L101单向板结构.pptx

第九章第一章 钢筋混凝土梁板结构第一章第一章 钢筋砼梁板结构钢筋砼梁板结构 1.11.1 概概 述述 1.21.2 现浇单向板肋梁楼盖现浇单向板肋梁楼盖 1.3 1.3 双双向板肋梁楼盖向板肋梁楼盖本节习题本节习题本节例题本节例题第九章第一章 钢筋混凝土梁板结构本章提要本章提要1掌握楼盖的结构布置、选型；2掌握整体现浇肋梁楼盖按弹性理论和按塑性内力重分布理论计算内力的方法；3理解折算荷载、内力包络图、塑性铰、内力重分布、弯矩调幅等概念；4熟悉楼盖结构的构造要求；5了解无梁楼盖、井式楼盖的设计方法、结构受力特点及应用场合；6了解装配式楼盖中预制构件的选择和连接构造；掌握梁式楼梯、板式楼梯和雨蓬的设计计算方法。第九章第一章 钢筋混凝土梁板结构概述概述概述概述 11.1钢筋混凝土梁板结构是土木工程中常用的结构。它广泛应用于工业与民用建筑的楼盖、屋盖、伐板基础、阳台、雨篷、楼梯等，还可应用于蓄液池的底板、顶板、挡土墙及桥梁的桥面结构。钢筋混凝土屋盖、楼盖是建筑结构的重要组成部分，占建筑物总造价相当大的比例。混合结构中，建筑的主要钢筋用量在楼盖、屋盖中。因此，梁板结构的结构形式选择和布置的合理性以及结构计算和构造的正确性，对建筑物的安全使用和经济性有重要的意义。第九章第一章 钢筋混凝土梁板结构1.1.1 1.1.1 楼盖的类型按施工方法可将楼盖分成现浇式、装配式和装配整体式三种1.现浇式楼盖现浇式楼盖的整体性好、刚度大、抗震性能好、适应性强，遇到板的平面形状不规则或板上开洞较多的情况，更可显示出现浇式楼盖的优越性。但现浇式楼盖现场工程量大、模板需求量大、工期较长2.装配式楼盖：装配式楼盖是用预制构件在现场安装连接而成，具有施工进度快、机械化、工厂化程度高、工人劳动强度小等优点，但结构的整体性、刚度均较差，在抗震区应用受限。3.装配整体式楼盖：装配整体式楼盖是在预制板或预制板和预制梁上现浇一个叠合层，形成整体，兼有现浇式和装配式两种楼盖的优点，刚度和抗震性能也介于上述两种楼盖之间。楼盖的类型第九章第一章 钢筋混凝土梁板结构按现浇式楼盖中，按梁、板的布置情况不同，还可将楼盖分为1肋梁楼盖肋梁楼盖（如图11-1a、b）由板和梁组成。梁将板分成多个区格，根据板区格长边尺寸和短边尺寸的比例不同，又可将肋梁楼盖分成为单向板肋梁楼盖和双向板肋梁楼盖。（a）单向板肋梁楼盖（b）双向板肋梁楼盖第九章第一章 钢筋混凝土梁板结构按现浇式楼盖中，按梁、板的布置情况不同，还可将楼盖分为2无梁楼盖如图11-1c示，建筑物柱网接近正方形，柱距小于6m，且楼面荷载不大的情况下，可完全不设梁，楼板与柱直接整浇，若采用升板施工，可将柱与板焊接，楼面荷载直接由板传给柱，形成无梁楼盖。无梁楼盖柱顶处的板承受较大的集中力，可设置柱帽来扩大柱板接触面积，改善受力。由于楼盖中无梁，可增加房屋的净高，而且模板简单施工可以采用先进的升板法，使用中可提供平整天棚，建筑物具有良好的自然通风、采光条件，所以在厂房、仓库、商场、冷藏库、水池顶、片筏基础等结构中应用效果良好。