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1、 第12章 鋼筋混凝土梁板結構12.1第12章 鋼筋混凝土梁板結構 第12章 鋼筋混凝土梁板結構12.2概概 述述現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋整體式單向板肋梁樓蓋設計實例整體式單向板肋梁樓蓋設計實例現(xiàn)澆雙向板肋梁樓蓋的設計現(xiàn)澆雙向板肋梁樓蓋的設計其他類型鋼筋混凝土平面樓蓋簡介其他類型鋼筋混凝土平面樓蓋簡介樓梯雨篷的設計樓梯雨篷的設計習習 題題附附 表表本章內容本章內容 第12章 鋼筋混凝土梁板結構12.3 教學要求:教學要求:掌握鋼筋混凝土梁板結構布置的一般方法、計算簡圖掌握鋼筋混凝土梁板結構布置的一般方法、計算簡圖的取用、活載最不利布置;了解內力包絡圖的繪制方法。掌握單、雙的取用、活
2、載最不利布置;了解內力包絡圖的繪制方法。掌握單、雙向板肋梁樓蓋的概念;掌握單向板設計方法和構造要求。了解雙向板向板肋梁樓蓋的概念;掌握單向板設計方法和構造要求。了解雙向板支承梁的特點;了解雙向板肋形樓蓋設計方法和構造要求。了解井字支承梁的特點;了解雙向板肋形樓蓋設計方法和構造要求。了解井字樓蓋、裝配式樓蓋、無梁樓蓋、密肋樓蓋的特點及設計布置要點。了樓蓋、裝配式樓蓋、無梁樓蓋、密肋樓蓋的特點及設計布置要點。了解樓梯、雨篷的組成、計算和構造要求。解樓梯、雨篷的組成、計算和構造要求。 第12章 鋼筋混凝土梁板結構12.4 在土木工程中,用來直接承受樓在土木工程中,用來直接承受樓( (屋屋) )面荷載
3、的局部結構為梁板結面荷載的局部結構為梁板結構,主要由梁和板組成。實際工程中的梁板結構形式非常多,如建筑構,主要由梁和板組成。實際工程中的梁板結構形式非常多,如建筑的屋面、樓面、橋梁的橋面結構、樓梯、雨篷、陽臺、筏式基礎、水的屋面、樓面、橋梁的橋面結構、樓梯、雨篷、陽臺、筏式基礎、水池等。本章的主要內容包括:現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋的設計理論及設計池等。本章的主要內容包括:現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋的設計理論及設計過程;現(xiàn)澆雙向板肋梁樓蓋的設計理論及設計過程;井字樓蓋、無梁過程;現(xiàn)澆雙向板肋梁樓蓋的設計理論及設計過程;井字樓蓋、無梁樓蓋、密肋樓蓋和裝配式樓蓋的特點及設計布置要點;現(xiàn)澆樓梯、雨樓蓋、密肋樓蓋和裝
4、配式樓蓋的特點及設計布置要點;現(xiàn)澆樓梯、雨篷陽臺的設計原理及過程。篷陽臺的設計原理及過程。 第12章 鋼筋混凝土梁板結構12.5 鋼筋混凝土樓蓋根據(jù)施工方式和結構布置的不同,可分為不同的類型。根據(jù)施工方式的不鋼筋混凝土樓蓋根據(jù)施工方式和結構布置的不同,可分為不同的類型。根據(jù)施工方式的不同,鋼筋混凝土梁板結構可分為現(xiàn)澆整體式、裝配式和裝配整體式。現(xiàn)澆整體式樓蓋是指結構同,鋼筋混凝土梁板結構可分為現(xiàn)澆整體式、裝配式和裝配整體式?,F(xiàn)澆整體式樓蓋是指結構中的主要構件梁和板通過現(xiàn)澆形成整體結構,是混凝土結構最基本的結構形式之一,具有整體中的主要構件梁和板通過現(xiàn)澆形成整體結構,是混凝土結構最基本的結構形式
5、之一,具有整體性好,使用機械少、施工技術簡單等優(yōu)點;但同時也存在模板用量較大,施工周期較長,施工性好,使用機械少、施工技術簡單等優(yōu)點;但同時也存在模板用量較大,施工周期較長,施工時受冬季和雨季的影響等缺點?,F(xiàn)澆整體式樓蓋根據(jù)其結構布置形式的不同,又可分為單向板時受冬季和雨季的影響等缺點?,F(xiàn)澆整體式樓蓋根據(jù)其結構布置形式的不同,又可分為單向板肋梁樓蓋、雙向板肋梁樓蓋、井字樓蓋、無梁樓蓋和密肋樓蓋。肋梁樓蓋、雙向板肋梁樓蓋、井字樓蓋、無梁樓蓋和密肋樓蓋。 裝配式的梁板結構是指梁和板均在預制構件廠分別預制成型,等達到材料強度后,將其運裝配式的梁板結構是指梁和板均在預制構件廠分別預制成型,等達到材料強
6、度后,將其運到現(xiàn)場,通過一定的連接方式將梁和板裝配在一起形成結構。裝配式梁板結構也是混凝土結構到現(xiàn)場,通過一定的連接方式將梁和板裝配在一起形成結構。裝配式梁板結構也是混凝土結構最基本的結構形式之一,可以在工廠預制,模板定型化,混凝土質量容易保證,且不受季節(jié)性最基本的結構形式之一,可以在工廠預制,模板定型化,混凝土質量容易保證,且不受季節(jié)性影響,預制構件現(xiàn)場安裝,施工進度快;但結構整體性差,預制構件運輸及吊裝時需要較大設影響,預制構件現(xiàn)場安裝,施工進度快;但結構整體性差,預制構件運輸及吊裝時需要較大設備。在地震區(qū)整體式梁板結構將逐漸取代裝配式梁板結構。備。在地震區(qū)整體式梁板結構將逐漸取代裝配式梁
7、板結構。 裝配整體式的梁板結構是指將預制的梁和板裝配在一起后,在預制板上加帶有鋼筋網(wǎng)的現(xiàn)裝配整體式的梁板結構是指將預制的梁和板裝配在一起后,在預制板上加帶有鋼筋網(wǎng)的現(xiàn)澆層以提高結構的整體性。裝配整體式梁板結構也是混凝土結構的基本形式,裝配整體式結構澆層以提高結構的整體性。裝配整體式梁板結構也是混凝土結構的基本形式,裝配整體式結構的整體性較裝配式結構好,預制板又可作為上部現(xiàn)澆層的模板,較整體式結構模板用量少,施的整體性較裝配式結構好,預制板又可作為上部現(xiàn)澆層的模板,較整體式結構模板用量少,施工工期短,因而也常用到抗震設防區(qū)。工工期短,因而也常用到抗震設防區(qū)。 對于不同的結構形式,其結構布置和設計
