第二篇梁板结构PPT.pptx

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1、会计学1第二篇梁板结构第二篇梁板结构第一页，共180页。22023/2/8第一章第一章 概述概述(i sh)n n混凝土梁板结构的实际应用n n工业与民用建筑和构筑物中常用的结构n n楼盖、屋盖、板式基础、阳台、雨篷、楼梯n n水池的底板和顶板n n楼盖和屋盖是最典型的梁板结构。n n荷载传递(chund)n n楼（屋）盖主要承担楼（屋）面上的使用荷载，n n将荷载传至承重结构（梁、墙及柱），n n由承重结构传至基础及地基。第1页/共180页第二页，共180页。32023/2/81.11.1楼盖的结构楼盖的结构(jigu)(jigu)类型类型n n按施工方法分类n n装配式混凝土楼盖n n装配

2、式楼盖是采用混凝土预制件在现场安装连接而成，便于(biny)工业化生产和机械化施工，可减轻劳动强度，提高生产率，减少现场湿作业，一般用于多层建筑中。但是这种楼面由于整体性、抗震性能、防水性能较差，不便于(biny)开设孔洞，而且容易产生干缩裂缝。n n装配整体式混凝土楼盖n n装配整体式楼盖是将各种预制梁、板在现场吊装就位后，通过整浇措施和现浇混凝土构成整体。装配整体式楼盖的刚度、整体性和抗震性能比装配式楼盖好，又比现浇式楼盖节省模板和支承，但焊接工作量往往较大，并且需要混凝土二次浇注。n n现浇式第2页/共180页第三页，共180页。42023/2/81.11.1楼盖的结构楼盖的结构(jig

3、u)(jigu)类型类型n n按施工方法分类n n装配式混凝土楼盖n n装配整体式混凝土楼盖n n现浇式混凝土楼盖n n现浇式混凝土楼盖，其刚度大，整体性、抗震性能及防水性能都比较好，可适用于各种特殊的情况。例如，有较重的集中设备荷载或有较复杂的孔洞，有振动荷载作用，平面布置不规则，高层建筑(o cn jin zh)以及抗震结构等。缺点是需要现场支模和铺设钢筋，现场的工作量大，且工期较长。第3页/共180页第四页，共180页。52023/2/81.11.1楼盖的结构楼盖的结构(jigu)(jigu)类型类型n n按结构形式(xngsh)分类（a）单向(dnxin)板肋梁楼盖（b）双向板肋梁楼盖

4、（c）井格梁楼盖（d）密肋楼盖（e）无梁楼盖（f）扁梁楼盖第4页/共180页第五页，共180页。62023/2/81.11.1楼盖的结构楼盖的结构(jigu)(jigu)类型类型n n按施加应力情况，现浇混凝土楼盖可分为n n钢筋混凝土楼盖n n预应力混凝土楼盖n n预应力楼盖可有效地减轻结构自重，降低建筑物层高，增大楼板跨度，减小裂缝的发生(fshng)和发展。n n目前在高层建筑和大跨度楼盖中较多使用后张无粘结预应力混凝土平板楼盖。第5页/共180页第六页，共180页。72023/2/81.21.2单向单向(dn xin)(dn xin)板和双向板板和双向板的概念的概念n n划分原则n n

5、根据板两个方向的尺寸比 n n单向板n n当板上荷载主要沿短跨方向传递给支承构件，而沿长跨方向传递的荷载可忽略不计，这种主要沿短跨方向弯曲的板称为(chn wi)单向板；n n主要在一个方向弯曲。n n双向板n n当沿长跨方向传递的荷载不能忽略时，这种在两个方向弯曲的板称为(chn wi)双向板；n n两个方向弯曲。第6页/共180页第七页，共180页。82023/2/81.21.2单向单向(dn xin)(dn xin)板和双向板板和双向板的概念的概念n n理论依据设沿长向和短向传递的荷载(hzi)分别为qx和qy当不计及相邻板带的影响时，板带交叉点A处的挠度(nod)必然相等（2-1-1）

6、（2-1-2）（2-1-3）lx/ly1.00 1.25 1.50 1.75 2.002.503.00(lx/ly)41.00 2.44 5.06 9.38 16.00 39.06 81.00qy0.50 0.709 0.835 0.904 0.941 0.975 0.988qx0.50 0.291 0.165 0.096 0.059 0.025 0.012第7页/共180页第八页，共180页。92023/2/81.21.2单向单向(dn xin)(dn xin)板和双向板板和双向板的概念的概念n n讨论n n当lx/ly=3时，qx=0.0122q、qy=0.9878q，均布荷载主要沿短跨l

