1、,第一章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概論,目的要求：通過(guò)該課題的學(xué)習(xí)，學(xué)生能了解建筑結(jié)構(gòu)的類型、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求；掌握建筑結(jié)構(gòu)的作用的計(jì)算以及結(jié)構(gòu)的耐久和耐火性設(shè)計(jì)；掌握相關(guān)的強(qiáng)制性條文的內(nèi)容。教學(xué)重點(diǎn)：1.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求；2.建筑結(jié)構(gòu)的作用 3.結(jié)構(gòu)耐久和耐火性設(shè)計(jì) 教學(xué)難點(diǎn)：1.結(jié)構(gòu)分析； 2.結(jié)構(gòu)耐久和耐火性設(shè)計(jì) 教學(xué)內(nèi)容和步驟: 1.建筑結(jié)構(gòu)的類型；2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求；3建筑結(jié)構(gòu)的作用；4結(jié)構(gòu)分析；5結(jié)構(gòu)耐火和耐久性設(shè)計(jì)；6強(qiáng)制性條文,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概論,1.1 建筑結(jié)構(gòu)類型 1.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求一結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般程序： 1. 方案設(shè)計(jì)：結(jié)構(gòu)選型、結(jié)構(gòu)布置、結(jié)構(gòu)截面尺寸估算2. 結(jié)構(gòu)分析3.構(gòu)件設(shè)計(jì)

2、：截面設(shè)計(jì)、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì) 4.繪制結(jié)構(gòu)施工圖二、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容： 滿足承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的要求，具體內(nèi)容包括： 1. 所有的結(jié)構(gòu)構(gòu)件均應(yīng)進(jìn)行承載能力（包括屈曲失穩(wěn)）計(jì)算，必要時(shí)尚應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)的傾覆（剛體失穩(wěn)）、滑移和漂浮驗(yàn)算，處于抗震設(shè)防區(qū)的建筑尚應(yīng)進(jìn)行抗震的承載力計(jì)算； 2. 直接承受動(dòng)力的構(gòu)件應(yīng)進(jìn)行疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算； 3. 對(duì)使用尚需要控制變形值的結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)進(jìn)行變形驗(yàn)算； 4. 對(duì)于可能出現(xiàn)裂縫的結(jié)構(gòu)構(gòu)件（如混凝土構(gòu)件），當(dāng)使用中要求不出現(xiàn)裂縫時(shí)，應(yīng)進(jìn)行抗裂驗(yàn)算；當(dāng)使用中允許出現(xiàn)裂縫時(shí)，應(yīng)進(jìn)行裂縫寬度驗(yàn)算； 5. 混凝土構(gòu)件尚應(yīng)進(jìn)行耐久性設(shè)計(jì)。,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概論,1.3建筑結(jié)構(gòu)的作用

3、 概念： “作用”是指使結(jié)構(gòu)和構(gòu)件產(chǎn)生內(nèi)力、變形和裂縫的各種原因。 一、結(jié)構(gòu)作用的種類： 有直接作用和間接作用（地基不均勻沉降、溫度、材料收縮變形等）。具體包括： 1. 永久荷載：包括結(jié)構(gòu)自重、土壓力、預(yù)應(yīng)力等。對(duì)常用材料和構(gòu)件可參考建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范附錄A采用。 2. 可變荷載： 1）樓面均布活荷載，見(jiàn)表1.1，1.2，1.3 2）屋面活荷載 屋面活荷載包括屋面均布活荷載、雪荷載和積灰荷載。屋面均布活荷載不與雪荷載同時(shí)考慮。 屋面水平投影面上的均布活荷載應(yīng)按表1-4采用： 積灰荷載，其水平投影面上的屋面積灰荷載應(yīng)按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范取值。 屋面水平投影面上的雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值，應(yīng)按下式計(jì)算： sk=r

4、s0 式中sk雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值（kN/m2）； r屋面積雪分布系數(shù)，與屋面形狀有關(guān)，可查建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范； s0基本雪壓（kN/m2），以當(dāng)?shù)匾话憧諘缙教沟孛嫔? 統(tǒng)計(jì)所得50年一遇最大積雪的自重確定，可查建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范，對(duì)雪荷載敏感的結(jié)構(gòu)，基本雪壓應(yīng)適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，并應(yīng)由有關(guān)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范具體規(guī)定。,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概論,3）其它活荷載 設(shè)計(jì)屋面板、檁條、鋼筋混凝土挑檐、雨蓬和預(yù)制小梁時(shí)，應(yīng)考慮其施工或檢修荷載。這些構(gòu)件的施工或檢修集中荷載（人和小工具的自重）應(yīng)取1.0kN，并應(yīng)在最不利位置進(jìn)行驗(yàn)算。對(duì)于輕型構(gòu)件或較寬構(gòu)件，當(dāng)施工荷載超過(guò)上述荷載時(shí)，應(yīng)按實(shí)際情況驗(yàn)算，或采用加墊板、支撐等臨時(shí)設(shè)施承受。當(dāng)計(jì)

5、算挑檐、雨蓬承載力時(shí)，應(yīng)沿板寬每隔1.0m取一個(gè)集中荷載；在驗(yàn)算雨蓬、挑檐傾覆時(shí)，應(yīng)沿板寬每隔2.53.0m取一個(gè)集中荷載。 樓梯、看臺(tái)、陽(yáng)臺(tái)和上人屋面等的欄桿應(yīng)進(jìn)行承載力計(jì)算，欄桿頂部水平荷載應(yīng)按下列規(guī)定采用：住宅、宿舍、辦公樓、旅館、醫(yī)院、托兒所、幼兒園應(yīng)取0.5kN/m；學(xué)校、食堂、劇場(chǎng)、電影院、車站、禮堂、展覽館或體育館等人群較集中的場(chǎng)合，應(yīng)取1.0kN/m。 施工荷載、檢修荷載及欄桿水平荷載不參與荷載準(zhǔn)永久組合。,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概論,4）風(fēng)荷載 風(fēng)荷載是指風(fēng)遇到建筑物時(shí)在其表面產(chǎn)生的一種壓力或吸力。風(fēng)荷載與風(fēng)壓大小與建筑物表面形狀以及建筑物的動(dòng)力特性有關(guān)。垂直于建筑物表面上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值按

6、下式計(jì)算： 式中 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值（kN/m2）; 高度Z處的風(fēng)振系數(shù)，綜合考慮了結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng)，其中包括風(fēng)速隨時(shí)間、空間的變異性和結(jié)構(gòu)的阻尼特性等因素。 （ 脈動(dòng)增大系數(shù)， 脈動(dòng)影響系數(shù)， 振型系數(shù)） 多層建筑取1.0； 風(fēng)荷載體型系數(shù)； 風(fēng)壓高度變化系數(shù)； 基本風(fēng)壓（kN/m2）， （其中為 空氣密度， 為基本風(fēng)速，即空曠平地離地面10m處，50年一遇最大風(fēng)速，由風(fēng)速儀測(cè)得的10的平均風(fēng)速?；撅L(fēng)壓可由規(guī)范查得。）,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概論,一、荷載代表值 標(biāo)準(zhǔn)值：荷載的基本代表值，為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)最大荷載統(tǒng)計(jì)分布的特征值。 組合值：對(duì)可變荷載，使組合后的荷載效應(yīng)在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)的超越概率，能與

7、該荷載單獨(dú)出現(xiàn)時(shí)的相應(yīng)概率趨于一致的荷載值；或使組合后的結(jié)構(gòu)具有統(tǒng)一規(guī)定的可靠指標(biāo)的荷載值。 頻遇值：對(duì)可變荷載，在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)，其超越的總時(shí)間為規(guī)定的較小比率或超越頻率為規(guī)定頻率的荷載值。 準(zhǔn)永久值：對(duì)可變荷載，在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)，其超越的總時(shí)間約為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期一半的荷載值。 注：恒載以標(biāo)準(zhǔn)值作為其代表值； 活載以標(biāo)準(zhǔn)值、組合值、頻遇值、準(zhǔn)永久值作為其代表值； 偶然荷載應(yīng)按建筑結(jié)構(gòu)使用的特點(diǎn)確定其代表值。,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概論,三、荷載組合 一）承載能力極限狀態(tài)：按荷載效應(yīng)的基本組合或偶然組合進(jìn)行荷載效應(yīng)組合，其表達(dá)式為： 1對(duì)于基本組合，S取以下最不利者 1）由可變荷載效應(yīng)控制的組合： 對(duì)于框架、排架可

