《梁板結(jié)構(gòu)孟憲宏》課件

梁板結(jié)構(gòu)梁板結(jié)構(gòu)是建筑結(jié)構(gòu)中常見的形式，廣泛應(yīng)用于住宅、辦公樓、工業(yè)廠房等各種建筑類型。它由梁和板兩部分組成，梁承受著樓板的荷載，并將荷載傳遞給柱子或墻體。板則起到支撐樓面或屋面的作用。課程簡介課程內(nèi)容課程涵蓋梁板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，例如材料性質(zhì)、應(yīng)力分析、配筋設(shè)計(jì)等。實(shí)用性強(qiáng)課程內(nèi)容結(jié)合工程實(shí)際案例，幫助學(xué)生掌握梁板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法和規(guī)范。面向人群適用于土木工程、結(jié)構(gòu)工程等專業(yè)的學(xué)生和工程技術(shù)人員。梁板結(jié)構(gòu)概述梁板結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代建筑中常見的一種結(jié)構(gòu)形式，其特點(diǎn)是使用鋼筋混凝土梁和板作為主要的承重構(gòu)件，并通過它們將荷載傳遞到基礎(chǔ)上。梁板結(jié)構(gòu)具有施工簡便、造價(jià)低廉、抗震性能良好等優(yōu)點(diǎn)，在住宅、商業(yè)樓宇、工業(yè)廠房等多種建筑類型中得到了廣泛應(yīng)用。材料性質(zhì)混凝土混凝土是梁板結(jié)構(gòu)的主要材料之一，它由水泥、砂、石和水混合而成，具有較高的強(qiáng)度和耐久性。鋼筋鋼筋是梁板結(jié)構(gòu)中的受力構(gòu)件，它由鋼材制成，具有良好的強(qiáng)度和延展性，可以承受拉伸和壓縮應(yīng)力。其他材料除了混凝土和鋼筋外，梁板結(jié)構(gòu)中還可能使用其他材料，例如預(yù)應(yīng)力鋼筋、錨固件、模板等。坐標(biāo)系與應(yīng)力本節(jié)課重點(diǎn)講解梁板結(jié)構(gòu)中常用的坐標(biāo)系以及應(yīng)力分析方法。通過深入理解坐標(biāo)系和應(yīng)力概念，可以更好地掌握梁板結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)，進(jìn)而進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算。1坐標(biāo)系介紹常用的直角坐標(biāo)系和極坐標(biāo)系，以及如何將它們應(yīng)用于梁板結(jié)構(gòu)分析。2應(yīng)力類型講解正應(yīng)力、剪應(yīng)力和復(fù)合應(yīng)力，以及它們?cè)诹喊褰Y(jié)構(gòu)中的具體表現(xiàn)形式。3應(yīng)力計(jì)算介紹常見的應(yīng)力計(jì)算方法，如材料力學(xué)中的應(yīng)力公式和數(shù)值分析方法。應(yīng)力分析梁板結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分析是設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵步驟，它評(píng)估結(jié)構(gòu)在負(fù)載下的應(yīng)力分布。應(yīng)力類型描述正應(yīng)力拉伸或壓縮應(yīng)力，由外力引起。剪應(yīng)力平行于截面的應(yīng)力，由剪切力引起。彎矩及應(yīng)力分布彎矩是梁在彎曲作用下產(chǎn)生的內(nèi)力，它會(huì)導(dǎo)致梁截面產(chǎn)生應(yīng)力。彎矩的大小取決于梁的載荷和支撐條件。應(yīng)力分布是指梁截面上應(yīng)力的大小和方向的變化情況。彎矩會(huì)導(dǎo)致梁截面產(chǎn)生正應(yīng)力和剪應(yīng)力，正應(yīng)力在梁的上下表面最大，剪應(yīng)力在梁的中心軸線附近最大。