板计算PPT演示课件

1-4肋梁楼盖设计例题,1,平面布置图,2,荷载计算,3,计算简图,4,内力计算,5,板配筋计算,6,板配筋图,7,次梁计算,8,次梁计算简图,9,次梁内力计算,10,次梁承载力计算,11,次梁承载力计算,12,主梁设计,13,次梁配筋图,14,主梁计算简图,15,主梁计算简图,16,主梁内力计算,17,主梁内力计算,18,主梁配筋计算,19,主梁正截面承载力计算,20,主梁斜截面承载力计算,21,主次梁相交处,22,主梁剪力和弯矩包络图,23,主梁纵筋的构造要求,24,主梁纵筋配筋图,25,一、整体式双向板肋梁楼盖双向板常用于工业建筑楼盖，公共建筑门厅部分以及横墙较多的民用建筑。二、双向板的破坏特征及受力特点对于四边简支的双向板，在均布荷载作用下试验结果表明，当荷载增加时，第一批裂缝出现在板底中间部分，随后沿着对角线的方向向四角扩展。当荷载增加到板接近破坏时，板面的四角附近出现垂直于对角线方向而大体上成圆形的裂缝，这种裂缝的出现，促使板对角线方向裂缝的进一步发展，最后跨中钢筋达到屈服，整个板即告破坏。,1-5双向板及无梁楼盖,26,双向板裂缝示意图,27,三、双向板的弹性计算法双向板的内力计算方法有弹性理论和塑性理论两种，但塑性计算方法存在局限性，在工程中很少采用，这里介绍弹性计算法。板周边的支承条件：分为七种情况：四边简支；一边固定，三边简支；两对边固定，两对边简支；两邻边固定，两邻边简支；三边固定，一边简支：四边固定；三边固定，一边自由。1单跨板的计算为方便计算，根据双向板两个方向跨度比值和支承条件制成计算用表(见附表D2)，从表中直接查得弯矩系数，即可求得单跨板的跨中弯矩和支座弯矩。,双向板弹性计算,28,弯矩系数表,29,弯矩系数表,30,弯矩系数表,31,弯矩系数表,32,弯矩系数表,33,弯矩系数表,34,（1）求跨中最大弯矩求连续区格板某跨跨中最大弯矩时，其活荷载的最不利位置如下图所示，即在该区格及其前后左右每隔一区格布置活荷载(棋盘式布置)，则可使该区格跨中弯矩为最大。可将活荷载q与恒荷载g分解为g+q/2与q/2两部分，分别作用于相应区格，其作用效果是相同的。,2多跨连续双向板的计算,35,当双向板各区格均作用有g+q2时，由于板的各内支座上转动变形很小，可近似地认为转动角为零。故内支座可近似地看作嵌固边，因而所有中间区格板可按四边固定的单跨双向板计算其跨中弯矩。如果边支座为简支，则边区格为三边固定、一边简支的支承情况；而角区格为两邻边固定、两邻边简支的情况。双向板各区格作用有q时，板在中间支座处转角方向一致，大小相等接近与简支板的转角，即内支座处为板带的反弯点，弯矩为零，因而所有内区格均可按四边简支的单跨双向板来计算其跨中弯短。最后，将以上两种结果叠加，即可得连续双向板的最大跨中弯矩。(2)求支座最大弯矩求支座最大弯矩时，活荷载最不利布置与单向板相似、应在该支座两侧区格内布置活荷载，为了简化计算，可近似地假定活荷载布满所有区域时所求得的支座弯矩，即为支座最大弯矩。这样，对所有中间区格即可按四边固定的单跨双向板计算其支座弯矩。对于边区格按该板四周实际支承情况来计算其支座弯矩。,连续双向板的计算,36,1.双向板的配筋计算双向板内两个方向的钢筋均为受力钢筋，其中沿短向的受力钢筋应配置在长向受力钢筋外侧。计算时跨中截面在短边方向的hoh20mm，在长跨方向通常取hoh-30mm。