《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》 課件 第4、5章 樓蓋結(jié)構(gòu)、多層框架結(jié)構(gòu)_第1頁(yè)
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第4章樓蓋結(jié)構(gòu)

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2本章內(nèi)容第4章樓蓋結(jié)構(gòu)4.1混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)形式4.2樓蓋結(jié)構(gòu)的荷載傳遞4.3肋梁樓蓋的結(jié)構(gòu)布置4.4現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋4.5現(xiàn)澆雙向板肋梁樓蓋4.6井式樓蓋4.7無(wú)梁樓蓋4.8裝配整體式樓蓋4.9樓梯4.10懸挑結(jié)構(gòu)Page

3在建筑結(jié)構(gòu)中,樓蓋結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于樓(屋)蓋、樓梯、陽(yáng)臺(tái)、雨篷、地下室頂板、底板和墻板等,如圖4-1所示。圖4-1常見(jiàn)梁板結(jié)構(gòu)a)樓蓋;b)樓梯;c)雨棚;d)地下室底板、墻板;e)帶扶壁擋土墻第4章樓蓋結(jié)構(gòu)Page

4第4章樓蓋結(jié)構(gòu)混凝土樓(屋)蓋是建筑結(jié)構(gòu)的重要組成部分,對(duì)于保證建筑物的承載力、剛度、耐久性以及抗風(fēng)、抗震性能具有重要的作用,對(duì)于空間利用、建筑效果和建筑隔聲、隔熱也有直接的影響?;炷翗巧w在整個(gè)房屋的材料用量和造價(jià)方面所占的比例是相當(dāng)大的,造價(jià)約占土建總造價(jià)20%~30%,在高層建筑中,樓蓋自重約占整個(gè)建筑總自重的50%~60%。因此,選擇適當(dāng)?shù)臉巧w形式,并正確、合理地進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算,對(duì)整個(gè)房屋的使用和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)至關(guān)重要。為了達(dá)到這個(gè)目標(biāo),同學(xué)們應(yīng)本著對(duì)國(guó)家、對(duì)人民、對(duì)子孫后代負(fù)責(zé)的態(tài)度,為將來(lái)設(shè)計(jì)、建造出安全、經(jīng)濟(jì)、合理的建筑工程而努力學(xué)習(xí)。Page

54.1梁板結(jié)構(gòu)形式第4章樓蓋結(jié)構(gòu)Page

64.1梁板結(jié)構(gòu)形式第4章樓蓋結(jié)構(gòu)Page

7第4章樓蓋結(jié)構(gòu)樓屋蓋結(jié)構(gòu)類(lèi)型有三種分類(lèi)方法1按結(jié)構(gòu)型式單向板肋梁樓蓋雙向板肋梁樓蓋井式樓蓋無(wú)梁樓蓋密肋樓蓋扁梁樓蓋等Page

84.1混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)形式而四邊支承梁也將板分隔成一個(gè)個(gè)區(qū)格,形成整體結(jié)構(gòu)中的水平結(jié)構(gòu)分體系。a)單向板肋梁樓蓋b)雙向板肋梁樓蓋1)肋梁樓蓋板上所承受的荷載通過(guò)四邊的支承梁傳遞給柱或墻,再傳給基礎(chǔ)。根據(jù)矩形板塊邊長(zhǎng)的長(zhǎng)寬比,肋梁樓蓋又分為單向板肋梁樓蓋和雙向板肋梁樓蓋。肋梁樓蓋一般由板、次梁和主梁組成,如圖4-2a、b所示Page

94.1混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)形式是應(yīng)用最多的樓蓋結(jié)構(gòu)形式,受力明確,設(shè)計(jì)計(jì)算簡(jiǎn)單,肋形樓蓋優(yōu)點(diǎn):肋梁樓蓋缺點(diǎn):現(xiàn)澆樓板上留洞方便。用鋼量較低,具有較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo),支模較復(fù)雜,房屋需要有較大的層高,管線布置亦欠方便。Page

104.1混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)形式(4)天棚區(qū)格整齊,在室內(nèi)裝飾上可直接利用肋梁做成各式圖案,加上藝術(shù)處理,可以獲得很好的建筑藝術(shù)效果,比較美觀,因此常用于建筑的門(mén)廳、餐廳,展廳和會(huì)議廳中。當(dāng)柱網(wǎng)間距或房間面積較大時(shí),可采用井式樓蓋,如圖4-2c所示。c)井式樓蓋(1)兩個(gè)方向的梁截面相同,沒(méi)有主次之分,梁格布置成“井字形”,每一區(qū)格的板基本接近正方形,即板塊均為雙向板。(2)交叉梁的布置多采用正交,也可以斜交成450或600,兩個(gè)方向的梁將板面荷載直接傳遞給結(jié)構(gòu)周邊的墻或柱,中部一般不設(shè)柱支承,跨越空間較大,當(dāng)跨越空間很大時(shí)也可設(shè)柱。(3)由于是兩個(gè)方向受力,井式樓蓋梁的高度比肋梁樓蓋小,故適宜用于跨度較大且柱網(wǎng)呈方形的結(jié)構(gòu)。2)井式樓蓋的特點(diǎn)Page

114.1混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)形式3)無(wú)梁樓蓋d)無(wú)梁樓蓋支模簡(jiǎn)單,且穿管、開(kāi)孔較方便無(wú)梁樓蓋(又稱(chēng)板柱結(jié)構(gòu))是將樓板直接支承于柱上,樓蓋中不設(shè)凸出樓板的梁,荷載由板直接傳給柱或設(shè)在房屋周邊的墻,如圖4-2d所示。優(yōu)點(diǎn):傳力直接結(jié)構(gòu)高度?。嚎梢詼p小層高,用于地下室頂板是可以減少土方量。較為經(jīng)濟(jì)。樓板底面平整Page

124.1混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)形式板柱節(jié)點(diǎn)處受力復(fù)雜,柱的反力對(duì)樓板來(lái)說(shuō)相當(dāng)于集中力,容易導(dǎo)致樓板的沖切破壞。3)無(wú)梁樓蓋d)無(wú)梁樓蓋缺點(diǎn):樓板厚度大、用鋼量較大。常用于冷庫(kù)、書(shū)庫(kù)、商店、車(chē)間及倉(cāng)庫(kù)等柱網(wǎng)尺寸接近方形的建筑。應(yīng)用:整體性、穩(wěn)定性較差。為提高整體結(jié)構(gòu)的整體性、穩(wěn)定性,需要設(shè)置抗側(cè)剛度較好的剪力墻。Page

134.1混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)形式密肋樓蓋主要是采用密排布置稱(chēng)為肋的小梁,由于梁肋的間距很小,樓板厚度可以做得很薄,一般僅30~50mm厚,因此樓板重量較輕,有較好的經(jīng)濟(jì)性,建筑效果也很好。(耐久性?)e)單向板密肋樓蓋f)雙向板密肋樓蓋4)密肋樓蓋應(yīng)用:密肋樓蓋有單向板密肋樓蓋和雙向板無(wú)梁密肋樓蓋兩種,當(dāng)柱網(wǎng)接近于正方形時(shí),常采用雙向密肋樓蓋。特點(diǎn):多用于跨度較大而梁高受限制的情況Page

144.1混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)形式當(dāng)層高受到限制,而梁的截面高度不能滿足要求時(shí)采用扁梁寬度可接近甚至大于梁高。g)扁梁樓蓋5)扁梁樓蓋可見(jiàn),不同類(lèi)型的梁板結(jié)構(gòu),都有其優(yōu)缺點(diǎn),我們可根據(jù)它們各自的特點(diǎn)從安全、適用、經(jīng)濟(jì)、耐久的角度來(lái)選擇。如某建筑對(duì)層高限制沒(méi)有大的要求,則該建筑樓蓋可選擇肋梁樓蓋,如果某根梁跨度較大引起截面高度較大而造成層高加大,這樣會(huì)使豎向構(gòu)件高度提高,造成不經(jīng)濟(jì),這時(shí)可根據(jù)剛度相等的原則把該梁可設(shè)計(jì)成扁梁,以提高經(jīng)濟(jì)性,節(jié)約造價(jià),為國(guó)家和人民省錢(qián)并節(jié)約資源。4.1混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)形式2按施工方法現(xiàn)澆式裝配式裝配整體式樓蓋Page

154.1混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)形式(1)現(xiàn)澆梁板結(jié)構(gòu)由主梁、次梁、板現(xiàn)澆而成。優(yōu)點(diǎn):整體性好、剛度大,抗震抗沖擊性能好,防水性好,結(jié)構(gòu)布置靈活,對(duì)不規(guī)則平面適應(yīng)性強(qiáng),容易開(kāi)洞缺點(diǎn):需要先設(shè)置模板,現(xiàn)場(chǎng)的作業(yè)量大,施工速度慢,工期較長(zhǎng),施工還受季節(jié)的限制。Page

164.1混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)形式(2)裝配式樓蓋采用預(yù)制梁板(或預(yù)制板)安裝而成。優(yōu)點(diǎn):便于工業(yè)化生產(chǎn),施工速度較快。缺點(diǎn):整體性、抗震性、防水性較差,不便在樓板上開(kāi)洞。所以,對(duì)于高層建筑、有抗震設(shè)防要求、使用上要求防水和開(kāi)設(shè)洞口的樓面,均不宜采用。Page

17Page

184.1混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)形式在預(yù)制梁板上現(xiàn)澆混凝土疊合層將整個(gè)樓蓋連成整體(3)裝配整體式樓蓋優(yōu)點(diǎn):整體性、抗震性均較裝配式樓蓋好,兼具現(xiàn)澆和裝配式的優(yōu)點(diǎn),是我國(guó)建造方式的發(fā)展趨勢(shì),可實(shí)現(xiàn)建設(shè)的高效率、高品質(zhì)、低資源消耗和低環(huán)境影響,具有較好的社會(huì)效益。缺點(diǎn):需要進(jìn)行混凝土的二次澆筑,而且焊接工作量大,故對(duì)施工進(jìn)度和造價(jià)都帶來(lái)一些不利影響。造價(jià)較裝配式樓蓋高。Page

194.1混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)形式總之,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)建筑的性質(zhì)、用途、平面尺寸、荷載大小、抗震設(shè)防烈度、采光以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)等因素,綜合考慮選擇合適的樓蓋形式。3.按預(yù)加應(yīng)力情況分鋼筋混凝土樓蓋預(yù)應(yīng)力混凝土樓蓋預(yù)應(yīng)力混凝土樓蓋用得最普遍的是無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土平板樓蓋,當(dāng)柱網(wǎng)尺寸較大時(shí),它可有效減小板厚,降低建筑層高,改善結(jié)構(gòu)的使用功能。Page

