混凝土结构及砌体结构设计.doc

单向板:楼板一般是四边支承，根据其受力特点和支承情况，又可分为单向板和双向板。在板的受力和传力过程中，板的长边尺寸L2与短边尺寸L1的比值大小，决定了板的受力情况。根据弹性薄板理论的分析结果，当区格板的长边与短边之比超过一定数值时，荷载主要是通过沿板的短边方向的弯曲（及剪切）作用传递的，沿长边方向传递的荷载可以忽略不计这时可称其为“单向板”。　
1、双向板裂缝出现发展过程
在两个方向配筋相同的简支矩形板中，第一批裂缝出现在板的中部，平行于长边方向。当荷载继续增大时，这些裂缝逐渐延伸，并沿45度角方向向四角扩展，截止破坏时，板面郊区也产生环状裂缝，最终因板底裂缝处受力钢筋屈服而破坏。
2、多跨连续双向板跨中最大正弯矩 支座最大负弯矩取法
多跨连续双向板采用简化的实用计算法
假定：支承梁的抗弯刚度很大，其坚向变形可略去不计，同时假定抗扭刚度很小，可以转动。
使用条件：同一方向相邻最小跨度与最大跨度之比大于0.75的多跨连续双向板。
活荷载应考虑不利位置布置。
（1）跨中最大正弯矩
当求某区格跨中最大弯矩时，其活荷载应棋盘式布置，即在该区格及其左右前后每隔一区格布置活荷载。为了能利用单跨向板的内力计算表格，将棋盘形布置的活荷载分解为分解成对称与反对称荷载情况，每种情况的荷载为：
对称情况： 每区格按单跨板计算：中间区格可视为四边固定；边区格内三边固定，边支承按实际；角区格两内边固定，两边支承按实际。
反对称情况： 所有区格内支座按简支，边支座按实际。
支座最大负弯矩近似按满布活荷载来求。
对内区格，按四边固定的单跨板计算其支座负弯矩，边区格和角区格内支座按固定边，边支座按实际情况考虑，计算其支座负弯矩。
3、塑性铰线的含义：塑性铰线与塑性铰的概念是一致的，在杆系结构中塑性铰为一个区域，在板式结构，塑性铰将连成线，称之为塑性铰线
4、支承梁的计算简图为：

5、无梁楼盖概念
无梁楼盖将钢筋混凝土板直接支承于柱上，不设置主梁和次梁，常用的均为双向板无梁楼盖，其楼面荷载直接由板传给柱及柱下基础。
分类
按楼盖结构形式可分为平板式和双向密肋式；
按有无柱帽可分为无柱帽轻型无梁楼盖和有柱帽无梁楼盖；
按施工程序分为现浇整体式无梁楼盖和装配整体式无梁楼盖。
受力特点：
在均布荷载作用下，第一批裂缝出现在柱帽顶面上；继续加载，于板顶沿柱列轴线出现裂缝。随着荷载的不断增加，顶板裂缝不断发展，在板底跨内成批地出现互相垂直且平行于柱列轴线的裂缝，并不断发展。当结构即将达到承载力极限状态时，在柱帽顶面上和柱列轴线的顶板以及跨中板底的裂缝中出现一些特别大的主裂缝。在这些裂缝处，受拉钢筋达到屈服，受压区混凝土被压碎，此时楼板即告破坏。
6、无梁楼盖的内力计算
1. 经验系数法
2. 等代框架法
7、楼梯的分类：
楼梯按施工方法的不同可分为装配式楼梯和现浇式楼梯。
按平面布置分分为：单跑楼梯、双跑楼梯、三跑楼梯、螺旋楼梯、剪刀式楼梯等；
按结构形式和受力特点楼梯形式可分为板式、梁式、悬挑(剪刀)式和螺旋式，前两种属于平面受力体系，后两种则为空间受力体系。
8、楼梯的组成和传力路线
板式楼梯是由梯段板、平台板和平台梁组成
板式楼梯荷载传递路线： 荷载－－梯段板（平台板）－－平台梁——墙柱
梁式楼梯是由踏步板、梯段斜梁、平台板和平台梁组成
荷载传递路线： 荷载－－踏步板－－斜梁（平台板）－－平台梁
9、雨篷
板式雨篷一般有雨篷板和雨篷梁组成
雨篷的计算内容：（悬挑构件 弯剪扭）
（1）、雨篷板的计算－按悬挑板计算。
（2）、雨篷梁的计算－按弯剪扭构件计算。
（3）、进行整体倾覆计算。
1、单厂的结构形式
按材料分：混合结构、混凝土结构、钢结构。
按受力分：排架结构 刚架结构
2、单厂排架的结构组成与传力路线
组成：
排架结构：
屋盖结构：无檩体系（大型屋面板、屋（屋面梁）、屋盖支撑等）：有檩体系：（小型屋面板、檩条、屋架）
横向排架： 横梁（屋架或屋面梁）横向柱列 基础（承受竖向荷载和横向水平荷载）
纵向排架： 纵向柱列 连系梁 吊车梁 柱间支撑 基础及基础梁（承受纵向水平荷载）
支撑围护结构体系

