钢筋混凝土--肋形结构及刚架结构.pptx

单向板单向板单向板单向板在荷载作用下，只在一个方向受力或者主在荷载作用下，只在一个方向受力或者主在荷载作用下，只在一个方向受力或者主在荷载作用下，只在一个方向受力或者主要在一个方向受力的板。要在一个方向受力的板。要在一个方向受力的板。要在一个方向受力的板。双向板双向板双向板双向板在荷载作用下，在两个方向受力，在荷载作用下，在两个方向受力，在荷载作用下，在两个方向受力，在荷载作用下，在两个方向受力，且不能且不能且不能且不能忽略任一方向受力的板忽略任一方向受力的板忽略任一方向受力的板忽略任一方向受力的板。当当 时时10.1 概述概述四、单向、双向受力板单向、双向受力板 一、结构平面布置一、结构平面布置 结构布置原则结构布置原则：满足建筑的功能要求；满足结构安全性满足建筑的功能要求；满足结构安全性和正常使用条件；满足经济性和施工方便的要求；和正常使用条件；满足经济性和施工方便的要求；，便于设，便于设计计算（计计算（对称对称、等跨等跨、等截面等截面和和同材料）同材料）1单向板单向板肋梁楼盖肋梁楼盖结构平面布置结构平面布置通常有以下三种方案：通常有以下三种方案：主梁沿横向布置主梁沿横向布置，次梁纵向布置的优点，次梁纵向布置的优点是：主梁和柱可是：主梁和柱可形成形成横向框架横向框架，结构，结构横向抗侧移刚度大横向抗侧移刚度大，各框架间由纵向的，各框架间由纵向的次梁相连，次梁相连，整体性较好整体性较好。此外，由于次梁沿外纵墙方向布置。此外，由于次梁沿外纵墙方向布置，纵墙上窗户可开得较大，有利于室内采光通风。，纵墙上窗户可开得较大，有利于室内采光通风。10.2 单向板梁板结构按弹性方法的计算单向板梁板结构按弹性方法的计算主梁横向布置主梁横向布置主梁纵向布置主梁纵向布置无主梁布置无主梁布置 主梁沿纵向布置、主梁沿纵向布置、次梁横向布置次梁横向布置的的优点是：优点是：减小了主梁减小了主梁的截面高度，增加了室内净高，适用于横向柱距比纵向柱距的截面高度，增加了室内净高，适用于横向柱距比纵向柱距大得多的情况。大得多的情况。混合布置混合布置：部分主梁沿横向布置，另一部分：部分主梁沿横向布置，另一部分沿纵向布置沿纵向布置，次梁垂直于主梁布置。，次梁垂直于主梁布置。只布置次梁，不布置主梁只布置次梁，不布置主梁仅适用于有中间走道的砌体墙仅适用于有中间走道的砌体墙承重的混合结构房屋。承重的混合结构房屋。根据上述结构布置特点，结构布置方案可分为：根据上述结构布置特点，结构布置方案可分为：1.1.主梁横向布置方案主梁横向布置方案 2.2.主梁纵向布置方案主梁纵向布置方案 3.3.主梁混合布置方案主梁混合布置方案 4.4.无主梁布置方案无主梁布置方案一、结构平面布置一、结构平面布置10.2 单向板梁板结构按弹性方法的计算单向板梁板结构按弹性方法的计算构件种类构件种类构件种类构件种类高跨比高跨比高跨比高跨比备备备备 注注注注多跨连续次梁多跨连续次梁多跨连续次梁多跨连续次梁多跨连续主梁多跨连续主梁多跨连续主梁多跨连续主梁单跨简支梁单跨简支梁单跨简支梁单跨简支梁1/181/121/181/121/141/81/141/81/141/81/141/8梁的宽高比一般为梁的宽高比一般为梁的宽高比一般为梁的宽高比一般为1/31/21/31/2，单向板单向板单向板单向板简支板简支板简支板简支板1/351/35最小板厚：屋面板最小板厚：屋面板最小板厚：屋面板最小板厚：屋面板 