鋼筋混凝土肋形結(jié)構(gòu)計算

鋼筋混凝土肋形結(jié)構(gòu)計算1第一頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期二1.了解梁板結(jié)構(gòu)的設計計算內(nèi)容和基本構(gòu)造要求;2.理解塑性鉸的概念和結(jié)構(gòu)內(nèi)力重分布設計方法;4.了解整體式雙向板肋梁樓蓋的設計方法;3.掌握整體式單向板肋梁樓蓋的設計方法及適用條件;學習目標2第二頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期二肋形結(jié)構(gòu)是由板和支承板的梁等鋼筋混凝土受彎構(gòu)件所組成的板梁結(jié)構(gòu)。廣泛用于房屋建筑中的樓蓋、屋蓋以及陽臺、遂洞進水口上的工作平臺、閘壩上交通平臺、閘門、扶壁式擋土墻、基礎、水池頂板等部位。

第9章

鋼筋混凝土肋形結(jié)構(gòu)§9.1概述3第三頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期二樓梯雨蓬基礎擋土墻4第四頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期二豎向荷載荷載傳遞樓板次梁主梁墻柱基礎地基板次梁主梁柱墻肋形結(jié)構(gòu)豎向荷載的傳遞：5第五頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期二現(xiàn)澆整體式混凝土全部現(xiàn)場澆筑剛度大，整體性好，抗震性好，防水性好模板用量大、現(xiàn)場作業(yè)量大、工期長6第六頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期二裝配式梁板構(gòu)件事先預制，現(xiàn)場拼裝施工進度快，省工省材，符合工業(yè)化要求剛度和整體性差，對抗震不利7第七頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期二現(xiàn)澆整體式裝配式裝配整體式混凝土全部現(xiàn)場澆筑剛度大，整體性好，抗震性好，防水性好模板用量大、現(xiàn)場作業(yè)量大、工期長梁板構(gòu)件事先預制，現(xiàn)場拼裝施工進度快，省工省材，符合工業(yè)化要求剛度和整體性差，對抗震不利將預制梁板吊裝后，通過整結(jié)措施構(gòu)成整體介于整體式和裝配式間剛度、整體性和抗震性能比裝配式稍好。8第八頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期二第九頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期二肋形結(jié)構(gòu)的分類l2l1荷載如何傳遞到板四周梁？板主要傳力方向：

短邊方向or長邊方向？10第十頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期二

在長、短跨分別取單位寬度板帶，由變形協(xié)調(diào)可求出各自承擔的荷載比例。11第十一頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期二現(xiàn)澆肋形結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆單向板肋形結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆雙向板肋形結(jié)構(gòu)l2l1板單向板雙向板當l2/l1≥3時，荷載沿短跨方向傳遞。當l2/l1≤2時，荷載沿短、長跨向傳遞。當2<l2/l1<3時，可按單向板設計，但應適當增加長跨方向的分布鋼筋。

注意單、雙向板鋼筋布置時的差異

★對于四邊支承簡支板：根據(jù)板傳力方式不同：12第十二頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期二13第十三頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期二§9.2現(xiàn)澆單向板肋形結(jié)構(gòu)板次梁主梁柱墻設計步驟選定材料、結(jié)構(gòu)布置確定梁、板計算簡圖梁、板內(nèi)力分析計算配筋計算

繪制施工圖14第十四頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期二選定材料、結(jié)構(gòu)布置結(jié)構(gòu)布置：柱網(wǎng)布置、梁格布置、板厚及梁截面尺寸確定。柱網(wǎng)布置：柱網(wǎng)尺寸不能過大，也不能過小。梁格布置：主梁橫向布置、主梁縱向布置、無主梁。板梁截面尺寸：常按構(gòu)造要求確定。滿足建筑要求、力求簡單、受力合理、節(jié)約材料、降低造價、方便施工15第十五頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期二1、布置原則簡單、規(guī)則、統(tǒng)一（等跨、對稱）2、梁板布置板跨為次梁間距次梁跨度為主梁間距主梁跨度為柱間距梁布得?。菏∧０澹」?，板跨大，板厚增加，多用砼，自重增大。梁布得密：板跨減少，板厚減薄，自重減輕，但費模板和費工。板面積大，板較薄時，材料省，造價低。避免集中荷載直接作用在板上。1.7~2.5m4~6m5~8m16第十六頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期二3、梁板尺寸主梁：h=(1/15~1/10)l0次梁：h=(1/18~1/12)l0