204.2樓蓋結(jié)構(gòu)的荷載傳遞第4章樓蓋結(jié)構(gòu)Page

214.2梁板結(jié)構(gòu)的荷載傳遞4.2.1荷載傳遞原則4.2.2單向板與雙向板Page

224.2.1荷載傳遞原則如圖4-3所示的十字交叉梁,在跨中交叉點(diǎn)處作用一個(gè)集中荷載P,四個(gè)支座均為簡(jiǎn)支,試分析其受力情況。由兩個(gè)方向梁的跨中交叉點(diǎn)處豎向撓度相等的條件有:由此可得到以下兩個(gè)有關(guān)荷載傳遞原則的結(jié)論:a)

b)c)圖4-3交叉梁的荷載傳遞a)集中荷載下的交叉梁;b)短向L1梁的受力;c)長(zhǎng)向L2梁的受力Page

23荷載按構(gòu)件剛度來(lái)分配的原則是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中一個(gè)重要的概念,是貫穿建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一條主線。(1)當(dāng)兩個(gè)方向梁的截面抗彎剛度相同時(shí),即EI1=EI2時(shí),荷載沿短跨方向梁的傳遞遠(yuǎn)大于沿長(zhǎng)跨方向梁的傳遞,這就是荷載最短路徑傳遞原則。當(dāng)L2/L1=3時(shí),P1/P=0.964,P2/P=0.036,即長(zhǎng)跨方向L2梁承受的荷載P2已很小,此時(shí)荷載P沿長(zhǎng)跨方向L2梁的傳遞可忽略不計(jì),即此時(shí)如圖4-3所示的交叉梁可近似僅按短跨方向的L1梁進(jìn)行受力分析;(2)荷載沿線剛度大的梁跨方向傳遞大于沿線剛度小的梁跨方向傳遞,傳遞比例與兩個(gè)方向梁的線剛度基本成正比,即荷載P按線剛度分配原則。4.2.1荷載傳遞原則4.2.2單向板與雙向板通常情況下,肋梁樓蓋中每個(gè)區(qū)格板的四邊均有梁或墻支承,形成四邊支承板,如圖4-4所示。單向板只在一個(gè)方向彎曲或者主要在一個(gè)方向彎曲的板。雙向板在兩個(gè)方向彎曲,且不能忽略任一方向彎曲的板。圖4-4四邊支承板Page

244.2.2單向板與雙向板根據(jù)跨中撓度相等的原則,可以得到沿兩個(gè)方向傳遞的荷載比值為根據(jù)上述荷載傳遞原則,板面荷載沿板短跨方向l01的傳遞程度要大于沿長(zhǎng)跨方向l02的傳遞程度當(dāng)板的長(zhǎng)跨l02與短跨l01之比大于3時(shí),可近似按沿短跨l01方向傳遞考慮。此時(shí)除四個(gè)板角和短邊支座附近,板的大部分區(qū)域呈現(xiàn)單向彎曲。圖4-4四邊支承板Page

254.2.2單向板與雙向板因此在設(shè)計(jì)中雙向板單向板宜按雙向板設(shè)計(jì)。實(shí)際手算時(shí)一般可按單向板計(jì)算,此時(shí)需注意沿長(zhǎng)跨方向配置足夠的構(gòu)造鋼筋單向板一般包括以下三種情況:(1)懸臂板;(2)對(duì)邊支承板;(3)主要在一個(gè)方向受力的四邊支承板;單向板的計(jì)算可取兩邊支座間的單位寬度(通常取1000mm)的板帶,按梁計(jì)算即可,故又稱(chēng)梁式板Page

264.2.2單向板與雙向板需要說(shuō)明的是,以上分析是針對(duì)板面均布荷載的情況。當(dāng)板面作用集中荷載時(shí),即使是兩對(duì)邊簡(jiǎn)支板,其板內(nèi)也是雙向受彎的,即縱橫兩個(gè)方向的彎曲都不能忽略??梢?jiàn)單雙向板的區(qū)分主要看是單向彎曲還是雙向彎曲,因此,要充分認(rèn)識(shí)荷載傳遞方式和板內(nèi)的受力狀態(tài),才能采用合理的力學(xué)分析模型,保證分析結(jié)果符合實(shí)際狀況,保證所設(shè)計(jì)的板的安全性。Page

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284.3肋梁樓蓋的結(jié)構(gòu)布置第4章樓蓋結(jié)構(gòu)4.3肋梁樓蓋的結(jié)構(gòu)布置肋梁樓蓋的結(jié)構(gòu)布置內(nèi)容:柱網(wǎng)間距決定了主梁的跨度,主梁間距決定了次梁的跨度,次梁間距決定了板的跨度(因?yàn)榘迕婧奢d主要沿短跨傳遞,通常將短跨稱(chēng)為板的跨度,即次梁的間距),有時(shí)樓蓋中無(wú)次梁,則板的跨度就由主梁間距決定。梁板布置一般是根據(jù)建筑平面以及使用功能、工程造價(jià)等因素合理地確定主梁和次梁的布置。板的布置柱網(wǎng)布置主梁布置次梁布置Page

294.3肋梁樓蓋的結(jié)構(gòu)布置對(duì)于框架結(jié)構(gòu)體系,通常主梁與柱形成框架作為抗側(cè)力體系,此時(shí),根據(jù)整體結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力體系布置的要求沿框架方向設(shè)置主梁更為合理。當(dāng)柱網(wǎng)兩個(gè)方向尺寸不同時(shí),根據(jù)荷載最短路徑傳遞原則,主梁應(yīng)盡可能沿柱網(wǎng)短跨方向布置。當(dāng)然,如果考慮設(shè)備管道布置等要求時(shí),也可沿柱網(wǎng)長(zhǎng)跨方向布置。主梁布置完成后,則應(yīng)根據(jù)采用的肋梁樓蓋方案來(lái)決定是否設(shè)置次梁及次梁的數(shù)量。另外注意除砌體結(jié)構(gòu)外,如框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)等建筑物,每層墻體下一定是要設(shè)置梁的。此外,當(dāng)樓面上有較大設(shè)備荷載時(shí),應(yīng)在其相應(yīng)位置布置承重梁。Page

304.3肋梁樓蓋的結(jié)構(gòu)布置在肋梁樓蓋中,為了減少板的混凝土用量,次梁間距一般不宜太大。通常,單向板的跨度取1.5~3m,雙向板的跨度取4~6m較為合適,當(dāng)然,板的跨度還取決于建筑平面布置。此外,雙向板的受力比單向板更為有利,因此宜優(yōu)先考慮雙向板布置方案。當(dāng)樓面開(kāi)有較大洞口時(shí),也需在洞口四周布置邊梁。在不需考慮撓度驗(yàn)算的條件下,鋼筋混凝土梁、板截面尺寸的要求見(jiàn)表4-1Page

314.3肋梁樓蓋的結(jié)構(gòu)布置表4-1鋼筋混凝土梁、板截面尺寸的要求單向板一般為h/l≥1/30;懸臂板h/l≥1/12。最小板厚:屋面板:60mm;民用建筑樓板:60mm;工業(yè)建筑樓板:70mm,行車(chē)道下樓板:80mm;懸臂板(根部):當(dāng)懸臂長(zhǎng)度不大于500mm時(shí)為60mm,懸臂長(zhǎng)度1200mm為100mm,懸臂長(zhǎng)度在500mm~1200mm之間時(shí),可由內(nèi)插得到。雙向板h/l≥1/40,最小板厚80mm次梁h/l≥1/18~1/12主梁h/l≥1/12~1/8Page

324.3肋梁樓蓋的結(jié)構(gòu)布置[例題4-1]某三層(局部四層)工業(yè)廠房建筑,見(jiàn)附錄F。三層建筑平面圖如附圖F-3所示,宜布置成單向板肋梁樓蓋和雙向板肋梁樓蓋,試進(jìn)行結(jié)構(gòu)平面布置。附圖F-3三層平面圖Page

334.3肋梁樓蓋的結(jié)構(gòu)布置結(jié)構(gòu)平面布置圖上應(yīng)表示梁、板、柱、承重墻等所有結(jié)構(gòu)構(gòu)件的平面位置、定位尺寸(與軸線的關(guān)系)及編號(hào),構(gòu)件編號(hào)由代號(hào)和序號(hào)組成,相同的構(gòu)件應(yīng)用一個(gè)編號(hào)。三層結(jié)構(gòu)平面布置圖,如圖4-5所示。[解]Page

344.3肋梁樓蓋的結(jié)構(gòu)布置a)單向板肋梁樓蓋結(jié)構(gòu)布置圖b)雙向板肋梁樓蓋結(jié)構(gòu)布置圖4-5三層樓面結(jié)構(gòu)平面布置圖結(jié)構(gòu)布置具體過(guò)程如下:Page

354.3肋梁樓蓋的結(jié)構(gòu)布置從建筑平面圖可以看出,本建筑選用框架結(jié)構(gòu)較為合理。因而在A~D及①~⑦軸上設(shè)置主梁L3~L11與柱一起形成框架抗側(cè)力構(gòu)件,本例假定框架柱剛度遠(yuǎn)小于框架梁的剛度,則框架梁可按連續(xù)梁考慮,所以與柱連接的梁標(biāo)注成梁的符號(hào)。至于將本例布置成框架結(jié)構(gòu),其結(jié)構(gòu)平面布置詳見(jiàn)第5章。1.先形成雙向抗側(cè)力結(jié)構(gòu)。Page

364.3肋梁樓蓋的結(jié)構(gòu)布置2.砌體墻下設(shè)梁框架結(jié)構(gòu)等鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋,有砌體墻時(shí)砌體墻下一定要設(shè)置梁,即每層砌體墻必須由梁來(lái)承受。因此在電梯井①~②軸之間的墻下設(shè)置了梁L2。Page

374.3肋梁樓蓋的結(jié)構(gòu)布置3.次梁設(shè)置以上步驟完成后,再來(lái)考慮是否需要設(shè)置次梁。注意次梁不是任何時(shí)候都要設(shè)置的,而是應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要確定。如本例②~⑥軸之間設(shè)置兩根次梁L1。形成了單向板肋梁樓蓋。當(dāng)然也可設(shè)置三根次梁,則區(qū)格板的尺寸會(huì)更小。Page

384.3肋梁樓蓋的結(jié)構(gòu)布置如果在8100mm跨間內(nèi)設(shè)置一根次梁L1,則變?yōu)?050mm×6200mm的區(qū)格板,此時(shí)就形成了如圖4-6b所示的雙向板肋梁樓蓋,按剛度要求,板厚為h=4050mm/40=101.25mm,取整數(shù)110mm即可,板厚也大為減小。圖中①~②~A~B及⑥~⑦軸間的板可看成單向板,而①~②~B~L2間的板為雙向板,因尺寸已較小,則不再分割。3.次梁設(shè)置其它構(gòu)造要求,如構(gòu)造柱,本例未設(shè)構(gòu)造柱是不對(duì)的。Page

