單向板課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)

1、水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)單向板肋形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)2012年6月一、結(jié)構(gòu)布置在肋形樓蓋結(jié)構(gòu)中，結(jié)構(gòu)布置包括柱網(wǎng)、承重墻、梁格和板的布置，需注意的問(wèn)題如下：(1) 承重墻、柱網(wǎng)和梁格布置應(yīng)滿足建筑使用要求柱網(wǎng)尺寸宜盡可能大，內(nèi)柱在滿足結(jié)構(gòu)要求的情況下盡可能少設(shè)。(2) 結(jié)構(gòu)布置要合理、經(jīng)濟(jì) 由于墻柱間距和柱網(wǎng)尺寸決定著主梁和次梁的跨度，因此，它們的間距不宜過(guò)大，根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，主梁的跨度一般為 5m8 m，次梁為 4m6 m。 梁格布置力求規(guī)整，梁盡可能連續(xù)貫通，板厚和梁的截面尺寸盡可能統(tǒng)一。在較大孔洞的四周、非輕質(zhì)隔墻下和較重的設(shè)備下應(yīng)設(shè)置梁，以避免樓板直接承受集中荷載。 由于板的混凝土用量占整

2、個(gè)樓蓋的50%70%，因此，應(yīng)使板厚盡可能接近構(gòu)造要求的最小板厚。根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)及經(jīng)濟(jì)效果，板的跨度即次梁的間距一般為1. 72. 7 m，常用跨度為 1.7m2.5m左右。 為增強(qiáng)橫向剛度，主梁一般沿房屋橫向布置，并與柱構(gòu)成平面內(nèi)框架，這樣可使整個(gè)結(jié)構(gòu)具有較大的側(cè)向剛度。內(nèi)框架與縱向的次梁形成空間結(jié)構(gòu)，因此房屋整體剛度較好。當(dāng)橫向柱距大于縱向柱距較多時(shí)，也可沿縱向布置主梁。因?yàn)橹髁撼惺艿暮奢d較大，減小其跨度既可減少內(nèi)力，又可增加房屋凈高。(3) 單向板和雙向板肋形結(jié)構(gòu)的區(qū)別若板的兩個(gè)方向跨度比時(shí)，按雙向板肋形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；若，則按單向板肋形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。二、初步選擇板、梁的截面尺寸1、板的厚度板的尺寸

3、除滿足承載力、剛度、裂縫寬度要求外，尚應(yīng)滿足施工要求。板厚取；按施工要求，一般樓板厚度為60mm120mm，密肋板厚度不少于50mm，工業(yè)建筑樓板厚度不少于70mm，本設(shè)計(jì)樓板厚度可選80mm。2、次梁的截面尺寸次梁高度取，寬度取。3、主梁截面尺寸主梁高度取，寬度取。三、在計(jì)算書(shū)上繪出結(jié)構(gòu)平面布置圖在計(jì)算書(shū)上畫(huà)出結(jié)構(gòu)布置，如圖1。注意標(biāo)注出柱、主梁、次梁和板的名稱(chēng)（或編號(hào)），并確定板、次梁和主梁的計(jì)算單元及負(fù)荷范圍。250120B-4B-1B-1CL-1B-5CL-1B-2B-2CL-1ZL-1ZL-1ZL-1ZL-1CL-1B-6B-3B-3CL-1CL-1CL-1B-5CL-1B-2B-2

4、120B-4B-1B-1CL-12501202500120250圖1 單向板肋形樓蓋結(jié)構(gòu)平面布置圖四、單向板的設(shè)計(jì)按塑性內(nèi)力重分布方法計(jì)算單向板內(nèi)力，對(duì)多跨連續(xù)板沿板的長(zhǎng)邊方向取1米寬的板帶作為板的計(jì)算單元。1、計(jì)算簡(jiǎn)圖板：l01= ln+h/2 和 l01= ln+a/2 取小值次梁：l01= ln+0.025ln 和 l01= ln+a/2 取小值l0=lnl0=lnabblnlnln圖2 計(jì)算跨度示意圖板在墻上的支承長(zhǎng)度a不小于120mm，中間支座寬度即為次梁寬度。計(jì)算跨度按圖2進(jìn)行計(jì)算，其中，邊跨：取 ， 兩式較小值中間跨： 82318649邊跨與中間跨計(jì)算跨度相差若不超過(guò)10%，可按

