钢筋混凝土肋梁楼盖.ppt

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1、施工中的框架承重结构体系与墙体承重结构比较，施工中最大的不同是墙体最后完成。,施工中的框架承重结构体系与墙体承重结构比较，施工中最大的不同是墙体最后完成。,钢筋混凝土框架支承的多层工业厂房,第1章 梁板结构设计,一、单向板肋形楼盖二、双向板肋形楼盖三、整体式无梁楼盖四、整体式楼梯和雨蓬的设计,概 述,k,混凝土梁板结构主要是由板和梁组成的结构体系，其支承结构可为柱或墙体。广泛应用于工业与民用房屋楼盖、屋盖、楼梯及雨蓬。基础结构（肋梁式筏片基础、桥梁结构及水工结构 等）,楼盖形式,k,单向板肋梁楼盖双向板肋梁楼盖井式楼盖无梁楼盖,现浇（整体式）、装配式及装配整体式！,q1=98.78%q2=1.

2、22%（单向板）单向板肋梁楼盖：由单向板组成的梁板结构双向板肋梁楼盖：由双向板组成的梁板结构,混凝土结构设计规范规定,l2/l13时，可按单向板设计3l2/l12时，宜按双向板设计，若按单向板设计，应沿长边方向布置足够的构造钢筋l2/l12时，应按双向板设计,k,1.1、单向板肋梁楼盖,现浇单向板肋梁楼盖:主梁、次梁及板组成重点：内力计算内力计算方法：按弹性理论计算 按塑性内力重分布的计算,k,1、柱网及梁格应尽量规整、简单、统一、美观；2、梁、板划分尽可能等跨，便于设计与施工；3、使用要求中的大型设备应直接由梁来支承，在大的孔洞边布置有梁，另外隔墙下也宜布置梁；4、为了提高建筑物的侧向刚度，

3、主梁宜沿建筑物的横向布置；5、在混合结构中，梁的支承点应避开门窗洞口。6、板的经济跨度：1.52.7m；次梁：46m；主梁：58m,1、结构布置及梁板基本尺寸,结构计算模型：计算跨度和跨数等、结构计算单元、支承条件；荷载图式：荷载计算单元、荷载形式、荷载位置等；,2、计算简图,当等跨（或跨差5时，可近似按5跨考虑；配筋计算时除两边跨外中间各跨配筋相同。,2、结构计算跨数,3、结构计算跨度,4、结构的荷载及计算单元,1、永久荷载和可变荷载（建筑结构荷载规范）永久荷载：自重、地面及天棚抹灰、隔墙及永久性设备可变荷载：人群、货物以及雪荷载、屋面积灰荷载和施 工活荷载；一般折算成等效活荷载。建筑结构荷

4、载规范(GB50009-2001)可得到永久荷载与可变荷载标准值,主梁：当主梁与柱的混凝土为整体浇注时，梁与柱组成一个整体，其内力可按刚度计算，若梁的刚度比柱的刚度大很多（ib 34ic）可将主梁视为铰支于柱上的连续梁计算。承受主梁的自重及次梁传来的集中力。,结构计算单元板：取1m宽的矩形截面板带；次梁：取相邻两次梁之间距离之距离，按T形截面；主梁：取如图所示的荷载面积，按T形截面；,问题：柱的负荷面积？,5、按弹性理论方法计算内力,特点：假定梁板为理想弹性体系，内力计算可按结构力学的方法进行！,一、内力系数表二、荷载的最不利组合三、荷载调整四、内力包络图,M=kql2 或 M=kQl,V=k

5、ql 或 V=kQ附录7,(1)、内力系数表,（1）结构控制截面等截面多跨连续梁、板的各支座截面及各跨的跨中截面（2）结构最不利荷载组合由于活荷载作用于结构上的位置是变化的，要获得结构控制截面产生的最危险内力，必须研究结构的最不利荷载组合。,(2)、结构最不利荷载组合,（3）结论A：欲求结构某跨跨内截面最大正弯矩时，除恒荷载作用外，应在该跨布置活荷载，然后向两侧隔跨布置活载；B：欲求结构某支座截面最大弯矩（剪力）时，除恒载外，应在该支座相邻两跨布置活荷载，然后向两侧隔跨布置活载；C：欲求结构边支座截面最大剪力时，除恒载外，其活荷载布置与求该跨跨内截面最大正弯矩时活荷载，然后向两侧隔跨布置活载。

6、,(3)、荷载调整,板折算：永久荷载 g/=g+1/2q 活载：q/=1/2q次梁折算：永久荷载 g/=g+1/4q 活载：q/=3/4q对连续主梁和支座均为砖墙（或砖柱）的连续板、梁中，荷载不调整。,内力包络图：在恒载的内力图上，叠加以按最不利活载布置得出的各截面的最不利内力的外包图。材料图：结构各截面承载力值的连线，即结构的抵抗内力图（包括：抵抗弯矩图和抵抗剪力图）,材料图应大于内力包络图！,(4)、内力包络图和材料图,(5)、支座弯矩和剪力设计值,对于以混凝土梁或柱为支座的多跨连续梁板结构,均布荷载,均布荷载,集中荷载,V0：按简支梁计算的支座剪力,对于连续梁、板结构支座为墙体时,均布荷