394.3肋梁樓蓋的結(jié)構(gòu)布置結(jié)構(gòu)布置是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其重要的環(huán)節(jié),是概念設(shè)計(jì)的重要一環(huán),因此,需要掌握建筑結(jié)構(gòu)的許多概念,要仔細(xì)分析,絕不能馬虎,因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)布置的合理性直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)的安全和經(jīng)濟(jì)。Page

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414.4現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋第4章樓蓋結(jié)構(gòu)4.4現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋4.4.1計(jì)算簡(jiǎn)圖4.4.2按彈性理論計(jì)算單向板肋梁樓蓋內(nèi)力4.4.3按塑性理論計(jì)算單向板肋梁樓蓋內(nèi)力4.4.4單向板肋梁樓蓋板、梁的截面設(shè)計(jì)與構(gòu)造Page

424.4.1計(jì)算簡(jiǎn)圖計(jì)算簡(jiǎn)圖計(jì)算模型計(jì)算荷載Page

434.4.1計(jì)算簡(jiǎn)圖1、簡(jiǎn)化假定和計(jì)算模型在現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋中,板、次梁、主梁的計(jì)算模型為連續(xù)板和連續(xù)梁;次梁是板的支座,主梁是次梁的支座,柱或墻是主梁的支座。Page

444.4.1計(jì)算簡(jiǎn)圖簡(jiǎn)化假定(1)支座可以自由轉(zhuǎn)動(dòng),但沒(méi)有豎向位移;(2)不考慮薄膜效應(yīng)對(duì)板內(nèi)力的影響;(3)在確定板傳給次梁的荷載、次梁傳給主梁的荷載以及主梁傳給柱或墻的荷載時(shí),分別忽略板、次梁、主梁的連續(xù)性,按簡(jiǎn)支構(gòu)件計(jì)算支座豎向反力;(4)跨數(shù)超過(guò)五跨的連續(xù)梁、板,當(dāng)各跨荷載相同,且跨度相差不超過(guò)10%時(shí),可按五跨的等跨連續(xù)梁、板計(jì)算。Page

45(1)支座可以自由轉(zhuǎn)動(dòng),但沒(méi)有豎向位移①假定支座處沒(méi)有豎向位移,實(shí)際上忽略了次梁、主梁、柱的豎向變形對(duì)板、次梁、主梁的影響。柱子的豎向位移主要是軸向變形引起的,在通常的內(nèi)力分析中都是可以忽略的。忽略主梁變形,將導(dǎo)致次梁跨中彎矩偏小,主梁跨中彎矩偏大。4.4.1計(jì)算簡(jiǎn)圖當(dāng)主梁的線剛度比次梁的線剛度大得多時(shí),一般當(dāng)主、次梁線剛度比大于8時(shí),主梁變形對(duì)次梁內(nèi)力的的影響比較小。如要考慮這種影響,內(nèi)力分析就相當(dāng)復(fù)雜。但是,在截面設(shè)計(jì)中應(yīng)予以彌補(bǔ)以盡量消除這種影響。次梁變形對(duì)板的內(nèi)力影響也是這樣。Page

464.4.1計(jì)算簡(jiǎn)圖(1)支座可以自由轉(zhuǎn)動(dòng),但沒(méi)有豎向位移②假定支座可自由轉(zhuǎn)動(dòng),實(shí)際上忽略了次梁對(duì)板、主梁對(duì)次梁、柱對(duì)主梁的轉(zhuǎn)動(dòng)約束能力。板支座截面的實(shí)際轉(zhuǎn)角θ比理想鉸支承時(shí)的轉(zhuǎn)角θ'小,即θ'>θ,如圖4-6所示.通常鋼筋混凝土柱與主梁是剛接的,柱對(duì)主梁彎曲轉(zhuǎn)動(dòng)的約束能力取決于主梁線剛度與柱子線剛度之比,當(dāng)主梁線剛度與柱線剛度之比大于5時(shí),主梁可按連續(xù)梁模型計(jì)算,否則應(yīng)按梁、柱剛接的框架模型計(jì)算。其效果相當(dāng)于降低了板的彎矩。次梁與主梁間的情況與此類(lèi)似。由此假定帶來(lái)的誤差可通過(guò)折算荷載的方法來(lái)彌補(bǔ),見(jiàn)下述。a)計(jì)算模型的變形b)實(shí)際結(jié)構(gòu)的模型c)按折算荷載計(jì)算的模型圖4-6板、梁的折算荷載Page

474.4.1計(jì)算簡(jiǎn)圖(2)不考慮薄膜效應(yīng)對(duì)板內(nèi)力的影響由于板周邊是有約束的,板內(nèi)將存在軸向壓力,這種軸向力一般稱(chēng)為薄膜力,即存在板的內(nèi)拱作用。這一有利作用,在板的截面設(shè)計(jì)時(shí),可根據(jù)支座約束條件,對(duì)板的計(jì)算彎矩進(jìn)行折減。Page

484.4.1計(jì)算簡(jiǎn)圖(3)在確定板傳給次梁的荷載、次梁傳給主梁的荷載以及主梁傳給柱或墻的荷載時(shí),分別忽略板、次梁、主梁的連續(xù)性,按簡(jiǎn)支構(gòu)件計(jì)算支座豎向反力;在荷載傳遞過(guò)程中,由于混凝土容易發(fā)生受拉開(kāi)裂。此假定是為了簡(jiǎn)化計(jì)算,且誤差不大。Page

494.4.1計(jì)算簡(jiǎn)圖(4)跨數(shù)超過(guò)五跨的連續(xù)梁、板,當(dāng)各跨荷載相同,且跨度相差不超過(guò)10%時(shí),可按五跨的等跨連續(xù)梁、板計(jì)算??鐢?shù)超過(guò)五跨時(shí),所有中間跨的內(nèi)力和配筋都可以按第三跨來(lái)處理。等跨及跨度不超過(guò)10%的連續(xù)梁、板可利用現(xiàn)成的圖表。當(dāng)跨度相差超過(guò)10%時(shí),應(yīng)按彎矩分配法計(jì)算。少于五跨按實(shí)際多于五跨按五跨計(jì)算跨數(shù)Page

504.4.1計(jì)算簡(jiǎn)圖同學(xué)們必須搞清楚四個(gè)假定是通過(guò)忽略一些次要因素,抓住了主要因素,使得復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化,以便于內(nèi)力分析。但必須搞清楚,這些次要因素的忽略,對(duì)內(nèi)力分析結(jié)果有什么影響,因?yàn)橹挥羞@樣,才能知道在截面設(shè)計(jì)和施工圖繪制時(shí),如何將這些次要因素考慮進(jìn)去,以達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)、合理的設(shè)計(jì)結(jié)果。Page

514.4.1計(jì)算簡(jiǎn)圖2.計(jì)算單元及計(jì)算簡(jiǎn)圖Page

524.4.1計(jì)算簡(jiǎn)圖2.計(jì)算單元及計(jì)算簡(jiǎn)圖板的負(fù)荷面積主梁集中荷載的負(fù)荷面積次梁的負(fù)荷面積次梁主梁柱1m次梁計(jì)算單元次梁板主梁柱主梁此力分析梁時(shí)不要,設(shè)計(jì)柱時(shí)不能丟!次梁的計(jì)算單元為所計(jì)算次梁兩側(cè)間距的平均值Page

534.4.1計(jì)算簡(jiǎn)圖荷載的計(jì)算荷載計(jì)算的依據(jù):《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》恒載分項(xiàng)系數(shù):1.3活載分項(xiàng)系數(shù):1.5板的負(fù)荷面積主梁集中荷載的負(fù)荷面積柱次梁的負(fù)荷面積次梁主梁1m次梁計(jì)算單元Page

544.4.1計(jì)算簡(jiǎn)圖板的負(fù)荷面積主梁集中荷載的負(fù)荷面積柱次梁的負(fù)荷面積次梁主梁1m次梁計(jì)算單元荷載的計(jì)算板恒載:板、板面裝飾層、板底頂棚(或吊頂)自重單位:kN/m2?;钶d:按荷載規(guī)范;如查不到,須業(yè)主提供或通過(guò)調(diào)查得到。單位:kN/m2。Page

554.4.1計(jì)算簡(jiǎn)圖荷載的計(jì)算次梁恒載:自重、板傳來(lái)的荷載、梁上墻重(如有的話)單位:kN/m?;钶d:板傳來(lái)的荷載,單位:kN/m。板的負(fù)荷面積主梁集中荷載的負(fù)荷面積柱次梁的負(fù)荷面積次梁主梁1m次梁計(jì)算單元Page

564.4.1計(jì)算簡(jiǎn)圖荷載的計(jì)算主梁恒載:自重、次梁傳來(lái)的集中荷載、梁上墻重(如有的話)單位:kN/m和kN。活載:次梁傳來(lái)的集中荷載,單位:kN/m和kN。板的負(fù)荷面積主梁集中荷載的負(fù)荷面積柱次梁的負(fù)荷面積次梁主梁1m次梁計(jì)算單元Page

574.4.1計(jì)算簡(jiǎn)圖荷載的計(jì)算板的負(fù)荷面積主梁集中荷載的負(fù)荷面積柱次梁的負(fù)荷面積次梁主梁1m次梁計(jì)算單元注意!!!若樓面梁的從屬面積較大,計(jì)算梁所受的荷載時(shí),應(yīng)在活荷載標(biāo)準(zhǔn)值前乘以0.5~1.0的折減系數(shù),詳見(jiàn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012第5.1.2條。確定梁板的荷載傳遞時(shí)忽略梁、板的連續(xù)性,按簡(jiǎn)支考慮。Page

584.4.1計(jì)算簡(jiǎn)圖板的負(fù)荷面積主梁集中荷載的負(fù)荷面積柱次梁的負(fù)荷面積次梁主梁1m次梁計(jì)算單元支座1、梁、板支承在磚墻或磚柱上時(shí),可視為鉸支座;中間支座視為連續(xù)支座。

2、梁、板與支承梁、柱整體連接時(shí),為簡(jiǎn)化計(jì)算,忽略變形、抗扭剛度的影響,邊支座仍可視為鉸支座,中間支座視為連續(xù)支座。板,次梁、主梁均可簡(jiǎn)化為支承在相應(yīng)的支座上的多跨連續(xù)梁。(注意:與兩者的線剛度比有關(guān))Page

