混凝土结构与砌体结构 第6章 混凝土梁板结构.ppt
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1、1 1第六章第六章第六章第六章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构混凝土梁板结构混凝土梁板结构第六章第六章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构1.1.了解梁板结构的设计计算内容和基本构造要求了解梁板结构的设计计算内容和基本构造要求;2.2.理解塑性铰的概念和结构内力重分布设计方法理解塑性铰的概念和结构内力重分布设计方法;4.4.掌握整体式双向板肋梁楼盖的设计方法及适用条件掌握整体式双向板肋梁楼盖的设计方法及适用条件;3.3.掌握整体式单向板肋梁楼盖的设计方法及适用条件掌握整体式单向板肋梁楼盖的设计方法及适用条件;5.5.了解了解现浇双重井式楼盖的设计方法及适用条件现浇双重井式楼盖的设计方法及适用条件;6.
2、6.掌握现浇楼梯的设计方法及适用条件。掌握现浇楼梯的设计方法及适用条件。2 2第六章第六章第六章第六章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构混凝土梁板结构混凝土梁板结构第一节第一节 概述概述第二节第二节 整体式单向板肋梁楼盖整体式单向板肋梁楼盖第三节第三节 整体式双向板肋梁楼盖整体式双向板肋梁楼盖第四节第四节 现浇双重井式楼盖现浇双重井式楼盖第五节第五节 楼梯楼梯3 3第六章第六章第六章第六章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构混凝土梁板结构混凝土梁板结构 第一节 概 述 钢钢筋混凝土梁板筋混凝土梁板结结构如楼盖、基构如楼盖、基础础、阳台、雨篷、阳台、雨篷、楼梯等,在建筑中、楼梯等,在建筑中应应用十分广泛。
3、其中混凝土楼盖用十分广泛。其中混凝土楼盖是建筑是建筑结结构中的主要构中的主要组组成部分。成部分。楼盖(屋盖)楼盖(屋盖)4 4第六章第六章第六章第六章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构混凝土梁板结构混凝土梁板结构楼梯楼梯雨蓬雨蓬基础基础挡土墙挡土墙 5 5第六章第六章第六章第六章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构混凝土梁板结构混凝土梁板结构一、楼盖类型一、楼盖类型按按施工方法施工方法可分可分为:现浇式整体楼盖现浇式整体楼盖 装配式楼盖装配式楼盖 装配整体式楼盖装配整体式楼盖 按按结构型式结构型式可分为可分为 :单向板肋梁楼盖单向板肋梁楼盖 双向板肋梁楼盖双向板肋梁楼盖 井式楼盖井式楼盖 无梁楼盖无梁楼
4、盖 其中其中现浇现浇整体整体楼盖楼盖整体性好、抗震性整体性好、抗震性强强、防水性好,在、防水性好,在实际实际工程中工程中应应用用较为较为普遍。普遍。6 6第六章第六章第六章第六章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构混凝土梁板结构混凝土梁板结构1 1现浇肋形楼盖现浇肋形楼盖二、现浇整体式楼盖的分类二、现浇整体式楼盖的分类(a)单向板肋梁楼盖单向板肋梁楼盖(b)双向板肋梁楼盖双向板肋梁楼盖 7 7第六章第六章第六章第六章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构混凝土梁板结构混凝土梁板结构2 2井式楼盖井式楼盖3无梁楼盖梁楼盖(c)井式楼盖井式楼盖(d)无梁楼盖无梁楼盖返回目录返回目录8 8第六章第六章第六章第六章
5、 混凝土梁板结构混凝土梁板结构混凝土梁板结构混凝土梁板结构 第二节 整体式单向板肋形楼盖 在荷载作用下,只在一个方向或主要在一个在荷载作用下,只在一个方向或主要在一个方向弯曲的板,称为单向板。方向弯曲的板,称为单向板。1.单向板的特点单向板的特点悬臂板悬臂板对边支承板对边支承板两相邻边支承板、三边支承板及四边支承板两相邻边支承板、三边支承板及四边支承板在单向板肋形楼盖中,荷载的传递路线是在单向板肋形楼盖中,荷载的传递路线是荷载(活)荷载(活)板板次梁次梁主梁主梁柱或墙。柱或墙。2.2.单向板的形式单向板的形式3.3.荷载的传递路线荷载的传递路线 9 9第六章第六章第六章第六章 混凝土梁板结构混
