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1、会计学1水工水工(shu n)钢筋混凝土结构第九章钢筋混凝土结构第九章第一页，共117页。水电站厂房上部结构是由屋面板、纵梁、屋面大梁(dling)及柱组成的空间结构。v采用手算时，空间结构简化(jinhu)为平面结构计算。v电站厂房上部结构简化(jinhu)为由板与梁组成的肋形结构和由屋面大梁与柱组成的刚架结构分别进行计算。v （平、立、剖面）第2页/共117页第二页，共117页。第3页/共117页第三页，共117页。v梁布置(bzh)不同，板上荷载传给支承梁的途径不同，板的受力情况不同。v板上荷载由互相垂直的两个方向的板条传给支承梁，荷载p分为p1及p2，p1由l1方向的板条承担，p2由l
2、2方向的板条承担：v p1+p2=p第4页/共117页第四页，共117页。v略去(l q)相邻板带间扭矩影响，两个板带在跨中的挠度为：v位移协调：f1=f2第5页/共117页第五页，共117页。v忽略(hl)两个板带内钢筋位置高低和数量不同的影响，取I1I2vl2l12时，p2仅为p的百分之几，可不考虑。vl2l12时，应考虑板在两个方向均传递荷载。第6页/共117页第六页，共117页。第7页/共117页第七页，共117页。根据梁格布置不同，整体式肋形结构分为：(一)单向板肋形结构l2l13时，p绝大部分沿l1传到次梁，板当作支承在次梁上的梁计算，称为单向板。计算及构造简单，施工(sh gng
3、)方便。(二)双向板肋形结构l2l12时，p沿两个方向传到四边的支承梁，须进行两个方向的内力计算，称为双向板。经济美观，计算、构造施工(sh gng)较复杂。2和3之间宜按双向板设计，若按单向板设计，长跨方向应配足够的构造钢筋。肋形结构设计步骤：梁格布置，计算简图，内力计算，截面设计，配筋图。第8页/共117页第八页，共117页。第一节 单向板肋形结构的结构布置(bzh)和计算简图 一、梁格布置(bzh)梁格布置(bzh)首先要满足使用要求。第9页/共117页第九页，共117页。第九章 钢筋(gngjn)砼肋形结构及刚架结构 9.2 单向板肋形结构(jigu)的结构(jigu)布置和计算简图
4、第10页/共117页第十页，共117页。梁格布置首先要满足(mnz)使用要求。第11页/共117页第十一页，共117页。v梁格布置应求得经济和技术上的合理。v梁布得稀，省模板和省工，但板的跨度加大，板厚增加，多用砼，自重增大。v梁布得密，板跨减少，板厚减薄，自重减轻，但费模板和费工。v板面积大，板较薄时，材料省，造价低。v避免集中荷载直接作用在板上。v板和梁宜尽量(jnling)布置成等跨度，材料省，造价经济，计算和构造简便。v一般建筑板的跨度为1.72.5m，板厚为60120mm。v水电站厂房发电机层的楼板，板厚常用120200mm。v装配间楼板需要搁置大型设备，板厚有250mm以上。第12
5、页/共117页第十二页，共117页。v主梁跨度58m，次梁跨度46m。v建筑物平面尺寸大，避免温度变化及砼干缩裂缝，应设置永久的伸缩缝。v伸缩缝需将梁、柱分开，基础可不分开。伸缩缝间距根据气候条件、结构型式和地基特性等情况确定。v结构的建筑高度不同，或上部结构各部分传到地基上的压力相差(xin ch)大，及地基情况变化显著时，应设置沉陷缝，避免地基不均匀沉陷。v沉陷缝从基础直至屋顶全部分开，沉陷缝可同时起伸缩缝的作用。第13页/共117页第十三页，共117页。二、计算简图设计时把肋形结构(jigu)分解为板、次梁和主梁分别计算。计算简图应表示出板或梁的跨数，支座性质，荷载形式、大小(dxio)
