1、初入结构工程结构设计从零开始 一直走过来的路? ? ? ? ? ? ? ?A =M/( f h ) 一般对于梁近似取为0.875,对板近似取为 0.9M 为拉梁需平衡的的柱底弯矩与承托在拉梁上的竖向荷载产生的弯矩的组合设计值条形基础条形基础可以分为三类:墙下条形基础、柱间条形基础、混凝土墙-柱下混合条形基础(一般用于框架剪力墙结构)墙下条形基础验算底板根部截面抗剪承载力、确定底板根部厚度是条形基础设计的要点单独柱基时接近方形的双向受力构件,需要验算冲切力;条形基础是单向受力的长条形构件,需要验算剪切力。条形基础底板宽度= 墙下条基的基础底板中不需要设置暗地梁基础底板根部厚度的手算确定:精确计算
2、:底板根部厚度,由素混凝土截面抗剪控制 V0.7 f bh 经验估计:取条基(净)半宽的1/61/4墙下条基配筋的简化算法:配筋主要考虑受弯的影响? ?弯矩最大的截面即条基底板的根部截面的弯矩起控制作用:M=p a /2(其 a 为净挑跨度)? ?求出弯矩以后,可以由以下公式求得配筋? ? ? ?A =M/(0.9f h )? ?地规中规定,每延米分布钢筋的面积不小于受力钢筋面积的 1/10当条基基宽大于等于 2500mm 时,为了节省,受力钢筋长度一般取宽度的 0.9 倍,交错布置,单独基础也有此要求。柱间条形基础柱间条基底板根部厚度、底板配筋 都与墙下条基计算方法相同 柱间条基内基础梁的尺
3、寸确定:基础梁的宽度为?柱宽+250;高度一般由基础梁抗剪公式控制,当基础梁有悬挑时,两个控制截面一个是外挑跨度根部截面,一个是柱间跨度内支座处的截面,哪个截面承受剪力大,取大剪力控制该截面高度。? ? ? ? V=maxqL/2,qa? ? ? ? V=0.25f bh 柱间条基内基础梁配筋的简化算法? ?跨中正弯矩,即上铁弯矩:M=qL /8? ? ? ? ? ? ? ? ? ?A =M/(0.875f h )? ?柱支座处负弯矩,及下铁弯矩:M=qa /2? ? ? ? ? ? ? ? ? ?A =M/(0.875f h )第一,基础梁端箍筋不需要按照抗震加密,仅按静立强度要求配置箍筋,
4、箍筋可按 90弯钩设计,无需 135弯钩。第二,基础梁纵筋伸入支座长度应按非抗震考虑第三,纵筋锚固长度,接头要求等也一律按非抗震要求混凝土墙-柱下混合条形基础这种基础多用在框架-剪力墙结构中。剪力墙端部(有时也有中部)会和混凝土柱浇筑在一起,形成柱中有墙,墙中有柱的结构,这种做法多是为了解决梁中主筋锚固的问题。单独柱基与墙下条基分离式基础设计方法:在混凝土柱下根据柱轴力基础按照单独柱基设计,在混凝土墙下基础根据墙的轴力按照墙下条基设计,两者截然分开。各类板的实用简化算法双向板和单向板的界定:矩形板在四边支撑的情况下,相邻边长之比小于 2 为双向板,大于等于 2 为单向板设计要点:板厚的确定方法
5、与楼板设计荷载的计算方法板内配筋的计算方法单向板配筋的简化算法 板厚一般取跨度的 1/30 弯矩:两端简支时 M = qL /8? ? ? ?两端固定时 M =M = qL /16一端固定,一端简支时 M =M = qL /14 配筋:A =M/(0.9f h ) 板内弯矩是按照钢筋集度分布的,钢筋集中使用在了支座,那么支座会相应的多承担些弯矩,跨中相应少一些;钢筋集中使用在了跨中,那么跨中会相应多承担些弯矩,支座少一些,支座和跨中的弯矩总和为 qL /8。双向板的计算方法 板厚:一般取板块短跨尺寸的 1/40 板的尺寸:四边简支情况下可以做到 11m11m;四边固定的情况下可以做到 12m1
6、2m,在正常的民用荷载作用下,不会出现问题 板的配筋:采用塑性计算方法,查表计算,注意混凝土的泊松比 =0.2 异形双向板等效为规则双向板的算法:对于 L形的双向板,可以补齐缺失的板块,然后按一个完整的大双向板计算;构造上要在这个 L 形板的阴角处另外增加 5 根 45斜向支座的上铁。对于很不规则的其他异形双向板,条件允许时设一个明次梁,将异形板分割成两个小的规则板块计算,梁高取跨度的 1/15;条件不允许时,可设置暗梁,梁高同大板厚,同时必须大于160mm,梁宽一般大于等于 1000mm。暗梁主筋直径不宜大于16mm。挑板配筋的算法 板厚:取净跨的 1/10 板的尺寸:跨度一般不宜大于 1.
