單向板肋梁樓蓋設(shè)計PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1單向板肋梁樓蓋設(shè)計單向板肋梁樓蓋設(shè)計案案 主梁橫向布置， 次梁縱向布置方案。 主梁縱向布置， 次梁橫向布置方案。 只布置次梁， 不設(shè)主梁方案。第1頁/共77頁第2頁/共77頁第3頁/共77頁第4頁/共77頁第5頁/共77頁(2) 次梁的支座-主梁(1)板的支座-次梁(3) 主梁的支座-柱子（墻）次梁主梁柱(一) 荷載的計算模型和計算簡圖單向板肋梁樓蓋平面布置圖第6頁/共77頁第7頁/共77頁第8頁/共77頁第9頁/共77頁板次梁主梁恒載 g0活載 q恒載 g 0gq次梁為板的鉸鏈支座，但只有 g 時0當(dāng)作用有活載 q 時，則0梁板現(xiàn)澆，次梁對板轉(zhuǎn)角有約束，q=q / 2g= g + q

2、 / 2折算荷載：加恒載減活載，但總荷載不變折算荷載板2qgg 2qq 次梁4qgg 43qq 第10頁/共77頁v指構(gòu)件在計算內(nèi)力時所采用的跨度；v即計算簡圖中支座反力間的距離；v與支承條件、支承長度a和構(gòu)件的抗彎剛度等因素有關(guān)。第11頁/共77頁構(gòu)構(gòu)件件 支支 座座 條條 件件 計計 算算 跨跨 度度 l0 板板邊邊 跨跨l0 =ln1 + b / 2+h / 2 1.025ln1 +b / 2中中 間間 跨跨 l0 =ln+b梁梁邊邊 跨跨 l0 =ln1 + a / 2+b / 2 1.025 ln1 +b / 2中中 間間 跨跨 l0 =ln+b按彈性理論方法計算梁、板內(nèi)力，其跨度計

3、算見下表anlbnlbh hanlbnlbh02l01l第12頁/共77頁構(gòu)構(gòu)件件 支支 座座 條條 件件 計計 算算 跨跨 度度 l0 板板邊邊 跨跨l0 =ln1 +h / 2中中 間間 跨跨l0 =ln梁梁邊邊 跨跨 l0 =ln1 + a / 2 1.025 ln1 中中 間間 跨跨l0 =ln按塑性理論方法計算梁、板內(nèi)力，其跨度計算見下表第13頁/共77頁當(dāng)跨差10%時，仍按等跨考慮；當(dāng)?shù)瓤纾ɑ蚩绮?時，可近似按5跨考慮；配筋計算時除兩邊跨外中間各跨配筋相同。第14頁/共77頁(3) 計算荷載（從屬面積）（1）板次梁主梁柱板荷載從屬面積圖1m第15頁/共77頁（2）次梁次梁主梁柱次梁

4、荷載從屬面積圖122ll第16頁/共77頁（3）主梁次梁主梁柱主梁荷載從屬面積圖第17頁/共77頁第18頁/共77頁12345q 在 1 跨內(nèi)有活載 q，則M1 和VB為最大； 在 1 跨跨中為正彎矩，相鄰跨跨中為負(fù)彎矩，隔跨跨中為正彎矩； 在 1 跨支座B處為負(fù)彎矩，相鄰跨支座為正彎矩，隔跨支座為負(fù)彎矩。第19頁/共77頁 在 2 跨內(nèi)有活載 q，則M2 和VB、VC為最大； 在 2 跨跨中為正彎矩，相鄰跨跨中為負(fù)彎矩，隔跨跨中為正彎矩； 在 2 跨支座B、C處為負(fù)彎矩，相鄰跨支座為正彎矩，隔跨支座為負(fù)彎矩。12345q第20頁/共77頁ABCDEF12345q 活荷載不同布置時的內(nèi)力圖 在

5、 3 跨內(nèi)有活載 q，則M3 和VC、VD為最大； 在 3 跨跨中為正彎矩，相鄰跨跨中為負(fù)彎矩，隔跨跨中為正彎矩； 在 3 跨支座C、D處為負(fù)彎矩，相鄰跨支座為正彎矩，隔跨支座為負(fù)彎矩。第21頁/共77頁活荷載不同布置時的內(nèi)力圖第22頁/共77頁1活荷載的不利布置第23頁/共77頁確定截面最不利內(nèi)力時的活荷載布置原則如下： 1)求某跨跨中截面最大正彎矩時，應(yīng)在本跨布置活荷載，同時應(yīng)在兩側(cè)每隔一跨布置活荷載； 2)求某支座截面最大負(fù)彎矩時，應(yīng)在該支座兩側(cè)的鄰跨布置活荷載，同時兩側(cè)每隔一跨布置活荷載； 3)求梁支座左側(cè)或右側(cè)最大剪力時，活荷載的布置同2)； 4)求某跨跨內(nèi)最大負(fù)彎矩時，本跨不布置活

