第11章 樓蓋-單向板_第1頁
第11章 樓蓋-單向板_第2頁
第11章 樓蓋-單向板_第3頁
第11章 樓蓋-單向板_第4頁
第11章 樓蓋-單向板_第5頁
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文檔簡介

混凝土結(jié)構(gòu)中冊混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)適用專業(yè):土木工程土木工程與建筑系第11章樓蓋【要求】1、熟練掌握整體式單向梁板結(jié)構(gòu)的內(nèi)力按彈性及考慮塑性內(nèi)力重分布的計(jì)算方法和構(gòu)造要求;

2、熟練掌握整體式雙向梁板結(jié)構(gòu)的內(nèi)力按彈性的計(jì)算方法和構(gòu)造要求;3、掌握整體式樓梯和雨篷的設(shè)計(jì)方法;4、了解疊合梁的設(shè)計(jì)方法;5、掌握預(yù)制板的布置與連接方法和內(nèi)力計(jì)算要點(diǎn);6、熟悉折算荷載、塑性鉸、內(nèi)力重分布、彎矩調(diào)幅等概念;7、了解無梁樓蓋和無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力樓蓋的設(shè)計(jì)方法和構(gòu)造要求。【難點(diǎn)】1、內(nèi)力重分布概念的建立和應(yīng)用;

2、板上最不利荷載布置。主要內(nèi)容:1、現(xiàn)澆整體式單向板肋形樓蓋:計(jì)算方法:a彈性理論計(jì)算內(nèi)力;b考慮塑性內(nèi)力重分布要求熟練掌握:折算荷載、塑性鉸、內(nèi)力重分布、彎矩調(diào)幅等,建立概念;連續(xù)梁、板截面設(shè)計(jì)特點(diǎn)及配筋構(gòu)造要求,深入了解;2、現(xiàn)澆整體式雙向板肋形樓蓋:了解其靜力工作特點(diǎn);掌握內(nèi)力按彈性理論計(jì)算的近似方法;熟悉截面設(shè)計(jì)和構(gòu)造要求。3、裝配式樓蓋:了解預(yù)制梁板的形式、掌握其結(jié)構(gòu)布置和連接及內(nèi)力計(jì)算要點(diǎn)。11.1概述有關(guān)的概念:1、梁板結(jié)構(gòu):簡單地說,梁板結(jié)構(gòu)指由梁和板共同組成的受力體系(骨架),廣泛應(yīng)用于屋蓋、樓蓋、樓梯和雨篷等處。除在建筑結(jié)構(gòu)中得到廣泛應(yīng)用外,梁板結(jié)構(gòu)還用于橋梁的橋面結(jié)構(gòu),特種結(jié)構(gòu)中水池的頂蓋、池壁和底板等。樓蓋和屋蓋是最典型的梁板結(jié)構(gòu)。2、屋蓋:也叫屋頂,通常由防水層、(找坡層)、保溫層、(找平層)和結(jié)構(gòu)層組成。3、樓蓋:也叫樓層,通常由面層、(找平層)、結(jié)構(gòu)層、頂棚共同組成。樓蓋的主要作用:1、承受樓面上的豎向荷載并傳到豎向結(jié)構(gòu)上;2、將水平荷載傳遞或分配到豎向結(jié)構(gòu);3、作為豎向結(jié)構(gòu)的水平聯(lián)系構(gòu)件或支撐點(diǎn)。對樓蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求:

1、強(qiáng)度:足以抵抗荷載作用下產(chǎn)生的內(nèi)力。2、剛度:足以抵抗荷載作用下產(chǎn)生的豎向和水平變形。3、連接可靠:通過構(gòu)造要求和梁柱節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)來予以保證。樓蓋結(jié)構(gòu)的分類:(一)、按施工方法分:可分為:現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓蓋、預(yù)制裝配式鋼筋混凝土樓蓋和裝配整體式樓蓋。(二)、而現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓蓋按支承受力條件不同可分為:肋形樓蓋(單向和雙向)、井字樓蓋、密肋樓蓋和無梁樓蓋四類。(三)、按預(yù)應(yīng)力施加情況分:可以分為:鋼筋混凝土樓蓋和預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土樓蓋。(一)混凝土樓蓋按施工方法分現(xiàn)澆式、裝配式、裝配整體式裝配式混凝土結(jié)構(gòu)樓蓋:(樓板采用混凝土預(yù)制構(gòu)件)n

優(yōu)點(diǎn):便于工業(yè)化生產(chǎn),在多層民用建筑;多層工業(yè)廠房廣泛應(yīng)用。

n

缺點(diǎn):整體性、抗震性、防水性較差,不便于開設(shè)孔洞,故對高層建筑、有抗震設(shè)防要求的建筑及使用要求防水,開設(shè)孔洞樓面不宜采用。

現(xiàn)澆式、裝配式、裝配整體式裝配整體式樓蓋

n

整體式較裝配式好,較現(xiàn)澆式節(jié)省模板、支撐。但此種樓蓋要進(jìn)行二次澆灌,有時增加焊接工作量、施工進(jìn)度、造價不利影響。

n

僅適用于荷載較大的多層廠房中,高層民用建筑及有抗震設(shè)防要求的建筑(一)混凝土樓蓋按施工方法分梁板結(jié)構(gòu)形式按結(jié)構(gòu)形式:

單向板肋梁樓蓋雙向板肋梁樓蓋傳力路線:板-次梁—主梁-柱(墻)-基礎(chǔ)。

1、肋梁樓蓋:分類:

密肋樓蓋:

當(dāng)肋梁樓蓋的梁(肋)間距較?。ㄆ淅唛g距離為0.5~1.0m)時稱為密肋樓蓋。

在相同條件下,密肋樓蓋梁高度減小,使大樓凈空增加——在密肋之間,可以放置填充物=》密肋樓蓋下表面平整,可省去吊頂。分為窄面、雙向密肋樓蓋。

井字樓蓋:

當(dāng)柱間距較大時,若用單向板肋梁樓蓋,梁高度很大,不經(jīng)濟(jì)=》井字樓蓋:

梁格布置成井字形,兩方向梁截面相同。梁間距比密肋樓蓋的肋間距大,井字樓蓋梁間距一般可取3.0~5.0m。井字樓蓋梁的跨度3.5~6.0m。

2、無梁樓蓋(板柱結(jié)構(gòu))

不設(shè)梁,而將板直接支承在柱上的樓蓋稱為無梁樓蓋:

1)

無柱帽

2)有柱帽。

無梁樓蓋與柱構(gòu)成板柱結(jié)構(gòu):