5、等跨連續(xù)板計(jì)算內(nèi)力；多于五跨連續(xù)板按五跨計(jì)算內(nèi)力；小于或等于五跨的連續(xù)板按實(shí)際跨數(shù)計(jì)算內(nèi)力。板的計(jì)算簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖3。g+q圖3 板的計(jì)算簡(jiǎn)圖2、板的荷載計(jì)算板的荷載計(jì)算可列表計(jì)算，見(jiàn)表1。荷 載 種 類(lèi)荷載標(biāo)準(zhǔn)值（kN/mm2）荷載分項(xiàng)系數(shù)荷載設(shè)計(jì)值（kN/mm2）永 久荷 載20mm厚水泥砂漿面層80mm厚現(xiàn)澆板自重15mm厚板底抹灰小 計(jì)（g）-可變荷載（q）總荷載（g+q）-表1 板的荷載計(jì)算表3、板的內(nèi)力計(jì)算板考慮塑性內(nèi)力重分布后，各跨中及支座截面的彎矩系數(shù)值按圖4采用，各跨中及支座截面的彎矩按式計(jì)算。圖4 單向板內(nèi)力系數(shù)板一般均能滿足斜截面抗剪承載力要求，所以只進(jìn)行正截面承載力計(jì)算。計(jì)算

6、B支座負(fù)彎矩時(shí)，計(jì)算跨度取相鄰兩跨的較大值。板的彎矩計(jì)算見(jiàn)表2。表2 板的彎矩計(jì)算表 截 面邊跨中M1B支座MB中間跨中M2、M3中間支座MC彎矩值（kN·m）4、板的配筋計(jì)算b=1000mm，h0=h-20=60mm。各截面配筋計(jì)算過(guò)程見(jiàn)下表，中間區(qū)格中間板的四周與梁整體連接，由于拱效應(yīng)，彎矩有所降低，故M2、M3及MC應(yīng)降低20%，計(jì)算結(jié)果可以填在表3內(nèi)。5、繪制板的模板配筋圖板的配筋一般采用分離式，板的配筋圖按1:501:100的比例繪制在2#圖紙上。截 面邊跨跨中 M2第一內(nèi)支座MB中間跨中 M3中間支座MC邊區(qū)格中間區(qū)格邊區(qū)格中間區(qū)格選配鋼筋（實(shí)配AS）表3板正截面承載力計(jì)

7、算表五、次梁設(shè)計(jì)次梁按考慮塑性內(nèi)力重分布設(shè)計(jì)。1、荷載設(shè)計(jì)值按考慮內(nèi)力重分布設(shè)計(jì)，根據(jù)廠房的實(shí)際情況，樓蓋的次梁和主梁的活荷載一律不考慮梁從屬面積的荷載折減。永久荷載包括：板傳來(lái)的恒荷載、次梁自重和次梁底及兩側(cè)的粉刷重量；可變荷載僅考慮板傳來(lái)的樓面活荷載。可按表4進(jìn)行計(jì)算。表4 次梁的荷載計(jì)算表荷 載 種 類(lèi)荷載標(biāo)準(zhǔn)值（kN/mm）荷載分項(xiàng)系數(shù)荷載設(shè)計(jì)值（kN/mm）永 久荷 載板傳來(lái)的恒荷載次梁自重次梁底及兩側(cè)的粉刷自重小 計(jì)（g）-可變荷載（q）總荷載（g+q）-2、計(jì)算簡(jiǎn)圖次梁在墻上的支承長(zhǎng)度a不小于240mm，中間支座寬度即為主梁寬度。計(jì)算跨度按圖2進(jìn)行計(jì)算，其中，邊跨：取 ， 兩式較

8、小值中間跨：邊跨與中間跨計(jì)算跨度相差若不超過(guò)10%，可按等跨連續(xù)板計(jì)算內(nèi)力；多于五跨連續(xù)板按五跨計(jì)算內(nèi)力；小于或等于五跨的連續(xù)板按實(shí)際跨數(shù)計(jì)算內(nèi)力。次梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖5。g+q圖5 次梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖3、彎矩設(shè)計(jì)值和剪力設(shè)計(jì)值的計(jì)算次梁考慮塑性內(nèi)力重分布，各跨中及支座截面的彎矩系數(shù)mp值按表5采用，各跨中及支座截面的彎矩按式計(jì)算。表5 次梁的彎矩系數(shù)表 截面位置邊跨中M1B支座MB中間跨中M2、M3中間支座MCmp1/11-1/111/16-1/14計(jì)算跨度l0(m)M=mp (g+q)l02 (kN.m)次梁各支座截面的剪力系數(shù)vb值按表6采用，剪力按式計(jì)算。表6 次梁的剪力系數(shù)表 截面位置邊支