7、y方向传递到长边上(bin shn)；沿长跨lx方向传递到短边上(bin shn)的荷载不到总荷载的1.5%，显然可忽略不计。n n当lx/ly=2时，qx=0.0588q、qy=0.9412q，均布荷载主要沿短跨ly方向传递到长边上(bin shn)，但沿长跨方向传递到短边上(bin shn)的荷载上升至总荷载的6%。n n当lx=1.5ly时，qx=0.1649q；qy=0.8351q；荷载传递表现出明显的双向性。第8页/共180页第九页，共180页。102023/2/81.21.2单向单向(dn xin)(dn xin)板和双向板板和双向板的概念的概念n n规范规定(gudng)n n当

8、lx/ly3时，可按沿短跨ly方向受力的单向板设计；n n当3lx/ly2时，宜按双向板计算，n n如仍按沿短跨ly方向受力的单向板设计，则沿板长跨lx方向应配置不少于短跨方向25%的受力钢筋；n n当2lx/ly1时，应按双向板设计。第9页/共180页第十页，共180页。112023/2/81.31.3楼盖结构楼盖结构(jigu)(jigu)平面布置平面布置n n概念n n现浇式楼盖结构平面布置就是在建筑平面上进行梁、板的布置。n n布置原则n n梁、板布置应力求对称、等跨、等截面，并符合模数。n n在满足使用要求的情况下，梁板布置应符合经济跨度的原则，以保证楼盖设计的经济合理(hl)。n

9、n根据实践经验，梁、板的经济跨度n n单向板：23m；n n双向板：35m；n n次梁：47m；n n主梁：58m。第10页/共180页第十一页，共180页。122023/2/8板板n n板厚度的确定原则n n满足(mnz)承载力和正常使用要求n n经济合理n n考虑防火、防爆、预埋线管等要求楼盖形式楼盖形式简支简支h/l连续连续h/l悬臂悬臂h/l肋梁肋梁楼盖楼盖单向板单向板1/351/40根部根部1/12双向板双向板1/451/50无梁楼盖无梁楼盖有柱帽有柱帽1/35，无柱帽，无柱帽1/30双向密肋楼盖双向密肋楼盖1/201/25按挠度控制(kngzh)控制(kngzh)板的最小厚度（mm

10、）第11页/共180页第十二页，共180页。132023/2/8板板n n板厚度的确定原则n n满足承载力和正常使用(shyng)要求n n经济合理n n考虑防火、防爆、预埋线管等要求现浇钢筋(gngjn)混凝土板的最小构造厚度（mm）板的类别板的类别最小厚度最小厚度板的类别板的类别最小厚度最小厚度单单向向板板屋面板屋面板60密肋板密肋板肋间距肋间距70040民用建筑楼面板民用建筑楼面板60肋间距肋间距70050工业建筑楼面板工业建筑楼面板70悬臂板悬臂板悬臂长度悬臂长度50060行车道下的楼面行车道下的楼面板板80悬臂长度悬臂长度50080双向板双向板80无梁楼板无梁楼板150第12页/共1

11、80页第十三页，共180页。142023/2/8梁梁n n原则n n1）梁、板受力合理。在楼、屋面上有机器设备、冷却塔、悬吊装置和隔墙等荷载(hzi)较大部位，宜设制次梁；条件允许时，主梁跨内最好不要只设置一根次梁，以减小主梁跨内弯矩的不均匀分布；楼板上开有较大尺寸（大于800mm）的洞口时，应在洞边设置小梁。n n2）满足建筑要求。不设吊顶时，房间内梁布置宜有规律，避免凌乱，否则影响美观；也可不设梁，采用厚板处理。周边需设梁时，应结合门、窗过梁综合考虑。n n3）方便施工。梁的截面类型不宜过多，梁截面尺寸应考虑支模的方便，特别是采用钢模板时。第13页/共180页第十四页，共180页。1520

12、23/2/8梁梁n n施工要求n n次梁应穿过主梁，因此次梁的截面高度至少应比主梁小50mm；同样，纵向梁与横向梁的高度也应相差至少50mm。需加大次梁的截面高度时，应相应增加主梁高度。n n梁的高度和宽度宜按50mm进位；梁高超过1m时，宜按100mm进位。但砌体结构中圈梁和过梁的宽度，应按墙厚，梁的高度也应符合砌体的模数。n n设计经验n n为充分利用梁的截面高度，减少钢筋的排数，主梁的截面宽度不宜小于250mm，通常取300。次梁的截面宽度可取200或250mm。n n对荷载较大及正常使用时变形要求较高的梁，还需验算挠度(nod)和裂缝宽度。第14页/共180页第十五页，共180页。16

13、2023/2/8梁梁n n按经验(jngyn)估算梁截面 梁的类型梁的类型 梁的类别梁的类别梁高梁高h梁宽梁宽b整体浇注整体浇注的的T形梁形梁主主梁梁（1/121/8）l（1/21/3）h，且，且250次次梁梁（1/181/14）l（1/21/3）h，且，且200井格梁井格梁（1/201/15）l（1/31/4）h，且，且250悬臂梁悬臂梁（1/81/6）l（1/21/3）h第15页/共180页第十六页，共180页。172023/2/81.41.4梁、板的计算梁、板的计算(j sun)(j sun)跨度跨度n n定义n n计算跨度l0是指内力计算时采用的跨间长度，理论上是该跨两端支座转动(zh

