第11章梁板结构

1、 本课程的特点：综合性、实践性强 教学目的： 将一个复杂的空间实体简化为空间实体简化为即合理又简捷的计计 算模型算模型的能力 运用所学力学知识对结构进行计算分析计算分析的能力 综合运用综合运用所学各科知识解决实际问题的能力 具有初步的工程表达工程表达能力 对各种简化方案及计算假定所造成的误差误差大小及 误差趋向（偏保守或是偏危险）有初步的判断判断能力 结构设计结构设计 结构设计的内容和一般步骤 结构选型 结构布置 荷载计算 内力及变形计算 构件及节点设计 绘制施工图 确定计算模型（计算简图） 结构设计结构设计 房屋结构的三大组成部分 水平承重构件楼盖和屋盖楼盖和屋盖 竖向承重构件墙体、柱 基础

2、 第十一章 梁板结构 第第1111章章 梁板结构梁板结构 11.1概述概述 梁板结构包括楼盖、屋盖，以及形式 和受力特点相似的其他结构。 如：筏板基础、楼梯、池壁、雨棚、扶壁 式挡墙等。（图） 第第1111章章 梁板结构梁板结构 11.1.1楼盖的结构类型 按施工方法 现浇楼盖 装配式楼盖 装配整体式楼盖 按结构布置及构造 肋梁楼盖 无梁楼盖 密肋楼盖 主次梁体系 井式梁体系 单向密肋 双向密肋 按力学分析特点 平面受力体系 空间受力体系 第第1111章章 梁板结构梁板结构 11.1.2单向板与双向板 定义： 划分界限： 准确说，对边支承及悬挑板为单向板；准确说，对边支承及悬挑板为单向板； 4

3、边支承、边支承、3边支承、边支承、2邻边支承的板为双邻边支承的板为双 向板。向板。 为简化计算，常将双向受力特征不明 显的板简化为单向板。按弹性方法计算 时，一般将l02/l012视为单向板；按塑性 方法计算时将l02/l013视为单向板。 第第1111章章 梁板结构梁板结构 概念理解： 荷载就近传递 变形特征 平面体系与空间体系 第第1111章章 梁板结构梁板结构 造成的误差如何弥补？ 靠构造钢筋！ 第第1111章章 梁板结构梁板结构 关于上次课的问题： 本课程的学习目标是什么？ 结构设计包括哪些内容？一般步骤？ 楼盖类型有哪些？ 如何区分单向板与双向板？ 简化造成的误差如何弥补？ 第第11

4、11章章 梁板结构梁板结构 11.2现浇单向板肋梁楼盖现浇单向板肋梁楼盖 11.2.1结构平面布置 柱网和梁格 常用跨度取值： 单向板：（1.72.5）m 次梁：（46）m 主梁：（58）m 以上并非规定，主要考虑经济合理。 第第1111章章 梁板结构梁板结构 布置方案 主梁横向布置（多见） 主梁纵向布置（不多见） 梁无主次（墙体间距或柱距较小） 主梁：支承其他梁的梁。 次梁：被其他梁支承的梁。 大梁上面搭小梁，小梁上面搭小小梁，此时称为 一级次梁、二级次梁 第第1111章章 梁板结构梁板结构 结构布置时应考虑： 满足建筑及工艺要求 受力合理 方便施工 一般随建筑平面而定，可选择余地并 不大。

5、 总起来说，墙下设梁，固定恒载较大 处、大洞口周边设梁。当有选择余地时，宜尽 量均匀布置；尽量符合模数。无吊顶时兼顾室 内效果 要捋顺荷载传递途径 第第1111章章 梁板结构梁板结构 11.2.2计算简图 （1）计算单元及荷载从属面积 计算单元：将整体结构分割成若干局部分别计算， 对于规则的结构布置，可提取一个具有代表性 的单元计算。 板单元：1m宽板带。如同一根矩形截面扁梁。 主梁与次梁：跨度均匀时，可各取一根。 第第1111章章 梁板结构梁板结构 荷载从属面积： 计算荷载值时所考虑的荷载分布的范围。 板：同单元宽度（1 m）。 次梁：近似按(相邻梁之间)中线划分势力范围。 主梁：亦按中线划

