梁板结构设计课件.pptx
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1、2023/2/15主要内容单向板与双向板单向板与双向板受弯构件的塑性铰和超静定结构内力重分布受弯构件的塑性铰和超静定结构内力重分布单向板、双向板肋梁楼盖设计单向板、双向板肋梁楼盖设计第1页/共75页2023/2/15一、概述一、概述 梁板结构是常用的水平结构体系,梁板结构是常用的水平结构体系,由梁由梁+板组成,亦可有板无梁板组成,亦可有板无梁 。形式形式:楼盖楼盖、屋盖、阳台、雨篷、楼梯、片筏基础等。、屋盖、阳台、雨篷、楼梯、片筏基础等。第2页/共75页2023/2/15楼盖的主要结构楼盖的主要结构功能功能(1 1)结构的水平承重体系,把楼盖上的竖向力传给竖向结构;)结构的水平承重体系,把楼盖
2、上的竖向力传给竖向结构;(2 2)把水平力传给竖向结构或分配给竖向结构;)把水平力传给竖向结构或分配给竖向结构;(3 3)作为竖向结构构件的水平联系和支撑。)作为竖向结构构件的水平联系和支撑。楼盖的楼盖的结构设计要求结构设计要求(1 1)在竖向荷载作用下,满足承载力和竖向刚度的要求;)在竖向荷载作用下,满足承载力和竖向刚度的要求;(2 2)在楼盖自身水平面内要有足够的水平刚度和整体性;)在楼盖自身水平面内要有足够的水平刚度和整体性;(3 3)与竖向构件有可靠的连接,以保证竖向力和水平力的传递)与竖向构件有可靠的连接,以保证竖向力和水平力的传递一、概述一、概述第3页/共75页2023/2/15分
3、类分类施工方法施工方法现浇式现浇式装配式装配式装配整体式装配整体式整体性好、刚度大、布置灵活,适用于整体性好、刚度大、布置灵活,适用于楼面荷载大、平面形状不规则、抗震要楼面荷载大、平面形状不规则、抗震要求较高的建筑物求较高的建筑物;但耗模板、工期长。但耗模板、工期长。施工速度快,整体性、刚度较差。施工速度快,整体性、刚度较差。一、概述一、概述第4页/共75页2023/2/15没有可靠连接的预制楼板没有可靠连接的预制楼板预制板无可靠连接预制板无可靠连接 预制楼板全部倒塌预制楼板全部倒塌一、概述一、概述第5页/共75页2023/2/15分类分类施工方法施工方法现浇式现浇式装配式装配式装配整体式装配
4、整体式整体性好、刚度大、布置灵活,适用于整体性好、刚度大、布置灵活,适用于楼面荷载大、平面形状不规则、抗震要楼面荷载大、平面形状不规则、抗震要求较高的建筑物求较高的建筑物;但耗模板、工期长。但耗模板、工期长。施工速度快,整体性、刚度较差。施工速度快,整体性、刚度较差。部分为预制构件,安装完成后,二次部分为预制构件,安装完成后,二次浇筑浇筑,集合了现浇式和装配式的优点。,集合了现浇式和装配式的优点。一、概述一、概述第6页/共75页2023/2/15(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(d)密肋楼盖密肋楼盖(c)井式楼盖井式楼盖分类分类结构形式结构形式外形美观、用钢
5、量大、造外形美观、用钢量大、造价高,宜用于跨度较大且价高,宜用于跨度较大且柱网规则的结构柱网规则的结构一、概述一、概述肋梁跨度肋梁跨度小小于于1.5m,截面宽,截面宽度度60120mm,板厚,板厚50mm。自重轻,造价低。自重轻,造价低。第7页/共75页2023/2/15(f)扁梁楼盖扁梁楼盖楼盖结构类型楼盖结构类型(types of floor systems)(e)无梁楼盖无梁楼盖一、概述一、概述第8页/共75页2023/2/15单向板与双向板单向板与双向板单向板:荷载作用下,只在一个方向或主要在一个方向弯曲的板。双向板:荷载作用下,在两个方向弯曲,且不能忽略任一方向弯曲的板。一、概述一、
6、概述第9页/共75页2023/2/15(1)对于四边支承的板,三边支承板和两邻边支承板。时,应按双向板计算;时,可按沿短边方向受力的单向板计算;时,宜按双向板计算。(2)悬臂板、对边支承的板,应按单向板计算。一、概述一、概述第10页/共75页2023/2/15板上荷载单向板楼盖传力方式:次梁主梁墙、柱基础板上荷载双向板楼盖传力方式:墙、柱基础两个方向梁一、概述一、概述第11页/共75页2023/2/15二、单向板肋形楼(屋)盖设计二、单向板肋形楼(屋)盖设计设计内容与步骤设计内容与步骤1 1)结构平面布置,确定板厚和主、次梁截面尺寸2)确定板和主、次梁的计算简图 3)荷载和内力计算 4)截面承
