水工钢筋混凝土结构学课件第九章.ppt

第九章钢筋混凝土肋结构和刚架结构、第九章钢筋混凝土肋结构和刚架结构、9.1概述、第九章钢筋混凝土肋结构和刚架结构-节概述、肋结构是由板和支撑板的梁组成的板梁结构。板、次梁和主梁组成的整体楼板、9章钢筋混凝土肋结构和刚架结构，9.1概述、水电站上部结构是由屋顶板、大梁、屋顶大梁和柱组成的空间结构。使用手动计算可将空间结构简化为平面结构计算。电站上部结构简化为由板和梁组成的加强筋结构和由屋顶大梁和柱子组成的刚性框架结构。(扁平，裂缝，剖面)，第9章钢筋混凝土肋结构和刚架结构，9.1概述，第9章钢筋混凝土肋结构和刚架结构，9.1概述，梁放置不同，板荷载在支撑梁中的传递方式不同，板的应力状况也不同板负载由互垂的两个方向的板传送至支撑梁，负载p分割为P1和p2，P1由L1方向的板负担，p2由L2方向的板负担。P1 p2=p，第9章钢筋混凝土肋结构和刚架结构，9.1概述，省略相邻条带之间扭矩的影响。两个条带在相交部分的挠度调整：f1=f2，第9章钢筋混凝土肋结构和刚性框架结构，9.1概述，忽略两个条带中钢筋的位置高低和数量不同的影响，使用i1=i2l 2/l12时，p2只是p的几个%，因此不考虑。在L2/L12的情况下，必须考虑平板在两个方向上转移载荷。第九章钢筋混凝土肋结构和刚体框架结构，9.7双向板肋结构设计，、第九章钢筋混凝土肋结构和刚体框架结构，9.1概述，计算和结构简单，建设方便。(b)在双向加强筋结构L2/L12中，p在两个方向上传递到四面支撑梁，需要进行双向内力计算(称为双向板)。经济美丽，计算、结构和建设更加复杂。肋结构设计阶段：梁格线配置、计算图、内力计算、剖面设计、钢筋图。第九章钢筋混凝土肋结构和刚架结构，9.2单向板肋结构的结构布置和计算摘要，第二节单向板肋结构的结构布置和计算摘要，第一，梁网格布置梁网格布置必须首先满足使用要求。第九章钢筋混凝土肋结构和刚架结构，9.2单向板肋结构的结构布置和计算图，第一，梁网格布置梁网格布置必须首先满足使用要求。第9章钢筋混凝土肋结构和刚架结构，9.2单向板肋结构的结构放置和计算摘要，、第9章钢筋混凝土肋结构和刚架结构，9.2单向板肋结构的结构放置和计算摘要，梁格布置必须经济、技术合理。梁薄、地方模板和地方工作，但板的跨度增加，板厚增加，多用途混凝土，自重增加。梁布密度、板跨距减少、板厚度减少、自重减少，但费用模板和费用任务。板面积大，板薄时材料节约，成本低。防止中央荷载直接作用于基板。板和梁应尽可能放置在不同的跨度内，节约材料，成本经济，计算和施工简便。一般建筑基板的跨距为1.5至2.8m，基板厚度为60至120mm。水电站发电机层的底部板厚一般为120 200毫米。第九章钢筋混凝土肋结构和刚架结构，9.2单向板肋结构的结构布置和计算图，主梁跨度5 8米，次梁跨度4 6米。建筑物的平面尺寸大，为了防止温度变化和混凝土收缩裂缝，必须安装永久伸缩缝。伸缩缝必须分离梁和柱，地基可以不分离。伸缩缝间距取决于气候条件、结构型式和基础性质等。结构高度不同，或上部结构各部分传入地基的压力差异大，基础情况变化大，应设置沉降缝，避免地基的不均匀沉降。沉降缝从地基到屋顶都分开，沉降缝同时可以起到伸缩缝的作用。、第九章钢筋混凝土肋结构和刚架结构，9.2单向板肋结构的结构布局和计算图，第二章将肋结构分解为板、次梁和主梁的计算图设计。计算图必须表示板或梁的跨距数、支撑性质、荷载形式、大小和工作位置，以及每个跨距计算跨距等。第9章钢筋混凝土肋结构和刚架结构，9.2单向板肋结构的结构放置和计算摘要，(a)支撑的简化周边保留在砖墙上，简化为铰链。基板的中间支撑是次要梁，次要梁的中间支撑是主要梁，无论支撑的刚性约束为何，发生的错误均由转换负载调整。基板是多跨距连续基板，使用侧墙和次要梁做为铰链。次梁是多跨连续梁，它使用侧墙和主梁作为铰接。主梁的中间支撑是柱，主梁的线刚度比大于4，主梁是由侧墙和柱铰的连续梁。如果小于4，则柱和主梁是刚架计算。