6、分范围。 原则：无遗漏，无重复。 第第1111章章 梁板结构梁板结构 （2）支座约束状态（书上称为计算模型及简 化假定） 支座可自由转动，无竖向位移。 不考虑薄膜效应（内拱效应）对内力的影响。 确定传递荷载时，无视次要构件的连续性。 以上假定误差如何？ 是偏保守还是偏危险？ 有利因素可大胆忽略，偏于保守； 不利因素一般不应忽略，或另外采取补救措 施。 第第1111章章 梁板结构梁板结构 （3）计算跨度l0: 计算跨度： 支座反力作用点之间的距离。 弹性方法计算时： 内支座：取中心线 边支座：与边梁整浇时亦取中心线， 搁置时，至支承边缘距离取下列 值中较小值：a/2, (h/2), 0.025l

7、n. 塑性方法计算时：内跨取净跨，边支座同上 第第1111章章 梁板结构梁板结构 （4）荷载取值 永久荷载（恒载） 可变荷载（活荷） 分项系数见第3章。 （关于折算荷载后置）。 第第1111章章 梁板结构梁板结构 11.2.3连续梁、板按弹性理论的内力计算 （1）活荷载的不利布置 以5跨连续梁为例（跨数超过5跨的连 续梁、板，当各跨荷载相同，且跨度相 差不超过10%时，可按5跨的等跨连续梁 计算。） 折算荷载： （2）内力计算 结构力学方法。 等跨时有表可查。 第第1111章章 梁板结构梁板结构 关于上次课的问题： 梁格布置时主要考虑哪些因素？ 怎样确定计算单元的荷载从属面积？ 支座通常怎样简

8、化？造成的误差如何解 决？ 计算跨度如何确定？ 为什么多于5跨的等跨连续梁可按5跨计 算？ 可变荷载的不利布置规律是怎样的？ 第第1111章章 梁板结构梁板结构 （3）内力包络图 各种可能的荷载布置情况下的内力图 重叠画在一起，描出外包线，所得图形 即内力包络图。 该图表达出任意截面可能出现的最不 利内力，做为配筋计算以及确定钢筋截 断、弯起、改变配箍率的依据。 第第1111章章 梁板结构梁板结构 （4）支座边缘内力值（书上称为支座弯矩和 剪力设计值） 不必理睬书上的公式 第第1111章章 梁板结构梁板结构 11.2.4 超静定结构的内力重分布 （1）应力重分布与内力重分布 即与线弹性分析结果

9、不一致的现象。 （2）钢筋混凝土受弯塑性铰 由屈服而导致曲率变形集中于某一区 域，其表现近似于一个铰。 第第1111章章 梁板结构梁板结构 塑性铰的特点： 传递弯矩 分布于一个区域 往往单向转动 混凝土铰的说法不恰当 静定结构出现塑性铰时，承载能 力接近极限，已无多少潜力（书上说 意味着承载能力的丧失是不对的）。 而超静定结构或许尚有潜力。 第第1111章章 梁板结构梁板结构 关于上次课的问题： 什么是折算荷载？不考虑折算荷载有无问 题？ 什么是内力包络图？有什么用？ 怎样求支座边缘内力值？不考虑有无问题？ 何谓“应力重分布”与“内力重分布”？ 什么是塑性铰？塑性铰有何特点？ 塑性铰的出现对结

10、构有何影响？ 第第1111章章 梁板结构梁板结构 塑性铰的转动幅度 lp p 第第1111章章 梁板结构梁板结构 （3）内力重分布的过程 内力重分布的前提：配筋不与弹性内力 一致。 图 注意： 塑性铰降低结构超静定次数，直至形成 机构，都是在荷载增量作用下的表现。 也可以说，在塑性铰出现之后的荷载增 量作用下，塑性铰的作用与理想铰相同。 第第1111章章 梁板结构梁板结构 （4）影响内力重分布的主要因素 充分的与不充分的内力重分布 塑性铰的转动能力 斜截面承载能力 正常使用条件 第第1111章章 梁板结构梁板结构 （5）考虑塑性内力重分布的意义和适用范围 考虑活荷载不利布置时，可对内力包络图