60mm60mm；民建楼板民建楼板民建楼板民建楼板 70mm70mm；工建楼板工建楼板工建楼板工建楼板 80mm80mm连续板连续板连续板连续板1/401/40双向板双向板双向板双向板四边简支四边简支四边简支四边简支1/451/45跨度跨度跨度跨度 l l 取短向跨度取短向跨度取短向跨度取短向跨度板厚一般宜为板厚一般宜为板厚一般宜为板厚一般宜为80mm80mmh h160mm160mm四边连续四边连续四边连续四边连续1/501/50密肋板密肋板密肋板密肋板单跨简支单跨简支单跨简支单跨简支1/201/20当当当当 肋间距肋间距肋间距肋间距700mm700mm700mm700mm，取取取取40mm 40mm 40mm 40mm 肋间距肋间距肋间距肋间距700mm700mm700mm700mm，取取取取50mm50mm50mm50mm多跨连续多跨连续多跨连续多跨连续1/251/25悬悬悬悬 臂臂臂臂 板板板板1/121/12当悬臂长度当悬臂长度当悬臂长度当悬臂长度 500mm500mm，60mm60mm 悬臂长度悬臂长度悬臂长度悬臂长度500mm500mm，80mm80mm梁、板截面的常用尺寸梁、板截面的常用尺寸一、结构平面布置一、结构平面布置10.2 单向板梁板结构按弹性方法的计算单向板梁板结构按弹性方法的计算 梁板尺寸按下表取用时，其经济性较好。梁板尺寸按下表取用时，其经济性较好。二、二、计算简图计算简图 整体式梁板结构整体式梁板结构由板、次梁和主梁整体浇注而成，设计由板、次梁和主梁整体浇注而成，设计时应分别对板、次梁和主梁进行计算（内力及配筋）。因此时应分别对板、次梁和主梁进行计算（内力及配筋）。因此应根据支撑情况及构件刚度确定相应构件的应根据支撑情况及构件刚度确定相应构件的计算简图计算简图。10.2 单向板梁板结构按弹性方法的计算单向板梁板结构按弹性方法的计算l2lllllll1l2l1l2l2 模型传力路径及简化假定模型传力路径及简化假定 墙体墙体 基础基础 主梁主梁 a 一般传力路径：一般传力路径：板板 次梁次梁 柱柱 基础基础 墙体墙体 基础基础 b b 简化假定：简化假定：（1 1）梁在支座处可以自由转动，支座无竖向位移；）梁在支座处可以自由转动，支座无竖向位移；（2 2）不考虑薄膜效应（即假定为薄板）；）不考虑薄膜效应（即假定为薄板）；（3 3）按简支构件计算支座竖向反力；）按简支构件计算支座竖向反力；（4 4）实际跨数小于和等于五跨时，按实际跨数计算）实际跨数小于和等于五跨时，按实际跨数计算 ；实际跨数大；实际跨数大 于五跨且跨差小于于五跨且跨差小于10%10%时，按五时，按五 跨计算。跨计算。二二.1 板的计算简图板的计算简图 (1)计算单元：计算单元：1m宽板带。宽板带。(2)支承条件：不论支承在支承条件：不论支承在次梁还是支承在墙上次梁还是支承在墙上,均简化均简化为为不动铰支座，不动铰支座，由此引起的误差采用由此引起的误差采用折算荷载折算荷载来消除。来消除。(3)荷载：均布线荷载：荷载：均布线荷载：(4)计算跨度计算跨度 计算计算弯矩弯矩时时 中间跨中间跨：边边 跨：跨：式中：式中：a、b为左右支座宽度，为左右支座宽度，h为板厚度。为板厚度。