钢筋混凝土梁板结构设计.ppt

第八章 钢筋混凝土梁板结构设计,本章主要内容,1. 现浇钢筋混凝土单向板肋形楼盖的结构布置、计算简图； 2. 按弹性方法计算内力； 3. 塑性内力重分及塑性铰的概念、按塑性方法计算内力、塑性方法的适用范围；,4. 单向板、次梁、主梁的计算要点及构造要求; 5. 现浇钢筋混凝土双向板肋形楼盖的受力特点、按弹性方法计算内力及构造要求; 6. 装配式楼盖的结构布置、构造要求; 7. 现浇钢筋混凝土梁式、板式楼梯的计算方法与构造要求。,第一节 概 述,钢筋混凝土的梁板结构：梁和板组成的结构体系 结构形式：屋盖，楼盖、楼梯、雨篷、地下室的底板、贮液结构的顶盖和底板以及承受侧向水平力的矩形贮液结构的壁板和挡土墙等,一 梁板结构按施工方法分类,现浇整体式梁板结构 装配式梁板结构 装配整体式梁板结构, 现浇整体式梁板结构,优点：整体刚度好、抗震性能强、防水性好、结构布置方便 缺点：施工工作量大、模板消耗大、工期长、防冻防寒性差,2.装配式梁板结构,常用现浇梁、预制板安装而成。常用于多层民用建筑楼（屋）盖，荷载不大的多层工业厂房楼盖。 优点：便于工业化生产，施工速度较快、节约模板、施工不受季节限制 缺点：整体性、抗震性、防水性较差，用钢量多，不便在楼板上开洞。,3.装配整体式梁板结构,部分构件预制，在施工现场安装后，再通过后浇的混凝土叠合连成整体。（楼盖上整浇一层钢筋砼整浇层） 优点：整体性、抗震性均较装配式楼盖好。 缺点：造价较装配式楼盖高。,二、钢筋混凝土梁板结构常用结构形式,、肋形梁板结构：板、梁和柱组成,二、钢筋混凝土梁板结构常用结构形式,、无梁楼盖：将钢筋混凝土板直接支撑在有柱帽的中间支柱及周边墙壁上。,二、钢筋混凝土梁板结构常用结构形式,、圆形平板：圆形贮液结构的顶盖和底板,第二节 现浇单向板肋梁板结构,.,1 受力特点 肋形楼盖的板一般四边都有支承，板上的荷载通过双向受 弯传到支座上，由于板是一个整体，弯曲时板在任意一点处的 挠度在两个的竖向平面方向是相等的，因此，在短跨内曲率较 大，弯矩也较大，在长跨的竖向平面内都相反。,单向板： 双向板： 设计：,2. 单向板的受力特点 单向板上的荷载主要沿短边方向传递，沿长边方向 传递的荷载很少，受力钢筋沿短边方向布置，长边方向只布置构造钢筋。 单向板肋形楼盖构造简单，施工方便，是整体式楼盖结构中最常用的形式。因板、次梁和主梁为整体现浇，所以将板视为多跨超静定连续板，而将梁视为多跨超静定梁。其荷载的传递路线是：板次梁主梁柱或墙。可见，板的支座为次梁，次梁的支座为主梁，主梁的支座为柱或墙。,8.2 单向板肋形楼盖布置 1.楼盖结构布置 应满足房屋的正常使用要求，应考虑结构受力是否合理,应降低造价的要求。,1.理解弹性理论计算法中的荷载计算、支座简化、跨 数与计算跨度； 2.理解弯矩包罗图的概念； 3.掌握弹性理论计算法中的荷载的最不利组合、表格 法计算内力。,第八章 钢筋混凝土楼（屋）盖,第 二讲,教学目标：,单向板肋形楼盖的弹性理论计算法,弹性理论计算法中荷载最不利组合的确定；弯 矩及剪力包罗图的概念。,重 点,难 点,2、钢筋混凝土连续梁、板内力计算,(1) 弹性理论计算法 1)计算简图 计算简图应表示梁、板的支座情况，各跨跨数以及荷载的形式，位置大小等。