鋼筋混凝土肋梁樓蓋

鋼筋混凝土肋梁樓蓋第1頁/共118頁施工中的框架承重結(jié)構(gòu)體系與墻體承重結(jié)構(gòu)比較，施工中最大的不同是墻體最后完成。第2頁/共118頁施工中的框架承重結(jié)構(gòu)體系與墻體承重結(jié)構(gòu)比較，施工中最大的不同是墻體最后完成。第3頁/共118頁鋼筋混凝土框架支承的多層工業(yè)廠房第4頁/共118頁第1章梁板結(jié)構(gòu)設計一、單向板肋形樓蓋二、雙向板肋形樓蓋三、整體式無梁樓蓋四、整體式樓梯和雨蓬的設計第5頁/共118頁概述k

混凝土梁板結(jié)構(gòu)主要是由板和梁組成的結(jié)構(gòu)體系，其支承結(jié)構(gòu)可為柱或墻體。廣泛應用于工業(yè)與民用房屋樓蓋、屋蓋、樓梯及雨蓬。基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)（肋梁式筏片基礎(chǔ)、橋梁結(jié)構(gòu)及水工結(jié)構(gòu)等）第6頁/共118頁樓蓋形式k

單向板肋梁樓蓋雙向板肋梁樓蓋井式樓蓋無梁樓蓋現(xiàn)澆（整體式）、裝配式及裝配整體式！第7頁/共118頁第8頁/共118頁第9頁/共118頁第10頁/共118頁第11頁/共118頁第12頁/共118頁第13頁/共118頁第14頁/共118頁第15頁/共118頁q1=98.78%q2=1.22%（單向板）單向板肋梁樓蓋：由單向板組成的梁板結(jié)構(gòu)雙向板肋梁樓蓋：由雙向板組成的梁板結(jié)構(gòu)第16頁/共118頁《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》規(guī)定l2/l1≥3時，可按單向板設計3＞l2/l1＞2時，宜按雙向板設計，若按單向板設計，應沿長邊方向布置足夠的構(gòu)造鋼筋l2/l1≤2時，應按雙向板設計第17頁/共118頁k1.1、單向板肋梁樓蓋現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋:主梁、次梁及板組成重點：內(nèi)力計算內(nèi)力計算方法：按彈性理論計算

按塑性內(nèi)力重分布的計算第18頁/共118頁k1、柱網(wǎng)及梁格應盡量規(guī)整、簡單、統(tǒng)一、美觀；2、梁、板劃分盡可能等跨，便于設計與施工；3、使用要求中的大型設備應直接由梁來支承，在大的孔洞邊布置有梁，另外隔墻下也宜布置梁；4、為了提高建筑物的側(cè)向剛度，主梁宜沿建筑物的橫向布置；5、在混合結(jié)構(gòu)中，梁的支承點應避開門窗洞口。6、板的經(jīng)濟跨度：1.5~2.7m；次梁：4~6m；