9、座QA第一內(nèi)支座QBl第一內(nèi)支座QBr中間支座QCl、QCrvb0.450.600.550.55凈跨度ln(m) (kN)4、承載力計(jì)算1）正截面受彎承載力計(jì)算支座承受負(fù)彎矩，翼緣位于受拉區(qū)，按矩形截面進(jìn)行設(shè)計(jì)；而跨中翼緣位于受壓區(qū)，按T形截面計(jì)算，翼緣計(jì)算寬度按教材表3-3進(jìn)行計(jì)算。正截面承載力計(jì)算過(guò)程可列于表7。表7 次梁正截面受彎承載力計(jì)算截面位置邊跨中M1B支座MB中間跨中M2中間支座MC中間跨中M3彎矩設(shè)計(jì)值M(kN.m)截面類(lèi)型SAS(mm2)選配鋼筋實(shí)際配筋面積(mm2)2）斜截面受剪承載力計(jì)算(包括復(fù)核截面尺寸、腹筋計(jì)算和最小配箍率驗(yàn)算)斜截面承載力計(jì)算過(guò)程可列于表8。表8 次

10、梁斜截面受彎承載力計(jì)算截面位置邊支座QA第一內(nèi)支座QBl第一內(nèi)支座QBr中間支座QCl中間支座QCr剪力設(shè)計(jì)值V(kN)0.25fcbh00.07fcbh0彎起鋼筋箍筋用量六、主梁設(shè)計(jì)主梁內(nèi)力按彈性理論設(shè)計(jì)1、荷載設(shè)計(jì)值主梁的自重和主梁底及兩側(cè)的粉刷自重為均布荷載，但此荷載值與次梁傳來(lái)的集中荷載值相比很小，為簡(jiǎn)化計(jì)算，采取就近集中的方法，把主梁自重集中到集中荷載作用點(diǎn)，將主梁視為承受集中荷載的連續(xù)梁來(lái)計(jì)算。主梁承受的永久荷載包括：次梁傳來(lái)的恒荷載、主梁自重和主梁底及兩側(cè)的粉刷重量；主梁承受的可變荷載僅考慮次梁傳來(lái)的可變荷載?？砂幢?進(jìn)行計(jì)算。2、計(jì)算簡(jiǎn)圖主梁在墻上的支承長(zhǎng)度a不小于370mm，

11、中間支座寬度即為柱橫截面高度。計(jì)算跨度按圖6進(jìn)行計(jì)算，其中，邊跨：取 ， 兩式較小值中間跨：表9 主梁的荷載計(jì)算表荷 載 種 類(lèi)荷載標(biāo)準(zhǔn)值（kN）荷載分項(xiàng)系數(shù)荷載設(shè)計(jì)值（kN）永久荷 載次梁傳來(lái)的恒荷載主梁自重主梁底及兩側(cè)的粉刷小 計(jì)（G）-可變荷載（Q）總荷載（G+Q）-圖6 按彈性理論分析連續(xù)梁、板的計(jì)算跨度邊跨與中間跨計(jì)算跨度相差若不超過(guò)10%，可按等跨連續(xù)板計(jì)算內(nèi)力；主梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖7。l0l01l01QGQGQGQGQGQG圖7主梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖3、彎矩設(shè)計(jì)值和剪力設(shè)計(jì)值的計(jì)算集中荷載作用下三跨連續(xù)梁的彎矩及剪力系數(shù)可由教材附錄八的表格查得，也可以由表10查得。各跨中及支座截面的彎矩按

12、式M=1GL+2QL；各支座截面剪力按式V=1G+2Q。其中，1、1分別為永久荷載作用下的彎矩及剪力系數(shù)；2、2分別為可變荷載作用下的彎矩及剪力系數(shù)。表10 集中荷載作用下三跨連續(xù)梁的彎矩及剪力系數(shù)按彈性理論計(jì)算內(nèi)力時(shí)，需要考慮可變荷載的最不利布置方式，因此應(yīng)將永久荷載和可變荷載作用下的內(nèi)力單獨(dú)計(jì)算，然后對(duì)控制截面內(nèi)力進(jìn)行組合，計(jì)算各截面及支座的最大內(nèi)力或最小內(nèi)力。主梁各截面及支座的彎矩及剪力系數(shù)由表10查得后，可計(jì)算出相應(yīng)的彎矩及剪力，可參考表11進(jìn)行，為便于繪制主梁內(nèi)力包絡(luò)圖，應(yīng)將每種荷載作用形式下的內(nèi)力圖繪制出來(lái)，荷載組合時(shí)再將每種組合方式下內(nèi)力圖繪制出來(lái)，合并到同一坐標(biāo)系下即得內(nèi)力包絡(luò)