優(yōu)點(diǎn):1)傳力體系簡單

2)樓層凈空高

3)架設(shè)模板方便

4)穿管開孔比較方便。

如圖所示,在承受均布荷載的四邊支承板跨中截出兩個相互垂直的寬度為1m的板帶。假設(shè)不考慮平行板帶間的相互影響,則各板帶根據(jù)跨中變形協(xié)調(diào)條件進(jìn)行分配:

由上式可見,由于板帶支承條件和板厚相同,則;兩個方向分配的荷載僅與其跨度比有關(guān)或與其線剛度比有關(guān)。計(jì)算=2時根據(jù)上式得到的數(shù)值關(guān)系,可以近似的考慮荷載在板跨的傳遞情況。(以l2/l1=2為分界)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定四邊支承的板(或鄰邊支承或三邊支承)應(yīng)按下列規(guī)定計(jì)算:

l2/l1≥3時,按單向板設(shè)計(jì);

l2/l1≤2時,按雙向板設(shè)計(jì);2<l2/l1<3時,宜按雙向板設(shè)計(jì),也可按單向板設(shè)計(jì);按單向板設(shè)計(jì)時,《規(guī)范》規(guī)定的單向板長邊方向的分布鋼筋尚不足以承擔(dān)該方向彎矩,故應(yīng)適當(dāng)增加配筋量。單向板,(又稱為梁式板):

主要在一個方向受力的板,稱為單向板。分為三種情況:

1、

懸臂板

雨篷、板式陽臺

2、

對邊支承板(按彈性理論計(jì)算):

走廊現(xiàn)澆走道板

3、兩相鄰邊支承板、三邊支承及四邊支承板11.2現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋

一、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容從總體來說,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本身包括結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)數(shù)值設(shè)計(jì)兩個大的方面。簡單地說,概念設(shè)計(jì)就是抗震構(gòu)造設(shè)計(jì),從地震震害角度對結(jié)構(gòu)構(gòu)件的基本尺寸作出有關(guān)的規(guī)定,同時提出有關(guān)的構(gòu)造要求;而數(shù)值設(shè)計(jì)就是進(jìn)行結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析,并根據(jù)內(nèi)力配置鋼筋。二、設(shè)計(jì)步驟:1、結(jié)構(gòu)布置;2、確定結(jié)構(gòu)上的荷載及計(jì)算單元;3、確定計(jì)算簡圖;4、結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算;5、配筋計(jì)算;6、根據(jù)構(gòu)造要求配置鋼筋;7、繪制結(jié)構(gòu)施工圖。11.2.1結(jié)構(gòu)平面布置結(jié)構(gòu)布置及梁板基本尺寸確定

梁板結(jié)構(gòu)主要由板、次梁、主梁組成,而該結(jié)構(gòu)必須支撐在柱或墻上,因此結(jié)構(gòu)的布置就是確定柱網(wǎng)尺寸和主、次梁的位置。由此可見,整體式梁板結(jié)構(gòu)中,合理的柱網(wǎng)(墻體)布置、梁格劃分及基本尺寸確定是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的首要問題,它對建筑物的使用、經(jīng)濟(jì)和美觀的要求有直接的影響。(一)、梁板結(jié)構(gòu)布置根據(jù)主梁、次梁的不同位置通常有三種不同的單向板肋梁樓蓋結(jié)構(gòu)布置形式:主梁橫向布置,次梁橫向布置,沒有主梁,只布置次梁,如下圖所示。梁板結(jié)構(gòu)布置的要求:1、柱間距與承重墻的布置,首先應(yīng)滿足使用要求;2、在滿足使用要求的前提下,柱網(wǎng)和梁格劃分盡可能規(guī)則,結(jié)構(gòu)布置越簡單、整齊、統(tǒng)一,越能符合經(jīng)濟(jì)和美觀的要求。3、主梁應(yīng)布置在整體結(jié)構(gòu)的主要受力方向上。對于框架結(jié)構(gòu),為加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度,主梁一般應(yīng)沿房屋橫向布置。在混合結(jié)構(gòu)中,梁的支座應(yīng)設(shè)置在窗間墻或壁柱處,避開門窗洞口,否則洞口上的過梁就要加強(qiáng)以承受梁的反力;4、梁的布置盡可能整齊、貫通;5、梁板結(jié)構(gòu)盡可能劃分為等跨度,以便于設(shè)計(jì)和施工;6、主梁跨度范圍內(nèi)次梁根數(shù)宜為偶數(shù),以便主梁受力合理;7、在樓板上有固定的集中荷載時,如隔墻或較重設(shè)備等,則必須在它下面專門布置承重梁;8、當(dāng)樓蓋中開有較大的洞口時,沿洞口周邊需布置梁。(800mm)9、不封閉的陽臺、廚房和衛(wèi)生間的板面標(biāo)高宜低于相鄰板面。(二)梁、板構(gòu)件的最小尺寸

梁、板結(jié)構(gòu)基本尺寸應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)承載力、剛度和裂縫控制等要求確定。單向板梁板結(jié)構(gòu)尺寸建議如下:1、單向板的經(jīng)濟(jì)跨度一般為1.7~2.5m,一般不宜超過3m;次梁的經(jīng)濟(jì)跨度一般為4~6m;主梁的經(jīng)濟(jì)跨度一般為5~8m。2、梁、板一般不做剛度驗(yàn)算的最小截面尺寸為:板:h=(1/30—1/40)l1板

次梁:h=(1/12—1/18)l次梁

主梁:h=(1/15—1/10)l主梁結(jié)構(gòu)的荷載及計(jì)算單元

(一)作用在梁板結(jié)構(gòu)上的荷載作用在梁板結(jié)構(gòu)上的荷載包括:1、永久荷載:包括結(jié)構(gòu)自重、地面及天棚(抹灰)、隔墻及永久性設(shè)備等荷載;2、可變荷載:包括人群、貨物以及雪荷載、屋面積灰和施工活荷載等;可變荷載的分布通常是不規(guī)則的,在工程設(shè)計(jì)中一般折算成等效均布荷載;作用在板、梁上的活荷載在一跨內(nèi)均按滿跨布置,不考慮半跨內(nèi)活荷載作用的可能性。各項(xiàng)荷載的分項(xiàng)系數(shù)和取值詳見《荷載規(guī)范》。荷載分項(xiàng)系數(shù)的取值恒荷載的分項(xiàng)系數(shù):效應(yīng)對結(jié)構(gòu)不利時,取1.2或1.35效應(yīng)對結(jié)構(gòu)有利時,一般取1.0,甚至取0.9活荷載的分項(xiàng)系數(shù):一般取1.4,大約4的工業(yè)廠房樓面活荷載,取1.3結(jié)構(gòu)的荷載及計(jì)算單元

