第八章钢筋混凝土梁板结构设计精选文档.ppt

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1、第八章钢筋混凝土梁板结构设计本讲稿第一页，共五十六页本章主要内容1.1.现浇钢筋混凝土单向板肋形楼盖的结构布置、计算现浇钢筋混凝土单向板肋形楼盖的结构布置、计算简图；简图；2.2.按弹性方法计算内力；按弹性方法计算内力；3.3.塑性内力重分及塑性铰的概念、按塑性方法计算内塑性内力重分及塑性铰的概念、按塑性方法计算内力、塑性方法的适用范围；力、塑性方法的适用范围；本讲稿第二页，共五十六页 4.4.单向板、次梁、主梁的计算要点及构造要求单向板、次梁、主梁的计算要点及构造要求;5.5.现浇钢筋混凝土双向板肋形楼盖的受力特点、现浇钢筋混凝土双向板肋形楼盖的受力特点、按弹性方法计算内力及构造要求按弹性方

2、法计算内力及构造要求;6.6.装配式楼盖的结构布置、构造要求装配式楼盖的结构布置、构造要求;7.7.现浇钢筋混凝土梁式、板式楼梯的计算方法现浇钢筋混凝土梁式、板式楼梯的计算方法与构造要求。与构造要求。本讲稿第三页，共五十六页第一节概述n钢筋混凝土的梁板结构：梁和板组成的结构体系n结构形式：屋盖，楼盖、楼梯、雨篷、地下室的底板、贮液结构的顶盖和底板以及承受侧向水平力的矩形贮液结构的壁板和挡土墙等本讲稿第四页，共五十六页一梁板结构按施工方法分类1.现浇整体式梁板结构2.装配式梁板结构3.装配整体式梁板结构本讲稿第五页，共五十六页现浇整体式梁板结构n优点：整体刚度好、抗震性能强、防水性好、结构布置方

3、便n缺点：施工工作量大、模板消耗大、工期长、防冻防寒性差本讲稿第六页，共五十六页 2.2.装配式梁板结构装配式梁板结构 常用现浇梁、预制板安装而成。常用于多层民用建筑楼（屋）盖，常用现浇梁、预制板安装而成。常用于多层民用建筑楼（屋）盖，荷载不大的多层工业厂房楼盖。荷载不大的多层工业厂房楼盖。优优点点：便便于于工工业业化化生生产产，施施工工速速度度较较快快、节节约约模模板板、施施工工不受季节限制不受季节限制缺点：整体性、抗震性、防水性较差，用钢量多，不便在缺点：整体性、抗震性、防水性较差，用钢量多，不便在楼板上开洞。楼板上开洞。本讲稿第七页，共五十六页 3.装配整体式梁板结构n部分构件预制，在施

4、工现场安装后，再通过后浇的混凝土叠合连成整体。（楼盖上整浇一层钢筋砼整浇层）n优点：整体性、抗震性均较装配式楼盖好。n缺点：造价较装配式楼盖高。本讲稿第八页，共五十六页二、钢筋混凝土梁板结构常用结构形式n、肋形梁板结构：板、梁和柱组成本讲稿第九页，共五十六页二、钢筋混凝土梁板结构常用结构形式n、无梁楼盖：将钢筋混凝土板直接支撑在有柱帽的中间支柱及周边墙壁上。本讲稿第十页，共五十六页二、钢筋混凝土梁板结构常用结构形式n、圆形平板：圆形贮液结构的顶盖和底板本讲稿第十一页，共五十六页第二节现浇单向板肋梁板结构本讲稿第十二页，共五十六页.1 1 受力特点受力特点 肋形楼盖的板一般四边都有支承，板上的荷

5、载通过双向肋形楼盖的板一般四边都有支承，板上的荷载通过双向受受弯传到支座上，由于板是一个整体，弯曲时板在任意一点处的弯传到支座上，由于板是一个整体，弯曲时板在任意一点处的挠度在两个的竖向平面方向是相等的，因此，在短跨内曲率较挠度在两个的竖向平面方向是相等的，因此，在短跨内曲率较大，弯矩也较大，在长跨的竖向平面内都相反。大，弯矩也较大，在长跨的竖向平面内都相反。本讲稿第十三页，共五十六页1.单向板：2.双向板：n设计：本讲稿第十四页，共五十六页2.2.单向板的受力特点单向板的受力特点单单 向向 板板 上上 的的 荷荷 载载 主主 要要 沿沿 短短 边边 方方 向向 传传 递递，沿沿 长长 边边