1彎矩梁內(nèi)部抵抗彎曲變形的能力2應(yīng)力分布梁截面上應(yīng)力的大小和方向變化3正應(yīng)力垂直于截面方向的應(yīng)力4剪應(yīng)力平行于截面方向的應(yīng)力剪力和斜彎矩剪力剪力是作用于梁截面上的垂直力。在梁的橫截面上，剪力會(huì)引起變形，例如彎曲或扭轉(zhuǎn)。斜彎矩斜彎矩是作用于梁截面上，并且同時(shí)存在剪力和彎矩的情況。斜彎矩會(huì)導(dǎo)致梁在受彎的同時(shí)也產(chǎn)生剪切變形。截面尺寸設(shè)計(jì)梁板結(jié)構(gòu)的截面尺寸設(shè)計(jì)是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，直接影響結(jié)構(gòu)的承載能力、剛度和耐久性。設(shè)計(jì)時(shí)需綜合考慮荷載、跨度、材料強(qiáng)度、耐久性、施工條件等因素，并滿足規(guī)范的要求。100mm最小尺寸1.2安全系數(shù)15%最小鋼筋面積25%最大鋼筋面積鋼筋配置鋼筋作用鋼筋作為梁板結(jié)構(gòu)中的骨架，提高其強(qiáng)度和抗拉性能。不同尺寸和形狀的鋼筋根據(jù)具體需求進(jìn)行布置。配筋類型根據(jù)梁板結(jié)構(gòu)的形狀和受力情況，選擇不同類型的鋼筋進(jìn)行配置，確保結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。連接方式鋼筋之間通過焊接或機(jī)械連接方式形成整體，確保結(jié)構(gòu)的完整性。撓曲缺陷分析梁板結(jié)構(gòu)的撓曲缺陷是常見的結(jié)構(gòu)問題。在設(shè)計(jì)階段，需要對(duì)撓曲進(jìn)行分析，確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和使用性能。撓曲缺陷分析包括荷載計(jì)算、材料性能評(píng)估、結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)分析等步驟。通過分析，可以預(yù)測結(jié)構(gòu)在荷載作用下的變形情況，并采取措施降低或避免撓曲缺陷的發(fā)生。裂縫控制11.裂縫控制目標(biāo)控制混凝土結(jié)構(gòu)中裂縫的寬度和數(shù)量，防止結(jié)構(gòu)性能下降。22.裂縫形成原因混凝土收縮、溫度變化、荷載作用等因素都會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂。33.控制措施合理的配筋、適當(dāng)?shù)幕炷翉?qiáng)度、控制混凝土收縮等措施可以有效控制裂縫。44.裂縫驗(yàn)算根據(jù)規(guī)范要求進(jìn)行裂縫寬度驗(yàn)算，確保結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性。正截面極限承載能力正截面極限承載能力是指混凝土梁在彎曲破壞時(shí)所能承受的最大荷載。這對(duì)于評(píng)估梁的抗彎強(qiáng)度和安全性能至關(guān)重要。在進(jìn)行正截面極限承載能力計(jì)算時(shí)，需要考慮鋼筋的強(qiáng)度、混凝土的強(qiáng)度和梁的幾何尺寸等因素。正截面極限承載能力的計(jì)算公式為：N=As*fy+Ac*fc其中，N為正截面極限承載能力，As為受拉鋼筋面積，fy為受拉鋼筋屈服強(qiáng)度，Ac為受壓混凝土面積，fc為受壓混凝土強(qiáng)度。偏心受壓承載能力偏心受壓承載能力軸向力偏離截面形心彎矩影響受壓承載能力計(jì)算考慮偏心距和材料性質(zhì)平衡配筋原理受拉鋼筋受拉鋼筋提供抗拉強(qiáng)度，防止梁發(fā)生斷裂。達(dá)到平衡配筋狀態(tài)時(shí)，鋼筋承受的最大拉力等于混凝土的抗壓強(qiáng)度。受壓鋼筋受壓鋼筋可以幫助混凝土抵抗壓應(yīng)力，提高梁的承載能力，避免過早出現(xiàn)屈服。配筋比例平衡配筋是指受拉鋼筋和受壓鋼筋的比例，確保梁在達(dá)到極限荷載時(shí)，同時(shí)達(dá)到屈服強(qiáng)度，避免發(fā)生脆性破壞。受拉和受壓鋼筋受拉鋼筋受拉鋼筋位于梁的底部，承受彎矩引起的拉力，增強(qiáng)梁的抗拉能力。