钢筋混凝土肋形结构及刚架结构PPT学习教案

1、会计学1钢筋混凝土肋形结构及刚架结构钢筋混凝土肋形结构及刚架结构1-屋面构造层屋面构造层2-屋面板屋面板3-纵梁纵梁4-屋面大梁屋面大梁5-吊车吊车6-吊车梁吊车梁7-牛腿牛腿8-柱柱9-楼板楼板10-楼面纵梁楼面纵梁第1页/共57页水电站厂房上部结构是由屋面板、纵梁、屋面大梁及柱组成的空间结构。水电站厂房上部结构是由屋面板、纵梁、屋面大梁及柱组成的空间结构。 v采用手算时，空间结构简化为平面结构计算。采用手算时，空间结构简化为平面结构计算。v电站厂房上部结构简化为电站厂房上部结构简化为由板与梁组成的肋形结构由板与梁组成的肋形结构和和由屋面大梁与柱组成的刚架结构由屋面大梁与柱组成的刚架结构分别

2、进行计算。分别进行计算。 第2页/共57页 第3页/共57页肋形梁板结构荷载的传递途径：肋形梁板结构荷载的传递途径： v作用在楼面上的竖向荷载通过板传给次梁作用在楼面上的竖向荷载通过板传给次梁，再由次梁传给主梁，主梁传给柱或墙，最，再由次梁传给主梁，主梁传给柱或墙，最后传给基础。后传给基础。v梁板结构整体性好、刚度大、抗震性能强梁板结构整体性好、刚度大、抗震性能强、抗渗性好，且灵活性较大，能适应各类荷、抗渗性好，且灵活性较大，能适应各类荷载、平面布置和孔洞布置等。载、平面布置和孔洞布置等。 第4页/共57页v梁布置不同，板上荷载传给支承梁的途径不同，板的受力情况不同。梁布置不同，板上荷载传给支

3、承梁的途径不同，板的受力情况不同。v板上荷载由互相垂直的两个方向的板条传给支承梁，荷载板上荷载由互相垂直的两个方向的板条传给支承梁，荷载p p分为分为p p1 1及及p p2 2，p p1 1由由l l1 1方向的板条承担，方向的板条承担，p p2 2由由l l2 2方向的板条承担：方向的板条承担： p1+p2 = p第5页/共57页v略去相邻板带间扭矩影响，两个板带在跨中的挠度为：略去相邻板带间扭矩影响，两个板带在跨中的挠度为：v位移协调：位移协调： f1 = f2第6页/共57页v忽略两个板带内钢筋位置高低和数量不同的影响，取忽略两个板带内钢筋位置高低和数量不同的影响，取I1I2vl2l1

4、2时时， p p2 2仅为仅为p p的百分之几，可不考虑。的百分之几，可不考虑。vl2l12时时，应考虑板在两个方向均传递荷载。，应考虑板在两个方向均传递荷载。第7页/共57页第8页/共57页根据根据梁格布置不同梁格布置不同，整体式肋形结构分为：，整体式肋形结构分为：( (一一) )单向板肋形结构单向板肋形结构l2 2l1 122时，时， p p绝大部分沿绝大部分沿l l1 1传到次梁，板当作支承在次梁上的梁计算，称为单向板。传到次梁，板当作支承在次梁上的梁计算，称为单向板。计算及构造简单，施工方便。计算及构造简单，施工方便。( (二二) )双向板肋形结构双向板肋形结构l2 2l1 122时，

5、时， p p沿两个方向传到四边的支承梁，须进行两个方向的内力计算，称为双向板。沿两个方向传到四边的支承梁，须进行两个方向的内力计算，称为双向板。经济美观，计算、构造及施工较复杂。经济美观，计算、构造及施工较复杂。第9页/共57页第10页/共57页第二节第二节 单向板肋形结构的结构布置和计算简图单向板肋形结构的结构布置和计算简图 一、梁格布置一、梁格布置 梁格布置首先要满足使用要求。梁格布置首先要满足使用要求。第11页/共57页一、梁格布置一、梁格布置 梁格布置首先要满足使用要求。梁格布置首先要满足使用要求。第12页/共57页第九章 钢筋砼肋形结构及刚架结构 9.2 单向板肋形结构的结构布置和计

