混凝土結(jié)構(gòu)：3-3 單向板肋形結(jié)構(gòu)主梁設(shè)計(jì)

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項(xiàng)目三：肋形樓蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)任務(wù)2：次梁設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)任務(wù)1：板的設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)任務(wù)3：主梁設(shè)計(jì) 學(xué)習(xí)任務(wù)三:主梁的設(shè)計(jì)合理主梁跨度為5～8m。連續(xù)主梁的截面尺寸可按高跨比關(guān)系和剛度要求。一般要求梁高h(yuǎn)≥l/12（簡(jiǎn)支）或h≥l/15（連續(xù)），梁寬b=（1/3～1/2）h。返回 2.荷載計(jì)算作用在主梁上的荷載劃分范圍如圖4-5（a）所示。主梁承受次梁傳來的集中荷載Gk=gkl1l2和Qk=qkl1l2,主梁肋部自重為均布荷載，但與次梁傳來的集中荷載相比較小，將次梁之間的一段主梁肋部均布自重化為集中荷載，加入次梁傳來的集中荷載一并計(jì)算。（一）計(jì)算簡(jiǎn)圖的確定1.計(jì)算跨度與跨數(shù)連續(xù)主梁的計(jì)算跨度與跨數(shù)同次梁。 3.支座的簡(jiǎn)化與修正圖4-5所示的多跨連續(xù)梁，主梁的中間支承是柱，當(dāng)主梁的線剛度與柱的線剛度之比大于4時(shí)，可把主梁看作是以邊墻和柱為鉸支座的多跨連續(xù)梁如圖4-5（d）。否則，柱對(duì)主梁的內(nèi)力影響較大，應(yīng)看作剛架來計(jì)算。連續(xù)主梁的荷載不調(diào)整。 主梁的內(nèi)力按附錄四公式（4–3）、（4–4）計(jì)算?？勺兒奢d的最不利組合位置見圖4–25。（二）內(nèi)力計(jì)算 1.計(jì)算要點(diǎn)（1）次梁傳給主梁的永久荷載和可變荷載均為集中力，為簡(jiǎn)化計(jì)算，主梁及構(gòu)造層自重也可化為集中力；（2）主梁考慮可變荷載的不利位置一般按彈性方法計(jì)算內(nèi)力，并作彎矩包絡(luò)圖和剪力包絡(luò)圖；（3）主梁縱向受力鋼筋、箍筋及彎起鋼筋的計(jì)算與次梁相同，但在計(jì)算支座截面配筋時(shí)，要考慮由于板、次梁和主梁在截面上的負(fù)彎矩鋼筋相互穿插重疊，使主梁的有效高度h0降低（圖4–20）。主梁在支座截面的有效高度h0一般為：當(dāng)縱筋為一層時(shí)：h0=h–（60~70）mm當(dāng)縱筋為兩層時(shí)：h0=h–（80~100）mm（三）主梁的計(jì)算與配筋 （4）主梁吊筋的計(jì)算在主梁與次梁交接處，主梁的兩側(cè)承受次梁傳來的集中荷載，可能在主梁的中下部發(fā)生斜向裂縫。為了防止這種破壞，應(yīng)設(shè)置附加橫向鋼筋（箍筋或吊筋）來承擔(dān)該集中荷載。附加鋼筋應(yīng)布置在s=2h1＋3b的長(zhǎng)度范圍內(nèi)，附加橫向鋼筋總截面面積Asv按下式計(jì)算：Asv——附加橫向鋼筋的總截面面積，當(dāng)僅配箍筋時(shí)，Asv=mnAsv1；當(dāng)僅配吊筋時(shí),Asv=2Asb；Asv1為一肢附加箍筋的截面面積，n為在同一截面內(nèi)附加箍筋的肢數(shù)，m為在長(zhǎng)度s范圍內(nèi)附加箍筋的排數(shù)。Asb為附加吊筋的截面面積。 (a)附加箍筋（b）附加吊筋 （二）主梁的配筋構(gòu)造（1）縱向鋼筋直徑宜選用12～25mm，最大不宜超過28mm。