第九章第一章 钢筋混凝土梁板结构按现浇式楼盖中，按梁、板的布置情况不同，还可将楼盖分为3密肋楼盖如图11-1d,密肋楼盖是由排列紧密，肋高较小的梁单向或双向布置形成。由于肋距小，板可做得很薄，甚至不设钢筋混凝土板，用充填物充填肋间空间，形成平整天棚，板或充填物承受板面荷载。密肋楼盖由于肋间的空气隔层或填充物的存在，其隔热隔音效果良好。第九章第一章 钢筋混凝土梁板结构按现浇式楼盖中，按梁、板的布置情况不同，还可将楼盖分为4井式楼盖如图11-1e示，井式楼盖通常是由于建筑上的需要，用梁把楼板划分成若干个正方形或接近正方形的小区格，两个方向的梁截面相同，不分主次，都直接承受板传来的荷载，整个楼盖支承在周边的柱、墙或更大的边梁上，类似一块大双向板。第九章第一章 钢筋混凝土梁板结构单向板肋梁楼盖向板肋梁楼盖 双向板肋梁楼盖双向板肋梁楼盖 井式楼盖井式楼盖 无梁楼盖无梁楼盖 密肋楼盖密肋楼盖 第九章第一章 钢筋混凝土梁板结构按现浇式楼盖中，按梁、板的布置情况不同，还可将楼盖分为1.1.2 1.1.2 楼盖结构布置及受力特点楼盖结构布置及受力特点梁板结构是建筑结构的主要水平受力体系，梁板结构的结构布置决定建筑物的各种作用力的传递路径，也影响到建筑物的竖向承重体系。不同的梁板结构布置对建筑物的层高、总高、天棚、外观、设备管道布置有重要的影响，同时还会在较大程度上影响建筑物的总造价。因此，梁板结构的合理布置问题是楼盖设计中首先要解决的问题。在荷在荷载作用下，只在一个方向弯曲作用下，只在一个方向弯曲 或者主要在一个方向弯曲的板或者主要在一个方向弯曲的板单向板向板双向板双向板在荷在荷载作用下，在两个方向弯曲，作用下，在两个方向弯曲，且不能忽略任一方向弯曲的板且不能忽略任一方向弯曲的板 第九章第一章 钢筋混凝土梁板结构根据梁的布置和支承条件，其计算简图可以是简支梁、悬臂梁、连续梁或交叉梁等。楼盖中的梁从外观要求和施工方法的角度出发，通常为等截面梁，梁的布置对梁内力和变形的影响如下：对简支梁：简支梁跨中弯矩为，挠度为0.013B（），支座的弯矩、挠度为0，楼盖中的梁按一跨简支布置时，跨中和支座弯矩值以及挠度值相差悬殊，不够经济。简支梁为静定结构，当跨中弯矩达到受弯极限承载力时，结构破坏，此时梁的其它截面的弯矩都小于其极限值，强度不能充分发挥。若把简支的支承点向内移动一段距离，形成伸臂梁。在梁长相同的情况下，伸臂梁跨中和支座的最大弯矩均比简支梁小的多。沿梁长弯矩分布较简支梁均匀，可以有更多的截面充分发挥材料的作用。若将支点移至距梁边0.21l处（如图11-3（d），可使两端伸臂梁支座负弯矩和跨中正弯矩相等，梁端和跨中的最大挠度可分别减少到简支梁最大挠度的2%和4.2%，由此可看出，楼盖布置中梁板支承点的设置是值得研究的问题。(1)梁的布置及受力特点：第九章第一章 钢筋混凝土梁板结构规范范规定：混凝土板定：混凝土板应按下列原按下列原则进行行计算：算：1两两对边支承的板和支承的板和单边嵌固的嵌固的悬臂板，臂板，应按按单向板向板计算；算；2四四边支承的板（或支承的板（或邻边支承或三支承或三边支承）支承）应按下列按下列规定定计算：算：（1）当当长边与短与短边长度之比大于或等于度之比大于或等于3时，可按沿短可按沿短边方向受力的方向受力的单向板向板计算；算；（2）当当长边与短与短边长度之比小于或等于度之比小于或等于2时，应按双向板按双向板计算；算；（3）当当长边与短与短边长度之比介于度之比介于2和和3之之间时，宜按双向板宜按双向板计算；算；当按沿短当按沿短边方向受力的方向受力的单向板向板计算算时，应沿沿长边方向布置足方向布置足够数量的构造数量的构造钢筋。