3、单厂的结构布置
1）柱网与定位轴线：柱网 纵向定位轴线 横向定位轴线
2）变形缝：伸缩缝、沉降缝和防震缝。
3）支撑：
屋盖支撑(上弦、下弦支撑、水平系杆、垂直支撑) 天窗架支撑 柱间支撑(上柱柱间支撑、下柱柱间支撑)
柱间支撑
4）抗风柱、圈梁、连系梁、过梁和基础梁
支撑的作用：保证构件的稳定性；增强结构的整体稳定性和空间刚度；传递纵向水平荷载；保证结构施工阶段的稳定性
4排架计算内容包括：
1）选取计算单元，确定计算简图

2）荷载计算
3）单种荷载下的内力计算
4）内力组合
5）柱、牛腿设计
6）基础设计
5排架计算基本假定：
1）柱与屋架或屋面梁铰接；
2）柱与基础固接
3）屋面梁或屋架没有轴向变形
4排架荷载分类及符号
恒载：屋盖自重F1 上柱自重F2 下柱自重F3 吊车梁及轨道零件自重F4 支承在外牛腿上的外围护结构重F5
活载： 屋面活荷载F6 吊车荷载 竖向荷载Dmax、 和Dmin 水平荷载Tmax
风荷载q1、q2及 基本风压W0(kN/mm2)
风荷载标准值Wk (kN/mm2)
μz 风压高度系数,与离地高度和地面粗糟程度有关。 －《荷载规范》。
风振系数βz。单厂：βz=1.0
μs风压体型系数，指风在建筑物表面所引起的实际压力（或吸力）与基本风压的比值；与 建筑物体型、尺寸及有关－《荷载规范》
5、各种荷载的计算
1）、恒载－按材料的重力密度和结构的尺寸算得。
2）、屋面活荷载－都按屋面的水平投影面积计算 积灰荷载＋屋面均布活荷载和雪荷载的较大者。
3）、吊车荷载（计算）
6、排架柱的控制截面对构件配筋起控制作用截面。
7、确定最不利内力组合：
(1)恒载＋任一活荷载
(2)恒载+0.9(任意两个或两个以上活荷载的组合)
8、荷载组合注意几点:
(1)内力组合不是荷载相加，而是相应内力叠加；
(2)恒载必参加组合；
(3) 每次组合以一种内力为组合目标决定荷载项的取舍；
(4)当取Nmax、Nmin为组合目标时，应使相应的M尽可能的大；
(5)风荷载由左风、右风两种，每次组合只取一种；
(6)左向、右向，组合时只取一向；
(7)对吊车荷载：有T必有D，有D未必有T； Dmax、Dmin同时存在。
9、牛腿分类：长牛腿，短牛腿
10、长牛腿的受力特点与悬臂梁相似，可按悬臂梁设计
11、长牛腿破坏形态
) 弯曲破坏:
)剪切破坏 纯剪破坏 斜压破坏 斜拉破坏
) 局部受压破坏
注:牛腿上有竖向和水平荷载共同作用时,破坏形态相似。但抗裂度降低，承载力降低。
12、牛腿设计内容：
确定牛腿截面尺寸（b与上柱同宽，h＝以斜截面抗裂度为控制条件满足构造要求）
承载力计算(As)
配筋构造(纵筋、箍筋、弯筋)