,单向板肋形梁板结构计算简图,支座 主梁在支座处没有竖向位移；梁，板支承在砖墙或砖柱上时，可视为铰支座；当梁，板的支座与支承梁，柱整体连接时，为简化计算，仍可视为铰支座，并忽略支座宽度的影响。板，次梁、主梁均可简化为支承在相应的支座上的多跨连续梁。 跨数与计算跨度 跨数：当连续梁、板各跨跨度不等时，各跨计算跨度相差不超过10%，则可按等跨连续梁、板的内力系数表查取各截面的内力系数。,各跨荷载相同，跨数超过五跨的等跨等截面连续梁，除两边第1、2跨外，所有中间各跨的内力十分接近，为简化计算，中间跨均以第三跨代表。 对于超过五跨的多跨连续梁、板可按五跨计算内力，如下 五跨及五跨以内的等跨连续梁内力系数可按规范采用。,荷载 当楼面承受均布荷载时，取1m宽的板带作为板的计算单元，次梁承受左右两边板上传来的均布荷载及次梁自重，主梁承受次梁传来的集中荷载及主梁自重（为便于计算，一般将主梁自重折算为几个集中荷载，分别加在次梁的集中荷载上）。 折算荷载 在确定计算简图中，认为连续板在次梁处，次梁在主梁处均为铰支座，没有考虑次梁对板，主梁对次梁转动的弹性约束作用，使计算结果与实际情况存在差异。,当板受荷发生弯曲转动时，将带动次梁产生扭转，次梁的抗扭刚度则将部分地阻止板自由转动，这就与理想的铰支座不同。此时板支座截面转角 ，相当于降低了板跨中的弯距值，类似的情况也发生在次梁和主梁之间。,主梁 ，,次梁 ，,折算荷载的取值：,计算中难以十分准确地考虑次梁对板及主梁对次梁的这种约束影响，采用增大永久荷载和减小可变荷载的办法，以折算荷载代替实际荷载近似地考虑这一约束影响。,主梁不进行荷载折减，如果支承主梁的柱刚度较大，应按框架结构计算内力，如柱刚度较小，则柱对主梁的约束作用很小，可按铰支座考虑。 2）内力计算 假定结构构件（梁、板）为理想的匀质弹性体，内力可按结构力学方法分析，为简便计算，可直接查附录3跨中和支座的内力系数，按弹性计算法的结果是非常可靠的。,荷载的最不利组合 对于多跨连续梁，永久荷载必须每跨满布，可变荷载往往不是满布于梁上时出现最大内力，因此需要研究可变荷载作用的位置对连续梁内力的影响。见下图。,活荷载最不利位置的布置原则： 如求某跨跨中截面最大正弯矩时，除应在该跨布置活荷载个，还应在其左，右每隔一跨布置活荷载。 如求各中间支座最大负弯矩时，除应在该支座左右两跨布置活荷载外，还应每隔一跨布置活荷载。,内力包络图绘制 内力包络图（包括弯矩包络图和剪力包络图）是指在恒荷载内力图上以相同比例叠画上各种最不利活荷载位置作用下的内力图，在同一个图上的这些曲线的最外轮廓线所围成的内力图就是内力包络图。 绘制变矩包络图和剪力包络图的目的，在于能合理地确定连续梁钢筋弯起和截断的位置，还可以检查构件截面强度是否可靠，材料用量是否节省。,剪力包络图的绘制 第一步：确定荷载作用位置，恒荷载应满布于各跨，活荷载布置只须考虑分别使该跨两端支座剪力为最大的两种情况。 第二步：分别求出上述两种荷载组合下的支座剪力值。 第三步：绘出上述两种荷载组合下的剪力图，并按相同比例叠画在同一个图上。 第四步：连接剪力图上的最外轮廓线，并加粗以示区分。,1. 