单向板肋梁楼盖设计.pptx

《单向板肋梁楼盖设计.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单向板肋梁楼盖设计.pptx（77页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、 常用平面布置方案二、常用单向板肋梁楼盖结构平面布置方案主梁横向布置，次梁纵向布置方案。主梁纵向布置，次梁横向布置方案。只布置次梁，不设主梁方案。第1页/共77页主梁横向布置，次梁纵向布置方案v优点：抵抗水平荷载的侧向刚度较大，主、次梁和柱可构成刚性体系，因而房屋整体刚度好。此外，由于主梁与外墙面垂直，可开较大的窗口，对采光有利。第2页/共77页主梁纵向布置，次梁横向布置方案v优点：适用于横向柱距大于纵向柱距较多，或者有集中通风要求的情况，因主梁沿纵向布置，减小了构件截面高度，增加室内净高。但房屋横向刚度差，且限制窗洞高度。第3页/共77页只布置次梁，不设主梁方案。v优点：适用于有中间走廊的房

2、屋，常利用中间纵墙承重。第4页/共77页四、单向板肋梁楼盖按弹性理论计算 重点：重点：内力计算内力计算 内力计算方法：内力计算方法：按弹性理论计算按弹性理论计算 按塑性内力重分布的计算按塑性内力重分布的计算第5页/共77页(2)次梁的支座-主梁(1)板的支座-次梁(3)主梁的支座-柱子（墙）次梁主梁柱(一)荷载的计算模型和计算简图单向板肋梁楼盖平面布置图第6页/共77页确定荷载的计算简图需解决的问题(1)支座的简化(2)计算跨度与跨数(3)计算荷载（从属面积）第7页/共77页(1)支座的简化：单向板肋梁楼盖的板和次梁，不管其支承是砌体还是现浇的钢筋混凝土梁，均可认为次梁、板可以自由转动，没有竖

3、向位移，都简化为铰支的连续梁来进行计算。第8页/共77页 对于主梁，当它支承于砖柱上时，视为铰支；如果与钢筋混凝土柱现浇在一起，当梁的抗弯刚度与柱抗弯刚度之比大于5，将主梁视为铰支于柱上的连续梁来计算，否则，按框架梁计算。第9页/共77页板次梁主梁恒载 g0活载 q恒载 g 0gq次梁为板的铰链支座，但只有 g 时0当作用有活载 q 时，则0梁板现浇，次梁对板转角有约束，q=q/2g=g+q/2折算荷载：加恒载减活载，但总荷载不变折算荷载板次梁第10页/共77页(2)计算跨度与跨数v指构件在计算内力时所采用的跨度；v即计算简图中支座反力间的距离；v与支承条件、支承长度a和构件的抗弯刚度等因素有

4、关。第11页/共77页构构件件 支支 座座 条条 件件 计计 算算 跨跨 度度 l0 板板边边 跨跨l0=ln1+b/2+h/2 1.025ln1+b/2中中 间间 跨跨 l0=ln+b梁梁边边 跨跨 l0=ln1+a/2+b/2 1.025 ln1+b/2中中 间间 跨跨 l0=ln+b按弹性理论方法计算梁、板内力，其跨度计算见下表第12页/共77页(2)计算跨度与跨数构构件件 支支 座座 条条 件件 计计 算算 跨跨 度度 l0 板板边边 跨跨l0=ln1+h/2中中 间间 跨跨l0=ln梁梁边边 跨跨 l0=ln1+a/2 1.025 ln1 中中 间间 跨跨l0=ln按塑性理论方法计算

5、梁、板内力，其跨度计算见下表第13页/共77页当跨差10%时，仍按等跨考虑；当等跨（或跨差5时，可近似按5跨考虑；配筋计算时除两边跨外中间各跨配筋相同。第14页/共77页(3)计算荷载（从属面积）（1）板次梁主梁柱板荷载从属面积图1m第15页/共77页（2）次梁次梁主梁柱次梁荷载从属面积图第16页/共77页（3）主梁次梁主梁柱主梁荷载从属面积图第17页/共77页(二)荷载最不利布置 分析与讨论：连续梁(板)有恒载与活载共同作用。在梁(板)上，恒载永久且不变地作用着，而活载时有时无且可大可小。欲使梁之截面内力为最大，活载应布置在何处？第18页/共77页 活荷载不同布置时的内力图12345q 在

