次梁设计：内力计算、配筋和径向构造

次梁设计包括截面尺寸拟定、计算简图的确定、内力计算、配筋计算和配筋图绘制等内容。

（一）截面尺寸拟定

一般建筑中较为合理的次梁跨度为4～6m。连续次梁的截面尺寸按高跨比关系和刚度要求确定，一般要求连续次梁高h≥l/25（l为次梁跨度），当h≤800mm时以50mm为模数，当h＞800mm时以100mm为模数。连续次梁宽b=（1/3～1/2）h，并以50mm为模数。

（二）计算简图的确定

1.支座选取

次梁支承在主梁（柱）或墙体上。将主梁或墙体作为次梁的不动铰支座。

2.计算跨度与跨数

连续次梁的弯矩计算跨度l0为相邻两支座反力作用点之间的距离。按弹性方法计算内力时，以边跨简支在墙上（图4-4）为例计算如下。

对于连续次梁，边跨为

中跨为

式中　ln1——次梁边跨的净跨度，mm；

　　　ln2——次梁中间跨的净跨度，mm；

　　　lc——次梁支座中心线间的距离，mm；

　　　a——次梁伸入支座的长度，mm；

　　　b——主梁的宽度，mm。

计算跨度l0分别取其最小值。

在剪力计算时，计算跨度取净跨，即ln。

与连续板相同，对于多跨连续次梁，当跨度不相等，但相差不超过10%时，按等跨计算。当跨数不超过五跨时，按实际跨数计算；当跨数超过五跨时，可按五跨来计算，如图4-5所示。

3.荷载计算

作用在次梁上的荷载面积为相邻板跨中线所分割出来的面积，宽度为次梁间距l1，如图4-19（a）所示。次梁所承受的荷载为次梁自重及受荷面积上板传来的荷载（含活荷载与恒荷载）。计算简图如图4-19（b）所示。

道理同连续板。连续次梁折算荷载标准值如下。

折算恒荷载为

折算活荷载为

图4-19　次梁的荷载计算范围及计算简图

式中　、——折算恒荷载及活荷载标准值，kN/m；

　　　gk、qk——实际恒荷载及活荷载标准值，kN/m。

在支座均为砖墙的连续板中，以上影响较小，不需要进行荷载折算。

（三）内力计算

承受均布荷载连续等跨次梁的内力计算公式见式（4-1）和式（4-2），其中弯矩系数和剪力系数查附录D。

（四）次梁的配筋计算与构造要求

1.次梁的配筋计算

单向板肋形楼盖的次梁应根据所求的内力按学习项目二有关计算方法进行正截面和斜截面配筋计算。因次梁与板是整体连接，板作为梁的翼缘参加工作。在正截面承载力计算中，跨中截面按T形截面考虑，支座截面按矩形截面考虑。在斜截面承载力计算中，当荷载、跨度较小时，一般可仅配置箍筋；否则，宜在支座附近设置弯起钢筋，以减少箍筋用量。

2.次梁的构造要求

（1）次梁的一般构造规定与单跨梁相同。

（2）次梁跨中、支座截面受力钢筋求出后，一般先选定跨中钢筋的直径和根数，然后将其中部分钢筋在支座附近弯起后伸过支座，以承担支座处的负弯矩，若相邻两跨弯起伸入支座的钢筋尚不能满足支座正截面承载力的要求，可在支座上另加直钢筋来承担负弯矩。

（3）在端支座处虽然按计算不需要弯起钢筋，但实际上应按构造弯起部分钢筋伸入支座顶面，以承担可能产生的负弯矩。

（4）次梁中纵向受力钢筋弯起和截断的数量与位置，原则上应按弯矩包络图确定。但当次梁跨度相等或相差不超过20%，且活荷载与恒荷载之比qk/gk≤3时，可按图4-20来确定钢筋弯起和截断的数量与位置。

图4-20　次梁受力配筋的布置（单位：mm）(www.xing528.com)

①、④—弯起筋，可同时用于抗弯和抗剪；②—架立筋兼负筋，不小于As/4，且多于12根；③—弯起筋或压筋，仅用于抗剪

（五）绘制次梁的配筋图

根据配筋结果和构造要求绘制次梁的配筋图。

活动2：单向板肋形结构次梁设计案例。

【案例4-2】 资料见案例4-1，试进行该楼盖次梁的设计。

解 （1）次梁截面尺寸拟定。

本案例中次梁的跨度为6000mm，按照刚度要求，次梁高度h≥l/25=6000/25=240（mm），取h=500mm，梁宽b=（1/3～1/2）h=（1/3～1/2）×500=167～250（mm），取b=200mm。

（2）计算简图的确定。

1）计算跨度与跨数。次梁为三跨连续梁，主梁截面宽度取300mm，其尺寸和支承情况如图4-21（a）所示。次梁设计时取其相邻跨板中心之间部分作为计算单元，按弹性方法计算内力。

次梁的计算跨度：

两者相差很小，为计算方便，取l02=6000mm。该次梁按三跨等跨连续梁计算。

2）荷载计算。次梁所承受的荷载为次梁自重及受荷面积上板传来的荷载（含恒荷载与活荷载）。

图4-21　次梁构造和计算简图（单位：mm）

次梁的构造和计算简图如图4-21（b）所示。

（3）内力计算。

1）弯矩计算。连续次梁跨中和支座弯矩设计值按式（4-1）计算，式中α1、α2可查附录D得到，计算结果见表4-4。

表4-4　次梁的弯矩计算表

支座边缘的弯矩设计值为

2）剪力计算。连续次梁支座剪力设计值按式（4-2）计算，式中β1、β2可查附录D得到，计算结果见表4-5。

表4-5　次梁的剪力计算表

（4）配筋计算。

次梁跨中截面按T形截面计算，翼缘计算宽度为

取=2000mm，跨中计算截面图形如图4-21（c）所示。

次梁支座截面按矩形截面计算。

基本资料：b=200mm，h=500mm，h0=h-as=500-40=460（mm），fc=9.6N/mm2，ft=1.1N/mm2，fy=300N/mm2，fyv=210N/mm2，K=1.20。

1）正截面承载力计算。次梁的正截面承载力计算结果见表4-6。

2）斜截面承载力计算。次梁的斜截面承载力计算结果见表4-7。

表4-6　次梁的正截面承载力计算表

表4-7　次梁的斜截面承载力计算表

续表

（5）绘制次梁结构施工图。

次梁配筋图见图4-22，次梁钢筋表见表4-8。

表4-8　次梁钢筋表