鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

會(huì)計(jì)學(xué)1鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第一章梁板結(jié)構(gòu)（共計(jì)14學(xué)時(shí)）第一節(jié)概述第二節(jié)現(xiàn)澆式樓蓋（6學(xué)時(shí)）第三節(jié)疊合式樓蓋（2學(xué)時(shí)）第四節(jié)裝配式樓蓋（2學(xué)時(shí)）第五節(jié)無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力樓蓋設(shè)計(jì)（2學(xué)時(shí)）第六節(jié)本章小結(jié)（2學(xué)時(shí)）進(jìn)度第1頁(yè)/共47頁(yè)第二章單層工業(yè)廠房（共計(jì)14學(xué)時(shí)）第一節(jié)概述第二節(jié)單層工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)組成與結(jié)構(gòu)布置（2學(xué)時(shí)）第三節(jié)單層工業(yè)廠房的主要構(gòu)件選型（2學(xué)時(shí)）第四節(jié)排架內(nèi)力分析（6學(xué)時(shí)）第五節(jié)單層工業(yè)廠房的主要構(gòu)件設(shè)計(jì)（2學(xué)時(shí)）第六節(jié)本章小結(jié)（2學(xué)時(shí)）第二章第2頁(yè)/共47頁(yè)第三章第3頁(yè)/共47頁(yè)第三章鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（共計(jì)16學(xué)時(shí)）第一節(jié)框架結(jié)構(gòu)體系及布置（2學(xué)時(shí)）第二節(jié)豎向荷載下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計(jì)算（2學(xué)時(shí)）第三節(jié)水平荷載下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的近似計(jì)算（4學(xué)時(shí)）第四節(jié)荷載效應(yīng)組合原則和構(gòu)件設(shè)計(jì)（2學(xué)時(shí)）第五節(jié)框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)（4學(xué)時(shí)）第六節(jié)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)第七節(jié)本章小結(jié)（2學(xué)時(shí)）第四章第4頁(yè)/共47頁(yè)第四章鋼及混凝土組合結(jié)構(gòu)（共計(jì)6學(xué)時(shí)）第一節(jié)概述第二節(jié)壓型鋼板-混凝土樓板設(shè)計(jì)（2學(xué)時(shí)）第三節(jié)鋼-混凝土組合梁設(shè)計(jì)（2學(xué)時(shí)）第四節(jié)鋼管混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（2學(xué)時(shí)）第五節(jié)本章小結(jié)第一章梁板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本章主要學(xué)習(xí)現(xiàn)澆整體式單向板肋形樓蓋的設(shè)計(jì)計(jì)算，連續(xù)梁板的截面設(shè)計(jì)特點(diǎn)及配筋的構(gòu)造要求；掌握現(xiàn)澆整體式雙向肋形樓蓋的內(nèi)力計(jì)算方法、裝配式樓蓋、無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力樓蓋設(shè)計(jì)。

重點(diǎn)內(nèi)容：1.連續(xù)梁板的截面設(shè)計(jì)特點(diǎn)及配筋的構(gòu)造要求對(duì)于現(xiàn)澆整體式單向板肋形樓蓋，要求熟