6、及作用位置，各跨的计算跨度等。第14页/共117页第十四页，共117页。(一)支座的简化周边搁置在砖墙上，简化为铰支。板的中间支承为次梁，次梁的中间支承为主梁，可简化为铰支，不考虑(kol)支承的刚性约束，引起的误差采用折算荷载予以调整。板是以边墙和次梁为铰支的多跨连续板。次梁是以边墙和主梁为铰支的多跨连续梁。主梁的中间支承是柱，主梁与柱的线刚度之比大于5，主梁是以边墙和柱为铰支的连续梁。小于5，柱和主梁成为刚架计算。第15页/共117页第十五页，共117页。(二)荷载计算(1)永久荷载构件自重、面层重及固定设备重等，设计值用符号g(均布)和G(集中)表示。(2)可变荷载人群荷载和可移动的设备
7、等，设计值用符号q(均布)和Q(集中)表示。考虑最不利布置方式。板和梁上荷载分配范围如下图。板取单位宽度板条计算，沿板跨方向(fngxing)受均载g或q；次梁承受板传来的均载gl1或qll及次梁自重；主梁承受由次梁传来的集载Ggl1l2或Qql1l2及主梁自重，主梁自重比次梁传来的荷载小得多，可折算成集载G、Q一并计算。第16页/共117页第十六页，共117页。连续板、梁的折算荷载板和次梁中间支座假定为铰支，没考虑受到的约束。板弯曲变形，带动次梁扭转，将阻止板自由(zyu)变形，降低板的弯矩，板的弯矩值算大了。采用调整荷载即加大恒载减小活载考虑受到的约束作用。g、q折算恒载及活载；g、q实际
8、恒载及活载。主梁可不(k b)作调整。板次梁第17页/共117页第十七页，共117页。(三)计算跨度板或梁计算时作为铰支。弹性(tnxng)方法弯矩计算的计算跨度l0，取支座中心线间的距离lc；支座宽度b较大时：板 b0.1lc，l01.1ln；梁b0.05lc，l0。1.05 ln ln净跨度。(a)与支座整体(zhngt)连接(b)搁置在墩墙上第18页/共117页第十八页，共117页。(三)计算跨度(kud)板或梁计算时作为铰支。塑形方法弯矩计算的计算跨度(kud)l0：板 l0ln两端与梁整体连接 l0ln+h两端搁墙敦上 l0ln+h/2一端搁一端整体梁见P240 ln净跨度(kud)
9、。剪力计算跨度(kud)l0ln。(a)与支座(zh zu)整体连接(b)搁置在墩墙上第19页/共117页第十九页，共117页。第二节 单向板肋形结构按弹性理论(lln)的计算 内力计算有按弹性理论和考虑塑性变形内力重分布两种。水工建筑中一般按弹性理论计算，就是看作均质弹性构件用结构力学的方法进行(jnxng)内力计算。一、利用图表计算连续板、梁的内力等跨度、等刚度连续板、梁承受均载的弯矩和剪力：1、2和1、2分别为弯矩系数和剪力系数；l0、ln分别为板、梁的计算(j sun)跨度和净跨度。第20页/共117页第二十页，共117页。两端(lin dun)带悬臂的板或梁内力用叠加方法确定。短悬臂
10、上有荷载(hzi)时，连续板、梁的弯矩和剪力：、弯矩系数和剪力系数；MA由悬臂上的荷载(hzi)产生的端支座负弯矩。第21页/共117页第二十一页，共117页。固定或移动集中荷载(hzi)下的等跨连续梁弯矩和剪力：、弯矩系数(xsh)和剪力系数(xsh)；G、Q固定和移动的集中力。v如连续板或梁的跨度不等，但相差不超过10，可用等跨度表计算。求支座弯矩，取相邻(xin ln)两个计算跨度的均值；求跨中弯矩，用该跨计算跨度。v如板或梁各跨的截面尺寸不同，但相邻(xin ln)跨截面惯性矩的比值不大于1.5时，可作为等刚度计算。第22页/共117页第二十二页，共117页。v实际跨数多于五跨，按五跨
11、计算。v中间支座(D、E)内力(nil)取与C支座相同；v中间各跨(4、5跨)跨中内力(nil)，取与第3跨相同。v配筋构造按图(c)。第23页/共117页第二十三页，共117页。二、连续梁的内力(nil)包络图第24页/共117页第二十四页，共117页。v多跨连续(linx)梁的最不利活载布置方式：v求跨中最大正弯矩，该跨布活载，再隔跨布活载；v求跨中最小弯矩，该跨不布活载，邻跨布，隔跨布；v求支座最大负弯矩，该支座左右两跨布活载，隔跨布活载；v求支座最大剪力，布置方式同求支座最大负弯矩。第25页/共117页第二十五页，共117页。v内力包络图v活荷载作用位置不同，弯矩图和剪力图(lt)也不
