2022年钢筋混凝土楼盖结构设计课程设计指导书 .pdf
《2022年钢筋混凝土楼盖结构设计课程设计指导书 .pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2022年钢筋混凝土楼盖结构设计课程设计指导书 .pdf(20页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、.设计指导书一 肋梁楼盖的计算简图在进行内力分析前,必须先把楼盖实际结构抽象成为一个计算简图,在抽象过程中要忽略一些次要因素,并做如下假定:1板的竖向荷载全部沿短跨方向传给次梁,且荷载板次梁主梁主梁支承的传递过程中,支承条件简化为集中于一点的支承链杆,忽略支承构件的竖向变形,即按简支考虑。2板视为以次梁为铰支座的连续梁,可取1m宽板带计算。3跨数超过 5 跨的等截面连续梁 (板),当各跨荷载基本相同, 且跨度相差不超过10时,可按 5 跨连续梁(板)计算,所有中间跨的内力和配筋均按第三跨处理。当梁板实际跨数小于5 跨时,按实际跨数计算。4板梁的计算跨度应取为相邻两支座反力作用点之间的距离,其值
2、与支座反力分布有关,也与构件的支承长度和构件本身的刚度有关。在实用计算中,计算跨度可按表3 取值。表 3 梁、板的计算跨度按弹性理论计算单跨两端搁置l0=ln+a且l0ln+h (板)l01.05ln(梁)一端搁置、一端与支承构件整浇l0=ln+a/2且l0ln+h/2 (板) l01.025ln (梁)两端与支承构件整浇l0=ln多跨边跨l0=ln+a/2+b/2且l0ln+h/2+b/2(板) l01.025ln+b/2(梁)中间跨l0=lc且l01.1ln (板) l01.05ln (梁)按塑性理论计算两端搁置l0=ln+a且l0ln+h (板)l01.05ln (梁)一端搁置、一端与支
3、承构件整浇l0=ln+a/2且l0ln+h/2 (板)l01.025ln (梁)两端与支承构件整浇l0=ln注:l0板、梁的计算跨度;lc支座中心线间距离;ln板、梁的净跨;h板厚;a板、梁端支承长度;b中间支座宽度二 按弹性方法计算内力按弹性理论计算的楼盖内力,首先要假定楼盖材料为均质弹性体。根据前述的计算简图,用结构力学的方法计算梁板内力,也可利用静力计算手册中的图表确定梁、板内力。在计算内力时应注意下列问题:1荷载与其不利组合楼盖上作用有永久荷载和可变荷载,永久荷载按实际考虑,可变荷载根据统计资料折算成等效均布活荷载, 可由建筑结构荷载规范 查得。板通常取 1m板宽的均布荷载 (包括自重
4、) ,次梁承受板传来的均布荷载和次梁自重,主梁承受次梁传来得集中荷载和均布的自重荷载。为名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 20 页 - - - - - - - - - .简化计算,可将主梁的自重按就近集中的原则化为集中荷载,作用在集中荷载作用点和支座处(支座处的集中荷载在梁中不产生内力)。由于可变荷载在各跨的分布是随机的,如何分布会在各截面产生最大内力是活荷载不利布置的问题。图 2 所示为 5 跨连续梁,当活荷载布置在不同跨间时梁的弯矩图与剪力图。由图可见,
5、当求 1,3,5 跨跨中最大正弯矩时,活荷应布置在1,3,5 跨;当求 2,4 跨跨中最大正弯矩或1,3,5跨跨中最小弯矩时,活荷载应布置在2,4 跨;当求 B支座最大负弯矩与支座最大剪力时,活荷载应布置在1,2,4 跨,如图 3。由此看出,活荷载在连续梁各跨满布时,并不是最不利情况。图 2 5 跨连续梁弯矩图与剪力图图 3 活载不利位置(a) 活 1+活 3+活 5 (b)活 2+活 4 (c)活 1+活 2+活 4从以上分析可得,确定截面最不利内力时,活荷载的布置原则如下:名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师
6、精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 20 页 - - - - - - - - - .(1)欲求某跨跨中最大正弯矩时, 除将活荷载布置在该跨以外, 两边应每隔一跨布置活载;(2)欲求某支座截面最大负弯矩时,除该支座两侧应布置活荷载外,两侧每隔一跨还应布置活载;(3)欲求梁支座截面(左侧或右侧)最大剪力时,活荷载布置与求该截面最大负弯矩时的布置相同;(4)欲求某跨跨中最小弯矩时,该跨应不布置活载,而在两相邻跨布置活载,然后再每隔一跨布置活载。2内力包络图以恒载作用在各截面的内力为基础,在其上分别叠加对各截面最不利的活载布置时的内力,便得到了各截面可能出现的最不利内力。将各截面可能
