混凝土结构设计_ch2_梁板结构

1、混凝土结构设计 徐怀兵徐怀兵 邮箱邮箱:xuhuaibing07 手机手机:135 5297 9891 QQ:13631246 办公室： 土环办公室： 土环1210 教材 顾祥林.建筑混凝土结构设计.上海：同济大学出版社， 2011 叶列平.混凝土结构（下册）. 第二版. 北京：中国建筑 工业出版社，2013 参考书 东南大学，同济大学，天津大学. 混凝土结构. 第五版. 北京：中国建筑工业出版社，2012 沈蒲生. 混凝土结构设计. 第四版. 北京：高等教育出版 社，2012 相关设计规范 混凝土结构设计课程简介 混凝土结构设计VS混凝土结构原理？ 由混凝土结构设计一门课拆分而来 区别： 混凝土结构设计课程简介 混凝土结构原理回顾 材料的力学性能 构件的基本受力性能 受弯构件正截面承载力计算 受弯构件斜截面承载力计算 粘结、锚固及钢筋布置 受压构件 受拉构件 受扭构件 正常使用阶段的验算 预应力混凝土构件设计 荷载和作用 组合结构 混凝土结构原理回顾 材料的力学性能 构件的基本受力性能 受弯构件正截面承载力计算 受弯构件斜截面承载力计算 粘结、锚固及钢筋布置 受压构件 受拉构件 受扭

2、构件 正常使用阶段的验算 预应力混凝土构件设计 荷载和作用 组合结构 钢筋 混凝土 混凝土结构原理回顾 材料的力学性能 构件的基本受力性能 受弯构件正截面承载力计算 受弯构件斜截面承载力计算 粘结、锚固及钢筋布置 受压构件 受拉构件 受扭构件 正常使用阶段的验算 预应力混凝土构件设计 荷载和作用 组合结构 受拉 受压 受弯 混凝土结构原理回顾 材料的力学性能 构件的基本受力性能 受弯构件正截面承载力计算 受弯构件斜截面承载力计算 粘结、锚固及钢筋布置 受压构件 受拉构件 受扭构件 正常使用阶段的验算 预应力混凝土构件设计 荷载和作用 组合结构 基本假定 单筋矩形截面 双筋矩形截面 T形截面 混凝土结构原理回顾 材料的力学性能 构件的基本受力性能 受弯构件正截面承载力计算 受弯构件斜截面承载力计算 粘结、锚固及钢筋布置 受压构件 受拉构件 受扭构件 正常使用阶段的验算 预应力混凝土构件设计 荷载和作用 组合结构 斜裂缝的形成 无腹筋梁 有腹筋梁 混凝土结构原理回顾 材料的力学性能 构件的基本受力性能 受弯构件正截面承载力计算 受弯构件斜截面承载力计算 粘结、锚固及钢筋布置 受压构件 受拉

3、构件 受扭构件 正常使用阶段的验算 预应力混凝土构件设计 荷载和作用 组合结构 轴压、压弯 矩形截面、工形截面 正截面、受剪 延性、构造要求 混凝土结构原理回顾 材料的力学性能 构件的基本受力性能 受弯构件正截面承载力计算 受弯构件斜截面承载力计算 粘结、锚固及钢筋布置 受压构件 受拉构件 受扭构件 正常使用阶段的验算 预应力混凝土构件设计 荷载和作用 组合结构 轴拉 偏拉 混凝土结构原理回顾 材料的力学性能 构件的基本受力性能 受弯构件正截面承载力计算 受弯构件斜截面承载力计算 粘结、锚固及钢筋布置 受压构件 受拉构件 受扭构件 正常使用阶段的验算 预应力混凝土构件设计 荷载和作用 组合结构 纯扭 弯剪扭 压弯剪扭 混凝土结构原理回顾 材料的力学性能 构件的基本受力性能 受弯构件正截面承载力计算 受弯构件斜截面承载力计算 粘结、锚固及钢筋布置 受压构件 受拉构件 受扭构件 正常使用阶段的验算 预应力混凝土构件设计 荷载和作用 组合结构 变形 裂缝宽度 混凝土结构原理回顾 材料的力学性能 构件的基本受力性能 受弯构件正截面承载力计算 受弯构件斜截面承载力计算 粘结、锚固及钢筋布置 受压