12、同。v将每一种最不利位置的活载与恒载共同作用下产生的弯矩(或剪力)，用同一比例画在同一基线上，取其外包线即为弯矩(或剪力)包络图。v内力包络图代表连续梁各截面的最大(最小)内力。v不论活载如何布，各截面的内力值不会超出内力包络图。v弯矩包络图用来计算和配置梁的纵向钢筋；v剪力包络图用来计算和配置箍筋和弯起钢筋。第26页/共117页第二十六页，共117页。v内力包络(bo lu)图的绘制第27页/共117页第二十七页，共117页。第28页/共117页第二十八页，共117页。v内力包络(bo lu)图的绘制 承受均布荷载的等跨连续梁，可利用附录九的表格直接绘制(huzh)弯矩包络图。第29页/共1
13、17页第二十九页，共117页。V0支座边缘处的剪力，近似按单跨简支梁计算(j sun)；b支承宽度。板或梁直接(zhji)搁置在墩墙上时，如何处理？连续板或梁与支座整体(zhngt)浇筑，危险截面在支座边缘处。支座边缘的弯矩M：第30页/共117页第三十页，共117页。第三节 单向板肋形结构考虑塑性内力(nil)重分布的计算 一、基本原理弹性计算(j sun)认为结构任一截面内力达到承载能力时，整个结构破坏，对于静定结构或脆性材料的结构是正确的。具有塑性性能的超静定结构，某一截面达到承载能力并不能使结构破坏。结构还有强度储备。第31页/共117页第三十一页，共117页。v钢筋混凝土构件截面承载
14、能力计算中，考虑了钢筋和混凝土的塑性性质，采用塑性计算理论。v连续(linx)梁、板结构内力按弹性理论计算，截面承载力计算采用塑性理论，二者不统一。v结构中某截面发生塑性变形后，刚度降低，按弹性方法计算得出内力不能正确反映结构实际内力分布。v考虑材料塑性性质分析结构内力更加合理、更符合梁板结构的实际工作状态。v考虑材料塑性性质可充分发挥结构的承载力，带来一定的经济效果。第32页/共117页第三十二页，共117页。v某一截面达到Mu，截面屈服，梁绕截面转动，出现塑性铰。v理想铰能自由转动但不能传递(chund)弯矩；v塑性铰能承担弯矩Mu，只在Mu下转动，不能反向转动；不能无限制转动，压区砼被压
15、碎时，转动幅度达到限值。v静定结构形成一个塑性铰，变成破坏机构。v超静定结构出现一个塑性铰减少次超静定次数，荷载可继续增加，直到塑性铰陆续出现变成破坏机构。第33页/共117页第三十三页，共117页。p1 没使梁破坏，仅使支座形成塑性铰，承担弯矩Mu=36kNm，继续加载到p24kNm，跨中弯矩Mc36kNm，达到Mu形成塑性铰，形成破坏机构。极限荷载(hzi)p1+p216kNm，不是弹性方法计算的12kNm。承受均载单跨固端梁，l6m，各截面尺寸及上下配筋量相同，正负极限(jxin)弯矩Mu36kNm。按弹性方法计算，p112kNm，支座弯矩MAMB=-36kNm，跨中弯矩Mc=18 kN
16、m。第34页/共117页第三十四页，共117页。v从形成(xngchng)塑性铰到成为破坏机构，梁尚有承受4kNm均载的潜力。考虑塑性变形的内力计算能利用材料的潜力。v形成(xngchng)塑性铰前，MA与Mc之比为2：1，形成(xngchng)塑性铰后，比值逐渐改变，最后成为1：1(Mu)。材料塑性变形引起内力重分布，故称为“考虑塑性变形内力重分布的计算方法”。v按弹性理论计算，连续梁的弯矩与截面配筋比无关；按塑性内力重分布理论计算，梁的弯矩不是定值，随截面的配筋比而变化。第35页/共117页第三十五页，共117页。(2)塑性铰出现后，支座与跨中弯矩的比例改变(gibin)，但遵守力的平衡条
