河北工業大學城市學院
級土木工程專業
建築工程方向
混凝土肋梁樓蓋
課程設計指導書
2014 年6月
一、設計課題說明
熟悉鋼筋混凝土肋梁樓蓋結構設計的一般內容和程式,理解並掌握現澆單向板鋼筋混凝土肋梁樓蓋的結構布置原則、基於彈性理論和塑性理論的內力分析方法、連續梁內力包絡圖及抵抗彎矩圖的製作方法以及重要的構造措施,複習並鞏固所學現澆鋼筋混凝土肋梁樓蓋結構設計以及鋼筋混凝土受彎基本構件截面設計的理論知識,學到結構施工圖的繪製技術,為以後的課程設計、畢業設計以及實際工程設計奠定基礎。
二、設計基本過程
現澆鋼筋混凝土肋梁樓蓋的結構設計一般包括結構平面布置、內力分析、截面設計、結構構造設計及結構施工圖繪製等幾個階段,其過程如下圖所示。
三、設計說明書內容要求與注意事項
1.設計說明書內容
(一)結構平面布置
1)柱網及柱的截面尺寸可按給定的方案進行確定,同時清楚其確定原則。
2)梁、板的跨度、截面尺寸可以參考下表所示的工程設計經驗進行確定。
注:當梁高、板厚滿足此要求時,可不進行撓度驗算和裂縫驗算。
3)注意主梁受力的均勻性,不宜在其同一跨內僅布置一根次梁。
(二)內力計算
1)為了簡化工作,可以取代表性的計算單元進行內力計算。
2)樓板和次梁的內力按彎矩調幅法計算,其計算跨度按塑性理論的方法取值。
3)樓板的中間板帶可考慮內拱作用,其中間跨的跨中、支座彎矩降低20%。
4)主梁應採用彈性理論進行內力計算,其計算跨度按彈性理論的方法取值。
5)主梁的自重可以簡化為集中荷載,與次梁傳來的荷載疊加處理。
6)主梁的內力計算需要考慮活荷載不利布置問題,進而必須製作內力包絡圖。
(三)截面設計
1)樓板
① 縱向受力鋼筋可以考慮採用分離式或彎起式配筋方案。
② 當採用彎起式配筋方案時,各跨的跨中鋼筋與支座鋼筋需要綜合考慮,合理匹配,盡可能做到支座鋼筋由左右支座鋼筋的彎起筋來解決。(常用各跨鋼筋間距相同而直徑可以不同的方法)
2)次梁
① 跨中截面應按t形截面進行配筋計算。
② 可以不作材料圖,而按構造要求決定縱筋的彎起、截斷方案。
③ 為了保證支座截面具有足夠的轉動能力,要求檢驗並滿足之條件。
3)主梁
① 跨中截面應按t形截面進行配筋計算。
② 必須製作材料圖,按材料圖決定縱筋的彎起、截斷方案。
③ 注意次梁集中荷載作用處主梁的附加箍筋或吊筋的計算和配置。
(四)構造鋼筋
1)樓板
連續單向板除了按計算配置受力鋼筋外,還必須布置如下的構造鋼筋:
沿板的長邊配置的板底分布筋;
沿主梁配置的板頂附加鋼筋。
沿承重牆體配置的板頂附加鋼筋;
分布於牆角處的板頂雙向附加鋼筋;
2)次梁
需特別注意如下的構造要求:
按要求設定架立筋;
架立筋與受力筋之間的搭接長度;
支座受力筋分批截斷的位置和數量。
3)主梁
除與次梁相同的構造要求外,尚需考慮:
為了保證斜截面受剪承載力而設定的鴨筋;
主梁高度較大時設定的側面架立筋及其拉結筋。
※ 各項構造措施均要嚴格遵守現行規範的規定
(五)施工圖
1)參考比例
結構平面圖:1∶50~1∶100;
梁:縱剖面圖1∶30~1∶50,橫剖面圖1∶20~1∶30。
2)鋼筋表示方法
① 板鋼筋的級別、直徑、間距及其尺寸標註於板配筋圖上,並靠近本鋼筋。
② 梁縱筋的根數、級別與直徑標註於梁的縱剖面圖上並靠近本鋼筋,且宜編號。
③ 梁箍筋的級別、直徑、間距及其範圍標註於梁的縱剖面圖上,且宜編號。
④ 梁縱、橫剖面圖中各鋼筋的編號要一一對應。
3)鋼筋長度的計算與標註方法
① 縱筋的標誌長度為彎鉤最外表皮之間的直線距離+彎鉤增加值。
② 箍筋應標註其內皮到內皮的距離;彎筋應標註各直段、斜段的長度。
③ 箍筋彎鉤對箍筋長度的增加長度2a(mm)可按下表取值。
4)其它
① 結構平面圖可用兩種方法繪製——俯視,映象。後者需註明「映象」字樣。
② 各構件間的相互關係,可以在結構平面布置圖中用折倒斷面法表示。