7、载,均布荷载,集中荷载,V0：按简支梁计算的支座剪力,6、按塑性理论方法计算内力,按弹性理论方法计算存在的问题（1）内力计算弹性，而材料为弹塑性。不能反映结构内材料的实际工作状况。（2）弹性法不经济；（3）支座弯矩一般大于跨中弯矩，不便施工。,对相邻跨度差小于10%的不等跨连续板和次梁也可用上式，但支座弯矩应按相邻较大的计算跨度计算。,按塑性理论方法计算内力,结构塑性铰的概念结构的承载力极限状态结构塑性内力重分布结构塑性内力重分布的限制条件塑性内力重分布法的计算方法-调幅法,（1）、结构塑性铰的概念,适筋梁截面第III应力阶段，截面在维持一定数值弯矩的情况下，截面发生较大幅度的转动，犹如形成一

8、个“铰链”，转动是材料塑性变形及混凝土裂缝开展的表现，故称为“塑性铰”。使塑性铰产生转动的弯矩Mu称为塑性弯矩；截面的塑性转动 值称为塑性极限转角，表示塑性铰的转动能力。,（2）塑性铰与理想铰的区别,理想铰不能传递弯矩，但可以自由无限转动；塑性铰能传递一定数值的塑性弯矩，并在塑性弯矩作用下将发生有限的转动。塑性铰不是发生在结构的某一个截面，而是一个区段，区段长度大约为（11.5h），h为梁的截面高度。,（3）、结构承载力极限状态,弹性理论分析方法：结构的某一截面达到承载力极限状态，则整个结构达到承载力极限状态；,按塑性理论分析方法：混凝土超静定结构出现一个塑性铰，超静定结构只减少一个多余联系，

9、即减少一个超静定，但结构还能继续承受荷载，只有结构出现若干个塑性铰，使结构局部或整体成为几何可变体系时，结构才达到承载力极限状态。,（4）、结构塑性内力重分布,内力重分布：结构内力分布规律相对于弹性内力分布的变化。它主要是由于结构塑性变形及混凝土裂缝开展引起的。按弹性理论分析时，结构内力与荷载呈线性关系；按塑性理论分析时，结构内力与荷载为非线性关系。,假设支座和跨中都配 As=763mm2(3根18),M1max=0.156P1 l=0.156P14=0.624P1,MBmax=0.188P1 l=0.752P 1,Mu=84 kN/m=0.752P1 P1=111.7kN,若配 As=763

10、mm2(3根18)，则 Mu=84kN/m,M1max=0.156P1l=0.156111.744=69.7,M1max=Mu-69.7=84.6-69.7=14.3,P=14.3kN,M1max=1/4 P l=14.3,P=P1+P=111.7+14.3=126kN,M1max=0.156Pl=0.1561264=78.6,MBmax=0.188Pl=0.1881264=94.8,弯矩调幅法：在弹性计算方法的基础上，通过对支座弯矩进行调整的一种方法。,四、塑性内力重分布法的计算方法-调幅法,结构塑性内力重分布的限制条件,塑性铰是弹塑性材料超静定结构实现塑性内力重分布的关键。为保证塑性内力重

11、分布的实现，一方面要求塑性铰有足够的转动能力；另一方面要求塑性铰的转动幅度又不宜过大。研究表明：提高截面高度、减小截面相对受压区高度是提高塑性铰转动能力的最有效措施。,工程结构中宜采用HPB235和HRB335级钢筋和较低强度等级的混凝土：C25C45；为了满足使用荷载下裂缝宽度的要求，下调的幅度应不大于30%，即M塑0.7M弹；为了保证设计允许的最大调幅值30%，要相应限制配筋率或构件在塑性内力重分布的过程中不发生其他脆性破坏，如斜截面受剪破坏，锚固破坏等。,调整后的跨中弯矩应尽量接近按弹性计算的包络图中的跨中弯矩；且应满足静力平衡条件，每跨调整后的两端支座弯矩的平均值与跨中弯矩的绝对值之和

12、应不小于该跨按简支梁计算的跨中弯矩。MA,MB:连续梁某跨两端调整后的支座弯矩；M中:连续梁相应跨调整后的跨中弯矩；M0：在相应的荷载作用下，按简支梁计算的跨中弯矩；,（6）、塑性内力重分布法的适用范围,直接承受动荷载作用的结构构件；裂缝控制等级为一级或二级的结构构件；处于重要部位而又要求有较大强度储备的结构构件。,上述应按弹性生理论的方法进行!,单向板的计算和配筋,设计要点配筋构造,一、设计要点,经济配筋率0.4%0.8%，一般不进行抗剪计算,二、配筋构造,1、受力钢筋P3592、长向支座处的负弯矩钢筋3、分布钢筋,次梁的计算和配筋,设计要点：可按塑性法计算配筋构造，对于相邻跨跨度相差不大于