6、荷載，而在其左右鄰跨布置，然后隔跨布置;第24頁/共77頁第25頁/共77頁均布荷載作用下：2qlM 表表中中系系數(shù)數(shù)qlV 表中系數(shù)表中系數(shù)集中荷載作用下：PlM 表表中中系系數(shù)數(shù)PV 表表中中系系數(shù)數(shù) 梁的計算跨度l 集中恒載和活載P 均布恒載和活載q第26頁/共77頁(四) 內(nèi)力包絡(luò)圖 將同一結(jié)構(gòu)在各種荷載的最不利組合作用下的內(nèi)力圖(彎矩圖或剪力圖)疊畫在同一張圖上，其外包線所形成的圖形稱為內(nèi)力包絡(luò)圖。它反映出各截面可能產(chǎn)生的最大內(nèi)力值，是設(shè)計時選擇截面和布置鋼筋的依據(jù)。第27頁/共77頁(五) 支座彎矩和剪力設(shè)計值 彎矩設(shè)計值： 20bVMMb 剪力設(shè)計值： 2bqgVVb 均布荷載

7、按彈性理論計算連續(xù)梁內(nèi)力時，中間跨的計算跨度取為支座中心線間的距離，故所求得的支座彎矩和支座剪力都是指支座中心線的。實際上，正截面受彎承載力和斜截面承載力的控制截面應(yīng)在支座邊緣，內(nèi)力設(shè)計值應(yīng)以支座邊緣截面為準(zhǔn)。M、V分別為支承中心處的彎矩和剪力設(shè)計值。V0為按簡支梁計算的支座剪力設(shè)計值。 b支座寬度。第28頁/共77頁第29頁/共77頁考慮塑性內(nèi)力重分布的計算方考慮塑性內(nèi)力重分布的計算方法法。第30頁/共77頁第31頁/共77頁 在鋼筋屈服截面，從鋼筋屈服到達(dá)到極限承載力，截面在外彎矩增加很小的情況下產(chǎn)生很大轉(zhuǎn)動，表現(xiàn)得猶如一個能夠轉(zhuǎn)動的鉸，稱為“塑性鉸” 。第32頁/共77頁第33頁/共77

8、頁如下圖所示兩跨連續(xù)梁，跨中承受集中荷載P的作用。現(xiàn)已知bh200450，砼C20，跨內(nèi)下部和支座上部均配有318，D和B截面的極限彎矩均為Mu84.23kNm。試分析內(nèi)力重分布規(guī)律。第34頁/共77頁B點最先出現(xiàn)破壞。kNPmkNMlPeBue112.123.84188. 0 mkNMmkNlPMDueD 23.8495.69156. 0第35頁/共77頁彈性理論計算內(nèi)力Pe112.1kN，而MD69.95kNm 故MD84.2369.9514.28kNmv說明結(jié)構(gòu)仍能繼續(xù)承載。隨著P的增加，B點因形成塑性鉸出現(xiàn)轉(zhuǎn)動，并保持截面彎矩MBu不變。此時結(jié)構(gòu)由連續(xù)梁轉(zhuǎn)變?yōu)楹喼Я汗ぷ鳎灰狟點塑性鉸

9、有足夠的轉(zhuǎn)動能力，荷載就能繼續(xù)增加。kNlMPmkNMDD28.144/28.14 第36頁/共77頁kNPPPeu38.12628.141 .112 連續(xù)梁的最大承載能力為：若保持最大承載力Pu=126.38kN不變，按照彈性方案計算， MD0.156Pl79kNm，MB0.188Pl95kNm94kN.m79kN.m塑性材料構(gòu)成的超靜定結(jié)構(gòu)，達(dá)到結(jié)構(gòu)承載能力極限狀態(tài)的標(biāo)志不是一個截面屈服，而是結(jié)構(gòu)形成了破壞機構(gòu)。第37頁/共77頁 對于超靜定結(jié)構(gòu)，當(dāng)結(jié)構(gòu)的某個截面出現(xiàn)塑性鉸后，結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布發(fā)生了變化，經(jīng)歷了一個重新分布的過程，這個過程成為“塑性內(nèi)力重分布”。1超靜定結(jié)構(gòu)的塑性內(nèi)力重分布現(xiàn)

