rc10梁板結(jié)構(gòu).ppt

1、Chap.10 梁板結(jié)構(gòu),1. 概述 2. 整體現(xiàn)澆式單向板肋梁樓蓋 3. 雙向板肋梁樓蓋 4. 樓梯,樓蓋（屋蓋）,10.1 概述,梁板結(jié)構(gòu)是土木工程中常見的結(jié)構(gòu)形式。,Ch.10 梁板結(jié)構(gòu),Ch.10 梁板結(jié)構(gòu),Ch.10 梁板結(jié)構(gòu),樓蓋,樓蓋和屋蓋是房屋結(jié)構(gòu)的重要組成部分，在房屋結(jié)構(gòu)的自重和造價(jià)中占有較大比例。,一、樓蓋的主要功能,把樓蓋上的豎向力傳給豎向結(jié)構(gòu)（柱、墻等）； 把水平力傳給豎向結(jié)構(gòu)或分配豎向結(jié)構(gòu)； 作為豎向結(jié)構(gòu)構(gòu)件的水平聯(lián)系和支撐。,二、對樓的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求,在豎向荷載作用下，滿足承載力和豎向剛度要求； 在樓蓋自身水平面內(nèi)有足夠的水平剛度和整體性； 與豎向構(gòu)件有可靠連接，以保

2、證豎向力和水平力的傳遞。,Ch.10 梁板結(jié)構(gòu),三、樓蓋類型,混凝土樓蓋按施工方法可分為：,混凝土樓蓋按預(yù)加應(yīng)力情況可分為：,單向板肋梁樓蓋 雙向板肋梁樓蓋 井式樓蓋、密肋樓蓋、無梁樓蓋,現(xiàn)澆式樓蓋、裝配式樓蓋、裝配整體式樓蓋,鋼筋混凝土樓蓋、預(yù)應(yīng)力混凝土樓蓋,混凝土樓蓋按結(jié)構(gòu)型式可分為：,Ch.10 梁板結(jié)構(gòu),Ch.10 梁板結(jié)構(gòu),10.2 整體現(xiàn)澆式單向板肋梁樓蓋,一、概述,1. 單向板和雙向板的概念,單向板在荷載作用下，只在一個(gè)方向彎曲 或者主要在一個(gè)方向彎曲的板,a. 懸臂板b. 對邊支承板 c. 四邊支承板(兩鄰邊支承板、三邊支承板),雙向板在荷載作用下，在兩個(gè)方向彎曲， 且不能忽略

3、任一方向彎曲的板,Ch.10 梁板結(jié)構(gòu),規(guī)范規(guī)定：混凝土板應(yīng)按下列原則進(jìn)行計(jì)算： 1兩對邊支承的板和單邊嵌固的懸臂板，應(yīng)按單向板計(jì)算； 2四邊支承的板（或鄰邊支承或三邊支承）應(yīng)按下列規(guī)定計(jì)算： （1）當(dāng)長邊與短邊長度之比大于或等于3時(shí)，可按沿短邊方向受力的單向板計(jì)算； （2）當(dāng)長邊與短邊長度之比小于或等于2時(shí)，應(yīng)按雙向板計(jì)算； （3）當(dāng)長邊與短邊長度之比介于2和3之間時(shí)，宜按雙向板計(jì)算； 當(dāng)按沿短邊方向受力的單向板計(jì)算時(shí)，應(yīng)沿長邊方向布置足夠數(shù)量的構(gòu)造鋼筋。,Ch.10 梁板結(jié)構(gòu),2. 單向板肋梁樓蓋的設(shè)計(jì)步驟,1）結(jié)構(gòu)平面布置，并對梁板進(jìn)行分類編號，初步確定板厚和主、次梁的截面尺寸；,2）確

4、定板和主、次梁的計(jì)算簡圖；,3）梁、板的內(nèi)力計(jì)算及內(nèi)力組合；,4）截面配筋計(jì)算及構(gòu)造措施；,5）繪制施工圖。,Ch.10 梁板結(jié)構(gòu),二、結(jié)構(gòu)平面布置,（1）單向板、次梁和主梁的經(jīng)濟(jì)跨度為： 單向板：（1.72.7）m 次 梁 ：（46）m 主 梁 ：（58）m （2）受力合理 （3）滿足建筑要求 （4）方便施工,進(jìn)行樓蓋的結(jié)構(gòu)平面布置時(shí)，應(yīng)注意以下問題：,Ch.10 梁板結(jié)構(gòu),三、結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖,1. 計(jì)算單元,Ch.10 梁板結(jié)構(gòu),2. 計(jì)算簡圖,跨數(shù)超過五跨的連續(xù)梁、板，當(dāng)各跨荷載相同，且跨度相差不超過10%時(shí)，可按五跨的等跨連續(xù)梁、板計(jì)算,中間支座(D、E)內(nèi)力取與C支座相同； 中間各跨(

