鋼筋混凝土樓蓋
課程設計指導書
馬成松第1節設計任務書
一、設計任務
二、設計內容
三、設計條件
四、進度安排
五、指導教師
第2節設計指導書
一肋梁樓蓋的計算簡圖
二按彈性方法計算內力
三按塑性內力重分布的方法計算內力
四截面設計及構造要求
第3節設計例題
第4節答辯參考題
參考文獻
編後第1節設計任務書
一、設計任務
某多層工業廠房，採用鋼筋混凝土內框架承重，外牆為370mm磚砌承重。設計時，只考慮豎向荷載作用，採用單向板肋梁樓蓋，要求完成鋼筋混凝土整體現澆樓蓋的結構設計。
二、設計內容
1、結構布置
確定柱網尺寸，柱截面尺寸見表1，主次梁布置及截面尺寸，並進行編號，繪製樓蓋結構布置圖。
2、板設計
按塑性分析法計算內力，並繪製板配筋圖。
3、次梁設計
按考慮塑性內力重分布的方法計算內力和正截面極限承載力，並繪製配筋圖。
4、主梁設計
按彈性方法計算主梁內力，繪製主梁的彎距、剪力包絡圖，根據包絡圖計算正截面、斜截面的承載力，並繪製主梁的抵抗彎拒圖及配筋圖。
三、設計條件
1、建築尺寸見圖1和表2。
2、學生由教師指定題號。
3、樓面做法：20mm厚水泥砂漿地面，鋼筋混凝土現澆板，15mm厚石灰砂漿抹底。
4、荷載：永久荷載，包括梁、柱、板及構造層自重，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，分項係數=1.2。
可變荷載，樓面均布荷載標準值見表1。分項係數=1.3或1.
4。表1 柱截面尺寸及混凝土強度等級
表2 題號及可變荷載
5、材料
梁、板混凝土強度等級見表1。
主梁、次梁受力鋼筋採用hrb335級鋼筋，其他均用hpb235級鋼筋。
四、進度安排
結構計算 5天
繪製結構施工圖 3天
計算書、圖紙整理 1天
答辯 1天
合計教學周二周 10天
五、指導教師
第2節設計指導書
一肋梁樓蓋的計算簡圖
在進行內力分析前，必須先把樓蓋實際結構抽象成為乙個計算簡圖，在抽象過程中要忽略一些次要因素，並做如下假定：
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→主梁支承的傳遞過程中，支承條件簡化為集中於一點的支承鏈杆，忽略支承構件的豎向變形，即按簡支考慮。
2．板視為以次梁為鉸支座的連續梁，可取1m寬板帶計算。
3．跨數超過5跨的等截面連續梁（板），當各跨荷載基本相同，且跨度相差不超過10％時，可按5跨連續梁（板）計算，所有中間跨的內力和配筋均按第三跨處理。當梁板實際跨數小於5跨時，按實際跨數計算。
4．板梁的計算跨度應取為相鄰兩支座反力作用點之間的距離，其值與支座反力分布有關，也與構件的支承長度和構件本身的剛度有關。在實用計算中，計算跨度可按表3取值。
表3 梁、板的計算跨度
注：l0—板、梁的計算跨度； lc—支座中心線間距離；
ln—板、梁的淨跨； h—板厚；
a—板、樑端支承長度； b—中間支座寬度
二按彈性方法計算內力
按彈性理論計算的樓蓋內力，首先要假定樓蓋材料為均質彈性體。根據前述的計算簡圖，用結構力學的方法計算梁板內力，也可利用靜力計算手冊中的圖表確定梁、板內力。在計算內力時應注意下列問題：
1．荷載及其不利組合
樓蓋上作用有永久荷載和可變荷載，永久荷載按實際考慮，可變荷載根據統計資料折算成等效均布活荷載，可由《建築結構荷載規範》查得。板通常取1m板寬的均布荷載（包括自重），次梁承受板傳來的均布荷載和次梁自重，主梁承受次梁傳來得集中荷載和均布的自重荷載。為簡化計算，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和支座處（支座處的集中荷載在樑中不產生內力）。
由於可變荷載在各跨的分布是隨機的，如何分布會在各截面產生最大內力是活荷載不利布置的問題。
圖2所示為5跨連續梁，當活荷載布置在不同跨間時梁的彎矩圖及剪力圖。由圖可見，當求1，3，5跨跨中最大正彎矩時，活荷應布置在1，3，5跨；當求2，4跨跨中最大正彎矩或1，3，5跨跨中最小彎矩時，活荷載應布置在2，4跨；當求b支座最大負彎矩及支座最大剪力時，活荷載應布置在1，2，4跨，如圖3。由此看出，活荷載在連續梁各跨滿布時，並不是最不利情況。
圖2 5跨連續梁彎矩圖及剪力圖
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，確定截面最不利內力時，活荷載的布置原則如下：
（1）欲求某跨跨中最大正彎矩時，除將活荷載布置在該跨以外，兩邊應每隔一跨布置活載；
（2）欲求某支座截面最大負彎矩時，除該支座兩側應布置活荷載外，兩側每隔一跨還應布置活載；
（3）欲求梁支座截面（左側或右側）最大剪力時，活荷載布置與求該截面最大負彎矩時的布置相同；
（4）欲求某跨跨中最小彎矩時，該跨應不布置活載，而在兩相鄰跨布置活載，然後再每隔一跨布置活載。
2．內力包絡圖
以恆載作用在各截面的內力為基礎，在其上分別疊加對各截面最不利的活載布置時的內力，便得到了各截面可能出現的最不利內力。
將各截面可能出現的最不利內力圖疊繪於同一基線上，這張疊繪內力圖的外包線所形成的圖稱為內力包絡圖。它表示連續梁在各種荷載不利組合下，各截面可能產生的最不利內力。無論活荷載如何分布，梁各截面的內力總不會超出包絡圖上的內力值。
梁截面可依據包絡圖提供的內力進行截面設計。圖4為五跨連續梁的彎矩包絡圖和剪力包絡圖。
圖4 內力包絡圖
（a） 彎矩包絡圖 （b） 剪力包絡圖
3．支座抗扭剛度對梁板內力的影響
由於計算簡圖假定次梁對板、主梁對次梁的支承為簡支，忽略了次梁對板、主梁對次梁的彈性約束作用，即忽略了支座抗扭剛度對梁板內力的影響。
從圖5可以看出實際結構與計算簡圖的差異。在恆載g作用下，由於各跨荷載基本相等，θ≈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，某跨布置p，鄰跨不布置p，如圖5c、d示，由於支座約束，實際轉角θ＇小於計算轉角θ，使得計算的跨中彎矩大於實際跨中彎矩。
精確地考慮計算假定帶來的誤差是複雜的，實用上可用調整荷載的方法解決。減小活荷載，加大恆荷載，即以折算
圖5 梁抗扭剛度的影響
荷載代替實際荷載。對板和次梁，折算荷載取為：
板： 折算恆載：g＇=g＋
折算活載：p＇=
鋼筋混凝土現澆樓蓋課程設計指導書
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