主梁：5~8m1、結(jié)構(gòu)布置及梁板基本尺寸第19頁/共118頁第20頁/共118頁第21頁/共118頁結(jié)構(gòu)計算模型：計算跨度和跨數(shù)等、結(jié)構(gòu)計算單元、支承條件；荷載圖式：荷載計算單元、荷載形式、荷載位置等；2、計算簡圖第22頁/共118頁當?shù)瓤纾ɑ蚩绮?lt;10%）跨數(shù)≤5時，按實際跨數(shù)考慮；對于等跨等荷載等剛度的連續(xù)梁，當跨數(shù)>5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。2、結(jié)構(gòu)計算跨數(shù)第23頁/共118頁3、結(jié)構(gòu)計算跨度第24頁/共118頁第25頁/共118頁第26頁/共118頁4、結(jié)構(gòu)的荷載及計算單元1、永久荷載和可變荷載（建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范）永久荷載：自重、地面及天棚抹灰、隔墻及永久性設備可變荷載：人群、貨物以及雪荷載、屋面積灰荷載和施工活荷載；一般折算成等效活荷載?！督ㄖY(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2001)可得到永久荷載與可變荷載標準值第27頁/共118頁第28頁/共118頁第29頁/共118頁主梁：當主梁與柱的混凝土為整體澆注時，梁與柱組成一個整體，其內(nèi)力可按剛度計算，若梁的剛度比柱的剛度大很多（ib≥3~4ic）可將主梁視為鉸支于柱上的連續(xù)梁計算。承受主梁的自重及次梁傳來的集中力。第30頁/共118頁結(jié)構(gòu)計算單元板：取1m寬的矩形截面板帶；次梁：取相鄰兩次梁之間距離之距離，按T形截面；主梁：取如圖所示的荷載面積，按T形截面；問題：柱的負荷面積？第31頁/共118頁5、按彈性理論方法計算內(nèi)力特點：假定梁板為理想彈性體系，內(nèi)力計算可按結(jié)構(gòu)力學的方法進行！一、內(nèi)力系數(shù)表二、荷載的最不利組合三、荷載調(diào)整四、內(nèi)力包絡圖第32頁/共118頁M=kql2

或M=kQlV=kql或V=kQ附錄7(1)、內(nèi)力系數(shù)表第33頁/共118頁（1）結(jié)構(gòu)控制截面等截面多跨連續(xù)梁、板的各支座截面及各跨的跨中截面（2）結(jié)構(gòu)最不利荷載組合由于活荷載作用于結(jié)構(gòu)上的位置是變化的，要獲得結(jié)構(gòu)控制截面產(chǎn)生的最危險內(nèi)力，必須研究結(jié)構(gòu)的最不利荷載組合。(2)、結(jié)構(gòu)最不利荷載組合第34頁/共118頁第35頁/共118頁第36頁/共118頁第37頁/共118頁（3）結(jié)論A：欲求結(jié)構(gòu)某跨跨內(nèi)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(cè)隔跨布置活載；B：欲求結(jié)構(gòu)某支座截面最大彎矩（剪力）時，除恒載外，應在該支座相鄰兩跨布置活荷載，然后向兩側(cè)隔跨布置活載；C：欲求結(jié)構(gòu)邊支座截面最大剪力時，除恒載外，其活荷載布置與求該跨跨內(nèi)截面最大正彎矩時活荷載，然后向兩側(cè)隔跨布置活載。第38頁/共118頁(3)、荷載調(diào)整第39頁/共118頁第40頁/共118頁板折算：永久荷載g/=g+1/2q

活載：q/=1/2q次梁折算：永久荷載g/=g+1/4q

活載：q/=3/4q對連續(xù)主梁和支座均為磚墻（或磚柱）的連續(xù)板、梁中，荷載不調(diào)整。第41頁/共118頁內(nèi)力包絡圖：在恒載的內(nèi)力圖上，疊加以按最不利活載布置得出的各截面的最不利內(nèi)力的外包圖。材料圖：結(jié)構(gòu)各截面承載力值的連線，即結(jié)構(gòu)的抵抗內(nèi)力圖（包括：抵抗彎矩圖和抵抗剪力圖）材料圖應大于內(nèi)力包絡圖！(4)、內(nèi)力包絡圖和材料圖第42頁/共118頁第43頁/共118頁(5)、支座彎矩和剪力設計值第44頁/共118頁對于以混凝土梁或柱為支座的多跨連續(xù)梁板結(jié)構(gòu)均布荷載均布荷載集中荷載V0：按簡支梁計算的支座剪力第45頁/共118頁對于連續(xù)梁、板結(jié)構(gòu)支座為墻體時均布荷載均布荷載集中荷載V0：按簡支梁計算的支座剪力第46頁/共118頁6、按塑性理論方法計算內(nèi)力按彈性理論方法計算存在的問題（1）內(nèi)力計算彈性，而材料為彈塑性。不能反映結(jié)構(gòu)內(nèi)材料的實際工作狀況。（2）彈性法不經(jīng)濟；（3）支座彎矩一般大于跨中彎矩，不便施工。第47頁/共118頁對相鄰跨度差小于10%的不等跨連續(xù)板和次梁也可用上式，但支座彎矩應按相鄰較大的計算跨度計算。按塑性理論方法計算內(nèi)力第48頁/共118頁結(jié)構(gòu)塑性鉸的概念結(jié)構(gòu)的承載力極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)塑性內(nèi)力重分布結(jié)構(gòu)塑性內(nèi)力重分布的限制條件塑性內(nèi)力重分布法的計算方法-調(diào)幅法第49頁/共118頁（1）、結(jié)構(gòu)塑性鉸的概念