6、算简图 第13页/共57页一、梁格布置一、梁格布置 （1 1）梁格布置首先要满足使用要求。）梁格布置首先要满足使用要求。 如对水电站厂房结构，柱子的间距要满足机组布如对水电站厂房结构，柱子的间距要满足机组布置要求，楼板上要留出大小、形状不同的孔洞，以安置要求，楼板上要留出大小、形状不同的孔洞，以安装机电设备及管道线路。为满足这些要求，梁格的布装机电设备及管道线路。为满足这些要求，梁格的布置就不规则，不同于一般民用建筑。置就不规则，不同于一般民用建筑。 第14页/共57页一、梁格布置一、梁格布置 （2 2）尽量做到经济、技术合理。）尽量做到经济、技术合理。 梁布得稀，省模板和省工，但板的跨度加大

7、，板厚增加，多用砼，自重增大。梁布得稀，省模板和省工，但板的跨度加大，板厚增加，多用砼，自重增大。 梁布得密，板跨减少，板厚减薄，自重减轻，但费模板和费工。梁布得密，板跨减少，板厚减薄，自重减轻，但费模板和费工。 板面积大，板较薄时，材料省，造价低。板面积大，板较薄时，材料省，造价低。 一般板的跨度以一般板的跨度以1.5m1.5m2.8m2.8m为宜，次梁跨度以为宜，次梁跨度以4.0m4.0m6.0m6.0m为宜，主梁跨度以为宜，主梁跨度以5.0m5.0m8.0m8.0m为宜。板的厚度一般为为宜。板的厚度一般为60mm60mm120mm120mm为宜，有较大荷载时板厚可取为宜，有较大荷载时板厚

8、可取120mm120mm200mm200mm，装配间楼板搁置大型设备时，板厚可取，装配间楼板搁置大型设备时，板厚可取250mm250mm以上。以上。v板和梁板和梁宜尽量布置成等跨度宜尽量布置成等跨度，材料省，造价经济，计算和构造简便。，材料省，造价经济，计算和构造简便。（3 3）避免集中荷载直接作用在板上，在机器支座与隔墙的）避免集中荷载直接作用在板上，在机器支座与隔墙的下面设置梁，使集中荷载直接作用在梁上。下面设置梁，使集中荷载直接作用在梁上。第15页/共57页v主梁跨度主梁跨度5 58m8m，次梁跨度，次梁跨度4 46m6m。v建筑物平面尺寸大，避免温度变化及砼干缩裂缝，应设置永久的伸缩缝

9、。建筑物平面尺寸大，避免温度变化及砼干缩裂缝，应设置永久的伸缩缝。v伸缩缝需将梁、柱分开，基础可不分开。伸缩缝需将梁、柱分开，基础可不分开。伸缩缝间距根据气候条件、结构型式和地基特性等情况确定。伸缩缝间距根据气候条件、结构型式和地基特性等情况确定。v结构的建筑高度不同，或上部结构各部分传到地基上的压力相差大，及地基情况变化显著时，应设置沉陷缝，避免地基不均匀沉陷。结构的建筑高度不同，或上部结构各部分传到地基上的压力相差大，及地基情况变化显著时，应设置沉陷缝，避免地基不均匀沉陷。v沉陷缝从基础直至屋顶全部分开，沉陷缝从基础直至屋顶全部分开，沉陷缝可同时起伸缩缝的作用。沉陷缝可同时起伸缩缝的作用。