6、凝土梁板结构混凝土梁板结构混凝土梁板结构 4.4.规范规范对单向板的对单向板的规定规定 2 2)四边支承的板:四边支承的板:也可也可按沿短边方向受力的单向板计算时,应沿长按沿短边方向受力的单向板计算时,应沿长边方向布置足够数量的构造钢筋;边方向布置足够数量的构造钢筋;时,时,可可按沿短边方向受力的单向板计算。按沿短边方向受力的单向板计算。1 1)两对边支承的板,两对边支承的板,应应按单向板计算。按单向板计算。时,时,宜宜按双向板计算;按双向板计算;1010第六章第六章第六章第六章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构混凝土梁板结构混凝土梁板结构5 5.单向板肋梁楼盖的设计单向板肋梁楼盖的设计内容内容2
7、 2)确定板、次梁和主梁的结构计算简图)确定板、次梁和主梁的结构计算简图3 3)荷载及内力计算)荷载及内力计算4 4)截面承载力计算,配筋及构造)截面承载力计算,配筋及构造1 1)结构平面布置)结构平面布置 1111第六章第六章第六章第六章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构混凝土梁板结构混凝土梁板结构一、结构平面布置一、结构平面布置合理地确定柱网和梁格,通常是在建筑设计合理地确定柱网和梁格,通常是在建筑设计初步方案提出的柱网和承重墙布置基础上进行的。初步方案提出的柱网和承重墙布置基础上进行的。)结构受力合理结构受力合理;3)3)节约材料,降低造价。节约材料,降低造价。)满足房屋使用要求满足房屋使用
8、要求;2.2.布置原则布置原则.布置任务布置任务 1212第六章第六章第六章第六章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构混凝土梁板结构混凝土梁板结构 3 3.布置方案布置方案1)1)结构布置包括柱网、承重墙、梁和板的布置结构布置包括柱网、承重墙、梁和板的布置 常用跨度为:常用跨度为:单向板单向板:(:(1.72.7)m次次梁梁:(:(46)m 主主 梁梁:(:(58)m2)2)结构平面布置方案结构平面布置方案(a)主梁横向布置主梁横向布置(b)主梁纵向布置主梁纵向布置(c)只布置次梁只布置次梁次梁次梁Back1313第六章第六章第六章第六章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构混凝土梁板结构混凝土梁板结构 二
9、、二、确定板、次梁和主梁的结构计算简图确定板、次梁和主梁的结构计算简图.荷载计算荷载计算 作用在楼盖上的荷作用在楼盖上的荷载载,有,有恒荷恒荷载载和和活荷活荷载载两种,楼两种,楼盖上的荷盖上的荷载载通常按均布荷通常按均布荷载载考考虑虑。恒荷恒荷载载包括包括结结构自重,各构造构自重,各构造层层自重,永久自重,永久设备设备自自重。楼盖恒荷重。楼盖恒荷载载的的标标准准值值按按结结构构实际实际构造情况通构造情况通过计过计算算来确定来确定.活荷活荷载载主要主要为为使用使用时时的人群家俱及一般的人群家俱及一般设备设备的重量的重量,楼盖的活荷,楼盖的活荷载标载标准准值值按按荷荷载规载规范范来确定。来确定。板
10、、板、梁的荷载计算范围梁的荷载计算范围 1414第六章第六章第六章第六章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构混凝土梁板结构混凝土梁板结构 板、梁荷载的计算单元板、梁荷载的计算单元板、次梁板、次梁主要承受主要承受均布荷载均布荷载,主梁主梁主要承受由次梁主要承受由次梁传来的传来的集中荷载集中荷载。1515第六章第六章第六章第六章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构混凝土梁板结构混凝土梁板结构 支撑在支撑在钢钢筋混凝土柱上的主梁:筋混凝土柱上的主梁:主梁与柱的线刚度比大于时,将主梁视为铰支于主梁与柱的线刚度比大于时,将主梁视为铰支于柱上。柱上。.支承条件支承条件1)楼盖四周)楼盖四周为为砖墙砖墙承重:承重:按按