適筋梁截面第III應力階段，截面在維持一定數(shù)值彎矩的情況下，截面發(fā)生較大幅度的轉(zhuǎn)動，猶如形成一個“鉸鏈”，轉(zhuǎn)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(chǎn)生轉(zhuǎn)動的彎矩Mu稱為塑性彎矩；截面的塑性轉(zhuǎn)動值稱為塑性極限轉(zhuǎn)角，表示塑性鉸的轉(zhuǎn)動能力。第50頁/共118頁第51頁/共118頁第52頁/共118頁（2）塑性鉸與理想鉸的區(qū)別理想鉸不能傳遞彎矩，但可以自由無限轉(zhuǎn)動；塑性鉸能傳遞一定數(shù)值的塑性彎矩，并在塑性彎矩作用下將發(fā)生有限的轉(zhuǎn)動。塑性鉸不是發(fā)生在結(jié)構(gòu)的某一個截面，而是一個區(qū)段，區(qū)段長度大約為（1~1.5h），h為梁的截面高度。第53頁/共118頁第54頁/共118頁（3）、結(jié)構(gòu)承載力極限狀態(tài)彈性理論分析方法：結(jié)構(gòu)的某一截面達到承載力極限狀態(tài)，則整個結(jié)構(gòu)達到承載力極限狀態(tài)；第55頁/共118頁按塑性理論分析方法：混凝土超靜定結(jié)構(gòu)出現(xiàn)一個塑性鉸，超靜定結(jié)構(gòu)只減少一個多余聯(lián)系，即減少一個超靜定，但結(jié)構(gòu)還能繼續(xù)承受荷載，只有結(jié)構(gòu)出現(xiàn)若干個塑性鉸，使結(jié)構(gòu)局部或整體成為幾何可變體系時，結(jié)構(gòu)才達到承載力極限狀態(tài)。第56頁/共118頁（4）、結(jié)構(gòu)塑性內(nèi)力重分布內(nèi)力重分布：結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布規(guī)律相對于彈性內(nèi)力分布的變化。它主要是由于結(jié)構(gòu)塑性變形及混凝土裂縫開展引起的。按彈性理論分析時，結(jié)構(gòu)內(nèi)力與荷載呈線性關(guān)系；按塑性理論分析時，結(jié)構(gòu)內(nèi)力與荷載為非線性關(guān)系。第57頁/共118頁假設支座和跨中都配

As=763mm2(3根18)第58頁/共118頁M1max=0.156P1

l=0.156×P1×4=0.624P1MBmax=0.188P1

l=0.752P1Mu=84kN/m=0.752P1P1=111.7kN若配As=763mm2(3根18)，則Mu=84kN/m第59頁/共118頁M1max=0.156P1l=0.156×111.74×4=69.7△M1max=Mu-69.7=84.6-69.7=14.3△