17、件：跨中弯矩加两支座弯矩的均值等于简支梁跨中弯矩M0，均载作用的梁：(1)超静定结构破坏过程：一个或几个截面上形成塑性铰，荷载增加，塑性铰继续出现，直到形成破坏机构。破坏标志不是(b shi)一个截面屈服而是破坏机构形成。(3)塑性(sxng)内力重分布可由设计者通过控制截面的极限弯矩Mu(即调整配筋数量)来掌握。第36页/共117页第三十六页，共117页。v支座极限弯矩指定得低，塑性铰产生早，为满足力的平衡条件，跨中极限弯矩就须调整得高；v支座极限弯矩指定得高，跨中弯矩就可调整得低。v控制截面的弯矩可相互调整的计算方法称为(chn wi)“弯矩调幅法”。第37页/共117页第三十七页，共11
18、7页。v弯矩调整不是随意的。v如指定的支座弯矩比按弹性方法计算的小得太多，则塑性铰出现太早，内力重分布的过程太长，塑性铰转动幅度过大，裂缝开展过宽。v弯矩调整幅度用弯矩调幅系数=1-MaMe表示，vMa、Me 分别为调幅后的弯矩和按弹性方法计算的弯矩。v(1)保证塑性铰的转动能力，须限制配筋率，要求调幅截面的0.35。宜采用塑性好的I、级和III级钢。v(2)不宜超过(chogu)0.25，即调整后的弯矩不宜小于按弹性方法计算的75。v(3)每一跨内，调整后的两支座弯矩的均值加跨中弯矩，不小于按简支梁计算的跨中最大弯矩M0。第38页/共117页第三十八页，共117页。考虑塑性变形内力重分布方法
19、设计的结构，钢筋应力高，裂缝宽度及变形大。下列结构不宜采用：(1)直接承受动力荷载的结构；(2)在使用阶段不允许有裂缝产生或对裂缝开展及变形有严格要求的结构；(3)处于(chy)侵蚀环境中的结构；(4)要求有较高承载力储备的结构。第39页/共117页第三十九页，共117页。1、均布荷载作用(zuyng)下，等跨连续板弯矩2、均布荷载作用(zuyng)下，等跨连续梁弯矩3、集中荷载(hzi)作用下（大小相等，间距相同）第40页/共117页第四十页，共117页。第四节 单向板肋形结构的截面设计和构造要求一、连续板、梁的截面设计根据(gnj)各跨中和支座最大弯矩计算钢筋用量，其它截面通过抵抗弯矩图校
20、核。承受均载的等跨连续板，相邻各跨跨度相差不超过20%，可不画抵抗弯矩图，按构造布置钢筋。连续板剪力由砼承受，不设腹筋。整体式肋形结构次梁和主梁支座按矩形截面计算；跨中按T形截面计算。第41页/共117页第四十一页，共117页。v板、次梁及主梁的支座(zh zu)负弯矩钢筋互相穿过，v 主梁h0 单排时，h0 h-ah-60mm；v 双排时，h0 h-ah-80mm。第42页/共117页第四十二页，共117页。二、连续(linx)板、梁的构造要求(一)连续(linx)板 1弯起式v先配跨中钢筋(gngjn)，跨中一半弯起伸过支座。如不够另加直筋。v钢筋(gngjn)间距相等或成倍数，可用不同直
21、径钢筋(gngjn)。v弯起角一般30，板厚120mm，可45。第43页/共117页第四十三页，共117页。2分离式跨中和支座钢筋分别配，全部采用直钢筋。跨中直筋可连续(linx)几跨不切断，也可每跨都断开。qg3，aln4；qg3，aln3。板较薄，受力筋端部可做直角弯钩，抵至板底。第44页/共117页第四十四页，共117页。肋型结构：板钢筋常用直径6，8，10,12等；之作上部承受负弯矩的钢筋直径不小于8。受力钢筋间距不宜大于200mm板较薄，受力筋端部可做直角弯钩，抵至板底。单向板肋型结构：分布钢筋截面积不小于受力钢筋和板截面面积的15%直径不宜小于6，间距不宜大于250mm集中(jzh
