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混凝土结构设计
主讲：
Tel: Email:
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绪论
2
♠0.1结构的定义 结构光义是指房屋建筑及土木工程的建筑物、构筑物及其相关组
成部分的实体，狭义是指各种工程实体的承重骨架。混凝土结构是指以 混凝土为主要建筑材料的结构。
♠0.2 结构的分类 水平承重结构：楼盖及屋盖结构 竖向承重结构：框架、排架、剪力墙以及筒体等 底部承重结构：地基、基础
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♠(3)对于叠合式楼盖，要求了解其形式、掌握内力的计算， 方法及构造要求。 ♠(4)对于装配式楼盖；要求了解预制梁板的形式、掌握其 结构布置和连接及内力计算要点。 ♠(5)对于无粘结预应力楼盖，要求掌握其设计方法及构造 要求。
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1.1 概述
♠ 楼盖和屋盖是房屋结构的重要组成部分，在房屋结 构的自重和造价中占有较大比例。 ♠ 楼盖的主要功能（P1）：
l1 >2时，在长跨方向分 l2 配到的荷载不到6％， 故在设计中可仅考虑板 在短跨方向受弯，即在 计算中忽略荷载在长跨 方向的传递，只在构造 上对长跨方向的受弯作 适当处理。
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1.2.2 结构平面布置
♠ 单向板肋梁楼盖由板、次梁和主梁构成。其中，次梁的 间距决定板的跨度，主梁的间距决定次梁的跨度，柱网尺 寸决定主梁的跨度。 ♠ 单向板、次梁和主梁的常用跨度为：
♠结构分析的基本方法 ♥线弹性法 ♥考虑塑性内力重分布 ♥塑性极限分析法 ♥非线性分析法 ♥试验分析法
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0.5 主要内容及学习重点
♠ 0.5.1 主要内容 ♥楼盖结构 ♥单层工业厂房（排架结构设计） ♥框架结构设计
8
♠ 0.5.2学习重点 ♥了解各种结构的的特性，并能正确选用 ♥熟悉平面与里面布置方法，确保结构的荷载传递路线明确、受 力可靠、经济合理、整体性好 ♥掌握结构计算简图的确定方法和截面尺寸的估计方法 ♥熟悉各种荷载的计算方法 ♥掌握结构在不同荷载下的计算及内力组合方法 ♥掌握结构的配筋计算及构造要求
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第一章 梁板结构设计
主讲： 管品武 教授
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本章提要：
♠(1) 要求熟练掌握现浇整体式单向板肋形楼盖内力按弹性理 论及考虑塑性内力重分布的计算方法；建立折算荷载、塑性 铰、内力重分布、弯矩调幅等概念；深入了解连续梁、板截 面设计特点及配筋、构造要求。 ♠(2) 现浇整体式双向板肋形楼盖，要求熟练掌握其静力工作 特点，掌握内力按弹性理论计算的近似方法；（熟练掌握其 塑性极限分析方法）熟悉这种楼盖结构截面设计和构造要求。
♥单向板：1.8～2.7m，荷载较大时取较小值，一般不宜 超过3m； ♥次梁：4~6m； ♥主梁：5~8m。
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单向板肋梁楼盖常见的的构平面布置方案有：
♠ (1)主梁横向布置，次梁纵向布置 ♠ (2)主梁纵向布置，次梁横向布置 ♠ (3)只布置次梁，不布置主梁
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♠ (1)主梁横向布置，次梁纵向布置 ♥优点是房屋的横向刚度大，各榀横向框架间由纵向次梁 相连，故房屋纵向刚度亦大，整体性较好。此外，由于 主梁与外纵墙垂直，使外纵墙上窗的高度有可能开大一 些，减少了天棚处梁的阴影，对室内采光有利。
♥悬臂板： 如一边支承的板式雨篷和板式阳台等； ♥ 对边支承板：如对边支承的装配式铺板和走廊中的现浇 走道板等； ♥两相邻边支承板、三边支承板及四边支承板
按弹性理论，当四边支承板两个方向计算跨度之比 l1 >2时，则按跨度为的单向板设计
l2
wk.baidu.com按塑性理论： l1 >3的是单向板。
l2
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♠当>2时，在长跨方向分配到的荷 载不到6％，故在设计中可仅考虑 板在短跨方向受弯，即在计算中忽 略荷载在长跨方向的传递，只在构 造上对长跨方向的受弯作适当处理。
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0.3 结构的选型与布置原则
♠0.3.1 结构选型原则 ♣满足使用要求 ♣受力性能好 ♣施工简便 ♣经济合理
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0.3.2 结构布置原则
♠ 结构布置尽可能简单、规则、均匀、堆成，避免竖 向与平面内的突变 ♠ 荷载传递路线要明确，结构计算简图简单并易于确 定 ♠ 结构的整体性好、受力可靠 ♠ 施工简便 ♠ 经济合理
