第六章-钢筋混凝土梁板结构-1...ppt

第六章钢筋混凝土梁板结构 6 1现浇整体式单向板肋梁楼盖6 2现浇整体式双向板肋梁楼盖6 3装配式楼盖6 4楼梯 本章主要介绍钢筋混凝土梁板结构的类型 单向板肋形楼盖设计和双向板肋形楼盖设计 装配式楼盖的设计和构造 楼梯 重点是单向板肋形楼盖的设计原理 方法和步骤 施工图绘制 本章提要 概述 一 楼盖的主要功能 1 承受 传递竖向荷载 2 传递水平荷载 3 作为竖向结构构件的水平联系和支撑 按施工方式分类 按支承条件分类 二 楼盖类型 现浇式装配式装配整体式 单向板肋梁楼盖双向板肋梁楼盖井式楼盖无梁楼盖 单向板肋梁楼盖 井式楼盖 双向板肋梁楼盖 无梁楼盖 密肋楼盖 扁梁楼盖 井式楼盖 单向板肋梁楼盖 密肋楼盖 无梁楼盖 无柱帽 6 1现浇整体式单向板肋梁楼盖 6 1 1结构平面布置 图单向板与双向板的弯曲 a 单向板 b 双向板 1 单 双向板的划分 这种弯曲后短向曲率比长向曲率大很多的板叫单向板 板弯曲后长向曲率与短向曲率相差不大 这种板叫双向板 规范 规定 1 两对边支承的板应按单向板计算 2 四边支承的板 注意点 首先满足使用要求从结构观点看 主梁宜沿横向布置 以加强结构横向刚度从经济观点看 板宜薄 次梁稍密 主梁受力合理 2 结构平面布置及梁板基本尺寸的确定 单向板 连续 h l不小于1 40简支 h l不小于1 35最小板厚 一般屋面大于等于60mm一般楼面大于等于70mm双向板 四边简支 h l1不小于1 45四边连续 h l1不小于1 50连续次梁 h l不小于1 18 1 12连续主梁或框架梁 h l不小于1 14 1 10 常用跨度 单向板2 3m次梁4 6m主粱5 8m 6 1 2单向肋梁楼盖的计算简图 1 支座选取 计算简图是按照既符合实际又能简化计算的原则对结构构件进行简化的力学模型 它应表明结构构件的支承情况 计算跨度和跨数 荷载的情况等 如图6 2所示的混合结构 楼盖四周支承于砌体上 中间部分的楼板支承在次梁上 次梁支承在主梁上 主梁支承在柱上 该值与支座的构造形式 构件截面尺寸 跨数及内力计算方法有关 即与构件的搁置长度a和构件刚度有关 主要取决于支座反力作用点的位置 2 计算跨度 梁 板 见表6 1 3 跨数 荷载包括永久荷载g和可变荷载q 永久荷载包括板 梁自重 隔墙重和固定设备重等 可变荷载包括人和临时性设备重 作用位置和方向随时间变化的其它荷载 4 荷载计算 荷载的传递路径 单向板 次梁 主梁 柱 基础 墙体 传递原则 最短路径 梁板计算单元 见图6 2 返回 5 荷载折算 适用于弹性理论 a 理想铰支座时的变形 b 支座弹性约束时的变形 c 采用折算荷载时的变形 板 折算恒载g g q 2 折算活载q q 2 次梁 折算恒载g g q 4 折算活载q 3q 4 主梁 折算恒载g g 折算活载q q 当板或梁搁置在砌体或钢结构上时 荷载不调整 主梁按连续梁计算时 当柱的刚度较小时 荷载也不折算 单向板肋形楼盖的结构内力计算 混凝土结构宜根据结构类型 构件布置 材料性能和受力特点选择合理的分析方法 目前常用的分析方法有 1 线弹性分析方法 2 塑性内力重分布分析方法 3 塑性极限分析方法 4 非线性分析方法 5 试验分析方法 6 1 3单向肋梁楼盖的内力计算 弹性方法 1 控制截面 假定梁板为理想的弹性体系 即材料为理想的弹性体 变形模量和刚度均为常值 按结构力学的方法计算截面内力 等截面情况 M绝对值最大变截面情况 M Mu最大 跨中最大 本跨布置 隔跨布置跨中最小 相邻跨布置 然后隔跨布置支座最大 左右跨布置 然后隔跨布置支座最大剪力 同支弯矩座最大 2 活荷载最不利布置 根据上述法则 可以确定出活荷载的最不利布置 然后通过查附表6 1 按照下述公式求出跨中或支座截面的最大内力 均布荷载作用下 M k1gl02 k2ql02 V k3gl0 k4ql0集中荷载作用下 M k1Gl0 k2Ql0 V k3G k4Q 3 内力计算 4 内力包络图 弯矩包络图 在恒载及各种不利活载下弯矩迭合图的外包线 即结构各截面最大弯矩 绝对值 的连线作用 作为设计 构造 确定钢筋弯起及截断位置 依据 计算内力值应取支座边缘处的内力 