練掌握其內(nèi)力按彈性理論及考慮塑性內(nèi)里重分布

的計(jì)算方法；建立折算荷載、塑性鉸、內(nèi)力重分

布、彎矩調(diào)幅等概念；深入了解連續(xù)梁、板截面

設(shè)計(jì)特點(diǎn)及配筋構(gòu)造要求。第5頁(yè)/共47頁(yè)2.現(xiàn)澆整體式雙向板肋形樓蓋，要求了解其靜力工作特點(diǎn)，掌握內(nèi)力按彈性理論計(jì)算的近似方法；熟悉這種樓蓋結(jié)構(gòu)截面設(shè)計(jì)和構(gòu)造要求。掌握及了解的內(nèi)容：1.掌握裝配式樓蓋、無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力樓蓋設(shè)計(jì)。2．了解幾種常用樓梯結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)、應(yīng)用場(chǎng)合及其內(nèi)力計(jì)算和配筋構(gòu)造的要點(diǎn)。?梁板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第6頁(yè)/共47頁(yè)第一章梁板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第一節(jié)概述1.1.2對(duì)樓蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求：在豎向力下滿足承載力和剛度要求。在樓蓋自身水平面內(nèi)有足夠的水平剛度和整體 性與豎向構(gòu)件有可靠的連接，以保證豎向力和水 平力的傳遞第7頁(yè)/共47頁(yè)第一章梁板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1.1.3樓蓋的分類：1.按施工方式分現(xiàn)澆式樓蓋整體性好、剛度大、防水性好和抗震性強(qiáng)。裝配式樓蓋，樓板采用混凝土預(yù)制構(gòu)件，便于工業(yè)化。裝配整體式樓蓋，其整體性較裝配式的好，又較現(xiàn)澆式的節(jié)省模板和支模板，第8頁(yè)/共47頁(yè)第一章梁板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

混凝土樓蓋按預(yù)應(yīng)力情況可分為鋼筋混凝土樓蓋和預(yù)應(yīng)力混凝土樓蓋。

混凝土樓蓋按結(jié)構(gòu)型式可分為單向板肋梁樓蓋、雙向板肋梁樓蓋、井式樓蓋、密肋樓蓋和無(wú)梁樓蓋(又稱板柱樓蓋第9頁(yè)/共47頁(yè)第一章

梁板結(jié)構(gòu)

肋梁樓蓋：一般由板、次梁和主梁組成：其主要傳力途徑為板一次梁一主梁—柱或墻一基礎(chǔ)一地基。肋梁樓蓋的特點(diǎn)是用鋼量較低，樓板留洞方便，但支模較復(fù)雜，肋梁樓蓋是現(xiàn)澆樓蓋中使用最普遍的一種。第10頁(yè)/共47頁(yè)第一章

梁板結(jié)構(gòu)第二節(jié)現(xiàn)澆式樓蓋單、雙向板的劃分：

《規(guī)范》規(guī)定：對(duì)于四邊支承的板，按彈性理論：當(dāng)長(zhǎng)短邊比值L01／L02＞2時(shí)，可按沿短邊方向的單向板計(jì)算；按塑性理論：L01／L02＞3時(shí)，可按沿短邊方向的單向板計(jì)算。否則，宜按雙向板計(jì)算。對(duì)于僅有兩對(duì)邊支承，另兩對(duì)邊為自由邊的板，不論板平面兩個(gè)方向的長(zhǎng)度比如何，均屬單向板。第11頁(yè)/共47頁(yè)第一章

梁板結(jié)構(gòu)1.2.2單向板肋梁樓蓋

由單向板及其支承梁組成的樓蓋，稱為單向板肋梁樓蓋。單向板肋梁樓蓋中，荷載的傳遞路線是：板一次梁一主梁一柱(墻)。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，必須首先確定板、次梁、主梁的跨度，即進(jìn)行結(jié)構(gòu)平面布置。在結(jié)構(gòu)乎面布置時(shí)，首先考慮滿足房屋的使用要求，梁格布置應(yīng)力求簡(jiǎn)單、規(guī)整、統(tǒng)一，以減少構(gòu)件類型，方便設(shè)計(jì)施工。第12頁(yè)/共47頁(yè)第一章

梁板結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆式單向板肋梁樓蓋內(nèi)力計(jì)算樓蓋結(jié)構(gòu)構(gòu)件(梁、板)的內(nèi)力計(jì)算方法有兩種：一種是假定鋼筋混凝土梁板為勻質(zhì)彈性體，按結(jié)構(gòu)力學(xué)的方法計(jì)算，簡(jiǎn)稱為按彈性理論的計(jì)算方法；另一種是考慮鋼筋混凝土塑性性質(zhì)，按塑性理論的計(jì)算方法，對(duì)連續(xù)梁、板通常稱之為考慮塑性內(nèi)力重分布的計(jì)算方法。第13頁(yè)/共47頁(yè)第一章