Fhs作用于牛腿顶面的按荷载标准组合计算的水平拉力值
Fvs作用于牛腿顶面按荷载标准组合计算的竖向力值；
β裂缝控制系数，需疲劳验算时,β =0.65 其它牛腿,β =0.8;

抗裂验算
13、柱下扩展基础的设计内容及步骤：
底面尺寸－按地基承载力和变形条件确定
基础高度－按抗冲切承载力确定
底板配筋－按受弯承载力计算
满足构造要求
绘施工图
多层框架结构的组成：梁 柱 刚接
2 框架结构布置：
1） 柱网布置
2）承重框架布置及特点：横向框架承重方案 纵向框架承重方案 纵横向框架承重方案
计算简图

3 用分层法计算简图所得内力计算结果的误差分析
误差分析
误差调整措施：
⑴ 除底层柱外，其它各层柱的线刚度均乘以0.9；
⑵ 除底层柱外，其它各层柱的弯矩传递系数均取1/3
4 分层法计算结果的处理：
⑴ 分层计算所得的梁端弯矩即为框架梁的最后弯矩；
⑵ 框架柱端弯矩应由相邻两个开口刚架所得的同位置柱端弯矩叠加而得。
⑶ 最后框架节点弯矩不平衡时，可对该结点不平衡弯矩进行一次分配，但不传递。
5、 反弯点法的基本假定
① 在进行各柱剪力分配时，认为梁与柱的线刚度之比为无限大；
① 柱的反弯点高度：认为除底层柱以外，其余各层柱的反弯点均在柱的中点。底层柱在距支座2/3层高处。
③ 梁的弯矩可由节点平衡条件求出。
计算误差表现在：
⑴ 柱的侧向刚度按两端固定柱计算不准确，不能将梁视为柱的不动铰支座；
⑵ 柱的反弯点位置将受到与之相关的上下梁、上下层的影响，不能简单认为在柱的中央。
D值法的引入：
当梁柱的线刚度之比不满足≥3时，反弯点法的梁柱线刚度比为无穷大的假设，将引起较大的计算误差，以至于工程设计结果不能接受。故引入改进反弯点法（又称为D值法）。
计算误差表现在：
1）柱的侧向刚度按两端固定柱计算不准确，不能将梁视为柱的不动铰支座；
2）柱的反弯点位置将受到与之相关的上下梁、上下层的影响，不能简单认为在柱的中央。
竖向活荷载的最不利位置
1 分跨计算组合法
即将活荷载逐层逐跨单独作用于结构上，分别计算出整个结构的内力，对每根梁和柱的控制截面，不同的内力种类，组合出其最不利值。
活荷载布置方式有（跨数*层数）种。
特点：准确性较高。但计算工作量大，适合机算。
2 最不利荷载位置法
对杆件控制截面的最不利内力，根据影响线方法，直接确定出产生此最不利内力的活荷载位置。然后对框架进行内力分析。如：
特点：求梁端和柱端最大弯矩的不利布置不易确定；计算量大。
3 分层组合法
以分层法为依据，将活荷载布置如下简化：
⑴ 对梁：只考虑本层活荷载的不利布置，同连续梁
⑵ 对柱端弯矩：只考虑相邻上下层活载的影响；
⑵ 对柱的最大轴力：在该层以上所有层中与该柱相邻的梁上活载，但对与柱不相邻的上层活荷载，仅考虑其轴力的传递，不考虑弯矩传递。
特点：较准确，计算工作量较小用于手算。
4 满布荷载法
活载的内力远小于恒载的内力时，忽略活荷载的不利位置，将活荷载满布计算。 －－用于手算，q/g<1。 但求得的梁的跨中弯矩应乘以1.1~1.2的系数。支座弯矩不变。
1 梁的控制截面即最不利内力组合
梁端柱边缘： 和
跨中：+Mmax
2 柱的控制截面及最不利内力组合
控制截面：上、下端截面
最不利内力组合：

1 梁端弯矩下调的原因
现浇框架：(1)施工需要；(2)梁端出现塑性铰是允许的。
装配或装配整体式框架：节点连接本来就不是绝对刚性，实际弯矩小于按弹性方法的计算值。故应将按刚性节点计算值给于下调。
2 调幅方法：
调低梁端弯矩，同时校核跨中弯矩。

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