7、5m,但可适当突破到 2.0m。 悬挑构件的设计不应该过分追求经济,设计时不应该冒进,构件荷载估计大些,配筋配大些,是明智之举,悬挑构件应该安全储备比常规构件大些。 挑板的板厚一旦确定后,与其相邻的作为支座的板块的板厚应尽量取和它的厚度相同。 对于大挑板板下部应该配置足够的受压钢筋,以减少因板徐变而产生的附加挠度,一般下部钢筋为上部钢筋的 1/31/2,而且间距为 150mm 左右。各类梁的实用简化算法在板向梁导荷载时,单向板和双向板是不相同的;梁端的支座情况不同时,其弯矩的计算也是不同的。一般梁的简化算法 截面尺寸:梁高一般取计算跨度的 1/10,梁宽一般取梁高的 1/2(住宅一般取200m
8、m 宽) 支座嵌固度:梁的端跨处边柱与梁的连接一般视为铰接;梁的端跨处边支座如果是剪力墙也视为铰接(这样做,避免了梁向边柱或剪力墙传递过大的弯矩而导致他们成为大偏心受压构件)多跨梁的中间支座无论是柱还是剪力墙,都可视为固结,因为此时主梁的支座负筋一般会伸过支座柱或者剪力墙在梁本构件内锚固,锚固长度和质量会比进入支座更有保证。 弯矩,均布荷载作用下? ?两端简支:? ? ? ? ?M=qL /8? ?一端简支,一端固定:? ? M=qL /11? ?两端固定:? ? ? ? ?M=qL /161.关于箱、筏基础底板挑板的阳角问题: (1).阳角面积在整个基础底面积中所占比例极小,干脆砍了。可砍成
9、直角或斜角。 (2).如果底板钢筋双向双排,且在悬挑部分不变,阳角不必加辐射筋,谁见过独立基础加辐射筋的?当然加了也无坏处。 (3).如果甲方及老板不是太可恶的话,可将悬挑板的单向板的分布钢筋改为直径 12 的,别小看这一改,一个工程省个 3、2 万不成问题。 2.关于箱、筏基础底板的挑板问题: 1).从结构角度来讲,如果能出挑板,能调匀边跨底板钢筋,特别是当底板钢筋通长布置时,不会因边跨钢筋而加大整个底板的通长筋,较节约。 (2).出挑板后,能降低基底附加应力,当基础形式处在天然地基和其他人工地基的坎上时,加挑板就可能采用天然地基。必要时可加较大跨度的周圈窗井。 (3).能降低整体沉降,当荷
10、载偏心时,在特定部位设挑板,还可调整沉降差和整体倾斜。 (4).窗井部位可以认为是挑板上砌墙,不宜再出长挑板。虽然在计算时此处板并不应按挑板计算。当然此问题并不绝对,当有数层地下室,窗井横隔墙较密,且横隔墙能与内部墙体连通时,可灵活考虑。 (5).当地下水位很高,出基础挑板,有利于解决抗浮问题。 (6).从建筑角度讲,取消挑板,可方便柔性防水做法。当为多层建筑时,结构也可谦让一下建筑。 3.关于箍筋在梁配筋中的比例问题(约 1020%): 例如一 8 米跨梁,截面为 400X600,配筋:上 6 根 25,截断 1/3,下 5 根 25,箍筋:8100/200(4),1000 范围内加密。纵筋
