混凝土结构：3-4双向板肋形结构设计.ppt

项目三： 肋形楼盖结构设计,学习任务2：次梁,学习任务1：板,学习任务3：主梁,学习任务4：双向板肋形结构,第三节 整体式双向板肋形结构,一、双向板的试验结果 1.承受均布荷载的四边简支正方形板。第一批裂缝出现在板底面的中间部分，随后沿着对角线方向向四角扩展，在接近破坏时，板顶四角附近也出现了与对角线垂直且大致成一圆形的裂缝，这种裂缝的出现促使板底面对角线方向的裂缝进一步扩展。 最后跨中受力钢筋达到屈服强度，板受压区被压碎而破坏。,图9-40双向板的破坏形态,(a),(b),2.承受均布荷载的四边简支矩形板。第一批裂缝出现在板底面的中间部分， 方向与长边平行，当荷载继续增加时，这些裂缝逐渐延长，并沿45方向扩展。 在接近破坏时，板顶面四角也先后出现裂缝，其方向垂直于对角线。这些裂缝的出现促使板底面45方向裂缝的进一步扩展。 中受力钢筋达到屈服强度，受压区混凝土被压碎而破坏。,试验表明，板中钢筋的布置方向对破坏荷载的数值 无显著影响，钢筋平行于板的四边布置时，对推迟第一 批裂缝的出现有良好的作用，而且施工方便，实际工程中多采用这种布置方式。 简支的正方形或矩形板，在荷载作用下，板的四角都有翘起的趋势。板传给四边支座的压力，并非沿边长均匀分布，而是在支座的中部较大，向两端逐渐减小。当配筋率相同时，采用较细的钢筋较为有利；当钢筋数量相同时，将板中间部分的钢筋排列较密些要比均匀布置有效。,二、弹性方法计算内力 双向板实际工程中大多是根据板的荷载及支承情况利 用有关表格进行计算。 （一）单块双向板的计算 对于承受均布荷载的单块矩形双向板，可以根据板的四边支承情况及沿x与y方向的跨度之比lx / ly ，利用附录按下式计算： M = plx2 式中 M相应于不同支承情况单位板宽内跨中或支座中点 弯矩值； 根据不同支承情况和跨度比lx / ly，由附表查得； lx 板的跨度，见附录八附表所示； p 作用在双向板上的均布荷载。,（二）连续双向板的计算 计算连续的双向板时，可将连续的双向板简化为 单块双向板来计算。 1.跨中最大弯矩 当均布永久荷载g和可变荷载q作用时，最不利的荷载应按图9-41（a）布置。这种布置情况可简化为满布的p图9-41（b）和一上一下作用的p如图9-41（c）两种荷载情况之和。设全部荷载p=gq是由p和p组成，则 p=gq/2 （对称荷载） p=q/2 （反对称荷载）,在满布的荷载 p作用下认为板的中间支座 都是固定支座； 在一上一下的荷载 p的作用下，把中间支座都看作简支支座。 板的边支座根据实际情况确定。 将上述两种情况求得的跨中弯矩相叠加，便可得到可变荷载在最不利位置时所产生的跨中最大和最小弯矩。,2.支座中点最大弯矩 将全部荷载p=gq布满各跨，则可计算支座 最大弯矩。 各跨的板都可近似地认为固定在各中间支座上。 如相邻两跨的另一端支承情况不一样，或两跨的跨度不相等，可取相邻两跨板的同一支座弯矩的平均值作为该支座的弯矩计算值。,三、双向板的截面设计与构造 1.有效高度h0不同 双向板跨中两个方向均需配置受力钢筋，因而两个方向的截面有效高度是不同的。 短跨方向的弯矩较大，钢筋应放在下层。 2.分板带配筋 板跨中最大弯矩是板中间板带的弯矩，故所求出的钢筋用量是中间板带单位宽度内所需要的钢筋用量。,靠近支座板带的弯矩比中间板带的弯矩要小， 它的钢筋用量也比中间板带的钢筋用量为少。可按 图9-42处理，即将板在两个方向各划分为三个板带，边缘板带宽度均为l1/4，其余为中间板带。 在中间板带，按跨中最大弯矩值配筋。 在边缘板带，单位宽度内的钢筋用量则为相应中间板带钢筋用量的一半。 任何情况下，每米宽度内的钢筋不少于3根。,3.由支座最大弯矩求得的支座钢筋数量，沿板边应均 匀配置，不得分带减少。 4.在简支的单块板中，考虑到简支支座嵌固作用，可将每一方向的跨中钢筋弯起1/31/2伸入到支座上面以承担可能产生的负弯矩。 在连续双向板中，承担中间支座负弯矩的钢筋，可由相邻两跨跨中钢筋各弯起1/31/2来承担，不足部分另加直钢筋；由于边缘板带内跨中钢筋较少，钢筋弯起较困难，可在支座上面另加直钢筋。 双向板钢筋的配筋方式有弯起式和分离式（图示）两种。,1.荷载近似分配 双向板上的荷载是沿着两个方向传到四边的支承梁上，在设计中多采用近似方法进行分配。即对每一区格，从四角作45线与平行于长边的中线相交（图9-44），将板的面积分为四小块，每小块面积上的荷载认为传递到相邻的梁上。 故短跨梁上的荷载是三角形分布，长跨梁上的荷载是梯形分布。梁上的荷载确定后即可计算梁的内力（图9-44） 。,四、支承双向板的梁的计算特点,2.等效均布荷载pE：按弹性方法计算承受梯形或三角 形分布荷载的连续梁的内力时，计算跨度可仍按一般连续 梁的规定取用。当其跨度相等或相差不超过10%时，可按照支座弯矩等效的原则，将梯形（或三角形）分布荷载折算成等效的均布荷载pE。 3.查表求支座弯矩。 4.由支座弯矩和实际荷载求各跨跨中弯矩和支座剪力。 梁的截面设计、裂缝和变形验算及配筋构造与支承单向板的梁完全相同。,例 题 9-3（一）,某水电站的工作平台，因使用要求，采用双向板肋 形结构。