梁板结构设计方法塑性理论ppt课件

1、第九章第九章 混凝土平面楼盖混凝土平面楼盖1 1 单向板肋梁楼盖按塑性实际方法计算构造内力单向板肋梁楼盖按塑性实际方法计算构造内力 第九章第九章 混凝土平面楼盖混凝土平面楼盖钢筋混凝土受弯构件的塑性铰PAsbhMyMMyMu0u塑性铰的转动才干pyupl )(MyMuyu-ylpplyLyudx0)(yLyudx0)(第九章第九章 混凝土平面楼盖混凝土平面楼盖钢筋混凝土超静定构造的极限荷载及内力重分布的概念l0l01F11F1l0/2l0/2ABAMBuM1M1F2l0/4F2l0/4F2F2AABF1+F2AABF1+F2MBuM1u=M1+F2l0/4+=内力重分布的概念：弹性分析时，随着

2、内力重分布的概念：弹性分析时，随着F F的变化，的变化，MB /M1=MB /M1=常量；常量； 塑性分析时随着塑性分析时随着F F的变化，的变化，MB MB /M1/M1不断变化，不断变化， 内力在支座和跨中之间不断重新内力在支座和跨中之间不断重新分配。分配。第九章第九章 混凝土平面楼盖混凝土平面楼盖两点结论* 对钢筋混凝土静定构造，塑性铰出现即导致构造破坏；对超静定构造，只需当构造上出现足够数量的塑性铰，使构呵斥为几何可变体时，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。阐明弹性方法未充分发扬构造的潜力，反过来说，在同样的外荷载下，按内力重分布法可降低支座处

3、的内力进展设计。第九章第九章 混凝土平面楼盖混凝土平面楼盖塑性铰的转动才干与内力重分布suM塑性铰的转角p u s =x/h0 *塑性铰有足够的转动才干，保证构造按预期的顺序，先后构成塑性铰使构呵斥为几何可变体而破坏-充分内力重分布*塑性铰转动才干有限，其它截面尚未构成塑性铰，该塑性铰已“过早地发生混凝土压碎使构造破坏-不充分内力重分布第九章第九章 混凝土平面楼盖混凝土平面楼盖斜截面承载力与内力重分布*为了保证内力重分布到达预期的目的，构造不能发生因斜截面抗剪承载力缺乏而引起的破坏。构造的变形、裂痕与内力重分布*最先出现的塑性铰转动幅度过大，构造的变形会较大，铰附近的裂痕会过宽，而不满足正常的

4、运用要求。因此，应限制塑性铰的转动幅度。第九章第九章 混凝土平面楼盖混凝土平面楼盖构造内力的分析方法-弯矩调幅法的根本概念l0l01F1Fl0/2l0/2ABAMB=-0.188Fl0M1=0.156Fl0弹性方法求内力MB=0.038Fl0叠加三角形分布内力M1 =0.156Fl0+0.019Fl0=0.175Fl0MB=-0.150Fl00.5MBM1M0调幅后的弯矩+=%202 . 0188. 0038. 0BBBMMM00000141250. 0175. 0075. 05 . 0MFlFlFlFlMMB弯矩调幅系数满足力的平衡条件第九章第九章 混凝土平面楼盖混凝土平面楼盖构造内力的分析

5、方法-弯矩调幅法的根本规定1*延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22/0101BABAMMMMMMMMABMB MB 平衡关系求得的弯矩最不利弯矩202. 101BAMMMMaxM弯矩弹性分析得出的最不利详细地第九章第九章 混凝土平面楼盖混凝土平面楼盖构造内力的分析方法-弯矩调幅法的根本规定2、3、4钢筋：HRB335和HRB400，混凝土C20C45* 20%* 调幅截面的 0.35第九章第九章 混凝土平面楼盖混凝土平面楼盖构造内力的分析方法-弯矩调幅法的根本规定5箍筋面积增大的区域1.05h01

