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(shè)計(jì)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(shè)計(jì)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(yīng)用于工業(yè)與民用房屋樓蓋、屋蓋、樓梯及雨蓬?；A(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(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定l2/l1≥3時(shí)，可按單向板設(shè)計(jì)3＞l2/l1＞2時(shí)，宜按雙向板設(shè)計(jì)，若按單向板設(shè)計(jì)，應(yīng)沿長邊方向布置足夠的構(gòu)造鋼筋l2/l1≤2時(shí)，應(yīng)按雙向板設(shè)計(jì)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(diǎn)：內(nèi)力計(jì)算內(nèi)力計(jì)算方法：按彈性理論計(jì)算

按塑性內(nèi)力重分布的計(jì)算第18頁/共118頁k1、柱網(wǎng)及梁格應(yīng)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(shè)計(jì)與施工；3、使用要求中的大型設(shè)備應(yīng)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(diǎn)應(yīng)避開門窗洞口。6、板的經(jīng)濟(jì)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(jì)算模型：計(jì)算跨度和跨數(shù)等、結(jié)構(gòu)計(jì)算單元、支承條件；荷載圖式：荷載計(jì)算單元、荷載形式、荷載位置等；2、計(jì)算簡圖第22頁/共118頁當(dāng)?shù)瓤纾ɑ蚩绮?lt;10%）跨數(shù)≤5時(shí)，按實(shí)際跨數(shù)考慮；對于等跨等荷載等剛度的連續(xù)梁，當(dāng)跨數(shù)>5時(shí)，可近似按5跨考慮；配筋計(jì)算時(shí)除兩邊跨外中間各跨配筋相同。2、結(jié)構(gòu)計(jì)算跨數(shù)第23頁/共118頁3、結(jié)構(gòu)計(jì)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(jì)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(shè)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。《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2001)可得到永久荷載與可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值第27頁/共118頁第28頁/共118頁第29頁/共118頁主梁：當(dāng)主梁與柱的混凝土為整體澆注時(shí)，梁與柱組成一個(gè)整體，其內(nèi)力可按剛度計(jì)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(jì)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(jì)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(fù)荷面積？第31頁/共118頁5、按彈性理論方法計(jì)算內(nèi)力特點(diǎn)：假定梁板為理想彈性體系，內(nèi)力計(jì)算可按結(jié)構(gòu)力學(xué)的方法進(jìn)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(luò)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(xiǎn)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(shí)，除恒荷載作用外，應(yīng)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(shí)，除恒載外，應(yīng)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(shí)，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(shí)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(luò)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(yīng)大于內(nèi)力包絡(luò)圖！(4)、內(nèi)力包絡(luò)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(shè)計(jì)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(jì)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(shí)均布荷載均布荷載集中荷載V0：按簡支梁計(jì)算的支座剪力第46頁/共118頁6、按塑性理論方法計(jì)算內(nèi)力按彈性理論方法計(jì)算存在的問題（1）內(nèi)力計(jì)算彈性，而材料為彈塑性。不能反映結(jié)構(gòu)內(nèi)材料的實(shí)際工作狀況。（2）彈性法不經(jīng)濟(jì)；（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(yīng)按相鄰較大的計(jì)算跨度計(jì)算。按塑性理論方法計(jì)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(jì)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(yīng)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(gè)“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(gè)截面，而是一個(gè)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(dá)到承載力極限狀態(tài)，則整個(gè)結(jié)構(gòu)達(dá)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(gè)塑性鉸，超靜定結(jié)構(gòu)只減少一個(gè)多余聯(lián)系，即減少一個(gè)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(gè)塑性鉸，使結(jié)構(gòu)局部或整體成為幾何可變體系時(shí)，結(jié)構(gòu)才達(dá)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(shí)，結(jié)構(gòu)內(nèi)力與荷載呈線性關(guān)系；按塑性理論分析時(shí)，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(shè)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(jì)算方法的基礎(chǔ)上，通過對支座彎矩進(jìn)行調(diào)整的一種方法。四、塑性內(nèi)力重分布法的計(jì)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(shí)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(shí)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(qiáng)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(yīng)不大于30%，即M塑≥0.7M彈；為了保證設(shè)計(jì)允許的最大調(diào)幅值30%，要相應(yīng)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(yīng)盡量接近按彈性計(jì)算的包絡(luò)圖中的跨中彎矩；且應(yīng)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(yīng)不小于該跨按簡支梁計(jì)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(yīng)跨調(diào)整后的跨中彎矩；M’0：在相應(yīng)的荷載作用下，按簡支梁計(jì)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(qiáng)度儲備的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。上述應(yīng)按彈性生理論的方法進(jìn)行!第70頁/共118頁單向板的計(jì)算和配筋設(shè)計(jì)要點(diǎn)配筋構(gòu)造第71頁/共118頁一、設(shè)計(jì)要點(diǎn)經(jīng)濟(jì)配筋率0.4%~0.8%，一般不進(jìn)行抗剪計(jì)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(fù)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(jì)算和配筋設(shè)計(jì)要點(diǎn)：可按塑性法計(jì)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(jìn)行配筋布置，否則應(yīng)按彎矩及剪力包絡(luò)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(jì)算和配筋設(shè)計(jì)要點(diǎn)：按彈性法計(jì)算第80頁/共118頁

主梁的計(jì)算和配筋設(shè)計(jì)要點(diǎn)：按彈性法計(jì)算配筋構(gòu)造：按彎矩和剪力包絡(luò)圖確定鋼筋的彎起和切斷。主、次梁處的設(shè)計(jì)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(yàn)結(jié)果雙向板按彈性理論方法的計(jì)算雙向板按塑性理論方法的計(jì)算雙向板截面設(shè)計(jì)及構(gòu)造要點(diǎn)雙向板支承梁計(jì)算第83頁/共118頁雙向板的受力特點(diǎn)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(jì)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(shí)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(gè)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(shí)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(shí)際情況考慮。第95頁/共118頁若對于某些相鄰區(qū)格板，當(dāng)單區(qū)格板跨度或邊界條件不同時(shí)（跨度著相差小于20%），兩區(qū)格板之間的支座截面最大負(fù)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(fù)彎矩設(shè)計(jì)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(jì)算計(jì)算方法：機(jī)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(shè)1、板在即將破壞時(shí)，最大彎矩處形成“塑性鉸線”，將板分割成若干板塊，成為機(jī)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(fù)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(diǎn)。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(jì)。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(dāng)板發(fā)生豎向位移時(shí)，各平面板塊皆繞塑性鉸線轉(zhuǎn)動；4、只要兩個(gè)方向的配筋合理，則所有通過塑性鉸線上的鋼筋都達(dá)到屈服，混凝土達(dá)到抗壓強(qiáng)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(shí)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(jì)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(shí)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