7、载力计算(配筋),有时需变形和裂缝验算 5)绘制施工图 第12页/共75页2023/2/15二、单向板肋形楼(屋)盖设计二、单向板肋形楼(屋)盖设计1、单向板肋梁楼盖结构平面布置、单向板肋梁楼盖结构平面布置结构布置包括柱网、承重墙、梁和板的布置(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结构平面布置方案 单向板肋梁楼盖布置方案单向板肋梁楼盖布置方案第13页/共75页2023/2/15 应综合考虑建筑功能、造价及施工条件等,合理确定结构的平面布置。根据工程实践,常用跨度为:单向板:(23)m 次 梁 :(46)m 主 梁 :(58)m布置步骤:确定主梁方
8、向,跨度次梁布置、跨度板的跨度二、单向板肋形楼(屋)盖设计二、单向板肋形楼(屋)盖设计(a)主梁横向布置主梁横向布置第14页/共75页2023/2/15二、单向板肋形楼(屋)盖设计二、单向板肋形楼(屋)盖设计确定次梁间确定次梁间距时应使板距时应使板厚较小为宜厚较小为宜;主梁跨度内主梁跨度内以布置二根以布置二根及以上次梁及以上次梁为宜为宜 在遇有隔断墙、大在遇有隔断墙、大型设备及其他较大型设备及其他较大集中载时应在其相集中载时应在其相应位置布置横梁应位置布置横梁 楼板上开较大洞楼板上开较大洞口,应沿洞口周口,应沿洞口周围布置小梁围布置小梁 主梁、次梁应避免放在主梁、次梁应避免放在门窗洞口上,否则
9、过梁门窗洞口上,否则过梁另行设计另行设计 第15页/共75页2023/2/15梁、板截面尺寸梁、板截面尺寸构件种类构件种类高跨比(高跨比()备备 注注多跨连续次梁多跨连续次梁多跨连续主梁多跨连续主梁单跨简支梁单跨简支梁1/181/121/141/81/141/8梁的宽高比(梁的宽高比()一般为)一般为1/31/2,以以50mm为模数为模数单向板单向板简简 支支连连 续续1/351/40最小板厚:最小板厚:屋屋 面面 板板 h60mm 民用建筑楼板民用建筑楼板 h 60mm 工业建筑楼板工业建筑楼板 h 70mm双向板双向板四边简支四边简支四边连续四边连续1/451/50高跨比高跨比 h/l 中
10、的中的 l 取短向跨度取短向跨度板厚一般宜为板厚一般宜为80mm h 160mm梁、板截面的常用尺寸梁、板截面的常用尺寸二、单向板肋形楼(屋)盖设计二、单向板肋形楼(屋)盖设计第16页/共75页2023/2/152 2、结构内力分析方法结构内力分析方法 板和次梁:板和次梁:按塑性理论分析内力按塑性理论分析内力主主 梁:梁:按弹性理论分析内力按弹性理论分析内力 现浇钢筋混凝土肋梁楼盖现浇钢筋混凝土肋梁楼盖 弹性理论弹性理论 塑性理论塑性理论 有较大的安全储备有较大的安全储备结果比较经济结果比较经济二、单向板肋形楼(屋)盖设计二、单向板肋形楼(屋)盖设计第17页/共75页2023/2/15基本假定
11、基本假定3 3、按弹性理论方法计算结构内力、按弹性理论方法计算结构内力刚度的简化:刚度的简化:支撑条件的简化:支撑条件的简化:板、梁支撑在砌体上板、梁支撑在砌体上:板、次梁支撑在梁上:板、次梁支撑在梁上:主梁支撑在柱上:主梁支撑在柱上:铰支座铰支座铰支座铰支座考虑实际存在的负考虑实际存在的负弯矩,应配一定数弯矩,应配一定数量的构造钢筋量的构造钢筋二、单向板肋形楼(屋)盖设计二、单向板肋形楼(屋)盖设计支座反力计算的简化:支座反力计算的简化:忽略梁板连续性、每跨按简支梁来计算忽略梁板连续性、每跨按简支梁来计算第18页/共75页2023/2/15计算单元二、单向板肋形楼(屋)盖设计二、单向板肋形楼
12、(屋)盖设计第19页/共75页2023/2/15荷载(1)恒载:自重、粉灰重等。恒载标准值厚度、体积等材料容重(2)活荷载:人群、家具等。板和次梁一般以均布荷载为主。活荷载标准值可查荷载规范承载力计算荷载用设计值,要将荷载标准值乘以荷载分项系数G 或Q。二、单向板肋形楼(屋)盖设计二、单向板肋形楼(屋)盖设计第20页/共75页2023/2/15计算简图二、单向板肋形楼(屋)盖设计二、单向板肋形楼(屋)盖设计第21页/共75页2023/2/15连续梁任何一个截面的内力值与其连续梁任何一个截面的内力值与其跨数、跨度、刚度及荷载跨数、跨度、刚度及荷载有关,但有关,但对某一跨来说,与其相隔两跨以上的其