6、.05h01.05h0箍筋面积增大的区域按荷载的最不利位置和调幅弯矩由平衡关系计算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的满足斜截面抗剪承载力要求所需的箍筋面积应增大大20%。yvtsvsvffbsA/34. 0min第九章第九章 混凝土平面楼盖混凝土平面楼盖构造内力的分析方法-等跨、不等跨梁板的内力计算* 跨度相差不大于10%，q/g = 1/35，可直接查表求出内力系数，再求内力，教材附录13不等跨梁：先按弹性方法求出弯矩包络图，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 111

7、 111 161 141 161 墙 141 111 161 141 161 梁 161 (a) 板 的 弯 矩 系 数 nlqgVlqgM)()(20第九章第九章 混凝土平面楼盖混凝土平面楼盖构造内力的分析方法-思索内力重分布方法的适用范围以下情况不能用内力重分布方法： 1、直接接受动力荷载的工业与民用建筑 2、运用阶段不允许出现裂痕的构造 3、轻质混凝土构造、特种混凝土构造 4、受侵蚀气体或液体作用的构造 5、预应力混凝土构造和叠合构造 6、肋梁楼该盖中的主梁第九章第九章 混凝土平面楼盖混凝土平面楼盖* 思索内力重分布计算时，板的弯矩的折减板的设计要点固定支座的推力使板中弯矩减少拱作用折算

8、根据是板周围具有足够的抗侧刚度0.80.80.80.80.81.01.0* 板的常用配筋率：0.30.8%* 板的宽度较大，普通不需求进展抗剪计算第九章第九章 混凝土平面楼盖混凝土平面楼盖板的设计要点* 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, h150mm时每米板宽内不少于3根第九章第九章 混凝土平面楼盖混凝土平面楼盖板的设计要点* 配筋-受力筋分别式配筋分别式配筋不受振动、不受振动、荷载较小的荷载较小的板板弯起式配筋弯起式配筋3/3/4/3/nnlagqlagq时，时，第九章第九章 混凝土平面楼盖混凝土平面楼盖板

9、的设计要点* 配筋-分布筋固定受力钢筋的位置，分散集中荷载每米不少于每米不少于3 3根；根；截面积截面积1/101/10受力钢受力钢筋截面积。筋截面积。置于受力钢筋的内侧。置于受力钢筋的内侧。* 配筋-板面附加筋固定受力钢筋的位置，分散集中荷载l0单向板的计算跨度单向板的计算跨度第九章第九章 混凝土平面楼盖混凝土平面楼盖垂直于主梁的板面构造钢筋垂直于主梁的板面构造钢筋 嵌入承重墙内的板面构造钢筋嵌入承重墙内的板面构造钢筋 第九章第九章 混凝土平面楼盖混凝土平面楼盖次梁的设计要点* 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，P91表35* 0.35 (思索

10、内力重分布)* 箍筋面积增大20% (思索内力重分布)第九章第九章 混凝土平面楼盖混凝土平面楼盖次梁的设计要点* 配筋q/g 3，相邻跨度相差20%，按图，其他情况按包罗图处置 有弯起钢筋有弯起钢筋无弯起钢筋无弯起钢筋第九章第九章 混凝土平面楼盖混凝土平面楼盖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-5060 双排：h0=h-7080第九章第九章 混凝土平面楼盖混凝土平面楼盖主梁的设计要点内力按弹性方法计算* 纵向钢筋的布置按弯矩包络图确定* 主、次梁相交处的附加箍筋FlFl直接受剪FlFl间接受剪第九章第九章

11、混凝土平面楼盖混凝土平面楼盖主梁的设计要点内力按弹性方法计算1sin2svyvsbylAmnfAfF优先选用箍筋优先选用箍筋yvsvmnfPA 第九章第九章 混凝土平面楼盖混凝土平面楼盖双向板肋梁楼盖1. 双向板肋梁楼盖的布置和单向板肋梁楼和单向板肋梁楼盖类似盖类似第九章第九章 混凝土平面楼盖混凝土平面楼盖2. 双向板的受力特征当l02/l01=2时，p2=0.06p，单向板；当l02/l01=1时，p2= p1 =0.5p，双向板。p2l02fAp1l01fA1122022121138453845IElpIElpfccoA4024014012402401421212022201121,lll