掌握单向板及次梁的配筋计算要点； 2. 掌握单向板及次梁的构造要求。,构造要求,教学目标：,单向板及次梁的构造要求。,单向板及次梁的计算要点。,重 点,难 点,一般工业与民用建筑的整体式楼盖中的板和次梁，通常均采用塑性内力重分布方法计算内力，主梁仍采用弹性理论方法计算。 3、单向板肋形楼盖的计算和构造 (一)单向板 1）计算要点 a、板的计算步骤：计算单元、荷载计算、内力计 算、配筋计算。,现浇钢筋混凝土肋形楼盖,b.对于四周与梁整体相连的板: 对于四周与梁整体相连的板，在荷载作用下跨中下部及支座上部将出现裂缝，使板的实际轴线呈拱形。 因支座不能自由移动，则使板在竖向荷载作用产生横向推力，此推力将使板的内力有所降低。因此，对于中间跨的跨中截面及中间支座，可按计算所得弯矩减少20%。,c. 板一般均能满足斜截面抗剪承载力要求，设计时可不进行抗剪承载力验算。 d. 采用弯起式配筋方式，选配钢筋时，应使相邻跨和支座钢筋的直径及间距相互协调。,为避免支座处钢筋间距紊乱，通常跨中和支座的钢筋采用,相同间距或成倍间距。,当,时，,时，,当,（2）构造钢筋 a、分布钢筋,板的配筋,（二）次梁 1）次梁的计算特点 1. 次梁的计算步骤 选择截面尺寸荷载计算按塑性方法计算内力按正截面承载力条件计算纵筋按斜截面承载力条件计算箍筋及弯起钢筋确定构造钢筋。 2. 截面尺寸：满足此高跨比（1/181/12）、宽高比（1/31/2）的要求可不必验算挠度和裂缝宽度。,3. 次梁的荷载包括次梁的自重及由板传来的荷载，计算由板传来的荷载时，假定次梁两侧板跨上的荷载各有1/2传给次梁。 4. 由于次梁与板整体浇筑，正截面计算时，对跨中按t形截面计算，对支座按矩形截面计算。,返回,2）次梁的构造要求,1.掌握主梁的配筋计算方法； 2.掌握主梁的构造要求。,主梁,教学目标：,主梁的构造要求。,重 点,难 点,主梁的配筋计算。,(三）主梁 1）主梁的计算特点 a.主梁的计算步骤 选择截面尺寸荷载计算按弹性理论计算内力 分别按正截面和斜截面承载力条件计算纵向钢筋、箍筋和弯起钢筋确定构造钢筋。,b. 主梁的截面尺寸：满足此高跨比（1/151/10）和高宽比（1/31/2）要求一般不必作挠度和裂缝宽度验算。,现浇钢筋混凝土肋形楼盖,c、 主梁主要承受由次梁传来的集中荷载，为简化计算，主梁的自重可折算为集中荷载，并假定与次梁的荷载共同作用在次梁位置处（见图）。,e.主梁是房屋结构中的主要承重构件，对变形及裂缝的要求较高，应按弹性理论方法计算，并根据内力包络图配筋。正截面抗弯计算时，跨中按t形截面计算，支座按矩形截面计算。 f.由于支座处板、次梁和主梁的钢筋重叠交错，且主梁负筋位于次梁和板的负筋之下,主梁在支座处截面有效高度会减小，近似按下式计算。,当负弯矩钢筋为一排时: h0=h-(5060)；,当负弯矩钢筋为二排时: h0=h-(8090)；,g. 按弹性理论方法计算主梁内力时，其跨度取支承中心线间距离，最大负弯矩发生在支座中心（柱中心处），见图; 实际危险截面应为支座（柱）边缘，计算弯矩应按支座边缘处取用，此弯矩可近似按下式计算：mb=m-vbb/2; 式中： mb支座边缘处弯矩 m支座中心处弯矩 vb视该跨为简支梁时的支座剪力 b/2支座宽度,h. 