第1章：梁板结构.ppt

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1、,主 页,目 录,帮 助,上一章,下一章,第1章 梁板结构设计,混凝土结构设计第1章 梁板结构,主 页,目 录,帮 助,上一章,下一章,本章重点,1.熟练掌握整体式单向梁板结构的内力按弹性及考虑塑性内力重分布的计算方法；建立折算荷载、塑性铰、内力重分布、弯矩调幅等概念；掌握连续梁板截面设计特点及配筋构造要求。2.熟练掌握整体式双向梁板结构的内力按弹性及按极限平衡法的设计方法；掌握其配筋构造要求。3.掌握梁式楼梯和板式楼梯的受力特点、内力计算和配筋构造要求。4.了解雨篷梁的设计计算方法，特别是对其整体倾覆验算的要求。,主 页,目 录,帮 助,上一章,下一章,结构形式组成：梁+板，可有板无梁。形式

2、：楼盖、屋盖、阳台、雨篷、楼梯、片筏基础等。,主 页,目 录,帮 助,上一章,下一章,按施工方法分类装配式：预制板+现浇（或预制）梁。装配整体式：预制楼面上做刚性面层。刚性面层：40 mm混凝土层，内配钢筋网。现浇式：板与梁钢筋交织，混凝土同时浇捣。这是本章学习的重点。现浇式钢筋混凝土楼（屋）盖分类,主 页,目 录,帮 助,上一章,下一章,单向板肋形楼盖,主 页,目 录,帮 助,上一章,下一章,主 页,目 录,帮 助,上一章,下一章,主 页,目 录,帮 助,上一章,下一章,井式,主 页,目 录,帮 助,上一章,下一章,无梁楼盖,主 页,目 录,帮 助,上一章,下一章,结构布置方法,主 页,目

3、录,帮 助,上一章,下一章,梁板内力计算方法,按弹性理论计算 按结构力学方法计算。下例情况下按弹性理论方法计算：,主 页,目 录,帮 助,上一章,下一章,(1)直接承受动力荷载和疲劳荷载作用的楼盖；(2)在使用阶段不允许出现裂缝或对裂缝开展有较高要求的楼盖；(3)处于侵蚀性环境及负温下的楼盖。,按塑性理论计算方法,单向板肋形楼盖按线弹性的计算,计算单元的确定,主 页,目 录,帮 助,上一章,下一章,荷载分配时不考虑结构的连续性,主 页,目 录,帮 助,上一章,下一章,相邻两跨跨长相差10时，按等跨计算。五跨以上按五跨计算。,主 页,目 录,帮 助,上一章,下一章,计算跨度,主 页,目 录,帮

4、助,上一章,下一章,荷载,主 页,目 录,帮 助,上一章,下一章,(3)折算恒载与折算活载,主 页,目 录,帮 助,上一章,下一章,内力计算及组合,内力按结构力学方法计算。25跨等跨梁板内力见教材附录7。内力要根据荷载最不利布置组合计算。,恒载一次布置，活载分跨布置再组合,主 页,目 录,帮 助,上一章,下一章,配筋计算,配筋计算方法按混凝土结构设计原理有关章节。配筋时用的弯矩和剪力值按如下方法确定：,主 页,目 录,帮 助,上一章,下一章,单向板肋形楼盖按塑性内力重分布方法设计,计算单元及荷载(1)计算单元：与弹性方法相同。(2)计算跨度：,边跨,中间跨,(3)荷载：用实际恒载与实际活载。,

5、且,(板),(梁),主 页,目 录,帮 助,上一章,下一章,塑性铰,混凝土开裂后，截面的应力分布发生了变化，称应力发生了重分布。钢筋屈服后，在荷载无明显增加的情况下，截面的变形可以急剧增大，称出现了“塑性铰”。,主 页,目 录,帮 助,上一章,下一章,塑性铰可分为拉铰（受拉钢筋屈服）和压铰（受拉钢筋不屈服），拉铰转动量大于压铰。,主 页,目 录,帮 助,上一章,下一章,内力重分布,主 页,目 录,帮 助,上一章,下一章,内力重分布使弹性计算中弯矩最大截面内力减少，弯矩较小截面的内力增大，相当于弯矩调幅。由于塑性铰的转动是有限的，因此调幅量也有限。,弯矩调幅法,主 页,目 录,帮 助,上一章,下

6、一章,可按荷载最不利布置，根据调整后的支座弯矩用静力平衡条件计算；也可近似取用考虑荷载最不利布置按弹性方法算得的剪力值。,连续梁各控制截面的剪力设计值,主 页,目 录,帮 助,上一章,下一章,主 页,目 录,帮 助,上一章,下一章,表1.2.1 连续梁和连续单向板的弯矩计算系数,主 页,目 录,帮 助,上一章,下一章,表1.2.2 连续梁的剪力计算系数,主 页,目 录,帮 助,上一章,下一章,按照混凝土结构设计原理第3章所介绍的方法计算受力纵筋，受力纵筋沿短跨方向布置。一般不验算斜截面承载力。四周与梁整体连接的单向板，由于拱效应使板中 各计算截面弯矩减少，中间跨的跨中截面和中间支 座计算弯矩都