8、取： 或 2）由永久荷載效應(yīng)控制的組合： 1）對(duì)于偶然組合，荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值宜按下列規(guī)定確定： 偶然荷載的代表值不乘分項(xiàng)系數(shù)，與偶然荷載同時(shí)出現(xiàn)的其它荷載可根據(jù)觀測(cè)資料和工程經(jīng)驗(yàn)采用適當(dāng)?shù)拇碇怠?結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概論,二）正常使用極限狀態(tài)： C結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到正常使用要求的規(guī)定限值 1. 標(biāo)準(zhǔn)組合： 2. 頻遇組合： 3.準(zhǔn)永久組合： 1.4 結(jié)構(gòu)分析 結(jié)構(gòu)分析的基本原則如下： 1. 結(jié)構(gòu)分析的基本要求 2. 結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖 3. 結(jié)構(gòu)分析的基本條件 （1）力學(xué)平衡條件 （2）變形協(xié)調(diào)條件 （3）本構(gòu)關(guān)系,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概論,4.結(jié)構(gòu)分析方法及手段 目前常用的結(jié)構(gòu)分析方法有以下五類： （1）線彈性分析方法

9、； （2）塑性內(nèi)力重分布分析方法； （3）塑性極限分析方法； （4）非線性分析方法； （5）試驗(yàn)分析方法。 1.4 結(jié)構(gòu)的耐久和耐火性設(shè)計(jì) 一、 耐火設(shè)計(jì) 耐火性能的衡量指標(biāo)為：燃燒性能、耐火極限 1.燃燒性能：結(jié)構(gòu)或構(gòu)件遇火或高溫時(shí)的燃燒特點(diǎn)。 2.耐火極限：從構(gòu)件受到火的作用時(shí)間起到失去穩(wěn)定性或失去完整性或失去絕緣性為止的時(shí)間。 二、 結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì) 1.混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性：目前只能根據(jù)環(huán)境類別和設(shè)計(jì)使用年限對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)提出相應(yīng)的限制和要求，以保證其耐久性。 2.影響因數(shù)：混凝土碳化、化學(xué)侵蝕、凍融循環(huán)、溫濕度變化、堿骨料反應(yīng)等。,第二章 梁板結(jié)構(gòu),目的要求： 通過(guò)該課題的學(xué)習(xí)，學(xué)生能了解

10、樓蓋的結(jié)構(gòu)類型并能進(jìn)行單向板樓蓋的結(jié)構(gòu)布置；掌握單向板肋梁樓蓋和雙向板樓蓋的設(shè)計(jì)方法與構(gòu)造要求，并能進(jìn)行樓蓋設(shè)計(jì)；掌握樓梯、雨蓬的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。教學(xué)重點(diǎn)： 1.單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)與構(gòu)造要求； 2.雙向板樓蓋設(shè)計(jì)與構(gòu)造要求 教學(xué)難點(diǎn)：?jiǎn)蜗虬謇吡簶巧w設(shè)計(jì)；混凝土雙向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì) 教學(xué)內(nèi)容和步驟: 1.梁板結(jié)構(gòu)的類型，單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)：結(jié)構(gòu)布置、彈性理論計(jì)算方法、塑性理論計(jì)算方法、截面設(shè)計(jì)與構(gòu)造要求。 2.混凝土雙向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)：彈性理論計(jì)算方法、塑性理論計(jì)算方法。 3.裝配式樓蓋：預(yù)制構(gòu)件形式、構(gòu)件布置與連接、設(shè)計(jì)要點(diǎn)。 4.樓梯設(shè)計(jì)、雨蓬設(shè)計(jì)。,梁板結(jié)構(gòu),2.1 梁板結(jié)構(gòu)的類型 梁板結(jié)構(gòu)：主要

11、是由板和梁組成的結(jié)構(gòu)體系，如樓(屋)蓋、樓梯、雨篷、 地下室底板(筏式基礎(chǔ))、橋面結(jié)構(gòu)及擋土墻等。 按施工方法分：現(xiàn)澆、裝配、裝配整體式。 現(xiàn)澆整體式樓蓋整體性樓蓋一般適用于下列情況： 1.樓面荷載較大、平面形狀復(fù)雜或布置上有特殊要求的建筑物； 2.對(duì)于防滲、防漏或抗震要求較高的建筑物； 3.有振動(dòng)荷載作用的樓面； 4.高層建筑。 現(xiàn)澆樓蓋按支承條件分：?jiǎn)蜗虬濉㈦p向板、無(wú)梁樓蓋、井式樓蓋等。 規(guī)范規(guī)定：l2/ l13時(shí)，按單向板設(shè)計(jì)；l2/ l12時(shí)，按雙向板設(shè)計(jì)；2 l2/ l13時(shí)，宜按雙向板設(shè)計(jì)；當(dāng)按單向板設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)沿長(zhǎng)邊方向布置適當(dāng)增加的構(gòu)造鋼筋。,梁板結(jié)構(gòu),單向板肋梁樓蓋：當(dāng)板區(qū)格的

12、長(zhǎng)邊l2與短邊l1的比值大于3時(shí)，作用于板上荷載主要由短向板帶承受，長(zhǎng)向板帶分配的荷載很小，可以忽略不計(jì)，板僅沿單向(短向)受力。 雙向板肋梁樓蓋：當(dāng)板區(qū)格的長(zhǎng)邊l2與短邊l1的比值小于或等于2時(shí)，板上荷載雖仍然主要由短向板帶承受，但長(zhǎng)向板帶所分配的荷載雖小卻不能忽略不計(jì)，荷載由雙向板帶共同承受。,肋梁樓蓋,梁板結(jié)構(gòu),2.2混凝土單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì) 一、樓蓋的結(jié)構(gòu)布置 一）滿足正常的使用要求； 二）結(jié)構(gòu)合理、經(jīng)濟(jì)： 1.柱網(wǎng)布置：經(jīng)濟(jì)跨度 板1.72.7m ；次梁46m；主梁58m。 2.梁格布置：規(guī)整、統(tǒng)一（方便設(shè)計(jì)、施工） 3.板厚：占梁板結(jié)構(gòu)的5070，見(jiàn)教材表2.1 二、彈性理論計(jì)算方

13、法 一）計(jì)算簡(jiǎn)圖： 確定支承條件： 1.支承在磚墻(或磚墩)上時(shí)，簡(jiǎn)化為鉸支座。 2. 主梁支承在鋼筋混凝土柱上時(shí)，應(yīng)根據(jù)梁和柱的線剛度比值而定： （1）若梁，柱的線剛度之比大于或等于4時(shí)，鉸支座； （2）若梁，柱線剛度比小于4時(shí)，彈性嵌固，應(yīng)按框架分析梁、柱內(nèi)力 3.支承在次梁上的板、支承在主梁上的次梁：按不動(dòng)鉸支考慮（有誤差，須調(diào)整） 折算荷載（使M支 、M中 ）,梁板結(jié)構(gòu),折算荷載取值如下： 板 次梁 主梁 式中 折算恒載； 折算活荷載； 實(shí)際計(jì)算恒載； 實(shí)際計(jì)算活荷載。 二）荷載計(jì)算：恒載、活載 板：取1m寬的板帶為計(jì)算單元； 次梁：取寬度為板標(biāo)志跨度l1的荷載帶作為次梁的荷載計(jì)算單元

14、； 主梁：取寬度為次梁標(biāo)志跨度l2的荷載帶作為主梁的荷載計(jì)算單元。自重折算為集中荷載 可變荷載的分布通常是不規(guī)則的，在工程設(shè)計(jì)中一般折算成等效均布荷載。作用于板、梁上的可變荷載在一跨內(nèi)按滿跨布置，不考慮半跨內(nèi)可變荷載作用的可能性,梁板結(jié)構(gòu),單向板肋梁樓蓋的板和梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖,梁板結(jié)構(gòu),三）、跨度和跨數(shù) 1.跨數(shù)： 1）多跨連續(xù)板、梁，當(dāng)跨度相等或跨差不超過(guò)10%時(shí)： 若跨數(shù)5跨，按實(shí)際跨數(shù)計(jì)算； 若跨數(shù)5跨，按5跨等跨計(jì)算 2）若不等跨且跨差10時(shí)，按實(shí)際計(jì)算（力矩分配法） 2.跨度：與支座形式、支承長(zhǎng)度、構(gòu)件截面尺寸等有關(guān)。見(jiàn)教材P237附表A 四）、內(nèi)力計(jì)算及內(nèi)力包絡(luò)圖 1.內(nèi)力計(jì)算：以五跨