第9章钢筋混凝土肋结构和刚体框架结构，9.2单向板肋结构的结构配置和计算摘要，(2)荷载计算(1)永久荷载构件的自重、饰面重量和固定设备重量等设计值以符号g(均匀)和g(集中)表示(2)设计值(例如可变负荷人口负荷和可移动设备)用符号q(统一)和q(集中)表示。考虑最不利的部署方式。板和梁的荷载分布范围，如图所示。板单位宽度板计算，板跨距方向平均g或q；次梁自聚合从板传递的平均gl1或qll和次梁。主梁由次梁传递的g=gl1l 2或q=ql1l 2和主梁是自身重量，主梁比由次梁传递的载荷小得多，并且可以转换为集g，q。第9章钢筋混凝土肋结构和刚架结构，9.2单向板肋结构的结构放置和计算摘要，(3)在跨距或梁计算中用作铰链。弹性方法弯矩计算跨距l0，轴承中心线之间的距离LC；支撑宽度b较大时：板b0.1lc，l0=1.1 ln梁b0.05lc，l0。=1.05lnln净跨距。剪切力计算跨距l0=ln。与支撑的完全连接(b)考虑了桥墩壁上的悬置，第九章钢筋混凝土肋结构和刚架结构，通过弹性理论计算9.3单向板肋结构，第三节单向板肋结构根据弹性理论计算，内力计算考虑了弹性理论和塑性变形的内力重新分配。液压结构根据弹性理论进行计算。首先，使用图表示连续板、与梁内力相等的跨距、等效刚性连续板、梁承受负载的弯矩和剪切：1、2和1、 23354分别是弯矩系数和剪切系数。L0、ln分别是板、梁的计算跨距和净跨距。第九章钢筋混凝土肋结构和刚架结构，弹性理论确定9.3单向板肋结构、两端具有悬臂的板或梁的内力采用重叠法。短悬臂梁有负载时的连续板、梁的弯矩和剪切：、弯矩系数和剪切系数；MA是悬臂梁负载所产生的末端轴承的负弯矩。第九章钢筋混凝土肋结构和刚架结构，弹性理论对9.3单向肋结构，固定或移动集中荷载下等跨距连续梁弯矩和剪切：，3354弯矩系数和剪切系数；g，Q固定和移动的集中力。连续板或梁的跨度没有10%以上的差别，但可以计算为等跨度表。寻找支撑弯矩，求两个相邻计算跨距的平均值。寻找中间弯矩，并使用跨距计算跨距。如果平板或梁包含不同的截面尺寸，但相邻横截面惯性矩的比率不大于1.5，则可以将其计算为等刚度。第九章钢筋混凝土肋结构和刚架结构，弹性理论对9.3单向肋结构，5个以上实际跨距，5个跨距计算。中间轴承(d，e)内力等于c支承。中间跨度(4，5跨度)跨中间内力，与第三个跨度相同。按加固工程图(c)。、第9章钢筋混凝土肋结构和刚架结构，用弹性理论计算9.3单向板肋结构，、第9章钢筋混凝土肋结构和刚体框架结构，用弹性理论计算9.3单向肋结构中等和最小弯矩、相交载荷、相邻相交布、相交布；支撑最大负弯矩，支撑左右两跨布活荷载，相交布活荷载；寻找最大剪力，其方式与支撑的最大负弯矩相同。、第9章钢筋混凝土肋结构和刚架结构，弹性理论计算9.3单向板肋结构，内力包络活载作用位置不同，力矩和剪力也不同。每个最不利位置的活载荷和恒载荷共同作用产生的弯矩(或剪切)以相同的比例绘制在同一基线上，外包线是弯矩(或剪切)包络。内力包络表示连续梁的每个截面的最大(最小)内力。无论载荷方法如何，每个截面的内力值都不会超过内力包络。弯矩包络用于计算和配置梁的纵向钢筋。剪切包络用于计算和配置泰国和弯曲钢筋。第九章钢筋混凝土肋结构和刚性框架结构，弹性理论计算9.3单向板肋结构，绘制内力包络图，第九章钢筋混凝土肋结构和刚性框架结构，弹性理论计算9.3单向板肋结构， 第九章钢筋混凝土肋结构和刚架结构、弹性理论对9.3单向肋结构、V0支撑边缘处剪切、单跨简支梁进行近似计算； B支持宽度。板或梁直接放置在桥墩墙上时如何处理？连续板或梁和支撑完全浇注，危险截面位于支撑边上。支撑边的弯矩m:第9章钢筋混凝土肋结构和刚架结构，弹性理论认为9.3单向肋结构，3，连续板，梁的转换荷载板和副梁中间支撑是铰支，没有任何限制。驱动板的弯曲变形，副梁扭转，防止板的自由变形，板的弯矩减小，板的弯矩值增大。调整负载会增加固定负载，减少活负载考量的约束效果。g ，q转换时间表和活荷载；g，q实际日程和活荷载。不能调整主梁。