b/h=1/2~1/3板厚為60～120mm。水電站廠房發(fā)電機層的樓板，板厚常用120～200mm4、材料強度

砼強度等級：C20～C40。

板中鋼筋，梁中箍筋、構(gòu)造鋼筋（架立筋、腰筋）：Ⅰ級；

梁中受力鋼筋：Ⅱ級orⅢ級17第十七頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期二板次梁主梁柱墻確定梁、板計算簡圖分解為板、次梁、主梁幾類構(gòu)件單獨計算？18第十八頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期二分解為板、次梁、主梁幾類構(gòu)件單獨計算均簡化為多跨連續(xù)梁確定梁、板計算簡圖19第十九頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期二支座跨度跨數(shù)荷載假定支座無豎向位移假定支座為鉸支座，引起的誤差在內(nèi)力計算時調(diào)整跨數(shù)小于5跨時，按實際跨數(shù)等跨連續(xù)梁跨數(shù)多于5跨時，按5跨連續(xù)梁計算取計算跨度計算分解為板、次梁、主梁幾類構(gòu)件單獨計算荷載分恒荷載和活荷載兩類，取設計值為彌補支座假定為鉸支座引起的誤差，取用折算荷載。確定梁、板計算簡圖20第二十頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期二計算跨數(shù)第二十一頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期二計算跨度（彈性方法）彎矩取支座中心線間的距離lc

支座寬度b較大時板：b>0.1lc，l0＝1.1ln梁：b>0.05lc，l0＝1.05ln

ln

——凈跨度。剪力計算跨度l0＝ln

22第二十二頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期二計算跨度（塑性方法）彎矩板

兩端整澆：l0＝ln

兩端簡支：l0＝ln+h

且l0≤lc

一端整澆、一端簡支：l0＝ln+h/2

且l0≤ln+a/2梁兩端整澆：l0＝ln兩端簡支：l0＝1.05ln且l0≤lc一端整澆、一端簡支：l0＝1.025ln

且l0≤ln+a/2剪力計算跨度l0＝ln

23第二十三頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期二折算荷載采用增大恒荷載和減小活荷載的方法彌補鉸支座假定引起的誤差。折算荷載

板g’=g+q/2

q’=q/2

次梁g’=g+q/4

q’=3q/4

主梁不調(diào)整當板或梁擱置在砌體或鋼結(jié)構(gòu)上時不作調(diào)整。24第二十四頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期二內(nèi)力分析方法按彈性理論方法按塑性理論方法內(nèi)力分析目的求得控制截面的Mmax，-Mmax，Vmax，為計算配筋做準備。ABCDEF12345梁、板內(nèi)力分析計算：假定梁、板為理想彈性體系：考慮梁、板砼材料的塑性特點，考慮塑性內(nèi)力重分布25第二十五頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期二活荷載的最不利布置按彈性理論方法26第二十六頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期二該跨布活載，再隔跨布活載。該跨不布活載，鄰跨布置，再隔跨布活載。該支座相鄰兩跨布活載，再隔跨布活載。該支座相鄰兩跨布活載，再隔跨布活載（同上）?；詈奢d的最不利布置按彈性理論方法某跨跨內(nèi)最大正彎矩某跨跨內(nèi)最大負彎矩

某支座最大負彎矩

某支座最大剪力ABCDEF12345可得：M1max、M3max、M5max；M2min、M4min、VAmax、VFmax。ABCDEF12345可得：M2max、M4max、M1min；M3min、M5min。27第二十七頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期二該跨布活載，再隔跨布活載。該跨不布活載，鄰跨布置，再隔跨布活載。該支座相鄰兩跨布活載，再隔跨布活載。該支座相鄰兩跨布活載，再隔跨布活載（同上）?；詈奢d的最不利布置按彈性理論方法某跨跨內(nèi)最大正彎矩某跨跨內(nèi)最大負彎矩