6、1 跨内有活载 q，则M1 和VB为最大；在 1 跨跨中为正弯矩，相邻跨跨中为负弯矩，隔跨跨中为正弯矩；在 1 跨支座B处为负弯矩，相邻跨支座为正弯矩，隔跨支座为负弯矩。第19页/共77页 活荷载不同布置时的内力图 在 2 跨内有活载 q，则M2 和VB、VC为最大；在 2 跨跨中为正弯矩，相邻跨跨中为负弯矩，隔跨跨中为正弯矩；在 2 跨支座B、C处为负弯矩，相邻跨支座为正弯矩，隔跨支座为负弯矩。12345q第20页/共77页ABCDEF12345q 活荷载不同布置时的内力图 在 3 跨内有活载 q，则M3 和VC、VD为最大；在 3 跨跨中为正弯矩，相邻跨跨中为负弯矩，隔跨跨中为正弯矩；在

7、3 跨支座C、D处为负弯矩，相邻跨支座为正弯矩，隔跨支座为负弯矩。第21页/共77页活荷载不同布置时的内力图第22页/共77页1活荷载的不利布置第23页/共77页确定截面最不利内力时的活荷载布置原则如下：1)求某跨跨中截面最大正弯矩时，应在本跨布置活荷载，同时应在两侧每隔一跨布置活荷载；2)求某支座截面最大负弯矩时，应在该支座两侧的邻跨布置活荷载，同时两侧每隔一跨布置活荷载；3)求梁支座左侧或右侧最大剪力时，活荷载的布置同2)；4)求某跨跨内最大负弯矩时，本跨不布置活荷载，而在其左右邻跨布置，然后隔跨布置;第24页/共77页(三)内力计算明确活荷载不利布置后，可按结构力学中讲述的方法求出弯矩和

8、剪力。对于等跨连续梁，可由附表3.1.13.1.4查出相应的弯矩、剪力系数，利用下列公式计算跨内或支座截面的最大内力。第25页/共77页 内力计算均布荷载作用下：集中荷载作用下：梁的计算跨度 集中恒载和活载 均布恒载和活载第26页/共77页(四)内力包络图 将同一结构在各种荷载的最不利组合作用下的内力图(弯矩图或剪力图)叠画在同一张图上，其外包线所形成的图形称为内力包络图。它反映出各截面可能产生的最大内力值，是设计时选择截面和布置钢筋的依据。第27页/共77页(五)支座弯矩和剪力设计值 弯矩设计值：剪力设计值：均布荷载 按弹性理论计算连续梁内力时，中间跨的计算跨度取为支座中心线间的距离，故所求

9、得的支座弯矩和支座剪力都是指支座中心线的。实际上，正截面受弯承载力和斜截面承载力的控制截面应在支座边缘，内力设计值应以支座边缘截面为准。M、V分别为支承中心处的弯矩和剪力设计值。V0为按简支梁计算的支座剪力设计值。b支座宽度。第28页/共77页五、单向板肋梁楼盖考虑塑性内力重分布的计算方法按弹性理论方法：1.截面间内力的分布规律是不变的；2.任一截面内力达到其内力设计值时，认为整个结构达到其承载能力。实际上：1.截面间内力的分布规律是变化的。2.任一截面内力达到其内力设计值时，只是该截面达到其承载能力，出现了塑性铰。只要整个结构还是几何不变的，结构还能继续承受荷载。第29页/共77页v弹性理论