(二)計(jì)算單元1、單向板:除承受結(jié)構(gòu)自重、抹灰荷載外,還要承受作用在其上的使用活荷載;通常取1m寬度作為荷載計(jì)算單元;2、次梁:除承受結(jié)構(gòu)自重、抹灰荷載外,還要承受板傳來的荷載,計(jì)算板傳來的荷載時,為簡化計(jì)算,不考慮板的連續(xù)性,通常將連續(xù)板視為簡支板,取寬度為板跨度的荷載帶作為荷載計(jì)算單元;3、主梁:除承受結(jié)構(gòu)自重、抹灰荷載外,還要承受次梁傳來的集中荷載,為簡化計(jì)算,不考慮次梁的連續(xù)性,通常將連續(xù)梁視為簡支梁,以兩側(cè)次梁的支座反力作為主梁荷載;一般說來,主梁自重及抹灰荷載較次梁傳遞的集中荷載小得多,故主梁結(jié)構(gòu)自重及抹灰荷載也可以簡化為集中荷載。常見的荷載作用形式板上荷載形式:均布面荷載次梁荷載形式:均布線荷載主梁荷載形式:集中荷載11.2.2計(jì)算簡圖

1.計(jì)算模型與簡化假定對實(shí)際結(jié)構(gòu)進(jìn)行力學(xué)計(jì)算以前,必須加以簡化,略去次要的細(xì)節(jié),顯示其基本特點(diǎn),用一個簡化的圖形代替實(shí)際結(jié)構(gòu),我們把這種圖形叫結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡圖。其簡化內(nèi)容包括:結(jié)構(gòu)體系的簡化、支座的簡化、連接的簡化、荷載的簡化等。(1)支座可以自由轉(zhuǎn)動,但沒有豎向位移;(2)不考慮薄膜效應(yīng)對板內(nèi)力的影響;(3)確定板傳給次梁的荷載以及次梁傳給主梁的荷載時,分別忽略板、次梁的聯(lián)系性,按簡支構(gòu)件計(jì)算支座豎向反力;(4)跨數(shù)超過五跨的聯(lián)系梁、板、當(dāng)各跨荷載相同,且跨度相差不超過10%時,可按五跨的等跨連續(xù)梁、板計(jì)算。關(guān)于結(jié)構(gòu)的支承條件a、支承在磚墻上當(dāng)整體式梁板結(jié)構(gòu)的板、次梁或主梁支承在磚柱或墻上時,結(jié)構(gòu)之間均可視為鉸支座,磚柱、墻對它們的嵌固作用比較小,可以在構(gòu)造設(shè)計(jì)中予以考慮。b、支承在柱上對于整體式梁板結(jié)構(gòu),當(dāng)板、梁和柱整體現(xiàn)澆時,板支承在次梁上,次梁支承在主梁上,主梁支承在柱上。則次梁對板,主梁對次梁,柱對主梁將有一定的約束作用,該約束作用在結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析時必須予以考慮,如后圖所示。常用的梁、板的支承情況

構(gòu)件類型邊支座中間支座砌體梁或柱梁或砌體柱板簡支固端支承鏈桿次梁簡支固端支承鏈桿主梁簡支

簡支

支承鏈桿

框架梁

框架梁按彈性方法結(jié)構(gòu)的折算荷載

折算荷載是為了減少由于支撐條件的假定產(chǎn)生的與實(shí)際條件的偏差而對恒、活載進(jìn)行調(diào)整后所采用的樓面荷載。在均布荷載作用下,板和次梁的內(nèi)力按折算荷載設(shè)計(jì)值進(jìn)行計(jì)算。板與次梁整澆在一起,板的轉(zhuǎn)動將引起次梁扭轉(zhuǎn)。由于次梁抗扭作用,板在支承處不能自由轉(zhuǎn)動,不符合“自由轉(zhuǎn)動”的假設(shè),板的轉(zhuǎn)角變小,減小了板的內(nèi)力。為使板的內(nèi)力計(jì)算值更接近于實(shí)際,需進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,對荷載進(jìn)行折算,后面馬上講到。這種方法也適用于主梁上的次梁。

所以,要考慮折算荷載2結(jié)構(gòu)計(jì)算單元

1、板:整體式單向板梁板結(jié)構(gòu)中,板結(jié)構(gòu)計(jì)算單元與板荷載計(jì)算單元相同

――取1m寬的矩形截面板帶作為板結(jié)構(gòu)計(jì)算單元;

2、次梁:取寬度為板標(biāo)志跨度l1的T形截面帶作為次梁結(jié)構(gòu)的計(jì)算單元;3、主梁:取寬度為次梁標(biāo)志跨度l2的T形截面帶作為主梁結(jié)構(gòu)的計(jì)算單元,如圖所示。3.結(jié)構(gòu)計(jì)算跨度(l)

1、定義:整體式梁板結(jié)構(gòu)中,計(jì)算跨度l0:指在內(nèi)力計(jì)算時所采用的跨間長度。理論上計(jì)算跨度應(yīng)取跨兩端支座處轉(zhuǎn)動點(diǎn)之間的距離。2、按彈性理論計(jì)算時,結(jié)構(gòu)計(jì)算跨度按下述規(guī)定取用:對于單跨板和梁:兩端擱支在磚墻上的板兩端與梁整體連接的板單跨梁結(jié)構(gòu)計(jì)算跨度(l)

對于多跨連續(xù)板和梁:邊跨

對于板而言對于梁而言中間跨對于板對于梁綜合起來說,計(jì)算跨度(按彈性理論方法計(jì)算):a—邊支座支承長度;b—第一內(nèi)支座的支承長度;h—板厚;支承情況計(jì)算跨度梁板兩端與梁、柱整體連接一端與梁(柱)整體連接,另一端支承在磚墻上結(jié)構(gòu)的計(jì)算跨數(shù)

結(jié)構(gòu)計(jì)算中對于等跨數(shù)、等剛度、荷載和支承條件相同的多跨連續(xù)梁、板,經(jīng)結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析表明:除端部兩跨內(nèi)力外,其他所有中間跨的內(nèi)力都較為接近,內(nèi)力相差很小,在工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中可以忽略不計(jì)。因此,所有中間跨內(nèi)力可以由一跨代表。

1、當(dāng)結(jié)構(gòu)實(shí)際跨數(shù)多于五跨時,可以按五跨進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算;

2、對于多跨連續(xù)梁、板的跨數(shù)小于五跨的按實(shí)際跨數(shù)計(jì)算;

3、對于跨度、剛度、荷載及支承條件不同的多跨連續(xù)梁、板,應(yīng)按實(shí)際跨數(shù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析,如下圖所示。4結(jié)構(gòu)的折算荷載