5、4、5跨)跨中內(nèi)力，取與第3跨相同。 配筋構(gòu)造按圖(c)。,Ch.10 梁板結(jié)構(gòu),3. 計(jì)算跨度確定,Ch.10 梁板結(jié)構(gòu),當(dāng)按彈性理論計(jì)算時(shí)：,若板、梁邊跨端部擱置在支承構(gòu)件上,中間跨：,（板和梁）,邊跨：,Ch.10 梁板結(jié)構(gòu),當(dāng)按塑性理論計(jì)算時(shí)：,板、次梁：,邊跨：,中間跨：,梁板的計(jì)算跨度也可按表10.2采用,Ch.10 梁板結(jié)構(gòu),4. 折算荷載,當(dāng)板支承在次梁上、次梁支承在主梁上時(shí)，由于次梁對板、主梁對次梁的約束作用，將使支座負(fù)彎矩增大、跨中正彎矩減??；,處理方法：采用折算荷載，增大恒荷載（沿所有跨布置），減小活荷載（按最不利位置布置），以獲得增大支座負(fù)彎矩、減小跨中正彎矩的效果。,

6、Ch.10 梁板結(jié)構(gòu),連續(xù)板：,連續(xù)次梁：,主梁可不作調(diào)整,Ch.10 梁板結(jié)構(gòu),四、連續(xù)梁、板按彈性理論方法的內(nèi)力計(jì)算,1. 活荷載的最不利布置及荷載的最不利組合,1）求某跨跨內(nèi)最大正彎矩時(shí)， 應(yīng)在本跨布置活荷載，然后隔跨布置。,2）求某跨跨內(nèi)最大負(fù)彎矩時(shí)， 本跨不布置活荷載，而在其左右鄰跨布置，然后隔跨布置。,3）求某支座最大負(fù)彎矩或支座左、右截面最大剪力時(shí)， 應(yīng)在該支座左右兩跨布置活荷載，然后隔跨布置。,連續(xù)梁活荷載最不利布置的原則：,Ch.10 梁板結(jié)構(gòu),2. 內(nèi)力計(jì)算,1）在均布及三角形荷載作用下：,2）在集中荷載作用下：,Ch.10 梁板結(jié)構(gòu),3. 內(nèi)力包絡(luò)圖,將同一結(jié)構(gòu)在各種荷載

7、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,Ch.10 梁板結(jié)構(gòu),4. 支座彎矩和剪力設(shè)計(jì)值,彎矩設(shè)計(jì)值：,剪力設(shè)計(jì)值：,均布荷載,集中荷載,Ch.10 梁板結(jié)構(gòu),Ch.10 梁板結(jié)構(gòu),【例題1】,某兩跨連續(xù)梁所受恒載設(shè)計(jì)值為30kN，活載設(shè)計(jì)值為30kN，作用于三分點(diǎn)位置。求彎矩包絡(luò)圖？,1.中間支座最大負(fù)彎矩,2.第一跨跨中最大正彎矩,Ch.10 梁板結(jié)構(gòu),3.第一跨跨中最大負(fù)彎矩,4.彎矩包絡(luò)圖,Ch.10 梁板結(jié)構(gòu),五、連續(xù)梁、板按塑性理論方法的內(nèi)力計(jì)算,1. 塑性鉸的概念,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