10、方法适用于脆性材料构成的超静定结构或静定结构。v对于钢筋砼超静定结构则不适用。v充分考虑钢筋砼构件的塑性性能，挖掘结构潜在的承载力，达到节省材料的目的，提出了考虑塑性内力重分布的计算方法。第30页/共77页(一)钢筋砼受弯构件的塑性铰1.钢筋砼适筋梁的受弯破坏过程第31页/共77页2.塑性铰的形成 在钢筋屈服截面，从钢筋屈服到达到极限承载力，截面在外弯矩增加很小的情况下产生很大转动，表现得犹如一个能够转动的铰，称为“塑性铰”。第32页/共77页塑性塑性铰与理想与理想铰的区的区别理想理想铰不能承受任何弯矩，而塑性不能承受任何弯矩，而塑性铰则能承能承受一定的弯矩（受一定的弯矩（MyMMu）；）；理

11、想理想铰集中于一点，塑性集中于一点，塑性铰则有一定的有一定的长度；度；理想理想铰在两个方向都可在两个方向都可产生无限的生无限的转动，而，而塑性塑性铰 则是有限是有限转动的的单向向铰，只能在弯矩，只能在弯矩作用方向做有限的作用方向做有限的转动。第33页/共77页(二)连续梁塑性内力重分布如下图所示两跨连续梁，跨中承受集中荷载P的作用。现已知bh200450，砼C20，跨内下部和支座上部均配有318，D和B截面的极限弯矩均为Mu84.23kNm。试分析内力重分布规律。第34页/共77页按弹性理论计算该连续梁所能承受的最大荷载Pe。B点最先出现破坏。第35页/共77页弹性理论计算内力Pe112.1k

12、N，而MD69.95kNm 故MD84.2369.9514.28kNmv说明结构仍能继续承载。随着P的增加，B点因形成塑性铰出现转动，并保持截面弯矩MBu不变。此时结构由连续梁转变为简支梁工作，只要B点塑性铰有足够的转动能力，荷载就能继续增加。第36页/共77页连续梁的最大承载能力为：若保持最大承载力Pu=126.38kN不变，按照弹性方案计算，MD0.156Pl79kNm，MB0.188Pl95kNm94kN.m79kN.m塑性材料构成的超静定结构，达到结构承载能力极限状态的标志不是一个截面屈服，而是结构形成了破坏机构。第37页/共77页 对于超静定结构，当结构的某个截面出现塑性铰后，结构的

13、内力分布发生了变化，经历了一个重新分布的过程，这个过程成为“塑性内力重分布”。1超静定结构的塑性内力重分布现象第38页/共77页2.内力重分布的过程第一阶段发生在受拉混凝土开裂到第一个塑性铰形成之前，弹塑性内力重分布。原因为裂缝的形成和开展。第二阶段发生在第一个塑性铰形成后直到形成机构、结构破坏，塑性内力重分布。原因为塑性铰的转动。两跨连续梁内力变化图第39页/共77页3、考虑内力重分布的意义和适用范围(1)意义钢筋混凝土超静定结构破坏标志不是某个截面屈服，而是形成几何可变体系；对于超静定结构，当结构的某个截面出现塑性铰后，结构的内力分布发生了变化，经历了一个重新分布的过程，这个过程成为“塑性

14、内力重分布”。第40页/共77页设计中利用塑性内力重分布可使结构破坏时有较多的截面达到承载力，充分发挥结构的潜力，取得一定的经济效益。超静定结构的塑性内力重分布在一定程度上可由设计者通过控制各截面的极限弯距来掌握。利用结构内力重分布的特性，合理调整钢筋布置，可以克服支座钢筋拥挤现象，简化配筋构造，方便砼浇捣，从而提高施工效率和质量。能更正确地估计结构的承载力和使用阶段的变形、裂缝。第41页/共77页 (2)不宜考虑内力重分布的情况在使用阶段不允许出现裂缝的或对裂缝开展有较严格限制的结构。如水池池壁、自防水屋面。处于于严重侵重侵蚀性性环境中的混凝土境中的混凝土结构；构；直接承受动力和重复荷载的结