③ 圖紙說明應闡明混凝土強度等級、鋼筋級別及其它圖不能表達清楚的問題。
鋼筋明細表(樣式)
材料用量表(樣式)
四、 具體計算過程
(一)現澆鋼筋混凝土板的計算(按考慮塑性內力重分布方法計算)
1)荷載
永久荷載標準值
水泥砂漿面層
鋼筋混凝土板
混合砂漿天棚抹灰
永久荷載設計值
可變荷載設計值
2)正截面受彎承載力計算及板的配筋草圖
(1)確定計算跨度注意由於支承條件變化,採用何種計算方法(彈性或塑性),邊跨與中間跨要分別計算,見課本。
(2)確定結構計算簡圖
(3)內力分析
(4)板的受彎承載力計算(至少寫出乙個截面的計算全過程,其餘可列表,形式如表1)
計算時應注意以下幾點:
a)各跨的跨中和支座截面的彎矩設計值和支座邊緣的剪力設計值,按下列公式計算:
式中 αm——考慮塑性內力重分布的彎矩係數,參閱所學課本《混凝土結構》(中冊);
αv——考慮塑性內力重分布的剪力係數,參閱所學課本《混凝土結構》(中冊);
g,q——均布永久荷載和可變荷載設計值;
l0——計算跨度
ln——淨跨。
b)注意連續板拱的作用導致的彎矩係數折減。
選筋時注意鋼筋直徑、間距、數量、混凝土保護層等常規做法及構造要求。參閱規範課本。
表1 板的受彎承載力及配筋計算
(5)繪製板配筋草圖
注意:a)板中受力鋼筋間距;下部縱向受力鋼筋伸入支座的錨固長度。
b)受力鋼筋與梁平行時,上部構造鋼筋的設定;沿支承周邊上部構造鋼筋的設定;垂直受力方向分布鋼筋的設定。
以上各項內容參閱《混凝土結構設計規範》gb 50010—2010。
注意板的編號;鋼筋的直徑、間距及尺寸、編號;梁、柱尺寸。
(二) 現澆混凝土次梁的設計(按考慮塑性內力重分布方法計算)
1、荷載
永久荷載設計值
由板傳來
次梁自重
樑側抹灰
可變荷載設計值
由板傳來
合計2、正截面受彎承載力計算及配筋草圖
(1)確定計算跨度注意由於支承條件變化,邊跨與中間跨要分別計算,各自演算法參閱所學課本《混凝土結構》(中冊)。
(2)確定結構計算簡圖
(3)次梁的受彎承載力設計(至少寫出乙個截面的計算全過程,其餘可列表,形式如表2)
參閱所學課本《混凝土結構》(上冊)。
表2 次梁的受彎承載力及配筋計算
(4)次梁配筋草圖
注意以下構造要求:
1)鋼筋的彎起和截斷。參閱規範及所學課本《混凝土結構》(上冊)。
2)設定箍筋直徑、間距的規定;設定復合箍筋的原則;設定架立筋的原則;設定縱向構造鋼筋(腰筋)的原則。
3)縱向受力鋼筋伸入梁支座範圍內的根數、錨固長度;支座截面負彎矩縱向受拉鋼筋截斷的規定。
4)彎起鋼筋的彎起角度、在彎終點外的錨固長度。
以上2)-4)項內容參閱《混凝土結構設計規範》gb 50010—2010。
3、斜截面受剪承載力計算(至少寫出乙個截面的計算全過程,其餘可列表,形式如表3)
參閱所學課本《混凝土結構》(上冊)及《混凝土結構設計規範》
表3 次梁的些介面承載力計算及配筋
(三) 現澆鋼筋混凝土主梁的設計(按彈性理論計算)
a) 荷載
永久荷載設計值
由次梁傳來
主梁自重(折算為集中荷載)
樑側抹灰(折算為集中荷載)
可變荷載設計值
由次梁傳來
合計b) 內力計算
(1)確定計算跨度
(2)確定端支座的支承情況
(3)計算各種最不利內力組合情況下的跨中最大正彎矩、支座最大負彎矩、支座兩側最大剪力值。
c) 正截面受彎承載力計算(至少寫出乙個截面的計算全過程,其餘可列表,形式如表4)
注意此處支座負彎矩應該取支座邊緣值mc,mc=m-v0*b/2。
m——支座中心處截面上的彎矩;
v0——按簡支梁計算的支座剪力;
b——支座寬度。
表4 主梁的受彎承載力及配筋計算
d) 在座標紙上繪製主梁彎矩包絡圖及抵抗彎矩圖,並根據《混凝土結構設計規範》的要求確定縱向鋼筋的彎、斷點位置。
同時繪出配筋圖(要求標明鋼筋的根數與各段的長度)
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