筋。第九章第一章 钢筋混凝土梁板结构1.2 现浇单向板肋梁楼盖向板肋梁楼盖单向板肋梁楼盖的向板肋梁楼盖的设计步步骤为：（1）结构平面布置，并构平面布置，并对梁板梁板进行分行分类编号，号，初步确定板厚和主、次梁的截面尺寸；初步确定板厚和主、次梁的截面尺寸；（2）确定板和主、次梁的）确定板和主、次梁的计算算简图；（3）梁、板的内力）梁、板的内力计算及内力算及内力组合；合；（4截面配筋）截面配筋计算及构造措施；算及构造措施；（5）绘制施工制施工图。第九章第一章 钢筋混凝土梁板结构1.2.1结构平面布置构平面布置1单向板肋梁楼盖向板肋梁楼盖结构平面布置通常有以下三种方案：构平面布置通常有以下三种方案：主梁沿横向布置主梁沿横向布置 主梁沿主梁沿纵向布置向布置 有中有中间走道走道 第九章第一章 钢筋混凝土梁板结构2进行楼盖的行楼盖的结构平面布置构平面布置时，应注意以下注意以下问题：（1）单向板、次梁和主梁的向板、次梁和主梁的经济跨度跨度为：单向板：（向板：（1.72.5）m 次梁次梁 ：（：（46）m 主梁主梁 ：（：（58）m（2）受力合理）受力合理（3）满足建筑要求足建筑要求（4）方便施工）方便施工 第九章第一章 钢筋混凝土梁板结构1.2.2计算算简图取小取小值第九章第一章 钢筋混凝土梁板结构计算跨度：算跨度：（1）当按）当按弹性理性理论计算算时：1）当板、梁）当板、梁边跨端部跨端部搁置在支承构件上置在支承构件上中间跨：中间跨：（板和梁）（板和梁）边跨：边跨：取小取小值（板）（板）取小取小值（梁）（梁）第九章第一章 钢筋混凝土梁板结构2）当板、梁）当板、梁边跨端部与支承构件整跨端部与支承构件整浇时中间跨：中间跨：（板和梁）（板和梁）边跨：边跨：（板和梁）（板和梁）（2）当按塑性理）当按塑性理论计算算时，计算跨度取算跨度取值见表表1-1 第九章第一章 钢筋混凝土梁板结构折算荷折算荷载 连续板板 连续次梁次梁 第九章第一章 钢筋混凝土梁板结构1.2.3连续梁、板按梁、板按弹性理性理论方法的内力方法的内力计算算1.活荷活荷载的最不利布置及荷的最不利布置及荷载的最不利的最不利组合合连续梁活荷梁活荷载最不利最不利 布置的原布置的原则：（1）求某跨跨内最大正弯矩）求某跨跨内最大正弯矩时，应在本跨布置活荷在本跨布置活荷载，然，然 后隔跨布置后隔跨布置（2）求某跨跨内最大）求某跨跨内最大负弯矩弯矩时，本跨不布置活荷本跨不布置活荷载，而在其，而在其 左右左右邻跨布置，然后隔跨布置跨布置，然后隔跨布置（3）求某支座最大）求某支座最大负弯矩或支座左、弯矩或支座左、右截面最大剪力右截面最大剪力时，应在在该支座支座 左右两跨布置活荷左右两跨布置活荷载，然后隔跨，然后隔跨 布置。布置。