某支座最大負彎矩

某支座最大剪力可得：MBmax、VB左max、VB右max。ABCDEF12345ABCDEF12345可得：MCmax、VC左max、VC右max。28第二十八頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期二內(nèi)力計算按結(jié)構(gòu)力學方法求相應彎矩、剪力。為減輕計算工作量，已將等跨連續(xù)梁、板在各種不同荷載作用下的內(nèi)力計算簡化為查表（附錄6等截面連續(xù)梁在常用荷載下的內(nèi)力系數(shù)表）進行。均布荷載下：集中荷載下：按彈性理論方法29第二十九頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期二求得支座或跨內(nèi)彎矩、剪力極值后，即可進行截面設計。欲要鋼筋彎起、截斷，則還需了解各截面可能產(chǎn)生的彎矩、剪力極值。欲求各截面可能產(chǎn)生的內(nèi)力極值，需畫結(jié)構(gòu)的內(nèi)力包絡圖。內(nèi)力包絡圖代表連續(xù)梁各截面可能出現(xiàn)的最大（最?。﹥?nèi)力。內(nèi)力包絡圖按彈性理論方法ABCDEF1234530第三十頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期二

將每一種最不利位置的活載與恒載共同作用下產(chǎn)生的彎矩（或剪力），用同一比例畫在同一基線上，取其外包線即為彎矩（或剪力）包絡圖。對于梁板結(jié)構(gòu)，只有彎矩和剪力包絡圖。內(nèi)力包絡圖按彈性理論方法ABCDEF12345彎矩包絡圖用來計算和配置梁的縱向鋼筋；剪力包絡圖用來計算和配置箍筋和彎起鋼筋31第三十一頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期二按彈性理論方法內(nèi)力包絡圖32第三十二頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期二按彈性理論方法內(nèi)力包絡圖33第三十三頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期二

連續(xù)板或梁與支座整澆，危險截面在支座邊緣。Mc：支座中心線處截面的彎矩和剪力；V0：按簡支梁計算的支座剪力b：支座寬度按彈性理論方法彎矩、剪力設計值支座邊緣處：McMbVcVb34第三十四頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期二按彈性理論方法連續(xù)板、梁的彎矩計算值35第三十五頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期二按塑性理論方法

按彈性理論計算方法將混凝土視為彈性體，認為結(jié)構(gòu)的荷載與內(nèi)力、變形為線性關系。

但實際混凝土是一種彈塑性材料，且易受拉開裂，鋼筋在達到屈服時也存在很大塑性變形，鋼筋混凝土材料具有明顯的彈塑性性質(zhì)。彈性體混凝土鋼筋

對靜定結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算與材料彈、塑性無關，但由于材料出現(xiàn)塑性特性，使截面出現(xiàn)應力重分布現(xiàn)象。

對超靜定結(jié)構(gòu)，計算結(jié)構(gòu)內(nèi)力需用到EI等，故當鋼筋混凝土材料塑性現(xiàn)象后，各截面的內(nèi)力不再遵循彈性計算結(jié)果，稱為內(nèi)力重分布或塑性內(nèi)力重分布。

因此，考慮塑性內(nèi)力重分布的設計方法，充分考慮鋼筋混凝土構(gòu)件的塑性性能，是更切合實際、更合理的，能較好地符合結(jié)構(gòu)的實際受力狀態(tài)。同時，考慮塑性內(nèi)力重分布的方法能挖掘結(jié)構(gòu)潛在的承載力，達到節(jié)省材料和改善配筋的目的，可以取得一定的經(jīng)濟效益。36第三十六頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期二M/Mu-f圖按塑性理論方法塑性鉸塑性鉸與力學中理想鉸的區(qū)別：McrMyMu塑性鉸1、理想鉸不能承受彎矩，塑性鉸能承受基本不變的彎矩（My~Mu）。2、理想鉸集中于一點，塑性鉸分布在一定的長度區(qū)域。3、理想鉸可任意無限轉(zhuǎn)動，塑性鉸只能沿彎矩方向有限轉(zhuǎn)動。37第三十七頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期二工程結(jié)構(gòu)全部未知力可由靜力平衡條件確定。除靜力平衡條件外，還需按變形協(xié)調(diào)條件才能確定內(nèi)力的結(jié)構(gòu)。靜定結(jié)構(gòu)超靜定結(jié)構(gòu)按塑性理論方法出現(xiàn)塑性鉸形成幾何可變體系，破壞靜定結(jié)構(gòu)塑性鉸38第三十八頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期二出現(xiàn)塑性鉸減少超靜定次數(shù)，尚未破壞工程結(jié)構(gòu)全部未知力可由靜力平衡條件確定。除靜力平衡條件外，還需按變形協(xié)調(diào)條件才能確定的結(jié)構(gòu)。靜定結(jié)構(gòu)超靜定結(jié)構(gòu)按塑性理論方法超靜定結(jié)構(gòu)出現(xiàn)第1個塑性鉸n次超靜定結(jié)構(gòu)減少一次超靜定次數(shù)，尚未破壞出現(xiàn)第n個塑性鉸減少一次超靜定次數(shù)，尚未破壞出現(xiàn)第n+1個塑性鉸形成幾何可變體系，結(jié)構(gòu)破壞……出現(xiàn)第i個塑性鉸塑性內(nèi)力重分布39第三十九頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期二實際鋼筋砼結(jié)構(gòu)所受內(nèi)力并非按彈性理論計算結(jié)果，而是比按彈性理論計算結(jié)果大，可正確估計結(jié)構(gòu)的承載力及變形和裂縫。考慮材料塑性性質(zhì)分析結(jié)構(gòu)內(nèi)力更加合理、更符合梁板結(jié)構(gòu)的實際工作狀態(tài)?？紤]材料塑性性質(zhì)可充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)的承載力，帶來一定的經(jīng)濟效果。一定范圍內(nèi)可以人為控制結(jié)構(gòu)的彎矩分布，簡化設計，簡化配筋構(gòu)造，方便施工。超靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力重分布按塑性理論方法