6、方方 向向 传传递递的的荷荷载载很很少少，受受力力钢钢筋筋沿沿短短边边方方向向布布置置，长长边边方方向向只只布布置置构构造造钢钢筋。筋。单单向向板板肋肋形形楼楼盖盖构构造造简简单单，施施工工方方便便，是是整整体体式式楼楼盖盖结结构构中中最最常常用用的的形形式式。因因板板、次次梁梁和和主主梁梁为为整整体体现现浇浇，所所以以将将板板视视为为多多跨跨超超静静定定连连续续板板，而而将将梁梁视视为为多多跨跨超超静静定定梁梁。其其荷荷载载的的传传递递路路线线是是：板板次次梁梁主主梁梁柱柱或或墙墙。可可见见，板板的的支支座座为为次次梁梁，次次梁梁的的支支座座为为主主梁梁，主梁的支座为柱或墙。主梁的支座为柱或

7、墙。本讲稿第十五页，共五十六页 8.2 8.2 单向板肋形楼盖布置单向板肋形楼盖布置 1.1.楼盖结构布置楼盖结构布置 应应满满足足房房屋屋的的正正常常使使用用要要求求，应应考考虑虑结结构构受受力力是是否否合合理理,应应降降低低造造价价的的要求。要求。本讲稿第十六页，共五十六页 1.1.理解弹性理论计算法中的荷载计算、支座简化、跨理解弹性理论计算法中的荷载计算、支座简化、跨 数与计算跨度；数与计算跨度；2.2.理解弯矩包罗图的概念；理解弯矩包罗图的概念；3.3.掌握弹性理论计算法中的荷载的最不利组合、表格掌握弹性理论计算法中的荷载的最不利组合、表格 法计算内力。法计算内力。第八章第八章 钢筋混

8、凝土楼（屋）盖钢筋混凝土楼（屋）盖 第第 二讲二讲教学目标：本讲稿第十七页，共五十六页单向板肋形楼盖的弹性理论计算法单向板肋形楼盖的弹性理论计算法弹性理论计算法中荷载最不利组合的确定；弯弹性理论计算法中荷载最不利组合的确定；弯矩及剪力包罗图的概念。矩及剪力包罗图的概念。重重 点点难难 点点本讲稿第十八页，共五十六页2、钢筋混凝土连续梁、板内力计算、钢筋混凝土连续梁、板内力计算(1)(1)弹性理论计算法弹性理论计算法1)1)计算简图计算简图计算简图应表示梁、板的支座情况，各跨跨数以及荷载的形计算简图应表示梁、板的支座情况，各跨跨数以及荷载的形式，位置大小等。式，位置大小等。本讲稿第十九页，共五十

9、六页单向板肋形梁板结构计算简图本讲稿第二十页，共五十六页支座支座主主梁梁在在支支座座处处没没有有竖竖向向位位移移；梁梁，板板支支承承在在砖砖墙墙或或砖砖柱柱上上时时，可可视视为为铰铰支支座座；当当梁梁，板板的的支支座座与与支支承承梁梁，柱柱整整体体连连接接时时，为为简简化化计计算算，仍仍可可视视为为铰铰支支座座，并并忽忽略略支支座座宽宽度度的的影影响响。板板，次梁、主梁均可简化为支承在相应的支座上的多跨连续梁。次梁、主梁均可简化为支承在相应的支座上的多跨连续梁。跨数与计算跨度跨数与计算跨度跨跨数数：当当连连续续梁梁、板板各各跨跨跨跨度度不不等等时时，各各跨跨计计算算跨跨度度相相差差不不超超过过