受壓鋼筋受壓鋼筋位于梁的頂部，承受彎矩引起的壓力，增強(qiáng)梁的抗壓能力。受彎構(gòu)件配筋受彎構(gòu)件指的是在主要承受彎矩作用的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，如梁、板等。它們?cè)诔惺軓澗氐耐瑫r(shí)也承受剪力，因此在配筋時(shí)需要考慮這兩個(gè)因素。配筋目的是為了增強(qiáng)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗彎能力，防止因彎矩過大而發(fā)生破壞。不同的配筋方式可以達(dá)到不同的抗彎強(qiáng)度要求。鋼筋種類通常采用的是冷拔低碳鋼絲或熱軋鋼筋，具體鋼筋類型和規(guī)格需要根據(jù)實(shí)際情況和設(shè)計(jì)規(guī)范來確定。配筋原則需要遵循相關(guān)規(guī)范和設(shè)計(jì)要求，確保結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全性、耐久性和經(jīng)濟(jì)性。配筋計(jì)算實(shí)例1材料參數(shù)首先，確定混凝土強(qiáng)度等級(jí)、鋼筋強(qiáng)度等級(jí)等材料參數(shù)。這些參數(shù)是配筋計(jì)算的基礎(chǔ)。2荷載確定根據(jù)建筑物的使用功能確定不同工況下的荷載，包括恒載和活載。荷載的大小會(huì)直接影響配筋量。3計(jì)算方法根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定的公式和方法進(jìn)行配筋計(jì)算，可以采用手工計(jì)算或軟件輔助計(jì)算。4驗(yàn)算結(jié)果完成配筋計(jì)算后，需要對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)算，確保構(gòu)件滿足強(qiáng)度、剛度和耐久性等要求。5調(diào)整優(yōu)化根據(jù)驗(yàn)算結(jié)果，可能需要對(duì)配筋方案進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化，以達(dá)到最佳的經(jīng)濟(jì)效益和安全性能。構(gòu)造構(gòu)件配筋11.彎起鋼筋彎起鋼筋通常用于梁中，以提高梁的抗剪能力并改善梁的抗裂性能。22.stirrupsstirrups是一種垂直鋼筋，用于固定梁的縱向鋼筋，并增強(qiáng)梁的抗剪能力。33.箍筋箍筋是連接梁的縱向鋼筋和橫向鋼筋的鋼筋，它們有助于提高梁的抗震能力。44.配筋圖配筋圖是建筑圖紙的一部分，它展示了梁、柱和其他結(jié)構(gòu)構(gòu)件的鋼筋排列情況。雙向板配筋彎矩控制雙向板彎矩控制需考慮板的負(fù)彎矩和正彎矩。負(fù)彎矩主要由板的跨度和荷載控制，正彎矩則與支座的剛度和荷載有關(guān)。剪力控制雙向板的剪力控制需要考慮板的邊緣剪力和支座剪力。邊緣剪力主要由板的荷載和尺寸控制，支座剪力則取決于支座的形狀和尺寸。鋼筋布置板的負(fù)彎矩區(qū)通常需要布置雙層鋼筋，上層鋼筋抵抗負(fù)彎矩，下層鋼筋抵抗正彎矩。正彎矩區(qū)一般布置一層鋼筋，主要抵抗正彎矩。板的邊緣和支座部位需要布置一定量的剪力鋼筋，以抵抗剪力。計(jì)算方法雙向板配筋計(jì)算方法通常使用彎矩和剪力系數(shù)法。根據(jù)荷載、跨度、材料強(qiáng)度等參數(shù)，計(jì)算出板的彎矩和剪力，然后根據(jù)相應(yīng)的系數(shù)確定所需的鋼筋面積。支座及連接構(gòu)造支座是梁或板結(jié)構(gòu)中重要的連接部分，連接梁和柱、墻或基礎(chǔ)。支座構(gòu)造應(yīng)滿足抗剪力、抗彎矩以及防震等要求。常見的支座類型包括：簡支梁、固定梁、懸臂梁等。支座構(gòu)造應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的類型，并進(jìn)行合理的配筋設(shè)計(jì)。連接構(gòu)造則指梁與梁之間的連接，或梁與其他構(gòu)件之間的連接。連接構(gòu)造應(yīng)滿足承載能力、變形控制以及耐久性要求。