11、铰铰支(或支(或简简支)考支)考虑虑。)楼盖与)楼盖与梁、柱整体梁、柱整体现浇现浇:支承条件与梁柱之支承条件与梁柱之间间的相的相对刚对刚度有关。度有关。支撑在次梁上的板(或支承于主梁上的次梁):支撑在次梁上的板(或支承于主梁上的次梁):忽略次梁(或主梁)的弯曲变形(挠度),且不忽略次梁(或主梁)的弯曲变形(挠度),且不考虑支承点处的刚性,将支座视为可动铰支座。考虑支承点处的刚性,将支座视为可动铰支座。1616第六章第六章第六章第六章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构混凝土梁板结构混凝土梁板结构 为了考虑次梁或主梁的为了考虑次梁或主梁的抗扭刚度抗扭刚度对内力的影响,采对内力的影响,采用用增大恒载增大
12、恒载,减小活载减小活载的办法,即板和次梁的折算荷载的办法,即板和次梁的折算荷载为:为:板板次梁次梁次梁次梁抗扭刚度对板的影响抗扭刚度对板的影响注:上述调整是在按弹性方法计算时才进行的。注:上述调整是在按弹性方法计算时才进行的。1717第六章第六章第六章第六章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构混凝土梁板结构混凝土梁板结构 连续连续梁、板的梁、板的计计算跨度算跨度是指在是指在计计算内力算内力时时所采用的所采用的跨跨长长。.计算跨度计算跨度其其值值与与支座的构造支座的构造形式、构件的形式、构件的截面尺寸截面尺寸以及以及内力内力计算方法计算方法有关。有关。为计为计算算方便方便,若取构件支承,若取构件支承中
13、心中心线间线间的距离作的距离作为计为计算跨算跨长长,结结果果总总是是偏安全偏安全的。的。计算跨度计算跨度 :影响因素:影响因素:1818第六章第六章第六章第六章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构混凝土梁板结构混凝土梁板结构 连续连续板的计算跨度板的计算跨度 连续连续梁的计算跨度梁的计算跨度 1919第六章第六章第六章第六章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构混凝土梁板结构混凝土梁板结构 对于对于五跨五跨和和五跨以内五跨以内的连续梁(板),跨数按的连续梁(板),跨数按实际跨度考虑。对于五跨以上的连续梁(板);实际跨度考虑。对于五跨以上的连续梁(板);当跨度相差当跨度相差不超过不超过时,且各跨截面尺寸及时,
14、且各跨截面尺寸及荷载相同时,可近似按荷载相同时,可近似按五跨五跨连续梁(板)进行计算。连续梁(板)进行计算。4.4.计算跨数计算跨数跨数:跨数:连续梁(板)地计算简化连续梁(板)地计算简化Back2020第六章第六章第六章第六章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构混凝土梁板结构混凝土梁板结构 三、荷载及内力计算三、荷载及内力计算弹性理论法弹性理论法计算梁、板的内力,是将梁、板计算梁、板的内力,是将梁、板作为作为匀质弹性体匀质弹性体来考虑的。在受荷较小,混凝土来考虑的。在受荷较小,混凝土开裂的初始阶段是开裂的初始阶段是适用适用的。但随着荷载的增加,的。但随着荷载的增加,特别是受拉钢筋屈服后的塑性变形,
15、钢筋混凝土特别是受拉钢筋屈服后的塑性变形,钢筋混凝土连续梁的内力与荷载的关系已不再是线性的,而连续梁的内力与荷载的关系已不再是线性的,而是非线性的是非线性的。弹性理论法:弹性理论法:主要内容包括弹性理论法和塑性理论法。主要内容包括弹性理论法和塑性理论法。2121第六章第六章第六章第六章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构混凝土梁板结构混凝土梁板结构 塑性理论法塑性理论法计算梁、板的内力,是考虑了材料计算梁、板的内力,是考虑了材料的的塑性性质塑性性质,按构件能出现塑性铰的情况而建立起,按构件能出现塑性铰的情况而建立起来的一种计算方法。来的一种计算方法。采用此法设计时,内力分析与截面计算相协调,采用此法