恒載(均布)在整個樓面和次梁上滿布,連續(xù)板或連續(xù)梁在支座處產(chǎn)生的轉(zhuǎn)角為零或者很小可以不計(jì)。

因此,板或次梁在支承處的轉(zhuǎn)動主要是由活荷載的不均勻布置產(chǎn)生。自然,可以減小活荷載來減小板和次梁的轉(zhuǎn)角,要保證連續(xù)板和連續(xù)梁的彎矩不減小,將減小的活荷載加到恒載中。

在計(jì)算板和次梁的內(nèi)力時,采用折算荷載:連續(xù)板g’=g+q/2,q’=q/2連續(xù)梁g’=g+q/4,q’=3q/4式中q,g---實(shí)際作用于結(jié)構(gòu)上的恒載和活荷載設(shè)計(jì)值;

q’,g’—結(jié)構(gòu)分析時采用的折算荷載設(shè)計(jì)值。當(dāng)板或梁擱置在砌體或鋼結(jié)構(gòu)上時,則荷載不進(jìn)行調(diào)整11.2.3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恒載始終作用在結(jié)構(gòu)上時,按實(shí)際情況處理。連續(xù)梁活荷載最不利布置的原則:(1)求某跨跨內(nèi)最大正彎矩時,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,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,應(yīng)在該支座左右兩跨布置活荷載,然后隔跨布置。按此原則,將得出五跨連續(xù)梁活荷載最不利布置方式的種類,如上圖所示。情況1g+q(1,3,5)——產(chǎn)生M1max,M3max,M5max,M2min,M4min,VARmax,VFLmax情況2g+q(2,4)——產(chǎn)生M2max,M4max,M1min,M3min,M5min情況3g+q(1,2,4)——產(chǎn)生MBmax,VBLmax,VBRmax情況4g+q(2,3,5)——產(chǎn)生MCmax,VCLmax,VCRmax情況5g+q(1,3,4)——產(chǎn)生MDmax,VDLmax,VDRmax情況6g+q(2,4,5)——產(chǎn)生MEmax,VELmax,VERmax式中:q(1,3,5)——第1、3、5跨作用有活荷載q的情況(余者類推)。

M1max——第1跨跨內(nèi)最大彎矩。

M2max——第2跨跨內(nèi)最大負(fù)彎矩。

MBmax——B支座處最大負(fù)彎矩。

VARmax——A支座右側(cè)最大剪力。

VFLmax——F支座左側(cè)最大剪力。在各種不同荷載作用下,連續(xù)梁的內(nèi)力可按結(jié)構(gòu)力學(xué)方法計(jì)算,為計(jì)算方便,附表2列出了不同跨、不同荷載形式以及不同荷載布置的連續(xù)梁內(nèi)力計(jì)算系數(shù),計(jì)算時可直接查用。2.內(nèi)力計(jì)算跨數(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,可按五跨的等跨連續(xù)梁、板計(jì)算

(1)在均布及三角形荷載作用下:(2)在集中荷載作用下:3.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。它給出了一個截面可能出現(xiàn)的彎矩設(shè)計(jì)值的上、下限。

在圖1.11所示的五跨連續(xù)梁的彎矩和剪力包絡(luò)圖中,根據(jù)活荷載的不同布置情況,每跨都可以畫出四個彎矩圖形,分別對應(yīng)于跨內(nèi)最大正彎矩、跨內(nèi)最小正彎矩(或負(fù)彎矩)和左、右支座截面的最大負(fù)彎矩。當(dāng)端支座是簡支時,邊跨只能畫出三個彎矩圖形,其外包線就形成了彎矩包絡(luò)圖。從圖中可以看出,不論活荷載如何布置,梁的任一截面產(chǎn)生的彎矩(剪力)總不會超過彎矩(剪力)包絡(luò)圖的范圍。因此,彎矩包絡(luò)圖是計(jì)算和配置縱向受力鋼筋的依據(jù),剪力包絡(luò)圖是計(jì)算和配置橫向受力鋼筋的依據(jù)?!襁B續(xù)梁、板的計(jì)算方法繪制彎矩包絡(luò)圖的步驟:1)

列出恒載及其與各種可能的最不利活荷載布置的組合;

2)

對上述每一種荷載組合求出各支座的彎矩,并以支座彎矩的連線為基線,繪出各跨在相應(yīng)荷載作用下的剪力、彎矩圖。

3)

繪出上述彎矩圖的外包線,即得所求的彎矩包絡(luò)圖。

內(nèi)力包絡(luò)圖由內(nèi)力疊合圖形的外包線構(gòu)成,它反映出各截面可能產(chǎn)生的最大內(nèi)力值,是設(shè)計(jì)時選擇截面和布置鋼筋的依據(jù)。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11.2.4超靜定結(jié)構(gòu)塑性內(nèi)力重分布的概念1.應(yīng)力重分布與內(nèi)力重分布(1)內(nèi)力重分布的概念

超靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力不僅與荷載有關(guān),而且還與結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡圖以及各部分抗彎剛度的比值有關(guān)。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)材料的非線性,其截面的受力全過程有:開裂前的彈性階段、開裂后的帶裂縫階段和鋼筋屈服后的破壞階段。a彈性階段,剛度不變,內(nèi)力與荷載成正比。b帶裂縫階段,各截面間的剛度比值發(fā)生改變,故各截面間內(nèi)力的比值也將隨之改變。c個別截面受拉鋼筋屈服后進(jìn)入破壞階段而形成塑性鉸,引起結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖改變,使內(nèi)力的變化規(guī)律發(fā)生變化。

混凝土結(jié)構(gòu)由于剛度比值改變或出現(xiàn)塑性鉸引起結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖變化,從而引起的結(jié)構(gòu)內(nèi)力不再服從彈性理論的內(nèi)力規(guī)律的現(xiàn)象,稱為塑性內(nèi)力重分布或內(nèi)力重分布。(1)彈性理論不能反映材料的實(shí)際工作狀況;(2)按內(nèi)力包絡(luò)圖進(jìn)行配筋,鋼筋配置過多;(3)彈性理論計(jì)算的支座彎矩較大,使得支座配筋過多,施工不便;

問題的提出1.注意塑性理論與彈性理論的差別2.應(yīng)力重分布和內(nèi)力重分布的區(qū)別2.塑性鉸的概念;3.塑性鉸與理想鉸的區(qū)別4.塑性設(shè)計(jì)的調(diào)幅法概念內(nèi)力計(jì)算

----按塑性理論(考慮內(nèi)力重分布)的計(jì)算(2)內(nèi)力重分布與應(yīng)力重分布區(qū)別應(yīng)力重分布是指截面上各纖維層間的應(yīng)力變化規(guī)律不同于彈性理論而言的,對靜定、超靜定結(jié)構(gòu)都存在。