8、增加很小的情況下產(chǎn)生很大轉(zhuǎn)動(dòng)，表現(xiàn)得猶如一個(gè)能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的鉸，稱為“塑性鉸”。,Ch.10 梁板結(jié)構(gòu),2. 內(nèi)力重分布的概念,超靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力不僅與荷載有關(guān)，同時(shí)與結(jié)構(gòu)各部分剛度比有關(guān)。,對于超靜定結(jié)構(gòu)，當(dāng)結(jié)構(gòu)的某個(gè)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(gè)重新分布的過程，這個(gè)過程成為“塑性內(nèi)力重分布”。,Ch.10 梁板結(jié)構(gòu),*內(nèi)力重分布與應(yīng)力重分布的區(qū)別,應(yīng)力重分布是指由于材料非線性導(dǎo)致截面上應(yīng)力分布與截面彈性應(yīng)力分布不一致的現(xiàn)象。無論靜定結(jié)構(gòu)還是超靜定結(jié)構(gòu)；,內(nèi)力重分布對靜定結(jié)構(gòu)是不存在的。,1）內(nèi)力計(jì)算方法與截面設(shè)計(jì)方法相協(xié)調(diào)； 2）正確估計(jì)超靜定結(jié)構(gòu)承載力，和使用階段變形及裂縫

9、； 3）可以人為地調(diào)整截面的內(nèi)力分布情況，更合適地布置鋼筋； 4）充分利用結(jié)構(gòu)的承載力，取得一定的經(jīng)濟(jì)效益。,3. 考慮塑性內(nèi)力重分布的意義,Ch.10 梁板結(jié)構(gòu),4. 影響塑性內(nèi)力重分布的因素,1）塑性鉸的轉(zhuǎn)動(dòng)能力 2）斜截面承載能力 3）正常使用條件,因此，截面要有合適的受壓區(qū)高度；構(gòu)件必須要有足夠的受剪承載力。,5. 考慮內(nèi)力重分布的適用范圍,不宜采用 1）裂縫控制等級為一、二級結(jié)構(gòu)構(gòu)件； 2）直接承受動(dòng)力和重復(fù)荷載的混凝土結(jié)構(gòu)； 3）要求有較高承載力儲(chǔ)備的混凝土結(jié)構(gòu)； 4）配置延性較差的受力鋼筋的混凝土結(jié)構(gòu)。,Ch.10 梁板結(jié)構(gòu),6. 塑性鉸的特性,2）塑性鉸是一個(gè)范圍，有一定長度,

10、3）可傳遞彎矩：,4）轉(zhuǎn)動(dòng)能力有限，受配筋率限制,小，轉(zhuǎn)動(dòng)能力大；,1）單向轉(zhuǎn)動(dòng)：只能彎矩作用方向轉(zhuǎn)動(dòng),大，轉(zhuǎn)動(dòng)能力小。,Ch.10 梁板結(jié)構(gòu),7連續(xù)梁、板考慮塑性內(nèi)力重分布的內(nèi)力計(jì)算 彎矩調(diào)幅法,1）彎矩調(diào)幅法,彎矩調(diào)幅法簡稱調(diào)幅法，它是在彈性彎矩的基礎(chǔ)上，根據(jù)需要，適當(dāng)調(diào)整某些截面彎矩值。通常對那些彎矩絕對值較大的截面進(jìn)行彎矩調(diào)整，然后按調(diào)整后的內(nèi)力進(jìn)行截面設(shè)計(jì)和配筋構(gòu)造，是一種適用的設(shè)計(jì)方法。,截面彎矩調(diào)整的幅度用調(diào)幅系數(shù)表示,Ch.10 梁板結(jié)構(gòu),2）采用調(diào)幅法應(yīng)注意的問題, 受力鋼筋宜采用HRB400級、HRB335級熱軋鋼筋，混凝土強(qiáng)度等級宜在C20C45范圍；截面的相對受壓區(qū)高度

11、應(yīng)滿足0.10.35；, 調(diào)幅系數(shù)不宜超過0.2 ；, 連續(xù)梁、板各跨中截面的彎矩應(yīng)不小于包絡(luò)圖及下式計(jì)算的值, 調(diào)幅后支座和跨中截面的彎矩值均不宜小于M0的1/3；, 剪力設(shè)計(jì)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(jì)算確定,Ch.10 梁板結(jié)構(gòu),等跨連續(xù)板,3）用調(diào)幅法計(jì)算等跨連續(xù)梁、板,等跨連續(xù)梁（承受均布荷載）：,Ch.10 梁板結(jié)構(gòu),Ch.10 梁板結(jié)構(gòu),六、單向板肋梁樓蓋的截面設(shè)計(jì)與構(gòu)造要求,1. 單向板的截面設(shè)計(jì)與構(gòu)造要求,1）截面設(shè)計(jì)要點(diǎn), 板的計(jì)算單元通常取為1m，按單筋矩形截面設(shè)計(jì)；, 板一般能滿足斜截面受剪承載力要求，設(shè)計(jì)時(shí)可不進(jìn)行受剪承載力驗(yàn)算；, 板的內(nèi)拱作