22、ng)荷载较大时，分布钢筋适当加密，间距不宜大于200mm第45页/共117页第四十五页，共117页。板边嵌固于砖墙，计算时按简支，实际(shj)支承处有负弯矩。板顶面设附加钢筋，伸出支座边界不小于l1n7。墙角板顶常发生与墙成45的裂缝，在跨度l1n4(l1n为单向板的净跨度或双向板的短边净跨度)范围内，板顶面配构造钢筋网。上部构造钢筋：直径不宜小于8，间距不宜小于200；不少于受力筋13第46页/共117页第四十六页，共117页。v板与主梁肋连接处会产生负弯矩，计算时没考虑(kol)。v在与主梁连接处板顶，沿与主梁垂直向配附加钢筋。直径不宜小于8，间距不宜小于200，不少于受力筋13，伸过
23、主梁边缘不小于板跨14。v在温度、收缩应力较大的现浇板区域，间距宜取150-200；设置(shzh)收缩钢筋，配筋率不宜小于0.1%。第47页/共117页第四十七页，共117页。电站厂房楼板洞口周围加强构造，根据b，d的大小不同，采用(ciyng)不同的加强方式第48页/共117页第四十八页，共117页。第九章 钢筋(gngjn)砼肋形结构及刚架结构楼盖结构(jigu)平面布置图第49页/共117页第四十九页，共117页。板的计算(j sun)简图第50页/共117页第五十页，共117页。第九章 钢筋(gngjn)砼肋形结构及刚架结构板分离式配筋图第51页/共117页第五十一页，共117页。第
24、九章 钢筋(gngjn)砼肋形结构及刚架结构板弯起式配筋图第52页/共117页第五十二页，共117页。(二)连续梁先配各跨中纵筋，部分根据斜截面承载力弯起后伸入支座，承担支座负弯矩，不满足支座正截面承载力需要时，另加直筋。弯起筋不满足斜截面承载力时，另加斜筋或吊筋。钢筋弯起位置据剪力包络图确定。画抵抗弯矩图校核，确定支座顶面纵筋的切断位置。端支座计算(j sun)不需弯筋时，仍应弯起部分钢筋，伸至支座顶面，承担负弯矩。伸入支座内的跨中纵筋不少于2根。第53页/共117页第五十三页，共117页。v当次梁相邻跨度相差不超过20，且均布恒荷载与活荷载设计(shj)值之比小于3时，纵向受力钢筋的弯起和
25、切断可按图进行。否则应按弯矩包络图确定。v主梁纵向受力钢筋的弯起和切断，应使其抗弯承载力图(材料图)覆盖弯矩包络图，并应满足有关构造要求。第54页/共117页第五十四页，共117页。等跨次梁的典型钢筋(gngjn)布置 (a)无弯起钢筋(gngjn)(b)设弯起钢筋(gngjn)第55页/共117页第五十五页，共117页。主梁弯矩计算(j sun)第56页/共117页第五十六页，共117页。主梁剪力计算(j sun)第57页/共117页第五十七页，共117页。第58页/共117页第五十八页，共117页。第59页/共117页第五十九页，共117页。F次梁传给主梁的集载设计值；fyv附加横向钢筋的
26、抗拉强度(kn l qin d)设计值；a附加横向钢筋与梁轴线的夹角；Asv附加横向钢筋的总截面面积。v主梁两侧受次梁传来的集载，可在中下部发生斜裂缝(li fng)。v设附加横向钢筋(箍筋或吊筋)承担集载。v附加横向钢筋布置在s=2h1+3b的范围：第60页/共117页第六十页，共117页。v支座处剪力大时，梁加做支托(zh tu)，局部加高。v支托(zh tu)尺寸见图。v支托(zh tu)附加钢筋24根，直径与受力筋的相同。第61页/共117页第六十一页，共117页。第五节 三跨连续梁设计(shj)例题见书P254。第62页/共117页第六十二页，共117页。第六节 双向板肋形结构(ji
27、gu)的设计一、试验结果 四边简支板在均布荷载作用下，裂缝出现前，板处于弹性工作阶段，四角有翘起的趋势，板传给支座的压力不沿边(yn bin)长均匀分布，每边中心处最大。双向板变形(bin xng)图第63页/共117页第六十三页，共117页。v四边简支板，荷载增加(zngji)，第一批裂缝出现在板底中间，沿对角线向四角扩展。v接近破坏，板顶四角出现与对角线垂直裂缝。v最后跨中受力筋屈服，板破坏。第64页/共117页第六十四页，共117页。矩形简支板，沿短跨的最大弯矩在跨中，沿长跨最大弯矩偏离中点。跨长比为2，短跨与长跨的最大弯矩的比值(bzh)为3.889，按单向板计算可行。第65页/共11