10、10%10%，则可按等跨连续梁、板的内力系数表查取各截面的内力系数。，则可按等跨连续梁、板的内力系数表查取各截面的内力系数。本讲稿第二十一页，共五十六页 各跨荷载相同，跨数超过五跨的等跨等截面连续梁，除两边第各跨荷载相同，跨数超过五跨的等跨等截面连续梁，除两边第1 1、2 2跨外，所有中间各跨的内力十分接近，为简化计算，中间跨均以跨外，所有中间各跨的内力十分接近，为简化计算，中间跨均以第三跨代表。第三跨代表。对于超过五跨的多跨连续梁、板可按五跨计算内力，如下对于超过五跨的多跨连续梁、板可按五跨计算内力，如下 五跨及五跨以内的等跨连续梁内力系数可按规范采用。五跨及五跨以内的等跨连续梁内力系数可按

11、规范采用。本讲稿第二十二页，共五十六页 荷载荷载 当当楼楼面面承承受受均均布布荷荷载载时时，取取1m1m宽宽的的板板带带作作为为板板的的计计算算单单元元，次次梁梁承承受受左左右右两两边边板板上上传传来来的的均均布布荷荷载载及及次次梁梁自自重重，主主梁梁承承受受次次梁梁传传来来的的集集中中荷荷载载及及主主梁梁自自重重（为为便便于于计计算，一般将主梁自重折算为几个集中荷载，分别加在次梁的集中荷载上）。算，一般将主梁自重折算为几个集中荷载，分别加在次梁的集中荷载上）。折算荷载折算荷载 在在确确定定计计算算简简图图中中，认认为为连连续续板板在在次次梁梁处处，次次梁梁在在主主梁梁处处均均为为铰铰支支座座

12、，没没有有考考虑虑次次梁梁对对板板，主主梁梁对对次次梁梁转转动动的的弹弹性性约约束束作作用用，使使计计算算结结果果与与实实际际情情况存在差异。况存在差异。本讲稿第二十三页，共五十六页 当当板板受受荷荷发发生生弯弯曲曲转转动动时时，将将带带动动次次梁梁产产生生扭扭转转，次次梁梁的的抗抗扭扭刚刚度度则则将将部部分分地地阻阻止止板板自自由由转转动动，这这就就与与理理想想的的铰铰支支座座不不同同。此此时时板板支支座座截截面面转转角角 ，相相当当于于降降低低了了板板跨跨中中的的弯弯距距值值，类类似似的的情情况况也也发发生生在次梁和主梁之间。在次梁和主梁之间。本讲稿第二十四页，共五十六页主梁主梁 ，次梁次

13、梁 ，折算荷载的取值：折算荷载的取值：板板 ，2qgg+=计算中难以十分准确地考虑次梁对板及主梁对次梁的这种约计算中难以十分准确地考虑次梁对板及主梁对次梁的这种约束影响，采用增大永久荷载和减小可变荷载的办法，以折算荷载代束影响，采用增大永久荷载和减小可变荷载的办法，以折算荷载代替实际荷载近似地考虑这一约束影响。替实际荷载近似地考虑这一约束影响。本讲稿第二十五页，共五十六页 主梁不进行荷载折减，如果支承主梁的柱刚度较大，应按框架结构计算主梁不进行荷载折减，如果支承主梁的柱刚度较大，应按框架结构计算内力，如柱刚度较小，则柱对主梁的约束作用很小，可按铰支座考虑。内力，如柱刚度较小，则柱对主梁的约束作

14、用很小，可按铰支座考虑。2 2）内力计算）内力计算 假定结构构件（梁、板）为理想的匀质弹性体，内力可按结构假定结构构件（梁、板）为理想的匀质弹性体，内力可按结构力学方法分析，为简便计算，可直接查附录力学方法分析，为简便计算，可直接查附录3 3跨中和支座的内力系数，跨中和支座的内力系数，按弹性计算法的结果是非常可靠的。按弹性计算法的结果是非常可靠的。本讲稿第二十六页，共五十六页荷载的最不利组合荷载的最不利组合对于多跨连续梁，永久荷载必须每跨满布，可变荷载往往不是满布于梁上对于多跨连续梁，永久荷载必须每跨满布，可变荷载往往不是满布于梁上时出现最大内力，因此需要研究可变荷载作用的位置对连续梁内力的影

