混凝土结构课程设计任务书指导书(

《混凝土结构》（楼盖）课程设计任务书《混凝土结构》（楼盖）课程设计指导书青岛理工大学土建工程系结构教研室2011年12月《混凝土结构》（楼盖）课程设计任务书一．设计题目多层工业厂房整体式肋梁楼盖二．设计目的1．了解现浇混凝土单向板肋梁楼盖的一般设计过程；2．通过板、次梁的设计计算，掌握考虑塑性内力重分布的计算方法；3．通过主梁的设计计算，掌握按弹性理论分析内力的方法；4．熟悉现浇梁、板的构造要求；5．掌握钢筋混凝土施工图的表达方式、制图规范、提高绘图能力；6．学习绘制钢筋材料表。

三．设计内容及要求(一)设计计算说明书的编制依据有关规范、文献，进行结构选型、结构布置、结构设计计算。

主要包括如下内容：1．进行结构选型、柱网布置，主、次梁布置；2．楼板、主梁及次梁截面尺寸的确定；3．混凝土、钢筋强度等级的选择；4．确定连续板、连续次梁及连续主梁的计算单元及计算简图；5．计算永久荷载（恒荷载）及可变荷载（活荷载）；6．不同荷载下的连续板、连续次梁及连续主梁的内力计算：板：按考虑塑性内力重分布的方法计算。

次梁：按考虑塑性内力重分布的方法计算。

主梁：按弹性理论方法计算。

7．选取板、次梁及主梁控制截面内力，分别进行配筋设计及构造设计。

（二）绘制结构施工图及钢筋材料表：（1）楼盖结构布置图（楼板、次梁、主梁布置）；（2）楼板配筋图及钢筋表；（3）次梁的配筋图及钢筋表；（4）主梁的抵抗弯矩图，配筋图及钢筋表。

（三）完成成果要求：（1）设计计算书一份。

（2）绘制结构施工图两张A3号图纸，包括楼盖结构布置图，楼板配筋图，次梁的配筋图，主梁的抵抗弯矩图，配筋图。

《混凝土结构》（楼盖）课程设计指导书第一部分设计计算说明书的编制肋梁楼盖设计的计算说明书的内容，主要包括如下内容：一．楼盖结构选型及结构布置依据设计任务书的给定资料，确定楼盖结构的类型，选择柱网尺寸，进行主、次梁布置。

并初步确定构件的截面形状、尺寸，对选用楼板、次梁、主梁等构件类型及相关尺寸（跨度）的说明。

二．计算单元及计算简图1．板板为连续板，从整个板面上沿板短跨方向取1宽板带作为计算单元。

次梁的计算简图为多跨连续梁，次梁是板的固定铰支座。

不考虑次梁对板的约束作用。

2．次梁次梁为连续梁，取一次梁相邻两跨1/2跨度宽的从属面积作为计算单元。

次梁的计算简图为多跨连续梁，主梁是次梁的固定铰支座，不考虑主梁对次梁约束作用。

3．主梁以主次梁交点为中心的四面各1/2跨宽所围面积作为（集中荷载）计算单元。

主梁两端支承在墙上，作为铰支座，中间柱作为铰支座。

主梁计算简图为多跨连续梁。

三．荷载计算计算单元范围内的荷载计算包括：1．竖向的恒荷载（构件自重）：按材料重度与体积或面积相乘计算转为线荷载或集中荷载；2．楼面活荷载；按荷载标准值与计算单元宽度相乘转为线分布荷载。

相关材料的重力密度、荷载标准值可查《建筑结构荷载规范》。

四．内力计算及内力包络图（一）内力计算弹性理论计算连续梁板时，假定结构的刚度不因荷载大小和作用时间的长短而变化，内力与荷载之间呈线性关系。

但是钢筋混凝土超静定结构在承受荷载的过程中，由于混凝土的非弹性变形、裂缝的出现和开展、钢筋的锚固滑移以及塑性铰的形成和转动等因素的影响，结构构件的刚度在受力不同阶段不断发生变化，这种刚度随荷载变化而引起的内力变化称为结构的塑性内力重分布。

按塑性理论计算时，可充分发挥各截面承载力，发挥材料性能，从而提高整个结构的极限承载力。

但预应力结构、直接承受动荷载的结构等不宜采用。

连续梁、板设计考虑塑性内力重分布的分析方法很多，其中最简便的方法是弯矩调幅法（简称调幅法）。

所谓调幅法是先按弹性理论求结构控制截面的弯矩值，然后根据需要，适当调整某些截面的弯矩值，通常是支座处（边缘）截面绝对值较大的弯矩进行调整。

采用调幅法计算连续梁、板时，一般应遵循如下原则：1． 截面弯矩调幅系数不宜超过0.25。

2． 弯矩调整后的截面相对受压区高度不应超过0.35，以保证塑性铰具有足够的转动能力；也不宜小于0.10，是保证塑性铰处混凝土裂缝宽度和挠度在允许的限值内。

3． 弯矩调幅后，梁、板各跨两支座控制截面弯矩平均值的绝对值与跨中弯矩值之和不得小于该跨按简支梁、板计算的跨中弯矩值的1.02倍；同时，各支座控制截面的弯矩不宜小于简支跨中弯矩值的1/3。

即：0002.12M M M M P BP AP ≥++ （1） 031)(M M M BP AP ≥或 （2） 式中，AP M 、BP M ——分别为按考虑塑性内力重分布计算的支座控制截面的弯矩； P M 0——按考虑塑性内力重分布计算的跨中弯矩值；0M ——按简支梁、板计算的跨中弯矩值。