15、連續(xù)梁為例說(shuō)明； 總結(jié)：(1)欲求某支座截面最大負(fù)彎矩時(shí)，應(yīng)在該支座相鄰兩跨布置活荷載，然后隔跨布置。 (2)求某跨內(nèi)截面最大正彎矩時(shí)，應(yīng)在該跨內(nèi)布置活荷載，然后隔跨布置。 (3)求某跨內(nèi)最小正彎矩時(shí)，該跨不布置活荷載，而在其相鄰兩跨布置活荷載，然后隔跨布置。 (4)求某支座截面最大剪力時(shí)，應(yīng)在該支座相鄰兩跨布置活荷載，然后隔跨布置。 一般對(duì)于n跨連續(xù)梁、板，有n1種最不利荷載組合。根據(jù)最不利布置最不利內(nèi)力，即最大正彎矩(+)、最大負(fù)彎矩()和最大剪力()。 等跨連續(xù)梁、板的內(nèi)力計(jì)算可查靜力結(jié)構(gòu)計(jì)算手冊(cè)中的內(nèi)系數(shù)表，附表2.2為兩跨至五跨等跨連續(xù)梁的內(nèi)力系數(shù)表。不等跨連續(xù)梁、板的內(nèi)力計(jì)算可查有

16、關(guān)手冊(cè)，或采用二次彎矩分配法等求解。,梁板結(jié)構(gòu),五跨連續(xù)梁(或板)在六種荷載下的內(nèi)力圖,梁板結(jié)構(gòu),2.內(nèi)力包絡(luò)圖：以三跨集中荷載作用下的主梁為例說(shuō)明M包絡(luò)圖的畫法 等截面、等跨度梁、板查附表B建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊(cè) M 理論上：以恒載產(chǎn)生的內(nèi)力為基礎(chǔ)，疊加最不利活載產(chǎn)生的內(nèi)力； 實(shí)際上：對(duì)控制截面進(jìn)行考慮（跨中、支座等） 繪制彎矩包絡(luò)圖的具體步驟是： （1）列出恒荷載及其與各種可能的最不利活荷載的布置的組合。 （2）對(duì)上述每一種荷載組合求出各支座的彎矩，并以支座彎矩的連線為基線，繪出各跨在相應(yīng)荷載作用下的簡(jiǎn)支彎矩圖。 （3）繪出上述彎矩圖的外包線，即得所求的彎矩包絡(luò)圖。 剪力包絡(luò)圖的繪制方法與彎

17、矩包絡(luò)圖的繪制方法類似。 五、結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)的內(nèi)力取值： 由于危險(xiǎn)截面往往在支座邊緣處，故實(shí)際計(jì)算的彎矩和剪力設(shè)計(jì)值應(yīng)按支座邊緣處確定,梁板結(jié)構(gòu),均布荷載時(shí)： 集中荷載作用時(shí)： 式中 、支座中心處截面上的彎矩和剪力設(shè)計(jì)值 支座邊緣處剪力設(shè)計(jì)值 按簡(jiǎn)支梁計(jì)算的支座剪力,梁板結(jié)構(gòu),三、塑性理論計(jì)算方法 一）塑性理論 1.塑性鉸：拉區(qū)混凝土開(kāi)裂鋼筋屈服、流變（My Mu增大不明顯，但、急劇增大 ）整個(gè)截面塑性變形塑性鉸（塑性變形集中的區(qū)域）,鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的塑性較,梁板結(jié)構(gòu), 2.塑性鉸的特點(diǎn)： （1）轉(zhuǎn)動(dòng)方向單一 （沿彎矩作用方向轉(zhuǎn)動(dòng)）； （2）轉(zhuǎn)動(dòng)范圍有限； （3）能傳遞一定的彎矩 3.塑性內(nèi)力

18、重分布 以兩跨連續(xù)梁為例進(jìn)行分析： 假定按受彎構(gòu)件計(jì)算，連續(xù)梁 跨中截面的極限正彎矩與 中間支座截面的極限負(fù)彎矩 均為0.188P。當(dāng)荷載增加到P時(shí)， 中間支座 跨中 跨中還有 的強(qiáng)度儲(chǔ)備 ，當(dāng)加荷增量達(dá) 時(shí)，跨中截面 跨中截面屈服形成塑性鉸， 結(jié)構(gòu)變?yōu)闄C(jī)動(dòng)體系而破壞。,梁板結(jié)構(gòu),塑性內(nèi)力重分布的原因：塑性鉸的產(chǎn)生。 由結(jié)構(gòu)力學(xué)知：超靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力與各截面相對(duì)剛度有關(guān)。 裂縫出現(xiàn)EI 相對(duì)剛度變化內(nèi)力變化； 拉筋屈服前， EI變化小，內(nèi)力重分布較??； 拉筋屈服后產(chǎn)生了塑性鉸改變結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖內(nèi)力重分布。 說(shuō)明： （1）對(duì)于超靜定結(jié)構(gòu)，出現(xiàn)一個(gè)塑性鉸，減少一次超靜定； （2）一般塑鉸個(gè)數(shù)超靜定次數(shù)，

19、結(jié)構(gòu)破壞。 4.結(jié)論： （1）塑鉸個(gè)數(shù)超靜定次數(shù)結(jié)構(gòu)變?yōu)闄C(jī)動(dòng)體系。 （2）塑性理論：內(nèi)、外力平衡，但轉(zhuǎn)角相等的變形協(xié)調(diào)條件不滿足； 彈性理論：內(nèi)、外力平衡且變形協(xié)調(diào)。 （3）控制截面的配筋比可控制調(diào)幅的大小、方向。,梁板結(jié)構(gòu),5.適用范圍： （1）在使用階段不允許出現(xiàn)裂縫或?qū)α芽p開(kāi)展有較嚴(yán)格限制的結(jié)構(gòu)(如水池池壁、自防水屋面等)以及受侵蝕性氣體或液體嚴(yán)重作用的結(jié)構(gòu)； （2）直接承受動(dòng)荷載作用的工業(yè)與民用建筑； （3）要求有較高強(qiáng)度儲(chǔ)備的結(jié)構(gòu)； （4）輕質(zhì)混凝土結(jié)構(gòu)及其他特種混凝土結(jié)構(gòu)； （5）預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)和二次受力的疊合結(jié)構(gòu)。 二）塑性計(jì)算要點(diǎn)：彎矩調(diào)幅法 1.彎矩調(diào)幅法概念：先按彈性理論

20、求結(jié)構(gòu)控制截面的彎矩值，然后根據(jù)需要，適當(dāng)調(diào)整某些截面的彎矩值，通常是對(duì)那些彎矩(按絕對(duì)值)較大的截面的彎矩進(jìn)行調(diào)整。 截面彎矩調(diào)幅值與按彈性理論計(jì)算的截面彎矩值的比值，稱為調(diào)幅系數(shù)，可用下式表示：,梁板結(jié)構(gòu), 2.彎矩調(diào)幅法的原則： （1）鋼筋宜選用HPB235、HRB335和HRB400，混凝土宜為C20-C45。 目的：保證塑性鉸具有足夠的轉(zhuǎn)動(dòng)能力， （2）截面的彎矩調(diào)幅系數(shù)不宜超過(guò)0.25。 其目的是保證結(jié)構(gòu)在正常使用荷載作用下不出現(xiàn)塑性鉸；同時(shí)也保證塑性鉸處混凝土裂縫寬度和撓度在允許限值內(nèi)。 （3）彎矩調(diào)整后的截面相對(duì)受壓區(qū)高度不應(yīng)超過(guò)0.35，也不宜小于0.10；如果截面按計(jì)算配有

21、受壓鋼筋時(shí)，在計(jì)算時(shí)，可考慮受壓鋼筋的作用。 控制截面相對(duì)受壓區(qū)高度上限值的目的是為了保證塑性鉸具有足夠的轉(zhuǎn)動(dòng)能力?？刂破湎孪拗档哪康氖且种屏芽p開(kāi)展過(guò)寬，以滿足正常使用狀態(tài)要求。 （4）彎矩調(diào)幅后，梁、板各跨兩支座彎矩平均值的絕對(duì)值與跨中彎矩值之和不得小于該跨按簡(jiǎn)支計(jì)算的跨中彎矩值的1.02倍；同時(shí)，各控制截面的彎矩值不宜小于簡(jiǎn)支彎矩值的1/3。,梁板結(jié)構(gòu),（5）保證構(gòu)件受剪承載力節(jié)點(diǎn)構(gòu)造： 加密箍筋：箍筋截面面積增長(zhǎng)20% ；箍筋的配箍率應(yīng)滿足下列要求： 加密范圍：集中荷載，取支座邊至最近一個(gè)集中荷載之間的區(qū)段； 均布荷載，取支座邊至距支座邊為1.05ho的區(qū)段(ho為梁的有效高度)。 三）