8、方法均不相同,以下各節(jié)將分別予以論述。對于不同的結構形式,其結構布置和設計方法均不相同,以下各節(jié)將分別予以論述。概概 述述 第12章 鋼筋混凝土梁板結構12.6現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋 肋梁樓蓋一般是由板、次梁和主梁組成,如圖肋梁樓蓋一般是由板、次梁和主梁組成,如圖12.112.1所示,整個樓蓋被梁劃分成許多區(qū)格,所示,整個樓蓋被梁劃分成許多區(qū)格,每個區(qū)格板四邊支承在梁每個區(qū)格板四邊支承在梁( (墻墻) )上,板面荷載主要通過板的雙向受彎作用傳到四邊支承的梁上。上,板面荷載主要通過板的雙向受彎作用傳到四邊支承的梁上。試驗證明,當板長邊與短邊之比試驗證明,當板長邊與短邊之比 時,板主
9、要在短向發(fā)生明顯彎曲,板面荷載主要由長邊時,板主要在短向發(fā)生明顯彎曲,板面荷載主要由長邊梁承擔,傳遞到短邊梁方向的荷載非常小,在實際工程中可以忽略不計,當板長邊與短邊之比梁承擔,傳遞到短邊梁方向的荷載非常小,在實際工程中可以忽略不計,當板長邊與短邊之比 時,板在兩個方向的彎曲變形均較明顯,板面荷載由長邊和短邊方向梁共同承擔,任一方向不時,板在兩個方向的彎曲變形均較明顯,板面荷載由長邊和短邊方向梁共同承擔,任一方向不可忽略。據(jù)此,可忽略。據(jù)此,混凝土結構設計規(guī)范混凝土結構設計規(guī)范(gb 500102002)(gb 500102002)規(guī)定:對四邊支承的現(xiàn)澆板進行設規(guī)定:對四邊支承的現(xiàn)澆板進行設計
10、時,當板長邊與短邊之比計時,當板長邊與短邊之比 時,可按沿短邊方向受力的單向板進行設計;當板長邊與短時,可按沿短邊方向受力的單向板進行設計;當板長邊與短邊之比邊之比 時,應按雙向板進行設計;當時,應按雙向板進行設計;當 時,宜按雙向板進行計算;當按單向板時,宜按雙向板進行計算;當按單向板計算時,應沿長邊方向布置足夠數(shù)量的構造鋼筋。計算時,應沿長邊方向布置足夠數(shù)量的構造鋼筋。 現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋是在實際工程中應用最廣泛,現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋是在實際工程中應用最廣泛,計算理論最成熟、最簡便的一種樓蓋形式,也是學習計算理論最成熟、最簡便的一種樓蓋形式,也是學習梁板結構中必須掌握的一種樓蓋形式,本節(jié)將重
11、點介梁板結構中必須掌握的一種樓蓋形式,本節(jié)將重點介紹現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋計算理論,板、次梁和主梁的紹現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋計算理論,板、次梁和主梁的設計。設計。12/3ll 12/2ll 12/3ll 12/2ll 122/3ll圖圖12.1 現(xiàn)澆板肋梁樓蓋現(xiàn)澆板肋梁樓蓋 第12章 鋼筋混凝土梁板結構12.7現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋 樓蓋的結構布置是建筑結構總體布置的重要部分,經濟合理的樓蓋結構布置可以大大減小樓蓋的結構布置是建筑結構總體布置的重要部分,經濟合理的樓蓋結構布置可以大大減小整個建筑的造價,縮短建筑施工工期,因而在進行結構設計計算之前,必須按照使用要求、經整個建筑的造價,縮短
12、建筑施工工期,因而在進行結構設計計算之前,必須按照使用要求、經濟及施工方便等原則綜合考慮,合理確定柱距、梁跨和板跨。在進行樓蓋的結構布置時,應注濟及施工方便等原則綜合考慮,合理確定柱距、梁跨和板跨。在進行樓蓋的結構布置時,應注意以下幾個問題:意以下幾個問題: (1) 柱網(wǎng)與梁格尺寸除應滿足建筑功能要求外,還應使結構具有較好的經濟效果。柱距決定柱網(wǎng)與梁格尺寸除應滿足建筑功能要求外,還應使結構具有較好的經濟效果。柱距決定主、次梁的跨度,柱網(wǎng)尺寸過大,梁跨增大,截面尺寸增大,會增加材料用量,柱距太小又會主、次梁的跨度,柱網(wǎng)尺寸過大,梁跨增大,截面尺寸增大,會增加材料用量,柱距太小又會影響建筑的使用面
13、積。工程設計經驗表明:單向板的經濟跨度一般為影響建筑的使用面積。工程設計經驗表明:單向板的經濟跨度一般為2m3m;次梁的經濟跨;次梁的經濟跨度一般為度一般為4m6m;主梁的經濟跨度一般為;主梁的經濟跨度一般為5m8m。 (2) 主梁應布置在結構的主要受力方向,并與墻柱相協(xié)調。一般情況下,結構的縱向墻或柱主梁應布置在結構的主要受力方向,并與墻柱相協(xié)調。一般情況下,結構的縱向墻或柱較多,剛度較大,橫向墻或柱較少,剛度較小,主梁沿橫向布置時,會增大建筑的橫向剛度,較多,剛度較大,橫向墻或柱較少,剛度較小,主梁沿橫向布置時,會增大建筑的橫向剛度,有利于結構雙向抗震,而且不會影響在縱立面上開設窗洞。有利
14、于結構雙向抗震,而且不會影響在縱立面上開設窗洞。 (3) 在布置主次梁和樓板時,盡量使梁板等間距等跨度布置,并要有明確的傳力途徑,傳力在布置主次梁和樓板時,盡量使梁板等間距等跨度布置,并要有明確的傳力途徑,傳力途徑不明確,會造成結構計算失誤,也會使施工時主次梁的鋼筋布置混亂。途徑不明確,會造成結構計算失誤,也會使施工時主次梁的鋼筋布置混亂。 (4) 樓板上有固定的較大的集中荷載或線荷載時,應在其下設置專門的次梁。樓板上有固定的較大的集中荷載或線荷載時,應在其下設置專門的次梁。 (5) 對于不同的結構體系和不同的功能要求,現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋的結構布置會有所不同。對于不同的結構體系和不同的功能要求
15、,現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋的結構布置會有所不同。 一、一、樓蓋的結構布置及構件截面初估樓蓋的結構布置及構件截面初估 第12章 鋼筋混凝土梁板結構12.8 樓蓋結構布置完成后,可根據(jù)梁板的跨度初步確定構件的截面尺寸,估計截面尺寸時,既樓蓋結構布置完成后,可根據(jù)梁板的跨度初步確定構件的截面尺寸,估計截面尺寸時,既要考慮強度要求,又要保證梁、板有足夠的剛度。梁板的截面尺寸初估一般按如下原則進行。要考慮強度要求,又要保證梁、板有足夠的剛度。梁板的截面尺寸初估一般按如下原則進行。 在豎向荷載作用下,現(xiàn)澆混凝土板的撓度過大會影響建筑的正常使用,因而現(xiàn)行在豎向荷載作用下,現(xiàn)澆混凝土板的撓度過大會影響建筑的正常使用