15、响。见时出现最大内力，因此需要研究可变荷载作用的位置对连续梁内力的影响。见下图。下图。本讲稿第二十七页，共五十六页活荷载最不利位置的布置原则：活荷载最不利位置的布置原则：如求某跨跨中截面最大正弯矩时，除应在该跨布置活荷载如求某跨跨中截面最大正弯矩时，除应在该跨布置活荷载个，还应在其左，右每隔一跨布置活荷载。个，还应在其左，右每隔一跨布置活荷载。如求各中间支座最大负弯矩时，除应在该支座左右两跨布置如求各中间支座最大负弯矩时，除应在该支座左右两跨布置活荷载外，还应每隔一跨布置活荷载。活荷载外，还应每隔一跨布置活荷载。本讲稿第二十八页，共五十六页内力包络图绘制内力包络图绘制内内力力包包络络图图（包包

16、括括弯弯矩矩包包络络图图和和剪剪力力包包络络图图）是是指指在在恒恒荷荷载载内内力力图图上上以以相相同同比比例例叠叠画画上上各各种种最最不不利利活活荷荷载载位位置置作作用用下下的的内内力力图图，在在同同一一个个图上的这些曲线的最外轮廓线所围成的内力图就是内力包络图。图上的这些曲线的最外轮廓线所围成的内力图就是内力包络图。绘制变矩包络图和剪力包络图的目的，在于能合理地确定连续梁绘制变矩包络图和剪力包络图的目的，在于能合理地确定连续梁钢筋弯起和截断的位置，还可以检查构件截面强度是否可靠，材料用钢筋弯起和截断的位置，还可以检查构件截面强度是否可靠，材料用量是否节省。量是否节省。本讲稿第二十九页，共五十

17、六页剪力包络图的绘制剪力包络图的绘制第第一一步步：确确定定荷荷载载作作用用位位置置，恒恒荷荷载载应应满满布布于于各各跨跨，活活荷荷载载布布置置只只须须考考虑分别使该跨两端支座剪力为最大的两种情况。虑分别使该跨两端支座剪力为最大的两种情况。第二步：分别求出上述两种荷载组合下的支座剪力值。第二步：分别求出上述两种荷载组合下的支座剪力值。第三步：绘出上述两种荷载组合下的剪力图，并按相同比例叠画在同一个图上。第三步：绘出上述两种荷载组合下的剪力图，并按相同比例叠画在同一个图上。第四步：连接剪力图上的最外轮廓线，并加粗以示区分。第四步：连接剪力图上的最外轮廓线，并加粗以示区分。本讲稿第三十页，共五十六页

18、本讲稿第三十一页，共五十六页本讲稿第三十二页，共五十六页1.1.掌握单向板及次梁的配筋计算要点；掌握单向板及次梁的配筋计算要点；2.2.掌握单向板及次梁的构造要求。掌握单向板及次梁的构造要求。构造要求构造要求教学目标：本讲稿第三十三页，共五十六页单向板及次梁的构造要求。单向板及次梁的构造要求。单向板及次梁的计算要点。单向板及次梁的计算要点。重重 点点难难 点点本讲稿第三十四页，共五十六页一般工业与民用建筑的整体式楼盖中的板和次梁，通常均一般工业与民用建筑的整体式楼盖中的板和次梁，通常均采用塑性内力重分布方法计算内力，主梁仍采用弹性理论方法采用塑性内力重分布方法计算内力，主梁仍采用弹性理论方法计

19、算。计算。3、单向板肋形楼盖的计算和构造、单向板肋形楼盖的计算和构造(一一)单向板单向板1）计算要点）计算要点a、板的计算步骤：、板的计算步骤：计算单元、荷载计算、内力计计算单元、荷载计算、内力计 算、配筋计算。算、配筋计算。现浇钢筋混凝土肋形楼盖现浇钢筋混凝土肋形楼盖本讲稿第三十五页，共五十六页b.b.对于四周与梁整体相连的板对于四周与梁整体相连的板:对对于于四四周周与与梁梁整整体体相相连连的的板板，在在荷荷载载作作用用下下跨跨中中下下部部及及支支座座上上部将出现裂缝，使板的实际轴线呈拱形。部将出现裂缝，使板的实际轴线呈拱形。因因支支座座不不能能自自由由移移动动，则则使使板板在在竖竖向向荷荷