28、7页第六十五页，共117页。四边固定的双向板，沿短跨跨中弯矩分布犹如一两端固定的单跨梁。沿周边(zhu bin)的弯矩与反力的分布均为由支承边的中部向角点减小。第66页/共117页第六十六页，共117页。v按理论分析，钢筋应垂直于裂缝的方向配置。v试验表明钢筋布置方向对破坏荷载无显著影响。v平行于板边配筋，施工方便，且对推迟第一批裂缝的出现有良好的作用。v配筋率相同，采用较细的钢筋有利；v钢筋数量相同，板中间钢筋排列(pili)较密比均布有效。第67页/共117页第六十七页，共117页。二、按弹性方法计算内力弹性计算方法根据薄板小挠度理论(lln)假定进行。工程设计中根据板的荷载及支承情况利用
29、表格计算。(一)单块板的计算均载下单块矩形双向板：M不同支承单位板宽跨中或支座(zh zu)中点的弯矩；a不同支承和不同板跨比lxly弯矩系数；lx板的跨长；p双向板上的均载。附录十的表格适用于泊松比为1/6的钢筋混凝土板。第68页/共117页第六十八页，共117页。(二)连续板的计算（简化为单块板）1跨中最大弯矩最不利荷载布置可简化为满布的p和一上一下(yxi)作用的p。p=g+q2，pq2。p作用下中间支座固定；p 作用下中间支座简支；将以上两种情况叠加求弯矩。边支座根据实际情况确定。第69页/共117页第六十九页，共117页。2支座中点最大弯矩将p=g+q布满各跨计算。各跨板在中间支座为
30、固定，可由附录十查得。相邻两跨板的另一端支承不同，或两跨度不等，取相邻两跨同一(tngy)支座弯矩均值。两列三跨双向板，周边为简支。p作用，各板为四边简支板；p作用，角板为两邻边固定、两邻边简支；中跨板为三边固定、一边简支。第70页/共117页第七十页，共117页。三、双向板的截面设计与构造对周边与梁整体连接的双向板，弯矩设计值按课本P267选取。双向板跨中两个方向均需受力筋，两个方向的h0不同。短跨方向钢筋排下层，长跨方向钢筋排上层。板在两个方向各划分为三个板带，边缘板带为较小跨度l1的14，其余为中间(zhngjin)板带。中间(zhngjin)板带，按跨中最大弯矩配筋；边缘板带，单位宽度
31、内钢筋用量为中间(zhngjin)板带的一半。且每米宽度不少于3根。支座最大弯矩求得的钢筋沿板边均布，不得分带减少。第71页/共117页第七十一页，共117页。简支的单块板中，考虑支座的部分嵌固作用，可将每一方向的跨中钢筋弯起1/31/2伸入到支座上面去，来承担(chngdn)可能产生的负弯矩。在连续的双向板中，可由相邻两跨中钢筋各弯起1/21/3来承担(chngdn)，不足部分可加直钢筋；在边缘板带内跨中钢筋较少，且弯起比较困难，可在支座上面另设附加钢筋。第72页/共117页第七十二页，共117页。双向板的布筋方式(fngsh)第73页/共117页第七十三页，共117页。四、支承双向板的梁的
32、计算特点短跨梁上荷载是三角形的，长跨梁上荷载是梯形的。跨度相等或相差不超过10，可将梯形(或三角形)荷载折算成相等支座(zh zu)弯矩的等效均载pE，求出最不利荷载下的各支座(zh zu)弯矩M支。根据静力平衡条件，由承受梯形(或三角形)分布荷载和支座(zh zu)弯矩M支的简支梁，求出各跨中弯矩和支座(zh zu)剪力。第74页/共117页第七十四页，共117页。第七节 刚架结构的设计(shj)刚架是由横梁和立柱刚性连接所组成的承重结构。高度5米以下，采用单层刚架，5米以上，采用双层或多层刚架。刚架立柱与基础的连接可分为铰接和固接两种。第75页/共117页第七十五页，共117页。一、刚架结