12、plllppppplplpIIo则因为，则有假定：双向板与单向板受力性能的主要区别第九章第九章 混凝土平面楼盖混凝土平面楼盖2. 双向板的受力特征双向板的实验结果-以受均布荷载的四边简支板为例l01l02l01l02板底裂痕板面裂痕l01l02 =l01第九章第九章 混凝土平面楼盖混凝土平面楼盖2. 双向板的受力特征双向板的实验结果-以受均布荷载的四边简支板为例第九章第九章 混凝土平面楼盖混凝土平面楼盖3. 双向板按弹性实际的内力计算单跨板教材附表14列出均布荷载下双向板的六种支承情况201plm 表中的系数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yxxmmm)(xyymmm)

13、(对钢筋混凝土，对钢筋混凝土，=0.2第九章第九章 混凝土平面楼盖混凝土平面楼盖(1) 跨中最大弯矩的计算跨中最大弯矩的计算对称荷载对称荷载 (g+q/2)反对称荷载反对称荷载 (q/2)AAgqg+q/2q/2q/2q/2q/2q/2按四边固支计算中间区格按四边固支计算中间区格按四边简支计算各区格按四边简支计算各区格将各区格内力叠加就是双向将各区格内力叠加就是双向板某一区格跨中最大弯矩板某一区格跨中最大弯矩3. 双向板按弹性实际的内力计算第九章第九章 混凝土平面楼盖混凝土平面楼盖 (2)支座最大弯矩的计算支座最大弯矩的计算 近似以为恒载和活载满布在延续双向板一切区格时，支近似以为恒载和活载满

14、布在延续双向板一切区格时，支座产生最大负弯矩；座产生最大负弯矩； 中间支座视为固支，周边支座视为简支，即可求得各区中间支座视为固支，周边支座视为简支，即可求得各区格板的支座弯矩；格板的支座弯矩； 相邻支座弯矩不等时，取平均值。相邻支座弯矩不等时，取平均值。3. 双向板按弹性实际的内力计算第九章第九章 混凝土平面楼盖混凝土平面楼盖钢筋屈服后出现塑性铰4. 双向板按塑性实际的内力计算-塑性铰线法塑性铰线的概念及其位置确实定方法钢筋屈服后出现塑性铰线第九章第九章 混凝土平面楼盖混凝土平面楼盖4. 双向板按塑性实际的内力计算-塑性铰线法塑性铰线的概念及其位置确实定方法* 负塑性铰线沿固定边境产生* 塑

15、性铰线出如今弯矩最大处负塑性铰线正塑性铰线1对称构造具有对称的塑性铰线分布；对称构造具有对称的塑性铰线分布；2正弯矩部位出现正塑性铰线，负塑性铰线那么正弯矩部位出现正塑性铰线，负塑性铰线那么出如今负弯矩区域；出如今负弯矩区域； 3塑性铰线应满足转动要求。每条塑性铰线都塑性铰线应满足转动要求。每条塑性铰线都是两相邻刚性板块的公共边境，应能随两相邻板是两相邻刚性板块的公共边境，应能随两相邻板块一同转动，因此塑性铰线必需块一同转动，因此塑性铰线必需 经过相邻板块转经过相邻板块转动轴的交点；动轴的交点；4塑性铰线的数量应使整块板成为一个几何可变塑性铰线的数量应使整块板成为一个几何可变体系。体系。第九章

16、第九章 混凝土平面楼盖混凝土平面楼盖4. 双向板按塑性实际的内力计算-塑性铰线法塑性铰线的概念及其位置确实定方法第九章第九章 混凝土平面楼盖混凝土平面楼盖4. 双向板按塑性实际的内力计算-塑性铰线法塑性铰线法的假定* 板即将破坏时，塑性铰线发生在弯矩最大处；* 分布荷载下，塑性铰线是直线；* 节板为刚性板，板的变形集中在塑性铰线上；* 在一切能够的破坏图示中，必有一个是最危险的，其极限荷载最小；* 塑性铰线上只需一定值的极限弯矩，没有其它内力。第九章第九章 混凝土平面楼盖混凝土平面楼盖4. 双向板按塑性实际的内力计算-塑性铰线法双向板的极限荷载以四边固定板为例假定双向板的破坏图示虚功原理求极限

