.189=7.880 kN/m 活載標(biāo)準(zhǔn)值: =7.000×2.2=15.400 kN/m經(jīng)試算, 永久荷載效應(yīng)控制的組合為最不利組合, 因此取荷載設(shè)計(jì)值=1.35×7.880+1.0×1.3×15.400=30.7 kN/m22、計(jì)算簡(jiǎn)圖各跨的計(jì)算跨度為:中間跨: =n =6000300=5700mm邊跨: =6000150120+250/2=5855mm1.025=5873.25mm, 取小值5855mm平均跨度: =(5855+5700)/2=5777.5mm跨度差: (58511-5700)/5700=2.7%<10%次梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖見圖21。圖21 次梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖3、內(nèi)力計(jì)算:次梁的彎距計(jì)算 表8 截面邊跨中第一內(nèi)支座中間跨度中間支座彎矩系數(shù)+1/11-1/11+1/16-1/16 (kN·m)1/11×30.7×5.8552=95.7-1/11×30.7×5.7782=-93.21/16×30.7×5.702=62.3-1/16×30.7×5.702=-62.3次梁的剪力計(jì)算 表9 截面A支座B支座左B支座右c支座剪力系數(shù)0.450.550.550.55 (kN)0.45×30.7×5.73=79.160.55×30.7×5.73=96.70.55×30.7×5.70=96.30.55×30.7×5.70=96.34、正截面強(qiáng)度計(jì)算（1） 次梁跨中截面按T形截面計(jì)算邊跨：=5.855/3=1.95m =0.2+1.98=2.18m 取=1.95m中間跨：=5.7/3=1.90m =0.2+2.0=2.2m 取=1.90m支座截面按矩形截面計(jì)算(2) 判斷截面類型h0h3545035415mm， fy300 N/mm2=1.0×9.6×1950×80×(4111-80/2) =561.6 kN·m95.7 kN·m(62.3 kN·m) 屬于第一類T形截面次梁正截面強(qiáng)度計(jì)算見表10次梁正截面強(qiáng)度計(jì)算 表10 截面邊跨中B支座中間跨中中間支座M(kN·m)95.7-93.262.3-62.3或(mm)195020019002000.02970.2820.01980.1880.9850.8300.990.895(mm2)780.4901.9505.5559.1選用鋼筋216(彎)216(直)214(直)316(彎)116(彎)216(直)212(直)216(彎)實(shí)際配筋面積 (mm2)8049116036285、斜截面強(qiáng)度計(jì)算：次梁斜截面強(qiáng)度計(jì)算見表11次梁斜截面強(qiáng)度計(jì)算 表11 截面A支座B支座左B支座右C支座(kN)79.1696.796.396.3(kN)0.25×1.0×9.6×200×415=199.2kN>V 截面滿足要求(kN)0.7×1.1×200×415=63.91kN<V 按計(jì)算配箍箍筋直徑和肢數(shù)6 雙肢(mm2)2×28.3=56.62×28.3=56.62×28.3=56.62×28.3=56.6(mm)404.3188.1190.4190.4實(shí)配間距(mm)1801801801806. 計(jì)算結(jié)果及次梁的構(gòu)造要求，繪次梁配筋圖, 見圖22。圖22 次梁配筋圖三 主梁的計(jì)算（按彈性理論計(jì)算）1、荷載計(jì)算: 次梁傳來(lái)的恒載： 7.88×6.0=47.28kN/m2主梁自重： 25×0.3×（0.70.08）×2.2=10.23kN梁側(cè)抹灰： 17×0.015×（0.70.08）×2×2.2=0. 696 kN恒載標(biāo)準(zhǔn)值: =47.28+10.23+0.696=58.206 kN 活載標(biāo)準(zhǔn)值: =15.4×6=92.400 kN恒載設(shè)計(jì)值: 1.35=1.35×58.206=78.58 kN活載設(shè)計(jì)值: 1.3=1.3×92.40=120.1 kN2、計(jì)算簡(jiǎn)圖各跨的計(jì)算跨度為:中間跨: =6600-400+400=6600mm邊跨: =6600120200+370/2+400/2=6665mm1.025+b/2=1.025×（6600120200）+400/26637mm,取小值6637mm平均跨度: =(6637+6600)/2=6619mm跨度差: (6637-6600)/6600=0.56%<10%主梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖見圖23。