16、设计时,内力分析与截面计算相协调,结果比较经济,可以减少用钢量。同时可以缓解支结果比较经济,可以减少用钢量。同时可以缓解支座截面钢筋数量过多而造成的施工不便,但在使用座截面钢筋数量过多而造成的施工不便,但在使用阶段的裂缝和挠度一般较大。因此,不是在任何情阶段的裂缝和挠度一般较大。因此,不是在任何情况下都采用塑性计算法。况下都采用塑性计算法。塑性理论法:塑性理论法:2222第六章第六章第六章第六章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构混凝土梁板结构混凝土梁板结构 1.1.弹性理论法计算内力弹性理论法计算内力 钢钢筋混凝土筋混凝土单单向板肋形楼盖中的板、次梁、主梁向板肋形楼盖中的板、次梁、主梁,一般,一般
17、为为多跨多跨连续连续梁板,其内力按梁板,其内力按弹弹性理性理论论计计算,一算,一般常用般常用力矩分配法力矩分配法来求来求连续连续板梁的内力。板梁的内力。()活荷载的最不利组合)活荷载的最不利组合恒荷载恒荷载是保持不变的,恒荷载应按实际情况布置。是保持不变的,恒荷载应按实际情况布置。作用于梁或板上的荷载有作用于梁或板上的荷载有恒荷载恒荷载和和活荷载活荷载。活荷载活荷载在各跨的分布则是随机的。在各跨的分布则是随机的。)求某跨)求某跨跨中跨中最大负弯矩时,最大负弯矩时,应在该跨不布应在该跨不布置活荷载置活荷载 而在相邻两跨布置活荷载然后向左右每隔而在相邻两跨布置活荷载然后向左右每隔一跨布置活载。一跨
18、布置活载。2323第六章第六章第六章第六章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构混凝土梁板结构混凝土梁板结构 确定截面最不利活荷载布置的原则:确定截面最不利活荷载布置的原则:)求某跨)求某跨跨中跨中最大正弯矩最大正弯矩时,应该在该跨布置时,应该在该跨布置活荷载活荷载 然后向其左右每隔一跨布置活荷载。然后向其左右每隔一跨布置活荷载。为使构件能在各种情况下都满足设计要求,需要为使构件能在各种情况下都满足设计要求,需要求出求出活荷载活荷载与与恒荷载恒荷载组合后在各截面上的组合后在各截面上的最不利内力最不利内力。2424第六章第六章第六章第六章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构混凝土梁板结构混凝土梁板结构 确定截
19、面最不利活荷载布置的原则:确定截面最不利活荷载布置的原则:)求某)求某支座左、右支座左、右截面截面截面最大剪力最大剪力时,应时,应在该支座的左右两跨布置活荷载在该支座的左右两跨布置活荷载 然后向左右每隔一跨然后向左右每隔一跨布置活荷载。布置活荷载。)求某)求某支座支座截面截面最大负弯矩最大负弯矩时,应在该支座时,应在该支座左右两跨布置活荷载,然后向左右每隔一跨布置活左右两跨布置活荷载,然后向左右每隔一跨布置活荷载。荷载。2525第六章第六章第六章第六章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构混凝土梁板结构混凝土梁板结构()内力包)内力包络图络图 在恒荷在恒荷载载作用下求出各截面内力的基作用下求出各截面内
20、力的基础础上,分上,分别别叠叠加加对对各截面各截面为为最不利活荷最不利活荷载载布置布置时时的内力的内力(弯矩、剪(弯矩、剪力力),可得到各截面可能出,可得到各截面可能出现现的最不利内力,也就是的最不利内力,也就是若干个内力若干个内力图图叠合,其叠合,其外包外包线线即即为为内力包内力包络图络图。内力包内力包络图络图完整地给出一个截面可能出现的内力完整地给出一个截面可能出现的内力设计值的上、下限。设计值的上、下限。是设计板、梁构件时是设计板、梁构件时选择截面选择截面和和布置钢筋布置钢筋的依据。的依据。2626第六章第六章第六章第六章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构混凝土梁板结构混凝土梁板结构 272