计算计算剪力剪力时时 各跨均为：各跨均为：二、二、计算简图计算简图10.2 单向板梁板结构按弹性方法的计算单向板梁板结构按弹性方法的计算 二二.2 次梁的计算简图次梁的计算简图 (1)计算单元：次梁左右两跨各取半跨计算单元：次梁左右两跨各取半跨 (2)支承条件：不论支承在主梁、还是支承在墙上，均作支承条件：不论支承在主梁、还是支承在墙上，均作 为为不动铰支座。不动铰支座。由此引起的误差采用由此引起的误差采用折算荷载折算荷载来消除。来消除。(3)荷载：均布恒载荷载：均布恒载：左右各半跨板自重：左右各半跨板自重+次梁自重；次梁自重；均布活载：左右各半跨板上活载均布活载：左右各半跨板上活载 (4)计算跨度计算跨度 计算计算弯矩弯矩时时 中间跨中间跨：边边 跨：跨：式中：式中：a、b为左右支座宽度。为左右支座宽度。计算计算剪力剪力时时 各跨均为：各跨均为：二、二、计算简图计算简图10.2 单向板梁板结构按弹性方法的计算单向板梁板结构按弹性方法的计算 二二.3 .3 主梁的计算简图主梁的计算简图 （1 1）计算单元：主梁左右各半个主梁间距。）计算单元：主梁左右各半个主梁间距。（2 2）支承条件：当梁柱线刚度相差较大，）支承条件：当梁柱线刚度相差较大，可可将柱作为主梁的将柱作为主梁的不动铰支座不动铰支座，按，按多跨连续梁多跨连续梁设计。设计。当当 ，应考虑应考虑柱对主梁的转动约束柱对主梁的转动约束作用，按作用，按内框架结构内框架结构考虑。考虑。（3 3）荷载：次梁传来的集中荷载；荷载：次梁传来的集中荷载；（4 4）计算跨度计算跨度 ：与次梁相同。：与次梁相同。二、二、计算简图计算简图10.2 单向板梁板结构按弹性方法的计算单向板梁板结构按弹性方法的计算10.2 单向板梁板结构按弹性方法的计算单向板梁板结构按弹性方法的计算三、按弹性方法计算梁板的内力三、按弹性方法计算梁板的内力1.可变荷载的最不利布置可变荷载的最不利布置 连续梁连续梁可变荷载最不利布置可变荷载最不利布置的原则：的原则：(1)求某跨求某跨跨内最大正弯矩跨内最大正弯矩时，应时，应在本跨布置活荷载，然后隔跨布置在本跨布置活荷载，然后隔跨布置 (2)求某跨求某跨跨内最大负弯矩跨内最大负弯矩时，本时，本跨不布置活荷载，而在其邻跨布置，跨不布置活荷载，而在其邻跨布置，然后隔跨布置；然后隔跨布置；(3)求某求某支座最大负弯矩支座最大负弯矩时，应在时，应在该支座左右两跨布置活荷载，然后该支座左右两跨布置活荷载，然后隔跨布置。隔跨布置。(4)求某求某支座最大剪力支座最大剪力时，应在该时，应在该支座左右两跨布置活荷载，然后隔支座左右两跨布置活荷载，然后隔跨布置。跨布置。10.2 单向板梁板结构按弹性方法的计算单向板梁板结构按弹性方法的计算三、按弹性方法计算梁板的内力三、按弹性方法计算梁板的内力 1.1.应力重分布与内力重分布应力重分布与内力重分布 （1 1）应力）应力重分布：在弹性阶段，钢筋与混凝土的应力是按各重分布：在弹性阶段，钢筋与混凝土的应力是按各自的初始弹性模量分配的，即钢筋与混凝土承担的应力分别为自的初始弹性模量分配的，即钢筋与混凝土承担的应力分别为s ss=EsXe e，s sc=EcXe e，其中，其中e e为某截面的应变；而弹塑性阶段为某截面的应变；而弹塑性阶段内，钢筋与混凝土的应力是按各自的变形模量分配的，即钢筋与内，钢筋与混凝土的应力是按各自的变形模量分配的，即钢筋与混凝土的应力分别为混凝土的应力分别为s ss=EsXe e 和和s sc=EcXe e。由于。