《建筑结构设计》
课程设计指导书
一、基本思路
设计中要掌握受弯构件正截面、斜截面承载力计算，熟悉肋梁楼盖结构布置要点；理解钢筋混凝土塑性变形内力重分布的基本概念；掌握连续梁、板的设计方法，荷载取值及内力计算；熟悉弯矩包络图、抵抗弯矩图的绘制方法；掌握梁、板配筋的构造要求；同时要熟悉计算中的各项规定。
二、设计步骤及方法
（一）结构平面布置及构件尺寸选择
1、柱网和梁格布置应力求协调，整齐划一，以简化设计、方便施工；但必须与建筑设计协调统一，满足建筑使用上的要求，并尽量做到经济合理。
板、梁的合理跨度为：单向板为1.7～2.7米；次梁为4.0～6.0米；主梁为5.0～8.0米，同时宜为板跨的3倍。
2、板和梁尽可能布置成等跨，如不易保证，可将中间各跨布置成等跨，而两边跨可布置稍小些，但跨度相差不宜超过l0％。
3、板厚和梁高一般按刚度要求初步估算，再根据荷载大小及构造要求初步确定，初步确定的尺寸必须经过正截面、斜截面承载力的计算并满足要求。
根据刚度要求，并应考虑建筑模数：
板厚：h≥80mm，且≥(1/30～1/40) L
次梁：h＝(1/12～1/18) L，b＝(1/2 ～ l/3)h
主梁：h＝(1/8～1/14) L，b＝(1/2～1/3)h。
（二）单向板的设计
l、荷载计算
对单向板取lm单位宽板带进行设计，计算每米宽板带沿板跨度的均布活荷载设计值和恒载设计值（板自重、面层及板底粉刷重）。
2、计算简图
单向板的跨数如多于5跨，且各跨跨度相等（或相差≯10％），可简化为5跨等跨连续板进行计算。其计算跨度的取值为：
边 跨：L0l＝min（Lnl＋h／2 ，Ln1+a／2）（a为板的支承长度，一般不小于120mm）；
中间跨：L0＝Ln。
3、内力计算（按考虑塑性内力重分布方法计算）
⑴用均布荷载作用下的5跨等跨连续梁的设计弯矩计算公式计算各跨跨中截面和支座截面的最大弯矩。
⑵当各跨计算跨度相差不超过l0％时，可按等跨计算。但应注意：求支座弯矩时，L0取相邻两计算跨度的平均值；求跨中弯矩时，L0取本跨的计算跨度。
4、配筋计算
⑴对周边与梁整体相连的多跨连续板的中间跨中和中间支座，可按计算所得弯矩降低20％采用；但对边跨跨中的计算弯矩则不应折减。
⑵建议采用表格方式进行计算。
5、选配钢筋及绘制板的配筋图
⑴受力钢筋
同一板内钢筋直径不宜超过两种，且至少相差2mm；板中受力钢筋直径d宜选用6～12 mm，间距s在70~200mm之间。选筋时，相邻两跨跨中和支座受力钢筋的间距必须相等或成倍数关系。为便于施工时架立，支座负钢筋直径不宜太细。板受力钢筋的切断、弯起位置如图1.2示。建议用分离式配筋方案（工程中常用）。
⑵构造钢筋
分布钢筋其间距不应大于250mm，放在受力钢筋内侧；嵌入墙内及板面附加钢筋要求板上部钢筋间距不应大于200mm，直径不应小于6mm，其伸出墙边长度不应小于L1/7（L1为单向板跨度）；对两边均嵌固在墙内的板角部分，应双向配置上部构造钢筋，其伸出墙边长度不应小于L1/4。垂直于主梁梁肋的板面附加钢筋，沿主梁梁肋方向间距不应大于200mm，直径不应小于6mm，伸入板中的长度从肋边算起每边不应小于L0/4（L0为板计算跨度）。
（三）次梁设计
l、荷载计算
次梁承受宽度等于次梁间距的板带传来的恒载和活载，以及次梁的自重和粉刷层重量（工业建筑楼面不考虑活载的折减）。
2、计算简图
根据结构平面布置．次梁的跨数多于五跨时，可简化成五跨等跨（跨度相差≯l0％）连续梁进行计算，其计算跨度的取值为：
边跨：L0l＝min（1.025Ln1 ， Ln1+a／2）（a为梁的支承长度，一般不小于240mm）；
中间跨：L0＝Ln。
要注意轴线位置与梁端位置不一致，轴线位置在距墙内缘120mm处。
3、内力计算（按考虑塑性内力重分布的方法计算）
用公式和分别计算各跨中截面和各支座截面的弯矩、剪力。求支座弯矩时，L0取相邻两计算跨度的平均值；求各跨跨中弯矩时，L0取各跨的计算跨度。
4、正截面配筋计算
⑴跨中截面应按T形截面设计，T形截面的翼缘计算宽度的取值应按《混凝土结构设计原理》表相关要求取值确定。支座截面应按矩形截面设计，注意支座截面有效高度h0，单排筋时h0＝h－（45～50）mm；双排筋时h0＝h－（70～80）mm。