该内力值可通过取隔离体的方法计算求得 即 弯矩设计值 M Mc V0 b 2剪力设计值 在均布荷载作用下V Vc g q b 2在集中荷载作用下 V Vc 当板 梁中间支座为砖墙时 或板 梁是搁置在钢筋混凝土构件上时 不作此调整 5 支座处内力修正 弹性分析存在的问题 确定计算简图后各截面内力分布规律不变化 某一截面的内力达到其内力设计值时 就认为整个结构达到其承载力 6 1 4单向肋梁楼盖的内力计算 塑性计算方法 钢筋混凝土受弯构件的塑性铰 塑性铰与理想铰的比较 理想铰不可承担弯矩 塑性铰则可 理想铰为双向铰 塑性铰为单向铰 理想铰集中于一点 塑性铰塑性铰有一定长度 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 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C30 C45 20 调幅截面的0 1 0 35 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 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 3 5 可直接查表求出内力系数 再求内力 教材表6 2 表6 3 不等跨梁 先按弹性方法求出弯矩包罗图 再调幅 剪力仍取弹性剪力值 不等跨板 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 板的设计要点 板的常用配筋率 0 3 0 8 板的宽度较大 一般不需要进行抗剪计算 6 1 5板的计算与构造 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 间距 70mm 200mm h 150mm时 1 5h 250mmh 150mm时 弯起式配筋 分离式配筋 不受振动 荷载较小的板 配筋 分布筋 每米不少于3根 截面积 15 受力钢筋截面积 置于受力钢筋的内侧 d 6mm s 250mm 配筋 板面附加筋 8 200 6 250 垂直于主梁的负弯矩钢筋 8 200 6 250 垂直于主梁的分布钢筋 8 200 6 250 支承于墙体时的构造钢筋 8 200 6 250 支承于墙体时的板角钢筋 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 0 35 考虑内力重分布 箍筋面积增大20 考虑内力重分布 配筋 q g 3 相邻跨度相差 20 按图 其他情况按包罗图处理 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 55 65双排 h0 h 75 85 纵向钢筋的布置按内力包罗图 主 次梁相交处的附加箍筋 优先选用箍筋 6 2现浇整体式双向板肋梁楼盖 6 2 1双向板的破坏特征及受力特点 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性能的主要区别 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 在附表6 2中 按单跨双向板的边界条件 选列了六种计算简图 如图所示 1 四边简支 2 三边简支 一边固定 3 两对边简支 两对边固定 4 两邻边简支 两邻边固定 5 一边简支 三边固定 6 四边固定 单跨双向板的计算 6 2 2双向板的内力计算 图双向板六种边界表示方法 单跨板 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 查附表6 2所得的弯矩系数 支座与跨中的弯矩计算公式为 m g q l02 连续板 利用单跨板的计算表格 条件 跨中最大正弯矩 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 l0 1 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 2 3双向板截面配筋及构造要求 受力筋 短向在外侧 当 C30时 短跨h01 h 20