594.4.1計(jì)算簡(jiǎn)圖3.計(jì)算跨度(主要取決于支座反力作用點(diǎn)的位置)應(yīng)根據(jù)支座實(shí)際尺寸和受力情況確定;取該跨兩端支座處轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)之間的距離;按彈性理論計(jì)算的計(jì)算跨度表4-2;按塑性理論計(jì)算時(shí),考慮到塑性鉸位于支座邊,計(jì)算跨度取凈跨。Page

604.4.1計(jì)算簡(jiǎn)圖3.計(jì)算跨度表4-2按彈性理論計(jì)算時(shí)連續(xù)板、梁的計(jì)算跨度l0注:表中的lc為支座中心線間的距離,ln為凈跨h為板的厚度,b為板、梁在梁或柱上的支承長(zhǎng)度。Page

614.4.1計(jì)算簡(jiǎn)圖4.折算荷載折算荷載(考慮支座轉(zhuǎn)動(dòng)的影響)連續(xù)板:g'=g+q/2q'=q/2連續(xù)次梁:g'=g+q/4q'=3q/4注意!!!當(dāng)板或梁擱置在砌體或鋼結(jié)構(gòu)上時(shí),荷載不調(diào)整;主梁按連續(xù)梁計(jì)算時(shí),當(dāng)柱的剛度較小時(shí),荷載也不折算。Page

624.4.2按彈性理論計(jì)算單向板肋梁樓蓋內(nèi)力1.活荷載的最不利布置與內(nèi)力包絡(luò)圖內(nèi)力的計(jì)算方法彎矩分配法:結(jié)構(gòu)力學(xué)的方法查表法:教材中附錄BPage

634.4.2按彈性理論計(jì)算單向板肋梁樓蓋內(nèi)力1.活荷載的最不利布置與內(nèi)力包絡(luò)圖下面具體討論連續(xù)梁(板)的活荷載不利布置。如圖4-11所示,為5跨連續(xù)梁(板)在均布恒荷載以及各個(gè)單跨布置均布活荷載時(shí)的彎矩圖和剪力圖。在連續(xù)板、梁中,恒荷載作用于各跨,而活荷載的位置是變化的,為方便設(shè)計(jì),規(guī)定活荷載是以一個(gè)整跨為單位來(lái)變動(dòng)的。當(dāng)活荷載的分布不同時(shí),板、梁各截面內(nèi)力將不同,因此應(yīng)研究活荷載如何布置將使板、梁內(nèi)某一截面的內(nèi)力絕對(duì)值最大,這種布置稱(chēng)為活荷載的最不利布置。(1)活荷載的最不利布置將最不利活荷載布置下的內(nèi)力與恒荷載作用下的內(nèi)力進(jìn)行組合,即得到所考慮截面的內(nèi)力設(shè)計(jì)值。Page

644.4.2按彈性理論計(jì)算單向板肋梁樓蓋內(nèi)力(1)活荷載的最不利布置1.活荷載的最不利布置與內(nèi)力包絡(luò)圖a)b)c)d)圖4-11跨連續(xù)梁(或板)在4種荷載下的內(nèi)力圖a)恒荷載作用于各跨;b)活荷載作用于第一跨;c)活荷載作用于第二跨;d)活荷載作用于中間跨大家能發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律?Page

654.4.2按彈性理論計(jì)算單向板肋梁樓蓋內(nèi)力1.活荷載的最不利布置與內(nèi)力包絡(luò)圖(1)活荷載的最不利布置活荷裁最不利布置的規(guī)律:根據(jù)上述活荷載的最不利布置,可求出各截面可能產(chǎn)生的最不利內(nèi)力,即最大正彎矩(+M)、最大負(fù)彎矩(-M)和最大剪力(V)。1)求某跨跨內(nèi)最大正彎矩時(shí),應(yīng)在該跨布置活荷載,然后每隔一跨布置活荷載。2)求某跨跨內(nèi)最小彎矩(或負(fù)彎矩絕對(duì)值最大)時(shí),該跨不應(yīng)布置活荷載,而在該跨左右兩跨布置活荷載,然后每隔一跨布置活荷載。3)求某支座最大負(fù)彎矩和某支座截面最大剪力時(shí),應(yīng)在該支座左、右兩跨布置活荷載,然后每隔一跨布置活荷裁。Page

664.4.2按彈性理論計(jì)算單向板肋梁樓蓋內(nèi)力1.活荷載的最不利布置與內(nèi)力包絡(luò)圖如圖4-12所示,表示承受均布荷載的5跨連續(xù)梁(或板)的恒荷載與活荷載在各種不利布置情況下產(chǎn)生的彎矩圖、剪力圖。(2)內(nèi)力包絡(luò)圖圖4-115跨連續(xù)梁(或板)的荷載布置與各截面的最不利內(nèi)力圖a)活荷載作用于1、3、5跨;b)活荷載作用于2、4跨;c)活荷載作用于1、2、4跨;d)活荷載作用于2、3、5跨;e)活荷載作用于1、3、4跨;f)活荷載作用于2、4、5跨;Page

674.4.2按彈性理論計(jì)算單向板肋梁樓蓋內(nèi)力1.活荷載的最不利布置與內(nèi)力包絡(luò)圖(2)內(nèi)力包絡(luò)圖恒+可能活1可能活2可能活3

……可能活n外包線內(nèi)力包羅圖Page

68=內(nèi)力疊合圖4.4.2按彈性理論計(jì)算單向板肋梁樓蓋內(nèi)力1.活荷載的最不利布置與內(nèi)力包絡(luò)圖(2)內(nèi)力包絡(luò)圖a)彎矩包絡(luò)圖b)剪力包絡(luò)圖圖4-13內(nèi)力包絡(luò)圖內(nèi)力包絡(luò)圖是連續(xù)梁截面設(shè)計(jì)計(jì)算的依據(jù),如彎矩包絡(luò)圖是計(jì)算和布置縱筋的依據(jù),剪力包絡(luò)圖是計(jì)算和布置腹筋的依據(jù);設(shè)計(jì)時(shí)要注意抵抗彎矩圖應(yīng)包住彎矩包絡(luò)圖,抵抗剪力圖應(yīng)包住剪力包絡(luò)圖,也即Page

694.4.2按彈性理論計(jì)算單向板肋梁樓蓋內(nèi)力1.活荷載的最不利布置與內(nèi)力包絡(luò)圖【例題4-2】如圖4-14所示為均布荷載作用下的兩跨連續(xù)梁,試畫(huà)出彎矩和剪力包絡(luò)圖。圖4-14兩跨連續(xù)梁先求出恒載作用下彎矩圖和剪力圖,再求出各種活載不利組合下彎矩圖和剪力圖,然后進(jìn)行疊加即可得到彎矩包絡(luò)圖和剪力包絡(luò)圖?!窘狻縋age

704.4.2按彈性理論計(jì)算單向板肋梁樓蓋內(nèi)力a)恒載布置及其作用下內(nèi)力b)求中間支座最大負(fù)彎矩和其兩側(cè)最大剪力時(shí)活載布置及其內(nèi)力c)求第一跨最大正彎矩時(shí)活載布置及其內(nèi)力d)求第二跨最大正彎矩時(shí)活載布置及其作用下內(nèi)力e)彎矩包絡(luò)圖(單位:kN·m)f)剪力包絡(luò)圖(單位:kN)注意大多數(shù)情況下,梁(板)內(nèi)最大正彎矩不在跨中,如圖4-15e所示中最大正彎矩在距端支座1.65m處,而不是在跨中。Page

714.4.2按彈性理論計(jì)算單向板肋梁樓蓋內(nèi)力在繪制內(nèi)力包絡(luò)圖時(shí)一定要主要:1)首先要認(rèn)真觀察、思考,先判斷該連續(xù)梁或連續(xù)板有幾種活荷載布置,就可確定有幾種內(nèi)力圖形,而后將這幾種彎矩圖或剪力圖分別繪制出來(lái),疊加繪制在一個(gè)圖上,將每個(gè)截面上的最大彎矩或剪力連接起來(lái)即達(dá)到,彎矩或剪力包絡(luò)圖。2)一定要注意大多數(shù)情況下,梁(板)內(nèi)最大正彎矩不在跨中,如圖4-15e所示中最大正彎矩在距端支座1.65m處,而不是在跨中。Page

72可見(jiàn),世上是沒(méi)有解決不了的難題,關(guān)鍵是不要急躁,而是要不斷的學(xué)習(xí)、不斷的總結(jié)、不斷的提高自己,養(yǎng)成良好的行為習(xí)慣,形成批判性的思維,開(kāi)拓進(jìn)取的精神。這樣,對(duì)于繪制內(nèi)力包絡(luò)圖,同學(xué)們就不會(huì)覺(jué)得很難了。4.4.2按彈性理論計(jì)算單向板肋梁樓蓋內(nèi)力(3)支座處彎矩、剪力計(jì)算值彎矩設(shè)計(jì)值:剪力設(shè)計(jì)值:均布荷載時(shí)集中荷載時(shí)Page

734.4.2按彈性理論計(jì)算單向板肋梁樓蓋內(nèi)力[例題4-3]試按彈性理論畫(huà)出例題4-1所示三層梁板的計(jì)算簡(jiǎn)圖,并計(jì)算荷載標(biāo)準(zhǔn)值。該多層廠房合理使用年限50年,其環(huán)境類(lèi)別為一類(lèi),樓面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為4kN/m2,建筑施工圖見(jiàn)附錄F,樓蓋擬采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋,其結(jié)構(gòu)平面布置圖如圖4-5a所示。假定柱剛度很小,即假定梁柱線剛度之比無(wú)窮大。設(shè)計(jì)資料樓面做法:30厚C20細(xì)石混凝土隨搗隨抹;鋼筋混凝土現(xiàn)澆板。頂棚粉刷:8厚1:1:4混合砂漿底;12厚1:0.3:3混合砂漿面;白色乳膠漆一底二度。砌筑工程:±0.000以下M10混凝土普通磚,M10水泥砂漿砌筑:±0.000以上采用A5.0、B06加氣混凝土砌塊,Ms7.5專(zhuān)用砂漿砌筑。外墻粉刷:12厚1:3水泥砂漿打底掃毛,8厚1:0.3:3混合砂漿木蟹光,面層見(jiàn)立面所注。材料:混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30;梁鋼筋采用HRB400級(jí)鋼筋,板采用HPB300級(jí)鋼筋。Page

744.4.2按彈性理論計(jì)算單向板肋梁樓蓋內(nèi)力[解]1.板B3(本例僅計(jì)算②~⑥軸之間)由結(jié)構(gòu)平面布置圖可知,②~⑥軸之間屬于單向板肋梁樓蓋,按跨高比條件,要求板厚h≥2700mm/30=90mm,對(duì)工業(yè)建筑的樓板,最小板厚要求h≥70mm,所以取板厚90mm。(1)板厚確定Page

