混凝土部分第九章-现浇钢筋混凝土楼盖设计..资料.ppt
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1、混凝土部分第九章-现浇钢筋混凝土楼盖设计.肋梁楼盖肋梁楼盖第二篇第二篇混凝土结构混凝土结构9 9 楼盖楼盖组成:组成:板板 次梁次梁 主梁主梁 柱(墙)柱(墙)柱柱板板次梁次梁主梁主梁井式楼盖井式楼盖第二篇第二篇混凝土结构混凝土结构9 9 楼盖楼盖由由双双向向板板和和两两个个方方向向的的交交叉叉梁梁系系(不不分分主主次的等高梁)组成次的等高梁)组成板板梁梁特点:特点:外形美观,但造价高。宜用于公共建筑的门厅、外形美观,但造价高。宜用于公共建筑的门厅、礼堂等建筑中礼堂等建筑中 密肋楼盖密肋楼盖第二篇第二篇混凝土结构混凝土结构9 9 楼盖楼盖特点:特点:结构自重轻,造价较低。用于跨度大,梁高结构自
2、重轻,造价较低。用于跨度大,梁高受到限制的场合。受到限制的场合。无梁楼盖无梁楼盖第二篇第二篇混凝土结构混凝土结构9 9 楼盖楼盖组成:组成:板板 柱柱板板柱柱柱帽柱帽特特点点:结结构构高高度度小小,净净空空高高,卫卫生生、采采光光、通通风风条条件件都都较较好好,支支模模简简单单,但但用用钢钢量量大大,多多用用于于食食品品冷冷库库、大大型型营营业业厅、图书馆等建筑。厅、图书馆等建筑。2.2.装配式楼盖:装配式楼盖:预制梁板构件在现场装配而成。预制梁板构件在现场装配而成。优点:优点:便于工业化生产便于工业化生产缺点:缺点:整体性差,防水性较差,不便于开洞。整体性差,防水性较差,不便于开洞。应用:应
3、用:规则的多层工业与民用建筑。规则的多层工业与民用建筑。3.3.装配整体式楼盖装配整体式楼盖:预制板(梁)上现浇一叠合层而:预制板(梁)上现浇一叠合层而成为一个整体。成为一个整体。优点:优点:整体性较装配式好,又较现浇式节省模板和支撑。整体性较装配式好,又较现浇式节省模板和支撑。缺缺点点:进进行行混混凝凝土土二二次次浇浇灌灌,增增加加焊焊接接工工作作量量,对对施施工工进进展展和和造价带来一些不利影响造价带来一些不利影响应用:应用:各种特殊的结构平面布置以及平面形状复杂的建筑。各种特殊的结构平面布置以及平面形状复杂的建筑。9.2 9.2 单向板肋梁楼盖单向板肋梁楼盖在荷载作用下只沿一个方向(短在
4、荷载作用下只沿一个方向(短边方向)受力(弯曲)的板边方向)受力(弯曲)的板在荷载作用下长、短边方向在荷载作用下长、短边方向均有弯曲,即双向受力的板均有弯曲,即双向受力的板单向板单向板双向板双向板宜宜按按双双向向板板计计算算。当当按按单单向向板板计计算算时时,应沿长边布置足够数量的构造钢筋。应沿长边布置足够数量的构造钢筋。单向板的传力路线:单向板的传力路线:板板 次梁次梁 主梁主梁 柱或墙柱或墙也也就就是是说说: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,主主梁梁的的支支座座为为柱柱或或墙墙。由由于于板板、次次梁梁、主主梁梁整整体体浇浇注注在在一一起起,因因此楼盖中的板和梁往
5、往形成此楼盖中的板和梁往往形成多跨连续多跨连续结构。结构。单向板肋梁楼盖的设计步骤:单向板肋梁楼盖的设计步骤:混凝土结构混凝土结构根据计算结果及构造要求绘制楼盖结构施工图根据计算结果及构造要求绘制楼盖结构施工图楼盖结构平面布置楼盖结构平面布置确定结构计算简图并进行荷载计算确定结构计算简图并进行荷载计算板、次梁、主梁的内力分析与计算板、次梁、主梁的内力分析与计算板、次梁、主梁的截面配筋设计与计算板、次梁、主梁的截面配筋设计与计算一一.楼盖结构平面布置原则楼盖结构平面布置原则混凝土结构混凝土结构1.1.柱网布置:柱网布置:柱网布置应与梁格布置统一考虑。不柱网布置应与梁格布置统一考虑。不宜过大也不宜