10、象第38頁/共77頁2.內(nèi)力重分布的過程 第一階段發(fā)生在受拉混凝土開裂到第一個塑性鉸形成之前，彈塑性內(nèi)力重分布。原因為裂縫的形成和開展。 第二階段發(fā)生在第一個塑性鉸形成后直到形成機構(gòu)、結(jié)構(gòu)破壞，塑性內(nèi)力重分布。原因為塑性鉸的轉(zhuǎn)動。兩跨連續(xù)梁內(nèi)力變化圖第39頁/共77頁第40頁/共77頁第41頁/共77頁要求有較高安全儲備的結(jié)構(gòu)。要求有較高安全儲備的結(jié)構(gòu)。(梁板梁板結(jié)構(gòu)中的主梁結(jié)構(gòu)中的主梁)第42頁/共77頁第43頁/共77頁第44頁/共77頁第45頁/共77頁試驗研究表明，塑性鉸轉(zhuǎn)角的大小，隨配筋率的提高而降低，主要取決于截面相對受壓區(qū)高度值。對受彎構(gòu)件，受壓區(qū)高度直接受配筋率的影響。第46頁

11、/共77頁鋼材品種也影響截面的延性，普通熱軋鋼筋具有明顯的屈服臺階，延伸率也較高；混凝土強度等級低，其極限壓應(yīng)變值較高，這些對實現(xiàn) 內(nèi)力重分布都是有利的。 yuu第47頁/共77頁第48頁/共77頁性鉸的允許轉(zhuǎn)動量予以控制，性鉸的允許轉(zhuǎn)動量予以控制，也就是要也就是要控制內(nèi)力重分布的幅控制內(nèi)力重分布的幅度度。第49頁/共77頁 超靜定混凝土結(jié)構(gòu)考慮塑 性內(nèi)力重分布的計算方法極限平衡法塑性鉸法變剛度法強迫轉(zhuǎn)動法彎矩調(diào)幅法非線性全過程分析方法我國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)鋼筋混凝土連續(xù)梁和框架考慮內(nèi)力重分布設(shè)計規(guī)程(CECS 51 93)主要推薦用彎矩調(diào)幅法計算鋼筋混凝土連續(xù)梁、板和框架的內(nèi)力。第50頁/共77頁e(

12、1)MM式中 M調(diào)幅后的彎矩設(shè)計值； Me按彈性方法計算得的彎矩設(shè)計值； 截面的彎矩調(diào)幅系數(shù)。第51頁/共77頁第52頁/共77頁第53頁/共77頁式中 MB、MC連續(xù)梁任一跨調(diào)幅后支座截面彎矩值； M調(diào)整后跨中截面彎矩值； M0該跨按簡支梁計算跨中截面彎矩值 )(210CBMMMM 第54頁/共77頁 調(diào)整后的結(jié)構(gòu)內(nèi)力必須滿足靜力平衡條件。剪力設(shè)計值按荷載最不利布置和調(diào)幅后的支座彎矩由靜力平衡條件計算確定。 2)(241lqgM 第55頁/共77頁 必須滿足正常使用階段變形及裂縫寬度的要求，在使用階段不應(yīng)出現(xiàn)塑性鉸。yvtsvsvffbsA36. 0 第56頁/共77頁承受均布荷載時2M0M

13、gq lVnVgq l等跨連續(xù)梁、板g、q-沿梁單位長度上的恒荷載設(shè)計值、活荷載設(shè)計值；m 、v-考慮塑性內(nèi)力重分布的彎矩、剪力計算系數(shù)；l0-計算跨度，按表3.6采用；ln-凈跨。第57頁/共77頁第58頁/共77頁第59頁/共77頁公式適用于：q/g0.3的等跨連續(xù)梁、板，相鄰兩跨跨度相差小于10%的不等跨連續(xù)梁、板。 跨度值 : 計算跨中彎矩和支座剪力: 取本跨跨度 計算支座彎矩: 取相鄰兩跨較大跨度 次梁對板、主梁對次梁的轉(zhuǎn)動約束作用，以及活荷載的不利布置等因素，在按彎矩調(diào)幅法分析結(jié)構(gòu)時均已考慮 。第60頁/共77頁現(xiàn)澆整體式樓蓋結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析方法 彈性理論 有較大的安全儲備。 塑性理論

14、 內(nèi)力分析與截面計算相協(xié)調(diào)，結(jié)果比較經(jīng)濟， 但一般情況下結(jié)構(gòu)的裂縫較寬，變形較大。 板和次梁：按塑性理論分析內(nèi)力 主 梁 ：按彈性理論分析內(nèi)力 主梁為樓蓋中的主要構(gòu)件，要保證使用中有 較好的性能?，F(xiàn)澆鋼筋混凝土肋梁樓蓋第61頁/共77頁板的承載力計算-因跨高比和板寬皆大，故只需按彎矩計算縱向鋼筋，一般不需抗剪計算。且彎矩由內(nèi)力重分布之調(diào)幅法計算。正彎矩使板下部開裂負(fù)彎矩使板上部開裂板的內(nèi)拱作用周邊梁的約束使板產(chǎn)生推力第62頁/共77頁板的內(nèi)拱作用使其承載力有所提高。對四周與梁整體連接的單向板 (現(xiàn)澆連續(xù)板的內(nèi)區(qū)格就屬于這種情況)，其中間跨的跨中截面及中間支座截面的計算彎矩可減少20，其它截面則