15、构；预应力结构和二次受力叠合结构；要求有较高安全储备的结构。(梁板结构中的主梁)第42页/共77页(三)影响内力重分布的因素1.充分的和不充分的内力重分布2.塑性铰的转动能力3.斜截面承载能力4.结构的变形、裂缝第43页/共77页1、充分的和不充分的内力重分布：充分的内力重分布若超静定结构中各塑性铰均具有足够的转动能力，保证结构加载后能按照预期的顺序，先后形成足够数目的塑性铰，以致最后形成机动体系而破坏，称为充分的内力重分布。第44页/共77页1、充分的和不充分的内力重分布：不充分的内力重分布塑性铰的转动能力不足：连续梁，若支座截面的塑性铰缺乏足够的转动能力，混凝土发生“过早”压碎致使结构破坏

16、，这时跨内截面的承载能力尚未被完全利用。第45页/共77页2、塑性铰的转动能力塑性铰的转动能力主要取决于纵筋的配筋率、钢材品种和混凝土的极限压应变值。试验研究表明，塑性铰转角的大小，随配筋率的提高而降低，主要取决于截面相对受压区高度值。对受弯构件，受压区高度直接受配筋率的影响。第46页/共77页钢材品种也影响截面的延性，普通热轧钢筋具有明显的屈服台阶，延伸率也较高；混凝土强度等级低，其极限压应变值较高，这些对实现 内力重分布都是有利的。第47页/共77页3、斜截面承载能力要想实现预期的内力重分布，其前提条件之一是在结构破坏机构出现前，不能发生因为斜截面承载能力不足而引起的破坏，否则将阻碍内力重

17、分布继续进行。采用塑性铰区箍筋加密的办法，保证斜截面的抗剪承载力。第48页/共77页4、结构的变形、裂缝如果最初出现的塑性铰转动幅度过大，塑性铰附近截面的裂缝开展过宽，结构的挠度过大，以致不能满足正常使用阶段对裂缝宽度和变形的要求，这是工程实用中应避免的。因此，在考虑内力重分布时，应对塑性铰的允许转动量予以控制，也就是要控制内力重分布的幅度。第49页/共77页(五)考虑塑性内力重分布的内力计算方法 超静定混凝土结构考虑塑 性内力重分布的计算方法极限平衡法塑性铰法变刚度法强迫转动法弯矩调幅法非线性全过程分析方法我国行业标准钢筋混凝土连续梁和框架考虑内力重分布设计规程(CECS 5193)主要推荐

18、用弯矩调幅法计算钢筋混凝土连续梁、板和框架的内力。第50页/共77页1、弯矩调幅法弯矩调幅法简称调幅法，它是在弹性弯矩的基础上，根据需要，适当调整某些截面弯矩值。通常对那些弯矩绝对值较大的截面进行弯矩调整，然后按调整后的内力进行截面设计和配筋构造。截面弯矩调整的幅度用调幅系数 表示。式中 M调幅后的弯矩设计值；Me按弹性方法计算得的弯矩设计值；截面的弯矩调幅系数。第51页/共77页2、采用调幅法应注意的问题为了保证塑性铰有足够的转动能力，避免受压混凝土“过早”被压坏，以实现完全的内力重分布，必须控制受力钢筋的用量，通过控制截面的相对受压区高度实现。受力钢筋宜采用HPB235、HRB400、HR

19、B335级热轧钢筋，混凝土强度等级宜在C20C45范围；截面的相对受压区高度 应满足0.10.35。第52页/共77页2、采用调幅法应注意的问题为了避免塑性铰出现过早，转动幅度过大，致使梁、板的裂缝过宽及变形过大，应控制支座截面的弯矩调整幅度。弯矩调幅系数 不宜超过0.2。第53页/共77页2、采用调幅法应注意的问题为了尽可能的节省钢材，应使调整后的跨中截面弯矩尽量接近原包络图的弯矩值，并使调幅后仍能满足平衡条件，连续梁、板的跨中截面的弯矩应不小于按弹性理论方法计算的包络图及下式计算的值。式中 MB、MC连续梁任一跨调幅后支座截面弯矩值；M调整后跨中截面弯矩值；M0该跨按简支梁计算跨中截面弯矩