4． 连续梁、板设计考虑塑性内力重分布后的斜截面受剪承载力的计算方法与未考虑塑性内力重分布的计算方法相同。

但为了防止结构在实现弯矩调幅所要求的内力重分布之前发生剪切破坏，应将下列区段内计算的箍筋截面面积增大20%：对集中荷载，取支座边至最近一个集中荷载之间的区段；对均布荷载，取支座边至距支座边为1.05h 0的区段（h 0为梁的有效高度）。

箍筋的配箍率应满足下列要求：yVc SV f f 03.0≥ρ （3） 5．当多跨连续梁的跨数大于或等于5跨时，可按5跨计算；当跨数小于5时，可按实际跨数计算。

为简化计算，当相邻跨度相差不超过10%时，可按等跨计算；否则，当相邻跨度相差超过10%时，可按不等跨计算。

（二）内力的计算截面位置按塑性理论计算(次梁、板)时，考虑到塑性铰具有一定的长度，因此，弯矩计算截面的位置为计算简图中跨中及支座处；剪力计算截面的位置为支座内、外侧截面。

按弹性理论计算（主梁）时，弯矩、剪力的计算截面为支座边缘处。

可根据荷载性质（均布、集中）按相应公式计算：均布荷载 20b V M M b -= 2)(0b q g V V b +-= 集中荷载 20b V M M b -= V V b =式中 M 、V ——支座中心处截面上的弯矩和剪力设计值； b V ——支座边缘处剪力设计值；0V ——按简支梁计算的支座剪力设计值；b ——支座宽度。

（三）内力包络图按弹性理论计算主梁时，将恒荷载作用下各截面产生的内力和相应截面最不利活荷载布置下产生的内力叠加,便得出截面可能出现的最不利内力,各截面最不利内力的连线称为内力包络图,主要有剪力包络图和弯矩包络图。

利用内力包络图及材料图可以确定梁纵向钢筋的弯起位置、根数以及支座处钢筋的截断位置、数量。

按弹性理论计算内力时，应考虑活荷载的最不利布置，一般布置规律如下：1．欲求某支座截面最大负弯矩时，应在该支座相邻两跨布置活荷载，然后隔跨布置；2．求跨内截面最大正弯矩时，应在该跨内布置活荷载，然后隔跨布置；3．求跨内截面最小正弯矩时，该跨不布置活荷载，而在其相邻两跨布置活荷载，然后隔跨布置；4．求某支座截面最大剪力时，应在该支座相邻两跨布置活荷载，然后隔跨布置；一般对于n 跨连续梁，有1+n 种最不利荷载组合。

每种组合中包含恒荷及一种布置活荷。

可以根据控制截面最不利组合，进行内力计算。

计算方法可以采用静力计算手册，或二次弯矩分配法。

可列表组合及计算。

五．截面设计与构造1．板（1）截面设计四周与梁整体连接的单向板，可形成具有一定矢高的内拱，从而可减小板中各计算截面的弯矩。

因此，设计时将其中间跨的跨中截面及中间支座可将计算得出的弯矩乘以折减系数0.8 ，对于边跨跨中和第一内支座不折减，因为内拱作用不可靠。

（2）构造要求支座负弯矩区、跨中正弯矩区的受力钢筋一般采用分离式布置，必须保证足够的锚固长度和构造尺寸。

在主梁上部的板中，应布置附加钢筋，其沿梁跨度方向的间距不应大于200，直径不宜小于8mm 等。

2．次梁在截面设计时，由于次梁和板整体浇筑，板可以作为次梁的上翼缘。

因此，在正弯矩作用下，跨中截面按T 形截面计算；在负弯矩作用下，跨中、支座截面按矩形截面计算；进行斜截面承载力计算时，支座、跨中截面皆按矩形截面考虑。

次梁中受力钢筋的弯起和截断一般按弯矩包络图确定。

但当次梁相邻跨度相差不大于20%及3≤gq 时，可按经验构造确定（参见相关资料）。

3．主梁主梁的截面设计与次梁相似, 主梁进行正截面承载力计算时，支座按矩形截面、跨中按T 形截面考虑；进行斜截面承载力计算时，支座、跨中截面皆按矩形截面考虑。

但计算支座截面时，由于主、次梁承受负弯矩的钢筋交叉布置，主梁的截面有效高度0h 减小。

当主梁支座负弯矩钢筋为单排时，取mm h h )60~55(0-=；为双排时，取mm h h )90~80(0-=主梁的纵向钢筋的弯起或截断根据内力包络图及材料图确定。

为防止次梁传来的集中荷载在主梁腹中产生斜裂缝而引起局部破坏，主梁腹部必须有足够的抗冲切能力，应在次梁下的主梁s 范围内设置附加横向钢筋（箍筋或吊筋）。

应优先选用箍筋。

第二部分 结构施工图绘制结构施工图包括：结构布置图（主梁、次梁及板），板配筋图，次梁配筋图，主梁内力包络图及配筋图，材料表及设计说明等。

要求采用适当比例，手工绘制在一张A1号图纸内。

一．一般规定按照结构制图标准，图纸幅面尺寸、标题栏（会签栏）、绘图线型和宽度、字体、尺寸标注、符号、钢筋编号等都应符合标准的要求，文字应为工程字，图面布置美观、整洁。

二．结构布置图主梁、次梁、板的布置三．主梁内力包络图、配筋图及材料表四．次梁、板的配筋图及材料表五．图纸上文字说明图形无法表达的内容，可以用文字说明，但要简练。

应用工程字，注意字大小应与图幅相协调。

主要参考资料一．选用规范1．《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）2．《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）3．《建筑结构制图标准》（GB/T50105-2001）二．其他1．《混凝土结构》及教材2．楼地面构造做法3．相关参考资料。