754.4.2按彈性理論計(jì)算單向板肋梁樓蓋內(nèi)力按彈性理論設(shè)計(jì)時(shí),板的計(jì)算跨度l0取該跨兩端支座處轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)之間的距離,即取次梁中心距離:l0=2700mm。因跨度相差不超過(guò)10%,可按等跨連續(xù)板計(jì)算,取1m寬板帶作為計(jì)算單元,計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖4-16所示。(2)計(jì)算簡(jiǎn)圖圖4-16B3計(jì)算簡(jiǎn)圖Page

764.4.2按彈性理論計(jì)算單向板肋梁樓蓋內(nèi)力(3)荷載計(jì)算30厚細(xì)石混凝土90厚綱筋混凝土板20厚混合砂漿∑可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值荷載設(shè)計(jì)值近似取恒載標(biāo)準(zhǔn)值圖4-16B3計(jì)算簡(jiǎn)圖Page

774.4.2按彈性理論計(jì)算單向板肋梁樓蓋內(nèi)力2.L1設(shè)計(jì)按彈性理論設(shè)計(jì)時(shí),次梁的計(jì)算跨度l0取該跨兩端支座處轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)之間的距離,即取主梁梁中心距離:l0=6200mm。按等跨連續(xù)梁計(jì)算,計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖4-17所示。(1)計(jì)算簡(jiǎn)圖(2)梁截面尺寸梁截面高度h=(1/18~1/12)l=(1/18~1/12)×6200m=344mm~517mm,取h=500mm,截面寬度取b=200mm。圖4-17L1計(jì)算簡(jiǎn)圖Page

784.4.2按彈性理論計(jì)算單向板肋梁樓蓋內(nèi)力(3)荷載計(jì)算恒載標(biāo)準(zhǔn)值板傳來(lái)

梁自重

梁粉刷

∑活載標(biāo)準(zhǔn)值:荷載設(shè)計(jì)值板傳來(lái)

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794.4.2按彈性理論計(jì)算單向板肋梁樓蓋內(nèi)力假定柱的線剛度遠(yuǎn)小于梁的線剛度,此時(shí)主梁可按連續(xù)梁計(jì)算。注意梁柱線剛度比若小于5時(shí),則應(yīng)按框架模型計(jì)算,設(shè)中柱截面為350mm×350mm,邊柱截面為400mm×250mm,則各跨跨度:l=8100mm。計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖4-18所示。3.L5設(shè)計(jì)(1)計(jì)算簡(jiǎn)圖該主梁截面高度h=(1/10~1/15)l=(1/10~1/15)×8000mm=800mm~533mm;由于梁跨度較大,對(duì)撓度控制要求較高,因而取截面尺寸為b×h=250mm×750mm。(2)截面尺寸確定圖4-18L5計(jì)算簡(jiǎn)圖Page

804.4.2按彈性理論計(jì)算單向板肋梁樓蓋內(nèi)力(3)荷載計(jì)算均布荷載計(jì)算:恒載標(biāo)準(zhǔn)值qk梁自重梁粉刷

∑設(shè)計(jì)值:集中荷載計(jì)算恒載標(biāo)準(zhǔn)值GkL1傳來(lái)活載標(biāo)準(zhǔn)值QkL1傳來(lái)設(shè)計(jì)值:圖4-18L5計(jì)算簡(jiǎn)圖Page

814.4.3按塑性理論計(jì)算單向板肋梁樓蓋內(nèi)力1.按彈性理論計(jì)算單向板肋梁樓蓋的問(wèn)題(1)內(nèi)力計(jì)算方法與截面設(shè)計(jì)方法不協(xié)調(diào)(2)各個(gè)截面的鋼筋不能同時(shí)充分發(fā)揮作用(3)支座截面配筋多,構(gòu)造復(fù)雜Page

824.4.3按塑性理論計(jì)算單向板肋梁樓蓋內(nèi)力2.應(yīng)力重分布和內(nèi)力重分布由于鋼筋混凝土的非彈性性質(zhì),使截面上的應(yīng)力分布不再服從線彈性分布規(guī)律的現(xiàn)象,稱(chēng)為應(yīng)力重分布。應(yīng)力重分布是指截面上應(yīng)力之間的非彈性關(guān)系,它是靜定的和超靜定的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)都具有的一種基本屬性。由于超靜定鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的非彈性性質(zhì)而引起的各截面內(nèi)力之間的關(guān)系不再遵循線彈性關(guān)系的現(xiàn)象,稱(chēng)為內(nèi)力重分布或塑性?xún)?nèi)力重分布。塑性?xún)?nèi)力重分布不是指截面上應(yīng)力的重分布,而是指超靜定結(jié)構(gòu)截面內(nèi)力間的關(guān)系不再服從線彈性分布規(guī)律而言的,靜定的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)不存在塑性?xún)?nèi)力重分布。(1)應(yīng)力重分布(2)內(nèi)力重分布或塑性?xún)?nèi)力重分布Page

834.4.3按彈性理論計(jì)算單向板肋梁樓蓋內(nèi)力鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的塑性鉸梁中塑性變形集中出現(xiàn)的區(qū)域表現(xiàn)的猶如一個(gè)能轉(zhuǎn)動(dòng)的鉸,稱(chēng)為塑性鉸。塑性鉸的轉(zhuǎn)動(dòng)能力a)跨中正截面的M-φ關(guān)系曲線b)集中荷載作用于跨中的彎矩圖和塑性鉸區(qū)圖4-19鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的塑性鉸如圖4-19a所示為一受彎構(gòu)件跨中截面曲率φ與彎矩M的關(guān)系曲線。Page

844.4.3按塑性理論計(jì)算單向板肋梁樓蓋內(nèi)力塑性鉸與理想鉸的比較P理想鉸不可承擔(dān)彎矩,塑性鉸則可承受基本不變的彎矩理想鉸為雙向鉸,塑性鉸為單向鉸理想鉸集中于一點(diǎn),塑性鉸有一定長(zhǎng)度Page

854.4.3按塑性理論計(jì)算單向板肋梁樓蓋內(nèi)力(2)鋼筋混凝土連續(xù)梁的塑性?xún)?nèi)力重分布鋼筋混凝土連續(xù)梁是超靜定結(jié)構(gòu),其內(nèi)力分布與各截面的剛度有關(guān)。在整個(gè)加荷過(guò)程中,鋼筋混凝土連續(xù)梁各個(gè)截面的剛度是不斷變化的,因此,其內(nèi)力也是不斷發(fā)生重分布的。鋼筋混凝土連續(xù)梁的內(nèi)力重分布現(xiàn)象在裂縫出現(xiàn)前即已產(chǎn)生,但不明顯(因?yàn)樵诹芽p出現(xiàn)以前,各截面剛度變化不明顯)。下面,我們將主要研究縱向受拉鋼筋屈服后的內(nèi)力重分布現(xiàn)象。在裂縫出現(xiàn)后,由于各截面剛度較為明顯,內(nèi)力重分布逐漸明顯。而在縱向受拉鋼筋屈服后,出現(xiàn)了塑性鉸,內(nèi)力將產(chǎn)生顯著的重分布。Page

864.4.3按塑性理論計(jì)算單向板肋梁樓蓋內(nèi)力對(duì)于鋼筋混凝土靜定梁,當(dāng)某一截面出現(xiàn)塑性鉸,則梁變成幾何可變體系,即到達(dá)承載力極限狀態(tài)。(2)鋼筋混凝土連續(xù)梁的塑性?xún)?nèi)力重分布對(duì)于鋼筋混凝土連續(xù)梁,即超靜定梁,當(dāng)某一截面出現(xiàn)塑性鉸,即彎矩達(dá)到其屈服彎矩后,該截面處的彎矩將不再增加,但其轉(zhuǎn)角仍可繼續(xù)增大,這就相當(dāng)于使超靜定梁減少了一個(gè)約束,梁可以繼續(xù)承載增加的荷載而不破壞,只有當(dāng)梁上出現(xiàn)足夠數(shù)量的塑性鉸而使梁成為幾何可變體系時(shí),梁才達(dá)到承載力極限狀態(tài)。下面以?xún)煽邕B續(xù)梁為例說(shuō)明連續(xù)梁的塑性?xún)?nèi)力重分布。Page

874.4.3按塑性理論計(jì)算單向板肋梁樓蓋內(nèi)力設(shè)在跨中作用有集中荷載F1的兩跨連續(xù)梁,計(jì)算跨度l0,如圖4-21a所示。l0l01F11F1l0/2l0/2ABAMBuM1M1F2l0/4F2l0/4F2F2AAB=F1+F2AABF1+F2MBuM1u=M1+F2l0/4a)在跨中截面1處作用F1的兩跨連續(xù)梁及按彈性理論計(jì)算的彎矩值b)B支座出現(xiàn)塑性鉸后在新增加的集中力F2作用下的彎矩圖c)截面1出現(xiàn)塑性鉸時(shí)梁的彎矩圖圖4-20兩跨連續(xù)梁的塑性?xún)?nèi)力重分布Page

884.4.3按塑性理論計(jì)算單向板肋梁樓蓋內(nèi)力1)塑性鉸形成前在集中荷載F1作用下,由于MB>M1,隨著荷載增大,中間支座截面B受拉區(qū)混凝土先開(kāi)裂,截面彎曲剛度降低,但跨內(nèi)截面1尚未開(kāi)裂。l0l01F11F1l0/2l0/2ABAMBuM1M1如果設(shè)截面1的受彎承載力為My,則該截面的受彎承載力還有My-M1的余量。由于支座與跨內(nèi)截面彎曲剛度的比值降低,致使支座截面彎矩MB的增長(zhǎng)率低于跨內(nèi)彎矩M1的增長(zhǎng)率。繼續(xù)加載,當(dāng)截面1也出現(xiàn)裂縫時(shí),截面抗彎剛度的比值有所回升,MB的增長(zhǎng)率又有所加快,兩者的彎曲剛度比值不斷發(fā)生變化,此時(shí)該梁并未喪失承載能力。Page

894.4.3按塑性理論計(jì)算單向板肋梁樓蓋內(nèi)力2)塑性鉸形成后當(dāng)荷載增大到支座截面B上部受拉鋼筋屈服,支座塑性鉸形成,塑性鉸能承受的彎矩為MBu,如果忽略Mu與My的差別,則MBu=3F1l0/16,相應(yīng)的荷載值為F1。若再繼續(xù)增加荷載,梁從一次超靜定的連續(xù)梁轉(zhuǎn)變成了兩根簡(jiǎn)支梁,如圖4-20b所示.l0l01F11F1l0/2l0/2ABAMBuM1M1F2l0/4F2l0/4F2F2AAB=F1+F2AABF1+F2MBuM1u=M1+F2l0/4Page