14、un dng)点之间的距离。n n计算跨度l0的确定与内力计算方法、支承条件有关。C一端与柱（梁）整体(zhngt)连接另一端搁支在墙上A两端与柱（梁）整体连接B两端搁支在墙上第16页/共180页第十七页，共180页。182023/2/81.41.4梁、板的计算梁、板的计算(j sun)(j sun)跨度跨度n n定义n n计算跨度l0是指内力计算时采用的跨间长度，理论上是该跨两端(lin dun)支座转动点之间的距离。n n计算跨度l0的确定与内力计算方法、支承条件有关。支承条件按弹性理论考虑塑性内力重分布板梁板梁AlclnBC连续(linx)梁、板的计算跨l0第17页/共180页第十八页，

15、共180页。第二章第二章 单向单向(dn xin)(dn xin)板肋梁楼板肋梁楼盖盖2.1 计算简图2.2 连续梁、板的弹性(tnxng)分析方法2.3 连续梁、板的塑性分析方法2.4 截面设计与构造要求第18页/共180页第十九页，共180页。202023/2/8第二章第二章 单向单向(dn xin)(dn xin)板肋板肋梁楼盖梁楼盖n n两种结构(jigu)布置方案布置原则梁格布置应尽可能规整，使梁、板跨度相等或接近，便于统一梁、板截面尺寸，以简化设计(shj)、方便施工，取得较好的经济效益和建筑效果。次梁沿横向布置次梁沿纵向布置第19页/共180页第二十页，共180页。212023/

16、2/82.12.1计算计算(j sun)(j sun)简图简图n n计算假定n n单向板肋梁楼盖结构可简化为三种(sn zhn)不同的多跨连续梁。n n板：以次梁为中间支座和以墙体为边支座的多跨连续梁（梁宽为1m）n n次梁：以主梁为中间支座和以墙体为边支座的多跨连续梁n n主梁：以柱为中间支座和以墙体为边支座的多跨连续梁n n简化假定n n梁在支座处可以自由转动，但无竖向位移；n n不考虑薄膜效应对板内力的影响；n n构件传至支座的荷载按简支条件计算，忽略其连续性；n n实际跨数小于和等于五跨时，按实际跨数计算；实际跨数大于五跨且跨差小于10%时，按五跨计算。第20页/共180页第二十一页，

17、共180页。222023/2/8计算计算(j sun)假定假定n n简化假定的物理意义简化假定的物理意义n n梁在支座处可以自由转动，但无竖向位移梁在支座处可以自由转动，但无竖向位移n n梁在支座处可以自由转动，即忽略了次梁对板、主梁对次梁的约束；支座处没有梁在支座处可以自由转动，即忽略了次梁对板、主梁对次梁的约束；支座处没有竖向位移，实质上忽略了次梁的竖向变形对板的影响、主梁的竖向变形对次梁的竖向位移，实质上忽略了次梁的竖向变形对板的影响、主梁的竖向变形对次梁的影响以及柱的竖向变形对主梁的影响。影响以及柱的竖向变形对主梁的影响。n n不考虑薄膜效应对板内力的影响不考虑薄膜效应对板内力的影响n

18、 n薄膜效应的存在将减少薄膜效应的存在将减少(ji(ji nshnsh o)o)竖向荷载产生的弯矩，这种有利作用在计算板竖向荷载产生的弯矩，这种有利作用在计算板内力时忽略，但在配筋计算时可根据不同的支座约束条件，通过对板的计算弯矩内力时忽略，但在配筋计算时可根据不同的支座约束条件，通过对板的计算弯矩折减加以弥补。折减加以弥补。n n构件传至支座的荷载按简支条件计算，忽略其连续性构件传至支座的荷载按简支条件计算，忽略其连续性n n对于板和次梁，不论其支承是砌体还是与其整体现浇的钢筋混凝土梁，均可简化对于板和次梁，不论其支承是砌体还是与其整体现浇的钢筋混凝土梁，均可简化成集中于一点的支承连杆，以使

19、计算简单，并通过构造考虑实际约束的影响。成集中于一点的支承连杆，以使计算简单，并通过构造考虑实际约束的影响。第21页/共180页第二十二页，共180页。232023/2/8计算计算(j sun)假定假定n n简化假定的物理意义简化假定的物理意义n n构件传至支座的荷载按简支条件计算，忽略其连续性构件传至支座的荷载按简支条件计算，忽略其连续性n n主梁可支承在砖柱上时，可视为铰支承；与钢筋混凝土柱现浇在一起时，应根据主梁可支承在砖柱上时，可视为铰支承；与钢筋混凝土柱现浇在一起时，应根据梁与柱的抗弯线刚度比值确定梁与柱的抗弯线刚度比值确定(qudng)(qudng)支座约束条件，如果梁与柱的抗弯线