在塑性鉸出現(xiàn)后的加載過程中，結(jié)構(gòu)的內(nèi)力經(jīng)過了一個重新分布的過程，這個過程稱為塑性內(nèi)力重分布?？紤]塑性內(nèi)力重分布的意義40第四十頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期二第四十一頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期二按塑性理論方法在彈性理論所得結(jié)果的基礎上進行一定的調(diào)整（彎矩調(diào)幅法

）。如何考慮塑性內(nèi)力重分布彎矩調(diào)幅法

考慮鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的塑性內(nèi)力重分布，把構(gòu)件按彈性理論得出彎矩值和剪力值進行適當調(diào)整。

在按彈性理論分析得的內(nèi)力的基礎上，確定塑性鉸的部位及塑性彎矩值。對連續(xù)梁、板首先出現(xiàn)塑性鉸的位置宜設計在支座截面。對彎矩絕對值較大的截面彎矩（支座彎矩）進行調(diào)整，然后按調(diào)整后的內(nèi)力進行截面設計。

調(diào)幅系數(shù)調(diào)整后，按靜力平衡條件求得其他截面內(nèi)力。42第四十二頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期二第四十三頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期二1、為保證塑性鉸具有足夠的轉(zhuǎn)動能力，必須限制截面配筋率，相對受壓區(qū)高度ξ應滿足0.10≤ξ≤0.35，同時宜采用塑性較好的HPB235、HRB335級和HRB400級鋼筋。2、彎矩調(diào)幅系數(shù)不宜超過0.25。3、調(diào)幅后的支座彎矩平均值與跨中彎矩之和，不應小于按簡支梁計算的跨中最大彎矩M0的1.02倍。支座和跨中截面的彎矩值均應不小于M0的1/3。4、應保證結(jié)構(gòu)在實現(xiàn)彎矩調(diào)幅所要求的內(nèi)力重分布之前不發(fā)生剪切破壞。彎矩調(diào)幅法的原則彎矩調(diào)幅法的原則按塑性理論方法44第四十四頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期二直接承受動力和重復荷載的結(jié)構(gòu)。在使用階段不允許出現(xiàn)裂縫或?qū)α芽p開展有嚴格限制的結(jié)構(gòu)處于侵蝕環(huán)境中的結(jié)構(gòu)。預應力結(jié)構(gòu)和二次受力疊合結(jié)構(gòu)。要求有較高安全儲備的結(jié)構(gòu)。不宜考慮內(nèi)力重分布的情況按塑性理論方法45第四十五頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期二按塑性理論方法（1）等跨連續(xù)梁承受均布荷載時M=αmb(g+q)l02

V=αvb(g+q)ln

承受集中荷載時M=ηαmb(G+Q)l0

V=

αvbn(G+Q)調(diào)整后的內(nèi)力計算αmb：考慮塑性內(nèi)力重分布時的彎矩計算系數(shù)，見表9-3。αvb：考慮塑性內(nèi)力重分布時的剪力計算系數(shù)，見表9-4。η：集中荷載修正系數(shù)，見表9-5。n：跨內(nèi)集中荷載個數(shù)。（2）等跨連續(xù)板承受均布荷載M=αmp(g+q)l02