对于四边与梁整体连接的板，分析内力时应考虑周边支承梁的被动水平椎力对板承载能力的有利影响。其计算弯矩可按双向板区格位置于以折减。(1)中间区格：中间跨的跨中截面及中间支座截面，计算弯矩可减少20。(2)边区格：边跨的跨中截面及离板边缘的第二支座截面：当lbl1.5时，计算弯矩可减少20；当1.5lbl2时，计算弯短可减少l0。其中l为垂直于板边缘方向的计算跨度，lb为沿板边缘方向的计算跨度。(3)角区格：计算弯矩不应减少。,四、双向板截面配筋计算及构造要求,37,板厚：通常取80160mm，满足强度和刚度的要求。跨中配筋时可将板在两个方向上各划分成三个板带。边缘板带宽度为短跨的1/4，其余为中间板带。中间板带按最大弯矩配筋，边缘板带配筋减少一半，但每米宽度内不得少于4根。支座配筋时，则在全部范围均匀布置，而不在边缘板带内减少。嵌固在承重墙内板上部的构造钢筋的要求同整体式单向板肋形楼盖。,2双向板的构造,38,1双向板支承梁的荷载当承受均布荷载时，传给支承梁的荷载一般可按下述近似方法处理：从每区格的四角分别作45o线与平行于长边的中线相交，将整个板块分成四块面积，作用每块面积上的荷载即为分配给相邻梁上的荷载。传给短跨梁上的荷载形式是三角形，传给长跨梁上的荷载形式是梯形。若双向板为正方形，则两个方向支承梁上的荷载均为三角形荷载。,五、双向板支承梁的计算,39,五、双向板支承梁的计算,40,梁上荷载确定后，可以求得梁控制截面的内力。当支承梁为单跨简支时，可按实际荷载直接计算支承梁的内力。当支承梁为连续的，且跨度差不超过10时，可将梁上的三角形或梯形荷载根据支座弯矩相等的条件折算成等效均布荷载。利用表查得支座弯矩系数。求出支座弯矩，然后，再按实际荷载求出跨中内力。,2双向板支承梁的内力,41,例：某宾馆建筑的楼盖平面布置如图所示。楼板厚度为120mm，两个方向梁肋宽度均为250mm，纵、横向梁截面高度分别为700mm和600mm，楼盖恒载标准值(包括楼板、楼板面面层及吊顶抹灰等)为5.8kNm2，楼面活荷载标推值2.0kNm2。混凝土强度等级C25，钢筋采用HPB235(fy200Nmm2)，要求按弹性理论计算板的内力并配置钢筋。,例题,42,例题,43,查附表进行内力计算，计算结果见下表由表可见板间支座弯矩是不平衡的，实际应用时可近似取相邻两区格板支座弯矩的平均值。,例题,44,例题,45,(3)截面配筋计算确定截面有效高度：短跨方向的跨中及支座截面：ho=120mm-20mm100mm，长跨方向的跨中及支座截面：ho120mm-30mm90mm。截面的弯矩设计值按前述的折减原则进行折减，然后按进行受拉钢筋计算，计算结果见下表。整个板的配筋见图。,例题,46,截面配筋计算,例题,47,例题,48,无梁楼盖的主要特点是楼盖板直接支承在柱上，而不设主梁和次梁。为了改善板的受力条件，加强柱对板的支承作用，应在每层柱的上部设置柱帽，作为板的支座。无梁楼盖有很多优点。房屋在维持同样的净空高度时，无梁楼盖的建筑高度较一般有梁楼盖的小，故较经济。无梁楼盖具有平整的天棚，故采光、通风及卫生条件较好，由于模板简单，可节省模板用量和简化施工。无梁楼盖适用于多层厂房、仓库、商场、冷藏库等建筑，但当有很大的集中荷载时，则不宜采用。