20、值 第54页/共77页2、采用调幅法应注意的问题连续梁、板各控制截面的弯矩值不宜小于简支梁弯矩值的1/3；调整后的结构内力必须满足静力平衡条件。剪力设计值按荷载最不利布置和调幅后的支座弯矩由静力平衡条件计算确定。第55页/共77页2、采用调幅法应注意的问题 应在可能产生塑性铰的区段适当增加箍筋数量受剪配箍率：（防斜拉）必须满足正常使用阶段变形及裂缝宽度的要求，在使用阶段不应出现塑性铰。第56页/共77页3、用调幅法计算等跨连续梁、板承受均布荷载时等跨连续梁、板g、q-沿梁单位长度上的恒荷载设计值、活荷载设计值；m、v-考虑塑性内力重分布的弯矩、剪力计算系数；l0-计算跨度，按表3.6采用；ln

21、-净跨。第57页/共77页第58页/共77页第59页/共77页公式适用于：q/g0.3的等跨连续梁、板，相邻两跨跨度相差小于10%的不等跨连续梁、板。跨度值 :计算跨中弯矩和支座剪力:取本跨跨度 计算支座弯矩:取相邻两跨较大跨度 次梁对板、主梁对次梁的转动约束作用，以及活荷载的不利布置等因素，在按弯矩调幅法分析结构时均已考虑。第60页/共77页现浇整体式楼盖结构内力分析方法 弹性理论 有较大的安全储备。塑性理论 内力分析与截面计算相协调，结果比较经济，但一般情况下结构的裂缝较宽，变形较大。板和次梁：按塑性理论分析内力 主 梁 ：按弹性理论分析内力 主梁为楼盖中的主要构件，要保证使用中有 较好的

22、性能。现浇钢筋混凝土肋梁楼盖第61页/共77页(一)单向板的设计要点板的承载力计算-因跨高比和板宽皆大，故只需按弯矩计算纵向钢筋，一般不需抗剪计算。且弯矩由内力重分布之调幅法计算。正弯矩使板下部开裂负弯矩使板上部开裂板的内拱作用周边梁的约束使板产生推力六、单向板肋梁楼盖的截面设计与构造要求第62页/共77页板的内拱作用使其承载力有所提高。对四周与梁整体连接的单向板(现浇连续板的内区格就属于这种情况)，其中间跨的跨中截面及中间支座截面的计算弯矩可减少20，其它截面则不予降低(如板的角区格、边跨的跨中截面及第一内支座截面的计算弯矩则不折减)。板的内拱作用次梁板1.01.01.01.00.80.80

23、.80.80.8第63页/共77页(二)单向板的构造要求1、板的厚度2、板的支承长度(通常为120mm)3、板中受力钢筋钢筋种类钢筋种类 一般采用一般采用HPB235、HRB335常用直径常用直径 6mm、8mm、10mm、12mm，负钢筋宜采用较大直径负钢筋宜采用较大直径 间间 距距 一般不小于一般不小于70mm;板厚板厚h150mm时，不宜大于时，不宜大于200mm;板厚板厚h 150mm时，不宜大于时，不宜大于1.5h，且每米宽度内不少于，且每米宽度内不少于3根。根。弯弯 起起 式式 锚固好锚固好，整体性好，整体性好，节约钢筋，施工复杂。，节约钢筋，施工复杂。分分 离离 式式 锚固较差锚