33、构的设计要点刚架结构实际上是空间结构，把结构偏安全地当作一系列平面刚架进行分析。1计算简图 刚架的跨度和高度，节点和支承的形式，截面惯性矩以及荷载的形式、数值和作用位置。在计算时，先假定构件的截面尺寸。内力计算后，只有当各杆件的相对惯性矩的变化超过3倍时，才需重新计算内力。2内力计算 按结构力学的方法进行。工程上一般常用刚架有现成的计算公式或图表可以(ky)利用。第76页/共117页第七十六页，共117页。3截面(jimin)设计 根据内力计算所得内力，经按最不利情况加以组合后，即可进行承载力计算，来确定截面(jimin)尺寸和配置钢筋。横梁轴向力很小，忽略不计按受弯构件计算。当轴向力N不能忽
34、略时，按偏心受拉或受压构件计算。刚架立柱中的内力主要是弯矩M和轴向力N，可按偏心受压或受啦构件进行计算。第77页/共117页第七十七页，共117页。二、刚架结构的构造 1节点构造 横梁和立柱的转角处会产生应力集中(jzhng)，应力分布规律与其内折角的形状很有关系。内折角做得越平缓，交接处的应力集中(jzhng)也越小。第78页/共117页第七十八页，共117页。设计时，若转角处的弯矩不大，可将转角作成直角或加一不打的填角。弯矩较大时，应将内折角作成斜坡状的支托。支托的高度约为0.51.0h（h为柱截面高度），斜面与水平线成4530度。转角处有支托时，横梁底面和立柱内侧的钢筋不能内折，而应沿斜
35、面另加直钢筋。另加的直钢筋沿支托表面放置，数量一般不少于4根，直径和横梁沿梁底面伸入节点内的钢筋直径相同(xin tn)。（见图9-41）钢架梁顶层端接点出，纵向钢筋和柱外侧纵向钢筋的搭接见图9-42。第79页/共117页第七十九页，共117页。节点的箍筋可做扇形布置，节点处的箍筋要适当(shdng)加密，以便能牢固地扎结钢筋。钢架柱中部节点的钢筋布置：1、横梁上部钢筋伸入柱内la；2、当横梁端部有正弯矩时，钢筋锚固长度按受拉情况确定；第80页/共117页第八十页，共117页。第81页/共117页第八十一页，共117页。1立柱与基础的连接构造立柱与基础固接:从基础内伸出钢筋与柱内钢筋相连接，然
36、后浇筑柱子的混凝土。插筋伸入基础底部，或只将四角(s jio)伸入底部，其余满足锚固长度即可。立柱与基础铰接：在连接处将柱子截面减小为原截面的1/21/3，并用交叉钢筋或垂直钢拴或等高肋钢筋连接。第82页/共117页第八十二页，共117页。立柱与基础的连接(linji)构造第83页/共117页第八十三页，共117页。第九节 牛腿的设计(shj)一、试验结果 牛腿是短悬臂变截面深梁，它与一般悬臂梁的工作性能不同。第84页/共117页第八十四页，共117页。v牛腿可看作是以纵向(zn xin)钢筋为拉杆，以混凝土斜向压力带为v压杆的三角形桁架。v牛腿破坏时，纵向(zn xin)钢筋可达到或接近屈服
37、极限，斜压杆范v围内混凝土可达到轴心抗压强度。第85页/共117页第八十五页，共117页。二、牛腿截面尺寸的确定 通常牛腿的宽度与柱的宽度相同，高度可根据裂缝控制要求确定。具体做法是：参考类似情况拟订高度，然后按公式9-17验算。（该公式及其符号见书上说明）三、牛腿的钢筋配置（一）、受力钢筋 a/h00.2时：由承受竖向力所需的受拉钢筋和承受水平拉力所需的锚筋组成的受力钢筋的总截面面积，按公式9-19计算。受力钢筋宜采用335或400钢筋。竖向受拉钢筋的配筋率不应(b yn)小于0.15%，也不宜大于0.6%，且钢筋根数不宜少于4根，直径不应(b yn)小于12mm。纵向钢筋不能弯起，并有足够
38、的锚固长度。承受水平拉力的锚筋应焊接在预埋件上，且不应(b yn)少于2根，直径不应(b yn)小于12mm。第94页/共117页第九十四页，共117页。（二）、水平箍筋和弯起钢筋水平箍筋的直径不应小于6mm，间距为100150mm，且在上部的2h0/3范围内的水平箍筋总截面面积不应小于承受(chngshu)竖向里的受拉钢筋截面面积的1/2。弯起钢筋宜采用变形钢筋。第95页/共117页第九十五页，共117页。第九节 钢筋混凝土柱下结构 钢筋混凝土柱承受的荷载通过基础传给地基。本节介绍柱下单独(dnd)基础和条形基础。基础采用的混凝土强度等级应不低于C15，通常采用C15C20，受力钢筋采用一级