第九章第一章 钢筋混凝土梁板结构第九章第一章 钢筋混凝土梁板结构2.内力内力计算算跨数超跨数超过五跨的五跨的连续梁、板，当各跨荷梁、板，当各跨荷载相同，且跨度相同，且跨度 相差不超相差不超过10%时，可按五跨的等跨，可按五跨的等跨连续梁、板梁、板计算算（1）在均布及三角形荷）在均布及三角形荷载作用下：作用下：（2）在集中荷）在集中荷载作用下：作用下：第九章第一章 钢筋混凝土梁板结构3.内力包内力包络图：将同一将同一结构在各种荷构在各种荷载的最不利的最不利组合作用下的内力合作用下的内力图 (弯矩弯矩图或剪力或剪力图)叠画在同一叠画在同一张图上，其外包上，其外包线所形所形 成的成的图形称形称为内力包内力包络图 第九章第一章 钢筋混凝土梁板结构4.支座弯矩和剪力支座弯矩和剪力设计值 弯矩弯矩设计值：剪力剪力设计值：均布荷均布荷载集中荷集中荷载第九章第一章 钢筋混凝土梁板结构1.2.4连续梁、板按塑性理梁、板按塑性理论方法的内力方法的内力计算算1塑性塑性铰的概念的概念在在钢筋屈服截面，从筋屈服截面，从钢筋屈服到达到极限承筋屈服到达到极限承载力，截面力，截面在外弯矩增加很小的情况下在外弯矩增加很小的情况下产生很大生很大转动，表，表现得犹如得犹如一个能一个能够转动的的铰，称，称为“塑性塑性铰”。第九章第一章 钢筋混凝土梁板结构塑性塑性铰与理想与理想铰的区的区别 理想理想铰不能承受任何弯矩，而塑性不能承受任何弯矩，而塑性铰则能承受一能承受一 定的弯矩（定的弯矩（MyMMu）；）；理想理想铰集中于一点，塑性集中于一点，塑性铰则有一定的有一定的长度；度；理想理想铰在两个方向都可在两个方向都可产生无限的生无限的转动，而塑性，而塑性铰 则是有限是有限转动的的单向向铰，只能在弯矩作用方向作有限，只能在弯矩作用方向作有限 的的转动。第九章第一章 钢筋混凝土梁板结构2超静定超静定结构的塑性内力重分布构的塑性内力重分布现象象按按弹性理性理论方法：方法：截面截面间内力的分布内力的分布规律是不律是不变的；的；任一截面内力达到其内力任一截面内力达到其内力设计值时，认为整个整个结构达到其承构达到其承载能力。能力。实际上：上：截面截面间内力的分布内力的分布规律是律是变化的。化的。任一截面内力达到其内力任一截面内力达到其内力设计值时，只是只是该截面达到其承截面达到其承载能力，出能力，出现了了塑性塑性铰。只要整个。只要整个结构构还是几何不是几何不变的，的，结构构还能能继续承受荷承受荷载。第九章第一章 钢筋混凝土梁板结构对于于超静定超静定结构构，当，当结构的某个截面出构的某个截面出现塑性塑性铰后，后，结构的构的内力分布内力分布发生了生了变化，化，经历了一个重新分布的了一个重新分布的过程，程，这个个过程成程成为“塑性内力重分布塑性内力重分布”。第九章第一章 钢筋混凝土梁板结构3.考考虑塑性内力重分布的意塑性内力重分布的意义（1）内力）内力计算方法与截面算方法与截面设计方法相方法相协调；（2）可以人）可以人为地地调整截面的内力分布情况，整截面的内力分布情况，更合适地布置更合适地布置钢筋；筋；（3）充分利用）充分利用结构的承构的承载力，取得一定的力，取得一定的经济效益。效益。