內(nèi)力重分布是指結(jié)構(gòu)上各個截面間內(nèi)力變化規(guī)律不同于彈性理論而言的,只有超靜定結(jié)構(gòu)才有內(nèi)力重分布現(xiàn)象。因?yàn)殪o定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與截面剛度無關(guān),沒有內(nèi)力重分布,而且出現(xiàn)一個塑性鉸就意味著結(jié)構(gòu)的破壞。

圖1.13所示為一兩跨連續(xù)梁,承受均布荷載設(shè)計(jì)值q=30kN/m,截面尺寸為200mm×500mm,混凝土C20,截面配筋如圖1.13所示,可以得到支座截面抗彎承載力為MuB=116.3kN·m,跨中截面的承載力為Mu1=97.3kN·m,若按彈性理論計(jì)算結(jié)構(gòu)的內(nèi)力,則在均布荷載q作用下,其彎矩如圖1.13實(shí)線所示,支座彎矩設(shè)計(jì)值為MB=135kN·m,跨中彎矩設(shè)計(jì)值為M1=67.25kN·m。由于MB>MuB,所以結(jié)構(gòu)將在支座截面產(chǎn)生塑性鉸,支座截面實(shí)際所能承擔(dān)的彎矩僅為MB′=MuB=116.3kN·m,而跨中截面的彎矩設(shè)計(jì)值M1變?yōu)镸1’=76kN·m.

截面的實(shí)際彎矩圖如圖1.13虛線所示,同按彈性理論的計(jì)算結(jié)果比較,可以看出,由于支座的塑性變形,支座彎矩降低了,而跨中截面的彎矩卻增加了,說明結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了塑性內(nèi)力重分布。連續(xù)梁、板結(jié)構(gòu)按塑性理論方法的內(nèi)力計(jì)算圖1.13兩跨連續(xù)梁的塑性內(nèi)力重分布

實(shí)際上在設(shè)計(jì)中,塑性內(nèi)力重分布的大小可以人為調(diào)整,如上例中,可首先按彈性理論計(jì)算出結(jié)構(gòu)的內(nèi)力,然后將某些截面的彎矩進(jìn)行調(diào)整,例如:將支座截面的彎矩下調(diào)30%,則跨中彎矩則為88KNm,根據(jù)調(diào)整后的彎矩MB′、M1′對截面進(jìn)行配筋,支座及跨中均配318的鋼筋。從上例的計(jì)算可以看出,若按彈性理論的計(jì)算方法對截面進(jìn)行配筋,支座截面的配筋必將遠(yuǎn)大于跨中配筋,導(dǎo)致支座截面的鋼筋擁擠,不便施工。若考慮梁的塑性內(nèi)力重分布,支座截面的彎矩大大降低,截面的配筋減少,有利于改善支座截面的鋼筋擁擠狀況,方便施工。從上面的分析得出,超靜定混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)力重分布可概括為兩個過程:第一過程發(fā)生在受拉區(qū)混凝土開裂到第一個塑性鉸形成以前,主要是由于結(jié)構(gòu)各部分抗彎剛度比值的改變而引起內(nèi)力重分布,稱為彈塑性內(nèi)力重分布;第二過程發(fā)生于第一個塑性鉸形成以后直到形成幾何可變體系結(jié)構(gòu)破壞,由于結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖的改變而引起的內(nèi)力重分布,稱為塑性內(nèi)力重分布。連續(xù)梁、板結(jié)構(gòu)按塑性理論方法的內(nèi)力計(jì)算

內(nèi)力重分布的兩個階段a、當(dāng)荷載達(dá)到一定值時,兩端支座截面產(chǎn)生裂縫,導(dǎo)致支座截面附近區(qū)段內(nèi)的剛度下降,而跨中截面尚未開裂,還保持原來的剛度。b、隨著荷載的增加,支座截面的彎矩增長減緩(忽略),而跨中彎矩增長則加快。由于平衡條件,兩者仍應(yīng)保持平衡c、隨后,跨中截面開裂出現(xiàn)剛度下降,如果支座和跨中截面都有足夠的塑性變形能力,那么在支座區(qū)段的鋼筋屈服時,就可以把支座截面看作是能夠轉(zhuǎn)動,且能承擔(dān)彎矩Mu的塑性鉸。

這樣,梁就成為兩端鉸支的靜定梁,跨中彎矩按簡支梁的規(guī)律增加,出現(xiàn)明顯的內(nèi)力重分布。d、最后,跨中彎矩達(dá)到Mu使梁成為幾何可變體系時,梁便不能繼續(xù)承擔(dān)荷載。

11.2.4超靜定結(jié)構(gòu)塑性內(nèi)力重分布的概念2.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”。塑性鉸長度,塑性鉸轉(zhuǎn)角。塑性鉸在鋼筋屈服截面,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”。P

My

Mu

fy

fu-fy

P

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,這個過程就是“塑性內(nèi)力重分布”。塑性鉸與理想鉸的區(qū)別:①理想鉸不能承受任何彎矩,而塑性鉸則能承受一定的彎矩(My≤M≤Mu);②理想鉸集中于一點(diǎn),塑性鉸則有一定的長度;③理想鉸在兩個方向都可產(chǎn)生無限的轉(zhuǎn)動,而塑性鉸則是有限轉(zhuǎn)動的單向鉸,只能在彎矩作用方向作有限的轉(zhuǎn)動。塑性鉸有鋼筋鉸和混凝土鉸兩種。

混凝土鉸大都出現(xiàn)在受彎構(gòu)件的超筋截面或小偏心受壓構(gòu)件中

鋼筋鉸則出現(xiàn)在受彎構(gòu)件的適筋截面或大偏心受壓構(gòu)件中。超靜定結(jié)構(gòu)的塑性內(nèi)力重分布現(xiàn)象按彈性理論方法:

1.截面間內(nèi)力的分布規(guī)律是不變的;

2.任一截面內(nèi)力達(dá)到其內(nèi)力設(shè)計(jì)值時,認(rèn)為整個結(jié)構(gòu)達(dá)到其承載能力。

實(shí)際上:

1.截面間內(nèi)力的分布規(guī)律是變化的。

2.任一截面內(nèi)力達(dá)到其內(nèi)力設(shè)計(jì)值時,只是該截面達(dá)到其承載能力,出現(xiàn)了塑性鉸。只要整個結(jié)構(gòu)還是幾何不變的,結(jié)構(gòu)還能繼續(xù)承受荷載。3.

