模块钢筋混凝土梁板结构钢筋混凝土结构教学PPT学习教案.pptx
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1、会计学1模块模块(m kui)钢筋混凝土梁板结构钢筋混凝土梁板结构 钢筋钢筋混凝土结构教学混凝土结构教学第一页,共96页。模块模块(m kui)7 (m kui)7 钢筋混凝土梁板结构钢筋混凝土梁板结构7.1钢筋混凝土梁板结构概述7.2单向板肋梁楼盖设计7.3双向板肋梁楼盖设计7.4 楼 梯7.5雨 篷第1页/共96页第二页,共96页。7.1 7.1 钢筋钢筋(gngjn)(gngjn)混凝土梁板结构概混凝土梁板结构概述述1.1.现浇整体式楼盖现浇整体式楼盖现浇整体式楼盖的结构因混凝土在现场浇筑,故具有整体刚度好,适应性强,抗震性和防水性好的优点。它的缺点是费工、费模板、施工周期长,但随着商品
2、混凝土的大量应用和各种早强剂的使用,其使用效果有明显改善,因此,在实际工程中应用较为普遍。第2页/共96页第三页,共96页。现浇整体式楼盖按楼板受力和支承条件的不同,分为肋梁楼盖(见图7-1)、井式楼盖(见图7-2)和无梁楼盖(见图7-3)。图7-1 肋梁楼盖 图7-2 井式楼盖 图7-3 无梁楼盖 7.1 7.1 7.1 7.1 钢筋钢筋钢筋钢筋(gngjn)(gngjn)(gngjn)(gngjn)混凝土梁板结构概述混凝土梁板结构概述混凝土梁板结构概述混凝土梁板结构概述第3页/共96页第四页,共96页。2.2.装配式楼盖装配式楼盖 装配式楼盖结构中的楼板采用钢筋混凝土预制板或预制梁等预制构
3、件,便于工业化生产和机械化施工,加快了施工进度,在多层民用建筑和工业厂房中广泛应用。但由于这种楼盖结构的整体性、抗震性、防水性较差,不便于开设孔洞,因此对于(duy)高层建筑及有抗震设防要求的建筑,以及要求防水和开洞的楼面均不适用。7.1 7.1 钢筋钢筋(gngjn)(gngjn)混凝土梁板结构混凝土梁板结构概述概述第4页/共96页第五页,共96页。3.3.装配整体式楼盖装配整体式楼盖 装配整体式楼盖结构是先在现场安装预制的楼板中的部分构件,再通过在节点和面层处现浇混凝土叠合层而成为一个整体,如图7-4所示。图7-4 叠合梁7.1 7.1 7.1 7.1 钢筋钢筋钢筋钢筋(gngjn)(gn
4、gjn)(gngjn)(gngjn)混凝土梁板结构概混凝土梁板结构概混凝土梁板结构概混凝土梁板结构概述述述述第5页/共96页第六页,共96页。7.2 7.2 单向单向(dn xin)(dn xin)板肋梁楼盖设板肋梁楼盖设计计 单向(dn xin)板楼盖的结构布置(1)主梁沿横向布置,次梁沿纵向布置,如图7-6(a)所示。(2)主梁沿纵向布置,次梁沿横向布置,如图7-6(b)所示。(3)只布置次梁,不设主梁,如图7-6(c)所示。图7-6 单向板肋梁楼盖结构布置方案第6页/共96页第七页,共96页。单向(dn xin)板楼盖的计算简图1.1.支座支座 当结构支承在砖墙或砖柱上时,砖墙或砖柱可视
5、为结构的铰支座;板与次梁或次梁与主梁虽然整浇在一起,但支座对构件的约束并不太强,一般可视为铰支座;当主梁与钢筋混凝土柱整浇时,其支承条件需要根据梁、柱抗弯刚度之比来定,若主梁与柱的线刚度之比大于3,则可视柱为主梁的铰支座,否则应按框架结构进行(jnxng)内力分析。7.2 7.2 7.2 7.2 单向单向单向单向(dn xin)(dn xin)(dn xin)(dn xin)板肋梁楼盖设计板肋梁楼盖设计板肋梁楼盖设计板肋梁楼盖设计第7页/共96页第八页,共96页。2.2.计算跨度与跨数计算跨度与跨数 连续梁(板)各跨的计算跨度l0是指在计算内力时所采用的跨长。它的取值与支座的构造形式、构件的截