21、7第六章第六章第六章第六章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构混凝土梁板结构混凝土梁板结构()支座)支座宽宽度影响度影响支座截面支座截面计计算内力的确定算内力的确定 在按在按弹弹性理性理论计论计算算连续连续梁的内力梁的内力时时,其,其计计算跨算跨度取支座中心度取支座中心线间线间的距离。在的距离。在设计设计整体肋形楼盖整体肋形楼盖时时,应应考考虑虑支承支承宽宽度的影响度的影响。在承。在承载载力力计计算中算中应应取取支座支座边缘边缘处处的内力作的内力作为为支座截面配筋支座截面配筋计计算的算的依据依据。集中荷载:集中荷载:支座边缘截面的弯矩设计值:支座边缘截面的弯矩设计值:支座边缘截面的剪力设计值:支座边
22、缘截面的剪力设计值:均布荷载:均布荷载:2828第六章第六章第六章第六章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构混凝土梁板结构混凝土梁板结构 为简化起见为简化起见,对对于常用荷于常用荷载载作用下的等跨度等截作用下的等跨度等截面的面的连续连续梁、板(跨度相差在以内的不等跨梁、板(跨度相差在以内的不等跨连连续续梁、板)梁、板),均已有均已有现现成成计计算表格(算表格(见见附表);附表);可可由附表查出相应的内力系数,利用下列公式计算跨内由附表查出相应的内力系数,利用下列公式计算跨内或支座截面的最大内力。或支座截面的最大内力。()弹弹性理性理论论法法计计算内力算内力计计算方法算方法在均布及三角形荷载作用下:在
23、均布及三角形荷载作用下:在集中荷载作用下:在集中荷载作用下:第六章第六章第六章第六章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构混凝土梁板结构混凝土梁板结构.塑性理论法计算内力塑性理论法计算内力 (1)(1)塑性铰的概念塑性铰的概念在钢筋屈服截面,从在钢筋屈服截面,从钢筋屈服钢筋屈服到达到到达到极限承载力极限承载力,截面在外弯矩增加很小的情况下产生很大转动,表现得截面在外弯矩增加很小的情况下产生很大转动,表现得犹如一个能够转动的铰,称为犹如一个能够转动的铰,称为“塑性铰塑性铰”。29第六章第六章第六章第六章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构混凝土梁板结构混凝土梁板结构 (2)(2)塑性铰的特点塑性铰的特点 )只
24、能在从受拉区)只能在从受拉区钢钢筋开始屈服到受筋开始屈服到受压压区混区混凝土凝土压压坏的坏的有限范有限范围围内内转动转动,而不能象普通,而不能象普通铰铰那那样样无无限制限制转动转动。)能沿弯矩作用的方向,能沿弯矩作用的方向,绕绕不断上升的中和不断上升的中和轴轴发发生生单单向向转动转动。而不能象普通。而不能象普通铰铰(理想(理想铰铰)那)那样样沿沿任意方向任意方向转动转动。)在)在转动时转动时能承受一定的弯矩,能承受一定的弯矩,即截面的屈服即截面的屈服弯矩。弯矩。而普通而普通铰铰不能承受弯矩不能承受弯矩 。)塑性铰实际上具有一定长度,分析时可认塑性铰实际上具有一定长度,分析时可认为是一个截面。为
25、是一个截面。30 第六章第六章第六章第六章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构混凝土梁板结构混凝土梁板结构(3(3)塑性内力重分布)塑性内力重分布 对对超静定超静定结结构构来来说说,它破坏的,它破坏的标标志不是一个截面志不是一个截面出出现现塑性塑性铰铰,而是整个,而是整个结结构破坏机构的形成。构破坏机构的形成。它的破坏它的破坏过过程是:程是:首先在首先在结结构的一个截面出构的一个截面出现现塑塑性性铰铰,随着荷,随着荷载载的增加,塑性的增加,塑性铰陆续铰陆续出出现现,每出,每出现现一一个塑性个塑性铰铰相当于超静定相当于超静定结结构减少一次构减少一次约约束,直到最后束,直到最后一个塑性一个塑性铰铰出出现
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