⑵计算过程宜采用表格方式进行。
⑶选配钢筋：纵筋直径用10～25mm，最大不宜超过28mm；同一梁内纵筋不宜超过两种，直径至少相差2mm，不大于4mm；每排宜用3～4根；根据计算出的纵筋截面面积，一般先选跨中正弯矩钢筋，而支座负弯矩钢筋可由两边跨中一部分钢筋弯起，如不足，再另加直筋；也可以不考虑钢筋弯起，独立配置跨中正弯矩钢筋和支座负弯矩钢筋（工程中常用）。
5、斜截面承载力计算
⑴为施工方便，建议沿梁全长采用相同直径及间距的箍筋，取支座最大剪力值进行计算。
⑵也可根据各支座不同的剪力值计算各跨的箍筋用量，但同一跨度内宜采用相同直径及间距的箍筋。
6、绘制次梁配筋草图
⑴根据规定：当次梁相邻跨度相差不超过20％，且均布活荷载与均布恒荷载设计值之比p/g≤3时，纵筋的切断与弯起可直接按构造要求（教材图2.25）确定。否则应按弯矩包络图确定。
⑵跨中正弯矩钢筋至少要有两根伸入支座，并放在两边角上；支座上另加的直钢筋应放在上面一排，并宜先放在上排角上，兼做箍筋的架立筋。
⑶架立筋的选用应符合构造规定。
（四）主梁的设计
1、荷载计算
根据结构平面布置图，主梁承受的荷载是通过次梁以集中荷载的方式传来的，而主梁的自重是均布荷载。为了计算方便，将主梁自重简化成集中荷载，作用于主、次梁相交处。
⑴恒载G：为次梁传来的恒载和主梁自重以及主梁梁侧的抹灰重（主梁每米的自重乘上次梁间距转化成集中荷载）。
⑵活载Q：为作用在次梁上每米的活载乘以次梁跨度化成的集中荷载。
2、计算简图
按等跨度连续梁计算，其计算跨度的取值为：
边跨：L01＝Ln1+b/2＋a/2 ，且≤1.025Ln1＋b/2；
中跨：L0＝Ln＋b（即取支座中心线间的距离），且≤1.05Ln。
3、内力计算（按弹性理论计算）
⑴弯矩计算公式：M＝（K1G＋K2Q）L0；剪力计算公式：V ＝K3G＋K4Q。求支座M时，取相邻两跨计算跨度的平均值；计算跨中M时，取本跨的计算跨度。
⑵绘制主梁弯矩和剪力包络图：将各种最不利荷载作用下所得的弯矩图（剪力图）以同一比例绘制在同一图上，其外包线就是弯矩（剪力）包络图。包络图表示梁的各截面可能产生的最大及最小弯矩（剪力）值。
4、正截面的配筋计算
⑴跨中截面应按T形截面设计；支座截面应按矩形截面设计。
注意：在计算主梁支座钢筋时，其截面有效高度h0应较一般取值减小。
单排筋时h0＝h－（65～70）mm；双排筋时h0＝h－（90～100）mm。
⑵求支座钢筋时支座计算M应修正至支座边缘，即按公式：
计算。
⑶配筋计算应采用表格方式进行。
⑷配跨中支座钢筋的方法同次梁。但应注意受力筋的切断与弯起必须根据抵抗弯矩图确定，弯起筋应在此钢筋的充分利用点以外大于h0/2的地方起弯，支座处钢筋的切断应在此钢筋的不需要点（即理论切断点）以外要求的延伸长度处，见图1.3，1.4，表3。
图1.3 钢筋弯起位置
图1.4 钢筋截断的位置
5、斜截面承载力计算
⑴可只配箍筋抗剪。
⑵当剪力较大且纵向受力筋多于两根时，可利用靠近支座处对抵抗弯矩不需要的纵向钢筋弯起，承担一部分剪力，但梁两侧的下部纵向受力筋不得弯起，且必须满足第一排弯筋的上弯点距支座边缘的距离S≤Smax ，同时距充分利用点（即支座边缘）的距离a≥h0/2。若两条要求发生冲突，可先满足斜截面抗弯，而斜截面抗剪要求可用加鸭筋的方法来解决。
6、附加箍筋计算
在主次梁相交处（不包括支座截面），应在3b＋2h1的范围内设附加横向钢筋。附加横向钢筋应优先采用附加箍筋（参见教材公式），要注意公式中F为次梁传来的集中荷载设计值，不包括主梁自重。
三、补充说明
l、相关草图只需在计算书中绘制，绘制前须考虑图面布置，选择适当的比例表达清楚。因连续梁、板对称，可只绘出一半。
2、次梁和主梁应分别截取各支座和跨中截面的剖面，绘制配筋详图。截面编号和钢筋编号均不得重复。
3、施工草图上应有必要的说明和附注（尺寸单位，混凝土强度，钢筋级别，保护层的厚度以及其它施工图中应注意的事项等）。
4、主梁应根据抵抗弯矩图配置钢筋。