（2）縱向鋼筋直徑種類不宜超過兩種，且直徑差應(yīng)大于或等于2mm。（3）每排縱向受力鋼筋宜用3～5根，最多用兩排。（4）選配鋼筋時(shí)，先選跨中受力鋼筋，支座負(fù)彎矩部分鋼筋可由兩邊跨中的一部分鋼筋彎起而得，支座上部?jī)山潜仨毷橇砑拥闹变摻睿孀骷芰摻睿?。彎起鋼筋的彎起點(diǎn)應(yīng)滿足斜截面受彎承載力的要求。（5）跨中下部受力鋼筋至少要有2根伸入支座，并放在下部?jī)山翘帲孀髦ё孛婕芰摻睿?其面積不宜小于跨中鋼筋面積的一半。 （6）繪制結(jié)構(gòu)施工圖時(shí)，所有鋼筋均應(yīng)予以編號(hào)，如鋼筋的種類、直徑、形狀及長(zhǎng)度完全相同，可以編同一個(gè)號(hào)，否則需分別編號(hào)。（7）當(dāng)主梁承受的荷載較大時(shí)，在支座處的剪力值也較大，除箍筋外，還需要配置一部分彎起鋼筋才能滿足斜截面承載力的要求，可配置鴨筋的方法來抵抗一部分剪力，如圖4-26所示。（8）當(dāng)梁支座處的剪力較大時(shí)，也可以加設(shè)支托，將梁局部加高以滿足斜截面承載力的要求。支托的附加鋼筋一般采用2～4根，其直徑與縱向受力鋼筋的直徑相同。 （一）計(jì)算簡(jiǎn)圖的確定1.荷載計(jì)算主梁承受次梁傳來的集中荷載Gk=gkl1l2和Qk=qkl1l2,主梁肋部自重為均布荷載，但與次梁傳來的集中荷載相比較小，將次梁之間的一段主梁肋部均布自重化為集中荷載，加入次梁傳來集中荷載一并計(jì)算。永久荷載：由次梁傳來荷載9.25×6=55.50kN主梁梁肋自重0.3×（0.8－0.1）×7.5/3×25=13.13kN永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值Gk=55.50＋13.13=68.63kN可變荷載：可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值Qk=15×6=90kN主梁設(shè)計(jì)過程 2.計(jì)算跨度與跨數(shù)計(jì)算跨度：邊跨ln1=7500－120－400/2=7180mml01=lc=7500mml01=1.05ln1=1.05×7180=7539mm取小值，l01=7500mm中間跨ln2=7500－400=7100mml02=lc=7500mml02=1.05ln2=1.05×7100=7455mm應(yīng)取l02=7455mm，但是跨度相差不超過10%，采用等跨計(jì)算，取l02=7500mm。內(nèi)力按三跨連續(xù)梁內(nèi)力系數(shù)表計(jì)算。在計(jì)算剪力時(shí)，計(jì)算跨度取凈跨，即l0=ln。主梁的構(gòu)造及計(jì)算簡(jiǎn)圖見圖4-20所示。 （二）內(nèi)力計(jì)算1.彎矩計(jì)算M=α1Gkl0＋1.15α2Qkl0Gkl0=68.63×7.5=514.73kN·mQkl0=90×7.5=675kN·m序號(hào)荷載簡(jiǎn)圖邊跨中中間支座中跨中M1aM2b①圖4-21（a）79.7834.49②圖4-21（b）189.93－103.24③圖4-21（c）97.3074.52④圖4-21（d）－68.57155.25最不利內(nèi)力組合①+②①+③①+④349.93303.3691.43269.71177.0811.21－240.67(-240.67)－378.84(-206.52)-240.67（-240.67）－68.75109.01189.74－68.75166.45189.74 主梁彎矩包絡(luò)圖 2.