P=14.3kN△M1max=1/4△

Pl=14.3P=P1

+△P=111.7+14.3=126kN第60頁/共118頁M1max=0.156Pl=0.156×126×4=78.6MBmax=0.188Pl=0.188×126×4=94.8第61頁/共118頁第62頁/共118頁第63頁/共118頁彎矩調(diào)幅法：在彈性計算方法的基礎(chǔ)上，通過對支座彎矩進行調(diào)整的一種方法。四、塑性內(nèi)力重分布法的計算方法-調(diào)幅法第64頁/共118頁結(jié)構(gòu)塑性內(nèi)力重分布的限制條件塑性鉸是彈塑性材料超靜定結(jié)構(gòu)實現(xiàn)塑性內(nèi)力重分布的關(guān)鍵。為保證塑性內(nèi)力重分布的實現(xiàn)，一方面要求塑性鉸有足夠的轉(zhuǎn)動能力；另一方面要求塑性鉸的轉(zhuǎn)動幅度又不宜過大。研究表明：提高截面高度、減小截面相對受壓區(qū)高度是提高塑性鉸轉(zhuǎn)動能力的最有效措施。第65頁/共118頁工程結(jié)構(gòu)中宜采用HPB235和HRB335級鋼筋和較低強度等級的混凝土：C25~C45；為了滿足使用荷載下裂縫寬度的要求，下調(diào)的幅度應不大于30%，即M塑≥0.7M彈；為了保證設計允許的最大調(diào)幅值30%，要相應限制配筋率或構(gòu)件在塑性內(nèi)力重分布的過程中不發(fā)生其他脆性破壞，如斜截面受剪破壞，錨固破壞等。第66頁/共118頁調(diào)整后的跨中彎矩應盡量接近按彈性計算的包絡圖中的跨中彎矩；且應滿足靜力平衡條件，每跨調(diào)整后的兩端支座彎矩的平均值與跨中彎矩的絕對值之和應不小于該跨按簡支梁計算的跨中彎矩。M’A,M’B:連續(xù)梁某跨兩端調(diào)整后的支座彎矩；M’中:連續(xù)梁相應跨調(diào)整后的跨中彎矩；M’0：在相應的荷載作用下，按簡支梁計算的跨中彎矩；第67頁/共118頁第68頁/共118頁第69頁/共118頁（6）、塑性內(nèi)力重分布法的適用范圍直接承受動荷載作用的結(jié)構(gòu)構(gòu)件；裂縫控制等級為一級或二級的結(jié)構(gòu)構(gòu)件；處于重要部位而又要求有較大強度儲備的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。上述應按彈性生理論的方法進行!第70頁/共118頁單向板的計算和配筋設計要點配筋構(gòu)造第71頁/共118頁一、設計要點經(jīng)濟配筋率0.4%~0.8%，一般不進行抗剪計算第72頁/共118頁二、配筋構(gòu)造1、受力鋼筋P3592、長向支座處的負彎矩鋼筋3、分布鋼筋第73頁/共118頁第74頁/共118頁第75頁/共118頁第76頁/共118頁次梁的計算和配筋設計要點：可按塑性法計算配筋構(gòu)造，對于相鄰跨跨度相差不大于20%，活載和恒載的比q/g≤3的次梁，可按下圖進行配筋布置，否則應按彎矩及剪力包絡圖確定。第77頁/共118頁第78頁/共118頁第79頁/共118頁

主梁的計算和配筋設計要點：按彈性法計算第80頁/共118頁

主梁的計算和配筋設計要點：按彈性法計算配筋構(gòu)造：按彎矩和剪力包絡圖確定鋼筋的彎起和切斷。主、次梁處的設計附加的箍筋和吊筋第81頁/共118頁第82頁/共118頁雙向板肋梁樓蓋

雙向板的受力特征及試驗結(jié)果雙向板按彈性理論方法的計算雙向板按塑性理論方法的計算雙向板截面設計及構(gòu)造要點雙向板支承梁計算第83頁/共118頁雙向板的受力特點k

圖1.3.2圖1.3.3騰15-3第84頁/共118頁第85頁/共118頁k

圖1.3.2圖1.3.3騰15-3第86頁/共118頁第87頁/共118頁第88頁/共118頁第89頁/共118頁雙向板按彈性理論的分析方法k

一、單區(qū)格雙向板的內(nèi)力計算第90頁/共118頁k

（1）、按表所得到的跨內(nèi)和支座彎矩系數(shù)