圖23 主梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖3、內(nèi)力計(jì)算: (1) 彎距計(jì)算 (值由附表51查得)邊 跨: =78.58×6.637=521.5 kN=120.1×6.637=797.1 kN中 跨: = 78.58×6.6=518.6kN=120.1×6.6=792.7kN平均跨: =78.58×6.619=520.1kN=120.1×6.619=795kN主梁彎矩計(jì)算見表12。(2) 剪力計(jì)算 (值由附表查得)剪力計(jì)算見表13。主梁彎矩及剪力包絡(luò)圖見圖24主梁彎矩計(jì)算 表12項(xiàng)次荷載簡(jiǎn)圖恒載0.244127.278.2-0.267-138.90.06734.70.06734.7-0.267-138.9活載0.289230.4194.5-0.133-105.7-105.7-105.7-0.133-105.7活載-35.6-70.7-0.133-105.70.200158.50.200158.5-0.133-105.7活載0.229182.599.8-0.311-247.275.90.170134.8-0.089-70.8活載-23.9-47.3-0.089-70.80.170134.875.9-0.311-247.2內(nèi)力組合+357.6272.7-244.6-71-71-244.6+91.67.5-244.6193.2193.2-244.6+309.7178-386.1110.6169.5-209.7+103.330.9-209.7169.5110.6-386.1最不利內(nèi)力組合項(xiàng)次+組合值(kN·m)91.67.5-386.1-71-71-386.1組合項(xiàng)次+組合值(kN·m)357.6272.7-209.7193.2193.2-209.7圖24 主梁彎矩及剪力包絡(luò)圖4、正截面強(qiáng)度計(jì)算(1) 確定翼緣寬度主梁跨中按T形截面計(jì)算邊 跨：=6.37/3=2.2123m =0.3+5.7=6.0m 取 =2.2123m中間跨：=6.6/3=2.2m =0.3+5.7=6.0m 取 =2.2m支座截面仍按矩形截面計(jì)算(2) 判斷截面類型 取=640mm（跨中），=610mm（支座）=1.0×9.6×2212.3×80×(640-80/2) =1019.42 kN·m357.6 kN·m(193.2 kN·m) 屬于第一類T形截面主梁剪力計(jì)算 表13項(xiàng)次荷載簡(jiǎn)圖恒載0.73357.6-1.267-99.561.00078.58活載0.866104.0-1.134-136.200活載-0.133-16-0.133-161.000120.1活載0.68982.7-1.311-157.51.222146.8活載-0.089-10.7-0.089-10.70.77893.4(kN)組合項(xiàng)次+組合值41.6-257.1172(kN)組合項(xiàng)次+組合值161.6-110.3225.4（3） 截面強(qiáng)度計(jì)算 主梁正截面強(qiáng)度計(jì)算見表145、斜截面強(qiáng)度計(jì)算：主梁斜截面強(qiáng)度計(jì)算見表15表中 G+P=78.58+120.1=198.68 KN 主梁正截面強(qiáng)度計(jì)算 表14截面邊跨中B支座中間跨中M(kN·m)357.6-386.1193.2-71(kN)_198.68×39.74_(kN·m)357.6-346.36193.2-710.0410.3230.0220.0100.9790.7970.9890.995(mm2)1902.52298.11017.4371.6選用鋼筋225(彎)320(直)118+325 (彎)216+120 (直)216(直)118+125 (彎)216(直)實(shí)際配筋面積 (mm2)19242443.61147.3402主梁斜截面強(qiáng)度計(jì)算 表15截面A支座B支座左B支座右(kN)161.6257.1225.4(kN)0.25×1.0×9.6×300×610=439.2kN>V截面滿足要求(kN)0.7×1.1×300×610=140.91kN<V按計(jì)算配箍箍筋直徑和肢數(shù)6200 雙肢140.91×1000+1.25×210×2×28.3×610÷200=186.23kN(mm2)0(257.1-186.23)×1000÷0.8÷300÷0.707=417.7(225.4-186.23)×1000÷0.8÷300÷0.707=230.8彎起鋼筋125125118實(shí)配彎起鋼筋面積(mm)490.9490.9254.56、 主梁吊筋計(jì)算 由次梁傳給主梁的集中荷載為:=1.35×47.28+1.0×1.3×92.4=183.9kN=433.5mm2選用218(509 mm2)7、 根據(jù)計(jì)算結(jié)果及主梁的構(gòu)造要求，繪主梁配筋圖, 見圖25。