常見的連接構(gòu)造包括：焊接、螺栓連接、灌漿連接等。連接構(gòu)造應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的類型，并進(jìn)行合理的構(gòu)造設(shè)計(jì)。梁的構(gòu)造細(xì)部梁的構(gòu)造細(xì)部設(shè)計(jì)需要考慮以下因素：梁的截面形狀鋼筋布置支座構(gòu)造連接方式這些細(xì)部設(shè)計(jì)直接影響著梁的承載能力、變形能力和耐久性。梁柱節(jié)點(diǎn)構(gòu)造梁柱節(jié)點(diǎn)是梁和柱的連接部位，是結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位之一，也是承載力集中、應(yīng)力復(fù)雜的部位。梁柱節(jié)點(diǎn)構(gòu)造需要滿足結(jié)構(gòu)力學(xué)要求，確保結(jié)構(gòu)安全可靠。梁柱節(jié)點(diǎn)構(gòu)造通常包括節(jié)點(diǎn)核心區(qū)、梁端錨固區(qū)和柱側(cè)錨固區(qū)等，每個(gè)區(qū)域都有相應(yīng)的鋼筋配置要求。節(jié)點(diǎn)核心區(qū)通常采用混凝土澆筑，以提高節(jié)點(diǎn)整體強(qiáng)度，并增強(qiáng)梁和柱的連接強(qiáng)度。梁端錨固區(qū)需要設(shè)置足夠的鋼筋，以保證梁端受力有效傳遞至節(jié)點(diǎn)核心區(qū)，防止梁端脫落。柱側(cè)錨固區(qū)需要設(shè)置足夠的鋼筋，以保證柱側(cè)受力有效傳遞至節(jié)點(diǎn)核心區(qū)，防止柱側(cè)脫落。抗震設(shè)計(jì)地震作用地震發(fā)生時(shí)，建筑物會(huì)受到水平和垂直方向的沖擊力。結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮建筑物的抗震能力，防止地震破壞。生命安全確保建筑物在地震中能保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，保護(hù)人員安全。構(gòu)造鋼筋的重要性增強(qiáng)強(qiáng)度和耐久性構(gòu)造鋼筋能夠顯著增強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和抗裂性能，提高建筑物的整體耐久性。保證整體性構(gòu)造鋼筋作為鋼筋骨架，將混凝土結(jié)構(gòu)緊密連接在一起，防止裂縫擴(kuò)展，確保結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。構(gòu)件尺寸選擇構(gòu)件尺寸選擇是梁板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中重要環(huán)節(jié)，尺寸直接影響到結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。設(shè)計(jì)者需綜合考慮荷載、跨度、材料強(qiáng)度、施工條件等因素，合理選擇梁板尺寸。合適的尺寸能夠確保結(jié)構(gòu)安全可靠，并能有效控制成本。剪力耐力設(shè)計(jì)剪力耐力設(shè)計(jì)是梁板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要組成部分，確保結(jié)構(gòu)在荷載作用下能夠抵抗剪切破壞。剪力耐力設(shè)計(jì)需要考慮梁板的截面尺寸、材料強(qiáng)度、鋼筋配置等因素，并結(jié)合相關(guān)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。1.5剪力剪力是作用在梁板截面上的垂直力。2抗剪抗剪強(qiáng)度是材料抵抗剪切破壞的能力。0.8安全系數(shù)安全系數(shù)用于考慮實(shí)際使用中的各種不確定因素。變形控制撓度控制確保結(jié)構(gòu)撓度滿足使用要求，避免影響建筑物正常使用。沉降控制控制結(jié)構(gòu)沉降，避免建筑物開裂或出現(xiàn)不均勻沉降。裂縫控制通