智能建造工程專(zhuān)業(yè)08課件講解

智能建造工程專(zhuān)業(yè)教學(xué)資源庫(kù)建筑結(jié)構(gòu)整體式單向板肋梁樓蓋

主講人：孔德明知識(shí)目標(biāo)了解整體式單向板肋梁樓蓋的相關(guān)知識(shí)。技能目標(biāo)能夠進(jìn)行整體式單向板肋梁樓蓋分析。思政目標(biāo)引導(dǎo)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度。建筑結(jié)構(gòu)02配筋計(jì)算01結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算建筑結(jié)構(gòu)目錄SmartConstructionPart01結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算建筑結(jié)構(gòu)1.基本建設(shè)的概念建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟布結(jié)構(gòu)定簡(jiǎn)圖求內(nèi)力配鋼筋繪圖紙1.基本建設(shè)的概念建筑結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)、偏安全、配筋量多計(jì)算方法彈性法塑性法經(jīng)濟(jì)，但易開(kāi)裂1.基本建設(shè)的概念建筑結(jié)構(gòu)按彈性?xún)?nèi)力計(jì)算法計(jì)算連續(xù)梁、板的內(nèi)力時(shí)，將鋼筋混凝土梁、板視為理想彈性體，按結(jié)構(gòu)力學(xué)的方法進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算，計(jì)算過(guò)程復(fù)雜。為設(shè)計(jì)方便，對(duì)于常用荷載作用下的等跨等截面的連續(xù)梁、板，其內(nèi)力系數(shù)均已制成表格，見(jiàn)附錄3。按彈性?xún)?nèi)力計(jì)算法計(jì)算時(shí)，需要考慮活荷載的不利布置情況。1.基本建設(shè)的概念建筑結(jié)構(gòu)1.基本建設(shè)的概念建筑結(jié)構(gòu)荷載的最不利組合滿(mǎn)布的恒荷載+最不利的活荷載布置通過(guò)觀察，我們發(fā)現(xiàn)活荷載最不利布置規(guī)律：①求某跨跨中+Mmax時(shí)，應(yīng)在該跨布置活荷載，然后隔跨布置活荷載；②求某支座-Mmax時(shí)，應(yīng)在該支座左右兩跨布置活荷載，然后隔跨布置活荷載。③求某支座邊Vmax時(shí)，應(yīng)在該支座左右兩跨布置活荷載，然后隔跨布置活荷載。1.基本建設(shè)的概念建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算對(duì)于等跨或跨度相差不超過(guò)10%的不等跨連續(xù)梁，在均布荷載作用下:在集中荷載作用下:其中，K1、K2、K3、K4為彎矩和剪力系數(shù)，查附錄3確定。g和q為均布恒載和均布活荷載；G和Q為集中恒載和活載；L0為計(jì)算跨度。1.基本建設(shè)的概念建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)力包絡(luò)圖根據(jù)求得的內(nèi)力（M）僅可解決支座和跨中截面的配筋問(wèn)題，而在跨內(nèi)的鋼筋配置數(shù)量與走向無(wú)法確定，需要繪制內(nèi)力包絡(luò)圖。內(nèi)力包絡(luò)圖是將各種荷載不利組合作用下的內(nèi)力圖，疊畫(huà)在一起的“內(nèi)力疊合圖”的外包線所形成的圖形。繪制包絡(luò)圖的目的：①合理確定鋼筋的切斷位置。②檢查截面承載力可靠性和經(jīng)濟(jì)性。1.基本建設(shè)的概念建筑結(jié)構(gòu)彈性?xún)?nèi)力計(jì)算方法的特點(diǎn)結(jié)構(gòu)的破壞標(biāo)志：任一截面達(dá)到極限彎矩破壞。