10、 一、梁格布置一、梁格布置 第16页/共57页二、计算简图二、计算简图计算简图应表示出板或梁的计算简图应表示出板或梁的跨数，支座性质，荷载形式、大小及作用位置，各跨的计算跨度等。跨数，支座性质，荷载形式、大小及作用位置，各跨的计算跨度等。设计时把肋形结构分解为板、次梁和主梁分别计算。设计时把肋形结构分解为板、次梁和主梁分别计算。第17页/共57页二、计算简图二、计算简图第18页/共57页第19页/共57页v周边搁置在砖墙上，简化为铰支。周边搁置在砖墙上，简化为铰支。v板的中间支承为次梁，次梁的中间支承为主梁，可简化板的中间支承为次梁，次梁的中间支承为主梁，可简化为铰支，不考虑支承的刚性约束，引

11、起的误差采用为铰支，不考虑支承的刚性约束，引起的误差采用折算荷折算荷载载予以调整。予以调整。v板是以边墙和次梁为板是以边墙和次梁为铰支铰支的多跨连续板。的多跨连续板。v次梁是以边墙和主梁为次梁是以边墙和主梁为铰支铰支的多跨连续梁。的多跨连续梁。v主梁的中间支承是柱，主梁与柱的线刚度之比大于主梁的中间支承是柱，主梁与柱的线刚度之比大于4 4，主梁是以边墙和柱为铰支的连续梁。小于主梁是以边墙和柱为铰支的连续梁。小于4 4，柱和主梁成，柱和主梁成为刚架计算。为刚架计算。( (一一) )支座的简化支座的简化第20页/共57页(1)(1)永久荷载永久荷载构件自重、面层重及固定设备重等，设计值用符号构件自

12、重、面层重及固定设备重等，设计值用符号g g( (均布均布) )和和G G( (集中集中) )表示。表示。(2)(2)可变荷载可变荷载人群荷载和可移动的设备等，设计值用符号人群荷载和可移动的设备等，设计值用符号q q( (均布均布) )和和Q Q( (集中集中) )表示。设计时要考虑最不利的荷载布置方式。表示。设计时要考虑最不利的荷载布置方式。板和梁上荷载分配范围如图。板和梁上荷载分配范围如图。v板取单位宽度板条计算，沿板跨方向受均载板取单位宽度板条计算，沿板跨方向受均载g g或或q q；v次梁承受板传来的均载次梁承受板传来的均载glgl1 1或或qlqll l及次梁自重；及次梁自重；v主梁承

13、受由次梁传来的集载主梁承受由次梁传来的集载G Gglgl1 1l l2 2或或Q Qqlql1 1l l2 2及主梁自重，主梁自重比次梁传来的荷载小得多，可折算成集载及主梁自重，主梁自重比次梁传来的荷载小得多，可折算成集载G G、Q Q一并计算。一并计算。( (二二) )荷载计算荷载计算第21页/共57页第22页/共57页 v板或梁计算时作为铰支。板或梁计算时作为铰支。v弹性方法弯矩计算的计算跨度弹性方法弯矩计算的计算跨度l l0 0，取支座中心线间的距离，取支座中心线间的距离l lc c ；支座宽度；支座宽度b b较较大时：大时：板板 b b0.10.1l lc c，l l0 01.11.1

14、l ln n；梁梁b b0.050.05l lc c，l l0 0。1.051.05 l ln n l ln n净跨度。净跨度。v剪力计算跨度剪力计算跨度l l0 0l ln n 。(a)与支座整体连接与支座整体连接(b)搁置在墩墙上搁置在墩墙上( (三三) )计算跨度计算跨度第23页/共57页 第三节第三节 单向板肋形结构按弹性理论的计单向板肋形结构按弹性理论的计算算内力计算有按内力计算有按弹性理论弹性理论和考虑和考虑塑性变形内力重分布塑性变形内力重分布两种两种。 水工建筑中的连续板、梁内力一般按弹性理论的方法水工建筑中的连续板、梁内力一般按弹性理论的方法计算，就是把钢筋混凝土板、梁看作匀质