內(nèi)力重分布的過程(1)混凝土未開裂,結(jié)構(gòu)接近彈性體系。(2)隨著荷載的增加,支座截面受拉區(qū)混凝土先開裂,截面彎曲剛度降低,但跨內(nèi)截面沒有開裂。支座彎矩增長減緩(忽略),而跨中彎矩增長則加快。由于平衡條件,兩者仍應(yīng)保持平衡(3)支座截面受拉鋼筋屈服,支座塑性鉸形成??梢园阎ё孛婵醋魇悄軌蜣D(zhuǎn)動,且能承擔(dān)彎矩Mu的塑性鉸。

這樣,梁就成為兩端鉸支的靜定梁,跨中彎矩按簡支梁的規(guī)律增加,出現(xiàn)明顯的內(nèi)力重分布。(4)荷載繼續(xù)增加,跨中彎矩達(dá)到Mu使梁從一次超靜定的連續(xù)梁變?yōu)閮筛喼Я?,直至跨?nèi)截面形成塑性鉸,成為幾何可變體系時,梁便不能繼續(xù)承擔(dān)荷載而破壞。

考慮塑性內(nèi)力重分布的意義(1)內(nèi)力計(jì)算方法與截面設(shè)計(jì)方法相協(xié)調(diào);(2)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;(3)充分利用結(jié)構(gòu)的承載力,取得一定的經(jīng)濟(jì)效益。4.影響塑性內(nèi)力重分布的因素①塑性鉸的轉(zhuǎn)動能力塑性鉸的轉(zhuǎn)動能力主要取決于縱向鋼筋的配筋率、鋼材的品種和混凝土的極限壓應(yīng)變。截面的極限曲率=,配筋率越低,受壓區(qū)高度x就越小,故越大,塑性鉸轉(zhuǎn)動能力越大;混凝土的極限壓應(yīng)變越大,大,塑性鉸轉(zhuǎn)動能力也越大?;炷翉?qiáng)度等級高時,極限壓應(yīng)變減小,轉(zhuǎn)動能力下降。普通熱軋鋼筋具有明顯的屈服臺階,延伸率較大,塑性鉸轉(zhuǎn)動能力也越大。②斜截面承載能力③正常使用條件

4.影響塑性內(nèi)力重分布的因素①塑性鉸的轉(zhuǎn)動能力②斜截面承載能力

要想實(shí)現(xiàn)預(yù)期的內(nèi)力重分布,其前提條件之一是在破壞機(jī)構(gòu)形成前,不能發(fā)生因斜截面承載力不足而引起的破壞,否則將阻礙內(nèi)力重分布繼續(xù)進(jìn)行。國內(nèi)外的試驗(yàn)研究表明,支座出現(xiàn)塑性鉸后,連續(xù)梁的受剪承載力比不出現(xiàn)塑性鉸的梁低。加載過程中,連續(xù)梁首先在中間支座和跨內(nèi)出現(xiàn)垂直裂縫,隨后在梁的中間支座兩側(cè)出現(xiàn)斜裂縫。一些破壞前支座已形成塑性鉸的梁,在中間支座兩側(cè)的剪跨段,縱筋和混凝土之間的粘結(jié)有明顯破壞,有的甚至還出現(xiàn)沿縱筋的劈裂裂縫;剪跨比越小,這種現(xiàn)象越明顯。試驗(yàn)量測表明,隨著荷載增加,梁上反彎點(diǎn)兩側(cè)原處于受壓工作狀態(tài)的鋼筋,將會由受壓狀態(tài)變?yōu)槭芾?,這種因縱筋和混凝土之間粘結(jié)破壞所導(dǎo)致的應(yīng)力重分布,使縱向鋼筋出現(xiàn)了拉力增量,而此拉力增量只能依靠增加梁截面剪壓區(qū)的混凝土壓力來維持平衡,這樣,勢必會降低梁的受剪承載力。因此,為了保證連續(xù)梁內(nèi)力重分布能充分發(fā)展,結(jié)構(gòu)構(gòu)件必須要有足夠的受剪承載能力。③正常使用條件

4.影響塑性內(nèi)力重分布的因素①塑性鉸的轉(zhuǎn)動能力②斜截面承載能力③正常使用條件如果最初出現(xiàn)的塑性鉸轉(zhuǎn)動幅度過大,塑性鉸附近截面的裂縫就可能開展過寬,結(jié)構(gòu)的撓度過大,不能滿足正常使用的要求。因此,在考慮內(nèi)力重分布時,應(yīng)對塑性鉸的允許轉(zhuǎn)動量予以控制,也就是要控制內(nèi)力重分布的幅度。一般要求在正常使用階段不應(yīng)出現(xiàn)塑性鉸。5.考慮內(nèi)力重分布的適用范圍考慮結(jié)構(gòu)的內(nèi)力重分布的優(yōu)點(diǎn):(1)能更正確的估計(jì)結(jié)構(gòu)的承載力和使用階段的變形、裂縫;(2)可克服支座鋼筋擁擠現(xiàn)象,簡化配筋構(gòu)造,方便澆搗,提高施工效率和質(zhì)量;

(3)在一定條件和范圍內(nèi)可人為控制結(jié)構(gòu)的彎矩分布,從而使設(shè)計(jì)得以簡化;(4)使結(jié)構(gòu)在破壞時有較多的截面達(dá)到其承載力,從而充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)的潛力,有效地節(jié)約材料。考慮內(nèi)力重分布是以形成塑性鉸為前提的,但下列情況不宜采用:(1)在使用階段不允許出現(xiàn)裂縫或?qū)α芽p開展控制較嚴(yán)的結(jié)構(gòu);(2)處于嚴(yán)重侵蝕性環(huán)境中的結(jié)構(gòu);

(3)直接承受動力和重復(fù)荷載的結(jié)構(gòu);(4)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)和二次受力疊合結(jié)構(gòu);(5)要求有較高承載力儲備的結(jié)構(gòu)。

超靜定結(jié)構(gòu)達(dá)到承載能力極限狀態(tài)的標(biāo)志不是一個截面達(dá)到屈服,而是出現(xiàn)足夠多的塑性鉸,使結(jié)構(gòu)形成破壞機(jī)構(gòu);

幾點(diǎn)具有普遍意義的結(jié)論超靜定結(jié)構(gòu)出現(xiàn)第一個塑性鉸后,結(jié)構(gòu)中的內(nèi)力分布不再服從彈性分析結(jié)果,與彈性內(nèi)力結(jié)果存在差別的現(xiàn)象稱為“塑性內(nèi)力重分布”;考慮塑性內(nèi)力重分布,更符合實(shí)際內(nèi)力分布規(guī)律;按塑性計(jì)算極限承載力>按彈性計(jì)算的極限承載力,因此按彈性分析方法是偏于安全的;彈性理論即符合平衡條件,又符合變形協(xié)調(diào)條件;而塑性理論雖符合符合平衡條件,但不再符合變形協(xié)調(diào)條件;利用連續(xù)梁塑性內(nèi)力重分布的規(guī)律,可以人為將中間支座設(shè)計(jì)彎矩調(diào)低。