計(jì)算偏保守、安全，但材料浪費(fèi)，得不到發(fā)揮。內(nèi)支座截面彎矩較大，梁上部配筋較多，鋼筋擁擠造成施工不便。1.基本建設(shè)的概念建筑結(jié)構(gòu)按塑性?xún)?nèi)力重分布的方法計(jì)算內(nèi)力混凝土超靜定結(jié)構(gòu)按塑性理論計(jì)算結(jié)構(gòu)內(nèi)力，是基于結(jié)構(gòu)的內(nèi)力重分布，而明顯的內(nèi)力重分布主要是由塑性鉸轉(zhuǎn)動(dòng)引起的。因此，在介紹塑性理論方法之前，我們來(lái)認(rèn)識(shí)塑性鉸和結(jié)構(gòu)內(nèi)力重分布現(xiàn)象。1.基本建設(shè)的概念建筑結(jié)構(gòu)塑性鉸如圖所示的簡(jiǎn)支梁，當(dāng)加荷至跨中彎矩較大的截面受拉鋼筋屈服后，隨著荷載的稍許增加，鋼筋將產(chǎn)生很大的塑性變形，受壓區(qū)混凝土被壓縮，裂縫開(kāi)展，屈服截面形成一個(gè)塑性變形集中的區(qū)域，在這個(gè)區(qū)域內(nèi)截面兩側(cè)產(chǎn)生較大的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，猶如一個(gè)能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的“鉸”，稱(chēng)為塑性鉸。1.基本建設(shè)的概念建筑結(jié)構(gòu)①能承截面上的“屈服”彎矩。②不是集中于一點(diǎn)，是一變形很大區(qū)域。③是單向鉸，智能沿彎矩作用方向作有限轉(zhuǎn)動(dòng)。塑性鉸特點(diǎn)①對(duì)靜定結(jié)構(gòu)（簡(jiǎn)支梁），跨中截面出現(xiàn)塑性鉸，結(jié)構(gòu)變成一個(gè)幾何可變體系，結(jié)構(gòu)的承載力達(dá)到極限而破壞。②對(duì)超靜定結(jié)構(gòu)（連續(xù)梁），一個(gè)塑性鉸出現(xiàn)僅相當(dāng)于減少一個(gè)多余約束，使得支承約束發(fā)生改變，當(dāng)荷載繼續(xù)增加時(shí)，結(jié)構(gòu)內(nèi)力的分布發(fā)生了改變，即構(gòu)件將產(chǎn)生內(nèi)力的重分布。“塑性鉸”出現(xiàn)的后果塑性鉸1.基本建設(shè)的概念建筑結(jié)構(gòu)塑性?xún)?nèi)力重分布當(dāng)支座彎矩達(dá)極限值MB時(shí)，中間支座將出現(xiàn)塑性鉸，但此時(shí)結(jié)構(gòu)并未破壞。若再繼續(xù)增加荷載，此時(shí)連續(xù)梁的工作將類(lèi)似兩根簡(jiǎn)支梁，隨著荷載增加，其中間支座彎矩不再增加，增加的荷載全部由跨中截面來(lái)承擔(dān)，直到跨中總彎矩也達(dá)到其極限彎矩值而形成塑性鉸。此時(shí)，連續(xù)梁將成為幾何可變體系，結(jié)構(gòu)破壞。與彈性?xún)?nèi)力計(jì)算方法相比，其支座截面上彎矩減小，跨中彎矩增大，即產(chǎn)生了內(nèi)力重分布。1.基本建設(shè)的概念建筑結(jié)構(gòu)塑性?xún)?nèi)力重分布建筑結(jié)構(gòu)意義和適用范圍1鋼筋砼超靜定結(jié)構(gòu)的破壞過(guò)程：一個(gè)或幾個(gè)截面出現(xiàn)塑性鉸→其他截面陸續(xù)出現(xiàn)塑性鉸→結(jié)構(gòu)形成幾何可變體系→承載力喪失。對(duì)于n次超靜定結(jié)構(gòu)，可出現(xiàn)n個(gè)塑性鉸。2具有塑性性能的鋼筋砼超靜定結(jié)構(gòu)，某一截面的“屈服”并不意味著結(jié)構(gòu)的破壞，從而結(jié)構(gòu)中的承載力儲(chǔ)備可以得到充分利用。3超靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力重分布貫穿于裂縫產(chǎn)生到結(jié)構(gòu)破壞的整個(gè)過(guò)程。1.