16、,因而現(xiàn)行混凝土混凝土結構設計規(guī)范結構設計規(guī)范規(guī)定:現(xiàn)澆鋼筋混凝土板的厚度不應小于表規(guī)定:現(xiàn)澆鋼筋混凝土板的厚度不應小于表12-1規(guī)定的數(shù)值。另外,板跨越大,規(guī)定的數(shù)值。另外,板跨越大,板的撓度就也會增大,為保證樓板的正常使用,若不做剛度驗算,在滿足最小板厚的前提下,板的撓度就也會增大,為保證樓板的正常使用,若不做剛度驗算,在滿足最小板厚的前提下,板厚一般為板厚一般為 ,其中,其中, 為單向板的標志跨度為單向板的標志跨度(次梁間距次梁間距)。現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋1(1/30 1/40)/hl板1l表表12-1 現(xiàn)澆鋼筋混凝土板的最小厚度現(xiàn)澆鋼筋混凝土板的最小厚度(mm) 第12
17、章 鋼筋混凝土梁板結構12.9現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋 主次梁的截面尺寸同樣會影響整個建筑的造價和功能,因此在確定梁的截面尺寸時,也要主次梁的截面尺寸同樣會影響整個建筑的造價和功能,因此在確定梁的截面尺寸時,也要考慮經濟效益。一般不做剛度驗算的梁的截面高度應在下列公式范圍內選?。嚎紤]經濟效益。一般不做剛度驗算的梁的截面高度應在下列公式范圍內選?。?次梁:次梁: 主梁:主梁: 式中,式中, 次梁的計算跨度;次梁的計算跨度; 主梁的計算跨度。主梁的計算跨度。 計算跨度的確定見表計算跨度的確定見表12-2。(1/12 1/18)/hl次梁(1/8 1/14)/hl主梁l次梁l主梁二、二、
18、計算簡圖計算簡圖 對單向板肋梁樓蓋進行設計時,必須進行內力分析,因而首先要確定板、次梁、主梁的計對單向板肋梁樓蓋進行設計時,必須進行內力分析,因而首先要確定板、次梁、主梁的計算簡圖。即要分別確定板、主梁和次梁的計算單元,承受的荷載類型,計算跨度、跨數(shù)、支承算簡圖。即要分別確定板、主梁和次梁的計算單元,承受的荷載類型,計算跨度、跨數(shù)、支承條件等。在確定計算簡圖時,一定要明確單向板荷載的傳遞途徑為:板面荷載條件等。在確定計算簡圖時,一定要明確單向板荷載的傳遞途徑為:板面荷載長邊次梁長邊次梁主梁主梁柱柱(墻墻)基礎。同時注意要考慮影響結構內力、變形的主要因素,忽略其次要因基礎。同時注意要考慮影響結構
19、內力、變形的主要因素,忽略其次要因素,使計算簡圖即能反映結構的實際受力情況,又能簡化結構分析。素,使計算簡圖即能反映結構的實際受力情況,又能簡化結構分析。 第12章 鋼筋混凝土梁板結構12.10現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋1. 材料的連續(xù)、均勻、各向同性假設材料的連續(xù)、均勻、各向同性假設 整體式單向板肋梁樓蓋中,當樓板承受均布荷載時,對于板,通常取整體式單向板肋梁樓蓋中,當樓板承受均布荷載時,對于板,通常取1m寬的矩形截面板帶寬的矩形截面板帶作為板的計算單元和荷載計算面積,該板帶可簡化為支承在次梁上的多跨連續(xù)板,如圖作為板的計算單元和荷載計算面積,該板帶可簡化為支承在次梁上的多跨連續(xù)板
20、,如圖12.2(b)所示;對于次梁,通常取所選次梁及其相所示;對于次梁,通常取所選次梁及其相連兩邊板跨各一半寬度的連兩邊板跨各一半寬度的t形截面帶為次形截面帶為次梁的計算單元,可簡化為以主梁為支承的梁的計算單元,可簡化為以主梁為支承的多跨連續(xù)梁,該寬度上的樓板荷載即為由多跨連續(xù)梁,該寬度上的樓板荷載即為由板傳過來的荷載,如圖板傳過來的荷載,如圖12.2(d)所示;對于所示;對于主梁,通常取所選主梁及與其相連的兩邊主梁,通常取所選主梁及與其相連的兩邊板跨各一半寬度的板跨各一半寬度的t形截面帶為主梁的計形截面帶為主梁的計算單元,可簡化為以柱或墻為支座的多跨算單元,可簡化為以柱或墻為支座的多跨連續(xù)梁
21、,該寬度上的樓板荷載通過次梁以連續(xù)梁,該寬度上的樓板荷載通過次梁以集中力的形式作用在主梁上,如圖集中力的形式作用在主梁上,如圖12.2(c)所示。所示。圖圖12.2 單向板肋梁樓蓋計算單元選取單向板肋梁樓蓋計算單元選取 第12章 鋼筋混凝土梁板結構12.11現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋2. 荷載計算荷載計算 作用于梁板結構上的荷載可分為永久荷載作用于梁板結構上的荷載可分為永久荷載(亦稱恒荷載亦稱恒荷載)和可變荷載和可變荷載(亦稱活荷載亦稱活荷載)。永久荷載、。永久荷載、可變荷載的標準值及荷載分項系數(shù),詳見可變荷載的標準值及荷載分項系數(shù),詳見gb 500092001建筑結構荷載規(guī)范建筑結
22、構荷載規(guī)范(以下簡稱以下簡稱荷荷載規(guī)范載規(guī)范)。 板計算單元上的荷載主要為樓板計算單元上的荷載主要為樓(屋屋)板及建筑面層、設備自重,板頂板底抹灰面層自重等恒板及建筑面層、設備自重,板頂板底抹灰面層自重等恒載和樓載和樓(屋屋)面活荷載,簡化后的荷載形式均為線性荷載,其值大小為由荷載規(guī)范查到或計算的面活荷載,簡化后的荷載形式均為線性荷載,其值大小為由荷載規(guī)范查到或計算的面荷載與荷載計算面積的乘積。面荷載與荷載計算面積的乘積。 次梁計算單元上的荷載主要為次梁自重,由樓板傳來的恒載和活載,簡化后三種荷載均為次梁計算單元上的荷載主要為次梁自重,由樓板傳來的恒載和活載,簡化后三種荷載均為作用在次梁上的線