6、过小。综合考虑的使用要求与梁的合宜过大也不宜过小。综合考虑的使用要求与梁的合理跨度,通常次梁跨度取理跨度,通常次梁跨度取4 46 6米,主梁取米,主梁取5 58 8米。米。2.2.梁格布置:梁格布置:主梁可横向布置也可纵向布置,以横主梁可横向布置也可纵向布置,以横向优先。次梁间距(即板跨度)不宜过大,常用次向优先。次梁间距(即板跨度)不宜过大,常用次梁间距梁间距1.71.72.72.7米;米;在主梁跨度内以布置在主梁跨度内以布置2 2根及根及2 2根以上次梁为宜;根以上次梁为宜;楼板上开设较大洞口处,应沿洞口周围布置小梁;楼板上开设较大洞口处,应沿洞口周围布置小梁;3.3.柱网与梁格布置柱网与
7、梁格布置:力求简单、规整。:力求简单、规整。单向板肋形楼盖承重方案:单向板肋形楼盖承重方案:主梁沿横向布置;主梁沿横向布置;主梁沿纵向布置;主梁沿纵向布置;只布置次梁,不设置主梁。只布置次梁,不设置主梁。另另外外,应应尽尽量量将将整整个个柱柱网网布布置置成成正正方方形形或或长长方方形形,板板梁梁应应尽尽量量布布置置成成等等跨跨度度的的,以以使使板板的的厚厚度度和和梁梁的的截截面面尺尺寸寸都都统统一一,便便于于计计算算,有有利利施施工工,主主梁梁一一般般沿沿单单向向板板短短边边方方向向布布置置,次次梁梁一一般般沿沿单单向向板板长长边方向布置。边方向布置。二二 、计算简图、计算简图1.计算模型及简
8、化假定计算模型及简化假定(2)简化假定:)简化假定:1)支座可以自由转动,但没有竖向位移;支座可以自由转动,但没有竖向位移;2)不考虑薄膜效应(拱效应不考虑薄膜效应(拱效应)对板内力的影响;对板内力的影响;3)在确定板传给次梁的荷载以及次梁传给主梁的荷载时,在确定板传给次梁的荷载以及次梁传给主梁的荷载时,分别忽略板、次梁的连续性,按简支构件计算支座竖向反力。分别忽略板、次梁的连续性,按简支构件计算支座竖向反力。4)跨数超过五跨的连续梁、板,当各跨荷载相同,跨数超过五跨的连续梁、板,当各跨荷载相同,且跨度相差不超过且跨度相差不超过10 时,可按五跨的等跨连续梁、板计算。时,可按五跨的等跨连续梁、
9、板计算。(1)计算模型:连续板或连续梁,其中,次梁是板的支座,主)计算模型:连续板或连续梁,其中,次梁是板的支座,主梁是次梁的支座,柱或墙是主梁的支座。梁是次梁的支座,柱或墙是主梁的支座。2、计算简图计算简图 在在确确定定计计算算简简图图时时,现现浇浇楼楼盖盖中中板板和和梁梁按按多多跨跨连连续续梁梁考考虑虑,下下面面对对受受力力简简图图的的荷荷载载计计算算、支支座座对对内内力力的的影影响响、板板梁梁计计算算跨跨度和跨数等问题进行讨论。度和跨数等问题进行讨论。1)荷载计算)荷载计算 板板:一一般般简简化化成成均均布布荷荷载载多多跨跨连连续续梁梁。板板跨跨为为板板的的短短边边长长度度(按按计计算算
10、长长度度取取值值),板板所所承承受受的的荷荷载载即即为为板板带带自自重重及及板板带带上上的均布活载的均布活载,常取宽度为常取宽度为1m的板带作为计算单元。的板带作为计算单元。次次梁梁:一一般般简简化化成成均均布布荷荷载载多多跨跨连连续续梁梁,取取相相邻邻板板跨跨中中线线所所分分割割出出来来的的面面积积作作为为它它的的受受荷荷面面积积,次次梁梁所所承承受受的的荷荷载载为为次次梁梁自重及其受荷面积上板传来的荷载。自重及其受荷面积上板传来的荷载。主主梁梁:一一般般简简化化成成集集中中荷荷载载多多跨跨连连续续梁梁,它它承承受受主主梁梁自自重重及及由由次次梁梁传传来来的的集集中中荷荷载载。但但由由于于主