15、弹性构件用结计算，就是把钢筋混凝土板、梁看作匀质弹性构件用结构力学的方法进行内力计算。构力学的方法进行内力计算。 认为当结构中任一截面的内力达到该截面的极限承载力认为当结构中任一截面的内力达到该截面的极限承载力时，即导致整个结构的破坏。时，即导致整个结构的破坏。 但是对于具有一定塑性性但是对于具有一定塑性性能的钢筋混凝土超静定结构，当结构的某一截面内力达能的钢筋混凝土超静定结构，当结构的某一截面内力达到截面的极限承载力时，结构并不破坏而仍可承担继续到截面的极限承载力时，结构并不破坏而仍可承担继续增加的荷载，说明按弹性方法计算钢筋混凝土连续板、增加的荷载，说明按弹性方法计算钢筋混凝土连续板、梁内

16、力，计算结果是安全的但有多余的承载力储备。梁内力，计算结果是安全的但有多余的承载力储备。 第24页/共57页 第三节第三节 单向板肋形结构按弹性理论的计单向板肋形结构按弹性理论的计算算一、利用图表计算连续板、梁的内力一、利用图表计算连续板、梁的内力等跨度、等刚度连续板、梁承受均载的弯矩和剪力等跨度、等刚度连续板、梁承受均载的弯矩和剪力： k k1 1、k k2 2和和k k3 3、k k4 4分别为弯矩系数和剪力系数；分别为弯矩系数和剪力系数； l l0 0、l ln n分别为板、梁的计算跨度和净跨度分别为板、梁的计算跨度和净跨度。202201qlkglkMnnqlkqlkV43第25页/共5

17、7页v如连续板或梁的如连续板或梁的跨度不等，但相差不超过跨度不等，但相差不超过1010，可用可用等跨度表等跨度表计算。求支座弯矩，取相邻两个计算计算。求支座弯矩，取相邻两个计算跨度的平均值；求跨中弯矩，用该跨计算跨度。跨度的平均值；求跨中弯矩，用该跨计算跨度。v如板或梁各跨的如板或梁各跨的截面尺寸不同截面尺寸不同，但相邻跨截面惯，但相邻跨截面惯性矩的比值不大于性矩的比值不大于1.51.5时，可作为时，可作为等刚度等刚度计算，即可计算，即可不考虑不同刚度对内力的影响。不考虑不同刚度对内力的影响。 一、利用图表计算连续板、梁的内力一、利用图表计算连续板、梁的内力第26页/共57页v实际跨数多于五跨

18、，按五跨计算。实际跨数多于五跨，按五跨计算。v中间支座中间支座( (D D、E E) )内力取与内力取与C C支座相同；支座相同；v中间各跨中间各跨(4(4、5 5跨跨) )跨中内力，取与第跨中内力，取与第3 3跨相同。跨相同。v配筋构造按图配筋构造按图( (c c) )。一、利用图表计算连续板、梁的内力一、利用图表计算连续板、梁的内力第27页/共57页v作用在连续梁上的荷载由永久荷载（恒载）和可作用在连续梁上的荷载由永久荷载（恒载）和可变荷载（活荷载）两种，恒载的作用位置是不变的变荷载（活荷载）两种，恒载的作用位置是不变的，而活荷载的作用位置则是可变的，所以在计算中，而活荷载的作用位置则是可

19、变的，所以在计算中需要考虑活荷载的各种可能的布置情况，而活荷载需要考虑活荷载的各种可能的布置情况，而活荷载的作用位置则是可变的，所以在计算中需要考虑活的作用位置则是可变的，所以在计算中需要考虑活荷载的各种可能的布置情况。荷载的各种可能的布置情况。二、连续梁的内力包络图二、连续梁的内力包络图第28页/共57页二、连续梁的内力包络图二、连续梁的内力包络图第29页/共57页v多跨连续梁的最不利活载布置方式：多跨连续梁的最不利活载布置方式：求求跨中最大正弯矩跨中最大正弯矩，该跨布活载，再隔跨布活载；，该跨布活载，再隔跨布活载；求求跨中最小弯矩跨中最小弯矩，该跨不布活载，邻跨布，隔跨布；，该跨不布活载，