（2）、考慮橫向變形時的跨內(nèi)彎矩第91頁/共118頁k二、多區(qū)格等跨連續(xù)雙向板的內(nèi)力控制截面：取各支座和跨內(nèi)截面，按最不利組合求控制截面的內(nèi)力第92頁/共118頁k1、跨中最大彎矩第93頁/共118頁在對稱荷載作用下，各區(qū)格板均作用有荷載g’，故板在中間支座處的轉(zhuǎn)角很小，可近似地假定板在所有中間支座處為固定支座；如邊支座為簡支，則邊區(qū)格為三邊固定、一邊簡支支承情況。角區(qū)格為兩鄰邊固定，兩鄰邊簡支支承情況。在反對稱情況q’作用下，板在中間座處的轉(zhuǎn)角方向一致、大小相等，接近于簡支的轉(zhuǎn)角，可近似地假定板在中間支座處為簡支，即每個區(qū)格均可按四邊簡支支承情況。第94頁/共118頁k2、支座最大彎矩近似假定樓蓋上所有區(qū)格均滿布活載（g+p）時得出的支座彎矩，即為支座的最大彎矩，所有中間支座均可視為固定支座，邊支座按實際情況考慮。第95頁/共118頁若對于某些相鄰區(qū)格板，當單區(qū)格板跨度或邊界條件不同時（跨度著相差小于20%），兩區(qū)格板之間的支座截面最大負彎矩值（絕對值）可能不相等，一般可取其平均值作為該支座截面的負彎矩設計值。（騰，公共支座的支座彎矩可偏安全地取相鄰兩區(qū)格板得出的支座彎矩較大值。）第96頁/共118頁k1.3.2雙向板按塑性理論方法的計算計算方法：機動法、極限平衡法及條帶法第97頁/共118頁極限平衡法（塑性鉸法）基本假設1、板在即將破壞時，最大彎矩處形成“塑性鉸線”，將板分割成若干板塊，成為機動可變體系，塑性鉸線上截面均已屈服，彎矩不再增加，但轉(zhuǎn)角可繼續(xù)增大；2、分布荷載作用下，塑性鉸線為直線。塑性鉸線與板的形狀、尺寸、邊界條件、荷載形式、配筋數(shù)量等有關(guān)。通常負的塑性鉸線發(fā)生在固定邊界處，板的正塑性鉸線發(fā)生在板下部的正彎矩處，正塑性鉸線通過相鄰板塊轉(zhuǎn)動軸的交點。第98頁/共118頁3、塑性鉸之間的板塊處于彈性階段，變形很小，相對于塑性鉸處的變形來說可忽略不計。故在均布荷載作用下，可視各板塊為平面剛體，變形集中于塑性鉸線處，因此兩相鄰板塊之間的塑性鉸線必定為直線；當板發(fā)生豎向位移時，各平面板塊皆繞塑性鉸線轉(zhuǎn)動；4、只要兩個方向的配筋合理，則所有通過塑性鉸線上的鋼筋都達到屈服，混凝土達到抗壓強度。第99頁/共118頁極限平衡法（塑性鉸法）第100頁/共118頁第101頁/共118頁

四邊簡支雙向板總彎矩極限平衡方程

如令m代表板單位寬度的極限彎矩，則第102頁/共118頁極限平衡法（塑性鉸法）第103頁/共118頁第104頁/共118頁

四邊固定支承時均布荷載作用下雙向板總彎矩極限平衡方程第105頁/共118頁

四邊簡支雙向板總彎矩極限平衡方程

如令m代表板單位寬度的極限彎矩，則第106頁/共118頁

四邊簡支雙向板總彎矩極限平衡方程

從經(jīng)濟和構(gòu)造要求考慮做如下考慮第107頁/共118頁

四邊簡支雙向板總彎矩極限平衡方程

四邊固定雙向板總彎矩極限平衡方程第108頁/共118頁

四邊固定支承時均布荷載作用下雙向板總彎矩極限平衡方程

問題：四邊簡支板在均布荷載作