23、性荷載。由樓板傳來的荷載可由次梁計算單元的寬度乘以樓板恒載或活載得作用在次梁上的線性荷載。由樓板傳來的荷載可由次梁計算單元的寬度乘以樓板恒載或活載得到,次梁自重則主要為混凝土的重度乘以次梁截面面積得到。到,次梁自重則主要為混凝土的重度乘以次梁截面面積得到。 主梁計算單元上的荷載主要為主梁自重,由次梁傳來的恒載和活載,簡化后的主梁自重為主梁計算單元上的荷載主要為主梁自重,由次梁傳來的恒載和活載,簡化后的主梁自重為線性荷載,由次梁傳來的均為集中力,其值大小可由視次梁為簡支梁的兩端支座反力得到。由線性荷載,由次梁傳來的均為集中力,其值大小可由視次梁為簡支梁的兩端支座反力得到。由于一般主梁自重及抹灰荷
24、載較次梁傳遞的集中荷載小得多,故主梁結構自重及抹灰荷載也可以于一般主梁自重及抹灰荷載較次梁傳遞的集中荷載小得多,故主梁結構自重及抹灰荷載也可以簡化為作用在次梁位置上的集中荷載,可以簡化主梁的內力計算。簡化為作用在次梁位置上的集中荷載,可以簡化主梁的內力計算。 在設計民用建筑梁板時,應注意樓面可變荷載值的折減問題,若梁的面積較大時,可變荷在設計民用建筑梁板時,應注意樓面可變荷載值的折減問題,若梁的面積較大時,可變荷載全部滿載并達到標準值的概率小于載全部滿載并達到標準值的概率小于1,故計算梁時適當降低可變荷載數(shù)值更為符合實際,可變,故計算梁時適當降低可變荷載數(shù)值更為符合實際,可變荷載的折減系數(shù)值詳
25、見荷載的折減系數(shù)值詳見荷載規(guī)范荷載規(guī)范。 第12章 鋼筋混凝土梁板結構12.12現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋3. 支承條件支承條件 單向板肋梁樓蓋的支承條件一般為兩種形式:一種是直接擱置在磚柱或磚墻上,這種情況單向板肋梁樓蓋的支承條件一般為兩種形式:一種是直接擱置在磚柱或磚墻上,這種情況下,磚柱或磚墻對梁板結構的嵌固作用比較小,只需在構造設計中考慮即可,在簡化計算模型下,磚柱或磚墻對梁板結構的嵌固作用比較小,只需在構造設計中考慮即可,在簡化計算模型時各構件的約束均可視為鉸支座。時各構件的約束均可視為鉸支座。 另一種是板、梁和柱整體澆筑在一起的,次梁對板,柱對主梁都有一定的約束作用,在結
26、另一種是板、梁和柱整體澆筑在一起的,次梁對板,柱對主梁都有一定的約束作用,在結構分析時必須予以考慮。為簡化計算,一般假定其支承條件為鉸支座,由此產生的誤差通過調構分析時必須予以考慮。為簡化計算,一般假定其支承條件為鉸支座,由此產生的誤差通過調整荷載計算來彌補。因為梁板的恒載都為滿布在各跨的荷載,引起其支座處的轉動較小,與實整荷載計算來彌補。因為梁板的恒載都為滿布在各跨的荷載,引起其支座處的轉動較小,與實際的受力情況誤差較小,而活荷載在各跨間可隨機布置,當隔跨布置時,引起其支座處的轉角際的受力情況誤差較小,而活荷載在各跨間可隨機布置,當隔跨布置時,引起其支座處的轉角 較大,而實際情況下,由于次梁
27、對板,柱對主梁的約束作用,梁板在活荷載作用下引起其支座較大,而實際情況下,由于次梁對板,柱對主梁的約束作用,梁板在活荷載作用下引起其支座處的轉角處的轉角小于小于 ,為使鉸支座的連續(xù)梁、板結構支座轉角,為使鉸支座的連續(xù)梁、板結構支座轉角 ,一般采用增大恒荷載值,一般采用增大恒荷載值g,減,減小活荷載值小活荷載值q的方法來解決。由于次梁對板的約束作用較主梁對次梁的約束作用大,故對板和的方法來解決。由于次梁對板的約束作用較主梁對次梁的約束作用大,故對板和次梁荷載采用下述的荷載調整方法,調整后折算荷載值可取為:次梁荷載采用下述的荷載調整方法,調整后折算荷載值可取為: 板:板: 次梁:次梁: 式中,式中
28、, 實際作用于結構上的恒荷載和活荷載設計值;實際作用于結構上的恒荷載和活荷載設計值; 結構分析時采用的折算荷載設計值。結構分析時采用的折算荷載設計值。1122ggqqq1344ggqqq,g q, gq 第12章 鋼筋混凝土梁板結構12.13現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋4. 計算跨度和跨數(shù)計算跨度和跨數(shù) 現(xiàn)澆肋梁樓蓋結構中,梁、板計算跨度是指單跨梁、板支座反力的合力作用線間的距離,現(xiàn)澆肋梁樓蓋結構中,梁、板計算跨度是指單跨梁、板支座反力的合力作用線間的距離,也可以說是簡化后相鄰兩支座間的距離。支座反力的合力作用線的位置精確地計算非常困難,也可以說是簡化后相鄰兩支座間的距離。支座反力的合
29、力作用線的位置精確地計算非常困難,也不具有實際工程意義,因此梁、板的計算跨度一般取近似值。具體計算方法見表也不具有實際工程意義,因此梁、板的計算跨度一般取近似值。具體計算方法見表12-2。 對連續(xù)梁的影響線分析可知:當連續(xù)梁的某跨受荷載作用時,它相鄰各跨也會有內力和變對連續(xù)梁的影響線分析可知:當連續(xù)梁的某跨受荷載作用時,它相鄰各跨也會有內力和變形產生,但距該跨越遠,內力和變形就越小,當超過兩跨以上時,內力和變形可忽略不計,因形產生,但距該跨越遠,內力和變形就越小,當超過兩跨以上時,內力和變形可忽略不計,因而,對于等跨度、等剛度、荷載和支承條件相同的多跨連續(xù)梁和連續(xù)板,若跨數(shù)超過而,對于等跨度、
30、等剛度、荷載和支承條件相同的多跨連續(xù)梁和連續(xù)板,若跨數(shù)超過5,可按,可按5跨進行內力計算,除端部兩跨內力外,其他所有中間跨的內力和中間支座的支座反力均按計算跨進行內力計算,除端部兩跨內力外,其他所有中間跨的內力和中間支座的支座反力均按計算簡圖的中間跨的內力值采用,具體簡化如圖簡圖的中間跨的內力值采用,具體簡化如圖12.3所示。若跨數(shù)未超過所示。若跨數(shù)未超過5,則按實際跨數(shù)簡化。對,則按實際跨數(shù)簡化。對于跨度、剛度、荷載及支承條件不同的多跨連續(xù)梁和連續(xù)板,應按實際跨數(shù)進行結構分析。于跨度、剛度、荷載及支承條件不同的多跨連續(xù)梁和連續(xù)板,應按實際跨數(shù)進行結構分析。圖圖12.3 多跨連續(xù)梁板結構計算跨