904.4.3按塑性理論計(jì)算單向板肋梁樓蓋內(nèi)力2)塑性鉸形成后由于跨內(nèi)截面承載力尚未耗盡,因此還能繼續(xù)增加荷載F2,直至跨內(nèi)截面1也出現(xiàn)塑性鉸,梁成為幾何可變體系,如圖4-21c所示,l0l01F11F1l0/2l0/2ABAMBuM1M1F2l0/4F2l0/4F2F2AAB=F1+F2AABF1+F2MBuM1u=M1+F2l0/4此時(shí)截面1增加的彎矩為M12=F2l0/4,即截面1承擔(dān)的總彎矩為M1u=5F1l0/32+F2l0/4,則梁承受的總荷載為F=F1+F2。Page

914.4.3按塑性理論計(jì)算單向板肋梁樓蓋內(nèi)力[例題4-4]如圖所示兩跨連續(xù)梁,截面尺寸b×h=200mm×450mm,梁的計(jì)算跨度l0=6.0m,混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C25(fc=11.9N/mm2),中間支座及跨內(nèi)均配置受拉鋼筋318(fy=360N/mm2),箍筋采用Φ6@200,環(huán)境類(lèi)別一類(lèi),求該梁的極限荷載Fu。[解]按受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算,可得跨內(nèi)截面和中間支座截面的極限彎矩Page

924.4.3按塑性理論計(jì)算單向板肋梁樓蓋內(nèi)力按照彈性理論計(jì)算,可求得F11=16Mbu/(3l0)=87.2kN,在F11作用下,支座B的彎矩已達(dá)到其極限彎矩,即MBu=98.1kN·m,因此,F(xiàn)11就是這個(gè)連續(xù)梁按彈性計(jì)算所能承受的最大荷載,但此時(shí)跨中截面1的彎矩為M11=5F1l0/32=81.8kN·m,尚未達(dá)到其極限彎矩M1u。由于二跨連續(xù)梁為一次超靜定結(jié)構(gòu),在F11作用下,結(jié)構(gòu)并未喪失承載力,只是在支座B附近形成了塑性鉸。再繼續(xù)加載,塑性鉸截面B在屈服狀態(tài)下工作,轉(zhuǎn)角可繼續(xù)增大,但截面所承受的彎矩不變,仍為98.1kN.m。Page

934.4.3按塑性理論計(jì)算單向板肋梁樓蓋內(nèi)力因此,在繼續(xù)加載過(guò)程中,梁的受力將相當(dāng)于兩跨簡(jiǎn)支梁,跨中還能繼續(xù)承受的彎矩增量M12=M1u-M11=16.3kN·m,即還能承擔(dān)F12=4M12/l0=10.9kN,此時(shí),跨中截面1的總彎矩M1=M11+M12=98.1kN·m,這時(shí)M1=M1u,在截面1處也形成塑性鉸,整個(gè)結(jié)構(gòu)成為幾何可變體系,達(dá)到其承載力極限狀態(tài)。因此該梁的極限荷載Fu=F11+F12=98.1kN。Page

944.4.3按塑性理論計(jì)算單向板肋梁樓蓋內(nèi)力由此可得出一些具有普遍意義的四點(diǎn)結(jié)論:1)對(duì)于鋼筋混凝土多跨連續(xù)梁(或板),某一個(gè)截面出現(xiàn)塑性鉸,不一定表明該梁已喪失承載力。只有當(dāng)連續(xù)梁上出現(xiàn)足夠數(shù)量的塑性鉸,以致結(jié)構(gòu)的某一部分或整根連續(xù)梁形成幾何可變體系,連續(xù)梁才喪失其承載力。因此,當(dāng)考慮塑性?xún)?nèi)力重分布,按塑性理論計(jì)算時(shí),可充分發(fā)揮各截面的承載力,從而提高整個(gè)結(jié)構(gòu)(即連續(xù)梁)的極限承載力。2)對(duì)于鋼筋混凝土多跨連續(xù)梁(或板),在塑性鉸出現(xiàn)后的加載過(guò)程中,連續(xù)梁的內(nèi)力經(jīng)歷了一個(gè)重新分布的過(guò)程(這個(gè)過(guò)程成為塑性?xún)?nèi)力重分布)。因此,在連續(xù)梁(或板)形成破壞機(jī)構(gòu)時(shí),連續(xù)梁的內(nèi)力分布規(guī)律和塑性鉸出現(xiàn)前按彈性理論計(jì)算的內(nèi)力分布規(guī)律不同。Page

954.4.3按塑性理論計(jì)算單向板肋梁樓蓋內(nèi)力按下列公式計(jì)算,可得跨內(nèi)截面屈服時(shí),能承擔(dān)的彎矩為:請(qǐng)問(wèn):情況1:本例其他條件不變,跨內(nèi)配筋改為316,則情況如何;請(qǐng)同學(xué)們計(jì)算一下,跨內(nèi)先屈服還是支座先屈服?情況2:由于施工原因,造成跨內(nèi)兩側(cè)2根鋼筋上浮,經(jīng)檢測(cè)跨內(nèi)兩側(cè)鋼筋保護(hù)層厚度150mm,中間1根鋼筋保護(hù)層厚度滿足要求,即為26mm。請(qǐng)問(wèn),此時(shí)又如何按照彈性理論計(jì)算,可求得F11=M1u/(0.156l0)=85.9kN此時(shí),支座彎矩為

Mb=3F11l0/16=3×85.9×6/16=96.6kN·m,小于支座截面實(shí)際可承擔(dān)的彎矩98.1kN·m。可見(jiàn),跨內(nèi)先屈服。情況1分析:Page

964.4.3按塑性理論計(jì)算單向板肋梁樓蓋內(nèi)力按下列公式計(jì)算,可得跨內(nèi)截面屈服時(shí),能承擔(dān)的彎矩為:情況2分析按照彈性理論計(jì)算,可求得F11=M1u/(0.156l0)=88.1kN此時(shí),支座彎矩為

Mb=3F11l0/16=3×82.5×6/16=92.8kN·m,小于支座截面實(shí)際可承擔(dān)的彎矩98.1kN·m??梢?jiàn),跨內(nèi)先屈服。Page

974.4.3按塑性理論計(jì)算單向板肋梁樓蓋內(nèi)力因此,我們必須注意:1、對(duì)于連續(xù)梁、板,按塑性?xún)?nèi)力重分布的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),必須遵循先支座出現(xiàn)塑性鉸,后跨內(nèi)出現(xiàn)塑性鉸的原則,這樣才能充分發(fā)揮各截面的承載力,從而提高整個(gè)結(jié)構(gòu)(即連續(xù)梁)的極限承載力。2、在施工中,必須做到以下幾點(diǎn):1)按圖施工;2)熟悉相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)范和施工規(guī)范,按規(guī)范進(jìn)行施工;3)管理人員(包括監(jiān)理人員)在驗(yàn)收時(shí),必須認(rèn)真、嚴(yán)格、一絲不茍;如本例,對(duì)梁進(jìn)行隱蔽工程驗(yàn)收時(shí),除對(duì)梁的截面尺寸,鋼筋數(shù)量、規(guī)格、型號(hào)、保護(hù)層厚度墊塊進(jìn)行檢查外,還應(yīng)檢查扎絲綁扎情況,看其是否會(huì)在混凝土澆搗施工中產(chǎn)生上浮。Page

984.4.3按塑性理論計(jì)算單向板肋梁樓蓋內(nèi)力(3)影響塑性?xún)?nèi)力重分布的因素塑性鉸有足夠的轉(zhuǎn)動(dòng)能力,保證結(jié)構(gòu)按預(yù)期的順序,先后形成塑性鉸使結(jié)構(gòu)成為幾何可變體而破壞充分內(nèi)力重分布塑性鉸轉(zhuǎn)動(dòng)能力有限,其它截面尚未形成塑性鉸,該塑性鉸已“過(guò)早”地發(fā)生混凝土壓碎使結(jié)構(gòu)破壞不充分內(nèi)力重分布影響鋼筋混凝土連續(xù)梁(或板)內(nèi)力重分布的主要因素有如下幾個(gè)方面:塑性鉸的轉(zhuǎn)動(dòng)能力、斜截面承載力以及結(jié)構(gòu)的變形和裂縫開(kāi)展性能等。Page

994.4.3按塑性理論計(jì)算單向板肋梁樓蓋內(nèi)力1)塑性鉸的轉(zhuǎn)動(dòng)能力要想實(shí)現(xiàn)充分的內(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,否則將影響內(nèi)力重分布的繼續(xù)進(jìn)行。試驗(yàn)研究表明,在支座出現(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。因此,為了保證連續(xù)梁實(shí)現(xiàn)充分的內(nèi)力重分布,其斜截面應(yīng)具有足夠的承載力。影響塑性鉸轉(zhuǎn)動(dòng)能力的主要因素有縱向鋼筋配筋率(包括縱向受拉鋼筋配筋率和縱向受壓鋼筋配筋率)、鋼筋的延性和混凝土的極限壓應(yīng)變等。2)斜截面受剪承載力Page

1004.4.3按塑性理論計(jì)算單向板肋梁樓蓋內(nèi)力在連續(xù)梁(或板)實(shí)現(xiàn)充分的內(nèi)力重分布過(guò)程中,如果最早和較早出現(xiàn)的塑性鉸的轉(zhuǎn)動(dòng)幅度過(guò)大,塑性鉸區(qū)段的裂縫將開(kāi)展過(guò)寬,梁(或板)的撓度將過(guò)大,以致不能滿足正常使用階段對(duì)裂縫寬度和變形的要求。3)正常使用階段因此,在考慮塑性?xún)?nèi)力重分布時(shí),應(yīng)控制塑性鉸的轉(zhuǎn)動(dòng)量,也就是應(yīng)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。Page

1014.4.3按塑性理論計(jì)算單向板肋梁樓蓋內(nèi)力4.連續(xù)梁(或板)考慮塑性?xún)?nèi)力重分布的計(jì)算方法連續(xù)梁(或板)考慮塑性?xún)?nèi)力重分布的分析方法很多,其中最簡(jiǎn)便的方法是彎矩調(diào)幅法。采用調(diào)幅系數(shù)β降低截面彎矩,即設(shè)計(jì)值按下式計(jì)算:調(diào)整后的彎矩設(shè)計(jì)值按彈性方法算得的彎矩設(shè)計(jì)值所謂彎矩調(diào)幅法(簡(jiǎn)稱(chēng)調(diào)幅法)是先按彈性理論求出連續(xù)梁(或板)控制截面的彎矩值,然后根據(jù)設(shè)計(jì)需要,適當(dāng)調(diào)整某些截面的彎矩值,通常是對(duì)那些彎矩(按絕對(duì)值)較大的截面的彎矩進(jìn)行調(diào)整。Page