11、总量:3.85*9*8=281kg,箍筋:0.395*3.5*50=69,箍筋/纵筋=1/4, 如果双肢箍仅为 1/8,箍筋相对纵筋来讲所占比例较小,故不必在箍筋上抠门。且不说要强剪弱弯。已经是构造配箍除外。 4.关于梁、板的计算跨度: 一般的手册或教科书上所讲的计算跨度,如净跨的 1.1 倍等,这些规定和概念仅适用于常规的结构设计,在应用日广的宽扁梁中是不合适的。梁板结构,简单点讲,可认为是在梁的中心线上有一刚性支座,取消梁的概念,将梁板统一认为是一变截面板。在扁梁结构中,梁高比板厚大不了多少时,应将计算长度取至梁中心,选梁中心处的弯距和梁厚,及梁边弯距和板厚配筋,取二者大值配筋。 (借用台
12、阶式独立基础变截面处的概念)柱子也可认为是超大截面梁,所以梁配筋时应取柱边弯距。削峰是正常的,不削峰才有问题。 5.纵筋搭接长度为若干倍钢筋直径 d,一般情况下,d 取钢筋直径的较小值,这是有个前提,即大直径钢筋强度并未充分利用。否则应取钢筋直径的较大值。如框架结构顶层的柱子纵筋有时比下层大,d 应取较大的钢筋直径,甚至纵筋应向下延伸一层。其实,两根钢筋放一起,用铁丝捆一下,能起多大用,还消弱了钢筋与混凝土的握裹力。所以,钢筋如有可能尽量采用机械连接或焊接。 6.钢筋锚固长度为若干倍钢筋直径 d,这是在钢筋强度被充分利用的前提下的要求,在钢筋强度未被充分利用时,如梁上小挑沿纵筋,剪力墙的水平筋
13、端部等,锚固长度可折减。如剪力墙的水平筋端部仅要求有 10d 的直钩即可。 7.柱子造价在框架结构中是很小的,而在抗震时起的作用是决定性的。经实验,考虑空间作用时,柱子纵筋加大至计算值的 2.5 倍左右才可保证塑性铰不出现在柱子上。可不按计算配筋,大幅度增加纵筋,同时增大箍筋。 8.抗震缝应加大,经统计,按规范要求设的防震缝在地震时有 40%发生了碰撞。故应增大抗震缝间距。 9.锚固?搭接?:例如,中柱节点处,框架梁下纵筋锚入柱内 LAE,其搭接长度:2*LAE-柱宽,如钢筋直径 25,LAE=40D,柱宽500,2*25*40-500=1500,既其搭接长度,已经达到了 1500,远大于 1
14、.2*LAE=1200。而柱变断面,如上下柱断面相差 50,上柱锚入下柱 40D,此处按锚固还时搭接? 10. 关于回弹再压缩: 基坑开挖时,摩擦角范围内的坑边的基底土受到约束,不反弹,坑中心的地基土反弹,回弹以弹性为主,回弹部分被人工清除。当基础较小,坑底受到很大约束,如独立基础,回弹可以忽略,在计算沉降时,应按基底附加应力计算。当基坑很大时,相对受到较小约束,如箱基,计算沉降时应按基底压力计算,被坑边土约束的部分当做安全储备,这也是计算沉降大于实际沉降的原因之一。 11. 柱下条基一般认为在刚度较大,柱子轴力和跨度相差不大时,可按倒楼盖计算。实际大部分都可以按倒楼盖计算。即采用修正倒楼盖。