20、刚度支座约束条件，如果梁与柱的抗弯线刚度比值较大（如大于比值较大（如大于5 5），仍可将主梁视为铰支于钢筋混凝土柱上的连续梁进行计算，），仍可将主梁视为铰支于钢筋混凝土柱上的连续梁进行计算，否则应视为刚接。否则应视为刚接。n n实际跨数小于和等于五跨时，按实际跨数计算；实际跨数大于五跨且跨差小于实际跨数小于和等于五跨时，按实际跨数计算；实际跨数大于五跨且跨差小于10%10%时，按五跨计算时，按五跨计算n n对等跨连续梁，实际跨数大于五跨时，中间各跨的内力与第三跨非常接近，为计对等跨连续梁，实际跨数大于五跨时，中间各跨的内力与第三跨非常接近，为计算简单，中间各跨的内力与配筋均按第三跨处理。算简单

21、，中间各跨的内力与配筋均按第三跨处理。第22页/共180页第二十三页，共180页。242023/2/8荷载与计算荷载与计算(j sun)单元单元 n n1.计算单元n n板取1m宽板带；n n次梁和主梁取具有代表性的一根梁。n n2.荷载n n在计算主、次梁上的荷载时，根据计算假定，忽略板或次梁连续性的影响，按简支传递考虑。n n次梁和主梁的荷载取其从属面积上的荷载n n梁的从属面积是指该梁与其两侧相邻梁间距(jin j)的一半范围内的面积。n n板、次梁主要承受均布荷载。n n主梁则主要承受由次梁传来的集中荷载，一般主梁自重所占比重不大，可将其换算成集中荷载加到次梁传来的集中荷载内 第23页

22、/共180页第二十四页，共180页。252023/2/8荷载与计算荷载与计算(j sun)单元单元 n n1.计算(j sun)单元n n板取1m宽板带；n n次梁和主梁取具有代表性的一根梁。n n2.荷载荷载(hzi)取值1）恒载（自重）2）活载（人群、设备）第24页/共180页第二十五页，共180页。262023/2/8折算折算(sh sun)荷载荷载n nA.折算意义：消除由于假定 所带来的计算误差；n n假定连续(linx)板、梁与支座均为铰接。但实际上，现浇肋梁楼盖的板、次梁及主梁之间是整体连接的，在支座处有一定的相互约束作用。梁板整体性对变形(binxng)的影响（a）理论转角q（

23、b）实际转角q第25页/共180页第二十六页，共180页。272023/2/8折算折算(sh sun)荷载荷载n nB.折算(sh sun)原则n n保持总的荷载大小不变，增大恒载，减小活载n n板或梁搁置在砖墙或钢结构上时不折算(sh sun)；n n主梁不作折减n nC.折算(sh sun)方法（2-2-1）对连续(linx)板，折算荷载取对连续次梁，折算荷载取（2-2-2）第26页/共180页第二十七页，共180页。282023/2/82.22.2连续连续(linx)(linx)梁、板的弹性梁、板的弹性分析方法分析方法n n活荷载的最不利(bl)布置第27页/共180页第二十八页，共18

24、0页。292023/2/82.22.2连续连续(linx)(linx)梁、板的弹性梁、板的弹性分析方法分析方法n n活荷载的最不利布置n n1）求某支座(zh zu)最大负弯矩或支座(zh zu)左、右截面最大剪力时，应在该支座(zh zu)左右两跨布置活载，然后隔跨布置。图（a）为B支座(zh zu)最大负弯矩；图（b）为C支座(zh zu)最大负弯矩。第28页/共180页第二十九页，共180页。302023/2/82.22.2连续连续(linx)(linx)梁、板的弹性梁、板的弹性分析方法分析方法n n活荷载的最不利布置(bzh)n n（2）求某跨跨内最大正弯矩时，应在本跨布置(bzh)活

25、荷载，然后隔跨布置(bzh)，如图（a）。n n（3）求某跨跨内最小正弯矩（或最大负弯矩）时，本跨不布置(bzh)活载，其左右邻跨布置(bzh)，然后隔跨布置(bzh)，如图（b）。第29页/共180页第三十页，共180页。312023/2/8内力内力(nil)计算计算n n原则n n对恒载，可直接(zhji)采用表中各跨满布荷载时的内力系数；n n对活载，应采用最不利布置时的内力系数。n n跨数少于五跨时，按实际跨数取用内力系数。n n跨数多于五跨时，可简化为五跨连续梁。n n等跨连续梁、板内力计算公式连续(linx)次梁、板在均布荷载作用下（2-2-3）主梁在集中荷载作用下（2-2-4）第