6、面(jimin)尺寸及内力计算方法有关。单跨及多跨连续板、梁在不同支承条件下的计算跨度通常可按表7-1取用。7.2 7.2 7.2 7.2 单向单向单向单向(dn xin)(dn xin)(dn xin)(dn xin)板肋梁楼盖设计板肋梁楼盖设计板肋梁楼盖设计板肋梁楼盖设计第8页/共96页第九页,共96页。7.2 7.2 单向单向(dn xin)(dn xin)板肋梁楼盖设计板肋梁楼盖设计第9页/共96页第十页,共96页。3.3.荷载计算荷载计算v 作用在楼盖上的荷载有恒荷载和活荷载。恒荷载包括构件自重、构造层重(面层、粉刷层等)、隔墙、永久设备重等;活荷载主要为使用时的人群、家具及一般设备
7、的重量。上述荷载通常按均布荷载考虑。楼盖恒荷载的标准值可由所选的构件尺寸、构造层做法及材料重度等通过计算来确定,活荷载标准值按建筑结构荷载规范(GB 500092012)的有关规定选取。7.2 7.2 7.2 7.2 单向单向单向单向(dn xin)(dn xin)(dn xin)(dn xin)板肋梁楼盖设计板肋梁楼盖设计板肋梁楼盖设计板肋梁楼盖设计第10页/共96页第十一页,共96页。计算单向板时,通常取宽度为1 m的板带作为计算单元,图7-8(a)中用阴影线表示的楼面即该板带所承受的荷载。作用在板面上的荷载包括恒载和活载,楼面上的重量折算恒载和由规范查来的活载都为面荷载,单位为kN/m2
8、,计算时的板带线荷载(kN/m)=板面荷载(kN/m2)1 m。如图7-8(b)所示。图7-8 单向板肋梁楼盖为 板、梁的计算简图7.2 7.2 单向单向(dn xin)(dn xin)板肋梁楼盖设板肋梁楼盖设计计第11页/共96页第十二页,共96页。计算次梁时,次梁所承受的荷载为次梁自重及其负荷范围上板传来的荷载;对于次梁,取次梁相邻板跨中线所分割出来的面积作为它的负荷范围。主梁承受主梁自重及由次梁传来的集中荷载。但由于主梁自重与次梁传来的荷载相比往往较小,故为了(wi le)简化计算,一般可将主梁的均布自重折算为若干集中荷载见图7-8(c),与次梁传来的集中荷载见图7-8(d)合并计算。7
9、.2 7.2 单向单向(dn xin)(dn xin)板肋梁楼盖设板肋梁楼盖设计计第12页/共96页第十三页,共96页。4.4.折算荷载折算荷载 如图7-9(a)所示,当板承受荷载发生弯曲转动时,将带动作为其支座的次梁产生扭转,而次梁的扭转作用会约束板的自由转动。为消除支座实际受力和力学计算简图之间的误差,一般在计算荷载时采用保持荷载总值不变而加大恒荷载、对应减少活荷载的方法,如图7-9(b)所示。图7-9 连续梁(板)的折算荷载7.2 7.2 单向单向(dn xin)(dn xin)板肋梁楼盖设板肋梁楼盖设计计第13页/共96页第十四页,共96页。5.5.构件截面尺寸构件截面尺寸 由上述可知
10、,在确定梁(板)计算简图的过程中,需要事先选定构件的截面尺寸后才能确定其计算跨度和进行荷载计算。板、次梁、主梁的截面尺寸应满足其刚度(n d)要求,其高跨比h/l0可参考表7-2确定。7.2 7.2 7.2 7.2 单向单向单向单向(dn xin)(dn xin)(dn xin)(dn xin)板肋梁楼盖设计板肋梁楼盖设计板肋梁楼盖设计板肋梁楼盖设计第14页/共96页第十五页,共96页。7.2 7.2 单向单向(dn xin)(dn xin)板肋梁楼盖设板肋梁楼盖设计计第15页/共96页第十六页,共96页。单向板楼盖的内力(nil)计算1.1.主梁的内力计算主梁的内力计算1 1)活荷载的最不利