αmp：考慮塑性內(nèi)力重分布時的彎矩計算系數(shù)，見表9-2。適用條件？

不等跨？處理原則？46第四十六頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期二第四十七頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期二板的配筋配筋計算根據(jù)計算得的內(nèi)力，按照鋼筋混凝土基本理論中的方法進行配筋計算。對于跨內(nèi)正彎矩，鋼筋應配置在板底（板底正筋）對于支座負彎矩，鋼筋應配置在板頂（板面負筋）單向板，算得的鋼筋應沿著板的短跨方向布置。板受力鋼筋的配筋方式有彎起式和分離式兩種。板不直接承受集中荷載作用，一般不進行斜截面受剪承載力計算。48第四十八頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期二彎起式分離式一端彎起兩端彎起板的配筋配筋計算49第四十九頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期二跨中和支座鋼筋分別配，全部采用直鋼筋。跨中直筋可連續(xù)幾跨不切斷，也可每跨都斷開。q／g≤3，a＝ln／4；q／g>3，a＝ln／3。板較薄，負彎矩受力筋端部可做直角彎鉤，抵至板底。分離式板的配筋配筋計算50第五十頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期二板的配筋構(gòu)造鋼筋配筋計算888250851第五十一頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期二連續(xù)梁的配筋跨中正彎矩，應按T形截面設計；支座負彎矩，應按矩形梁計算。鋼筋的彎起和切斷原則上應按彎矩和剪力包絡圖確定，畫抵抗彎矩圖校核，確定支座頂面縱筋的切斷位置。伸入支座內(nèi)的跨中縱筋不少于2根。先配各跨中縱筋，部分可根據(jù)斜截面承載力彎起后伸入支座，承擔支座負彎矩，不滿足支座正截面承載力需要時，另加直筋。配筋計算若箍筋和彎起筋不滿足斜截面承載力時，另加斜筋或鴨筋。52第五十二頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期二≤As/4≤As/4≤As/4第五十三頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期二連續(xù)梁的配筋配筋計算主梁、次梁相交處，主梁承受次梁傳來的集中荷載，須設附加橫向鋼筋（箍筋或吊筋）承擔集中荷載。附加箍筋和吊筋h1h1附加箍筋或吊筋的布置范圍：s=2h1+3b54第五十四頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期二Asv：附加橫向鋼筋的總截面面積；K：承載力安全系數(shù)F：次梁傳給主梁的集中荷載設計值；

fyv：附件橫向鋼筋的抗拉強度設計值；α：吊筋與梁軸線的夾角；m：附加箍筋的排數(shù)；n：同一截面內(nèi)附加箍筋的肢數(shù)。配筋計算連續(xù)梁的配筋55第五十五頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期二§9.3現(xiàn)澆雙向板肋梁樓蓋一、雙向板的受力特點l02l01板雙向板當l02/l01≤2時，板在荷載作用下，縱、橫兩個方向的彎曲都不能忽略的板雙向板的受力和變形比較復雜，實際工程中常用實用的簡化方法。整體式雙向板中的四邊支承板，板的荷載由短邊和長邊兩個方向共同承受，各板帶分得的荷載值與l02/l01有關。l02/l01值較接近時，兩個方向承擔的彎矩較接近；隨l02/l01值增大，短向板帶彎矩值逐漸增大，長向板帶彎矩值逐漸減小。實際上相鄰板帶之間不是獨立的，而是存在約束，存在扭轉(zhuǎn)作用。56第五十六頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期二

四邊簡支正方形或矩形雙向板在均布荷載作用下：雙向板變形圖二、雙向板試驗結(jié)果裂縫出現(xiàn)前，板基本處于彈性工作階段，短跨方向的最大正彎矩出現(xiàn)在中點，長跨方向的最大正彎矩偏離跨中截面。板的豎向位移呈碟形，四角有翹起的趨勢，板傳給支座的壓力不沿邊長均勻分布，中部大，兩邊小。l02l01板57第五十七頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期二接近破壞時，因支座處負彎矩作用，板頂四角出現(xiàn)與對角線大致垂直的圓弧形裂縫。荷載增加，在跨中正彎矩作用下，第一批裂縫出現(xiàn)在板底中間且平行于長邊方向，伸向板角處裂縫