可見,在保持連續(xù)梁極限承載力不變的前提下,利用塑性內(nèi)力重分布規(guī)律,人為調(diào)整設(shè)計(jì)彎矩,減少支座配筋的密集程度,有利于施工。但人為調(diào)整設(shè)計(jì)彎矩不是任意的調(diào)整幅度越大,支座塑性鉸出現(xiàn)就越早,達(dá)到極限承載力時所需要的塑性鉸轉(zhuǎn)動也越大如果轉(zhuǎn)動需求超過塑性鉸的轉(zhuǎn)動能力,塑性內(nèi)力重分布就無法實(shí)現(xiàn)內(nèi)力重分布的計(jì)算方法——彎矩調(diào)幅法(1)彎矩調(diào)幅法的概念及基本原則彎矩調(diào)幅法簡稱調(diào)幅法,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。調(diào)幅法的特點(diǎn)是概念清楚,方法簡便,彎矩調(diào)整幅度明確,平衡條件得到滿足。在彎矩調(diào)幅法中,塑性鉸的部位及塑性彎矩值是在按彈性理論分析方法獲得的內(nèi)力基礎(chǔ)上確定的。對于連續(xù)梁、板首先出現(xiàn)塑性鉸的位置宜設(shè)計(jì)在支座截面,塑性彎矩值按彎矩調(diào)幅系數(shù)確定?!?1.2.5連續(xù)梁、板按調(diào)幅法的內(nèi)力計(jì)算(1)彎矩調(diào)幅法的概念及基本原則

式中:——調(diào)幅系數(shù)。

Me——按彈性方法計(jì)算的彎矩值。

Ma——調(diào)幅后的彎矩值。綜合考慮影響內(nèi)力重分布的影響因素后,我國新修訂的《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010—2001)提出下列設(shè)計(jì)原則:①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C20~C45范圍;截面的相對受壓區(qū)高度應(yīng)滿足0.1≤≤0.35。②彎矩調(diào)幅后引起結(jié)構(gòu)內(nèi)力圖形和正常使用狀態(tài)的變化,應(yīng)進(jìn)行驗(yàn)算,并有構(gòu)造措施加以保證?!?1.2.5連續(xù)梁、板按調(diào)幅法的內(nèi)力計(jì)算(1)彎矩調(diào)幅法的概念及基本原則

①采用線彈性方法計(jì)算在荷載最不利布置條件下結(jié)構(gòu)支座截面的彎矩最大值Me。②采用調(diào)幅系數(shù)(一般不宜超過0.2)降低各支座截面彎矩,即彎距設(shè)計(jì)值按下式計(jì)算:

M=(1–)Me (11-11)③結(jié)構(gòu)的跨中彎矩值應(yīng)取彈性分析所得的最不利彎矩和按下式計(jì)算值中的較大值:(11-11)式中:M0——按簡支梁計(jì)算的跨中彎矩設(shè)計(jì)值。

M1,Mr——連續(xù)梁或連續(xù)單向板的左、右支座截面彎矩調(diào)幅后的設(shè)計(jì)值。④校核調(diào)幅后支座和跨中截面的彎矩值均不宜小于M0的1/3,以控制調(diào)幅程度。⑤按最不利荷載布置和調(diào)幅后的支座彎矩,由平衡條件求得控制截面的剪力設(shè)計(jì)值。

●11.2.5連續(xù)梁、板按調(diào)幅法的內(nèi)力計(jì)算(2)考慮塑性內(nèi)力重分布分析方法的具體步驟(3)均布荷載作用下等跨連續(xù)梁、板的內(nèi)力計(jì)算為了方便計(jì)算,對工程中常用的承受均布荷載或間距相同、大小相等的集中荷載的等跨連續(xù)梁或等跨連續(xù)單向板,用調(diào)幅法導(dǎo)出的內(nèi)力系數(shù),設(shè)計(jì)時可直接查表得出控制截面的內(nèi)力系數(shù)并按下列公式計(jì)算彎矩設(shè)計(jì)值M和剪力設(shè)計(jì)值V。根據(jù)上述計(jì)算原則,通過理論推導(dǎo),均布荷載作用下等跨連續(xù)梁、板可按下列公式計(jì)算:●11.2.5連續(xù)梁、板按調(diào)幅法的內(nèi)力計(jì)算(1)等跨連續(xù)梁:承受均布荷載時:

(11-13) (11-15)承受間距相同、大小相等的集中荷載時:

(11-14) (11-16)等跨連續(xù)板:

(11-17)●11.2.5連續(xù)梁、板按調(diào)幅法的內(nèi)力計(jì)算(3)均布荷載作用下等跨連續(xù)梁、板的內(nèi)力計(jì)算式中:g——沿梁單位長度上的恒荷載設(shè)計(jì)值。

q-——沿梁單位長度上的活荷載設(shè)計(jì)值。

G-——一個集中恒荷載設(shè)計(jì)值。

Q——一個集中活荷載設(shè)計(jì)值。

——連續(xù)梁考慮塑性內(nèi)力重分布的彎矩設(shè)計(jì)值,按表11-1采用。

——考慮塑性內(nèi)力重分布梁的剪力計(jì)算系數(shù),按表11-2采用。

——集中荷載修正系數(shù),按表11-3采用。

——計(jì)算跨度。

——凈跨度。

n——跨內(nèi)集中荷載的個數(shù)。●11.2.5連續(xù)梁、板按調(diào)幅法的內(nèi)力計(jì)算(3)均布荷載作用下等跨連續(xù)梁、板的內(nèi)力計(jì)算●11.2.5連續(xù)梁、板按調(diào)幅法的內(nèi)力計(jì)算(3)均布荷載作用下等跨連續(xù)梁、板的內(nèi)力計(jì)算●11.2.5連續(xù)梁、板按調(diào)幅法的內(nèi)力計(jì)算(3)均布荷載作用下等跨連續(xù)梁、板的內(nèi)力計(jì)算●11.2.5連續(xù)梁、板按調(diào)幅法的內(nèi)力計(jì)算(4)用調(diào)幅法計(jì)算不等跨連續(xù)梁、板相鄰兩跨的長跨與短跨之比小于1.10的不等跨連續(xù)梁、板,在均布荷載或間距相同、大小相等的集中荷載作用下,各跨跨中及支座截面的彎矩設(shè)計(jì)值和剪力設(shè)計(jì)值仍可按上述等跨連續(xù)梁、板的規(guī)定確定。對于不滿足上述條件的不等跨連續(xù)梁、板或各跨荷載值相差較大的等跨連續(xù)梁、板,現(xiàn)行規(guī)程提出了簡化方法。對不等跨連續(xù)梁按彎矩調(diào)幅法計(jì)算步驟進(jìn)行;①采用彈性方法計(jì)算在荷載最不利布置條件下結(jié)構(gòu)支座截面的彎矩最大值Me。②采用調(diào)幅系數(shù)(一般不宜超過0.2)降低各支座截面彎矩,即彎距設(shè)計(jì)值按下式計(jì)算:M=(1–)Me ③結(jié)構(gòu)的跨中彎矩值應(yīng)取彈性分析所得的最不利彎矩和按式(11-11)算得的彎矩值中的較大值。④校核調(diào)幅后支座和跨中截面的彎矩值均不宜小于M0的1/3,以控制調(diào)幅程度。⑤按最不利荷載布置和調(diào)幅后的支座彎矩,由平衡條件求得控制截面的剪力設(shè)計(jì)值。