梁板結(jié)構(gòu)不能采用塑性法計(jì)算的情況

1．直接承受動(dòng)態(tài)荷裁作用的結(jié)構(gòu)，2．要求不出現(xiàn)裂縫的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。如《規(guī)范》規(guī)定的裂縫控制等級(jí)為一統(tǒng)或二級(jí)的結(jié)構(gòu)。此

外．對(duì)于負(fù)溫條件下工作的結(jié)構(gòu)也不應(yīng)考慮塑性內(nèi)力重分布。上述情況下的結(jié)構(gòu)構(gòu)件都應(yīng)按彈性理論進(jìn)行計(jì)算。第14頁(yè)/共47頁(yè)第一章

梁板結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋(一）計(jì)算簡(jiǎn)圖1．支承條件一般混合結(jié)構(gòu)，樓蓋四周為磚墻承重，梁(板)的支承條件比較明確，可按鉸支(或簡(jiǎn)支)考慮。對(duì)于支承在次梁上的板(或支承于主梁上的次梁），將其支座視為不動(dòng)鉸支座，按連續(xù)板(或梁)計(jì)算由此引起的誤差將在計(jì)算荷載和內(nèi)力時(shí)加以調(diào)整。第15頁(yè)/共47頁(yè)第一章

梁板結(jié)構(gòu)第二節(jié)現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋2.計(jì)算跨度和跨數(shù)計(jì)算跨度查下表跨數(shù)：對(duì)5跨和5跨以內(nèi)的按實(shí)際跨數(shù)取用，多余5垮的連續(xù)梁板，只按5跨計(jì)算，所有中間跨都按第三跨的來(lái)配筋。第16頁(yè)/共47頁(yè)現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋第17頁(yè)/共47頁(yè)現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋第18頁(yè)/共47頁(yè)現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋3．荷載計(jì)算當(dāng)樓面承受均布荷載時(shí)，對(duì)于板，通常取寬度為1m的板帶作為計(jì)算單元為板帶自重(包括面層及粉刷等)及板帶上的均布可變荷載(也叫活載)第19頁(yè)/共47頁(yè)現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋4一．般折假算設(shè)荷其載支座均為鉸接，這種假設(shè)與實(shí)際情況并不完全相符。為減少誤差，調(diào)整荷裁(即加大恒載、減少活載)的方法加以考慮。也就是說(shuō)，在進(jìn)行荷裁最不利組合及內(nèi)力計(jì)算時(shí)，仍按鉸接支座假定，但用折算荷載代替實(shí)際的計(jì)算荷載。第20頁(yè)/共47頁(yè)現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋第21頁(yè)/共47頁(yè)現(xiàn)澆單向板肋形樓蓋彈性計(jì)算法第22頁(yè)/共47頁(yè)1現(xiàn)．澆活單荷向載板的肋最形不樓利蓋位彈置性計(jì)算法梁1(板求上某的跨荷跨載中有最恒大荷彎載矩和時(shí)活，荷應(yīng)載將?；钇浜芍休d恒布載置的在大該小跨和．位然置后均每不隔變一化跨，均而應(yīng)活布荷置載活的載大；小) 和位置是隨意變化的，引起構(gòu)件各截面的內(nèi)力也是變化的。所以，要使構(gòu)件在各種情況下保證安全，就必須確定活荷載布置在哪些位置，控制截面(支座、跨中)可能產(chǎn)生最大內(nèi)力。