11、)活荷载的最不利(bl)(bl)组合组合7.2 7.2 7.2 7.2 单向单向单向单向(dn xin)(dn xin)(dn xin)(dn xin)板肋梁楼盖设计板肋梁楼盖设计板肋梁楼盖设计板肋梁楼盖设计 图7-10所示为当活荷载布置在五跨连续梁上的不同跨时的内力图,从中可以看出内力变化规律和不同组合后的内力结果,通过分析可以得出以下确定连续梁(板)最不利活荷载布置的原则。图7-10 活荷载布置在五跨连续 梁上的不同跨时的内力图第16页/共96页第十七页,共96页。(1)求某跨跨中最大正弯矩时,应在该跨布置活荷载,然后向其左右(zuyu)每隔一跨布置活荷载,如图7-11(a)、图7-11(
12、b)所示。(2)求某跨跨中最小弯矩(最大负弯矩)时,应在该跨不布置活荷载,而在相邻两跨布置活荷载,然后向其左右(zuyu)每隔一跨布置活荷载,如图7-11(a)、图7-11(b)所示。(3)求某支座截面最大负弯矩时,应在该支座左右(zuyu)两跨布置活荷载,然后向其左右(zuyu)每隔一跨布置活荷载,如图7-11(c)所示。(4)求某支座截面(左、右)最大剪力时,其活荷载布置与求该支座截面最大负弯矩时相同,如图7-11(c)所示。7.2 7.2 7.2 7.2 单向单向单向单向(dn xin)(dn xin)(dn xin)(dn xin)板肋梁楼盖设计板肋梁楼盖设计板肋梁楼盖设计板肋梁楼盖设
13、计第17页/共96页第十八页,共96页。图7-11 活荷载的不利布置图7.2 7.2 7.2 7.2 单向单向单向单向(dn xin)(dn xin)(dn xin)(dn xin)板肋梁楼盖设计板肋梁楼盖设计板肋梁楼盖设计板肋梁楼盖设计第18页/共96页第十九页,共96页。2 2)用查表法计算)用查表法计算(j(j sun)sun)内力内力(1)当均布荷载作用时。(2)当集中荷载作用时。7.2 7.2 7.2 7.2 单向单向单向单向(dn xin)(dn xin)(dn xin)(dn xin)板肋梁楼盖设计板肋梁楼盖设计板肋梁楼盖设计板肋梁楼盖设计第19页/共96页第二十页,共96页。3
14、 3)内力)内力(nil)(nil)包包络图络图 将恒荷载作用下求出的内力分别叠加上活荷载最不利布置时的内力,就可得到各截面可能出现的最不利组合内力,将各组合内力图(弯矩图或剪力图)按同一比例以同一条基线画出,所得的图形称为内力叠合图,内力叠合图的外包线所围成的图形就是内力包络图。内力包络图包括弯矩包络图和剪力包络图。它反映出各截面能够产生(chnshng)的最大内力值,是设计的依据。7.2 7.2 单向单向(dn xin)(dn xin)板肋梁楼盖设计板肋梁楼盖设计第20页/共96页第二十一页,共96页。如图7-12所示,在每跨三分点处作用有集中荷载的两跨等跨连续梁,在恒荷载(G=50 kN
15、)与活荷载(Q=100 kN)的三种最不利荷载组合作用下,分别得到其相应的弯矩图,如图7-12(a)、(b)、(c)所示。图7-12(d)所示为该梁各种M图绘在同一基线(jxin)上的弯矩包络图。用类似的方法也可以画出连续梁的剪力包络图。7.2 7.2 7.2 7.2 单向单向单向单向(dn xin)(dn xin)(dn xin)(dn xin)板肋梁楼盖设计板肋梁楼盖设计板肋梁楼盖设计板肋梁楼盖设计第21页/共96页第二十二页,共96页。图7-12 两跨等跨连续梁的弯矩包络图7.2 7.2 单向单向(dn xin)(dn xin)板肋梁楼盖设板肋梁楼盖设计计第22页/共96页第二十三页,共