第九章第一章 钢筋混凝土梁板结构4.影响塑性内力重分布的因素影响塑性内力重分布的因素塑性塑性铰的的转动能力能力 斜截面承斜截面承载能力能力 正常使用条件正常使用条件 截面要有截面要有合适的受合适的受压区高度；区高度；构件必构件必须要有要有足足够的受剪承的受剪承载力。力。第九章第一章 钢筋混凝土梁板结构（1）在使用）在使用阶段不允段不允许出出现裂裂缝或或对裂裂缝开展控制开展控制较严的混凝土的混凝土结构；构；（2）处于于严重侵重侵蚀性性环境中的混凝土境中的混凝土结构；构；（3）直接承受）直接承受动力和重复荷力和重复荷载的混凝土的混凝土结构；构；（4）要求有）要求有较高承高承载力力储备的混凝土的混凝土结构；构；（5）配置延性）配置延性较差的受力差的受力钢筋的混凝土筋的混凝土结构。构。下列情况不宜采用下列情况不宜采用 5.考考虑内力重分布的适用范内力重分布的适用范围 第九章第一章 钢筋混凝土梁板结构6连续梁板考梁、板考虑塑性内力重分布的内力塑性内力重分布的内力计算算 弯矩弯矩调幅法幅法（1）弯矩）弯矩调幅法幅法弯矩弯矩调幅法幅法简称称调幅法，它是在幅法，它是在弹性弯矩的基性弯矩的基础上，上，根据需要，适当根据需要，适当调整某些截面弯矩整某些截面弯矩值。通常。通常对那些那些弯矩弯矩绝对值较大的截面大的截面进行弯矩行弯矩调整，然后按整，然后按调整整后的内力后的内力进行截面行截面设计和配筋构造，是一种适用的和配筋构造，是一种适用的设计方法。方法。截面弯矩截面弯矩调整的幅度用整的幅度用调幅系数幅系数表示表示 第九章第一章 钢筋混凝土梁板结构（2）采用）采用调幅法幅法应注意的注意的问题受力受力钢筋宜采用筋宜采用HRB400级、HRB335级热轧钢筋，混凝筋，混凝土土强度等度等级宜在宜在C20C45范范围；截面的相；截面的相对受受压区高度区高度应满足足0.10.35；调幅系数幅系数不宜超不宜超过0.2；连续梁、板各跨中截面的弯矩梁、板各跨中截面的弯矩应不小于包不小于包络图及下式及下式计算的算的值 调幅后支座和跨中截面的弯矩幅后支座和跨中截面的弯矩值均不宜小于均不宜小于M0的的1/3；剪力剪力设计值按荷按荷载最不利布置和最不利布置和调幅后的支座弯矩由静力幅后的支座弯矩由静力平衡条件平衡条件计算确定算确定 第九章第一章 钢筋混凝土梁板结构（3）用）用调幅法幅法计算等跨算等跨连续梁、板梁、板等跨连续梁等跨连续梁承受均布荷载时承受均布荷载时：承受间距相同、大小相等的集中荷载时承受间距相同、大小相等的集中荷载时：等跨连续板等跨连续板 第九章第一章 钢筋混凝土梁板结构1.2.5单向板肋梁楼盖的截面向板肋梁楼盖的截面设计与构造要求与构造要求1.单向板的截面向板的截面设计与构造要求与构造要求（1）截面）截面设计要点要点1）板的）板的计算算单元通常取元通常取为1m，按，按单筋矩形截面筋矩形截面设计；2）板一般能）板一般能满足斜截面受剪承足斜截面受剪承载力要求，力要求，设计时可可 不不进行受剪承行受剪承载力力验算；算；3）板的内拱作用）板的内拱作用第九章第一章 钢筋混凝土梁板结构对四周与梁整体四周与梁整体连接的接的单向板向板(现浇连续板的内区格就属于板的内区格就属于这种情况种情况)，其，其中中间跨的跨中截面及中跨的跨中截面及中间支座截面支座截面的的计算弯算弯矩可矩可减少减少20，其它截面其它截面则不予降低不予降低（如板的角区格、（如板的角区格、边跨的跨中截面及第一内支座截面的跨的跨中截面及第一内支座截面的计算弯矩算弯矩则不折减）。