20、邻跨布，隔跨布；求求支座最大负弯矩支座最大负弯矩，该支座左右两跨布活载，隔跨布活载；，该支座左右两跨布活载，隔跨布活载；求求支座最大剪力支座最大剪力，布置方式同求支座最大负弯矩。，布置方式同求支座最大负弯矩。二、连续梁的内力包络图二、连续梁的内力包络图第30页/共57页v内力包络图内力包络图活荷载作用位置不同，弯矩图和剪力图也不同。活荷载作用位置不同，弯矩图和剪力图也不同。将每一种最不利位置的活载与恒载共同作用下产生的将每一种最不利位置的活载与恒载共同作用下产生的弯矩弯矩( (或剪力或剪力) )，用同一比例画在同一基线上，取其外，用同一比例画在同一基线上，取其外包线即为弯矩包线即为弯矩( (或

21、剪力或剪力) )包络图。包络图。内力包络图代表连续梁各截面的最大内力包络图代表连续梁各截面的最大( (最小最小) )内力。内力。不论活载如何布，各截面的内力值不会超出内力包络不论活载如何布，各截面的内力值不会超出内力包络图。图。弯矩包络图用来计算和配置梁的纵向钢筋；弯矩包络图用来计算和配置梁的纵向钢筋；剪力包络图用来计算和配置箍筋和弯起钢筋。剪力包络图用来计算和配置箍筋和弯起钢筋。 二、连续梁的内力包络图二、连续梁的内力包络图第31页/共57页v内力包络图的绘制内力包络图的绘制第32页/共57页v内力包络图的绘制内力包络图的绘制第33页/共57页v内力包络图的绘制内力包络图的绘制 承受均布荷载

22、的等跨连续梁，可利用附录的表格承受均布荷载的等跨连续梁，可利用附录的表格直接绘制弯矩包络图。直接绘制弯矩包络图。第34页/共57页V0支座边缘处的剪力，近似按单跨简支梁计算；支座边缘处的剪力，近似按单跨简支梁计算； b支承宽度。支承宽度。板或梁直接搁置在墩墙上时，不进行截面内力调整。板或梁直接搁置在墩墙上时，不进行截面内力调整。连续板或梁与支座整浇，危险截面在支座边缘。连续板或梁与支座整浇，危险截面在支座边缘。支座边缘的弯矩支座边缘的弯矩M M：20bVMMc v支座截面内力的调整：支座截面内力的调整：第35页/共57页v板和次梁中间支座假定为铰支，没考虑受到的约束。板和次梁中间支座假定为铰支

23、，没考虑受到的约束。v板弯曲变形，带动次梁扭转，将阻止板自由变形，降低板的弯矩，板弯曲变形，带动次梁扭转，将阻止板自由变形，降低板的弯矩，板的弯矩值算大了板的弯矩值算大了。v采用调整荷载即采用调整荷载即加大恒载减小活载加大恒载减小活载考虑受到的约束作用。考虑受到的约束作用。 g、q折算恒载及活载；折算恒载及活载； g、q实际恒载及活载。实际恒载及活载。 主梁可不作调整。主梁可不作调整。板板次梁次梁21214143三、连续板、梁的折算荷载三、连续板、梁的折算荷载第36页/共57页一、连续板、梁的截面设计一、连续板、梁的截面设计v根据各根据各跨中和支座最大弯矩跨中和支座最大弯矩计算钢筋用量，其它截

24、面通过抵抗弯矩图校核。计算钢筋用量，其它截面通过抵抗弯矩图校核。v承受均载的等跨连续板，承受均载的等跨连续板，q/gq/g小于小于3 3，可不画抵抗弯矩图，按构造布置钢筋。，可不画抵抗弯矩图，按构造布置钢筋。v连续板剪力由砼承受，不设腹筋。连续板剪力由砼承受，不设腹筋。v整体式肋形结构次梁和主梁支座按矩形截面计算；跨中按整体式肋形结构次梁和主梁支座按矩形截面计算；跨中按T T形截面计算。形截面计算。单向板肋形结构的截面设计和构造要求单向板肋形结构的截面设计和构造要求第37页/共57页v板、次梁及主梁的支座负弯矩钢筋互相穿过，板、次梁及主梁的支座负弯矩钢筋互相穿过， 主梁主梁h0 单排时，单排时