11、“削峰”；将支座弯矩部分地“转移”到 跨中。从而达到节省钢筋的目的。 缓解支座节点钢筋拥挤状况 简化设计:“想把钢筋放在哪里就放哪里” 书上的（1）（4）2条是以不按弹性分析配筋为前提 不适用的场合见书上。 第第1111章章 梁板结构梁板结构 关于上次课的问题： 塑性铰的转动幅度与哪些因素有关？ 什么是充分的与不充分的内力重分布？ 考虑内力重分布的设计方法有何好处？ 答曰： 当考虑活荷载不利布置时，可通过对弯矩包络图 “削峰”达到节省钢筋的目的。 当各截面承载力分布不与弹性内力分布规律相对应 时，能更准确地估计结构的实际承载力，并充分发 挥结构的潜力。 其他：如简化计算，缓解支座拥挤 第第11

12、11章章 梁板结构梁板结构 11.2.5弯矩调幅法 （1）概念和原则 对弹性分析结果做一定限度的调整。 “削峰” 定义调幅系数 一般下调支座弯矩，跨中按平衡条件求得。 e ae M MM 第第1111章章 梁板结构梁板结构 规范规定： 验算正常使用条件，或以构造措施保证。 材料选用：受力钢筋宜选用HRB335、 HRB400级热轧钢筋；混凝土C20C45。 截面相对受压区高度 35. 01 . 0 第第1111章章 梁板结构梁板结构 步骤： 弹性方法计算内力(考虑活荷不利布置) 下调支座弯矩 由平衡条件求跨中弯矩，并与弹性最不利弯 矩比较。 要求调幅后支座与跨中弯矩均不小于 由平衡条件求剪力（

13、或剪力仍采用弹性计算 结果）。 2 . 0 )1 ( e MM 0 3 1 M 第第1111章章 梁板结构梁板结构 （2）调幅法计算等跨连续梁、板 （跨度差小于10%即可近似按等跨对待） 即“弯矩系数法” 取 按前述步骤计算，得内力系数，结果以分 数形式表达。 2 . 0, 3/调幅系数gq 第第1111章章 梁板结构梁板结构 第第1111章章 梁板结构梁板结构 （3）不等跨连续梁、板 步骤同前述 调幅系数在一定范围内可随意确定。 第第1111章章 梁板结构梁板结构 11.2.6单向板肋梁楼盖的截面设计与构造 1. 板 （1）设计要点： 板厚 最小厚度 见21页 刚度要求 连续板(1/401/

14、35)l 简支板(1/351/30)l 考虑内供作用有利影响，内区格板内力 可折减20% 支承长度：砖墙上120mm， 砼梁上100mm。 第第1111章章 梁板结构梁板结构 （2）配筋构造 1）.受力筋 直径和间距 形式 弯起式 分离式 截断位置：23页 2）.构造钢筋 分布筋、跨主梁负筋、边支座负筋、 角部构造筋等。 第第1111章章 梁板结构梁板结构 关于上次课的问题 按塑性法设计，对值有何要求？ 调幅法的实质是什么？ 答曰：在保持承载能力不变的前提下， 将支座弯矩与跨中弯矩在一定限度内重 新分配。（一般下调支座弯矩） 什么是受力筋和构造筋？试例举几种构 造筋。 不等跨时，板支座负筋长度

15、怎定？ 第第1111章章 梁板结构梁板结构 2.次梁 （1）设计要点 跨中 按T 形截面计算，支座按矩形截面。 塑性法设计时应满足0.35 （2）配筋构造 弯筋、截断位置等要求见第5章。当跨度差 不大于20%，可参考25页图。 第第1111章章 梁板结构梁板结构 3.主梁 按连续梁计算的条件：梁柱线刚比5 上部钢筋保护层加大 与次梁相交处设吊筋或附加箍筋 附加钢筋数量由承担全部集中力计算 确定。 第第1111章章 梁板结构梁板结构 11.3 双向板肋梁楼盖 11.3.1双向板的受力特点和主要试验结果 弹性分析的内力分布特征 第第1111章章 梁板结构梁板结构 变形特征 实验现象 第第1111章