26、30页/共180页第三十一页，共180页。322023/2/8内力内力(nil)计算计算n n不等跨连续梁、板内力计算n n当多跨连续梁、板的跨度相差不超过标准跨度的15%时，仍可以利用(lyng)上述系数，但n n各跨的跨中弯矩和剪力应按照各跨的实际计算跨度l0来计算，n n支座弯矩可按左右两跨计算跨度l0的平均值来计算；n n其余位置处的截面内力可根据静力平衡条件求得。n n不满足上述条件的不等跨连续梁、板，可采用二次弯矩分配法或其它结构力学方法求解。第31页/共180页第三十二页，共180页。332023/2/8内力内力(nil)包络图包络图n n定义n n内力包络图由内力叠合图形的外包

27、线构成。将恒载作用下各截面的内力和最不利活载布置作用下相应截面的内力叠加（包括正负弯矩和剪力），即可得到各截面可能出现的最不利内力。各截面最不利内力的连线称为内力包络图。n n意义n n确定非控制截面的内力，以便布置这些截面的钢筋。n n按内力包络图确定的纵筋和箍筋既可以保证连续梁整体(zhngt)的结构安全，同时也节约钢筋 第32页/共180页第三十三页，共180页。342023/2/8内力内力(nil)包络图包络图n n内力包络图的作法（五跨连续梁）n n步骤1：由于对称性，取梁的一半作图；n n步骤2：分别作组合(zh)15情况下的弯矩图；n n步骤3：取上述弯矩图的外包线即为所求弯矩包

28、络图。第33页/共180页第三十四页，共180页。352023/2/8支座支座(zh zu)截面弯矩和剪力取截面弯矩和剪力取值值 n n问题的提出n n由于将实际结构简化为直线，故所求得的支座(zh zu)弯矩和剪力是支座(zh zu)中心线处的数值，实际最危险的截面应该在支座(zh zu)边缘，所以应将所求得的数值加以调整n n取值原则M、V支座中心处的弯矩、剪力设计(shj)值V0按简支梁计算的支座剪力设计(shj)值b支座宽度弯矩设计值（2-2-5）剪力设计值均布荷载下集中荷载下（2-2-6a）（2-2-6b）第34页/共180页第三十五页，共180页。362023/2/8讨论：关于弹性

29、理论讨论：关于弹性理论(lln)计计算方法的缺陷算方法的缺陷n nA.按弹性理论计算，在钢筋混凝土超静定结构设计中，结构的内力分析与构件的截面设计在基本假定上是不协调的；n nB.弹性理论计算，以保证各个截面的承载力为依据；n n每个计算截面都要根据活荷载的最不利(bl)布置，按内力包络图来配置钢筋，n n但这种最不利(bl)布置的活荷载不会在各计算截面同时出现，故各截面的配筋也不能同时发挥作用；n nC.按弹性理论计算，各截面的弯矩及配筋很不均衡，往往支座处弯矩及配筋过大而造成施工不便。第35页/共180页第三十六页，共180页。372023/2/82.32.3连续连续(linx)(linx

30、)梁、板的塑性梁、板的塑性分析方法分析方法n n按弹性理论计算连续梁、板时，内力与荷载成正比，即假定结构刚度始终不变。当结构上某截面达到(d do)极限承载力时，即可认为结构破坏。n n上述结论仅适用于由弹性材料构成的静定结构。对于钢筋混凝土超静定结构，在承受荷载的过程中，由于混凝土的非弹性变形、裂缝的出现和开展、钢筋的锚固滑移以及塑性铰的形成和转动等因素的影响，结构构件的刚度在各受力阶段不断发生变化，从而使其结构的实际内力与变形明显不同于按弹性理论计算得的结果，这种刚度随荷载变化而引起的内力变化，通常称为结构的塑性内力重分布。第36页/共180页第三十七页，共180页。382023/2/82

31、.32.3连续连续(linx)(linx)梁、板的塑性梁、板的塑性分析方法分析方法n n应力重分布n n弹性阶段，钢筋与混凝土承担的应力是按各自的初始弹性模量分配的n n例如(lr)，轴心受压构件某截面的应变为e，则钢筋承担的应力为ss=Esxe，混凝土承担的应力为sc=Ecxe；n n弹塑性阶段，钢筋与混凝土承担的应力是按各自的变形模量分配的，n n例如(lr)，钢筋承担的应力仍然为ss=Esxe，混凝土承担的应力为 sc=Ecxe。n n由于Ec Ec，混凝土分配到的应力发生了变化，这种现象称为“应力重分布”。n n应力重分布在静定结构 和 超静定结构中都可能发生。第37页/共180页第三