7、按减少20计算，其他截面不减少。,配筋计算与构造要求,(1)配筋计算特点,主 页,目 录,帮 助,上一章,下一章,(2)构造要求,板厚宜尽量薄一些，但不得小于最小厚度。板的支承长度应满足受力钢筋在支座内的锚固要 求，且一般不小于板厚及120 mm。受力钢筋一般用HPB300级钢筋，直径常用8 mm、10 mm，70 mm 间距200 mm。受力钢筋可用弯起式或分离式，钢筋的弯起、切断 见教材。支座计算弯矩都按减少20计算，其他截面不减少。,主 页,目 录,帮 助,上一章,下一章,分布筋与受力筋方向垂直，每米不小于4根，直径常为8 mm，且截面面积不小于受力钢筋截面面积的15，且配筋率不宜小于0

8、.15%。嵌入墙内的板，其板面应配附加钢筋。垂直于主梁的板面应设附加钢筋。,主 页,目 录,帮 助,上一章,下一章,次梁,(1)配筋计算特点跨中按T形截面计算，支座按矩形截面计算。正截面按混凝土结构设计原理第4章计算，斜截面按第5章计算。,(2)构造要求受力钢筋的弯起和切断原则上应按弯矩包络图确定。对于跨度相差不超过20、承受均布荷载的次梁，当q/g 3时，可按教材中图1.2.16确定。,主 页,目 录,帮 助,上一章,下一章,主梁,(1)计算特点主梁以承受次梁传来的集中荷载为主，为简化计算，可将自重也折算成集中荷载计算。,跨中按T形截面计算，支座按矩形截面计算。正截面配筋按教材第4章计算，斜

9、截面配筋按第5章计算。主梁支座处截面有效高度按下图确定。,主 页,目 录,帮 助,上一章,下一章,(2)构造要求主梁受力钢筋的切断位置要按弯矩包络图确定。次梁与主梁相交处应设附加钢箍或吊筋。,主 页,目 录,帮 助,上一章,下一章,主 页,目 录,帮 助,上一章,下一章,双向板按弹性理论的内力计算,主 页,目 录,帮 助,上一章,下一章,主 页,目 录,帮 助,上一章,下一章,式中，mx和my仍按表计算。,多区格双向板的内力计算(1)计算跨中最大弯矩求区格A时：A区格活载满布，然后跨区格布置活载。,主 页,目 录,帮 助,上一章,下一章,活载最不利布置方法当求某一区格跨中最大弯矩时，在该区格及

10、其前后左右每隔一区格应布置活荷载，即呈棋盘式布置。,支承条件g+q/2荷载作用下，各中间支座可视为固支。若A区格为边区格，则边支座有边梁时为固支，无边梁时为简支。在q/2荷载作用下，中间各支座可视为简支。若A区格为边区格，则边支座有边梁时为固支，无边梁时为简支。,内力计算a.先求A区格在g+q/2荷载作用下的跨中弯矩，按四边固支条件查单区格板的表。,主 页,目 录,帮 助,上一章,下一章,b.在求A区格在q/2荷载作用下的跨中弯矩，按四边铰支条件查单区格板的表。c.将a、b计算结果叠加得最后结构。跨中最大挠度也按上述方法计算。,(2)计算支座最大弯矩活载最不利布置方法 为简化计算，假定各区格均

11、布满活载。支承条件 中间支座均为固支，边支座按实际支座情况而定。内力计算a.根据支承情况和g+q的荷载查单区格板的表格 计算相应的支座弯矩。,主 页,目 录,帮 助,上一章,下一章,b.由以上讨论可见，虽然是多区格双向板，计算时仍是 一个区格、一个区格地单独计算。c.计算可从较大的区格开始，当相邻两跨所求得的同一支座的弯矩不等时，选较大者配筋。,(3)支座梁内力计算,主 页,目 录,帮 助,上一章,下一章,内力a.三角形荷载作用下的内力化为等效均布荷载计算，见教材中附录12。b.梯形荷载作用下的内力可先按固端弯矩相等的条件 换算成等效均布荷载。,双向板按塑性理论计算设计时为考虑内力重分布特性，