22、等跨連續(xù)梁、板的內(nèi)力計(jì)算 四）計(jì)算跨度相差超過(guò)10%的不等跨連續(xù)梁、板內(nèi)力計(jì)算 (1)按荷載的最不利布置，用彈性分析方法計(jì)算各控制截面的最不利彎 (2)在彈性分析的基礎(chǔ)上，降低各支座截面的彎矩，其調(diào)幅系數(shù) 0.20； (3)當(dāng)連續(xù)梁兩端與梁或柱整體連接時(shí)，各支座截面的彎矩可按下式計(jì)算： (4)連續(xù)梁各跨中截面的彎矩不宜調(diào)整，其彎矩值可取考慮最不利布置并按彈性方法算得的彎矩值，且彎矩不小于簡(jiǎn)支梁跨中彎矩值的1.02倍與各跨兩支座彎矩平均值之差,即,梁板結(jié)構(gòu),四、截面設(shè)計(jì)與構(gòu)造要求 （一）板 1.計(jì)算：1）不進(jìn)行抗剪承載力計(jì)算 原因：板跨高比l/h較大，而荷載相對(duì)較小， 一般情況下總是M/MuV/

23、Vu 2）壓力拱現(xiàn)象：M中跨或M中支減少20 2.構(gòu)造要求： A.板厚： 1/40(連續(xù)板)、 1/35(簡(jiǎn)支板) 或1/12(懸臂板)，板的最小厚度尚應(yīng)滿足表2.2.1的規(guī)定。 B.受力鋼筋： 直徑： 6、 8 12、14、16 間距：當(dāng)板厚h150mm時(shí)，不宜大于200mm；當(dāng)板厚h150mm時(shí)，不宜大于1.5h，且不宜大于250mm。 支座錨固：伸入支座的錨固長(zhǎng)度 5d C.分布鋼筋： 作用：固定受力鋼筋的位置；承擔(dān)由于溫度變化、混凝土收縮所產(chǎn)生的內(nèi)力；承擔(dān)四邊支承的單向板中長(zhǎng)跨方向的彎矩；以及將板上的集中荷載分布在較大的面積上，以傳給更多的受力鋼筋。,等跨連續(xù)板的鋼筋布置,梁板結(jié)構(gòu),板

24、角配筋圖,直徑：直徑不宜小于6mm； 分布鋼筋的截面面積不宜小于受力鋼筋截面面積的15%，且不宜小于該方向板截面面積的0.15%； 間距：不宜大于250mm，對(duì)集中荷載較大的情況，分布鋼筋的截面面積應(yīng)適當(dāng)增加，其間距不宜大于200mm。 D.附加鋼筋：板面；孔洞周邊,樓板開(kāi)設(shè)孔洞時(shí)的構(gòu)造要求,梁板結(jié)構(gòu),二）次梁的計(jì)算與構(gòu)造要求 1、次梁的計(jì)算 1）按正截面抗彎承載力確定縱向受拉鋼筋時(shí)，通常跨中按T型截面計(jì)算，支座因翼緣位于受拉區(qū)，按矩形截面考慮。 2）按斜截面抗剪承載力確定抗剪腹筋。當(dāng)荷載、跨度較小時(shí)，一般只利用箍筋抗剪；當(dāng)荷 載、跨度較大時(shí)，可在支座附近設(shè)置彎起鋼筋，以減少箍筋用量。 3）截

25、面尺寸滿足高跨比（1/181/12）和高寬比（1/31/2）的要求時(shí)，一般不必作使用階段 的撓度和裂縫寬度的驗(yàn)算。 2、次梁的構(gòu)造要求 1）次梁的鋼筋組成及布置參見(jiàn)下圖，次梁伸入墻內(nèi)的長(zhǎng)度一般不應(yīng)小于240mm。 2）當(dāng)次梁相鄰跨度相差不超過(guò)20%，且均布恒荷載與均布活荷載設(shè)計(jì)值之比q/g3時(shí)，其縱向受力鋼筋的彎起和截?cái)嗫砂聪聢D進(jìn)行，否則應(yīng)按彎矩包絡(luò)圖確定。,三）主梁的計(jì)算與構(gòu)造要求 1、主梁的計(jì)算 1）正截面抗彎計(jì)算與次梁相同，通?？缰邪碩型截面計(jì)算，支座按矩形截面計(jì)算。當(dāng)跨中 出現(xiàn)負(fù)彎矩時(shí)，跨中也應(yīng)按矩形截面計(jì)算。 2）由于支座處板、次梁和主梁重疊交錯(cuò)，且主梁負(fù)筋位于次梁與板的負(fù)筋之下，故

26、截面的 有效高度在支座處有所減小，其取值為 當(dāng)主梁受力鋼筋為一排時(shí) 當(dāng)主梁受力鋼筋為二排時(shí) 3）由于主梁一般按彈性法計(jì)算內(nèi)力，計(jì)算跨度 取支座中心線之間的距離，而最危險(xiǎn)的支座截面應(yīng) 在支座邊緣處，故其配筋的計(jì)算應(yīng)取支座邊緣的彎 矩： 4）主梁主要承受集中荷載，抗剪計(jì)算中若無(wú)足 夠的跨中縱向鋼筋彎起供抗剪，則應(yīng)在支座處設(shè)置 專門的抗剪鴨筋。 5）截面尺寸滿足高跨比1/141/8和寬高比1/3 的要求時(shí)，一般不必作使用階段撓度和裂縫寬度 的驗(yàn)算。,梁板結(jié)構(gòu),6）附加橫向鋼筋：在次梁與主梁的相交處，由于主梁承受次梁傳來(lái)的集中荷載，為保證主梁局部有足夠的抗沖切承載力，可在S范圍內(nèi)設(shè)置附加橫向鋼筋(箍筋

27、或吊筋)，如下圖 2.主梁縱向受力鋼筋的彎起與截?cái)?，?yīng)使其抗彎承載力圖覆蓋彎矩包絡(luò)圖，并應(yīng)滿足有關(guān)構(gòu)造要求。,吊筋與附加箍筋的布置,雙向板肋梁樓蓋,一、雙向板的計(jì)算 1、雙向板破壞時(shí)的裂縫開(kāi)展形式：如圖示 破壞特點(diǎn)：板的四角上翹，板底中間出現(xiàn)第一批裂縫，延長(zhǎng)并沿450向四角擴(kuò)展；板面四角開(kāi)裂。 傳力：板傳遞給四邊支座的壓力為各邊中部大，兩端較小。,鋼筋混凝土雙向板的破壞裂縫,具體內(nèi)力分布取決于支承、嵌固條件、幾何特征、荷載性質(zhì)。 二、計(jì)算 A、彈性計(jì)算方法 一）單區(qū)格雙向板 按彈性薄板理論為依據(jù)進(jìn)行計(jì)算，其內(nèi)力分析比較復(fù)雜，通常根據(jù)不同的支承 條件，查相應(yīng)的計(jì)算表格（附表C）進(jìn)行計(jì)算。,雙向板

28、肋梁樓蓋,二）多區(qū)格雙向板,1.精確計(jì)算復(fù)雜，采用近似計(jì)算方法； 2.活載的最不利布置 1）求支座的最大彎矩：各區(qū)格滿布活載； 2）求跨內(nèi)最大彎矩：應(yīng)在該區(qū)格布置活荷載，然后雙向隔跨布置活荷載，即形成如圖所示的棋盤式布局。,四邊嵌固的單區(qū)格板,3.求彎矩：1）求某跨內(nèi)最大彎矩 用連續(xù)梁、板方法調(diào)整荷載,四邊簡(jiǎn)支的單區(qū)格板,雙向板肋梁樓蓋,2）求支座最大負(fù)彎矩 中間區(qū)格：恒載+滿布活載四邊嵌固的 單區(qū)格板 邊區(qū)格：按實(shí)際支承情況考慮 三）按彈性理論計(jì)算雙向板支承梁,雙向板支承梁計(jì)算簡(jiǎn)圖,荷載：三角形荷載；梯形荷載 內(nèi)力計(jì)算查靜力結(jié)構(gòu)計(jì)算手冊(cè)或：按支座截面彎矩相等的原則換算為等效均布荷載，但各跨內(nèi)

29、最大彎矩及支座處剪力值應(yīng)按梁上原有荷載形式進(jìn)行計(jì)算,三角形及梯形荷載換算為等效均布荷載,雙向板肋梁樓蓋,B.塑性計(jì)算方法極限平衡法,四邊固定雙向板極限平衡法的計(jì)算模式 正塑性鉸線 -負(fù)塑線鉸線,一）實(shí)驗(yàn)分析： 從角點(diǎn)成450裂縫，裂縫處鋼筋屈服，混凝土達(dá)極限壓應(yīng)變，在荷載基本不變的情況下，截面仍能承受彎矩并發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，此混凝土裂縫線即稱為塑性鉸線。 極限平衡：四塊板上均承受荷載，每塊板周邊均承受彎矩，但板并未拉裂，處于平衡狀態(tài)。,二）極限平衡法的計(jì)算 1. 假定：a.絕對(duì)剛體假定（塑性鉸線分割的四塊板均為絕對(duì)剛體）； b.極限彎矩假定（塑性鉸線上有一定彎矩）； c.跨中鉸線上無(wú)扭矩、剪力； d.