32、十八页，共180页。392023/2/82.32.3连续连续(linx)(linx)梁、板的塑性梁、板的塑性分析方法分析方法n n内力重分布n n超静定结构存在多余联系，其内力是按刚度分配的。在多余联系处，由于(yuy)应力较大，材料进入弹塑性，产生塑性铰，改变了结构的刚度，内力不再按原有刚度分配，这种现象称为“内力重分布”。n n“内力重分布”只会在超静定结构中发生且内力不符合结构力学的规律。第38页/共180页第三十九页，共180页。402023/2/8钢筋钢筋(gngjn)混凝土受弯构件混凝土受弯构件的塑性铰与塑性内力重分布的塑性铰与塑性内力重分布n n混凝土受弯构件(gujin)的塑性

33、铰的概念n n适筋截面在钢筋屈服到混凝土压碎过程中形成的铰称为“塑性铰”。第39页/共180页第四十页，共180页。412023/2/8钢筋混凝土受弯构件的塑性钢筋混凝土受弯构件的塑性(sxng)铰与塑性铰与塑性(sxng)内力内力重分布重分布n n塑性铰的特点（与理想铰比较(bjio)）n n1）塑性铰能承受（基本不变的）弯矩；理想铰不能承受弯矩。n n2）塑性铰具有一定长度；理想铰集中于一点。n n3）塑性铰只能沿弯矩方向转动；理想铰可任意转动。n n塑性铰对结构的影响n nA：使超静定结构超静定次数减少，产生内力重分布；n nB：塑性铰出现时，只要结构不产生机动，仍可承受荷载；或者说，当

34、出现足够的塑性铰，使结构产生机动时，结构才失效。n n塑性铰的分类n n钢筋铰受拉钢筋先屈服，适筋截面（转动大、延性好）n n混凝土铰混凝土先压碎，超筋截面（转动小、脆性）第40页/共180页第四十一页，共180页。422023/2/8钢筋混凝土受弯构件的塑性铰与钢筋混凝土受弯构件的塑性铰与塑性内力塑性内力(nil)重分布重分布n n内力重分布的概念n n跨中作用有集中荷载(hzi)的两跨连续梁，按受弯构件计算时，n n连续梁跨中截面的极限正弯矩Mu为0.188Pln n中间支座截面的极限负弯矩Mu为0.188Pln n当集中荷载(hzi)很小时，混凝土尚未开裂，梁各部分截面抗弯刚度的比值未改

35、变，结构接近弹性体系，弯矩分布由弹性理论确定。第41页/共180页第四十二页，共180页。432023/2/8钢筋混凝土受弯构件的塑性铰与钢筋混凝土受弯构件的塑性铰与塑性内力塑性内力(nil)重分布重分布n n内力重分布的概念n n荷载增大到P时，中间支座截面的负弯矩为M=0.188Pln n达到极限弯矩。按弹性理论分析方法，集中荷载P就是该连续梁所能承受的最大荷载。n n此时荷载作用点处的最大正弯矩为M=0.156Pln n但此时该连续梁并未丧失(sngsh)承载能力，仅仅是中间支座处形成了塑性铰，跨内截面承载力尚未耗尽，因此还可以继续增加荷载，n n在加载过程中，塑性铰处的弯矩值不再增加。

36、第42页/共180页第四十三页，共180页。442023/2/8钢筋混凝土受弯构件的塑性钢筋混凝土受弯构件的塑性(sxng)铰与塑性铰与塑性(sxng)内力内力重分布重分布n n内力重分布的概念n n当加载增量DP=0.128P时，连续梁跨中截面(jimin)的总弯矩为n n M=0.156Pl+0.128P/4=0.188Pln n跨中截面(jimin)处也形成了塑性铰，整个结构变为机构而失效第43页/共180页第四十四页，共180页。452023/2/8钢筋混凝土受弯构件的塑性钢筋混凝土受弯构件的塑性(sxng)铰与塑性铰与塑性(sxng)内力内力重分布重分布n n内力重分布的概念(gin

37、in)n n由此，对超静定结构，在支座处形成塑性铰并不表示结构丧失承载力，仅仅是减少了一次超静定次数。结构还可以继续增加荷载，直至其它截面陆续形成塑性铰，整个结构变为可变体系（机构）而破坏。第一个塑性铰形成后，结构受力状态与弹性体系有很大不同，即结构发生了塑性内力重分布。静定结构不存在内力重分布，因其某一截面(jimin)上一旦形成塑性铰，就意味着整个结构成为几何可变体系，丧失了继续承载的能力。第44页/共180页第四十五页，共180页。462023/2/8钢筋混凝土受弯构件的塑性钢筋混凝土受弯构件的塑性(sxng)铰与塑性铰与塑性(sxng)内力内力重分布重分布n n内力重分布的概念(gin