((32))求某跨支跨座截中最面小最彎大矩負(fù)時(shí)彎，矩該時(shí)跨，應(yīng)不在布該置支活座載相，鄰而兩在跨兩上相布鄰置跨活布載置，活然載后，每然隔后一每跨隔布一置跨。布置。(4)求某支座剪力時(shí)，活載布置與求該截面最大負(fù)彎矩時(shí)相同。應(yīng)用查表法計(jì)算內(nèi)力2．應(yīng)用查表法計(jì)算內(nèi)力活載的最不利位置確定后，對(duì)于等跨(包括跨差不大于10％)的連續(xù)梁(板)，即可直接應(yīng)用表格查得在恒載和各種活載最不利位置下的內(nèi)力系數(shù)，并按下列公式求出連續(xù)梁(板)的各控制截面的內(nèi)力值。當(dāng)均布荷載作用時(shí)：第23頁(yè)/共47頁(yè)應(yīng)用查表法計(jì)算內(nèi)力第24頁(yè)/共47頁(yè)內(nèi)力包絡(luò)圖第25頁(yè)/共47頁(yè)3．內(nèi)力包絡(luò)圖對(duì)于連續(xù)梁，活荷載作用位置不同，各控制截面的內(nèi)力也不相同，按照前述活荷載最不利位置布置后，可畫出各控制截面最不利內(nèi)力時(shí)的內(nèi)力圖，將這些內(nèi)力圖在同一基線上畫出，這些內(nèi)力圖的外包線就是內(nèi)力包絡(luò)圖。內(nèi)力包絡(luò)圖包括彎矩包絡(luò)圖和剪力包絡(luò)圖。做彎矩包絡(luò)圖的目的在于計(jì)算構(gòu)件正截面配筋，合理確定縱向受力鋼筋彎起和截?cái)辔恢茫黾袅Πj(luò)圖的目的在于計(jì)算構(gòu)件斜截面的配筋，合理布置腹筋。內(nèi)力包絡(luò)圖第26頁(yè)/共47頁(yè)1．塑性計(jì)算法的基本概念塑性計(jì)算法是考慮塑性變形引起結(jié)構(gòu)內(nèi)力重分布的實(shí)際情況汁算連續(xù)梁內(nèi)力的方法。既可消除內(nèi)力計(jì)算與截面承載力計(jì)算的不協(xié)調(diào)，又可獲得節(jié)省材料方便施工的效果。單向板助梁樓蓋的內(nèi)力計(jì)算——塑性計(jì)算法第27頁(yè)/共47頁(yè)單向板助梁樓蓋的內(nèi)力計(jì)算——塑性計(jì)算法對(duì)配筋適量的受彎構(gòu)件．當(dāng)受拉縱筋在某個(gè)彎矩較大的截面達(dá)到屈服后，再增加很少?gòu)澗?會(huì)在鋼筋屈服截面兩側(cè)很短長(zhǎng)度內(nèi)的鋼筋中產(chǎn)生很大的鋼筋應(yīng)變，形成塑性變形集中區(qū)域，使區(qū)域兩側(cè)截而產(chǎn)生較大的相對(duì)轉(zhuǎn)角，這個(gè)集中區(qū)域在構(gòu)件中的作用，猶如一個(gè)能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的“鉸”，稱之為塑性鉸?？梢哉J(rèn)為，塑性鉸是受彎構(gòu)件的“屈服”現(xiàn)象。對(duì)于靜定結(jié)構(gòu)，在任一截面出現(xiàn)塑性鉸后，結(jié)構(gòu)就成為幾何可變體系面喪失承載力，但對(duì)于超靜定結(jié)構(gòu)，由于存在多余的約束，構(gòu)件某一截面出現(xiàn)塑性鉸，并不能立即成為幾何可變體系，仍能繼續(xù)承受增加的荷載，直到不斷增加的塑性鉸使結(jié)構(gòu)成為幾何可變體系為止。第28頁(yè)/共47頁(yè)單向板助梁樓蓋的內(nèi)力計(jì)算——塑性計(jì)算法內(nèi)力重分布和應(yīng)力重分布的區(qū)別：應(yīng)力重分布是指截面上各纖維層間的應(yīng)力變化規(guī)律不同于彈性理論，靜定和超靜定結(jié)構(gòu)都有此現(xiàn)象；內(nèi)力重分布是指結(jié)構(gòu)各個(gè)截面的內(nèi)力變化規(guī)律不同于彈性理論，并且只有超靜定結(jié)構(gòu)才有。第29頁(yè)/共47頁(yè)內(nèi)力重分布的兩個(gè)階段：以兩端固支的梁為例：u