1024.4.3按塑性理論計(jì)算單向板肋梁樓蓋內(nèi)力結(jié)構(gòu)內(nèi)力的分析方法彎矩調(diào)幅法的概念和原則l0l01F1Fl0/2l0/2ABAMB=-0.188Fl0M1=0.156Fl0彈性方法求得的內(nèi)力+

MB=0.038Fl0疊加三角形分布內(nèi)力即凋幅20%=M1

=0.156Fl0+0.019Fl0=0.175Fl0MB

=-0.150Fl00.5MB

M1

M0調(diào)幅后的彎矩彎矩調(diào)幅系數(shù)滿足力的平衡條件Page

1034.4.3按塑性理論計(jì)算單向板肋梁樓蓋內(nèi)力結(jié)構(gòu)內(nèi)力的分析方法——彎矩調(diào)幅法的基本規(guī)定1為避免塑性鉸出現(xiàn)過(guò)早,轉(zhuǎn)動(dòng)幅度過(guò)大,導(dǎo)致裂縫寬度及變形過(guò)大,必須控制調(diào)整幅度。*彎矩調(diào)幅系數(shù):梁宜25%;板20%Page

1044.4.3按塑性理論計(jì)算單向板肋梁樓蓋內(nèi)力結(jié)構(gòu)內(nèi)力的分析方法——彎矩調(diào)幅法的基本規(guī)定2保證塑性鉸具有足夠的轉(zhuǎn)動(dòng)能力,使整個(gè)結(jié)構(gòu)或局部形成機(jī)動(dòng)可變體系后才喪失承載力

調(diào)幅截面的0.1

0.35Page

1054.4.3按塑性理論計(jì)算單向板肋梁樓蓋內(nèi)力結(jié)構(gòu)內(nèi)力的分析方法——彎矩調(diào)幅法的基本規(guī)定3彎矩調(diào)整后,梁(或板)各跨左端彎矩Ml和右端彎矩Mr的平均值與跨中彎矩值M之和不得小于該跨按簡(jiǎn)支計(jì)算的跨中彎矩值M0的1.02倍;即具體地ABM

lMr

平衡關(guān)系求得的彎矩最不利彎矩調(diào)幅后,支座和跨中截面的彎矩值均應(yīng)≥M0/3且跨中彎矩值M不小于按彈性分析得到的跨中彎矩值Page

106結(jié)構(gòu)內(nèi)力的分析方法——彎矩調(diào)幅法的基本規(guī)定44.4.3按塑性理論計(jì)算單向板肋梁樓蓋內(nèi)力各控制截面的剪力設(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)算確定按荷載的最不利位置和調(diào)幅彎矩由平衡關(guān)系計(jì)算的滿足斜截面抗剪承載力要求所需的箍筋面積應(yīng)增大20%。箍筋面積增大的區(qū)域1.05h01.05h01.05h0箍筋面積增大的區(qū)域Page

107結(jié)構(gòu)內(nèi)力的分析方法——彎矩調(diào)幅法的基本規(guī)定54.4.3按塑性理論計(jì)算單向板肋梁樓蓋內(nèi)力經(jīng)彎矩調(diào)幅后,構(gòu)件在正常使用極限狀態(tài)下的變形和裂縫寬度應(yīng)符合有關(guān)要求。Page

1084.4.3按塑性理論計(jì)算單向板肋梁樓蓋內(nèi)力[例題4-5]試計(jì)算例題4-4支座B的調(diào)幅值β。[解]在極限荷載Fu=98.1kN作用下,支座B的彈性彎矩值為:從例題4-4可知,支座B的極限彎矩也即調(diào)幅后的彎矩為:故調(diào)幅值為:Page

1094.4.3按塑性理論計(jì)算單向板肋梁樓蓋內(nèi)力(2)等跨連續(xù)板的計(jì)算承受均布荷載的等跨連續(xù)單向板,各跨跨中及支座截面的彎矩設(shè)計(jì)值M可按下式計(jì)算:在相等均布荷載和間距相同、大小相等的集中荷載作用下,等跨連續(xù)梁各跨跨中及支座截面的彎矩設(shè)計(jì)值M可分別按下列公式計(jì)算:

承受集中荷載時(shí):(3)等跨連續(xù)梁的計(jì)算承受均布荷載時(shí):連續(xù)單向板、梁考慮塑性?xún)?nèi)力重分布的彎矩系數(shù),見(jiàn)表4-3計(jì)算跨度,見(jiàn)表4-4集中荷載修正系數(shù),見(jiàn)表4-5Page

1104.4.3按塑性理論計(jì)算單向板肋梁樓蓋內(nèi)力表4-3連續(xù)板、連續(xù)梁考慮塑性?xún)?nèi)力重分布的彎矩系數(shù)αm注;1.表中彎矩系數(shù)適用于荷載比q/g大于0.3的等跨連續(xù)梁和等跨連續(xù)單向板;2.連續(xù)梁和連續(xù)單向板的各跨長(zhǎng)度不等,但相鄰兩跨的長(zhǎng)跨與短跨之比值小于1.10時(shí),仍可采用表中彎矩系數(shù)表。計(jì)算支座彎矩時(shí)應(yīng)取相鄰兩跨中的較長(zhǎng)跨度值,計(jì)算跨中彎矩時(shí)應(yīng)取本跨長(zhǎng)度。表4-4按塑性理論計(jì)算時(shí)板、梁的計(jì)算跨度l0支座情況計(jì)算跨度梁板兩端與梁(柱)整體連接凈跨ln凈跨ln兩端支承在磚墻上1.5ln(且≤ln+b)ln+h(且≤ln+a)一端與梁(柱)整體連接,另一端支承在磚墻上1.025ln(且≤ln+b/2)ln+h/2(且≤ln+a/2)注;表中b為梁的支座寬度,a為板的擱置長(zhǎng)度,h為板厚。Page

1114.4.3按塑性理論計(jì)算單向板肋梁樓蓋內(nèi)力表4-5集中荷載修正系數(shù)η表4-6連續(xù)梁考慮塑性?xún)?nèi)力重分布的剪力系數(shù)αvPage

1124.4.3按塑性理論計(jì)算單向板肋梁樓蓋內(nèi)力在相等均布荷載和間距相同、大小相等的集中荷載作用下,等跨連續(xù)梁支座邊緣的剪力設(shè)計(jì)值V可分別按下列公式計(jì)算:承受均布荷載時(shí):承受集中荷載時(shí)考慮塑性?xún)?nèi)力重分布的剪力計(jì)算系數(shù),見(jiàn)表4-6Page

1134.4.3按塑性理論計(jì)算單向板肋梁樓蓋內(nèi)力(3)按塑性理論計(jì)算內(nèi)力時(shí)幾個(gè)問(wèn)題的說(shuō)明1)計(jì)算跨度按彈性理論計(jì)算連續(xù)梁、板內(nèi)力時(shí),計(jì)算跨度一般取支座中心線之間的距離。按塑性理論計(jì)算時(shí),由于連續(xù)梁、板的支座邊緣截面形成塑性鉸,故計(jì)算跨度應(yīng)取兩支座塑性鉸之間的距離。Page

1144.4.3按塑性理論計(jì)算單向板肋梁樓蓋內(nèi)力(3)按塑性理論計(jì)算內(nèi)力時(shí)幾個(gè)問(wèn)題的說(shuō)明次梁對(duì)板、主梁對(duì)次梁的轉(zhuǎn)動(dòng)約束作用,以及活荷載的不利布置等因素,在按彎矩調(diào)幅法分析時(shí)均已考慮。所以對(duì)承受均布荷載或間距相同、大小相等的集中荷載作用下的等跨或跨度相差不大于10%的連續(xù)梁、板,不需再進(jìn)行荷載的最不利組合,一般也不需再繪出內(nèi)力包絡(luò)圖。上述公式所給出的為跨內(nèi)最大正彎矩和支座邊緣最大負(fù)彎矩(絕對(duì)值),這時(shí)對(duì)所計(jì)算的本跨而言,均布置有活荷載。因此計(jì)算時(shí)不再需要考慮折算荷載,直接取用全部實(shí)際荷載。2)荷載及內(nèi)力Page

1154.4.3按塑性理論計(jì)算單向板肋梁樓蓋內(nèi)力下列情況下的超靜定結(jié)構(gòu)不應(yīng)采用塑性理論進(jìn)行結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析:(3)按塑性理論計(jì)算內(nèi)力時(shí)幾個(gè)問(wèn)題的說(shuō)明3)適用范圍⑤輕質(zhì)混凝土結(jié)構(gòu)、特種混凝土結(jié)構(gòu)。④要求有較高安全儲(chǔ)備的結(jié)構(gòu),如主梁等;③二次受力疊合結(jié)構(gòu)和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)②要求不出現(xiàn)裂縫或?qū)α芽p開(kāi)展有較嚴(yán)格限制的結(jié)構(gòu),如水池池壁、自防水屋面,以及處于侵蝕性環(huán)境情況下的結(jié)構(gòu);①直接承受動(dòng)力荷載或承受疲勞荷載作用的結(jié)構(gòu);注意:任何方法都有它的適用性,都不是放之四海而皆準(zhǔn)的,因此,要本著為國(guó)家、為人民負(fù)責(zé)的態(tài)度,認(rèn)真學(xué)好工程知識(shí),合理選擇設(shè)計(jì)方法。Page

1164.4.4單向板肋梁樓蓋板、梁的截面計(jì)算與構(gòu)造板的設(shè)計(jì)要點(diǎn)板的計(jì)算跨度取1m,按單筋矩形截面設(shè)計(jì)

板的常用配筋率:(0.3~0.8)%板的寬度較大,一般不需要進(jìn)行抗剪計(jì)算Page

1174.4.4單向板肋梁樓蓋板、梁的截面計(jì)算與構(gòu)造板的設(shè)計(jì)要點(diǎn)*考慮內(nèi)力重分布計(jì)算時(shí),板的彎矩的折減固定支座的推力使板中彎矩減少拱作用折算依據(jù)是板四周具有足夠的抗側(cè)剛度0.80.80.80.80.81.01.0Page

1184.4.4單向板肋梁樓蓋板、梁的截面計(jì)算與構(gòu)造板的設(shè)計(jì)要點(diǎn)板厚建筑功能要求:最小板厚剛度及舒適性要求:≥1/30(連續(xù)、簡(jiǎn)支)≥1/12(懸臂板)擱置長(zhǎng)度Page