主梁主要承受集中荷载，剪力图呈矩形。在斜截面抗剪计算中，若需利用弯起钢筋抵抗部分剪力，则应考虑跨中有足够的钢筋可供弯起，以使受剪承载力抵抗图完全覆盖剪力包络图。若跨中钢筋可供弯起的根数不足，则应在支座设置专门的抗剪鸭筋。,2）主梁的构造要求 1. 主梁的一般构造要求与次梁相同，但主梁纵向受力钢筋的弯起和截断点的位置，应通过在弯矩包络图上画抵抗弯矩图来确定，并应满足有关构造要求。 2. 主梁伸入墙内的长度一般不应小于370mm。,3.附加箍筋,主次梁交接处主梁中的附加钢筋,旅游审美文化,7,陆游；沈园 城上斜阳画角哀， 沈园非复旧池台。 伤心桥下春波绿， 曾是惊鸿照影来。 柴埠溪；情人岩, 如笛卡儿所说 :“同一件事情可以使这批人高兴的要跳舞 ,却使另一批人伤心的要流泪。” 如菊花 中国与西方山水审美观的差异是十分明显的。在人与自然的关系方面，中国哲学主张“天人合一”，“物我一体”，而西方哲学则主张天人对立，物我对立。这种哲学观念的差异，必然导致山水审美观的分岐。 一）、中国人特别关注山水景观所附载的人文美 ;而西方则关注山水景观本身的自然美 滕王阁序 “落霞与孤鹜齐飞 ,秋水共长天一色。” “ 关关睢鸠，在河之洲，窈窕淑女，君子好逑”， 车尔尼雪夫斯基这样来描写水 :“水由于它的形状而显现出美 ,辽阔的、一平如镜的宁静的水在我们的心理产生宏伟的形象。奔腾的瀑布 ,它的气势是令人震惊的 ,它的奇怪特殊的形象也是令人神往的。水 ,由于它的灿烂透明 ,它的淡青色光辉而令人迷恋 ,水把四周的一切如画地反映出来 ,把这一切屈曲地摇曳着 ,我们看到的水是第一流的写生画家。”,二）、中国人的旅游审美集中于抒情的印象重现 ;西方人的旅游审美则集中于风景的对象描写 艺术家林风眠先生提出 :东西风景画表现方法的不同 ,实则是东西风景审美不同。1，中国的风景画“尺幅之间见深远” ,不讲究比例尺寸 ,更接近于概括与含蓄的真实。 “图外有画 ,咫尺千里 ,余味无穷”、“只见片断 ,不逞全形” ,以表现情绪为主 ,各家皆饱览山色而在情绪浓厚时一发其胸中之所积 ,所画皆系一种印象 ,从来很少对着画的。而西方的风景画是对象的描写 ,以模仿自然为能事。 2，中国国画采取非科学的“散点透视”方法 , 不重阴影明暗 ,不讲层次。立体感不强 ,虚实也不明晰 ,但却气韵生动 ,其内在精神与韵致得到充分表达 ,是谓神似。西画借助焦点透视法 ,重远近层次、阴影明暗 ,把模仿的逼真性 (形似 )作为衡量艺术成败得失的主要尺度。 3，中国“天人合一” ,高扬人的主体精神。认为艺术不在模仿自然 ,而在表达受自然感动之“心” ;不在再现外物 ,而在抒情言志。而西方在于求真，在于再现外物 。 。,三）、中国人的风景审美其目的在于舒适精神、怡乐性情 ;西方人的目的在于追求形式美的享受以及光感、色彩、空间感的真实性。 中国南朝诗人陶弘景曾作诗 :“山中何所有 ,岭上多白云。只可自怡悦 ,不堪持赠君。”据说当时的皇帝几次邀请陶弘景下山做官 ,都遭到他的拒绝。为什么呢 ?陶弘景以此诗说明了其中的原委。还有陶渊明的 :“久在樊笼里 ,复得返自然。”“采菊东篱下 ,悠然见南山。山气日夕佳 ,飞鸟相与还 ,此中有真意 ,欲辨已忘