30、各自平衡假定（每塊板內(nèi)力平衡） 2. 計(jì)算,雙向板肋梁樓蓋,三、截面設(shè)計(jì)與構(gòu)造要求 1.截面設(shè)計(jì)要點(diǎn)(一般不進(jìn)行抗剪計(jì)算，只進(jìn)行抗彎計(jì)算) A. 四邊與梁整體連接的雙向板，由于內(nèi)拱作用，板的彎矩予應(yīng)以折減： (1) 中間區(qū)格板的支座及跨內(nèi)截面減小20%。 (2) 邊區(qū)格板的跨內(nèi)截面及第一內(nèi)支座截面： 2時(shí)不折減。 其中 沿板邊緣方向的計(jì)算跨度； 垂直板邊緣方向的計(jì)算跨度。 (3)角區(qū)格板各截面彎矩值不予折減。,2. 2.構(gòu)造要求 按彈性理論計(jì)算時(shí)，將板分為圖示三個(gè)板帶,在中間板帶上，按跨內(nèi)最大正彎矩求得的單位長(zhǎng)度內(nèi)的板底鋼筋數(shù)量均勻配置，在邊板帶上，按中間板帶內(nèi)的單位長(zhǎng)度上的鋼筋數(shù)量的一半均勻

31、配置，支座處的負(fù)彎矩鋼筋不予減小，沿支座均勻配置。 按塑性理論計(jì)算時(shí)，板的跨內(nèi)及支座截面鋼筋通常均勻設(shè)置, 其余構(gòu)造要求均同單向板。,雙向板配筋時(shí)板帶的劃分 (a)平行于Ly方向的配筋；(b)平行于Lx方向的配筋,樓 梯 一、概述 二、現(xiàn)澆板式樓梯的計(jì)算與構(gòu)造 適用范圍：跨度不大（梯段水平投影長(zhǎng)度3 m），活荷載較小時(shí)。 組成部分：梯段板、平臺(tái)板、平臺(tái)梁。,返回,板式樓梯,梁式樓梯,1、梯段板 1） 厚度：取l0(1/251/30)（ l0 為梯段板水平方向的跨度）。 2） 荷載：活荷載、踏步自重、斜板自重。 注意：活荷載沿水平方向布置，而斜板的自重卻是沿板的傾斜方向分布，為計(jì)算方便， 一般將

32、荷載均換算成沿水平方向分布再進(jìn)行計(jì)算。踏步自重亦折算為沿水平方向布置的 均布線荷載。 3） 計(jì)算單元：可取1m寬的板帶或整個(gè)梯段板。 4）計(jì)算簡(jiǎn)圖：簡(jiǎn)化為計(jì)算跨度按斜板水平投影長(zhǎng)度取值，荷載為沿斜板水平投影長(zhǎng)度 上的均布荷載的水平簡(jiǎn)支板。,返回,圖2.5.4 板式樓梯,返回,板式樓梯斜板配筋方案,三、現(xiàn)澆梁式樓梯的計(jì)算與構(gòu)造 適用范圍：跨度及荷載較大時(shí) 組成部分：踏步板、梯段斜梁、平臺(tái)梁 平臺(tái)板 1、踏步板：兩端支承在梯段斜梁上的 單向板，通常取一個(gè)踏步為計(jì)算單元， 并將梯形截面按面積相等的原則簡(jiǎn)化為同 寬度的矩形截面簡(jiǎn)支梁計(jì)算。 構(gòu)造要求：斜板厚度取3040mm， 每個(gè)踏步不宜少于28受力鋼

33、筋。布置在 踏步下面的斜板中，并沿梯段布置間距不 大于250mm的分布鋼筋。 2、梯段斜梁：按倒L形截面梁計(jì)算， 踏步板下斜板為其受壓翼緣，截面高度一 般取hl0/20。內(nèi)力計(jì)算原理同板式樓梯中 梯段斜板.,返回,3、平臺(tái)梁與平臺(tái)板 梁式樓梯的平臺(tái)梁、平臺(tái)板的計(jì)算與板式樓梯基本相同，不同之處在于，梁式樓梯 中的平臺(tái)梁除承受平臺(tái)坂傳來(lái)的均布荷載和平臺(tái)梁自重外，還承受梯段斜梁傳來(lái)的集中 荷載。,四、折線形樓梯的計(jì)算與構(gòu)造,返回,雨 棚 一、概述 1、雨棚的類型： 2、雨棚梁兼作過(guò)梁的懸挑板式雨棚的破壞形式： 1）雨棚板在根部發(fā)生受彎斷裂破壞； 2）雨棚梁受彎、剪、扭發(fā)生破壞； 3）雨棚發(fā)生整體傾覆

34、破壞。 二、雨棚的設(shè)計(jì) 一）雨棚板的設(shè)計(jì)：懸臂板，按受彎構(gòu)件設(shè)計(jì)，板厚 取ln/12。當(dāng)雨棚板挑出長(zhǎng)度ln0.61m時(shí)，板根部厚 度通常70mm；當(dāng)挑出長(zhǎng)度ln1.2m時(shí)，板根部厚度不 小于80mm，端部厚度不小于50mm。板承受的荷載除永久 荷載和均布活荷載外，還應(yīng) 考慮施工或檢修荷載（沿板寬每隔1m考慮一個(gè)1KN的集中荷載，作用于板端）。 二）雨棚梁的設(shè)計(jì)： 1）構(gòu)造尺寸：梁寬同墻厚 梁高同普通梁，但需為磚的模數(shù)。 2）荷載類型：雨棚板傳來(lái)的荷載 梁上的墻重及樓板傳來(lái)的荷載 3）荷載計(jì)算： 雨棚板傳來(lái)的荷載：恒荷載+MAX（均布活荷載、雪荷載） 恒荷載+施工荷載或檢修荷載（每隔1m考慮1K

35、N） 梁上的墻重及樓板傳來(lái)的荷載：見(jiàn)下圖：,返回,雨篷計(jì)算簡(jiǎn)圖,4）內(nèi)力計(jì)算：彎矩、剪力和扭矩 注意：計(jì)算扭矩時(shí)應(yīng)分別計(jì)算兩種不同荷載組合下的扭矩并取大值。 三）雨棚的整體傾覆驗(yàn)算： Mr Mov 式中 Mr 抗傾覆力矩設(shè)計(jì)值，取0.8Grl2 Gr_雨棚抗傾覆力矩荷載，取雨棚梁尾端上部450擴(kuò)散角范圍（水平長(zhǎng)度為 l3）內(nèi)的墻體與樓面恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值之和，見(jiàn)下圖。,返回,1.雨蓬板上均布荷載在雨蓬梁上產(chǎn)生的單位長(zhǎng)度上的扭矩tq為:,雨篷梁的扭矩圖,由在雨蓬梁支座處產(chǎn)生的最大扭矩Tmax為:,l0雨蓬梁的凈跨度； l雨蓬板的懸挑長(zhǎng)度； b雨蓬梁的截面寬度,2.在均布荷載g和施工、檢修集中荷載Q作用

36、下，梁上沿單位長(zhǎng)度上的線扭矩為tq及雨蓬梁的最大扭矩Tmax為:,3.比較兩種結(jié)果，取其中最不利者作為最后的計(jì)算扭矩。,4、雨棚的配筋： 雨棚板的配筋 按懸臂板計(jì)算，但必須配分布鋼 筋，受力鋼筋必須伸入雨棚梁并 與梁中鋼筋連接。雨棚梁按彎剪 扭構(gòu)件設(shè)計(jì)配筋的，其箍筋必須 按抗扭鋼箍要求制作。具體配筋 構(gòu)造見(jiàn)右圖：,返回,三）雨棚的整體傾覆驗(yàn)算： Mr Mov Mr 抗傾覆力矩設(shè)計(jì)值，取0.8Grl2 Gr_雨棚抗傾覆力矩荷載，取雨棚梁尾端上部450擴(kuò)散角范圍（水平長(zhǎng)度為l3）內(nèi)的墻體與樓面恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值之和，見(jiàn)下圖。,第三章 單 層 工 業(yè) 廠 房 主要內(nèi)容：?jiǎn)螌庸I(yè)廠房的結(jié)構(gòu)組成與受力特點(diǎn)，構(gòu)