,六、无梁楼盖的特点,49,无梁楼盖示意图,50,七、无梁楼盖的受力特点,无梁楼盖的受力情况比较复杂，但仍有一定的规律，为了便于进行受力分析和计算，一般可将整个楼板在纵横两个方向假想各划分为两条板带，一条是柱上板带，另一条是跨中板带，见图1-26。前者像是一条连续板搁置在柱支座上一样，后者则像是一条连续板搁置在一种弹性的柔软支座（柱上板带）上。柱上板带和跨中板带的计算宽度分别可取垂直于这个板带的半跨度。在竖向荷载作用下，不论是柱上板带还是跨中板带，其跨中均产生正弯矩，其支座均产生负弯矩。,51,受力特点,1-25,1-26,52,受力特点,53,八、无梁楼盖的构造,整个无梁楼盖由板、柱帽及柱所组成。1、板无梁楼盖中的板厚由计算确定，常用的厚度约为跨度的30。当板厚大于等于柱网长边尺寸的35时，可以满足刚度要求，变形可不另作验算。如果能做成预应力混凝土平板，则不仅刚度增大，而且可以节约材料。板内钢筋配置方法，原则上应按作用在截面上的弯矩的正负方向来决定。为了便于施工，一般均采用两向的配筋体系，两个方向又分成两种板带（柱上板带和跨中板带），并根据计算需要分别配置钢筋。典型的配筋方法见下图。,54,配筋方法,55,柱帽是无梁楼盖的重要组成部分，它扩大了板在柱上的支承面积，避免板被柱冲切破坏；它还可以减少板的跨度从而减少板的弯矩；由于柱帽的固结作用，楼板和柱的联系更为牢固，从而增大房屋的刚度。柱帽的型式和尺寸受板面混凝土抗冲切强度的控制。常用的柱帽型式有三种。由于在柱帽中压应力和拉应力均很小，所以钢筋仅需按构造配置。,柱帽,56,无梁楼盖中的柱，其横截面一般可为方形、矩形、多角形或圆形，中间柱常做成方形，而边柱则为方形或矩形。其构造与其他楼盖的柱并无原则上的不同，预制柱高度和截面较小边尺寸之比l50，现浇柱的高宽比l15。,柱,57,九、无梁楼盖的内力计算,无梁楼盖的计算方法分为两类：一类按弹性理论计算；另一类按塑性理论计算。按弹性理论计算的方法中，有精确计算法、等代框架法、经验系数法等。等代框架法等代框架法是将整个结构分别沿纵、横柱列方向划分为具有框架柱和框架梁的纵向与横向框架。等代框架梁的宽度为：在竖向荷载作用下，取等于板跨中心线间的距离；在水平荷载作用下，取等于板跨中心线间距的一半为宜。等代框架梁的高度取板的厚度。等代框架梁的跨度取lx-2c/3，ly-2c/3。等代框架柱的高度为：对于中间楼层，取层高减去柱帽高度；对于底层，取基础面至该层楼板底面的高度减去柱帽的高度。,58,当仅考虑竖向荷载作用时，等代框架法的计算可作如下简化：所计算楼板的上下层楼板均可看作上层柱与下层柱的固定远端。这样，就将一个等代的多层框架的计算变为简单的二层或一层（如顶层）框架的计算。按等代框架计算时，应考虑活载的不利组合，将最后算得的等代框架梁弯矩值，按试验研究得出的表中的系数分配给柱上和跨中的两个板带。,等代框架法的弯矩分配系数,等代框架法,59,十、无梁楼盖的施工方法,1、现浇式2、装配整体式采用升板法。在现场逐层将将事先在地面上预制的屋盖和楼盖分阶段提升至设计标高后，通过柱帽与柱整浇在一起。由于将大量空间作业改成地面作业，故可大大加快施工进度。,60,1-6密肋楼盖和井式楼盖,一、密肋楼盖的特点和尺寸密肋楼盖由薄板和间距较小的肋梁组成，一般用于跨度较大，且梁高受到限制的情况。密肋楼盖可分为单向密肋楼盖和双向密肋楼盖两种。,61,当建筑的柱网为方形或接近方形时，可采用双向密肋楼盖，肋梁的间距一般为.