1194.4.4單向板肋梁樓蓋板、梁的截面計(jì)算與構(gòu)造板的設(shè)計(jì)要點(diǎn)配筋——受力筋注意考慮施工問(wèn)題受力鋼筋直徑不宜過(guò)小,避免施工時(shí)被踩彎、踩下造成有效高度減小。支座處承受負(fù)彎矩的上部鋼筋,一般做成直鉤,以便施工時(shí)撐在模板上。間距:

70mm200mm,h150mm時(shí)

1.5h、且≤250mm,h>150mm時(shí)Page

1204.4.4單向板肋梁樓蓋板、梁的截面計(jì)算與構(gòu)造板的設(shè)計(jì)要點(diǎn)配筋——受力筋(實(shí)用方法)伸入支座筋

As/3注意下皮鋼筋一般均應(yīng)全部伸入支座一端彎起兩端彎起彎起式配筋l0為板的計(jì)算跨度,當(dāng)按塑性理論計(jì)算時(shí),取凈跨ln但是,當(dāng)板的相鄰跨度相差超過(guò)20%,或各跨荷載相差較大時(shí),仍應(yīng)按彎矩包絡(luò)圖配置。Page

1214.4.4單向板肋梁樓蓋板、梁的截面計(jì)算與構(gòu)造板的設(shè)計(jì)要點(diǎn)配筋——受力筋(實(shí)用方法)分離式配筋(不受振動(dòng)、荷載較小的板)伸入支座筋

As/3注意下皮鋼筋一般均應(yīng)全部伸入支座l0為板的計(jì)算跨度,當(dāng)按塑性理論計(jì)算時(shí),取凈跨ln但是,當(dāng)板的相鄰跨度相差超過(guò)20%,或各跨荷載相差較大時(shí),仍應(yīng)按彎矩包絡(luò)圖配置。Page

1224.4.4單向板肋梁樓蓋板、梁的截面計(jì)算與構(gòu)造板的設(shè)計(jì)要點(diǎn):構(gòu)造鋼筋1、板面附加筋(與主梁垂直及與承重砌體垂直的附加筋、板角附加短筋)承受非主要受力方向可能出現(xiàn)的負(fù)彎矩,避免出現(xiàn)板角裂縫主梁次梁8@2008@2008@200

l0/7

l0/4

l0/4

l0/4

l0/4l0單向板的計(jì)算跨度即板的短跨當(dāng)支座為鋼筋混凝土梁、柱或墻時(shí)取l0/4。Page

1234.4.4單向板肋梁樓蓋板、梁的截面計(jì)算與構(gòu)造*2分布筋板的設(shè)計(jì)要點(diǎn):構(gòu)造鋼筋固定受力鋼筋的位置,分散集中荷載,抵抗溫度收縮影響截面積

15%受力鋼筋截面積,且配筋率宜≥0.15%,直徑宜≥6mm,間距宜≤250mm。當(dāng)集中荷載較大時(shí),配筋面積應(yīng)增加,且間距宜≤200mm.置于受力鋼筋的內(nèi)側(cè)。Page

1244.4.4單向板肋梁樓蓋板、梁的截面計(jì)算與構(gòu)造板的設(shè)計(jì)要點(diǎn):構(gòu)造鋼筋3、防裂鋼筋在溫度、收縮應(yīng)力較大的現(xiàn)澆板區(qū)域,應(yīng)在板的表面雙向配置防裂構(gòu)造鋼筋配筋率宜≥0.10%,間距宜≤200mm。設(shè)置方法利用原有鋼筋全部貫通布置另行設(shè)置鋼筋與原有鋼筋按受拉鋼筋的要求搭接或在周邊構(gòu)件中錨固利用原有鋼筋隔根貫通布置Page

1254.4.4單向板肋梁樓蓋板、梁的截面計(jì)算與構(gòu)造圖4-22單向板的構(gòu)造鋼筋Page

1264.4.4單向板肋梁樓蓋板、梁的截面計(jì)算與構(gòu)造次梁的設(shè)計(jì)要點(diǎn)梁高為跨度的1/18~1/12縱向鋼筋的常用配筋率:0.6%~1.5%截面:支座——矩形;跨中——T形(bf'取法已講過(guò))0.1

0.35(考慮內(nèi)力重分布時(shí))箍筋面積增大20%(考慮內(nèi)力重分布時(shí))Page

1274.4.4單向板肋梁樓蓋板、梁的截面計(jì)算與構(gòu)造次梁的設(shè)計(jì)要點(diǎn)配筋(當(dāng)q/g

3,相鄰跨度相差20%時(shí))Page

1284.4.4單向板肋梁樓蓋板、梁的截面計(jì)算與構(gòu)造次梁的設(shè)計(jì)要點(diǎn)配筋(當(dāng)q/g

>3,相鄰跨度相差>20%時(shí)),按包絡(luò)圖處理

Page

1294.4.4單向板肋梁樓蓋板、梁的截面計(jì)算與構(gòu)造主梁的設(shè)計(jì)要點(diǎn)(內(nèi)力按彈性方法計(jì)算)梁高為跨度的1/15~1/10截面:支座——矩形;跨中——T形(bf'取法已講過(guò))主次梁相交截面(或支座截面處),如圖4-24

計(jì)算主梁支座處的受力鋼筋時(shí),應(yīng)注意取用支座邊緣處的主梁彎矩截面有效高度:跨中截面處的取法前面已講過(guò)單排:h0=h-55~60雙排:h0=h-70~80圖4-24主、次梁相交處的配筋構(gòu)造Page

1304.4.4單向板肋梁樓蓋板、梁的截面計(jì)算與構(gòu)造主梁的設(shè)計(jì)要點(diǎn)(內(nèi)力按彈性方法計(jì)算)

縱向鋼筋的布置按內(nèi)力包絡(luò)圖主、次梁相交處的附加箍筋FlFl直接受剪FlFl間接受剪Page

131主梁的設(shè)計(jì)要點(diǎn)(內(nèi)力按彈性方法計(jì)算)可能出現(xiàn)的裂逢可能出現(xiàn)的裂逢優(yōu)先選用箍筋但要考慮現(xiàn)實(shí)情況4.4.4單向板肋梁樓蓋板、梁的截面計(jì)算與構(gòu)造Page

132[例題4-6]對(duì)例題4-1中單向板肋梁樓蓋進(jìn)行下列設(shè)計(jì),結(jié)構(gòu)平面布置如圖4-5a所示

單向板肋梁樓蓋例題1.樓板、次梁內(nèi)力按考慮塑性?xún)?nèi)力重分布計(jì)算,主梁內(nèi)力按彈性理論計(jì)算;2.截面設(shè)計(jì);3.繪制施工圖。設(shè)計(jì)資料同例題4-3。Page

133因跨度相差不超過(guò)10%,可按等跨連續(xù)板計(jì)算,取1m寬板帶作為計(jì)算單元,計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖4-26所示。[解]1.板B3設(shè)計(jì)(本例僅計(jì)算2~6軸之間的板)(1)板厚確定見(jiàn)例題4-3,取板厚90mm。(2)計(jì)算簡(jiǎn)圖按塑性?xún)?nèi)力重分布設(shè)計(jì)。次梁截面寬度取200mm,板的計(jì)算跨度取凈跨:邊跨l0=2700mm-125mm-100mm=2475mm中間跨l0=2700mm-200mm=2500mm。

單向板肋梁樓蓋例題Page

134

單向板肋梁樓蓋例題由表4-4可查得板的彎矩系數(shù)分別為:邊支座,-1/16;邊跨中,1/14;離端第二支座-1/11;中跨中1/16;中間支座-1/14。故(3)荷載計(jì)算荷載計(jì)算及計(jì)算結(jié)果見(jiàn)例題4-3。(4)彎矩設(shè)計(jì)值圖4-26B3計(jì)算簡(jiǎn)圖Page

135

單向板肋梁樓蓋例題(5)正截面受彎承載力計(jì)算

環(huán)境類(lèi)別一類(lèi),C30混凝土,則板的保護(hù)層厚度c=15mm。則h0=90mm-20mm=70mm;α1=1.0,fc=14.3N/mm2,ft=1.43N/mm2;HPB300鋼筋,fy=270N/mm2。板配筋計(jì)算過(guò)程見(jiàn)表4-7。表4-7板的配筋計(jì)算計(jì)算結(jié)果表面,ξ均小于0.1,不符合塑性?xún)?nèi)力重分布的原則。按實(shí)際配筋ξ=0.106,大于0.1且小于0.35,結(jié)果符合塑性?xún)?nèi)力重分布的原則配筋率驗(yàn)算符合要求,見(jiàn)教材Page

136

單向板肋梁樓蓋例題4.L1設(shè)計(jì)l0=ln=6200mm-250mm=5950mm,按等跨連續(xù)梁計(jì)算,(4)內(nèi)力計(jì)算

由表4-3和表4-6分別查得彎矩系數(shù)和剪力系數(shù)(2)梁截面尺寸梁截面尺寸確定見(jiàn)例題4-3,取截面高度h=500mm,截面寬度取b=200mm。(3)荷載計(jì)算荷載計(jì)算及計(jì)算結(jié)果見(jiàn)例題4-3。按塑性?xún)?nèi)力重分布設(shè)計(jì)。主梁截面250mm×750mm,則計(jì)算跨度:(1)計(jì)算簡(jiǎn)圖圖4-27L1計(jì)算簡(jiǎn)圖計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖4-27所示。Page

137

單向板肋梁樓蓋例題彎矩設(shè)計(jì)值:剪力設(shè)計(jì)值:圖4-27L1計(jì)算簡(jiǎn)圖正截面受彎承載力計(jì)算時(shí),正彎矩截面按T形截面計(jì)算,翼緣寬度負(fù)彎矩截面按矩形截面計(jì)算環(huán)境類(lèi)別一類(lèi),C30混凝土,梁的最小保護(hù)層厚度c=20mm??v向鋼筋按一排考慮,則h0=500mm-40mm=460mm。α1=1.0,fc=14.3N/mm2,ft=1.43N/mm2;HRB400鋼筋,fy=360N/mm2。Page

1381)正截面承載力(5)承載力計(jì)算

單向板肋梁樓蓋例題屬于第一類(lèi)截面。正截面受彎承載力計(jì)算過(guò)程見(jiàn)表4-8。表4-8次梁正截面受彎承載力計(jì)算計(jì)算結(jié)果表面,截面B、C的ξ均小于0.35且大于0.1,符合塑性?xún)?nèi)力重分布的原則,而截面A的ξ小于0.1,不符合塑性?xún)?nèi)力重分布的原則,因此按ξ=0

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