37、件選型 支撐的種類及作用，排架計(jì)算，獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。 大綱要求：重點(diǎn)掌握單層工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)組成與受力特點(diǎn)， 柱下獨(dú)立基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)方法，一般了解排架結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖及內(nèi)力 分析方法。,單廠組成與特點(diǎn),單廠構(gòu)件選型與支撐布置,排架計(jì)算,返回,單層工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)組成與受力特點(diǎn) 一、結(jié)構(gòu)組成 1、橫向承重結(jié)構(gòu)形式：排架、剛架 排架：柱與屋架或屋面梁鉸接而與基礎(chǔ)剛接 剛架：柱與橫梁剛接 重點(diǎn)：鋼筋混凝土鉸接排架結(jié)構(gòu) 2、屋蓋結(jié)構(gòu)：承重與維護(hù) 1）有檁體系：小型屋面板、檁條和屋架（包括屋蓋支撐） 2）無(wú)檁體系：大型屋面板（包括天溝板）、屋面梁或屋架（包括屋蓋支撐） 3、吊車梁：承受并傳遞吊車荷載（豎向荷載吊車自重

38、及吊物重；水平荷載 吊車啟動(dòng)或制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生），聯(lián)系縱向柱列。 4、排架柱：最主要的受力構(gòu)件，承受所有荷載并傳遞給柱基。 5、聯(lián)系梁、基礎(chǔ)梁：承受維護(hù)結(jié)構(gòu)荷載并聯(lián)系縱向柱列。 6、抗風(fēng)柱：傳遞山墻風(fēng)荷載給屋蓋和基礎(chǔ)。 7、基礎(chǔ)：承受排架及基礎(chǔ)梁傳來(lái)的荷載并擴(kuò)散傳給地基。,返回,返回,二、受力特點(diǎn) 實(shí)際狀況：廠房空間 工作，即某一構(gòu)件受 力時(shí)，所有構(gòu)件均產(chǎn) 生內(nèi)力。 設(shè)計(jì)處理：將廠房結(jié) 構(gòu)沿縱、橫兩個(gè)主軸 方向按橫向平面排架 和縱向平面排架分別 計(jì)算。 1、橫向平面排架： 受荷：見(jiàn)右圖。 特點(diǎn)：承擔(dān)大部分主 要荷載，跨度大，柱 根數(shù)少，柱中內(nèi)力大 剛度差。 2、縱向平面排架： 受荷：見(jiàn)右圖。 特點(diǎn)：

39、主要承擔(dān)縱向 水平荷載，剛度大， 內(nèi)力小，一般可不做 計(jì)算。,返回,一）橫向排架：橫梁（屋面梁或屋架）、橫向柱列、基礎(chǔ) 傳力途徑：,二）縱向排架：縱向柱列、吊車梁、聯(lián)系梁、基礎(chǔ)等 傳力途徑：,作用：1、保證廠房結(jié)構(gòu)的縱向穩(wěn)定性和剛度； 2、承受荷載,單層工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)構(gòu)件選型與支撐布置 一、標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)構(gòu)件選型 1、屋面板與檁條：見(jiàn)教材。 2、屋面梁與屋架：見(jiàn)教材，注意屋面梁與各類型屋架的適用范圍。 3、吊車梁：見(jiàn)教材。 二、柱的選型 1、矩形柱：外型簡(jiǎn)單，施工方便，費(fèi)材，自重大，僅用于一般小型廠房或上柱，截 面高度不大于500mm。 2、I形柱：自重較輕，受力較矩形柱合理，廣泛用于各類中型廠房。

40、 3、雙肢柱：進(jìn)一步將I形柱腹板挖空形成，更省料，適用于重型廠房。 三、基礎(chǔ)選型 1、類型：杯形基礎(chǔ)，殼體 基礎(chǔ)，條形基礎(chǔ)，爆擴(kuò)短樁 基礎(chǔ)，樁基礎(chǔ)。 2、影響柱基選擇的因素： 上部結(jié)構(gòu)荷載的性質(zhì)、大小， 工程地質(zhì)條件。 3、杯形基礎(chǔ)形式：階形 與錐形（見(jiàn)右圖）。 注意：基礎(chǔ)需深埋時(shí)采用高 杯基礎(chǔ)。,返回,四、結(jié)構(gòu)布置 1、柱網(wǎng)布置：確定柱子縱向定位軸線之間的距離（跨度）和橫向定位軸線之間的距離 （柱距）。布置原則如下： 1）符合生產(chǎn)工藝和正常使用的要求； 2）建筑和結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)合理； 3）施工方法上具有先進(jìn)性； 4）符合廠房建筑統(tǒng)一化基本原則； 5）適用生產(chǎn)發(fā)展和技術(shù)革新的要求。 2、變形縫：伸縮

41、縫、沉降縫、防震縫。 3、支撐的布置： A、屋蓋支撐 1）屋架之間的垂直支撐和水平系桿； 2）屋架之間的橫向水平支撐；,返回,橫向水平支撐是由交叉角鋼和屋架上弦或下弦組成的水平架，布置在廠房端部及溫度區(qū)段兩端的第一或第二柱間。 當(dāng)屋蓋結(jié)構(gòu)的縱向水平面內(nèi)的剛度不足，具有以下情況之一時(shí)，應(yīng)設(shè)置上弦橫向水平支撐： （a）跨度較大的無(wú)檁體系屋蓋，當(dāng)屋面板與屋架連接的焊接質(zhì)量不能保證，且山墻抗風(fēng)柱與屋架上弦連接時(shí)。若能保證大型屋面板與屋架或屋面梁有三點(diǎn)焊接且屋面板縱肋間的空隙用C15或C20細(xì)石混凝土灌實(shí)，則可認(rèn)為無(wú)檁體系屋蓋剛度相當(dāng)大，無(wú)須設(shè)置上弦橫向水平支撐。 （b）屋面設(shè)置了天窗且天窗通到廠房端的

42、第二柱間或通過(guò)伸縮縫時(shí)，應(yīng)在第一或第二柱間的天窗范圍內(nèi)設(shè)置上弦橫向水平支撐，并在天窗范圍內(nèi)沿縱向設(shè)置一至三道通長(zhǎng)的受壓系桿。 （c） 當(dāng)采用鋼筋混凝土拱形或梯形屋架的屋蓋系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)在每一個(gè)伸縮縫區(qū)段端部的第一或第二柱間布置上弦橫向水平支撐。 當(dāng)具有以下情況之一時(shí)，應(yīng)設(shè)下弦橫向水平支撐： （a）山墻抗風(fēng)柱與屋架下弦連接，縱向水平力通過(guò)下弦傳遞時(shí)； （b）廠房?jī)?nèi)有較大的振動(dòng)源，如設(shè)有硬鉤橋式吊車，或5t及其以上的鍛錘時(shí)； （c）有縱向運(yùn)行的懸掛吊車（或電葫蘆），且吊點(diǎn)設(shè)在屋架上弦時(shí)，可在懸掛吊車軌道盡頭的柱間設(shè)置。,返回,3）屋架之間的縱向水平支撐； 4）天窗架支撐。 B、柱間支撐： 作用：,返回

43、,提高廠房縱向剛度和穩(wěn)定性 設(shè)置位置：伸縮縫區(qū)段的中央或臨近中央的柱間, 縱向水平支撐一般是由交叉角鋼、直腹桿和屋架下弦第一節(jié)間組成的縱向水平桁架。其作用是加強(qiáng)屋蓋結(jié)構(gòu)的橫向水平剛度。 當(dāng)具有下列情況之一時(shí)，應(yīng)設(shè)置縱向水平支撐： (a)當(dāng)廠房?jī)?nèi)設(shè)有托架時(shí)，將縱向水平支撐布置在托架所在的柱間，并向兩端各延伸一個(gè)柱間； (b) 當(dāng)廠房?jī)?nèi)設(shè)有軟鉤橋式吊車但廠房高度大，吊車噸位較重(如等高多跨廠房柱高大于15m，起重量大于50噸)； (c) 當(dāng)廠房?jī)?nèi)設(shè)有硬鉤橋式吊車或5t及以上鍛錘時(shí)；當(dāng)?shù)踯噰嵨淮蠡驈S房剛度有特殊要求時(shí)，可沿中間柱列適當(dāng)增設(shè)縱向水平支撐。 當(dāng)設(shè)置下弦縱向水平支撐時(shí)為保證廠房空間剛度，必