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1.2 现浇单向板肋梁楼盖
♠单向板肋梁楼盖的设计步骤为： ♥①结构平面布置，确定板厚和主、次梁的截面尺寸； ♥②确定板和主、次梁的计算简图； ♥③荷载及内力计算； ♥④构件的截面设计、变形及裂缝宽度的验算； ♥⑤绘制施工图（平面表示法）
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1.2.1 单向板的概念
♠ 一个方向受力的板，称为单向板。单向板的计算方法与梁 相同，故又称梁式板，一般包括以下三种形式；
14
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♠ （1）按结构的受力形式分类：单向板肋梁楼盖、双向板 肋梁楼盖、井式楼盖、密肋楼盖、无梁楼盖； ♠ （2）按是否施加预应力分类：钢筋混凝土楼盖、预应力 混凝土楼盖（包括无粘结预应力混凝土楼盖P1-2）； ♠ （3）按施工方法分类：现浇式楼盖、装配式楼盖、装配 整体式楼盖（P2）。
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♠ 现浇楼盖的刚度大，整体性好，抗震抗冲击性能好，对不 规则平面的适应性强，开洞方便。缺点是模板消耗量大，施 工工期长。 ♠ 装配式楼盖主要用在多层房屋，特别是多层住宅及工业厂 房。优点是施工速度快，节省模板，缺点是楼盖的刚度、整 体性和抗震性能较差。 ♠ 装配整体式楼盖是提高装配式楼盖的刚度、整体性和抗震 性能的一种改进措施，它集中了现浇式和装配式楼盖两者的 优点，克服了不足之处。
♥ 把楼盖上的竖向力传给竖向结构（柱、墙、基 础等）； ♥ 把水平力传给竖向结构或分配竖向结构； ♥ 作为竖向结构构件的水平联系和支撑。
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对楼的结构设计要求（P1）： ♥在竖向荷载作用下，满足承载力和竖向刚度的要求； ♥在楼盖自身水平面内要有足够的水平刚度和整体性； ♥与竖向构件有可靠的连接，以保证竖向力和水平力的 传递。
5
0.4 混凝土结构分析方法
0.4.1基本原则： ♥结构按承载能力极限状态计算和验算正常使用极限状态时，应按 规范进行整体的荷载效应分析 ♥施工及使用期间的不同受力状态，应分别进行分析，并确定最不 利作用组合 ♥计算模型的选取要符合实际情况，并应有相应的构造措施
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♠结构分析的基本要求 ♥应满足力学平衡条件 ♥应满足变形协调条件 ♥应采用合理的材料及构件单元的本构关系
主讲：
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绪论
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♠0.1结构的定义 结构光义是指房屋建筑及土木工程的建筑物、构筑物及其相关组
成部分的实体，狭义是指各种工程实体的承重骨架。混凝土结构是指以 混凝土为主要建筑材料的结构。
♠0.2 结构的分类 水平承重结构：楼盖及屋盖结构 竖向承重结构：框架、排架、剪力墙以及筒体等 底部承重结构：地基、基础
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♠(3)对于叠合式楼盖，要求了解其形式、掌握内力的计算， 方法及构造要求。 ♠(4)对于装配式楼盖；要求了解预制梁板的形式、掌握其 结构布置和连接及内力计算要点。 ♠(5)对于无粘结预应力楼盖，要求掌握其设计方法及构造 要求。
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1.1 概述
♠ 楼盖和屋盖是房屋结构的重要组成部分，在房屋结 构的自重和造价中占有较大比例。 ♠ 楼盖的主要功能（P1）：
l1 >2时，在长跨方向分 l2 配到的荷载不到6％， 故在设计中可仅考虑板 在短跨方向受弯，即在 计算中忽略荷载在长跨 方向的传递，只在构造 上对长跨方向的受弯作 适当处理。
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1.2.2 结构平面布置
♠ 单向板肋梁楼盖由板、次梁和主梁构成。其中，次梁的 间距决定板的跨度，主梁的间距决定次梁的跨度，柱网尺 寸决定主梁的跨度。 ♠ 单向板、次梁和主梁的常用跨度为：
♠结构分析的基本方法 ♥线弹性法 ♥考虑塑性内力重分布 ♥塑性极限分析法 ♥非线性分析法 ♥试验分析法
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0.5 主要内容及学习重点
♠ 0.5.1 主要内容 ♥楼盖结构 ♥单层工业厂房（排架结构设计） ♥框架结构设计
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♠ 0.5.2学习重点 ♥了解各种结构的的特性，并能正确选用 ♥熟悉平面与里面布置方法，确保结构的荷载传递路线明确、受 力可靠、经济合理、整体性好 ♥掌握结构计算简图的确定方法和截面尺寸的估计方法 ♥熟悉各种荷载的计算方法 ♥掌握结构在不同荷载下的计算及内力组合方法 ♥掌握结构的配筋计算及构造要求
9
第一章 梁板结构设计