板四边与边梁整体浇筑，板厚150mm，边梁截面尺寸250mm600mm，如图9-45所示。该工程属3级水工建筑物，设计状况为持久状况。已知永久荷载设计值g=4kN/m2；可变荷载设计值q=12kN/m2，砼采用C20，钢筋采用冷轧带肋钢筋LL550。 试计算各区格板的弯矩。,解： 该平台分为A、B两种区格。可变荷载最不利布置如下： （1）求跨中最大弯矩时，可变荷载按棋盘式布置，分解为： 1）满布荷载： p=gq/2=412/2=10kN/m2 2）一上一下： p=q/2=12/2=6kN/m2 （2）当求支座最大弯矩时，可变荷载满布， p=gq=412=16 kN/m2,A区格：lx=4.8m，ly=6.0m，lx/ly=4.8/6.0=0.8， 由附录八查得弯矩系数如下表示：,荷 载,p,p,p,”,支撑条件,M,X,M,y,M,X,0,M,y,0,四边固定,四边固定,三边简支 一边固定,0.0295,0.0295,0.0459,0.0189,0.0189,0.0258,-0.0664,-0.0664,-0.1007,-0.0559,-0.0559,表9-19,区格A弯矩系数,荷载 p 作用下的支座弯矩： Mx0=0.0664164.82=24.48 kNm/m My0=0.0559164.82=20.61 kNm/m 荷载 pp作用下的跨中弯矩及外支座弯矩： Mx=0.0295104.820.045964.82=13.14kNm/m My=0.0189104.820.025864.82=7.92kNm/m Mx0 =0.0664104.820.100764.82 =29.22kNm/m,B区格 ： lx=4.8m，ly=6.0m，lx/ly=4.8/6.0=0.8， 由附录八查得弯矩系数如下表示： 荷载 p 作用下的支座弯矩： Mx0 =0.0664164.82=24.48 kNm/m My0 =0.0559164.82=20.61 kNm/m,荷 载,p,p,p,”,支撑条件,M,X,M,y,M,X,0,M,y,0,四边固定,四边固定,两邻边简支两边固定,0.0295,0.0295,0.0390,0.0189,0.0189,0.0263,-0.0664,-0.0664,-0.0883,-0.0559,-0.0559,表9-20,区格B弯矩系数,-0.0748,荷载 pp作用下的跨中弯矩及外支座弯矩： Mx=0.0295104.820.035964.82=12.19kNm/m My=0.0189104.820.026364.82=7.99kNm/m Mx0 =0.0664104.820.088364.82=27.51kNm/m My0 =0.0559104.820.074864.82=23.22kNm/m 配筋计算与单向板相同，两个方向的截面有效高度不同。 短边方向的受力钢筋在下层 h01=h30mm 长边方向的受力钢筋在短边受力钢筋的上面， h02=h40mm,2.配筋计算 基本资料：b=1000mm，fc=9.6N/mm2，fy=360N/mm2，c=25mm，K=1.25 h01=15030=120mm（短向） h02=15040=110mm（长向） 配筋计算见表416。,表416 双向板配筋表,3.配筋图 双向板配筋图见图435。有关构造规定说明如下： （1）为方便施工，工作平台按分离式配筋； （2）沿方向lx的钢筋应放置在沿ly方向钢筋的外侧； （3）由于跨中配筋量较小，为符合受力钢筋最大间距不大于300mm的要求，lx和ly两个方向的钢筋用量均按相应的最大值选用。如果选配细钢筋且间距较密时，可对边板带钢筋减半配置； （4）由于板与边梁整体浇筑，计算时视为固定支座，因此，板中受力钢筋应可靠地锚固于边梁中，锚固长度la应不小于40d。,图435 双向板肋形结构配筋图,双向板立体配筋图链接,本章结束,谢谢欣赏,=,图9-41 跨中最大弯矩荷载布置图,g,g+q,q,g,q,g,(a),(b),p=g+q/2,p =g+q/2,g+q,g+q,g+q,g+q,g+q,g+q,g+q,g,g,g,g,g,g,(c),p =- q/2,p“=q/2,P“=q/2,图9-43双向板肋形结构配筋图,(a) 连续双向板的分离式配筋；(b)连续双向板的弯起式配筋,双向板立体配筋图,图9-42 配筋板带的划分,图9-44 双向板传给梁的荷载,图9-45 工作平台布置图,图910 单向中受力钢筋的布置,(b) 分离式,五跨连续梁求最不利内力时均布可变荷载布置图,图 9-35 截面各部分尺寸,1-甲梁；2-预制厚板50mm；3-乙梁,板上开洞钢筋布置图,孔洞,孔洞,b,图 9-34 工作桥及启闭机位置示意图,洞边设肋梁,肋梁,肋梁,下一页(表),y,x,/l,l,M,y,M,x,M,y,0,M,x,0,0.50,0.55,0.60,0.65,0.70,0.75,0.80,0.85,0.90,0.95,1.00,0.0406,0.0394,0.0380,0.0361,0.0340,0.0318,0.0295,0.0272,0.0249,0.0227,0.0205,0.0105,0.0120,0.0137,0.0152,0.0167,0.0179,0.0189,0.0