44、須同時(shí)設(shè)置相應(yīng)的下弦橫向水平支撐，形成封閉的水平支撐系統(tǒng)。 垂直支撐一般由角鋼桿件與屋架直腹桿或天窗架的立柱組成的垂直桁架，其形式為十字交叉形或W形。 (a) 當(dāng)廠房跨度小于18m且無(wú)天窗時(shí)，一般可以不設(shè)垂直支撐和水平系桿； (b) 當(dāng)廠房跨度為1830m，屋架間距為6m，采用大型屋面板時(shí)，應(yīng)在每一伸縮縫區(qū)的端部第一或第二柱間設(shè)置一道垂直支撐； (c) 跨度大于30m時(shí)，應(yīng)在屋架跨度1/3左右的節(jié)點(diǎn)處設(shè)置兩道垂直支撐，當(dāng)屋架端部高度大于12m時(shí)，還應(yīng)在屋架兩端各布置一道垂直支撐； (d) 當(dāng)廠房伸縮縫區(qū)段大于90m時(shí)，還應(yīng)在柱間支撐柱距內(nèi)增設(shè)一道垂直支撐。,B、柱間支撐： 作用：提高廠房縱向剛

45、度和穩(wěn)定性。 設(shè)置位置：伸縮縫區(qū)段的中央或臨近中央的柱間。 柱間支撐有下列情況之一時(shí)設(shè)置： (a) 廠房?jī)?nèi)設(shè)有重級(jí)工作制吊車，或中輕工作制吊車起重量在10t及以上時(shí)； (b) 廠房跨度在18m及18m以上，或柱高在8m及8m以上時(shí)； (c) 縱向柱的總數(shù)每排在7根以下時(shí)； (d) 設(shè)有3t以上的懸掛吊車時(shí)； (e) 露天吊車棧橋的柱列。,4、抗風(fēng)柱的布置：,返回,5、圈梁、連系梁、過(guò)梁和基礎(chǔ)梁的布置 1）圈梁：設(shè)在墻內(nèi)，與柱用鋼筋連接，不承受墻體自重。 作用：將墻體與廠房柱箍在一起，加強(qiáng)廠房的整體剛度。 布置原則：詳見(jiàn)教材。 2）連系梁：連系縱向柱列， 增強(qiáng)廠房縱向剛度，并將風(fēng)荷載傳給縱向柱列

46、，并 承受其上墻體重力。 3）過(guò)梁：承受門窗洞口上部墻體的重力。 注意：進(jìn)行廠房結(jié)構(gòu)布置時(shí)，應(yīng)盡可能將圈梁、連系梁、過(guò)梁結(jié)合起來(lái)。 4）基礎(chǔ)梁： 布置要求：詳見(jiàn)教材。,返回,排 架 計(jì) 算 一、排架計(jì)算簡(jiǎn)圖 1、基本假定： 1）排架柱上端鉸接于屋架（或屋面梁），下端嵌固于基礎(chǔ)頂面。 2）橫梁（屋架或屋面梁）為軸向變形可忽略不計(jì)的剛桿。 2、排架受荷總圖及計(jì)算單元：,返回,3、單跨排架計(jì)算簡(jiǎn)圖：,返回,柱總高H柱頂標(biāo)高基礎(chǔ)頂面標(biāo)高； 上柱總高H1柱頂標(biāo)高牛腿頂面標(biāo)高； 牛腿頂面標(biāo)高吊車軌頂標(biāo)高吊車梁高度軌道構(gòu)造高度 二、排架荷載計(jì)算 1、恒載 (1)屋蓋恒載G1 屋蓋恒載包括屋蓋構(gòu)造層（找平層、

47、保溫層、防水層等）、屋面板、天窗架、屋架或屋面梁、屋蓋支撐以及與屋架連接的各種管道等的重力荷載。計(jì)算單元范圍內(nèi)屋蓋的總重力荷載是通過(guò)屋架或屋面梁的端部以豎向集中力的形式傳至柱頂，其作用點(diǎn)位于屋架上、下弦?guī)缀沃行木€匯交處（或屋面梁梁端墊板中心線處），一般在廠房縱向定位軸線內(nèi)側(cè)150mm處 ； (2) 懸墻自重重力荷載G5 (3)吊車梁和軌道及連接件重力荷載G3 吊車梁和軌道及連接件重力荷載可以從有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)圖集中直接查得，軌道及連接件重力荷載也可以按估算。 G3的作用點(diǎn)一般距縱向定位軸線750mm，當(dāng)為重級(jí)工作制需設(shè)走道板或Q50t時(shí)，可取為1000mm。 (4)柱自重重力荷載 上柱自重重力荷載G2

48、和下柱自重重力荷載G4分別作用于各自截面的幾何中心線上，其中G2對(duì)下柱截面幾何中心線有一偏心矩,. 屋面活荷載Q1 按屋面水平投影面積計(jì)算，取積灰荷載和max屋面均布活載、雪載 3. 風(fēng)荷載 (1)作用在排架柱頂以下墻面上的水平風(fēng)荷載近似按均布荷載計(jì)算，其風(fēng)壓高度變化系數(shù)可根據(jù)柱頂標(biāo)高確定。柱頂以下墻面上的均布荷載可按下列公式計(jì)算： （2）作用在排架柱頂以上屋蓋上的風(fēng)荷載仍取為垂直于屋面的均布荷載，但僅考慮其水平分力對(duì)排架的作用，且以水平集中荷載的形式作用在排架柱頂，其風(fēng)壓高度變化系數(shù)有矩形天窗時(shí)，按天窗檐口 標(biāo)高計(jì)算； 無(wú)矩形天窗時(shí)，按廠房檐口標(biāo)高或柱頂標(biāo)高計(jì)算。其計(jì)算公式為： 排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力

49、分析時(shí)，應(yīng)考慮左吹風(fēng)和右吹風(fēng)兩種情況。,4.吊車荷載 （1）吊車豎向荷載Dmax、Dmin支座最大、最小垂直反力標(biāo)準(zhǔn)值，利用影響線求得，如圖示； 吊車最大輪壓Fpmax，最小輪壓Fpmin， Fpmax和Fpmin同時(shí)出現(xiàn)，則 說(shuō)明：計(jì)算排架考慮多臺(tái)吊車豎向荷載時(shí)，對(duì)單跨廠房的每個(gè)排架，參與組合的吊車臺(tái)數(shù)不宜多于2臺(tái)；對(duì)多跨廠房的每個(gè)排架，不宜多于4臺(tái)。當(dāng)某跨近期及遠(yuǎn)期均肯定只設(shè)一臺(tái)吊車時(shí)，方可按一臺(tái)考慮。 （2）橫向水平荷載 Tmax 取值如下：對(duì)于軟鉤吊車：當(dāng)額定起重量不大于10t時(shí)，應(yīng)取0.12；當(dāng)額定起重量為1650t時(shí)，應(yīng)取0.10；當(dāng)額定起重量不小于75t時(shí)，應(yīng)取0.08；對(duì)硬鉤吊

50、車取0.2,（3）吊車縱向水平荷載T0 吊車縱向水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值，按作用在一邊軌道上所有剎車輪的最大輪壓之和的采用，即 n施加在一邊軌道上所有剎車輪數(shù)之和，對(duì)于一般的四輪吊車，n=1 說(shuō)明： Tmax方向可左可右； 無(wú)論單跨或多跨廠房最多考慮兩臺(tái)吊車同時(shí)剎車； 計(jì)算T0時(shí)，不論單跨或多跨最多考慮兩臺(tái)； 當(dāng)廠房縱向水平有柱間支撐時(shí)，全部吊車縱向水平荷載T0由柱間支撐承受；當(dāng)廠房無(wú)柱間支撐時(shí)，全部吊車縱向水平荷載由同一伸縮縫區(qū)段內(nèi)的全部柱承受,并按縱向柱的側(cè)移剛度大小分配。 三、內(nèi)力計(jì)算 各荷載單獨(dú)作用其上，分別算出其內(nèi)力。 對(duì)于單跨排架，單獨(dú)作用其上的荷載有8種,四、排架柱的最不利內(nèi)力組合 一）控