4、构件 受拉构件 受扭构件 正常使用阶段的验算 预应力混凝土构件设计 荷载和作用 组合结构 预应力混凝土原理 材料及锚具 预应力损失 承载力计算 正常使用阶段验算 混凝土结构原理回顾 材料的力学性能 构件的基本受力性能 受弯构件正截面承载力计算 受弯构件斜截面承载力计算 粘结、锚固及钢筋布置 受压构件 受拉构件 受扭构件 正常使用阶段的验算 预应力混凝土构件设计 荷载和作用 组合结构 混凝土结构设计VS混凝土结构原理？ 由混凝土结构设计一门课拆分而来 区别： 原理：材料性能、构件设计 设计：工程结构设计 计算简图、内力分析、构件设计、构造设计 联系： 原理是设计的基础 设计：合理地利用材料构件结构 混凝土结构设计课程简介 混凝土结构设计课程大纲 1 混凝土结构设计概论 结构设计概念、结构设计准则、结构设计步骤 2 梁板结构设计 单向板、双向板、无梁楼盖、楼梯和雨篷 3 单层厂房结构设计 结构布置、内力分析、柱设计、屋盖结构设计 4 预制装配式混凝土结构设计研讨 5 钢-混凝土组合结构设计 组合梁、钢骨混凝土结构、钢管混凝土结构 第1章 混凝土结构设计概论 徐怀兵徐怀兵 邮箱邮箱:xuhu

5、aibing07 手机手机:135 5297 9891 QQ:13631246 办公室： 土环办公室： 土环1210 本章简介 主要内容 结构的概念和分类 混凝土结构设计的内容 混凝土结构的设计准则 混凝土结构的分析方法 混凝土结构的设计步骤 本课程特点和学习方法 建筑结构设计 设计内容：建筑、结构、水暖电 建筑结构 结构承载着工程整个生命周期内（施工和适用过程） 可能出现的各种作用 筋骨：画虎画皮难画骨 合理的结构设计是建筑物安全、适用、经济和耐久的 保证 一、建筑结构的概念和分类 建筑结构分类： 按材料分：混凝土结构、砌体结构、钢结构、木结构、 组合结构（混合结构） 按用途分：工业厂房结构 民用建筑结构 (住宅楼、办公楼、公共建筑) 按层数或高度分：单层工业厂房、多层建筑结构和高 层建筑结构 一、建筑结构的概念和分类 建筑结构形式 工业厂房结构：基础、柱、梁、屋架、支撑、墙体等 一、建筑结构的概念和分类 天窗架 屋架 屋 架 下 弦 水 平 支撑 排架柱 基础 围护墙 屋面板 天沟板 连系梁 天窗架垂直支撑 托架 抗风柱 屋 架 端 部 垂 直 支撑 吊车梁 柱 间 支 撑 基础梁

6、 建筑结构形式 建筑结构一般是由梁、柱、墙、板、基础、楼梯等基 本构件组成的承力系统 一、建筑结构的概念和分类 柱下 基础 梁 柱 墙下 基础 楼梯 地下室墙 楼板 建筑结构形式 板柱结构一般是由基础、柱、板、楼梯等基本构件组 成的承力系统 一、建筑结构的概念和分类 柱帽 1、设计规范 建筑结构荷载规范 (GB 50009-2012) 混凝土结构设计规范 (GB 50010-2010) 建筑地基基础设计规范 (GB 50007-2011) 建筑抗震设计规范 (GB 50011-2010) 高层建筑混凝土结构技术规程 (JGJ 3-2010) 规范：只列出要这么做；本课：为什么要这么做？ 混凝土结构的设计准则 2、设计理论 混凝土结构的设计准则 允许允许应力 设计法 应力 设计法 破坏阶段 设计法 破坏阶段 设计法 极限状态 设计法 极限状态 设计法 半经验半概率法 近似概率法 半经验半概率法 近似概率法 全概率法 生命全过程设计法 全概率法 生命全过程设计法 材料层次材料层次构件层次 混凝土结构设计规范 构件层次 混凝土结构设计规范基于近似概率的极限状态设计法基于近似概率的极限状态设计