基本建設(shè)的概念建筑結(jié)構(gòu)不可采用考慮到內(nèi)力重分布是以形成塑性鉸為前提的，雖然可以節(jié)約鋼材，但在正常使用階段鋼筋應(yīng)力較高，構(gòu)件裂縫和變形均較大。因此下列情況下不能采用：對(duì)裂縫寬度有較高要求的結(jié)構(gòu)。02直接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)。01重要部位的結(jié)構(gòu)（主梁）。031.基本建設(shè)的概念建筑結(jié)構(gòu)塑性鉸的形成是超靜定結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)塑性?xún)?nèi)力重分布的關(guān)鍵。為保證結(jié)構(gòu)塑性?xún)?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(dòng)能力；另一方面塑性鉸的轉(zhuǎn)動(dòng)幅度又不宜過(guò)大。塑性鉸處截面應(yīng)滿(mǎn)足ξ≤0.35。保證塑性鉸有足夠的轉(zhuǎn)動(dòng)能力。02g鋼筋宜采用HRB400和HRB500級(jí)鋼筋,保證良好的塑性性能。01彎矩調(diào)整幅度⊿MB≯20%。避免塑性鉸處裂縫過(guò)大，影響正常使用。03限制條件1.基本建設(shè)的概念建筑結(jié)構(gòu)塑性?xún)?nèi)力重分布的內(nèi)力計(jì)算方法對(duì)于在均布荷載作用下的等跨、等截面連續(xù)梁、板，當(dāng)考慮塑性?xún)?nèi)力重分布時(shí)各控制截面的彎矩和剪力可按以下公式計(jì)算。L0、Ln——梁、板的計(jì)算跨度和凈跨；g、q——梁、板均布恒荷載和活荷載的設(shè)計(jì)值。SmartConstructionPart02配筋計(jì)算建筑結(jié)構(gòu)1.基本建設(shè)的概念建筑結(jié)構(gòu)單向板的計(jì)算要點(diǎn)按塑性?xún)?nèi)力重分布方法進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算；取1米寬板帶為計(jì)算單元；不計(jì)算斜截面受剪承載力，因?yàn)闃前迨艿降募袅π?鋼筋配置應(yīng)同時(shí)滿(mǎn)足計(jì)算與構(gòu)造要求;在跨中和支座M作用下，板實(shí)際軸線為“拱”形，板的彎矩有所減小。所以要進(jìn)行彎矩折減。1.基本建設(shè)的概念建筑結(jié)構(gòu)如圖所示，因?yàn)槎酥ё鶠楹?jiǎn)支支座，所以第一跨未形成“拱”形，中間各跨均為“拱”形，所以第一跨不得折減。單向板的計(jì)算要點(diǎn)1.基本建設(shè)的概念建筑結(jié)構(gòu)彎矩折減應(yīng)符合以下原則:中間跨跨中截面和中間支座截面彎矩折減20%;邊跨跨中和第一內(nèi)支座截面不彎矩;邊區(qū)格板均不得折減;樓板截面及配筋構(gòu)造要求同受彎構(gòu)件。單向板的計(jì)算要點(diǎn)1.基本建設(shè)的概念建筑結(jié)構(gòu)⑴按塑性?xún)?nèi)力重分布法（塑性法）進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算⑵跨中可按T形截面計(jì)算，支座須按矩形截面計(jì)算；⑶需要同時(shí)進(jìn)行抗彎和抗剪承載力計(jì)算；一般僅設(shè)置箍筋承擔(dān)剪力。⑷一般不需要驗(yàn)算撓度和裂縫寬度，在截面高度取值較小時(shí)，需要進(jìn)行驗(yàn)算。次梁的計(jì)算要點(diǎn)1.基本建設(shè)的概念建筑結(jié)構(gòu)⑴主梁為重要構(gòu)件，按彈性方法進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算；⑵跨中可按T形，但支座須按矩形截面計(jì)算；⑶支座截面有效高度應(yīng)適當(dāng)減?。河捎诎?、次梁、主梁鋼筋重疊交錯(cuò)，主梁負(fù)筋位于最下層，所以主