31、數(shù)多跨連續(xù)梁板結構計算跨數(shù) 第12章 鋼筋混凝土梁板結構12.14現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋表表12-2 梁、板計算跨度梁、板計算跨度 在混凝土工程結構設計中,通常取支座中心線間的距離作為計算跨度,這樣做比較簡便,在混凝土工程結構設計中,通常取支座中心線間的距離作為計算跨度,這樣做比較簡便,若結構支座寬度較小時,此種取值方法對結構分析產生的誤差一般在允許范圍內。若結構支座寬度較小時,此種取值方法對結構分析產生的誤差一般在允許范圍內。 根據(jù)以上的分析簡化即可得到板、次梁和主梁的計算簡圖。根據(jù)以上的分析簡化即可得到板、次梁和主梁的計算簡圖。 第12章 鋼筋混凝土梁板結構12.15現(xiàn)澆單向
32、板肋梁樓蓋現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋三、三、連續(xù)梁、板的彈性理論計算方法連續(xù)梁、板的彈性理論計算方法 一般對連續(xù)梁、連續(xù)板的內力計算有兩種方法:按彈性理論計算的方法和按塑性理論計算一般對連續(xù)梁、連續(xù)板的內力計算有兩種方法:按彈性理論計算的方法和按塑性理論計算的方法。的方法。 彈性理論計算方法是指在進行梁、板內力分析時,假定梁、板為理想的彈性體系,結構荷彈性理論計算方法是指在進行梁、板內力分析時,假定梁、板為理想的彈性體系,結構荷載與內力、荷載與變形、內力與變形均為線性關系,因此,可以按照結構力學方法進行計算。載與內力、荷載與變形、內力與變形均為線性關系,因此,可以按照結構力學方法進行計算。由于連續(xù)梁、
33、連續(xù)板同時承受恒載和活載,恒載的作用力的大小和位置都是固定的,在結構中由于連續(xù)梁、連續(xù)板同時承受恒載和活載,恒載的作用力的大小和位置都是固定的,在結構中產生的內力是不變的,而活載的位置是可變的,由第產生的內力是不變的,而活載的位置是可變的,由第8章的影響線知識可知,當荷載位置不同時,章的影響線知識可知,當荷載位置不同時,在連續(xù)梁中各個位置引起的內力和變形是不同的,因此,有必要找出引起結構某截面最不利內在連續(xù)梁中各個位置引起的內力和變形是不同的,因此,有必要找出引起結構某截面最不利內力的組合,則結構荷載最不利組合主要是研究活荷載的最不利布置。力的組合,則結構荷載最不利組合主要是研究活荷載的最不利
34、布置。1. 荷載最不利組合荷載最不利組合 結構最不利荷載組合的研究方法之一,是根據(jù)連續(xù)梁影響線,確定結構控制截面產生最危結構最不利荷載組合的研究方法之一,是根據(jù)連續(xù)梁影響線,確定結構控制截面產生最危險內力時活荷載的布置方法。由第險內力時活荷載的布置方法。由第8章的影響線應用可知,五跨連續(xù)梁的活荷載的最不利布置如章的影響線應用可知,五跨連續(xù)梁的活荷載的最不利布置如圖圖12.4所示。所示。 第12章 鋼筋混凝土梁板結構12.16現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋圖圖12.4 結構的最不利荷載組合結構的最不利荷載組合 由圖由圖12.4可得出如下結論:可得出如下結論: (1) 欲求結構某跨跨內截面最
35、大正彎矩時,除恒荷載作用外,應在該跨布置活荷載,然后向欲求結構某跨跨內截面最大正彎矩時,除恒荷載作用外,應在該跨布置活荷載,然后向兩側隔跨布置活荷載。如圖兩側隔跨布置活荷載。如圖12.4(a)的活荷載布置的活荷載布置1、3、5跨可得到跨內最大正彎矩,跨可得到跨內最大正彎矩,12.4(b)的活的活荷載布置荷載布置2、4跨可得到跨內最大正彎矩。跨可得到跨內最大正彎矩。 (2) 欲求結構某跨跨內截面最大負彎矩欲求結構某跨跨內截面最大負彎矩(絕對值絕對值)時,除恒荷載作用外,應在該跨不布置活荷時,除恒荷載作用外,應在該跨不布置活荷載,而在相鄰兩跨布置活荷載,然后向兩側隔跨布置活荷載,如圖載,而在相鄰兩
36、跨布置活荷載,然后向兩側隔跨布置活荷載,如圖12.4(a)的活荷載布置的活荷載布置2、4跨跨可得到跨內最大負彎矩,圖可得到跨內最大負彎矩,圖12.4(b)的活荷載布置的活荷載布置1、3、5跨可得到跨內最大負彎矩??缈傻玫娇鐑茸畲筘搹澗亍?第12章 鋼筋混凝土梁板結構12.17現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋 (3) 欲求結構某支座截面最大負彎矩的絕對值時,除恒荷載作用外,應在該支座相鄰兩跨布欲求結構某支座截面最大負彎矩的絕對值時,除恒荷載作用外,應在該支座相鄰兩跨布置活荷載,然后向兩側隔跨布置活荷載,如圖置活荷載,然后向兩側隔跨布置活荷載,如圖12.4中的中的(c)、(d)、(e)、(f)
37、所示可分別得到支座所示可分別得到支座b、c、d、e的最大負彎矩的絕對值。的最大負彎矩的絕對值。 (4) 欲求結構邊支座截面最大剪力時,除恒荷載作用外,其活荷載布置與求該邊跨跨內截面欲求結構邊支座截面最大剪力時,除恒荷載作用外,其活荷載布置與求該邊跨跨內截面最大正彎矩時活荷載布置相同,如圖最大正彎矩時活荷載布置相同,如圖12.4(a)所示;欲求結構中間跨支座左、右截面最大剪力時,所示;欲求結構中間跨支座左、右截面最大剪力時,其活荷載布置與求該支座截面最大負彎矩其活荷載布置與求該支座截面最大負彎矩(絕對值絕對值)時活荷載布置相同,如圖時活荷載布置相同,如圖12.4中的中的(c)、(d)、(e)、(
38、f)所示。所示。2. 內力計算內力計算 在結構布置、計算簡圖及最不利荷載組合確定之后,就可以采用結構力學的一般方法進行在結構布置、計算簡圖及最不利荷載組合確定之后,就可以采用結構力學的一般方法進行內力計算。內力計算。 對于等跨度、等截面和相同均布荷載作用下的連續(xù)梁、板,內力分析可利用結構力學計算對于等跨度、等截面和相同均布荷載作用下的連續(xù)梁、板,內力分析可利用結構力學計算出的表格進行,詳見本章附表出的表格進行,詳見本章附表12-1等截面等跨連續(xù)梁在常用荷載作用下的內力系數(shù)表??芍苯拥冉孛娴瓤邕B續(xù)梁在常用荷載作用下的內力系數(shù)表??芍苯訌谋碇胁榈酶鞣N荷載作用下的內力系數(shù),按以下公式進行計算:從表中