12、按极限平衡法设计，用钢量比按弹性理论设计可节省2025以上。,主 页,目 录,帮 助,上一章,下一章,试验,塑性铰线法,(1)基本假定,塑性铰发生在弯矩最大的截面上；塑性铰线是直线节板为刚性板，板的变形集中在塑性铰线上；在所有可能的破坏图式中，必有一个是最危险的，其极限荷载为最小；塑性铰线上只有弯矩，没有其他内力。,钢筋混凝土的双向板的破坏裂缝见下图,主 页,目 录,帮 助,上一章,下一章,(2)极限荷载中间区格的破坏图式及极限荷载如下：塑性铰线与边线的夹角随荷载及边长比而改变，为简化起见，取。,主 页,目 录,帮 助,上一章,下一章,单位板宽内的极限弯矩分别为：,取梯形ABFE为脱离体，对板

13、支座塑性铰线AB取矩：,即：,主 页,目 录,帮 助,上一章,下一章,同理，对于CDEF板块：,取三角形ADE为脱离体：,即：,同理，对于BCF板块：,主 页,目 录,帮 助,上一章,下一章,(3)设计公式四边固支双向板 设计时令：,1-15,以上四式相加得：,主 页,目 录,帮 助,上一章,下一章,将上列四式代入式（1-15），得,通常取=1/n2,=2，则,1-16,1-17,则有：,主 页,目 录,帮 助,上一章,下一章,1-18,若四边简支（=0）,钢筋弯起时，为了合理利用钢筋，参考按弹性理论分析的结构，将两个方向的跨中弯矩均在距支座l01/4处弯起50。这时，距支座l01/4以内的跨

14、中塑性铰线上单位板宽的极限弯矩分别为m1/2与m2/2，则式（1-16）变为,1-19,主 页,目 录,帮 助,上一章,下一章,双向板的截面设计与构造要求,截面设计,(1)对四边都与梁整体浇接的板，考虑拱效应，其弯矩设计值可按下列情况予以减少：中间区格板的支座及跨内截面减少20。边区格板的跨内截面及第一内支座处截面：当lb/l 1.5时，减少20；当1.5 lb/l 2.0时，减少10。式中l为垂直于楼板边缘方向板的计算跨度；lb为沿楼板边缘方向板的计算跨度。角区格板截面弯矩值不予折减。,主 页,目 录,帮 助,上一章,下一章,(2)截面有效高度,(3)配筋计算：单位宽度内所需钢筋，,主 页,

15、目 录,帮 助,上一章,下一章,(1)板厚：80160 mm，简支板h/l0 x 1/45；连续板h/l0 x 1/50（l0 x为短跨跨长）。,构造要求,(2)钢筋的配置短跨方向钢筋放在外边，长跨方向放在里面。可将每一方向分成板带，两个方向的边缘板带宽度均为l0 x/4。边缘板带单位宽度范围内的配筋等于中间板带单位宽度范围的一半。支座上承受负弯矩的钢筋按计算确定，沿支座均匀配置，伸入支座长不小于l0 x/4。,主 页,目 录,帮 助,上一章,下一章,楼梯设计要点,主 页,目 录,帮 助,上一章,下一章,换算成与板面垂直的荷载后，按简支梁求跨中弯矩，考虑到支座构造后，近似取：,主 页,目 录,

16、帮 助,上一章,下一章,每一踏步 配筋不小于28。,主 页,目 录,帮 助,上一章,下一章,式中：,(3)斜梁：按梯为斜板公式计算内力再配筋。,主 页,目 录,帮 助,上一章,下一章,主 页,目 录,帮 助,上一章,下一章,雨篷设计要点组成：雨篷板+雨篷梁设计内容(1)雨篷板设计；(2)雨篷梁设计；(3)雨篷抗倾覆验算。雨篷板设计 取1m宽板带，按悬臂构件设计，注意事项为：(1)活荷载要考虑分布与集中两种形式，选弯矩大者配筋。,主 页,目 录,帮 助,上一章,下一章,(2)受力钢筋配在板的顶面雨篷梁设计(1)雨篷梁上的荷载：雨篷梁自重；雨篷板自重及其上的活荷载；雨篷梁上墙体重。,注意：当hw

17、ln/3时，取全部墙重；当hwln/3时，取ln/3墙重。,主 页,目 录,帮 助,上一章,下一章,楼上梁板荷载,主 页,目 录,帮 助,上一章,下一章,(2)雨篷梁抗弯、抗剪计算 按简支梁承受均布荷载计算,主 页,目 录,帮 助,上一章,下一章,(3)雨篷梁抗扭计算按简支梁承受均布荷载计算。,主 页,目 录,帮 助,上一章,下一章,雨篷抗倾覆验算 绕O点倾覆，倾覆点距墙外侧x0=0.13b，要满足：,主 页,目 录,帮 助,上一章,下一章,式中：M0v倾覆力矩，由雨篷板上的恒载和活载设计值引 起。施工集中荷载1.0 kN，可每隔2.53.0 m考 虑一个。Mr雨篷的抗倾覆力矩设计值，按下式计算：Mr=0.8 Gr(l2-x0)Gr雨篷梁上墙体与楼面恒载标准值之和。按下图阴影线范围计算。,主 页,目 录,帮 助,上一章,下一章,