16、96页。2.2.板和次梁的内力计算板和次梁的内力计算1 1)钢筋)钢筋(gngjn)(gngjn)混凝土受弯构件混凝土受弯构件的塑性铰的塑性铰 (1)塑性铰能承受一定的弯矩。(2)塑性铰是单向铰,只能沿弯矩作用的方向转动。(3)塑性铰转动的限度是从钢筋屈服到混凝土被压碎。图7-13 塑性铰的形成7.2 7.2 7.2 7.2 单向单向单向单向(dn xin)(dn xin)(dn xin)(dn xin)板肋梁楼盖设计板肋梁楼盖设计板肋梁楼盖设计板肋梁楼盖设计第23页/共96页第二十四页,共96页。2 2)塑性)塑性(sxng)(sxng)内力重内力重分布分布在钢筋混凝土超静定结构中,构件开裂
17、引起的刚度变化和塑性铰的出现,会使截面内力不再按原来的弹性规律分布,这种现象称为塑性内力重分布。7.2 7.2 单向单向(dn xin)(dn xin)板肋梁楼盖设板肋梁楼盖设计计第24页/共96页第二十五页,共96页。如图7-14(a)所示,一两跨连续梁的每跨跨度均为l=3 m,每跨跨中承受一集中荷载P。设梁跨中和支座截面能承担的极限弯矩相同,均为Mu=30 kNm。图7-14 两跨连续梁塑性内力重分布的过程7.2 7.2 单向单向(dn xin)(dn xin)板肋梁楼盖设计板肋梁楼盖设计第25页/共96页第二十六页,共96页。3 3)考虑塑性内力重分布的设计)考虑塑性内力重分布的设计(s
18、hj)(shj)原则原则 (1)为使结构满足正常使用条件(tiojin),弯矩调幅的幅度不能太大,支座截面的弯矩调幅以不超过20%为宜。(2)为保证实现连续梁(板)的塑性内力重分布,塑性铰应具有足够的转动能力。(3)要求按照弯矩调幅法设计的结构构件的材料具有良好的塑性性能。(4)调幅后的弯矩应满足静力平衡条件(tiojin)。7.2 7.2 7.2 7.2 单向单向单向单向(dn xin)(dn xin)(dn xin)(dn xin)板肋梁楼盖设计板肋梁楼盖设计板肋梁楼盖设计板肋梁楼盖设计第26页/共96页第二十七页,共96页。4 4)等跨连续)等跨连续(linx)(linx)梁(板)的内力
19、计算梁(板)的内力计算(1)弯矩。(2)剪力。7.2 7.2 7.2 7.2 单向单向单向单向(dn xin)(dn xin)(dn xin)(dn xin)板肋梁楼盖设计板肋梁楼盖设计板肋梁楼盖设计板肋梁楼盖设计第27页/共96页第二十八页,共96页。单向板楼盖的截面设计与构造(guzo)要求1.1.单向板单向板 (1)取1 m宽板带为计算单元,按单筋矩形截面受弯构件进行配筋计算。板内受力钢筋的数量是根据连续板各跨跨中及支座截面处的最大正、负弯矩分别计算得到(d do)的 (2)因板内剪力较小,一般均能满足斜截面的抗剪要求,故设计时不需要进行受剪承载力计算。1 1)板的设计)板的设计(shj
20、)(shj)要点要点7.2 7.2 7.2 7.2 单向板肋梁楼盖设计单向板肋梁楼盖设计单向板肋梁楼盖设计单向板肋梁楼盖设计第28页/共96页第二十九页,共96页。(3)当连续板的四周与梁整体现浇时(见图7-16),支座截面负弯矩使板上部开裂,跨中正弯矩使板下部开裂,因而板的实际轴线呈拱形。在板面竖向荷载作用(zuyng)下,板四周边梁对板产生水平推力。该推力对板是有利的,可以减小板中各计算截面的弯矩。因此规定,对四周与梁整浇的连续单向板,其中间跨板带的跨中截面及中间支座截面的计算弯矩可折减20%,其他截面则不予减少,如图7-17所示。7.2 7.2 7.2 7.2 单向单向单向单向(dn x