39、查得各種荷載作用下的內力系數(shù),按以下公式進行計算: 在均布荷載及三角形荷載作用下有:在均布荷載及三角形荷載作用下有:221020mk glk ql(12-1) 第12章 鋼筋混凝土梁板結構12.18現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋34nnvk glk ql(12-2) 當集中荷載作用時:當集中荷載作用時: 1020mk glk ql(12-3)(12-4)34vk gk q式中,式中,g,q作用于結構上的折算恒荷載和活荷載的設計值;作用于結構上的折算恒荷載和活荷載的設計值; g,q作用于連續(xù)梁上的集中恒荷載和活荷載;作用于連續(xù)梁上的集中恒荷載和活荷載; k1k4內力系數(shù);內力系數(shù); l0梁
40、或板的計算跨度;梁或板的計算跨度; ln 梁或板的凈跨度。梁或板的凈跨度。 對于跨度相對差值小于對于跨度相對差值小于10%的不等跨連續(xù)梁、板,其內力也可近似按等跨度結構進行分析。的不等跨連續(xù)梁、板,其內力也可近似按等跨度結構進行分析。計算公式仍是式計算公式仍是式(12-1)式式(12-4),只是在計算支座截面彎矩時,采用相鄰兩跨計算跨度的平均,只是在計算支座截面彎矩時,采用相鄰兩跨計算跨度的平均值,而計算跨內截面彎矩時,采用各自跨的計算跨度。值,而計算跨內截面彎矩時,采用各自跨的計算跨度。 第12章 鋼筋混凝土梁板結構12.19現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋3. 內力包絡圖內力包絡圖 每
41、種荷載組合作用下的內力計算出來后,可以將連續(xù)梁的各個組合的內力圖疊合畫出來,每種荷載組合作用下的內力計算出來后,可以將連續(xù)梁的各個組合的內力圖疊合畫出來,其外包線即為連續(xù)梁的內力包絡圖。因此,包絡圖反映的是在不同荷載組合下,連續(xù)梁、連續(xù)其外包線即為連續(xù)梁的內力包絡圖。因此,包絡圖反映的是在不同荷載組合下,連續(xù)梁、連續(xù)板各個截面的最大內力值板各個截面的最大內力值(絕對值絕對值)。內力包絡圖包括剪力包絡圖和彎矩包絡圖。內力包絡圖包括剪力包絡圖和彎矩包絡圖。 值得注意的是,內力圖和內力包絡圖概念是不同的。值得注意的是,內力圖和內力包絡圖概念是不同的。 繪制連續(xù)梁、連續(xù)板的內力包絡圖是為了獲得各截面的
42、內力絕對值的最大值,并據(jù)此進行繪制連續(xù)梁、連續(xù)板的內力包絡圖是為了獲得各截面的內力絕對值的最大值,并據(jù)此進行各截面的配筋計算,并合理確定鋼筋彎起和截斷位置,以減少鋼筋用量。各截面的配筋計算,并合理確定鋼筋彎起和截斷位置,以減少鋼筋用量。 【例【例12.1】 如圖如圖12.5所示所示3跨連續(xù)梁所承受的恒載為跨連續(xù)梁所承受的恒載為g=50kn,活載為,活載為q=100kn,試求其跨,試求其跨中和支座的最大彎矩和剪力,并繪出彎矩和剪力包絡圖。中和支座的最大彎矩和剪力,并繪出彎矩和剪力包絡圖。圖圖12.5 三跨連續(xù)梁計算簡圖三跨連續(xù)梁計算簡圖 第12章 鋼筋混凝土梁板結構12.20現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋現(xiàn)
43、澆單向板肋梁樓蓋 解解 (1) ab跨中最大彎矩,跨中最大彎矩,a支座最大剪力荷載最不利布置如圖支座最大剪力荷載最不利布置如圖12.6(a)所示。所示。 max =1gl+2ql=0.244505.4+0.2891005.4=221.94knm b=c= -0.267505.4-0.1331005.4= -143.91knm 2= 0.067505.4-0.1331005.4= -53.7knm vamax=0.73350+0.866100=123.25kn vb左左= -1.26750-1.134100= -176.75kn vb右右=1.00050=50kn 彎矩圖如圖彎矩圖如圖12.6(
44、b)所示。所示。圖圖12.6 ab跨中最大彎矩荷載最不利組合及彎矩圖跨中最大彎矩荷載最不利組合及彎矩圖 第12章 鋼筋混凝土梁板結構12.21現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋 (2) 由對稱性知由對稱性知cd跨跨中最大彎矩情況同于跨跨中最大彎矩情況同于ab跨???。 (3) bc跨跨中最大彎矩荷載最不利布置如圖跨跨中最大彎矩荷載最不利布置如圖12.7(a)所示;彎矩圖如圖所示;彎矩圖如圖12.7(b)所示。所示。 m2max= 0.067505.4+0.2001005.4=126.09knm m1= 0.244505.4-0.0441005.4= 42.12knm mbmc= -0.2675
45、05.4-0.1331005.4= -143.91knm va0.73350-0.13310023.25kn vb左左-1.26750-0.133100-76.65kn vb右右1.00050+1.000100 150kn (4) b支座最大負彎矩,支座最大負彎矩,b支座左、支座左、右最大剪力的荷載布置如圖右最大剪力的荷載布置如圖12.8(a)所示。所示。圖圖12.7 bc跨中最大彎矩荷載最不利組合及彎矩圖跨中最大彎矩荷載最不利組合及彎矩圖 第12章 鋼筋混凝土梁板結構12.22現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋 mbmax-0.267505.4-0.3111005.4= -240.03kn