11、主梁梁自自重重与与次次梁梁传传来来的的荷荷载载相相比比往往往往较较小小,故故为为了了简简化化计计算算,一一般般可可将将主主梁梁均均布布自自重重折折算算为为若干集中荷载,加入次梁传来的集中荷载合并计算。若干集中荷载,加入次梁传来的集中荷载合并计算。当当楼楼面面承承受受集集中中(或或局局部部)荷荷载载时时,可可按按楼楼面面的的集集中中或或局局部部荷荷载载换换算算成成等等效效均均布布荷荷载载进进行行计计算算,换换算算方方法法可可参参阅阅荷荷载规范。载规范。总总之之:单单向向板板、次次梁梁要要简简化化成成均均布布荷荷载载,而而主主梁梁按按集集中中荷载处理荷载处理。支承条件支承条件板:铰支板:铰支次梁:
12、铰支次梁:铰支主梁主梁铰支于柱上的连续梁(铰支)铰支于柱上的连续梁(铰支)反之,弹性嵌固于柱上的框架梁(固支)反之,弹性嵌固于柱上的框架梁(固支)单向楼盖板、梁的计算简图单向楼盖板、梁的计算简图2)计算单元及从属面积)计算单元及从属面积3)计算跨度与跨数)计算跨度与跨数两端均与梁整体:l0lnln+b梁、板跨数梁、板跨数5跨,按实际考虑跨,按实际考虑跨数跨数55跨或跨度相差不超过跨或跨度相差不超过10%10%,等刚度、等荷载的,等刚度、等荷载的连续梁或板按连续梁或板按5 5跨考虑跨考虑均按均按b)b)图中的第图中的第3 3跨配筋跨配筋4 4)支承梁抗扭刚度的影响)支承梁抗扭刚度的影响 在单向板
13、肋形楼盖中,由于板、梁、柱是整体连接,后者是前者的在单向板肋形楼盖中,由于板、梁、柱是整体连接,后者是前者的支座,设计中为了简便计算,支座假设为铰支座,实际上对梁对板支座,设计中为了简便计算,支座假设为铰支座,实际上对梁对板是有一定的约束作用的。是有一定的约束作用的。活载隔跨布置时,按铰支计算,板绕支座的转角活载隔跨布置时,按铰支计算,板绕支座的转角较大;而实际上较大;而实际上板与次梁整体浇筑,将带动次梁一同转动,而次梁受主梁约束,将板与次梁整体浇筑,将带动次梁一同转动,而次梁受主梁约束,将阻止板的自由转动,最终产生两者变形协调的约束转角阻止板的自由转动,最终产生两者变形协调的约束转角。由于转
14、角的减小使板的跨中变矩有所降低,而支座负弯矩相应由于转角的减小使板的跨中变矩有所降低,而支座负弯矩相应有所增加,但不会超过两相邻跨布满活载时的支座负弯矩。类有所增加,但不会超过两相邻跨布满活载时的支座负弯矩。类似情况会发生在次梁与主梁及主梁与柱之间。似情况会发生在次梁与主梁及主梁与柱之间。为了减少由于支座的抗扭刚度,使被支承构件跨中弯矩有所减为了减少由于支座的抗扭刚度,使被支承构件跨中弯矩有所减小的有利影响,可在荷载计算时加以调整。小的有利影响,可在荷载计算时加以调整。采取增加恒载,减采取增加恒载,减少活载方式处理,少活载方式处理,调整的具体方法:调整的具体方法:对于板:对于板:对于次梁:对于
15、次梁:对于主梁:对于主梁:式中:g、q 实际的恒载、活载;g、q调整后的折算恒载、活载。折算荷载:折算荷载:注注意意:在在楼楼盖盖中中,如如果果主主梁梁的的支支座座为为截截面面较较大大的的钢钢筋筋混混凝凝土土柱柱,当当主主梁梁与与柱柱的的线线刚刚度度比比小小于于4时时,以以及及柱柱的的两两边边主主梁梁跨跨度度相相差差较较大大(10%)时时,由由于于柱柱对对梁梁的的转转动动有有较较大大的的约约束束和和影影响响,故故不不能能再再按按铰铰支支座座考考虑虑,而而应应将梁、柱视作框架来计算。将梁、柱视作框架来计算。混凝土结构混凝土结构9 9 楼盖楼盖9.3 9.3 连续梁、板按弹性理论的内力计算连续梁、