o如只考慮彈性，破壞時(shí)均布荷載qu，跨中彎矩q

l

2/24，支座彎矩-qulo

/12。支座和跨中承受彎矩絕對(duì)值之比為2。2如果支座和跨中都按qulo

/16配筋，21

o u

o1.先進(jìn)行彈性階段工作，支座彎矩q

l

2/12=q

l

2/16，則q1=3/4qu，跨中彎矩qulo

/32,支座進(jìn)入塑性鉸。22.計(jì)算簡(jiǎn)圖發(fā)生改變，變?yōu)楹?jiǎn)支梁，再承受1/4qu跨中u

o彎矩達(dá)到q

l

2/16，構(gòu)件達(dá)到承載能力極限狀態(tài)。支座和跨中承受彎矩絕對(duì)值之比為1。塑性計(jì)算法第30頁(yè)/共47頁(yè)彎矩調(diào)幅法對(duì)單向板肋粱樓蓋中的連續(xù)板及連續(xù)次梁，當(dāng)考慮塑性內(nèi)力重分布而分析結(jié)構(gòu)內(nèi)力時(shí)，采用彎矩調(diào)幅法。即在按彈性方法計(jì)算所得的彎矩包絡(luò)圖的基礎(chǔ)上，對(duì)首先出現(xiàn)的塑性鉸截面的彎矩值進(jìn)行調(diào)幅；將調(diào)幅后的彎矩值加于相應(yīng)的塑性鉸截面，再用一般力學(xué)方法分析對(duì)結(jié)構(gòu)其他部分內(nèi)力的影響；經(jīng)過(guò)綜合分析研究選取連續(xù)梁中各截面的內(nèi)力值，然后進(jìn)行配筋計(jì)算。塑性計(jì)算法第31頁(yè)/共47頁(yè)對(duì)彎矩進(jìn)行調(diào)幅時(shí)血遵循以下原則：必須保證塑性鉸具有足夠的轉(zhuǎn)動(dòng)能力，使整個(gè)結(jié)構(gòu)或局部形成機(jī)動(dòng)可變體系才喪失承載力。按照彎矩調(diào)幅法設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，受力鋼筋宜采用HRB335級(jí)、HRB400級(jí)熱軋帶肋鋼筋或HPB235和HRB400級(jí)熱軋光面鋼筋；混凝土等級(jí)宜在C20—C45范圍內(nèi)；截面的相對(duì)受壓區(qū)高度系數(shù)不應(yīng)超過(guò)0.35，也不宜小于0.10。塑性計(jì)算法第32頁(yè)/共47頁(yè)不不利利彎彎矩矩值值和和按按下下式式計(jì)計(jì)算算值值中中的的為了避免塑性鉸出現(xiàn)過(guò)早、轉(zhuǎn)動(dòng)幅度過(guò)大，致使梁的裂縫寬度及變形過(guò)大，應(yīng)控制支座截面的彎矩調(diào)整幅度，以不超過(guò)20％為宜。結(jié)構(gòu)的跨中截面彎矩值應(yīng)取彈性分析所得的最

較大值。(5)結(jié)構(gòu)在正常工作階段不應(yīng)出現(xiàn)塑性鉸，且裂縫和變形要求應(yīng)滿足規(guī)范規(guī)定。塑性計(jì)算法第33頁(yè)/共47頁(yè)為計(jì)算方便．對(duì)工程中常見(jiàn)的承受均布荷載的等跨連續(xù)梁板的控制裁面內(nèi)力，可按下列公式計(jì)算：塑性計(jì)算法用彎矩調(diào)幅法計(jì)算等跨連續(xù)梁板內(nèi)力第34頁(yè)/共47頁(yè)板的計(jì)算與構(gòu)造構(gòu)要求造要求