7、法 结构层次结构层次 结构的功能要求：可靠性与可靠度 功能要求：安全性、适用性和耐久性 可靠度： 可靠性的概率量度 结构在规定的时间内，规定的条件下完成预定功能的概 率 混凝土结构的设计准则 可靠性可靠性 3、极限状态 极限状态：整个结构或结构的一部分超过某一特定状 态就不能满足设计规定的某一功能要求 承载力极限状态安全 正常使用极限状态舒适性(一般要求裂缝 r1 M1M2 说明l2方向承担的弯矩小 梁板结构形式 1 1 11 1 M rE I 2 2 22 1 M rE I 单向板vs双向板 假定板是由沿l1和l2方向相互垂直的板带组成 拆分： 若l1 q2 梁板结构形式 12 qqq 2 1 1 1 8 ql M 2 2 2 2 8 ql M 单向板vs双向板 如果忽略板带间扭距的影响，则两板带的跨中挠度分 别为： 若（忽略配筋不同） 则由条件可得 梁板结构形式 4 1 1 1 1 5 384 ql f E I 4 2 2 2 2 5 384 ql f E I 12II 12 ff 4 12 4 1 2 q l q l 4 1 4 21 2 l qq l 44 11 44 111

8、22 1 ll qqqq ll 单向板vs双向板 梁板结构形式 4 2 44 1 12 l qq ll 4 1 44 2 12 l qq ll 若 2 1 2 l l 1 0.94 qq 2 0.06 qq 故当时， 2 1 l l 2 2 q0.06q 2 2 1 l l 2 单向板vs双向板 支承形式 不管l1/l2，两对边支承的板均为单向板 梁板结构形式 l01 l02 l01 l02 四边支承两对边支承 单向板肋梁楼盖、双向板肋梁楼盖、井式楼盖 楼盖结构形式 主梁主梁 次梁次梁 单向板单向板 柱柱 柱柱 双向板双向板 主梁主梁 柱柱 井式梁井式梁 双向板双向板 单向板肋梁楼盖结构布置 楼盖结构布置 单向板肋梁楼盖结构布置 楼盖结构布置 主梁主梁 柱柱 次梁次梁 主梁主梁 柱柱 次梁次梁 主梁主梁 次梁次梁 结构布置应注意的问题 结构布置的一般要求 兼顾功能要求和经济性、简单规整统一 主梁一般横向布置、主梁跨内宜布置两个以上次梁 经济跨度 板：1.7m2.5m； 次梁：3m4m； 主梁：5m8m 经济截面尺寸 板：简支hb/30；连续hb/35；悬挑hb/12 次梁：h=(1/1

9、81/12)l，b=(1/21/3)h 主梁：h=(1/141/8)l，b=(1/21/3)h 楼盖结构布置 单向板肋梁楼盖结构平面布置图 +尺寸标注 平面布置图意义： 确定结构方案（单向板/双向板）、构件定位 确定构件之间的相关关系、传力路径和计算简图 楼盖结构布置 单向板肋梁楼盖结构平面布置图 单向板肋梁楼盖荷载传递路径（清晰明确） 楼盖结构布置 单向板次梁单向板次梁主梁主梁柱柱基础 墙体 基础 墙体 计算简图 假定支座不动：板的竖向刚度1/10受力钢筋截面积 置于受力钢筋的内侧。 整体式单向板肋梁楼盖 整体式单向板肋梁楼盖 板的设计要点 配筋板面附加筋 承受非主要受力方向可能出现的负弯矩 整体式单向板肋梁楼盖 l0单向板的计算跨度单向板的计算跨度 次梁的设计要点 整体式单向板肋梁楼盖 * 纵向钢筋的配筋率：纵向钢筋的配筋率：0.6%1.5% * 截面：支座截面：支座矩形；跨中矩形；跨中T形形 * 0.35 (考虑内力重分布考虑内力重分布) * 箍筋面积增大箍筋面积增大20% (考虑内力重分布，位置？考虑内力重分布，位置？) 次梁的设计要点 整体式单向板肋梁楼盖 2/ 01 hs 1 e 几何中心轴

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