38、in)n n两端固定的等截面单跨梁，在均布荷载作用下n n 支座弯矩：M=-ql2/12；跨中弯矩为：M=ql2/24n n假定当恒载g作用时，恰好支座出现塑性铰，此时n n 支座弯矩：M=-gl2/12；跨中弯矩为：M=gl2/24n n原有两端固定梁变成两端简支梁。n n若在梁上再作用活荷载p，则n n 支座弯矩不增加，仍为M=-gl2/12n n 跨中弯矩增加为：M=gl2/24+pl2/8n n当p=g/3时，跨中弯矩达到极限值：n n M=gl2/24+pl2/8=gl2/12n n跨中截面处也形成了塑性铰，整个结构变为机构而失效第45页/共180页第四十六页，共180页。47202

39、3/2/82.3.22.3.2考虑考虑(kol)(kol)内力重分布的内力重分布的意义和适用范围意义和适用范围n n问题n n目前的内力计算方法与配筋计算方法不相协调n n通过考虑塑性内力重分布加以解决n n考虑结构内力重分布的计算方法的优点n n1）能正确(zhngqu)估计结构的裂缝和变形；n n2）能合理调整钢筋用量，方便施工；n n3）可人为控制弯矩分布，简化结构计算；n n4）充分发挥材料的作用，提高经济性。n n下列情况不宜考虑塑性内力重分布的方法n n1）裂缝宽度和挠度要求较严格的构件；n n2）直接承受动荷载和重复荷载的构件；n n3）预应力和二次受力构件；n n4）重要的或可

40、靠性要求较高的构件。第46页/共180页第四十七页，共180页。482023/2/8影响内力影响内力(nil)重分布的因素重分布的因素n nA塑性铰的转动能力n n取决于纵向钢筋的配筋率、钢筋的品种和混凝土的极限压应变值；n nB斜截面承载力n n在出现足够的塑性铰之前不能产生斜截面破坏，否则不能形成(xngchng)充分的内力重分布；n nC正常使用条件n n控制内力重分布的幅度，一般要求在正常使用条件下不应出现塑性铰，以防止出现裂缝过宽或挠度过大。第47页/共180页第四十八页，共180页。492023/2/8调幅法的概念调幅法的概念(ginin)和原则和原则n n1调幅法的概念n n对按

41、结构力学方法计算得出的内力（人为）进行调整，然后(rnhu)按调整后的内力进行配筋计算，是一种实用计算方法，为大多数国家采用。n n2弯矩调幅法的做法n n引入弯矩调幅系数b，其计算公式为 Me为结构力学计算的弯矩；Ms为调幅后的弯矩；因为b1，所以(suy)有关系MeMs；结论：调幅弯矩值小于等于结构力学计算值。第48页/共180页第四十九页，共180页。502023/2/8调幅调幅(dio f)法的概念和原则法的概念和原则n n3调幅法的原则n nA.应验算调幅后的内力（即平衡）和正常使用状态，并有相应构造 措施；n nB.不宜采用高强材料，且相对受压区高度应满足：n n 0.1x0.35

42、n nC.两支座弯矩的平均值与跨中弯矩之和不得(bu de)小于按简支条件求得的跨中弯矩的1.02倍，各控制截面弯矩值不得(bu de)小于按简支条件求得的跨中弯矩的1/3。第49页/共180页第五十页，共180页。512023/2/8调幅法的概念调幅法的概念(ginin)和原则和原则n n3调幅法的原则n nD.弯矩调幅后，连续梁在下列区段内应将箍筋计算截面面积增大20%：n n对集中荷载，取支座边至最近一个集中荷载之间的区段n n对均布荷载，取支座边至距支座边1.05h0的区段（h0为梁截面的有效高度）n n箍筋的配筋率不应小于0.3ft/fyvn nE.弯矩调整(tiozhng)后，构件

43、在使用阶段不应出现塑性铰；同时，构件在正常使用阶段的变形和裂缝宽度应符合混凝土结构设计规范GB50010-2002的要求。第50页/共180页第五十一页，共180页。522023/2/8调幅调幅(dio f)法的概念和原则法的概念和原则n n4调幅法的计算步骤n nA.用结构力学方法计算荷载最不利布置下若干控制截面(jimin)（通常为支座截面(jimin)）的弯矩最 大值；n nB.采用调幅系数（不超过0.2）降低该弯矩值，n nC.跨中弯矩值取结力计算值和平衡计算值的较大者；n nD.调整后的各弯矩值应大于等于简支梁跨中弯矩的1/3；n nE.剪力设计值按荷载最不利布置和调整后的支座弯矩由