12、用，可使跨中彎矩減小20%,Ch.10 梁板結(jié)構(gòu),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(jì)算彎矩可減少20，其它截面則不予降低（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(jì)算彎矩則不折減）。,Ch.10 梁板結(jié)構(gòu),2）構(gòu)造要求,板的厚度,板的支承長度,板中受力鋼筋,鋼筋的直徑,鋼筋的間距,配筋方式,分離式配筋,彎起式配筋,鋼筋的彎起和截?cái)?單跨板，l0 /35；多跨連續(xù)板， l0 /40。且 60mm,h,且 120mm,Ch.10 梁板結(jié)構(gòu),3）板中受力鋼筋,當(dāng)q / g3時(shí)，a=ln /4 當(dāng)q / g3時(shí)，a=ln /3,

13、Ch.10 梁板結(jié)構(gòu),4）板中構(gòu)造鋼筋, 分布鋼筋, 垂直于主梁的板面構(gòu)造鋼筋, 嵌入承重墻內(nèi)的板面構(gòu)造鋼筋（邊部、角部）,Ch.10 梁板結(jié)構(gòu),2. 次梁的截面設(shè)計(jì)與構(gòu)造要求,1）截面設(shè)計(jì)要點(diǎn), 截面形式, 考慮塑性內(nèi)力重分布時(shí)，在下列區(qū)段內(nèi)應(yīng)將計(jì)算所需的箍筋面積增大20： 對集中荷載，取支座邊至最近一個(gè)集中荷載之間的區(qū)段； 對均布荷載，取支座邊至距支座邊為1.05h0的區(qū)段，此處h0為梁截面有效高度。 此外，箍筋的配箍率sv不應(yīng)小于0.3ft/fyv。, 當(dāng)次梁的截面尺寸滿足規(guī)范的要求時(shí)，一般不必作使用階段的撓度和裂縫寬度驗(yàn)算。,Ch.10 梁板結(jié)構(gòu),2）構(gòu)造要求,截面尺寸,支承長度,鋼筋

14、的直徑,鋼筋的間距,梁側(cè)的縱向構(gòu)造鋼筋,配筋方式,Ch.10 梁板結(jié)構(gòu),對于邊次梁，尚應(yīng)考慮板對邊次梁的受扭作用，次梁箍筋和縱筋均增加20。,Ch.10 梁板結(jié)構(gòu),Ch.10 梁板結(jié)構(gòu),3. 主梁的截面設(shè)計(jì)與構(gòu)造要求,1）截面設(shè)計(jì)要點(diǎn),截面形式,主梁支座截面的有效高度h0,單排鋼筋時(shí) h0= h -(5060)mm,雙排鋼筋時(shí) h0h -(7080)mm,主梁的內(nèi)力計(jì)算通常按彈性理論方法進(jìn)行，不考慮塑性內(nèi)力重分布,當(dāng)主梁的截面尺寸滿足規(guī)范的要求時(shí)，一般不必作使用階段的撓度和裂縫寬度驗(yàn)算。,Ch.10 梁板結(jié)構(gòu),2）構(gòu)造要求,截面尺寸,支承長度,鋼筋的直徑,鋼筋的間距,梁側(cè)的縱向構(gòu)造鋼筋,梁縱筋

15、的彎起和截?cái)喟磸澗匕j(luò)圖確定,主梁附加橫向鋼筋,Ch.10 梁板結(jié)構(gòu),附加箍筋和吊筋的總截面面積按下式計(jì)算：,Ch.10 梁板結(jié)構(gòu),10.3 雙向板肋梁樓蓋,在荷載的作用下,在兩個(gè)方向上彎曲,且不能忽略任一方向彎曲的板稱為雙向板,1.雙向板的受力分析,一、雙向板的受力分析和試驗(yàn)研究,Ch.10 梁板結(jié)構(gòu),Ch.10 梁板結(jié)構(gòu),2.雙向板的試驗(yàn)研究,Ch.10 梁板結(jié)構(gòu),四邊擱置無約束,肋形樓蓋,Ch.10 梁板結(jié)構(gòu),二、雙向板內(nèi)力計(jì)算,四邊支承的板,有六種邊界條件: (1)四邊簡支； (2)一邊固定，三邊簡支； (3)兩對邊固定，兩對邊簡支； (4)四邊固定； (5)兩鄰邊固定，兩鄰邊簡支；