主讲： 管品武 教授
10
本章提要：
♠(1) 要求熟练掌握现浇整体式单向板肋形楼盖内力按弹性理 论及考虑塑性内力重分布的计算方法；建立折算荷载、塑性 铰、内力重分布、弯矩调幅等概念；深入了解连续梁、板截 面设计特点及配筋、构造要求。 ♠(2) 现浇整体式双向板肋形楼盖，要求熟练掌握其静力工作 特点，掌握内力按弹性理论计算的近似方法；（熟练掌握其 塑性极限分析方法）熟悉这种楼盖结构截面设计和构造要求。
♥单向板：1.8～2.7m，荷载较大时取较小值，一般不宜 超过3m； ♥次梁：4~6m； ♥主梁：5~8m。
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单向板肋梁楼盖常见的的构平面布置方案有：
♠ (1)主梁横向布置，次梁纵向布置 ♠ (2)主梁纵向布置，次梁横向布置 ♠ (3)只布置次梁，不布置主梁
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♠ (1)主梁横向布置，次梁纵向布置 ♥优点是房屋的横向刚度大，各榀横向框架间由纵向次梁 相连，故房屋纵向刚度亦大，整体性较好。此外，由于 主梁与外纵墙垂直，使外纵墙上窗的高度有可能开大一 些，减少了天棚处梁的阴影，对室内采光有利。
♥悬臂板： 如一边支承的板式雨篷和板式阳台等； ♥ 对边支承板：如对边支承的装配式铺板和走廊中的现浇 走道板等； ♥两相邻边支承板、三边支承板及四边支承板
按弹性理论，当四边支承板两个方向计算跨度之比 l1 >2时，则按跨度为的单向板设计
l2
wk.baidu.com按塑性理论： l1 >3的是单向板。
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♠当>2时，在长跨方向分配到的荷 载不到6％，故在设计中可仅考虑 板在短跨方向受弯，即在计算中忽 略荷载在长跨方向的传递，只在构 造上对长跨方向的受弯作适当处理。
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0.3 结构的选型与布置原则
♠0.3.1 结构选型原则 ♣满足使用要求 ♣受力性能好 ♣施工简便 ♣经济合理
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0.3.2 结构布置原则
♠ 结构布置尽可能简单、规则、均匀、堆成，避免竖 向与平面内的突变 ♠ 荷载传递路线要明确，结构计算简图简单并易于确 定 ♠ 结构的整体性好、受力可靠 ♠ 施工简便 ♠ 经济合理
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1.2 现浇单向板肋梁楼盖
♠单向板肋梁楼盖的设计步骤为： ♥①结构平面布置，确定板厚和主、次梁的截面尺寸； ♥②确定板和主、次梁的计算简图； ♥③荷载及内力计算； ♥④构件的截面设计、变形及裂缝宽度的验算； ♥⑤绘制施工图（平面表示法）
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1.2.1 单向板的概念
♠ 一个方向受力的板，称为单向板。单向板的计算方法与梁 相同，故又称梁式板，一般包括以下三种形式；
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15
♠ （1）按结构的受力形式分类：单向板肋梁楼盖、双向板 肋梁楼盖、井式楼盖、密肋楼盖、无梁楼盖； ♠ （2）按是否施加预应力分类：钢筋混凝土楼盖、预应力 混凝土楼盖（包括无粘结预应力混凝土楼盖P1-2）； ♠ （3）按施工方法分类：现浇式楼盖、装配式楼盖、装配 整体式楼盖（P2）。
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♠ 现浇楼盖的刚度大，整体性好，抗震抗冲击性能好，对不 规则平面的适应性强，开洞方便。缺点是模板消耗量大，施 工工期长。 ♠ 装配式楼盖主要用在多层房屋，特别是多层住宅及工业厂 房。优点是施工速度快，节省模板，缺点是楼盖的刚度、整 体性和抗震性能较差。 ♠ 装配整体式楼盖是提高装配式楼盖的刚度、整体性和抗震 性能的一种改进措施，它集中了现浇式和装配式楼盖两者的 优点，克服了不足之处。
♥ 把楼盖上的竖向力传给竖向结构（柱、墙、基 础等）； ♥ 把水平力传给竖向结构或分配竖向结构； ♥ 作为竖向结构构件的水平联系和支撑。
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对楼的结构设计要求（P1）： ♥在竖向荷载作用下，满足承载力和竖向刚度的要求； ♥在楼盖自身水平面内要有足够的水平刚度和整体性； ♥与竖向构件有可靠的连接，以保证竖向力和水平力的 传递。
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0.4 混凝土结构分析方法
0.4.1基本原则： ♥结构按承载能力极限状态计算和验算正常使用极限状态时，应按 规范进行整体的荷载效应分析 ♥施工及使用期间的不同受力状态，应分别进行分析，并确定最不 利作用组合 ♥计算模型的选取要符合实际情况，并应有相应的构造措施
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♠结构分析的基本要求 ♥应满足力学平衡条件 ♥应满足变形协调条件 ♥应采用合理的材料及构件单元的本构关系