16、章 梁板结构梁板结构 关于上次课的问题 何种场合须设吊筋或附加箍筋？ 第第1111章章 梁板结构梁板结构 11.3.2双向板楼盖按弹性理论的计算 理论上按弹性力学方法 实用上查表法 1.单块板见附录7 跨中弯矩考虑泊松比 mx my mx my mx mx my mx my mx my mx m”x mx my mx my m”y mx my mx m”x my m”y 第第1111章章 梁板结构梁板结构 2.连续板 想办法利用单块板的计算表计算连续板。 支座约束状况若与附表7中某一类型相近， 便可利用该表计算。 (1)活荷载不利布置 支座负弯矩：近似按满布 跨中正弯矩：跳格布置 第第1111

17、章章 梁板结构梁板结构 (2)等跨连续双向板的查表计算方法 等跨连续板满布荷载时，支座几无转 动，可视为嵌固支座。 支座两边荷载反对称作用时，支座弯 矩为0，可视为铰节点。 为此，将活荷载分解为两部分。见图 第第1111章章 梁板结构梁板结构 计算方法： (g+q)作用下，内支座按嵌固支座，边 支座按实际情况查表计算支座负弯矩。 (g+q/2)作用下，内支座按嵌固查表计算 跨中弯矩，q/2作用下按四边简支查表 计算跨中弯矩，两者叠加得跨中最大弯 矩。 第第1111章章 梁板结构梁板结构 11.3.3塑性铰线法 1.基本假定 2.破坏机构（塑性铰线位置） 3.基本方程 虚功法（机动法） 极限平衡

18、法 )3( 12 22 0102 2 01 221121 ll lp MMMMMM u uuuuuu 第第1111章章 梁板结构梁板结构 为缩小解的范围，引入附加条件。 根据经验并参照弹性解，先确定纵横向跨中弯矩比值以及 支座与跨中弯矩比值。 定义： 2 1 2 1 nm m 5 . 25 . 1 2 2 2 2 1 1 1 1 m m m m m m m m 01 02 l l n 其中， 、取值不宜偏离弹性解太多。 4.设计计算公式 已知荷载的设计问题，基本方程中有26个弯矩未知量， 无穷多解。 第第1111章章 梁板结构梁板结构 板底钢筋全部伸入支座时， 经整理得到： 有一半钢筋在1/4

19、ln处弯起时， 经整理得到： 0122 0211 lmM lmM u u )3/1( 8 2 01 1 nn nlp m u u 022 02202 22 01021 01101 0211 4 3 222 ) 4 1 ( 22 ) 2 ( lm lml mM llm lml lmM u u 4 3 4 1 3 1 8 2 01 1 nn n pl m u 第第1111章章 梁板结构梁板结构 对于简支边，分别令基本方程中的对 应项为零。 弯起式配筋有可能出现向下的幂式破 坏机构，宜进行验算。 第第1111章章 梁板结构梁板结构 关于上次课的问题 双向板活荷载不利布置是怎样简化的？ 按弹性查表计算

20、双向板时，计算跨中弯 矩为何要分两步走？怎样处理？ 双向板塑性铰线法基本方程可以用哪两 种方法推导？其基本思路是什么？ 第第1111章章 梁板结构梁板结构 11.3.4双向板截面设计与构造要求 （1）截面设计： 配筋计算方法与单向板并无差异。 可适当考虑穹顶效应的有利作用将弯矩折减。 5 . 1/ 0 llb 1.0 0.9 (0.8) 0.8 0.80.8 0.80.8 0.8 0.8 0.8 0.9 (0.8) 0.9 (0.8) lb l0 5 . 1/2 0 llb 长跨方向跨中l0较小（h-30） 第第1111章章 梁板结构梁板结构 （2）构造要求 板厚h 01 01 45 1 50 1 40 1 45 1 l l 连续 简支 配筋形式弯起式 分离式 1/4l01板带正筋可减半 第第1111章章 梁板结构梁板结构 11.3.5双向板支承梁 主要特点是线荷载分布形状特殊，