●11.2.5連續(xù)梁、板按調(diào)幅法的內(nèi)力計(jì)算(4)用調(diào)幅法計(jì)算不等跨連續(xù)梁、板而不等跨連續(xù)板則采用以下計(jì)算方法:首先計(jì)算從較大跨度板開始,在下列范圍內(nèi)選定跨中的彎矩設(shè)計(jì)值。邊跨:≤M≤

中間跨:≤M≤

然后按照所選定的跨中彎矩設(shè)計(jì)值,由靜力平衡條件,來確定較大跨度的兩端支座彎矩設(shè)計(jì)值,再以此支座彎矩設(shè)計(jì)值為已知值,重復(fù)上述條件和步驟確定鄰跨的跨中彎矩和相鄰支座的彎矩設(shè)計(jì)值。**采用調(diào)幅法應(yīng)注意的問題①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C20~C45范圍;截面的相對受壓區(qū)高度ξ應(yīng)滿足0.1≤ξ≤0.35;②調(diào)幅系數(shù)β不宜超過0.2;③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

④調(diào)幅后支座和跨中截面的彎矩值均不宜小于M0的1/3;⑤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

11.2.6單向板肋梁樓蓋的截面設(shè)計(jì)與配筋構(gòu)造

肋梁樓蓋的設(shè)計(jì):A、板的設(shè)計(jì);B、梁的設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì):初選截面、荷載計(jì)算、內(nèi)力計(jì)算、截面配筋、構(gòu)造

(1)單向板的設(shè)計(jì)

(截面設(shè)計(jì)、配筋構(gòu)造)

①截面設(shè)計(jì)板的計(jì)算單元通常取為1m,按單筋矩形截面設(shè)計(jì)。板跨內(nèi)拱的作用使板的實(shí)際承載力高于計(jì)算值。周邊與梁整體連接的板,單向板中間跨的跨中彎矩及支座彎矩可各減少20%。

板一般能滿足斜截面受剪承載力要求,設(shè)計(jì)時可不進(jìn)行受剪承載力驗(yàn)算;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)。配筋構(gòu)造

A.板中受力鋼筋板面承受負(fù)彎矩的受力筋:負(fù)鋼筋板底承受正彎矩的受力筋:正鋼筋1、直徑:一般采用6、8、10、11mm2、間距:當(dāng)板厚h≤150mm時,不宜大于200mm,當(dāng)板h>150mm時,不宜大于1.5h,且不宜大于300mm。3、彎起與截?cái)啵嚎缰谐惺苷龔澗氐匿摻畈灰私財(cái)啵ё惺茇?fù)彎矩的鋼筋可以在距支座邊緣不小于a處截?cái)?。?dāng)q/g≤3時,a=ln/4,當(dāng)q/g>3時,a=ln/3。4、鋼筋的錨固:簡支板或連續(xù)板下部縱向受力鋼筋伸入支座的錨固長度不應(yīng)小于5d,d為下部縱向受力鋼筋的直徑。B、構(gòu)造鋼筋

1、分布鋼筋:作用:綁扎固定受力鋼筋;承受板中的溫度應(yīng)力和混凝土收縮應(yīng)力;將作用于板上的集中或局部荷載分散給更多的受力鋼筋承受;承受長跨方向的彎矩。布置:位于受力鋼筋內(nèi)側(cè),在垂直于受力鋼筋的方向,單位長度上分布鋼筋的截面面積不宜小于受力鋼筋截面面積的15%,且不宜小于該方向板截面面積的0.15%,間距不宜大于250mm,直徑不宜小于6mm,對集中荷載較大的,其間距不宜大于200mm。2、附加鋼筋:(1)鋼筋混凝土現(xiàn)澆板應(yīng)沿支承周邊配置上部構(gòu)造鋼筋,其間距不宜大于200mm,直徑不宜小于8mm,并符合下列規(guī)定:2、附加鋼筋:(1)鋼筋混凝土現(xiàn)澆板應(yīng)沿支承周邊配置上部構(gòu)造鋼筋,其間距不宜大于200mm,直徑不宜小于8mm,并符合下列規(guī)定:1)、周邊現(xiàn)澆的板:在板邊上部設(shè)置垂直板邊的構(gòu)造鋼筋,其截面面積不宜小于板跨中相應(yīng)方向縱向鋼筋截面面積的1/3,該鋼筋自梁邊或墻邊伸入板內(nèi)的長度,在單向板中不宜小于短方向計(jì)算跨度的1/5,在雙向板中不宜小于短方向計(jì)算跨度的1/4;在板角處該鋼筋應(yīng)沿兩個垂直方向布置或按放射狀布置。上述構(gòu)造鋼筋應(yīng)按受拉鋼筋錨固在梁內(nèi)或墻內(nèi)和柱內(nèi)。2)、嵌固在砌體墻內(nèi)的板:其上部與板邊垂直的構(gòu)造鋼筋伸入板內(nèi)的長度,從墻邊算起不宜小于板短方向跨度的1/7;在梁邊嵌固于墻內(nèi)的板角部分,應(yīng)配置雙向上部構(gòu)造鋼筋,該鋼筋伸入板內(nèi)的長度,從墻邊算起不宜小于板短方向跨度的1/4;沿受力方向配置的上部構(gòu)造鋼筋,其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)造鋼筋可以適當(dāng)減少。板嵌入承重墻時的板面裂縫分布嵌入承重墻內(nèi)的板面構(gòu)造鋼筋(2)、與主梁垂直的附加負(fù)筋現(xiàn)澆板的受力筋與梁平行時,應(yīng)沿梁長度方向配置間距不大于200mm且與梁垂直的上部構(gòu)造鋼筋,其直徑不宜小于8mm,且單位長度內(nèi)的總截面面積不宜小于單位寬度內(nèi)受力鋼筋截面面積的1/3。該鋼筋

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