46、m mc= -0.267505.4-0.0891005.4= -120.15knm m1= 0.244505.4+0.2291005.4= 189.54knm m2= 0.067505.4+0.1701005.4= 109.89knm va0.733500.689100105.55kn vb左左max= -1.26750-1.311100= -194.45kn vb右右max= 1.050+1.222100=172.2kn 彎矩圖如圖彎矩圖如圖12.8(b)所示。所示。圖圖12.8 b支座最大負彎矩荷載最不利組合及彎矩圖支座最大負彎矩荷載最不利組合及彎矩圖 第12章 鋼筋混凝土梁板結構12.2
47、3 (5) c支座最大負彎矩,最大剪力情況同于支座最大負彎矩,最大剪力情況同于b支座。支座。 將以上幾種彎矩圖疊合在一起,得出外包線即為該梁彎矩包絡圖,如圖將以上幾種彎矩圖疊合在一起,得出外包線即為該梁彎矩包絡圖,如圖12.9(a)所示,同理所示,同理得剪力包絡圖,如圖得剪力包絡圖,如圖12.9(b)所示。所示。圖圖12.9 彎矩及剪力包絡圖彎矩及剪力包絡圖現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋 第12章 鋼筋混凝土梁板結構12.24現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋四、四、連續(xù)梁、板的塑性理論計算方法連續(xù)梁、板的塑性理論計算方法 按彈性理論計算連續(xù)梁的內力時,假定其材料為完全彈性體,但鋼筋混
48、凝土是一種彈塑性、按彈性理論計算連續(xù)梁的內力時,假定其材料為完全彈性體,但鋼筋混凝土是一種彈塑性、非勻質的材料,在混凝土出現(xiàn)裂縫后,連續(xù)梁各截面的截面剛度降低,并隨著荷載的增大不斷非勻質的材料,在混凝土出現(xiàn)裂縫后,連續(xù)梁各截面的截面剛度降低,并隨著荷載的增大不斷降低,混凝土超靜定結構的內力和變形與荷載的關系已不再是線性關系。降低,混凝土超靜定結構的內力和變形與荷載的關系已不再是線性關系。 1. 塑性鉸和塑性內力重分布塑性鉸和塑性內力重分布 適筋梁在彎矩作用下從開始受力到最后發(fā)生破壞經歷三個階段,如圖適筋梁在彎矩作用下從開始受力到最后發(fā)生破壞經歷三個階段,如圖12.10所示,在第三個所示,在第三
49、個階段,截面受拉區(qū)鋼筋首先開始屈服,直到受壓區(qū)邊緣混凝土達到極限壓應變階段,截面受拉區(qū)鋼筋首先開始屈服,直到受壓區(qū)邊緣混凝土達到極限壓應變cu 時,適筋梁才時,適筋梁才發(fā)生破壞,在這個階段,截面所承受的彎矩沒有明顯的變化,但截面發(fā)生較大幅度的轉動,猶發(fā)生破壞,在這個階段,截面所承受的彎矩沒有明顯的變化,但截面發(fā)生較大幅度的轉動,猶如形成一個如形成一個“鉸鏈鉸鏈”,轉動是材料塑性變形及混凝土裂縫開展的表現(xiàn),故稱為塑性鉸。使塑性,轉動是材料塑性變形及混凝土裂縫開展的表現(xiàn),故稱為塑性鉸。使塑性鉸產生轉動的彎矩鉸產生轉動的彎矩mu稱為極限彎矩。截面的塑性轉動稱為極限彎矩。截面的塑性轉動(u-y )值稱
50、為塑性極限轉角,它可表示塑值稱為塑性極限轉角,它可表示塑性鉸的塑性轉動能力。性鉸的塑性轉動能力。 塑性鉸與理想鉸不同。理想鉸不能承受任何彎矩,但可以雙向自由轉動;而塑性鉸能承擔塑性鉸與理想鉸不同。理想鉸不能承受任何彎矩,但可以雙向自由轉動;而塑性鉸能承擔一定數(shù)值的極限彎矩,并只能沿極限彎矩作用方向發(fā)生有限的單向轉動。當塑性鉸的轉動幅度一定數(shù)值的極限彎矩,并只能沿極限彎矩作用方向發(fā)生有限的單向轉動。當塑性鉸的轉動幅度超過塑性極限轉動角度時,塑性鉸將因塑性轉動能力耗盡而破壞;理想鉸集中于一點而塑性鉸超過塑性極限轉動角度時,塑性鉸將因塑性轉動能力耗盡而破壞;理想鉸集中于一點而塑性鉸則有一定的長度。則
51、有一定的長度。 第12章 鋼筋混凝土梁板結構12.25現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋圖圖12.10 適筋梁截面彎矩與轉角的關系適筋梁截面彎矩與轉角的關系 內力重分布的概念可以從以下兩方面來理解:一方面從構件的角度來分析,對一受彎構件,內力重分布的概念可以從以下兩方面來理解:一方面從構件的角度來分析,對一受彎構件,在荷載較小時,其受力處于彈性階段,各個截面的抗彎剛度在荷載較小時,其受力處于彈性階段,各個截面的抗彎剛度比未發(fā)生變化,各截面的內力也保持一定的比例,當該構件的某比未發(fā)生變化,各截面的內力也保持一定的比例,當該構件的某截面出現(xiàn)裂縫,則該截面的抗彎剛度減小,其他截面剛度未發(fā)生截面出現(xiàn)
52、裂縫,則該截面的抗彎剛度減小,其他截面剛度未發(fā)生變化,這時,該截面與其他截面的抗彎剛度比就發(fā)生了變化,各變化,這時,該截面與其他截面的抗彎剛度比就發(fā)生了變化,各截面的內力比也隨之發(fā)生變化,這種構件各截面內力比的變化稱截面的內力比也隨之發(fā)生變化,這種構件各截面內力比的變化稱為內力重分布;另一方面,從整體結構來分析,連續(xù)梁為超靜定為內力重分布;另一方面,從整體結構來分析,連續(xù)梁為超靜定結構,比如兩跨混凝土連續(xù)梁為一次超靜定梁,在荷載作用下如結構,比如兩跨混凝土連續(xù)梁為一次超靜定梁,在荷載作用下如果結構在中間支座處首先出現(xiàn)塑性鉸,則連續(xù)梁由兩跨超靜定變果結構在中間支座處首先出現(xiàn)塑性鉸,則連續(xù)梁由兩跨
53、超靜定變成兩個靜定簡支梁,結構并沒有成為幾何可變體系,仍然可以繼續(xù)承受荷載,但這時,兩個靜成兩個靜定簡支梁,結構并沒有成為幾何可變體系,仍然可以繼續(xù)承受荷載,但這時,兩個靜定簡支梁在力作用下的各截面內力的比與兩跨超靜定連續(xù)梁在同樣力作用下各截面內力的比不定簡支梁在力作用下的各截面內力的比與兩跨超靜定連續(xù)梁在同樣力作用下各截面內力的比不同,這種由于結構出現(xiàn)塑性鉸而導致結構超靜定次數(shù)發(fā)生變化,進而引起各截面內力比發(fā)生變同,這種由于結構出現(xiàn)塑性鉸而導致結構超靜定次數(shù)發(fā)生變化,進而引起各截面內力比發(fā)生變化的現(xiàn)象,也稱為塑性內力重分布,再繼續(xù)加載,最后導致兩個簡支梁中的某一跨內出現(xiàn)塑性化的現(xiàn)象,也稱為塑