13、圖。值得注意的是主梁的結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)且荷載對(duì)稱(chēng)，只需畫(huà)出一跨半的內(nèi)力包絡(luò)圖即可。內(nèi)力組合可按表12和表13進(jìn)行。項(xiàng)次示意圖內(nèi)力計(jì)算截面1M1VM1MBM2VAVBlVBr截面1M1VM1MBM2VAVBlVBr截面1M1VM1MBM2VAVBlVBr截面1M1VM1MBM2VAVBlVBr截面1M1VM1MBM2VAVBlVBr表11 主梁內(nèi)力計(jì)算表（供參考）表12 主梁彎矩組合項(xiàng)次M1MaMBM2Mb+Mmax組合MmaxMmin組合Mmin表13 主梁剪力組合項(xiàng)次VAVBlVBr+Vmax組合VmaxVmin組合Vmin4、承載力計(jì)算1）正截面受彎承載力計(jì)算支座承受負(fù)彎矩，翼緣位于受拉區(qū)，按矩形

14、截面進(jìn)行設(shè)計(jì)；而跨中翼緣位于受壓區(qū)，按T形截面計(jì)算，翼緣計(jì)算寬度按教材表3-3進(jìn)行計(jì)算。正截面承載力計(jì)算過(guò)程可列于表14。表14 主梁正截面受彎承載力計(jì)算截面位置邊跨中M1B支座MB中間跨中M2彎矩設(shè)計(jì)值M(kN.m)截面類(lèi)型SAS(mm2)選配鋼筋實(shí)際配筋面積(mm2)2）斜截面受剪承載力計(jì)算(包括復(fù)核截面尺寸、腹筋計(jì)算和最小配箍率驗(yàn)算)斜截面承載力計(jì)算過(guò)程可列于表15。表15 主梁斜截面受彎承載力計(jì)算截面位置邊支座QAB支座QBlB支座QBr剪力設(shè)計(jì)值V(kN)0.25fcbh00.07fcbh0彎起鋼筋箍筋用量5、主、次梁交接處附加橫向鋼筋計(jì)算在主梁與次梁交接處，主梁的梁腹承受由次梁傳來(lái)

15、的集中荷載作用，因而有可能在主梁的中下部出現(xiàn)斜向裂縫。為防止破壞，應(yīng)在此交接處設(shè)置附加橫向鋼筋（箍筋或吊筋）。(a) 主梁與次梁交接處斜向裂縫 (b)吊筋形式 (c) 箍筋形式圖8 主梁與次梁交接處箍筋和吊筋形式考慮到主梁與次梁交接處的破壞面大體如圖8(b)和(c)虛線所示，故附加橫向鋼筋應(yīng)布置在S=2h1+3b的范圍內(nèi)，其數(shù)量按下式計(jì)算：式中：F 次梁傳給主梁的集中荷載設(shè)計(jì)值（應(yīng)扣除主梁自重）； fyv 附加橫向鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值； 附加橫向鋼筋與梁軸線的夾角，一般取=45°； 七、施工圖繪制施工圖繪制必須符合國(guó)家制圖標(biāo)準(zhǔn)房屋建筑制圖統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和建筑結(jié)構(gòu)制圖標(biāo)準(zhǔn)，圖面布置合理，表達(dá)

16、正確，文字規(guī)范，線條清楚，達(dá)到施工圖設(shè)計(jì)深度要求。1 結(jié)構(gòu)平面布置圖 參照?qǐng)D2 畫(huà)出結(jié)構(gòu)平面布置，注意哪些用實(shí)線表示，哪些用虛線表示。給板、主梁和次梁編號(hào)，尺寸標(biāo)注要求清楚、完整。2 板的配筋圖板的鋼筋負(fù)彎矩筋畫(huà)在上邊（左邊），正彎矩筋畫(huà)在下邊（右邊）。圖上標(biāo)注的受力鋼筋直徑和間距與計(jì)算書(shū)上計(jì)算出來(lái)的要相對(duì)應(yīng)。沿墻四周、單向板的非受力方向和橫向主梁上設(shè)計(jì)構(gòu)造鋼筋。所有鋼筋注明直徑和間距，受力負(fù)筋和構(gòu)造負(fù)筋注明尺寸。所有鋼筋均編號(hào)，編號(hào)相同的鋼筋只需在一處注明鋼筋直徑、間距和尺寸。鋼筋用粗線表示，其他用細(xì)線表示。3 主、次梁的配筋圖 畫(huà)出梁的縱斷面圖和每跨的跨中和支座處的橫斷面圖。主梁鋼筋截?cái)帱c(diǎn)和起彎點(diǎn)應(yīng)根據(jù)彎矩包絡(luò)圖確定，鋼筋在支座的錨固長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)構(gòu)造要求確定。在梁的縱斷面圖上標(biāo)注鋼筋的編號(hào)和斷點(diǎn)位置。除開(kāi)計(jì)算得到的縱向受力鋼筋和箍筋以外，還要設(shè)計(jì)構(gòu)造鋼筋：邊支座的構(gòu)造負(fù)筋和架力鋼