44、静力平衡条件确定。第51页/共180页第五十二页，共180页。532023/2/82.3.52.3.5用调幅法计算用调幅法计算(j sun)(j sun)连连续梁、板续梁、板n n控制(kngzh)截面第52页/共180页第五十三页，共180页。542023/2/82.3.52.3.5用调幅法计算用调幅法计算(j sun)(j sun)连连续梁、板续梁、板n n1等跨连续板n n考虑塑性内力重分布(fnb)时，承受均布荷载的等跨单向连续板，各跨跨中及支座截面的弯矩设计值按下式计算：连续(linx)板考虑塑性内力重分布时的弯矩系数amp端支座支承情况截面位置端支座边跨跨中离端第二支座离端第二跨中

45、中间支座中间跨中A1B2C3搁支在墙上01/11-1/10(两跨连续板)-1/11(多跨连续板)1/16-1/14 1/16与梁整体连接-1/16 1/14第53页/共180页第五十四页，共180页。552023/2/82.3.52.3.5用调幅法计算用调幅法计算(j sun)(j sun)连连续梁、板续梁、板n n1等跨连续板n n考虑塑性内力重分布时，承受均布荷载(hzi)的等跨单向连续板，各跨跨中及支座截面的弯矩设计值按下式计算：连续(linx)板考虑塑性内力重分布时的弯矩系数amp第54页/共180页第五十五页，共180页。562023/2/82.3.52.3.5用调幅用调幅(dio

46、f)(dio f)法计算连法计算连续梁、板续梁、板n n1等跨连续(linx)板n n弯矩系数amp推导n n若活载与恒载之比p/g=3，n n 则有g+p=p/3+p=4p/3及g+p=g+3g=4g；可得：n n p=3(g+p)/4；g=(g+p)/4n n板的折算荷载为第55页/共180页第五十六页，共180页。572023/2/82.3.52.3.5用调幅用调幅(dio f)(dio f)法计算连法计算连续梁、板续梁、板n n1等跨连续(linx)板n n弯矩系数amp推导n n按弹性理论计算支座B处的最大负弯矩时，活荷载应布置在1、2、4跨，故考虑(kol)调幅20%，则取系数实际

47、调幅17.54%第56页/共180页第五十七页，共180页。582023/2/82.3.52.3.5用调幅用调幅(dio f)(dio f)法计算连法计算连续梁、板续梁、板n n1等跨连续板n n弯矩系数amp推导(tudo)n n此时，边跨跨中最大弯矩位于距A点x=0.409l处，而按弹性(tnxng)理论计算边跨跨中最大弯矩时，活载应在1、3、5跨为便于记忆，取第57页/共180页第五十八页，共180页。592023/2/82.3.52.3.5用调幅用调幅(dio f)(dio f)法计算连法计算连续梁、板续梁、板n n2等跨连续梁n n考虑塑性(sxng)内力重分布时，各控制截面的弯矩设

48、计值承受(chngshu)均布荷载时：承受等间距、等大小的集中荷载时：端支座端支座支承情况支承情况截面位置截面位置A1B2C3搁支在墙上搁支在墙上01/11-1/10(两跨连续梁两跨连续梁)-1/11(多跨连续梁多跨连续梁)1/16-1/141/16与梁整体连接与梁整体连接-1/241/14与柱整体连接与柱整体连接-1/161/14连续梁考虑塑性内力重分布时的弯矩系数amb第58页/共180页第五十九页，共180页。602023/2/82.3.52.3.5用调幅用调幅(dio f)(dio f)法计算连法计算连续梁、板续梁、板n n2等跨连续梁n n考虑塑性内力(nil)重分布时，各控制截面的

49、弯矩设计值承受(chngshu)均布荷载时：承受等间距、等大小的集中荷载时：集中荷载作用下弯矩修正系数h 端支座支承情况端支座支承情况截面位置截面位置A1B2C3跨中中点处作用一个集中力时跨中中点处作用一个集中力时1.52.21.62.71.6 2.7跨中三分点处作用两个集中力时跨中三分点处作用两个集中力时2.73.02.73.02.9 3.0跨中四分点处作用三个集中力时跨中四分点处作用三个集中力时3.84.13.84.54.0 4.8第59页/共180页第六十页，共180页。612023/2/82.3.52.3.5用调幅法计算用调幅法计算(j sun)(j sun)连连续梁、板续梁、板n n

50、2等跨连续梁n n考虑塑性内力重分布(fnb)时，各控制截面的剪力设计值承受(chngshu)均布荷载时：承受等间距、等大小的集中荷载时：连续梁考虑塑性内力重分布时的剪力系数avb荷载荷载情况情况端支座端支座支承情况支承情况截面位置截面位置A内侧内侧 B外侧外侧 B内侧内侧 C外侧外侧 C内侧内侧AinBexBinCexCin均布均布荷载荷载搁支在墙上搁支在墙上0.450.600.550.550.55与梁或柱整体连接与梁或柱整体连接0.500.55集中集中荷载荷载搁支在墙上搁支在墙上0.420.650.600.550.55与梁或柱整体连接与梁或柱整体连接0.500.60第60页/共180页第六