16、板按弹性理论的内力计算按弹性理论计算连续梁内力按弹性理论计算连续梁内力 计算简图和荷载计算计算简图和荷载计算 梁、板跨数梁、板跨数支承条件支承条件计算跨度计算跨度荷载形式、大小、位置荷载形式、大小、位置计算简图计算简图将钢筋混凝土梁、板看作是匀质弹性材料构成的构件,将钢筋混凝土梁、板看作是匀质弹性材料构成的构件,其内力按结构力学来分析和计算的一种方法。其内力按结构力学来分析和计算的一种方法。9.3.19.3.1弹性理论计算法弹性理论计算法 1 1、活荷载的不利布置、活荷载的不利布置活活荷荷载载不不同同布布置置时时的的内内力力图图1 1、活荷载的不利布置、活荷载的不利布置1 1、活荷载的不利布置
17、活荷载的不利布置确定截面最不利内力时的活荷载布置原则如下:确定截面最不利内力时的活荷载布置原则如下:1)1)求求某某跨跨跨跨中中截截面面最最大大正正弯弯矩矩时时,应应在在本本跨跨布布置置活荷载,同时应在两侧每隔一跨布置活荷载;活荷载,同时应在两侧每隔一跨布置活荷载;2)2)求求某某支支座座截截面面最最大大负负弯弯矩矩时时,应应在在该该支支座座两两侧侧的邻跨布置活荷载,同时两侧每隔一跨布置活荷载:的邻跨布置活荷载,同时两侧每隔一跨布置活荷载:3)3)求求梁梁支支座座左左侧侧或或右右侧侧最最大大剪剪力力时时,活活荷荷载载的的布布置同置同2)2);4)4)求求某某跨跨跨跨内内最最大大负负弯弯矩矩时时
18、,本本跨跨不不布布置置活活荷荷载载,而在其左右邻跨布置,然后隔跨布置。而在其左右邻跨布置,然后隔跨布置。2.内力计算内力计算 明确活荷载不利布置后,可按结构力学中讲述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剪力。对于等跨连续梁,可由课本的方法求出弯矩和剪力。对于等跨连续梁,可由课本附录附录D查出相应的弯矩、剪力系数,利用下列公式计查出相应的弯矩、剪力系数,利用下列公式计算跨内或支座截面的最大内力。算跨内或支座截面的最大内力。梁的计算跨度梁的计算跨度均布荷载作用下:均布荷载作用下:集中荷载作用下:集中荷载作用下:集中恒载和活载集中恒载和活载 均布恒载和活载均布恒载和活载3.3.内
19、力包络图:内力包络图:将所算得的永久荷载和按最不利布置的可变荷载在连续梁各截面将所算得的永久荷载和按最不利布置的可变荷载在连续梁各截面内产生的最大正、负内力值标在图上,并连成的曲线(外包线)内产生的最大正、负内力值标在图上,并连成的曲线(外包线)M图图 纵向受力钢筋纵向受力钢筋V图图 横向钢筋横向钢筋106.645.848.857.84m4m4m=50kN=50kN4.支座弯矩和剪力设计值支座弯矩和剪力设计值 按弹性理论计算连续梁内力时,中间跨的计算跨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,故所求得的支座弯矩和度取为支座中心线间的距离,故所求得的支座弯矩和支座剪力都