54、性內力重分布,再繼續(xù)加載,最后導致兩個簡支梁中的某一跨內出現(xiàn)塑性鉸,這時結構局部或整體成為幾何可變體系,失去承載力。如圖鉸,這時結構局部或整體成為幾何可變體系,失去承載力。如圖12.11,圖,圖12.12,圖,圖12.13所示。所示。 第12章 鋼筋混凝土梁板結構12.26現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋 由以上分析可知:混凝土超靜定結構出現(xiàn)一個塑性鉸,超靜定結構中減少一個多余聯(lián)系,由以上分析可知:混凝土超靜定結構出現(xiàn)一個塑性鉸,超靜定結構中減少一個多余聯(lián)系,即減少一次超靜定,但結構還能繼續(xù)承受荷載,只有結構出現(xiàn)若干個塑性鉸,使結構局部或整即減少一次超靜定,但結構還能繼續(xù)承受荷載,只有結構
55、出現(xiàn)若干個塑性鉸,使結構局部或整體成為幾何可變體系時,結構才達到承載力極限狀態(tài)。所以按塑性理論分析方法計算連續(xù)梁的體成為幾何可變體系時,結構才達到承載力極限狀態(tài)。所以按塑性理論分析方法計算連續(xù)梁的內力,可以充分挖掘和利用結構實際潛在的承載能力,因而可以使結構設計更加經濟、合理。內力,可以充分挖掘和利用結構實際潛在的承載能力,因而可以使結構設計更加經濟、合理。 圖圖12.13 兩跨梁破壞前的彎矩圖兩跨梁破壞前的彎矩圖圖圖12.11 塑性鉸出現(xiàn)前的彎矩圖塑性鉸出現(xiàn)前的彎矩圖圖圖12.12 出現(xiàn)一個塑性鉸的彎矩圖出現(xiàn)一個塑性鉸的彎矩圖 第12章 鋼筋混凝土梁板結構12.27現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋現(xiàn)澆單向
56、板肋梁樓蓋2. 計算步驟計算步驟 為了簡化計算,塑性內力重分布的分析方法一般采用如下步驟進行:為了簡化計算,塑性內力重分布的分析方法一般采用如下步驟進行: (1) 按彈性理論計算連續(xù)梁在各種最不利荷載組合下的內力,主要為梁端負彎矩和跨中正彎按彈性理論計算連續(xù)梁在各種最不利荷載組合下的內力,主要為梁端負彎矩和跨中正彎矩。矩。 (2) 選取彎矩調幅系數(shù)選取彎矩調幅系數(shù) ,對梁端負彎矩進行調幅,一般調幅系數(shù),對梁端負彎矩進行調幅,一般調幅系數(shù)20 ,調幅后的梁端彎,調幅后的梁端彎矩值為:矩值為:m塑塑(1)m彈彈。 (3) 計算跨中正彎矩,用建筑力學中的區(qū)段疊加法,對各跨在外荷載和調幅后的塑性彎矩的
57、計算跨中正彎矩,用建筑力學中的區(qū)段疊加法,對各跨在外荷載和調幅后的塑性彎矩的共同作用下進行內力計算。共同作用下進行內力計算。 (4) 繪出內力圖和內力包絡圖。繪出內力圖和內力包絡圖。 按上述方法,計算出均布荷載下等跨按上述方法,計算出均布荷載下等跨(或跨差小于或跨差小于10%)的連續(xù)梁、連續(xù)板的彎矩系數(shù)和剪的連續(xù)梁、連續(xù)板的彎矩系數(shù)和剪力系數(shù),在按塑性方法計算時,可直接利用內力系數(shù)進行內力計算,公式如下:力系數(shù),在按塑性方法計算時,可直接利用內力系數(shù)進行內力計算,公式如下: (12-5) (12-6)20()mgq l()nvgq l 第12章 鋼筋混凝土梁板結構12.28現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋現(xiàn)
58、澆單向板肋梁樓蓋 式中,式中, 塑性彎矩系數(shù),板和次梁分別按圖塑性彎矩系數(shù),板和次梁分別按圖12.14和圖和圖12.15采用;采用; 塑性剪力系數(shù),次梁按圖塑性剪力系數(shù),次梁按圖12.16采用;采用; g 均布恒載設計值;均布恒載設計值; q均布活載設計值;均布活載設計值; l0 梁板計算跨度;梁板計算跨度; ln梁板凈跨度。梁板凈跨度。圖圖12.14 板的塑性彎矩系數(shù)板的塑性彎矩系數(shù)圖圖12.15 次梁的塑性彎矩系數(shù)次梁的塑性彎矩系數(shù)圖圖12.16 次梁的塑性剪力系數(shù)次梁的塑性剪力系數(shù) 第12章 鋼筋混凝土梁板結構12.29現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋五、五、單向板的截面設計及構造單
59、向板的截面設計及構造 得到連續(xù)板的內力后,即可進行單向板的截面承載力計算。一般情況下,單向板的控制截得到連續(xù)板的內力后,即可進行單向板的截面承載力計算。一般情況下,單向板的控制截面為板跨中最大正彎矩位置和支座處負彎矩截面,不必進行板的抗剪承載力計算。對單向板的面為板跨中最大正彎矩位置和支座處負彎矩截面,不必進行板的抗剪承載力計算。對單向板的板底正筋計算和板頂?shù)闹ё摻钣嬎惴椒ㄔ诘诎宓渍钣嬎愫桶屙數(shù)闹ё摻钣嬎惴椒ㄔ诘?1章已詳細論述。值得注意的是:對于跨高比章已詳細論述。值得注意的是:對于跨高比l/h較小,荷載很大的板,如人防頂板、筏片底板結構等,應進行板的抗剪承載力計算。另外,對較小,荷載
60、很大的板,如人防頂板、筏片底板結構等,應進行板的抗剪承載力計算。另外,對四周與梁整體連接的板,由于板的內拱作用,如圖四周與梁整體連接的板,由于板的內拱作用,如圖12.17所示,板周圍的支撐構件提供水平反力所示,板周圍的支撐構件提供水平反力會減少板在豎向荷載下的截面彎矩。對于整體式單向板周邊會減少板在豎向荷載下的截面彎矩。對于整體式單向板周邊(或僅一邊或僅一邊)支承在磚墻上時,由于支承在磚墻上時,由于內拱作用不夠可靠,故內力計算時不考慮拱作用。內拱作用不夠可靠,故內力計算時不考慮拱作用。1. 單向板的配筋計算單向板的配筋計算圖圖12.17 板的內拱作用板的內拱作用 第12章 鋼筋混凝土梁板結構1
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