15、不予降低(如板的角區(qū)格、邊跨的跨中截面及第一內(nèi)支座截面的計算彎矩則不折減)。板的內(nèi)拱作用次梁板1.01.01.01.00.80.80.80.80.8第63頁/共77頁1、板的厚度2、板的支承長度 (通常為120mm )3、板中受力鋼筋鋼筋種類鋼筋種類 一般采用一般采用HPB235、HRB335常用直徑常用直徑 6mm、8mm、10mm、12mm，負(fù)鋼筋宜采用較大直徑負(fù)鋼筋宜采用較大直徑 間間 距距 一般不小于一般不小于70mm; 板厚板厚h150mm時，不宜大于時，不宜大于200mm; 板厚板厚h 150mm時，不宜大于時，不宜大于1.5h，且每米寬度內(nèi)不少于，且每米寬度內(nèi)不少于3根。根。 彎

16、彎 起起 式式 錨固好錨固好 ，整體性好，整體性好 ，節(jié)約鋼筋，施工復(fù)雜。，節(jié)約鋼筋，施工復(fù)雜。 分分 離離 式式 錨固較差錨固較差 ，用鋼量稍高，但施工方便，為，用鋼量稍高，但施工方便，為工程中主要采用的工程中主要采用的配筋方式配筋方式。鋼筋彎鉤鋼筋彎鉤 板底鋼筋：半圓彎鉤板底鋼筋：半圓彎鉤 上部負(fù)彎矩鋼筋：直鉤上部負(fù)彎矩鋼筋：直鉤 彎彎 起起截截 斷斷 一般按構(gòu)造處理。板相鄰跨度相差超過一般按構(gòu)造處理。板相鄰跨度相差超過20%或各跨荷載相差或各跨荷載相差較大時，應(yīng)按彎矩包絡(luò)圖確定。較大時，應(yīng)按彎矩包絡(luò)圖確定。第64頁/共77頁當(dāng)q / g3時，a ln /4；當(dāng)q / g3時，a ln /

17、3連續(xù)板受力鋼筋兩種配置方式第65頁/共77頁數(shù)數(shù) 量量 單向板中單位長度上的分布鋼筋，截面面積不應(yīng)小于單向板中單位長度上的分布鋼筋，截面面積不應(yīng)小于單位寬度上受力鋼筋截面面積的單位寬度上受力鋼筋截面面積的10%，且每米寬度內(nèi)不少，且每米寬度內(nèi)不少于于3根，且不宜小于該方向板截面面積的根，且不宜小于該方向板截面面積的0.15% 。間間 距距不宜大于不宜大于250mm直直 徑徑不宜小于不宜小于6mm作作 用用1）澆筑混凝土?xí)r固定受力鋼筋的位置）澆筑混凝土?xí)r固定受力鋼筋的位置2）抵抗收縮和溫度變化產(chǎn)生的內(nèi)力）抵抗收縮和溫度變化產(chǎn)生的內(nèi)力3）承擔(dān)并分布板上局部荷載產(chǎn)生的內(nèi)力）承擔(dān)并分布板上局部荷載產(chǎn)

18、生的內(nèi)力位位 置置與受力鋼筋垂直，均勻布置于受力鋼筋的內(nèi)側(cè)與受力鋼筋垂直，均勻布置于受力鋼筋的內(nèi)側(cè)板中分布鋼筋構(gòu)造要求 分布鋼筋 4、板中構(gòu)造鋼筋第66頁/共77頁墻邊和墻角的上部構(gòu)造鋼筋 截面面積不宜小于該方向跨中受力鋼筋截面面積的1/3；沿非受力方向配置的上部構(gòu)造筋，可適當(dāng)減少。整澆肋梁樓蓋板嵌入墻內(nèi)時，計算時是按簡支考慮，實際上它有部分嵌固作用，將產(chǎn)生局部負(fù)彎矩。沿墻設(shè)板面附加筋，承擔(dān)板傳來的負(fù)彎矩，并減小裂縫寬度 。第67頁/共77頁垂直于主梁的上部構(gòu)造鋼筋 截面面積不宜小于板中受力鋼筋截面面積的1/3。第68頁/共77頁(三) 次梁的截面設(shè)計與構(gòu)造要求1、截面設(shè)計要點2）當(dāng)次梁的截面尺寸滿足表3-4的要求時，一般不必作使用階段的撓度和裂縫寬度驗算。正截面受彎承載