16、(6)三邊固定，一邊簡支。,彈性理論計(jì)算方法,1.單塊雙向板的內(nèi)力計(jì)算,Ch.10 梁板結(jié)構(gòu),單位板寬內(nèi)的彎矩設(shè)計(jì)值為:,m 跨中或支座單位板寬內(nèi)的彎矩設(shè)計(jì)值(kNmm)；,q 板上作用的均布荷載設(shè)計(jì)值(kNm2),l 短跨方向的計(jì)算跨度(m),彎矩系數(shù)。,需指出：附表10.2是根據(jù)材料的波桑比0制定的。當(dāng)0時(shí)，可按下式計(jì)算跨中彎矩：,對鋼筋混凝土，=0.2,Ch.10 梁板結(jié)構(gòu),2. 連續(xù)雙向板的內(nèi)力計(jì)算,1）跨中最大彎矩的計(jì)算,在正對稱荷載 (g+q/2) 作用下：,中間支座近似的看作固定支座，,中間區(qū)格均可視為四邊固定的雙向板,在反對稱荷載 (q/2) 作用下：,中間支座視為簡支支座，,

17、(2) 支座最大彎矩的計(jì)算,中間區(qū)格均可視為四邊固定的雙向板 對于邊、角區(qū)格，外邊界條件應(yīng)按實(shí)際情況考慮。,按在正對稱荷載 (g+q) 作用下：,活荷載的不利布置如圖所示：,中間各區(qū)格板均可視為四邊簡支板的雙向板。,Ch.10 梁板結(jié)構(gòu),三、 雙向板的截面設(shè)計(jì)與構(gòu)造要求,考慮板內(nèi)拱作用，對彎矩進(jìn)行折減 連續(xù)板中間區(qū)格的跨中及中間支座截面，折減系數(shù)為0.8; 邊區(qū)格的跨中及自樓板邊緣算起的第二支座截面，當(dāng)l bl 1.5時(shí)，折減系數(shù)為0.8 ；當(dāng)1.5l bl 2.0時(shí)，折減系數(shù)為0.9。l b為區(qū)格沿樓板邊緣方向的跨度，l 為區(qū)格垂直于樓板邊緣方向的跨度。 角區(qū)格的各截面不折減。,1. 雙向板

18、的截面設(shè)計(jì)要點(diǎn),(1) 截面的彎矩設(shè)計(jì)值,取1m板帶，按單筋矩形截面設(shè)計(jì),(2) 截面有效高度,短跨方向 h0h-20(mm) 長跨方向 h0h-30(mm),(3) 配筋計(jì)算,Ch.10 梁板結(jié)構(gòu),2. 雙向板的構(gòu)造要求,2)鋼筋的配置,彎起式和分離式,80160mm;簡支梁:l0/45,連續(xù)梁:l0/45,1)雙向板的厚度,Ch.10 梁板結(jié)構(gòu),沿墻邊及墻角的板內(nèi)構(gòu)造鋼筋與單向板樓蓋相同。,受力鋼筋的直徑、間距、彎起點(diǎn)及截?cái)帱c(diǎn)的位置等均可參照單向板配筋的有關(guān)規(guī)定,Ch.10 梁板結(jié)構(gòu),Ch.10 梁板結(jié)構(gòu),四、雙向板支承梁的設(shè)計(jì),板傳給梁的荷載：,l01為板的短邊,次梁和主梁的設(shè)計(jì)方法和構(gòu)造要求同單向板肋梁樓蓋,1. 荷載確定,Ch.10 梁板結(jié)構(gòu),2. 計(jì)算,a. 將支承梁上三角形或梯形分布荷載化為等效均布荷載，求出支座彎矩；,1）按彈性理論計(jì)算,b. 根據(jù)所求得的支座彎矩和梁的實(shí)際荷載分布（三角形或梯形），由平衡條件計(jì)算梁的跨中彎矩和支座剪力。,在求支座彎矩和跨中彎矩時(shí)，仍需考慮活荷載的最不利位置。,Ch.10 梁板結(jié)構(gòu),2）按調(diào)幅法計(jì)算,在按彈性理論求得的支座彎矩的基礎(chǔ)上，可將支座彎矩調(diào)幅20-25%，再按實(shí)際荷載分布計(jì)算梁的跨中彎矩。,Ch.10 梁