17、荷载发生虚位移 第九章第九章 混凝土平面楼盖混凝土平面楼盖4. 双向板按塑性实际的内力计算-塑性铰线法 l01/2 l01 l02M1uM2uM1uIIM1uIM2uIM2uIIl02l0145双向板的极限荷载以四边固定板为例pu=极限荷载均布02110211lmMlmMIuIuIIuIIu01220122lmMlmMIuIuIIuIIu01220211lmMlmMuuuu）（）（外力功：01020101020136231222llpllllpVpuuu第九章第九章 混凝土平面楼盖混凝土平面楼盖4. 双向板按塑性实际的内力计算-塑性铰线法M1uM2uM1uIIM1uIM2uIM2uIIl02l

18、014545mu m2u/22 m1u/222/22/2451双向板的极限荷载以四边固定板为例45 斜向塑性铰线上单位长度截面的受弯承载力)(212/22/22/22/22121uuuuummmmm第九章第九章 混凝土平面楼盖混凝土平面楼盖4. 双向板按塑性实际的内力计算-塑性铰线法 l01/22/ l012/ l01l01/2l01/22/ l01 l01/22 / l0122 / l012M1uM2uM1uIIM1uIM2uIM2uIIl02l0145IIIIIIIIIIII双向板的极限荷载以四边固定板为例内力所做的功)22(24)(2222)(2142222212211010101021

19、01012101012010120102101021uuIIuIuIIuIuuuuIuIIuIuIIuiiuMMMMMMllllmllmmllmllmllmllmM第九章第九章 混凝土平面楼盖混凝土平面楼盖4. 双向板按塑性实际的内力计算-塑性铰线法双向板的极限荷载以四边固定板为例uuIIuIuIIuIuuMMMMMMlllp212211010220122)3(12iiuuMVp第九章第九章 混凝土平面楼盖混凝土平面楼盖4. 双向板按塑性实际的内力计算-塑性铰线法双向板的极限荷载以四边固定板为例)(fMVpiuu塑性铰线的角度不确定时设为0up第九章第九章 混凝土平面楼盖混凝土平面楼盖4. 双

20、向板按塑性实际的内力计算-塑性铰线法单块板的内力计算以四边固定板为例IIuIuIIuIuuuIIIIIIuMMMMMMMMMMMMpp221121221121,用用荷载212211010220122)3(12MMMMMMlllpIIIIII一个方程求多个参数？一个方程求多个参数？第九章第九章 混凝土平面楼盖混凝土平面楼盖4. 双向板按塑性实际的内力计算-塑性铰线法单块板的内力计算以四边固定板为例，令：22221111120102mmmmmmmmmmllnIIIIII011012201102110110122201102111lmlmMlnmlmMlmlmMMlmnlmMMIIIIIIII则：第

21、九章第九章 混凝土平面楼盖混凝土平面楼盖4. 双向板按塑性实际的内力计算-塑性铰线法单块板的内力计算以四边固定板为例111101022012222)3(12mnmmmnlllpnnnplm3182011IIIIIImmmmm22112,取值时思索和弹性方法求出的类似，宜取=1/n2节约钢材和配筋方便，宜取=1.52.5，通常取=2不同支承条件下的双向不同支承条件下的双向板，只需按实践情况，板，只需按实践情况，带入不同的带入不同的M1I、 M1II 、 M2I、 M2II后，即可求后，即可求出出m1 第九章第九章 混凝土平面楼盖混凝土平面楼盖4. 双向板按塑性实际的内力计算-塑性铰线法延续双向板的内力计算指定和活载满布：p=g+q由中间区格向外扩展M1、M2M1IM1IIM2IIM2I知知知知第九章第九章 混凝土平面楼盖混凝土平面楼盖4. 双向板按塑性实际的内力计算-塑性铰线法防止其它破坏方式l02l01由于钢筋弯起不当引起的破坏方式预防措施：预防措施：控制弯起钢筋的数量；控制弯起钢筋的数量；控制弯起钢筋的位置控制弯起钢筋的位置第九章第九章 混凝土平面楼盖混凝土平面楼