梁板结构设计方法(塑性理论1).ppt

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1、（1）弹性理论不能反映材料的实际工作状况；（2）按内力包络图进行配筋，钢筋配置过多；（3）弹性理论计算的支座弯矩较大，使得支座配筋过 多，施工不便；(4)确定计算简图后各截面内力分布规律不变化；,问题的提出,1 单向板肋梁楼盖按塑性理论方法计算结构内力,钢筋混凝土受弯构件的塑性铰,塑性铰的转动能力,塑性铰与理想铰的区别能承受一定的弯矩，近似等于极限弯矩；仅能单向转动；有一定长度区域；转动能力有一定限度。,钢筋混凝土超静定结构的极限荷载及内力重分布的概念,+,=,内力重分布的概念：弹性分析时，随着F的变化，MB/M1=常量；塑性分析时随着F的变化，MB/M1不断变化，内力在支座和跨中之间不断重新

2、分配。,两点结论,*对钢筋混凝土静定结构，塑性铰出现即导致结构破坏；对超静定结构，只有当结构上出现足够数量的塑性铰，使结构成为几何可变体时，才破坏。,*弹性方法的承载力：F1；内力重分布法的承载力：Fu=F1+F2。,弹性理论即符合平衡条件，又符合变形协调条件；而塑性理论虽符合平衡条件，但不再符合变形协调条件；,塑性铰的转动能力与内力重分布,*塑性铰有足够的转动能力，保证结构按预期的顺序，先后形成塑性铰使结构成为几何可变体而破坏-充分内力重分布,*塑性铰转动能力有限，其它截面尚未形成塑性铰，该塑性铰已“过早”地发生混凝土压碎使结构破坏-不充分内力重分布,斜截面承载力与内力重分布,*为了保证内力

3、重分布达到预期的目标，结构不能发生因斜截面抗剪承载力不足而引起的破坏。,结构的变形、裂缝与内力重分布,*最先出现的塑性铰转动幅度过大，结构的变形会较大，铰附近的裂缝会过宽，而不满足正常的使用要求。因此，应限制塑性铰的转动幅度。,结构内力的分析方法-弯矩调幅法的基本概念,+,=,弯矩调幅系数,满足力的平衡条件,结构内力的分析方法-弯矩调幅法的基本规定1,*连续梁任一跨调幅后的两端支座弯矩MA、MB绝对值的平均值，加上跨度中点的弯矩M1 之和，应不小于该跨按简支梁计算的跨中弯矩M0，即,结构内力的分析方法-弯矩调幅法的基本规定2、3、4,钢筋：HRB335和HRB400，混凝土C20C45,*20

4、%,*调幅截面的 0.35,保证充分内力重分布的条件受剪箍筋比计算值增大20%,结构内力的分析方法-弯矩调幅法的基本规定5,按荷载的最不利位置和调幅弯矩由平衡关系计算的满足斜截面抗剪承载力要求所需的箍筋面积应增大20%。,但人为调整设计弯矩不是任意的调整幅度越大，支座塑性铰出现就越早，达到极限承载力时所需要的塑性铰转动也越大如果转动需求超过塑性铰的转动能力，塑性内力重分布就无法实现,结构内力的分析方法-等跨、不等跨梁板的内力计算,*跨度相差不大于10%，q/g=1/35，可直接查表求出内力系数，再求内力，教材附录13,不等跨梁：先按弹性方法求出弯矩包络图，再调幅，剪力仍取弹性剪力值；不等跨板：

5、先选定大跨内的弯矩，由平衡关系求支座弯矩，再由支座弯矩求相邻跨的弯矩,结构内力的分析方法-考虑内力重分布方法的适用范围,下列情况不能用内力重分布方法：1、直接承受动力荷载的工业与民用建筑 2、使用阶段不允许出现裂缝的结构 3、轻质混凝土结构、特种混凝土结构 4、受侵蚀气体或液体作用的结构 5、预应力混凝土结构和叠合结构 6、肋梁楼该盖中的主梁,*考虑内力重分布计算时，板的弯矩的折减,板的设计要点,*板的常用配筋率：（0.30.8）%,*板的宽度较大，一般不需要进行抗剪计算,对中间跨的截面弯矩可以考虑减少20；,板的设计要点,*配筋-受力筋,直径：6、8、10、12，板面配筋宜选用10、12,间

6、距：70mm 200mm，h 150mm时 1.5h,h150mm时,板的设计要点,*配筋-受力筋,分离式配筋（不受振动、荷载较小的板）,弯起式配筋,板的设计要点,*配筋-分布筋,每米不少于3根；截面积1/10受力钢筋截面积。置于受力钢筋的内侧。,*配筋-板面附加筋,l0单向板的计算跨度,垂直于主梁的板面构造钢筋,嵌入承重墙内的板面构造钢筋,次梁的设计要点,*纵向钢筋的配筋率：0.6%1.5%,*截面：支座-矩形；跨中-T形（bf取法已讲过，P91表35）,*0.35(考虑内力重分布),*箍筋面积增大20%(考虑内力重分布),次梁的设计要点,*配筋（q/g 3，相邻跨度相差20%，按图，其他情