51、制截面33：上柱底面11；牛腿頂面22；下柱底面 二）荷載組合： 規(guī)范要求，取下列最不利組合： 由可變荷載效應(yīng)控制的組合： 由永久荷載效應(yīng)控制的組合： 說(shuō)明：1、考慮多臺(tái)吊車荷載組合時(shí)：豎向荷載，對(duì)單層單跨廠房按不多于兩臺(tái)考慮，對(duì)單層多跨廠房按不多于四臺(tái)考慮；水平荷載，對(duì)單跨或多跨廠房的每個(gè)排架，參與組合的吊車臺(tái)數(shù)不應(yīng)多余兩臺(tái)。,2、由于多臺(tái)吊車同時(shí)滿載的情況可能性較小，所以當(dāng)多臺(tái)吊車參與組合時(shí)，其內(nèi)力應(yīng)乘以相應(yīng)的荷載折減系數(shù)，如右表,三）最不利內(nèi)力組合 1、Mmax 及相應(yīng)的N、V； 2、 Mmax 及相應(yīng)的N、V ； 3、Nmax及相應(yīng)的M、V； 4、Nmin及相應(yīng)的M、V。 說(shuō)明： 1）

52、1、2、4為避免大偏壓破壞；1、2、3為避免小偏壓破壞； 2）對(duì)于3、4兩種組合，當(dāng)N為最大或最小時(shí)，可能的相應(yīng)彎矩不只是一種（原因：水平荷載作用時(shí)，N0，但M不為0），注意選擇組合項(xiàng)； 3）對(duì)于雙肢柱，其腹板配筋是由剪力控制，故還需考慮： Vmax及相應(yīng)的M、N； Vmax及相應(yīng)的M、N 注意： 1）恒載是永存的，無(wú)論何種組合均必須參與； 2）同一臺(tái)吊車的Dmax、Dmin是同時(shí)作用的，不能只擇其一； 3）同一臺(tái)吊車的Tmax同時(shí)作用于左右柱上，方向可左可右； 4）同一臺(tái)吊車的Dmax 、Tmax不一定同時(shí)產(chǎn)生，有Dmax時(shí)不一定有Tmax，但有Tmax時(shí)則一定有Dmax（或Dmin ）；

53、5）左右風(fēng)不可能同時(shí)產(chǎn)生，二者只擇其一； 6）在組合Nmax、 Nmin時(shí)，應(yīng)使相應(yīng)的M也盡可能大些，這樣更為有利； 7）在組合Mmax時(shí)，有時(shí)雖然M不為最大，但其相應(yīng)的N比Mmax時(shí)的N大得多（小偏壓）或小得多（大偏壓），則也有可能更為不利； 故上述六種組合，不一定包括了所有可能的不利組合。,單層廠房排架柱設(shè)計(jì),選擇柱的形式確定截面尺寸荷載計(jì)算內(nèi)力計(jì)算內(nèi)力組合配筋計(jì)算 牛腿設(shè)計(jì) 吊裝驗(yàn)算 一、截面設(shè)計(jì)： 一）使用階段計(jì)算： 1、截面尺寸：上柱（矩形），下柱（矩形或工形） 2、內(nèi)力組合的取舍（M、N、V） 3、配筋計(jì)算要點(diǎn)：矩形或工形等實(shí)腹柱（ M、N） 偏壓構(gòu)件計(jì)算； 雙肢柱（ M、N、V

54、） 二）施工階段吊裝驗(yàn)算要點(diǎn)(承載力、裂縫寬度驗(yàn)算) 注意：1、自重1.5動(dòng)力系數(shù)； 2、結(jié)構(gòu)重要性降低一級(jí)，一般00.9； 3、混凝土強(qiáng)度取吊裝時(shí)實(shí)際強(qiáng)度，一般70實(shí)際強(qiáng)度 4、柱在吊裝時(shí)的荷載短期效應(yīng)下的最大裂縫寬度不大于0.15mm0.2mm。,二、柱的吊裝驗(yàn)算：截面的簡(jiǎn)化、配筋圖的簡(jiǎn)化 1、吊裝方式：平吊，翻轉(zhuǎn)900起吊。 當(dāng)柱中鋼筋能滿足運(yùn)輸、吊裝時(shí)的承載力和裂縫驗(yàn)算的要求時(shí)宜采用平吊，反之 采用翻身吊。,返回,當(dāng)承載力裂縫寬度驗(yàn)算不滿足要求時(shí)，應(yīng)先采用調(diào)整或增設(shè)吊點(diǎn)以減小彎 矩的方法或采取臨時(shí)加固措施來(lái)解決。當(dāng)采用這些方法或措施有困難時(shí)， 可采用增大混凝土強(qiáng)度等級(jí)或增加縱筋數(shù)量的方

55、法。 三、牛腿設(shè)計(jì) 一）牛腿的受力特征及破壞形態(tài) 短牛腿： 長(zhǎng)牛腿： （按懸臂梁設(shè)計(jì)） a豎向荷載合力作用點(diǎn)至牛腿根部柱邊緣水平距離 1、牛腿的受力特點(diǎn)： 從光彈性試驗(yàn)知： 牛腿頂部上邊緣附近存在著與上邊緣平行的主拉應(yīng)力； 牛腿斜邊附近的主壓力軌跡線大體與ab平行； 上柱根部與牛腿交界線附近存在著應(yīng)力集中現(xiàn)象。 2、破壞形態(tài)： 壓彎破壞： 縱筋配筋率偏小 斜壓破壞 ： 牛腿承載力計(jì)算的依據(jù)模式。 剪切破壞 ： 牛腿與下柱的交接面上出現(xiàn)一系列短而細(xì)的斜裂縫,當(dāng)承載力裂縫寬度驗(yàn)算不滿足要求時(shí)，應(yīng)先采用調(diào)整或增設(shè)吊點(diǎn)以減小彎 矩的方法或采取臨時(shí)加固措施來(lái)解決。當(dāng)采用這些方法或措施有困難時(shí)， 可采用增

56、大混凝土強(qiáng)度等級(jí)或增加縱筋數(shù)量的方法。 三、牛腿設(shè)計(jì) 一）牛腿的受力特征及破壞形態(tài) 短牛腿： 長(zhǎng)牛腿： （按懸臂梁設(shè)計(jì)） a豎向荷載合力作用點(diǎn)至牛腿根部柱邊緣水平距離 1、牛腿的受力特點(diǎn)： 從光彈性試驗(yàn)知： 牛腿頂部上邊緣附近存在著與上邊緣平行的主拉應(yīng)力； 牛腿斜邊附近的主壓力軌跡線大體與ab平行； 上柱根部與牛腿交界線附近存在著應(yīng)力集中現(xiàn)象。 2、破壞形態(tài)： 壓彎破壞： 縱筋配筋率偏小 斜壓破壞 ： 牛腿承載力計(jì)算的依據(jù)模式。 剪切破壞 ： 牛腿與下柱的交接面上出現(xiàn)一系列短而細(xì)的斜裂縫,二）牛腿截面尺寸的確定 1、牛腿寬度同柱寬； 2、牛腿外邊緣高和底面傾斜角： 牛腿外邊緣高h(yuǎn)11/3h,2

57、00mm,一般取h1200300mm； 牛腿底面傾斜角450，一般取450 3、牛腿總高h(yuǎn)：由斜截面抗裂條件控制 式中 分別為作用于牛腿頂部按荷載標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算的豎向力和水平拉力值； 裂縫控制系數(shù)，對(duì)支承吊車梁的牛腿，取 ，其它牛腿，取 ； a 豎向力的作用點(diǎn)至下柱邊緣的水平距離，此時(shí)應(yīng)考慮安裝偏差20mm，當(dāng)考慮20mm安裝偏差后的豎向力作用線仍位于下柱截面以內(nèi)時(shí)，取a=0； b 牛腿寬度； h0 牛腿與下柱交接處的豎向截面有效高度，取 ， 當(dāng) 時(shí)，取 ；,4、墊板局部承壓驗(yàn)算 A局壓面積 若不滿足時(shí)：應(yīng)采取加大受壓面積； 提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)；在牛腿表面設(shè)置鋼筋網(wǎng)等。 三）牛腿配筋計(jì)算與構(gòu)造要求 1、配筋計(jì)算: 通過(guò)上述分析可將牛腿看作：縱筋為水平拉桿，混凝土壓力帶為壓桿的三角形桁架，如圖示： 故： 令: 則有： 注：a應(yīng)考慮20mm的安裝偏差，當(dāng)a0.3h0時(shí)，取a0.3h0,2、構(gòu)造要求：見(jiàn)圖示 1）縱筋：縱向受拉鋼筋宜采用HRB335或HRB400級(jí)鋼筋，根數(shù)不宜少于4根，直徑不應(yīng)小于12mm。 0.2%bh0或0.45bh0ft/fY As 0.6%bh0 2)彎筋：a/h00.3時(shí)應(yīng)設(shè)置彎筋以限制牛腿斜裂縫的開(kāi)展 彎起鋼筋宜采用HRB335或HRB400級(jí)鋼筋，并宜設(shè)置在牛腿上部l