1．板的計(jì)算要點(diǎn)第35頁(yè)/共47頁(yè)連續(xù)板彎矩的折減連續(xù)板在四周與梁整體連接時(shí)，支座截面負(fù)彎矩使板上部開(kāi)裂?？缰姓龔澗厥拱逑虏块_(kāi)裂，使板的實(shí)際軸線形成拱形，在板面荷載作用下，板對(duì)次梁產(chǎn)生主動(dòng)水平推力。次梁對(duì)板產(chǎn)生被動(dòng)水平推力，對(duì)板的承載能力有利。因此，可將四周與梁整體連接的板的中間跨板帶的跨中截面及中間支座截面的計(jì)算彎矩折減20％(邊跨跨中及第一個(gè)內(nèi)支座截面彎矩不折減)。板的構(gòu)造要求斜截面承載力一般能滿足要求．不進(jìn)行受剪承載力計(jì)算。

現(xiàn)補(bǔ)充連續(xù)板的配筋構(gòu)造

：(1)配筋方式

連續(xù)板的配筋可采用分離式或彎起式．

分離式配筋是將全部跨中鋼筋伸人支座，支座上部負(fù)彎矩鋼筋另外設(shè)置。彎起式配筋是將跨中的一部分正彎矩鋼筋在支座附近適當(dāng)位置向上彎起．在支座上方抵抗支座負(fù)彎矩。如數(shù)量不足，可另加直鋼筋。剩余的鋼筋伸人支座，間距不得大于400mm，截面面積不應(yīng)小于跨中鋼筋的1／3。一般采用隔一彎一或隔一彎二。彎起式配筋應(yīng)注意相鄰跨中與支座鋼筋間距的協(xié)調(diào)。一種板通常采用一種間距，然后通過(guò)調(diào)整鋼筋直徑來(lái)滿足鋼筋面積的要求。構(gòu)造要求第36頁(yè)/共47頁(yè)構(gòu)造要求第37頁(yè)/共47頁(yè)構(gòu)①造單鋼向筋板長(zhǎng)邊方向的分布鋼筋③嵌固在墻內(nèi)板上部的構(gòu)造鋼筋②板中垂直于主梁的構(gòu)造鋼筋構(gòu)造要求第38頁(yè)/共47頁(yè)單向板肋梁樓蓋的次梁，應(yīng)根據(jù)所求的內(nèi)力進(jìn)行正截面和斜截面承載力的配筋計(jì)算。由于板和次梁是整體連接，板作為梁的翼緣參加工作。正截面承載力計(jì)算中，跨中截面按T形截面考慮，支座截面按矩形截面考慮。在斜截面承載力計(jì)算中，當(dāng)荷載、跨度較小時(shí)，一般可僅配置箍筋。否則，宜在支座附近設(shè)置彎起鋼筋，以減少箍筋用量。次梁的配筋計(jì)算構(gòu)與構(gòu)造造要要求求1．次梁的配筋計(jì)算第39頁(yè)/共47頁(yè)2．次梁的構(gòu)造要求

次梁中縱向受力鋼筋的彎起與截?cái)?，原則上應(yīng)按彎矩包絡(luò)圖確定。但對(duì)于相鄰跨度不超過(guò)20％，承受均布荷裁且活荷載與恒荷載之比q／g≤3時(shí)，可按圖11．14確定鋼筋彎起和截?cái)嗟奈恢?。?gòu)造要求第40頁(yè)/共47頁(yè)1．主梁的配筋計(jì)算主梁在正截面承載力計(jì)算時(shí)，截面選取和次梁相同。即跨中為T形截面，支座按矩形截面。對(duì)于出現(xiàn)負(fù)彎矩的跨中，也按矩形截面。當(dāng)按構(gòu)造要求選擇梁的截面尺寸和鋼筋直徑時(shí)，