13、余跨内的荷载对其影响很小。对某一跨来说,与其相隔两跨以上的其余跨内的荷载对其影响很小。对于对于跨数超过跨数超过5跨跨的连续梁板,当的连续梁板,当各跨荷载相同且跨度相差不超过各跨荷载相同且跨度相差不超过10%时,按时,按5 5跨等跨连续梁跨等跨连续梁计算计算边支座边支座第一内支座第一内支座中间支座中间支座(1)计算跨数边跨边跨中间跨中间跨二、单向板肋形楼(屋)盖设计二、单向板肋形楼(屋)盖设计第22页/共75页2023/2/15计算内力所应取用的跨间长度计算内力所应取用的跨间长度中心中心中心中心(2)计算跨度第23页/共75页2023/2/154、板和次梁的折算荷载 次梁次梁抗扭刚度对板的影响抗
14、扭刚度对板的影响 为了考虑次梁或主梁的抗扭刚度对内力的影响,采用增大恒载,减小活载的办法,即:板次梁二、单向板肋形楼(屋)盖设计二、单向板肋形楼(屋)盖设计第24页/共75页2023/2/155 5、活荷载不利布置 结构的控制截面:M/Mu最大的截面;若Mu相同,即为M最大截面。求控制截面的最危险内力,需研究结构的最不利荷载组合,即活荷载的最不利布置。二、单向板肋形楼(屋)盖设计二、单向板肋形楼(屋)盖设计第25页/共75页2023/2/15活荷载在不同跨间时的弯矩图和剪力图活荷载在不同跨间时的弯矩图和剪力图5 5、活荷载不利布置二、单向板肋形楼(屋)盖设计二、单向板肋形楼(屋)盖设计第26页
15、/共75页2023/2/15活荷载不利布置规律:(1 1)求某跨跨中 ,该跨布置活荷载,然后隔跨布置(2 2)求某跨跨中 或 ,左、右跨布置活荷载,然后隔跨布置(3 3)求某支座 ,该支座左、右跨布置活荷载,然后隔跨布置(4 4)求某边支座 ,与活荷载布置与求该跨跨内最大正弯矩时相同;当求中间跨支座最大剪力时,与(3 3)相同。二、单向板肋形楼(屋)盖设计二、单向板肋形楼(屋)盖设计第27页/共75页2023/2/15第28页/共75页2023/2/15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。(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
16、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;(4)处于重要部位且要求较大承载力储备的的构件,如肋梁楼盖的主梁。6、按弹性理论的内力计算方法、按弹性理论的内力计算方法按塑性理论计算方法次梁和板 二、单向板肋形楼(屋)盖设计二、单向板肋形楼(屋)盖设计第29页/共75页2023/2/15内力计算 连续梁在各种荷载作用下,可按一般结构力学方法计算内力。对于等跨连续梁(或连续梁各跨跨度相差不超过10%10%),可由表格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。在均布及三角形荷载作用下:在集中荷载作用下:二、单向板肋形楼(屋)盖设计二、单向板肋形楼(屋)盖设计第3
17、0页/共75页2023/2/15内力包络图内力包络图 将各种活荷载的不利布置方案形成的内力图叠画在同一坐标上,将各种活荷载的不利布置方案形成的内力图叠画在同一坐标上,其外包线称为内力包络图,其外包线称为内力包络图,它反映出各截面可能产生的最大内力值,它反映出各截面可能产生的最大内力值,是设计时是设计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。均布荷载作用下五跨连续梁的内力均布荷载作用下五跨连续梁的内力叠合图和内力包络图叠合图和内力包络图二、单向板肋形楼(屋)盖设计二、单向板肋形楼(屋)盖设计第31页/共75页2023/2/15控制截面及其内力控制截面及其内力 跨中:包络图中正弯矩最大
18、值(配正钢筋)跨中:包络图中正弯矩最大值(配正钢筋)负弯矩绝对值最大值负弯矩绝对值最大值 (配负钢筋)(配负钢筋)支支 座座 :支座:支座边缘处边缘处负弯矩最大值负弯矩最大值、剪力最大值、剪力最大值支座边缘处剪力值:支座边缘处剪力值:支座边缘处弯矩值:支座边缘处弯矩值:(均布荷载)(均布荷载)(集中荷载)(集中荷载)控制截面:控制截面:对受力钢筋计算起控制作用的截面对受力钢筋计算起控制作用的截面二、单向板肋形楼(屋)盖设计二、单向板肋形楼(屋)盖设计b第32页/共75页2023/2/15按弹性理论计算内力存在的问题 (1)混凝土为弹塑性材料,钢筋达到屈服强度后也出现塑性特点,它不是匀质弹性体,
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