15、先按平均反力计算连续梁,然后将求得的支座反力与柱子轴力相平衡,将差值的正值加到柱两边的 1/3 梁上,负值加在梁跨中1/3,相对来讲,跨中 1/3 的压应力较小。可能要修正多次,直到支座反力与柱子轴力接近平衡。 12. 主梁有次梁处加附加筋:一般应优先加箍筋,附加箍筋可认为是:主梁箍筋在次梁截面范围无法加箍筋或箍筋短缺,在次梁两侧补上,象板上洞口附加筋。附加筋一般要有,但不应绝对。规范说的清楚,位于梁下部或梁截面高度范围内的集中荷载,应全部由附加横向钢筋承担。也就是说,位于梁上的集中力如梁上柱、梁上后做的梁如水箱下的垫梁不必加附加筋。位于梁下部的集中力应加附加筋。但梁截面高度范围内的集中荷载可
16、根据具体情况而定。当主次梁截面相差不大,次梁荷载较大时,应加附加筋。当主梁高度很高,次梁截面很小、荷载很小时,如快接近板上附加暗梁,主梁可不加附加筋。还有当主次梁截面均很大,如工艺要求形成的主次深梁,而荷载相对不大,主梁也可不加附加筋。总的原则,当主梁上次梁开裂后,从次梁的受压区顶至主梁底的截面高度的混凝土加箍筋能承受次梁产生的剪力时,主梁可不加附加筋。梁上集中力,产生的剪力在整个梁范围内是一样,所以抗剪满足,集中力处自然满足。主次深梁及次梁相对主梁截面、荷载较小时,也可满足。话又说回来,也不差几根箍筋。但有时画图想偷懒时可用此与老总狡辩。13. 一般情况下,悬挑梁宜做成等截面,尤其出挑长度较
17、短时。与挑板不同,挑梁的自重占总荷载的比例很小,作成变截面不能有效减轻自重。变截面挑梁的箍筋,每个都不一样,加大施工难度。变截面梁的挠度也大于等截面梁。当然,大挑梁外露者除外。外露的大挑梁,适当变截面感官效果好些。 14. 现浇板一般应做成双向板。其一,双向板的支承边多,抗震的稳定性好,垮了两边还有两边。单向板垮一边板就下来了。二,双向板经济。从计算上讲,例如四边简支支承的双向板,其单向跨中弯距系数约 1/27,两边简支的单向板跨中弯距系数为 1/8,二者比为 2*1/27 / 1/8,约为 60%。从构造上,双向板的板厚为1/4050,单向板为 1/340,双向板薄,再着,即使是单向板,其非
18、受力边也得放构造筋。 15. 梁垫:为了减小支座反力偏心对砖墙体产生的附加弯距,可做成内缺口梁垫。 16. 一般认为,板的上筋直径为 8 以上时,可防止施工时踩弯,而现场经验看,只有螺纹 12 以上的才能保证。 17. 现浇阳台栏板,从施工条件来讲,当布单排筋时,板厚应大于80,双排筋时,应大于 120。因振捣棒最小为 30,布单排筋时,板厚如为 60,双向钢筋直径如为 8+6,则钢筋两边仅剩 23,无法振捣。18. 当某一房间采用双向井字次梁时,板应考虑整体弯距。即,井字次梁分隔成的 4 个角上的小板块,负筋应考虑按房间开间进深尺寸截断,而不是仅仅按本小板格截断。即次梁仅认为是大板的加劲肋。 19. 当建筑大多数房间较小,而仅一两处房间较大时,如按大房间确定基础板厚会造成浪费,而按小房间确定则造成配筋困难,当承载力能满足要求时,可在大房间中部垫聚苯卸载,按小房间确定基础板厚。 20. 挑梁端部的挠度并不完全取决于本身的变形,其支座内垮的影响很可能超过挑梁本身的变形。