20、载载作作用用产产生生横横向向推推力力，此此推推力力将将使使板板的的内内力力有有所所降降低低。因因此此，对对于于中中间间跨跨的的跨跨中中截截面面及及中中间间支支座座，可可按按计计算算所所得弯矩减少得弯矩减少20%20%。本讲稿第三十六页，共五十六页 c.板一般均能满足斜截面抗剪承载力要求，设计时可不进行抗板一般均能满足斜截面抗剪承载力要求，设计时可不进行抗剪承载力验算。剪承载力验算。d.采用弯起式配筋方式，选配钢筋时，应使相邻跨和支座钢采用弯起式配筋方式，选配钢筋时，应使相邻跨和支座钢筋的直径及间距相互协调。筋的直径及间距相互协调。本讲稿第三十七页，共五十六页中间支座负钢筋上弯点距支座边缘为中间

21、支座负钢筋上弯点距支座边缘为6/0l，弯起数量为跨弯起数量为跨中钢筋的中钢筋的1/31/2，如弯起钢筋尚不足以抵抗支座负弯距时，可如弯起钢筋尚不足以抵抗支座负弯距时，可另补充负钢筋。弯起钢筋角度一般为另补充负钢筋。弯起钢筋角度一般为30a，当等跨或跨度相差不超过当等跨或跨度相差不超过20%，时，按下列规定采用。时，按下列规定采用。，伸过支座边缘的距离伸过支座边缘的距离0 为避免支座处钢筋间距紊乱，通常跨中和支座的钢筋采用为避免支座处钢筋间距紊乱，通常跨中和支座的钢筋采用相同间距或成倍间距。相同间距或成倍间距。（1）板的配筋方式板的配筋方式弯起式配筋弯起式配筋）板的构造要求）板的构造要求2当当时

22、，3nla=时，当当4nla=本讲稿第三十八页，共五十六页本讲稿第三十九页，共五十六页 （2 2）构造钢筋）构造钢筋 a a、分布钢筋、分布钢筋 本讲稿第四十页，共五十六页板的配筋板的配筋本讲稿第四十一页，共五十六页（二）次梁（二）次梁 1）次梁的计算特点）次梁的计算特点 1.次梁的计算步骤次梁的计算步骤 选择截面尺寸选择截面尺寸荷载计算荷载计算按塑性方法计算内力按塑性方法计算内力按正截面按正截面承载力条件计算纵筋承载力条件计算纵筋按斜截面承载力条件计算箍筋及弯起钢筋按斜截面承载力条件计算箍筋及弯起钢筋确定构造钢筋。确定构造钢筋。2.截面尺寸：满足此高跨比（截面尺寸：满足此高跨比（1/181/

23、12）、宽高比）、宽高比（1/31/2）的）的要求可不必验算挠度和裂缝宽度。要求可不必验算挠度和裂缝宽度。本讲稿第四十二页，共五十六页3.次梁的荷载包括次梁的自重及由板传来的荷载，计算由板传来的荷载时，假次梁的荷载包括次梁的自重及由板传来的荷载，计算由板传来的荷载时，假定次梁两侧板跨上的荷载各有定次梁两侧板跨上的荷载各有1/2传给次梁。传给次梁。4.由于次梁与板整体浇筑，正截面计算时，对跨中按由于次梁与板整体浇筑，正截面计算时，对跨中按T形截面计算，对形截面计算，对支座按矩形截面计算。支座按矩形截面计算。本讲稿第四十三页，共五十六页返回 2）次梁的构造要求）次梁的构造要求本讲稿第四十四页，共五

24、十六页本讲稿第四十五页，共五十六页 1.1.掌握主梁的配筋计算方法；掌握主梁的配筋计算方法；2.2.掌握主梁的构造要求。掌握主梁的构造要求。主梁主梁教学目标：本讲稿第四十六页，共五十六页 主梁的构造要求。主梁的构造要求。重重 点点难难 点点 主梁的配筋计算。主梁的配筋计算。本讲稿第四十七页，共五十六页(三）主梁三）主梁1 1）主梁的计算特点）主梁的计算特点a.a.主梁的计算步骤主梁的计算步骤选选择择截截面面尺尺寸寸荷荷载载计计算算按按弹弹性性理理论论计计算算内内力力 分分别别按按正正截截面面和和斜斜截截面面承承载载力力条条件件计计算算纵纵向向钢钢筋筋、箍箍筋筋和和弯弯起起钢钢筋筋确确定定构构造