25、， h0 h-ah-60mm； 双排时，双排时，h0 h-ah -80mm。第38页/共57页( (一一) )连续板连续板 1 1弯起式弯起式v先配跨中钢筋，跨中一半弯起伸过支座。如不够另加直筋。先配跨中钢筋，跨中一半弯起伸过支座。如不够另加直筋。v钢筋间距相等或成倍数，可用不同直径钢筋。钢筋间距相等或成倍数，可用不同直径钢筋。v弯起角一般弯起角一般3030 ，板厚，板厚120mm120mm，可，可4545 。二、连续板、梁的构造要求二、连续板、梁的构造要求第39页/共57页v跨中和支座钢筋分别配，全部采用直钢筋。跨中和支座钢筋分别配，全部采用直钢筋。v跨中直筋可连续几跨不切断，也可每跨都断开

26、。跨中直筋可连续几跨不切断，也可每跨都断开。vq qg g33，a al ln n4 4；q qg g33，a al ln n3 3。v板较薄，受力筋端部可做直角弯钩，抵至板底。板较薄，受力筋端部可做直角弯钩，抵至板底。 2 2分离式分离式第40页/共57页板边嵌固于砖墙，计算时按简支，实际支承处有负弯矩。板边嵌固于砖墙，计算时按简支，实际支承处有负弯矩。板顶面设附加钢筋板顶面设附加钢筋，每米，每米5 5根根6mm(6mm(包括弯起钢筋包括弯起钢筋) )，伸出支座边界不小于，伸出支座边界不小于l l1 1n n7 7。墙角板顶常发生与墙成墙角板顶常发生与墙成4545 的裂缝，在跨度的裂缝，在跨

27、度l l1 1n n4(4(l l1 1n n为单向板的净跨度或双向板的短边净跨度为单向板的净跨度或双向板的短边净跨度) )范围内，范围内，板顶面配构造钢筋网。板顶面配构造钢筋网。 第41页/共57页v板与主梁肋连接处会产生负弯矩，计算时没考虑。板与主梁肋连接处会产生负弯矩，计算时没考虑。v在与主梁连接处板顶，沿与主梁垂直向配附加钢筋。在与主梁连接处板顶，沿与主梁垂直向配附加钢筋。每米板宽不少于每米板宽不少于5 5根直径根直径6mm6mm，不少于受力筋，不少于受力筋1 13 3，伸过主梁边缘不小于板跨，伸过主梁边缘不小于板跨1 14 4。第42页/共57页电站厂房楼板洞口周围加强构造电站厂房楼

28、板洞口周围加强构造第43页/共57页第九章 钢筋砼肋形结构及刚架结构楼盖结构平面布置图楼盖结构平面布置图第44页/共57页板的计算简图板的计算简图第45页/共57页第九章 钢筋砼肋形结构及刚架结构板分离式配筋图板分离式配筋图第46页/共57页第九章 钢筋砼肋形结构及刚架结构板弯起式配筋图板弯起式配筋图第47页/共57页v先配各跨中纵筋，部分根据斜截面承载力弯起后伸入先配各跨中纵筋，部分根据斜截面承载力弯起后伸入支座，承担支座负弯矩，不满足支座正截面承载力需要支座，承担支座负弯矩，不满足支座正截面承载力需要时，另加直筋。时，另加直筋。v弯起筋不满足斜截面承载力时，另加斜筋或吊筋。弯起筋不满足斜截面承载力时，另加斜筋或吊筋。v钢筋弯起位置据剪力包络图确定。画抵抗弯矩图校核钢筋弯起位置据剪力包络图确定。