，肋梁的高度可取跨度的2030，肋梁的宽度为150200。密肋楼盖的柱距：对于普通混凝土一般不宜大于；对于预应力混凝土一般不宜大于12。单向密肋楼盖一般用于长宽比大于1.5的楼盖，其跨度不宜大于6.0，肋梁的间距为0.50.7，肋梁的高度为跨度的1820，肋梁的宽度为80120。,密肋楼盖的特点和尺寸,62,密肋楼盖板的板面最小厚度应根据肋梁的间距确定，当肋的间距700时，不应小于40，当肋间距700时，不应小于50。密肋板的浇筑大多采用工具式塑料模壳，模壳为定型产品，所以确定密肋网格布置及选用密肋的截面尺寸时，还必须考虑生产厂家提供的模壳规格尺寸。与普通的肋梁楼盖相比，密肋楼盖在不增加结构自重的前提下，可以增加板的结构高度，从而增大结构跨度，且建筑造型美观。,密肋楼盖的特点和尺寸,63,密肋楼盖的特点和尺寸,为了保证受冲切承载力，柱顶附近部分范围内的板一般不挖空而保持为实心区。,64,二、密肋楼盖的计算,密肋楼盖按刚度折算成平板楼盖后，可采用两种实用计算方法（等代框架法和经验系数法）进行设计计算，计算得到的柱上板带和跨中板带的弯矩按肋间距的大小分配到各个肋梁，以此确定肋梁的截面配筋。正弯矩作用时，肋梁按形截面计算，肋宽取为肋顶与肋底宽度的平均值；负弯矩作用时，肋梁按矩形截面计算，肋宽取为肋底的宽度。密肋楼盖中的板的跨度很小，其配筋一般不需计算，按构造配置即可。,65,对于全次肋梁的密肋楼盖，可按带托板或不带托板的平板无梁楼盖考虑，分别对柱端附近的实心托板及与托板相衔接的肋进行抗冲切验算，必要时尚应考虑冲切破坏临界截面上偏心剪应力传递的部分不平衡弯矩。对于带主肋梁的密肋楼盖，可按柱上有梁的平板无梁楼盖考虑。,密肋楼盖,66,三、密肋楼盖的构造,密肋楼盖中的板应配置双向钢筋网，每个方向按楼面板全截面计算的配筋率不宜小于0.15，钢筋直径不宜小于，钢筋间距不宜大于300。在柱顶托板所在的肋网格内，其顶面尚应配置附加加强钢筋网片。在肋梁中，配有负弯矩钢筋的区段（包括托板）应配置封闭的箍筋，在正弯矩区段可配置开口箍筋。密肋楼盖次肋梁的钢筋延伸长度可采用无梁楼盖的规定，仅当采用分离式配筋时，其正弯矩钢筋宜全部伸入支座。主肋梁的钢筋延伸长度应按其弯矩包络图或梁的构造规定确定。不带边梁的密肋楼盖，其边肋上下应至少各设两根直径不小于16的通长筋，并配置构造用的封闭箍筋，以增强边肋的抗扭能力。,67,四、双重井式楼盖的特点,当建筑功能上要求设计大跨度板时，只利用增加板厚的方法来提高板的承载能力是不经济的，为节省材料，可考虑从厚板底部受拉区挖去一部分混凝土，使双向受拉力都集中在等高并互相垂直的几根梁上，从而改善了大跨度双向板的受力情况，这种楼盖的两个方向的梁，不分主梁和次梁，它们互相交叉形成井字状，称为井字梁。它们互相协同工作，共同承受板上传来的荷载。这种楼盖除了楼板是四边支承在梁上的双向板之外，两个方向的梁又各自支承在四边的墙（或周边有足够刚度的大梁）上，整个梁格成为四边支承的双向受弯结构体系，楼盖如同一块双向带肋的大型双向板，故称双重井式楼盖。,68,双重井式楼盖,69,双重井式楼盖中，两个方向的小梁通常具有相同的横截面尺寸；与普通交梁楼盖相比，尺寸较小，梁跨度可以做得较大，小梁的间距在两个方向最好相等，梁格布置均匀，外形美观，能满足建筑上对天花板装修的要求，造价较高。,双重井式楼盖,70,五、双重井式楼盖的计算