板、二次梁、9章钢筋混凝土肋结构和刚架结构，9.4单向板肋结构考虑塑料内力重分配计算，、4节单向板肋结构考虑塑料内力重分配计算，1、基本原理弹性计算在结构的任一截面内力达到承载力时整体结构被破坏时静态具有可塑性性质的静态结构，即使特定剖面达到轴承容量，也不会造成结构损坏。结构上有强度备件。第9章钢筋混凝土肋结构和刚架结构，9.4单向板肋结构考虑塑料内力重分配计算，在钢筋混凝土构件截面承载力计算中考虑钢筋和混凝土的塑性特性，使用塑性计算理论。连续梁、板结构内力由弹性理论计算，截面承载力计算由塑性理论计算，两者都不均匀。结构的某一部分发生塑性变形后，刚度下降，弹性方法计算的内力不能正确反映结构的实际内力分布。考虑材料塑性特性，分析结构的内力，更合理，更好地符合梁结构的实际工作状态。考虑材料的塑性特性，可以充分发挥结构的承载力，产生一定的经济效果。第九章钢筋混凝土肋结构和刚架结构，9.4单向板肋结构考虑塑料内力重新分配计算，某些截面到达Mu、截面屈服、梁截面旋转、塑料铰链出现。理想的铰链可以自由旋转，但不能传递弯矩。塑料铰链承受弯矩Mu，只能在Mu下旋转，不能向相反方向旋转；不能无限制旋转，压力区混凝土破碎时，旋转宽度达到极限。静态结构是破坏机制，形成塑料铰链。静态不确定结构上的塑料铰链减少一个-塑料铰链可能继续作为破坏机构增加，直到载荷继续增加二次静态指定的次数。第九章钢筋混凝土肋结构和刚体框架结构，9.4单向板肋结构考虑塑料内力重新分配计算，P1不破坏梁，只使支撑形成塑性铰，弯矩Mu=36kNm，继续加载到p2=4kn/m，继续加载到p2=4 kn/m极限载荷p1p2=16kn/m，不是通过弹性方法计算的12kn/m。单跨固定端梁，l=6m，每个剖面大小和上下钢筋量，正负极限弯矩mu=36knm负载。用弹性方法计算，P1=12kn/m，支撑力矩ma=MB=-36knm，跨距力矩Mc=18kNm。第九章钢筋混凝土肋结构和刚架结构，9.4单向板肋结构考虑塑料内力重分配计算，从塑料铰的形成到破坏机制，梁仍具有4kn/m荷载潜力。考虑塑料变形的内力计算可以充分利用材料的潜力。在塑料铰链形成之前，MA与Mc的比率为2: 1，当塑料铰链形成时，比率逐渐变化，变为1: 1 (mu)。材料塑料变形导致内力重新分配，因此称为“考虑塑料变形内力重新分配的计算方法”。根据弹性理论，连续梁的弯矩与截面加固比无关。根据塑性内力重分布理论，梁的弯矩不是设置值，而是根据截面的加强率变化的。第九章钢筋混凝土肋结构和刚体框架结构，9.4单向板肋结构考虑塑性内力重新分配计算，(2)塑性铰发生后，支撑和中间弯矩的比例发生了变化，但符合力的平衡条件。跨距弯矩和两个支撑弯矩的平均值与简单支撑梁跨距力矩M0相同，均作用于梁：(1)静态指定结构破坏过程：在一个或多个剖面中形成塑胶铰链，增加负载，塑胶铰链继续出现，直到形成破坏机构。破坏标记不是剖面屈服，而是破坏机构的形成。(3)塑料内力重新分配可以通过设计者控制截面极限弯矩Mu(即调整钢筋数量)来掌握。第九章钢筋混凝土肋结构和刚体框架结构，9.4单向板肋结构考虑塑料内力重新分配计算，、轴承极限弯矩低，塑料铰为满足力的平衡条件，需要高调整中极限弯矩；指定较高的轴承极限弯矩，可以降低跨距弯矩。截面弯矩相互调节的计算方法称为“弯矩调幅方法”。第九章钢筋混凝土肋结构和刚架结构，9.4单向板肋结构考虑塑料内力重新分配计算，、弯矩调整不是随机的。如果轴承弯矩小于弹性方法计算的值，塑料铰链发生得太早，内部力重新分配的过程太长，塑料铰链旋转太多，裂缝太宽。弯矩调整幅度以弯矩调幅系数=1-Ma/Me表示，Ma，Me是通过每次调幅后的弯矩和弹性方法计算的弯矩。(1)为了保证塑料铰链的旋转能力，需要限制配筋率，并需要振幅调制剖面的0.35。塑料要用好的I、和III钢。(2) 不能超过0.25。也就是说，调整后的弯矩不应小于通过弹性方法计算的75%。(3)每个跨度内调整的两个支撑弯矩的平均值和跨度弯矩不小于简支梁计算的跨度最大弯矩M0。、第9章钢筋混凝土肋结构和刚架