7、出现的最不利内力图叠绘于同一基线上,这张叠绘内力图的外包线所形成的图称为内力包络图。它表示连续梁在各种荷载不利组合下,各截面可能产生的最不利内力。无论活荷载如何分布,梁各截面的内力总不会超出包络图上的内力值。梁截面可依据包络图提供的内力进行截面设计。图4 为五跨连续梁的弯矩包络图和剪力包络图。图 4 内力包络图(a)弯矩包络图(b)剪力包络图3支座抗扭刚度对梁板内力的影响由于计算简图假定次梁对板、主梁对次梁的支承为简支,忽略了次梁对板、主梁对次梁的弹性约束作用,即忽略了支座抗扭刚度对梁板内力的影响。从图 5 可以看出实际结构与计算简图的差异。在恒载g 作用下,由于各跨荷载基本相等,0,支座抗扭
8、刚度的影响较小,如图5a、b 示。在活荷载 p 作用下,如求某跨跨中最大弯矩时,某跨布置 p,邻跨不布置 p,如图 5c、d示,由于支座约束, 实际转角 小于计算转角,使得计算的跨中弯矩大于实际跨中弯矩。精确地考虑计算假定带来的误差是复杂的,实用上可用调整荷载的方法解决。减小活荷载,加大恒荷载,即以折算图 5 梁抗扭刚度的影响荷载代替实际荷载。对板和次梁,折算荷载取为:板:折算恒载: g=g折算活载: p=次梁:折算恒载: g=g折算活载: p=名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - -
9、 - 第 3 页,共 20 页 - - - - - - - - - .式中g ,p 为实际的恒载、活载 ; g,p为折算的恒载、活载这样调整的结果, 对作用有活荷载的跨gp gp,总值不变,而相邻无活荷载的跨,g=gp/2 g,或 g=gp /4 g;邻跨加大的荷载使本跨正弯矩减小,以此调整支座抗扭刚度对内力计算的影响。当板或梁搁置在砖墙或钢梁上时,不需要调整荷载。4弯矩和剪力设计值由于计算跨度取支承中心线间的距离,未考虑支座宽度,计算所得支座处Mmax、Vmax均指支座中心线处的弯矩、剪力值。支座处截面较高,一般不是危险截面,故设计中可取支座边缘内力值进行计算(见图6),按弯矩、剪力在支座范
10、围内为线性变化,可求得支座边缘的内力值: M =McV0b/2.当连续梁搁置于砖墙上时:M =Mc 均布荷载: V0=Vc(gq)b/2 集中荷载: Vc=V式中 Mc、Vc支承中的弯矩、剪力值;V0按简支梁计算的支座剪力设计值(取绝对值);b支承宽度。三 按塑性内力重分布的方法计算内力钢筋混凝土是一种弹塑性材料,连续梁板是超静定结构,当梁板的一个截面达到极限承载力时,并不意味着整个结构的破坏。 钢筋达到屈服后,还会产生一定的塑性变形, 结构的实际承载能力通常大于按弹性理论计算的结果。 再则,混凝土构件截面设计时, 考虑了材料的塑性,若内力分析按弹性理论, 与截面设计的理论不统一, 因此有必要
11、研究塑性理论的内力分析方法。连续梁板考虑塑性内力重分布的计算方法较多,例如:极限平衡法、 塑性铰法与弯矩调幅法等。 目前工程上应用较多的是弯矩调幅法。弯矩调幅法的概念是:先按弹性分析求出结构各截面弯矩值,再根据需要将结构中一些截面的最大 (绝对值)弯矩 (多数为支座弯矩)予以调整,按调整后的内力进行截面配筋设计。(1) 弯矩调幅法简称调幅法,调幅的基本原则是:1)为尽可能节约钢材,宜使用调整后的弯矩包络图做为设计配筋依据。2)为方便施工,通常调整支座截面,并尽可能使调整后的支座弯矩与跨中弯矩接近。3)调幅需使结构满足刚度、 裂缝要求,不使支座截面过早出现塑性铰,调幅值一般 25。调幅后,所有支
12、座与跨中弯矩的绝对值M ,当承受均布荷载时应满足:M (gq)l2当 p/g 1 /3 时,调幅值 15,这是考虑长期荷载对结构变形的不利影响。4) 调幅后应满足静力平衡条件,即调整后的每跨两端支座弯矩平均值与跨中弯矩之和(均为绝对值),不小于该跨满载时(恒+活)按简支梁计算的跨中弯矩M0(见图 7)。MCM0名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页,共 20 页 - - - - - - - - - .图 7 M0示意图5) 为保证塑性铰具有足够的转动能力,设计中应满足