不折减）。第九章第一章 钢筋混凝土梁板结构1）板的厚度）板的厚度2）板的支承）板的支承长度度 3）板中受力）板中受力钢筋筋钢筋的直径筋的直径 钢筋的筋的间距距 配筋方式配筋方式 分离式配筋分离式配筋 弯起式配筋弯起式配筋（2）构造要求）构造要求 钢筋的弯起和截断筋的弯起和截断 第九章第一章 钢筋混凝土梁板结构当当q/g3时，a=ln/4 当当q/g3时，a=ln/3第九章第一章 钢筋混凝土梁板结构4）板中构造）板中构造钢筋筋分布分布钢筋筋 垂直于主梁的板面构造垂直于主梁的板面构造钢筋筋 嵌入承重嵌入承重墙内的板面构造内的板面构造钢筋筋 第九章第一章 钢筋混凝土梁板结构2.次梁的截面次梁的截面设计与构造要求与构造要求（1）截面）截面设计要点要点1）截面形式）截面形式2）考塑性内力重分布）考塑性内力重分布时，在下列区段内，在下列区段内应将将计算所需算所需的箍筋面的箍筋面积增大增大20：对集中荷集中荷载，取支座，取支座边至最近一至最近一个集中荷个集中荷载之之间的区段的区段；对均布荷均布荷载，取支座，取支座边至距支至距支座座边为1.05h0的区段的区段 ，此，此处h0为梁截面有效高度。此外，梁截面有效高度。此外，箍筋的配箍率箍筋的配箍率sv不不应小于小于0.3 ft/fyv 。3）当次梁的截面尺寸）当次梁的截面尺寸满足表足表1-5的要求的要求时，一般不必，一般不必作使用作使用阶段的段的挠度和裂度和裂缝宽度度验算。算。第九章第一章 钢筋混凝土梁板结构（2）构造要求）构造要求1）截面尺寸）截面尺寸2）支承）支承长度度3）钢筋的直径筋的直径 4）钢筋的筋的间距距 5）梁）梁侧的的纵向构造向构造钢筋筋 6）配筋方式）配筋方式 第九章第一章 钢筋混凝土梁板结构第九章第一章 钢筋混凝土梁板结构3.主梁的截面主梁的截面设计与构造要求与构造要求（1）截面）截面设计要点要点1）截面形式）截面形式 2）主梁支座截面的有效高度）主梁支座截面的有效高度h0 单排排钢筋筋时 h0=h(5060)mm双排双排钢筋筋时 h0h一一(7080)mm 3）主梁的内力）主梁的内力计算通常按算通常按弹性理性理论方法方法进行，不考行，不考虑塑性内力重分布塑性内力重分布 4）当主梁的截面尺寸）当主梁的截面尺寸满足表足表1-5的要求的要求时，一般不必，一般不必作使用作使用阶段的段的挠度和裂度和裂缝宽度度验算。算。第九章第一章 钢筋混凝土梁板结构（2）构造要求）构造要求1）截面尺寸）截面尺寸 2）支承）支承长度度3）钢筋的直径筋的直径 4）钢筋的筋的间距距 5）梁）梁侧的的纵向构造向构造钢筋筋 6）梁）梁纵筋的弯起和截断筋的弯起和截断按弯矩包按弯矩包络图确定确定 7）主梁附加横向）主梁附加横向钢筋筋第九章第一章 钢筋混凝土梁板结构附加箍筋和吊筋的附加箍筋和吊筋的总截面面截面面积按下式按下式计算：算：