由于Ec Ec，混凝土上的应力发生变化，这种现象称为混凝土上的应力发生变化，这种现象称为“应力重分布应力重分布”。应力。应力重分布在静定结构和超静定结构中都可能发生。重分布在静定结构和超静定结构中都可能发生。（2 2）内力重分布：超静定结构存在多余约束，其内力是按刚）内力重分布：超静定结构存在多余约束，其内力是按刚度分配的。在多余约束处，由于应力较大，材料进入弹塑性，产度分配的。在多余约束处，由于应力较大，材料进入弹塑性，产生塑性铰，改变了结构的刚度，内力不再按原有刚度分配，这种生塑性铰，改变了结构的刚度，内力不再按原有刚度分配，这种现象称为现象称为“内力重分布内力重分布”。“内力重分布内力重分布”只在超静定结构中只在超静定结构中发生且不符合结构力学的规律。发生且不符合结构力学的规律。一、钢筋混凝土受弯构件的塑性铰一、钢筋混凝土受弯构件的塑性铰10.3 单向板梁板结构按塑性方法的计算单向板梁板结构按塑性方法的计算 根据结构力学可计算根据结构力学可计算出结构出结构内力重分布的过程内力重分布的过程内力重分布的过程内力重分布的过程:若支座截面产生塑性若支座截面产生塑性铰，则其内力不变，增加铰，则其内力不变，增加的荷载由跨中截面承担；的荷载由跨中截面承担；此后的受力情况为单根简支梁此后的受力情况为单根简支梁受荷；此时跨中截面增加的弯受荷；此时跨中截面增加的弯矩为矩为 0.188PL-0.156PL=0.032PLllPPllPP0.188PL0.156PL0.156PLlPX=0.128P0.032PL 上述计算表明：梁承担的荷载比结构力学计算结果要上述计算表明：梁承担的荷载比结构力学计算结果要大；但若荷载增大到大；但若荷载增大到使跨中出现塑性铰，则三铰连一线使跨中出现塑性铰，则三铰连一线，则结构变成为几何可变体系，则结构变成为几何可变体系,梁丧失承载能力。梁丧失承载能力。二、塑性内力重分布二、塑性内力重分布10.3 单向板梁板结构按塑性方法的计算单向板梁板结构按塑性方法的计算 2 弯矩调幅法弯矩调幅法的计算步骤的计算步骤 按弹性方法计算各截面的计算弯矩按弹性方法计算各截面的计算弯矩Me；对支座弯矩调幅，调幅系数对支座弯矩调幅，调幅系数不宜超过不宜超过0.25；调整之后，连续梁、板各调整之后，连续梁、板各跨中截面的弯矩跨中截面的弯矩应不小于弯应不小于弯 矩包络图及下式计算的值。矩包络图及下式计算的值。M0按简支梁计算的跨中弯矩。按简支梁计算的跨中弯矩。调幅后的跨中、支座弯矩值不宜小于调幅后的跨中、支座弯矩值不宜小于M0的的1/3；剪力设计值按荷载最不利布置和调幅后的跨中弯矩由剪力设计值按荷载最不利布置和调幅后的跨中弯矩由 静力平衡条件静力平衡条件计算确定计算确定.三、弯矩调幅法确定连续板、梁的内力三、弯矩调幅法确定连续板、梁的内力10.3 单向板梁板结构按塑性方法的计算单向板梁板结构按塑性方法的计算 4 基础底板配筋基础底板配筋 独独立立基基础础底底板板的的受受力力状状态态可可看看作作在在地地基基土土反反力力作作用用下下支支承承于于柱柱上上倒倒置置的的变变截截面面悬悬臂臂板板。基基础础底底板板配配筋筋采采用用地地基基土净反力土净反力。(1)轴心荷载作用下的基础轴心荷载作用下的基础：将基础底板划分为四个区：将基础底板划分为四个区块，每个区块都可看作是固定于柱边的悬臂板，且区块之块，每个区块都可看作是固定于柱边的悬臂板，且区块之间无联系。间无联系。二、基础的设计内容二、基础的设计内容