25、造钢钢筋筋。b.主梁的截面尺寸：满足此高跨比（主梁的截面尺寸：满足此高跨比（1/151/10）和高宽比）和高宽比（1/31/2）要求一般不必作挠度和裂缝宽度验算。）要求一般不必作挠度和裂缝宽度验算。现浇钢筋混凝土肋形楼盖现浇钢筋混凝土肋形楼盖本讲稿第四十八页，共五十六页 c、主梁主要承受由次梁传来的集中荷载，为简化计算，主主梁主要承受由次梁传来的集中荷载，为简化计算，主梁的自重可折算为集中荷载，并假定与次梁的荷载共同作用在梁的自重可折算为集中荷载，并假定与次梁的荷载共同作用在次梁位置处（见图）。次梁位置处（见图）。本讲稿第四十九页，共五十六页e.e.主主梁梁是是房房屋屋结结构构中中的的主主要要

26、承承重重构构件件，对对变变形形及及裂裂缝缝的的要要求求较较高高，应应按按弹弹性性理理论论方方法法计计算算，并并根根据据内内力力包包络络图图配配筋筋。正正截截面面抗抗弯弯计计算算时时，跨跨中中按按T T形截面计算，支座按矩形截面计算。形截面计算，支座按矩形截面计算。f.f.由于支座处板、次梁和主梁的钢筋重叠交错，且主梁负筋位于次梁由于支座处板、次梁和主梁的钢筋重叠交错，且主梁负筋位于次梁和板的负筋之下和板的负筋之下,主梁在支座处截面有效高度会减小，近似按下式计算主梁在支座处截面有效高度会减小，近似按下式计算。本讲稿第五十页，共五十六页当负弯矩钢筋为一排时当负弯矩钢筋为一排时:h0=h-(5060

27、)；当当负负弯矩弯矩钢钢筋筋为为二排二排时时:h0=h-(8090)；本讲稿第五十一页，共五十六页 g.按弹性理论方法计算主梁内力时，其跨度取支承中心线间距按弹性理论方法计算主梁内力时，其跨度取支承中心线间距离，最大负弯矩发生在支座中心（柱中心处），见图离，最大负弯矩发生在支座中心（柱中心处），见图;实际危险截面实际危险截面应为支座（柱）边缘，计算弯矩应按支座边缘处取用，此弯矩可近应为支座（柱）边缘，计算弯矩应按支座边缘处取用，此弯矩可近似按下式计算：似按下式计算：Mb=M-Vbb/2;式中：式中：Mb支座边缘处弯矩支座边缘处弯矩 M支座中心处弯矩支座中心处弯矩 Vb视该跨为简支梁时的支座剪力

28、视该跨为简支梁时的支座剪力 b/2支座宽度支座宽度本讲稿第五十二页，共五十六页h.h.主主梁梁主主要要承承受受集集中中荷荷载载，剪剪力力图图呈呈矩矩形形。在在斜斜截截面面抗抗剪剪计计算算中中，若若需需利利用用弯弯起起钢钢筋筋抵抵抗抗部部分分剪剪力力，则则应应考考虑虑跨跨中中有有足足够够的的钢钢筋筋可可供供弯弯起起，以以使使受受剪剪承承载载力力抵抵抗抗图图完完全全覆覆盖盖剪剪力力包包络络图图。若若跨跨中中钢钢筋筋可可供供弯弯起起的的根根数数不不足足，则则应应在在支座设置专门的抗剪鸭筋。支座设置专门的抗剪鸭筋。本讲稿第五十三页，共五十六页2）主梁的构造要求）主梁的构造要求 1.主梁的一般构造要求与次梁相同，但主梁纵向受力钢筋的弯起主梁的一般构造要求与次梁相同，但主梁纵向受力钢筋的弯起和截断点的位置，应通过在弯矩包络图上画抵抗弯矩图来确定，并应和截断点的位置，应通过在弯矩包络图上画抵抗弯矩图来确定，并应满足有关构造要求。满足有关构造要求。2.主梁伸入墙内的长度一般不应小于主梁伸入墙内的长度一般不应小于370mm。本讲稿第五十四页，共五十六页3.附加箍筋附加箍筋本讲稿第五十五页，共五十六页主次梁交接处主梁中的附加钢筋本讲稿第五十六页，共五十六页