39、或二级，直径不小于8mm，间距不小于200mm且大于100mm。垫层可采用100mm厚的C10混凝土。一、柱下单独(dnd)基础的形式 常用的单独(dnd)基础有：锥形基础和阶梯形基础。基础的最小高度H应满足柱和基础交接处混凝土的受冲切承载力和柱中纵向钢筋锚固长度的要求。基础底面尺寸根据地基土壤承载力确定。第96页/共117页第九十六页，共117页。锥形基础可采用一阶或二阶，可根据坡角的限值与基础的总高度H而定。基础边缘高度一般小于200mm，也不宜大于500mm。阶梯基础可采用一阶、二阶、三阶，每阶高度一般为300500mm,阶梯形的外边线应在压力分布线之外。柱下单独基础按受力情况分：偏心受
40、压或轴心(zhu xn)受压基础。偏心底面一般为矩形，长宽比在23之间。轴心(zhu xn)底面一般为正方形。预制柱的基础一般为杯形。柱的插入深度要满足钢筋锚固长度的要求，并考虑吊装时柱的稳定性。第97页/共117页第九十七页，共117页。二、柱下单独基础的计算(j sun)（一）轴心受压 轴心受压柱下单独基础的底面面积计算(j sun)：基础高度的确定。根据经验和构造要求拟定，然后按受冲切承载力条件进行(jnxng)验算:基础的高度为有效(yuxio)高度h0加上混凝土保护层厚度a.有垫层时a=40mm；无垫层时a=80mm.第98页/共117页第九十八页，共117页。基础的受力钢筋，是将基
41、础在每个方向的突出部分当作倒置(dozh)的“悬臂板”来计算。底板全宽内的受力钢筋面积按下式计算：当基础(jch)为正方形时，另一方向的受力钢筋面积可近似取与上相等的面积。矩形时，另一方向的受力钢筋面积计算为：第99页/共117页第九十九页，共117页。（二）偏心受压基础 偏心受压基础除了有轴向压力作用外，还有弯矩和剪力作用，在求基底(j d)反力时应先将作用在基础顶面的内力及基础和填土自重化为作用在基础底面重心处的内力：基础底面尺寸可按轴心受压基础等公式计算，再考虑弯矩的大小适当放大10%40%。基底反力计算公式见9-279-30。基础高度的确定(qudng)方法与轴心受压基础相同，但Fl按
42、下式计算：第100页/共117页第一百页，共117页。三、条形基础 支撑渡槽槽身的钢架，当两个立柱地间距不打，而地基承载力又较低时，通常将两个基础连在一起，做成刚好混凝土条形基础。条形基础的设计：先拟定各部分尺寸，进行地基反力验算(yn sun)，再作基础承载力计算。地基反力计算公式见9-37。基础的承载力计算，分短边和长边两个方向进行。第101页/共117页第一百零一页，共117页。第102页/共117页第一百零二页，共117页。第103页/共117页第一百零三页，共117页。第104页/共117页第一百零四页，共117页。第105页/共117页第一百零五页，共117页。第106页/共117页第一百零六页，共117页。第107页/共117页第一百零七页，共117页。第108页/共117页第一百零八页，共117页。第109页/共117页第一百零九页，共117页。第110页/共117页第一百一十页，共117页。第111页/共117页第一百一十一页，共117页。第112页/共117页第一百一十二页，共117页。第113页/共117页第一百一十三页，共117页。第114页/共117页第一百一十四页，共117页。第115页/共117页第一百一十五页，共117页。第116页/共117页第一百一十六页，共117页。感谢您的观看(gunkn)！第117页/共117页第一百一十七页，共117页。