21、in)(dn xin)(dn xin)(dn xin)板肋梁楼盖设计板肋梁楼盖设计板肋梁楼盖设计板肋梁楼盖设计第29页/共96页第三十页,共96页。图7-16 连续板的拱推力图7-17 连续板的弯矩折减系数7.2 7.2 7.2 7.2 单向单向单向单向(dn xin)(dn xin)(dn xin)(dn xin)板肋梁楼盖设计板肋梁楼盖设计板肋梁楼盖设计板肋梁楼盖设计第30页/共96页第三十一页,共96页。2 2)板的配筋构造)板的配筋构造(guzo)(guzo)(1)受力钢筋的配置。板内受力钢筋的数量按计算确定后,配置时应考虑构造简单、施工方便。由于连续板各跨跨中及支座截面所需钢筋的数量
22、不可能都相等,为满足配筋协调要求,往往采用各截面的钢筋间距相同而钢筋直径不同的方法,并按先内跨后边跨、先跨中后支座的次序选配钢筋。板中受力钢筋一般(ybn)采用HPB300级、HRB335级,常用直径为612 mm。对于支座负弯矩钢筋,为了便于施工架立,钢筋直径不宜太小,一般(ybn)直径不小于8 mm。7.2 7.2 单向单向(dn xin)(dn xin)板肋梁楼盖设板肋梁楼盖设计计第31页/共96页第三十二页,共96页。图7-18 连续板中受力钢筋的布置方式7.2 7.2 单向单向(dn xin)(dn xin)板肋梁楼盖设计板肋梁楼盖设计第32页/共96页第三十三页,共96页。(2)构
23、造钢筋的配置。单向板除按计算配置受力钢筋外,通常还应布置以下几种构造钢筋,如图7-19所示。图7-19 连续板的构造钢筋7.2 7.2 7.2 7.2 单向单向单向单向(dn xin)(dn xin)(dn xin)(dn xin)板肋梁楼盖设计板肋梁楼盖设计板肋梁楼盖设计板肋梁楼盖设计第33页/共96页第三十四页,共96页。2.2.次梁次梁1 1)次梁的设计)次梁的设计(shj)(shj)要点要点 (1)次梁的设计步骤是:初选截面尺寸荷载计算内力计算纵向钢筋配筋计算箍筋及弯起钢筋计算确定构造钢筋绘制结构施工图。(2)次梁的内力计算一般采用塑性理论计算方法。(3)按正截面抗弯承载力计算纵向受拉
24、钢筋时,由于(yuy)板和次梁是整体连接,板可作为次梁的上翼缘,跨中截面因翼缘位于受压区,故按T形截面计算,其翼缘计算宽度bf按表3-6取用。支座截面因翼缘位于受拉区,故按矩形截面梁计算。7.2 7.2 7.2 7.2 单向单向单向单向(dn xin)(dn xin)(dn xin)(dn xin)板肋梁楼盖设计板肋梁楼盖设计板肋梁楼盖设计板肋梁楼盖设计第34页/共96页第三十五页,共96页。(4)次梁按斜截面抗剪承载力计算抗剪钢筋,一般设置箍筋,而不设弯起钢筋。(5)当次梁的截面尺寸满足高跨比h/l0=1/181/12和宽高比b/h=1/31/2的要求时,一般不必进行挠度和裂缝(li fng
25、)宽度的验算。7.2 7.2 7.2 7.2 单向单向单向单向(dn xin)(dn xin)(dn xin)(dn xin)板肋梁楼盖设计板肋梁楼盖设计板肋梁楼盖设计板肋梁楼盖设计第35页/共96页第三十六页,共96页。2 2)次梁的配筋构造)次梁的配筋构造(guzo)(guzo)当次梁相邻跨度相差不超过20%,且承受的均布活荷载与恒荷载设计值之比q/g3时,梁的弯矩图形变化幅度不大,其纵向受力钢筋的弯起和截断位置可按图7-22(a)确定;对于(duy)不设弯起钢筋的次梁,其支座上部纵筋的截断位置如图7-22(b)所示。对不满足条件的应按弯矩包络图确定。7.2 7.2 7.2 7.2 单向单
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