13、20%，活载和恒载的比q/g3的次梁，可按下图进行配筋布置，否则应按弯矩及剪力包络图确定。,主梁的计算和配筋,设计要点：按弹性法计算,主梁的计算和配筋,设计要点：按弹性法计算配筋构造：按弯矩和剪力包络图确定钢筋的弯起和切断。主、次梁处的设计附加的箍筋和吊筋,双向板肋梁楼盖,双向板的受力特征及试验结果 双向板按弹性理论方法的计算 双向板按塑性理论方法的计算 双向板截面设计及构造要点 双向板支承梁计算,双向板的受力特点,k,图1.3.2图1.3.3 腾15-3,k,图1.3.2图1.3.3 腾15-3,双向板按弹性理论的分析方法,k,一、单区格双向板的内力计算,k,（1）、按表所得到的跨内和支座弯

14、矩系数,（2）、考虑横向变形时的跨内弯矩,k,二、多区格等跨连续双向板的内力,控制截面：取各支座和跨内截面，按最不利组合求控制截面的内力,k,1、跨中最大弯矩,在对称荷载作用下，各区格板均作用有荷载g，故板在中间支座处的转角很小，可近似地假定板在所有中间支座处为固定支座；如边支座为简支，则边区格为三边固定、一边简支支承情况。角区格为两邻边固定，两邻边简支支承情况。在反对称情况q作用下，板在中间座处的转角方向一致、大小相等，接近于简支的转角，可近似地假定板在中间支座处为简支，即每个区格均可按四边简支支承情况。,k,2、支座最大弯矩近似假定楼盖上所有区格均满布活载（g+p）时得出的支座弯矩，即为支

15、座的最大弯矩，所有中间支座均可视为固定支座，边支座按实际情况考虑。,若对于某些相邻区格板，当单区格板跨度或边界条件不同时（跨度着相差小于20%），两区格板之间的支座截面最大负弯矩值（绝对值）可能不相等，一般可取其平均值作为该支座截面的负弯矩设计值。（腾，公共支座的支座弯矩可偏安全地取相邻两区格板得出的支座弯矩较大值。）,k,1.3.2 双向板按塑性理论方法的计算,计算方法：机动法、极限平衡法及条带法,极限平衡法（塑性铰法）,基本假设1、板在即将破坏时，最大弯矩处形成“塑性铰线”，将板分割成若干板块，成为机动可变体系，塑性铰线上截面均已屈服，弯矩不再增加，但转角可继续增大；2、分布荷载作用下，塑

16、性铰线为直线。塑性铰线与板的形状、尺寸、边界条件、荷载形式、配筋数量等有关。通常负的塑性铰线发生在固定边界处，板的正塑性铰线发生在板下部的正弯矩处，正塑性铰线通过相邻板块转动轴的交点。,3、塑性铰之间的板块处于弹性阶段，变形很小，相对于塑性铰处的变形来说可忽略不计。故在均布荷载作用下，可视各板块为平面刚体，变形集中于塑性铰线处，因此两相邻板块之间的塑性铰线必定为直线；当板发生竖向位移时，各平面板块皆绕塑性铰线转动；4、只要两个方向的配筋合理，则所有通过塑性铰线上的钢筋都达到屈服，混凝土达到抗压强度。,极限平衡法（塑性铰法）,四边简支双向板总弯矩极限平衡方程,如令m代表板单位宽度的极限弯矩，则,

17、极限平衡法（塑性铰法）,四边固定支承时均布荷载作用下双向板总弯矩极限平衡方程,四边简支双向板总弯矩极限平衡方程,如令m代表板单位宽度的极限弯矩，则,四边简支双向板总弯矩极限平衡方程,从经济和构造要求考虑做如下考虑,四边简支双向板总弯矩极限平衡方程,四边固定双向板总弯矩极限平衡方程,四边固定支承时均布荷载作用下双向板总弯矩极限平衡方程,问题：四边简支板在均布荷载作用下双向板总弯矩极限平衡方程？,1、截面设计要点（1）双向板厚度 h=(1/401/50)l l为双向板的短向跨度，且应满足80mm,9.3.4 双向板截面设计及构造要点,（2）板的截面有效高度短向钢筋应放在长向钢筋的外侧，截面有效高度

18、短边方向：h0=h-20长边方向：h0=h-30求双向板截面配筋时，内力臂系数可近似到 s=0.900.95,（3）板的空间内拱作用中间区格板的支座及跨内截面减小20%；边区格板的跨内截面及第一内支座截面 lb/l1.5，减小20%1.5 lb/l2.0，减小10%lb:沿板边缘方向的计算跨度；l:垂直板边缘方向的计算跨度。角区格板截面弯矩值不予折减。,2、钢筋布置,2、钢筋布置,L图,根据支座截面弯矩相等的原则换算成等效均布荷载,L图,1、支座变矩按结构力学的一般方法求得支座弯矩值；对于等跨度等截面连续梁可利用结构计算表格求得支座弯矩值；2、跨内弯矩和支座剪力应按梁上原有荷载形式（梯形或三角形）进行计算3、活荷载不利组合,