24、固较差，用钢量稍高，但施工方便，为，用钢量稍高，但施工方便，为工程中主要采用的工程中主要采用的配筋方式配筋方式。钢筋弯钩钢筋弯钩 板底钢筋：半圆弯钩板底钢筋：半圆弯钩 上部负弯矩钢筋：直钩上部负弯矩钢筋：直钩 弯弯 起起截截 断断 一般按构造处理。板相邻跨度相差超过一般按构造处理。板相邻跨度相差超过20%或各跨荷载相差较或各跨荷载相差较大时，应按弯矩包络图确定。大时，应按弯矩包络图确定。第64页/共77页当q/g3时，a ln/4；当q/g3时，a ln/3连续板受力钢筋两种配置方式第65页/共77页数数 量量 单单向向板板中中单单位位长长度度上上的的分分布布钢钢筋筋，截截面面面面积积不不应应

25、小小于于单单位位宽宽度度上上受受力力钢钢筋筋截截面面面面积积的的10%，且且每每米米宽宽度度内内不不少少于于3根，且不宜小于该方向板截面面积的根，且不宜小于该方向板截面面积的0.15%。间间 距距不宜大于不宜大于250mm直直 径径不宜小于不宜小于6mm作作 用用1）浇筑混凝土时固定受力钢筋的位置）浇筑混凝土时固定受力钢筋的位置2）抵抗收缩和温度变化产生的内力）抵抗收缩和温度变化产生的内力3）承担并分布板上局部荷载产生的内力）承担并分布板上局部荷载产生的内力位位 置置与受力钢筋垂直，均匀布置于受力钢筋的内侧与受力钢筋垂直，均匀布置于受力钢筋的内侧板中分布钢筋构造要求 分布钢筋 4、板中构造钢筋

26、第66页/共77页墙边和墙角的上部构造钢筋 截面面积不宜小于该方向跨中受力钢筋截面面积的1/3；沿非受力方向配置的上部构造筋，可适当减少。整浇肋梁楼盖板嵌入墙内时，计算时是按简支考虑，实际上它有部分嵌固作用，将产生局部负弯矩。沿墙设板面附加筋，承担板传来的负弯矩，并减小裂缝宽度。第67页/共77页垂直于主梁的上部构造钢筋 截面面积不宜小于板中受力钢筋截面面积的1/3。第68页/共77页(三)次梁的截面设计与构造要求1、截面设计要点2）当次梁的截面尺寸满足表3-4的要求时，一般不必作使用阶段的挠度和裂缝宽度验算。正截面受弯承载力计算 斜截面受剪承载力计算 受力钢筋的弯起和截断1）截面形式跨中截面

27、按T形截面计算，支座截面按矩形截面计算。次梁的跨度一般为(46)m，梁高为跨度的1/181/12；梁宽为梁高的1/31/2。纵向钢筋的配筋率一般为：0.61.5。第69页/共77页2、构造要求1）截面尺寸2）支承长度(通常a为240mm)3）钢筋的直径 4）钢筋的间距 5）梁侧的纵向构造钢筋 梁中一般先根据跨中计算配置跨中钢筋，然后根据跨中钢筋弯起一部分到支座，承担负弯矩，若支座钢筋不够，再加直钢筋。第70页/共77页6）配筋方式 第71页/共77页(四)主梁的截面设计与构造要求1、截面设计要点2）主梁支座截面的有效高度h0 单排钢筋时 h0=h(5060)mm双排钢筋时 h0h(7080)mm 3）主梁的内力计算通常按弹性理论方法进行，不考虑塑性内力重分布。4）当主梁的截面尺寸满足表3-4的要求时，一般不必作使用阶段的挠度和裂缝宽度验算。1）截面形式跨中截面按T形截面计算，支座截面按矩形截面计算。第72页/共77页2、构造要求1）截面尺寸 2）支承长度(通常a为370mm)3）钢筋的直径4）钢筋的间距5）梁侧的纵向构造钢筋6）梁纵筋的弯起和截断按弯矩包络图确定 7）主梁附加横向钢筋第73页/共77页附加横向钢筋-考虑间接加载于主梁腹部将引起斜裂缝。h1第74页/共77页第75页/共77页第76页/共77页感谢您的观看！第77页/共77页