【正文】 鋼筋混凝土樓蓋 課 程 設(shè) 計(jì) 指 導(dǎo) 書(shū) 曾老師 長(zhǎng)江大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院 2021 年 8 月 目 錄 第 1節(jié) 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 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(shū) 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(shū) 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 結(jié)構(gòu)布置 確定柱網(wǎng)尺寸，柱截面尺寸見(jiàn)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。 板設(shè)計(jì) 按塑性分析法計(jì)算內(nèi)力，并繪制板配筋圖。 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。 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 建筑尺寸見(jiàn)圖 1 和表 2。 學(xué)生由教師指定題號(hào)。 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。 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) G? =?？勺兒奢d，樓面均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值見(jiàn)表 1。分項(xiàng)系數(shù) O? = 或 。 250 120 L1 120 120 120 L2 250 250 電梯間 樓梯間 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） 1 8 15 22 29 36 2 9 16 23 30 37 3 10 17 24 31 38 4 11 18 25 32 39 5 12 19 26 33 40 6 13 20 27 34 41 7 14 21 28 35 42 材料 梁、板混凝土強(qiáng)度等級(jí)見(jiàn)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(shū)、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(shū) 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 l0≤ ln+h （板） l0≤ （梁） 一端擱置、一端與支承構(gòu)件整澆 l0=ln+a/2 且 l0≤ ln+h/2 （板） l0≤ （梁） 兩端與支承構(gòu)件整澆 l0=ln 多跨 邊跨 l0=ln+a/2+b/2 且 l0≤ ln+h/2+b/2 （板） l0≤ +b/2 （梁） 中間跨 l0=lc 且 l0≤ （板） l0≤ （梁） 按 塑 性 理 論 計(jì) 算 兩端擱置 l0=ln+a 且 l0≤ ln+h （板） l0≤ （梁） 一端擱置、一端與支承構(gòu)件整澆 l0=ln+a/2 且 l0≤ ln+h/2 （板） l0≤ （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(jiàn)，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