13、0.35 ,钢筋宜使用 HRB335 级和HRB400 级热轧钢筋,也可采用HPB235级热轧钢筋,宜选用C20 C45强度等级混凝土。6) 考虑塑性内力重分布后,抗剪箍筋面积增大20,增大范围 l 见图 8。为避免斜拉破坏,配筋下限值应满足:图 8 抗剪箍筋增大范围示意图(a)集中荷载作用(b)均布荷载作用(2)用弯矩调幅法计算等跨连续梁板根据调幅法的原则, 并考虑到设计的方便, 对均布荷载作用下的等跨连续梁板,考虑塑性内力重分布后的弯矩和剪力的计算公式为:M =(gp)l02 V=(gp)ln2式中, ,弯矩和剪力系数,分别见表4,表 5l0,ln计算跨度和净跨g,p均布恒载和活载的设计值
14、梁板弯矩系数 表 4 截面支承条件梁板边支座梁、板搁置在墙上00梁、板与梁整浇1/241/16梁与柱整浇1/16边跨中梁、板搁置在墙上1/11梁、板与梁整浇1/14第一内支座两跨连续1/10三跨与三跨以上连续1/11中间支座1/16中间跨中1/16名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页,共 20 页 - - - - - - - - - .梁剪力系数 表 5 截面支承条件梁端支座内侧搁置在墙上045与梁或柱整浇05第一支内座外测搁置在墙上06与梁或柱整浇055第一支内座
15、内测055中间支座两侧055以图 9 示,5 跨等跨连续梁承受均布荷载为例,用调幅法阐明上述系数由来。 次梁边支座为砖墙,设活荷载与恒荷载之比p / g=3,l 为跨度。图 9 五跨连续梁荷载布置图(a)五等跨连续梁(b)求 MBmax时荷载布置图(c)求 1、3、5 跨中最大弯矩时荷载布置图即p=3g ,g=p/3则 g+p=+p=g+p=+3g =4 g于是次梁折算荷载 g=0.4375(g+p)p=0.5625(g+p)按弹性方法求 MBmax, 活载布置在一、二、 四跨 (如图 9) , 由附表可查得横荷载系数-0.105 ,活荷载系数 -0.119 ,则MBmax= 0.105 g
16、l20.119 p l2=0.1050.4375 (g+p) l20.119 0.5625(g+p)l2 =0.1129(g+p)l2考虑调幅值 20% (25% ),则MB=0.8 MBmax=0.0903(g+p)l2=(g+p)l2(g+p)l2=0.0909(g+p)l2取 MB=0.0909(g+p)l2,按静力平衡条件,可求得边跨间任意处弯矩,取AB 跨为隔离体,见图 10。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页,共 20 页 - - - - - - -
17、- - .由=0 (g+p)l2+RAl (g+p)l2=0得RA=0.4091(g+p)l由=0 RB=(g+p)l 0.4091(g+p)l =0.5905(g+p)l得M1= RAl (g+p)2l2求跨间最大弯矩 M1max的位置:RAl=(g+p)l2=0.4091M1max= RAl (g+p)2l2=0.4091(g+p)l2(g+p)l2(0.4091)2 =0.08368 (g+p)l2按弹性方法求M1max,活载布置在一、三、五跨(如图9c),由附表可查得横荷载系数0.078,活荷载系数 0.100,则M 1max=0.078gl2+0.100pl2=0.0780.4375
18、(g+p)l2+0.1000.5625(g+p)l2 =0.09037 (g+p)l2M1max应取用 M 1max的值, =0.09037,即,为计算方便,取为。(3)不等跨连续梁板的计算当不等跨连续梁板的跨度差不大于10时,仍可采用等跨连续梁板的系数。计算支座弯矩时, l0取相邻两跨中的较大跨度值;计算跨中弯矩时,l0取本跨跨度值。当不等跨连续梁板的跨度差大于10时,连续梁应根据弹性方法求出恒载与活荷载最不利作用的弯矩图,经组合叠加后形成弯矩包络图,再以包络图作为调幅依据,按前述调幅原则调幅。剪力可取弹性方法的计算结果,连续板可按下述步骤计算:1) 确定最大跨跨内弯矩值边跨:M 中间跨:M
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 2022年钢筋混凝土楼盖结构设计课程设计指导书 2022 钢筋混凝土 楼盖 结构设计 课程设计 指导书
限制150内