7、况按包罗图处理）,有弯起钢筋,无弯起钢筋,主梁的设计要点（内力按弹性方法计算）,*截面：支座-矩形；跨中-T形（bf取法已讲过）,*截面有效高度：支座截面处，单排：h0=h-5060 双排：h0=h-7080,主梁的设计要点（内力按弹性方法计算）,*纵向钢筋的布置按弯矩包络图确定,*主、次梁相交处的附加箍筋,主梁的设计要点（内力按弹性方法计算）,优先选用箍筋,m附加箍筋排数n附加箍筋肢数,双向板肋梁楼盖1.双向板肋梁楼盖的布置,和单向板肋梁楼盖类似,2.双向板的受力特征,当l02/l01=2时，p2=0.06p，单向板；当l02/l01=1时，p2=p1=0.5p，双向板。,双向板与单向板受力

8、性能的主要区别,2.双向板的受力特征,双向板的试验结果-以受均布荷载的四边简支板为例,板底裂缝,板面裂缝,2.双向板的受力特征,双向板的试验结果-以受均布荷载的四边简支板为例,3.双向板按弹性理论的内力计算,单跨板,教材附表14列出均布荷载下双向板的六种支承情况,单位板宽内的弯矩,均布荷载,短跨方向的计算跨度，计算同单向板,对钢筋混凝土，=0.2,(1)跨中最大弯矩的计算,对称荷载(g+q/2),反对称荷载(q/2),按四边固支计算中间区格,按四边简支计算各区格,将各区格内力叠加就是双向板某一区格跨中最大弯矩,3.双向板按弹性理论的内力计算,(2)支座最大弯矩的计算,近似认为恒载和活载满布在连

9、续双向板所有区格时，支座产生最大负弯矩；中间支座视为固支，周边支座视为简支，即可求得各区格板的支座弯矩；相邻支座弯矩不等时，取平均值。,3.双向板按弹性理论的内力计算,4.双向板按塑性理论的内力计算-塑性铰线法,塑性铰线的概念及其位置的确定方法,4.双向板按塑性理论的内力计算-塑性铰线法,塑性铰线的概念及其位置的确定方法,*负塑性铰线沿固定边界产生,*塑性铰线出现在弯矩最大处,1）对称结构具有对称的塑性铰线分布；2）正弯矩部位出现正塑性铰线，负塑性铰线则出现在负弯矩区域；3）塑性铰线应满足转动要求。每条塑性铰线都是两相邻刚性板块的公共边界，应能随两相邻板块一起转动，因而塑性铰线必须 通过相邻板

10、块转动轴的交点；4）塑性铰线的数量应使整块板成为一个几何可变体系。,4.双向板按塑性理论的内力计算-塑性铰线法,塑性铰线的概念及其位置的确定方法,4.双向板按塑性理论的内力计算-塑性铰线法,塑性铰线法的假定,*板即将破坏时，塑性铰线发生在弯矩最大处；,*分布荷载下，塑性铰线是直线；,*节板为刚性板，板的变形集中在塑性铰线上；,*在所有可能的破坏图示中，必有一个是最危险的，其极限荷载最小；,*塑性铰线上只有一定值的极限弯矩，没有其它内力。,4.双向板按塑性理论的内力计算-塑性铰线法,双向板的极限荷载（以四边固定板为例）,假定双向板的破坏图示,虚功原理求极限荷载,发生虚位移,4.双向板按塑性理论的

11、内力计算-塑性铰线法,双向板的极限荷载（以四边固定板为例）,pu=极限荷载（均布）,4.双向板按塑性理论的内力计算-塑性铰线法,双向板的极限荷载（以四边固定板为例）,45 斜向塑性铰线上单位长度截面的受弯承载力,4.双向板按塑性理论的内力计算-塑性铰线法,双向板的极限荷载（以四边固定板为例）,内力所做的功,4.双向板按塑性理论的内力计算-塑性铰线法,双向板的极限荷载（以四边固定板为例）,4.双向板按塑性理论的内力计算-塑性铰线法,双向板的极限荷载（以四边固定板为例）,塑性铰线的角度不确定时（设为）,4.双向板按塑性理论的内力计算-塑性铰线法,单块板的内力计算（以四边固定板为例）,一个方程求多个

12、参数？,4.双向板按塑性理论的内力计算-塑性铰线法,单块板的内力计算（以四边固定板为例）,4.双向板按塑性理论的内力计算-塑性铰线法,单块板的内力计算（以四边固定板为例）,取值时考虑和弹性方法求出的相似，宜取=1/n2,节约钢材和配筋方便，宜取=1.52.5，通常取=2,不同支承条件下的双向板，只要按实际情况，带入不同的M1I、M1II、M2I、M2II后，即可求出m1,4.双向板按塑性理论的内力计算-塑性铰线法,连续双向板的内力计算,指定和,活载满布：p=g+q,由中间区格向外扩展,4.双向板按塑性理论的内力计算-塑性铰线法,防止其它破坏形式,由于钢筋弯起不当引起的破坏形式,预防措施：控制弯

13、起钢筋的数量；控制弯起钢筋的位置,5.双向板支承梁的内力分析,梁的内力可按弹性方法或内力重分布法进行计算,等效荷载,3.双向板按塑性理论的内力计算,6.双向板的截面设计和构造要求,内力的折减-穹顶作用（四周都与梁固结的板）,*中间跨跨中和支座：减少20%,*边跨跨中、边缘算起第二支座截面：lb/l01.5，减少20%1.5 lb/l0 2，减少10%,*楼板角区格不折减,边缘方向的计算跨度,垂直于边缘方向的计算跨度,6.双向板的截面设计和构造要求,板厚,80160mm,6.双向板的截面设计和构造要求,钢筋的配置-弯起式和分离式,*按弹性方法求内力,*按塑性方法求内力：配筋要和计算假定相吻合,*分布筋、构造筋、钢筋的弯起点、切断点的位置，钢筋的直径同单向板肋梁楼盖,