圖25 主梁抵抗彎矩圖及配筋圖第4節(jié) 答辯參考題 一、答辯參考題 1、整體式鋼筋混凝土樓蓋有哪幾種類型？ 2、什么是單向板？什么是雙向板？它們的變形和受力各有什么特點(diǎn)？ 3、什么是單向板肋形樓蓋和雙向板肋形樓蓋？?jī)煞N樓蓋的荷載傳遞路線有何不同？ 4、整體式肋形樓蓋在結(jié)構(gòu)布置時(shí)應(yīng)注意哪些問(wèn)題？ 5、單向板肋樓蓋按彈性理論計(jì)算時(shí)，板、次梁、主梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖如何確定？ 6、單向板肋樓蓋按彈性理論時(shí)，為什么要進(jìn)行荷載最不利組合？荷載最不利組合的原則是什么？ 7、用彈性理論計(jì)算單向板的形樓蓋中的連續(xù)板和次梁時(shí)，為什么要用折算荷載代替計(jì)算荷載？如何折算？ 8、什么叫塑性鉸？塑性鉸和理想鉸有什么不同？ 9、塑性內(nèi)力重分布的概念是什么？ 10、什么叫彎矩調(diào)幅？多跨連續(xù)梁、板考慮塑性內(nèi)力重分布計(jì)算截面配筋時(shí)，為什么對(duì)塑性鉸截面要限0.35？ 11、哪些結(jié)構(gòu)不宜考慮塑性內(nèi)辦重分布計(jì)算其內(nèi)力，為什么？ 12、用彈性法計(jì)算單向板肋梁樓蓋時(shí)，對(duì)板和次梁為什么要采用折算荷載？ 13、什么是超靜定結(jié)構(gòu)的塑性內(nèi)力重分布？塑性內(nèi)力重分布可分為哪兩個(gè)階段？塑性內(nèi)力重分布與塑性鉸截面的轉(zhuǎn)動(dòng)能力有何關(guān)系？ 14、整體式單向板肋梁樓蓋中，板、次梁和主梁的經(jīng)濟(jì)跨度各為多少？ 二、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn) 項(xiàng)目分檔工作態(tài)度設(shè)計(jì)成果答辨成果評(píng)分出勤率主動(dòng)性計(jì)算書圖低A90以上B8090C7080D70以下參考文獻(xiàn) 1、蘭宗建等，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，東南大學(xué)出版社，2003.2 2、滕智明，混凝土結(jié)構(gòu)及砌體結(jié)構(gòu)，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1995.11 3、土木工程專業(yè)課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)資料匯編，長(zhǎng)江大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院，2004.2 4、滕智明等，鋼筋混凝土基本構(gòu)件（第二版），清華大學(xué)出版社，1987編后"高等學(xué)校教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)改革工程"，是教育部制訂的2003-2007年教育振興行動(dòng)計(jì)劃的重要組成部分，精品課程建設(shè)是"質(zhì)量工程" 的重要內(nèi)容之一，其目的是要提高高等學(xué)校教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量。在校、院和系的大力支持下，“混凝土結(jié)構(gòu)”被評(píng)為校級(jí)精品課程，根據(jù)教育部的要求，精品課程建設(shè)包括六個(gè)方面內(nèi)容：一是教學(xué)隊(duì)伍建設(shè)，二是教學(xué)內(nèi)容建設(shè)，三是要使用先進(jìn)的教學(xué)方法和手段，四是教材建設(shè)，五是實(shí)驗(yàn)建設(shè)，六是機(jī)制建設(shè)。為此，我們收集了部分資料，編寫了這本指導(dǎo)書，以作為課程建設(shè)的一個(gè)方面。由于時(shí)間倉(cāng)促，缺點(diǎn)在所難免，請(qǐng)廣大師生及時(shí)指正。 編者 2012年8月