剪力計(jì)算V=β1Gk＋1.15β2Qk永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值Gk=55.50＋13.13=68.63kN可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值Qk=15×6=90kN序號(hào)計(jì)算簡(jiǎn)圖邊支座邊跨中中間支座中間跨中V1rV2br①圖4-21（a）－18.320②圖4-21（b）－13.870③圖4-21（c）－32.1922.98④圖4-21（d）－13.770最不利內(nèi)力組合①+②①+③①+④139.94121.6236.54－32.19－50.51－32.09－204.32(68.63)-222.64(195.11)-100.72(172.13)022.980 主梁剪力包絡(luò)圖 （三）配筋計(jì)算1.正截面承載力計(jì)算在計(jì)算支座截面配筋時(shí)，要考慮由于板、次梁和主梁在截面上的負(fù)彎矩鋼筋相互穿插重疊，使主梁的有效高度h0降低。主梁在支座截面的有效高度h0一般為：當(dāng)縱筋為一層時(shí)，h0=h－（60~70）mm；當(dāng)縱筋為兩層時(shí)，h0=h－（80~90）mm。主梁跨中截面按T形截面計(jì)算，翼緣高度hf′=100mm，計(jì)算翼緣寬度bf′=l0/3=7.5/3=2.5m＜b＋sn=6.0m。截面有效高度：支座B：h0=800－80=720mm邊跨中：h0=800－70=730mm中跨截面：h0=800－40=760mm（下部）h0=800－60=740mm（上部） 圖4-24主梁支座處受力鋼筋的布置1-板的支座鋼筋；2-次梁的支座鋼筋；3-主梁的支座鋼筋；4-板；5-次梁；6-主梁；7-柱 主梁支座截面按矩形截面計(jì)算，計(jì)算彎矩采用支座邊緣截面處的彎矩值，即MB′=－（MB－0.5bV0），因?yàn)閎=0.4m＞0.05ln=0.05×7.1=0.355m，取b=0.355m，則:MB′=－（MB－0.5bV0）=－[378.84－0.5×0.355×（68.63＋1.15×90）]=－348.29kN·m判別T形梁截面類型fcbf′hf′（h0－h(huán)f′/2）=9.6×2500×100×（730－100/2）=1632kN·m＞KM1=1.25×349.93=437.41kN·mKM2=1.25×189.74=237.18kN·m主梁跨中按第一類T形梁截面計(jì)算。 截面邊跨中中間支座B中跨中M（kN·m）349.93－348.29189.74－68.75KM（kN·m）437.41435.36237.1885.94bf′或b(mm)25003002500300h0(mm)7307207607400.0340.2920.0170.0540.0350.3550.0170.056204424541034398選配鋼筋422(直）+220（彎）20（直）+220（左）+220（右）220（直）+220（彎）220（直）實(shí)配面積（mm2）214825131256628ρ=As/bh0（%（ρmin=0.20%）0.981.160.550.28 2.主梁斜截面承載力計(jì)算截面支座A支座B（左）支座B（右）V（kN）139.94－222.64195.11KV（kN）174.93－278.30243.89h0（mm）7307207200.25fcbh0（kN）525.6＞KV518.4＞KV518.4＞KVVc=0.7ftbh0（kN）168.63＜KV166.32＜KV166.32＜KV選配箍筋肢數(shù)、直徑2、82、82、83072170246實(shí)配箍筋間距s(mm)170170200ρsv=Asv/(bs)(%)（ρsvmin=0.15%）0.200.200.17282.48278.61261.77 由次梁傳來的全部集中荷載為F=Gk＋Qk=68.63＋90=158.63kN用吊筋218（Asb=2×2×254.5=1018mm2）。主梁的配筋見圖4-28（c）。(a)附加箍筋(b)附加吊筋 主梁配筋圖