20、是指支座中心线的。实际上,正截面受弯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承载力和斜截面承载力的控制截面应在支座边缘控制截面应在支座边缘,内,内力设计值应以力设计值应以支座边缘截面支座边缘截面为准。为准。弯矩设计值:弯矩设计值:剪力设计值:剪力设计值:均布荷载均布荷载集中荷载集中荷载集中荷载集中荷载Mc、Vc支承中心处的弯矩、剪力设计值支承中心处的弯矩、剪力设计值V0按简支梁计算的支座剪力设计值(取绝对值)按简支梁计算的支座剪力设计值(取绝对值)b支座宽度支座宽度故取:故取:9.3.29.3.2按考虑塑性内力重分布方法计算连续梁内力按考虑塑性内力重分布方法计算连续
21、梁内力弹性理论计算方法存在的问题:弹性理论计算方法存在的问题:截面的内力与配筋计算不符截面的内力与配筋计算不符 支座配筋过多,既不经济,又造成施工困难支座配筋过多,既不经济,又造成施工困难上述问题可通过上述问题可通过塑性理论计算方法来解决塑性理论计算方法来解决单向板楼盖的内力计算单向板楼盖的内力计算塑性计算法塑性计算法 按按弹弹性性方方法法计计算算连连续续板板、梁梁内内力力无无疑疑是是能能保保证证结结构构安安全全的的。但但对对于于具具有有一一定定塑塑性性性性能能的的钢钢筋筋混混凝凝土土超超静静定定结结构构,当当结结构构的的某某一一截截面面内内力力达达到到截截面面的的极极限限承承载载力力时时,结
22、结构构并并不不破破坏坏而而仍仍可可承承担担继继续续增增加加的的荷荷载载。这这说说明明按按弹弹性性方方法法计计算算钢钢筋筋混混凝凝土土连连续续板、梁的内力,设计结果是安全的但有多余的承载力储备。板、梁的内力,设计结果是安全的但有多余的承载力储备。目目前前,在在民民用用建建筑筑肋肋形形楼楼盖盖的的板板和和次次梁梁设设计计中中,已已普普遍遍采采用用考虑塑性变形内力重分布的方法计算内力考虑塑性变形内力重分布的方法计算内力。在在实实际际应应用用中中,采采用用塑塑性性计计算算方方法法能能正正确确反反映映材材料料的的实实际际性性能能,既既节节省省材材料料,又又保保证证结结构构的的安安全全可可靠靠,同同时时,
23、由由于于减减少少了了支支座座配配筋筋量量,使使支支座座配配筋筋的的拥拥挤挤状状况况有有所所改改善善,便便于于施施工工,所所以这是一种较先进的设计方法。以这是一种较先进的设计方法。1、塑性铰的概念、塑性铰的概念 当当钢钢筋筋混混凝凝土土梁梁的的某某一一截截面面内内力力达达到到其其极极限限承承载载力力Mu时时,只只要要截截面面中中配配筋筋率率不不是是太太高高,钢钢筋筋不不是是高高强强钢钢筋筋,则则截截面面中中的的受受拉拉钢钢筋筋首首先先屈屈服服,截截面面开开始始进进入入屈屈服服阶阶段段,梁梁就就会会围围绕绕该该截截面面发发生生相对转动,好像出现了一个铰一样相对转动,好像出现了一个铰一样,则称这个铰
24、为,则称这个铰为“塑性铰塑性铰”。塑性铰的特点(塑性铰与理想铰的区别):塑性铰的特点(塑性铰与理想铰的区别):塑塑性性铰铰能能承承担担屈屈服服状状态态的的极极限限弯弯矩矩,而而理理想想铰不能承担任何弯矩;铰不能承担任何弯矩;塑塑性性铰铰是是单单向向铰铰,即即只只能能使使截截面面沿沿弯弯矩矩作作用用方向发生单向转动,而理想铰是双向铰;方向发生单向转动,而理想铰是双向铰;塑塑性性铰铰的的转转动动能能力力受受到到配配筋筋率率和和混混凝凝土土极极限限受压变形的限制,而理想铰无限制。受压变形的限制,而理想铰无限制。2.按塑性内力重分布计算的一般原则按塑性内力重分布计算的一般原则按弹性计算方法得到的结果,
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- 混凝土 部分 第九 钢筋混凝土 楼盖 设计 资料
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