混凝土结构基本原理楼盖PPT课件

1、受弯构件塑性铰和结构内力重分布单向板肋梁楼盖设计双向板肋梁楼盖设计单向板与双向板受弯构件的塑性铰和超静定结构内力重分布单向板肋梁楼盖设计第1页/共57页1 1 楼盖是房屋建筑中的主要承重结构之一(a) 单向板肋梁楼盖单向板肋梁楼盖(b) 双向板肋梁楼盖双向板肋梁楼盖(c) 无梁楼盖无梁楼盖(d) 密肋楼盖密肋楼盖第2页/共57页(e) 井式楼盖井式楼盖(f) 扁梁楼盖扁梁楼盖楼盖结构类型楼盖结构类型 (types of floor systems)1 1 楼盖是房屋建筑中的主要承重结构之一第3页/共57页2 2 楼盖结构选型 按施工方法，混凝土楼盖可分为： 现浇混凝土楼盖 装配式混凝土楼盖 装

2、配整体式混凝土楼盖 按结构形式，现浇混凝土楼盖可分为：单向板肋梁楼盖 双向板肋梁楼盖 无梁楼盖 密肋楼盖 井式楼盖 扁梁楼盖第4页/共57页混凝土结构设计规范(GB 50010-2010)(GB 50010-2010)规定：（1） 对两边支承的板，应按单向板计算。（2） 对于四边支承的板 时，应按双向板计算； 时，宜按双向板计算；按沿短边方向受力的单向板计算 时，应沿长边方向布置足够数量的构造钢筋； 时，可按沿短边方向受力的单向板计算。 注： 长边长度； 短边长度3 3 单向板与双向板单向板：荷载作用下，只在一个方向或主要在一个方向弯曲的板。双向板：荷载作用下，在两个方向弯曲，且不能忽略任一方

3、向弯曲的板。/2l b 2/3l b/3l b lb第5页/共57页4 4 梁、板截面尺寸 （承载力和刚度） 构件种类高跨比（ ）备 注多跨连续次梁多跨连续主梁单跨简支梁1/181/121/141/81/141/8梁的宽高比（ ）一般为1/31/2， 以50mm为模数单向板简 支连 续1/351/40最小板厚： 屋 面 板 60mm 民用建筑楼板 70mm 工业建筑楼板 80mm双向板四边简支四边连续1/451/50高跨比 中的 取短向跨度板厚一般宜为80mm 160mm密肋板单跨简支多跨连续1/201/25高跨比 中的 为肋高 板厚：当肋间距700mm， 40mm当肋间距700mm， 50m

4、m悬 臂 板1/12板的悬臂长度500mm， 60mm板的悬臂长度500mm， 80mm无梁楼板无柱帽有柱帽1/301/35h150mm梁、板截面的常用尺寸梁、板截面的常用尺寸 b/h l/h l/h l/b hhhhhhhhhhl第6页/共57页5 5 现浇整体式楼盖结构内力分析方法 弹性理论 有较大的安全储备。 塑性理论 内力分析与截面计算相协调，结果比较经济，但一般情况下结构的裂缝较宽，变形较大。 板和次梁：按塑性理论分析内力 主 梁 ：按弹性理论分析内力 主梁为楼盖中的主要构件，要保证使用中有较好的性能。现浇钢筋混凝土肋梁楼盖第7页/共57页1 1 单向板肋梁楼盖结构布置结构布置包括柱

5、网、承重墙、梁和板的布置应综合考虑建筑功能、造价及施工条件等，合理确定结构的平面布置。根据工程实践，常用跨度为：单向板 ：（1.72.5）m 次 梁 ：（46）m 主 梁 ：（58）m结构平面布置方案 (a) 主梁横向布置主梁横向布置(b) 主梁纵向布置主梁纵向布置(c) 只布置次只布置次梁梁单向板肋梁楼盖布置方案单向板肋梁楼盖布置方案第8页/共57页计算简图2 2 单向板肋梁楼盖按弹性理论方法计算结构内力第9页/共57页单向板： 1.7m2.5m，3m次 梁： 4m6m主 梁： 5m8m恒载1.2活载1.4住宅：教室：22.0/kN m22.0/kN m板（1m宽板带）： 均布次 梁 ： 均

6、布主 梁 ： 均布荷载标准值按GB50009-2001荷载规范取值。第10页/共57页 三、钢筋混凝土板、连续梁弹性方法计算内力 1 计算简图 板：1m宽板带0111.0252nbll取较小者跨数5时，取5跨。01122nbhll1m第11页/共57页 次梁1L01122nball01110.0252nnblll取较小者第12页/共57页01122nball0111.0252nbll取较小者2 活荷载最不利布置及包络图原因：活荷载作用的值是可变的在确定连续梁、板的设计内力时应该考虑活荷载的最不利布置，从而使设计临界截面上的内力（M、V等）最大（小）。第13页/共57页 a.求某跨跨内最大正M时

7、，应该在该跨布置，然后左、右每隔一跨布置求A、B跨跨内最大正弯矩：( )( )qqABABCDMMMBC跨布均载时则会减小ABM活载满布不一定是最不利内力出现必须考虑活载不同位置时的临界截面上的内力组合 确定M最大，V最小第14页/共57页活荷载在不同跨间时的弯矩图和剪力图活荷载在不同跨间时的弯矩图和剪力图第15页/共57页 b. 求某跨跨内最大负弯矩时（-M），该跨不布置，两邻跨布置，然后每隔一跨布置 c. 求支座截面最大负弯矩时（-M），应在该支座左、右跨布置，然后每隔一跨布置 d. 求支座截面最大剪力时，与c相同 e.恒载按实际情况布置 内力计算 按结构力学（力矩分配法、位移法等）或：查

8、表：2212Mk glk ql2234Vk glk ql与g有关与q有关13,k k24,k kg、q单位长度上的均布荷载设计值。查附表第16页/共57页内力计算 连续梁在各种荷载作用下，可按一般结构力学方法计算内力。 对于等跨连续梁（或连续梁各跨跨度相差不超过10%10%），可由附表1 1查出相应的内力系数，利用下列公式计算跨内或支座截面的最大内力。在均布及三角形荷载作用下：在集中荷载作用下：2212Mk glk ql34Vk glk ql56Mk Glk Ql78Vk Gk Q单向板肋梁楼盖按弹性理论方法计算结构内力第17页/共57页 内力包络图（内力叠合图外包线）：把各个截面受力最不利时

9、的内力图叠合起来，其叠合图的外包线，即为内力包络图例如：(a) 弯矩包络图 (b)剪力包络图第18页/共57页原因次梁（板）的计算简图中把主梁（次梁）看作是铰接支承，不考虑主梁（次梁）对次梁（板）转动的约束作用，而实际上由于主梁（次梁）具有一定的抗扭刚度，（GK剪切模量扭转惯性矩），从而使次梁（板）在主梁（次梁）处的转动比简化的铰支承处的转动小。其效果是（经简化 后 ） 加 大 了 支 座 处 的 负 弯 矩 ， 减 小 了 跨 中 正 弯 矩 。第19页/共57页第20页/共57页板和次梁的折算荷载 为了考虑次梁或主梁的抗扭刚度对内力的影响，采用增大恒载，减小活载的办法，即： 板次梁qgg2

10、1qq2114ggq 34qq 次梁次梁抗扭刚度对板的影响抗扭刚度对板的影响 单向板肋梁楼盖按弹性理论方法计算结构内力第21页/共57页控制截面及其内力 控制截面：对受力钢筋计算起控制作用的截面 梁跨以内：包络图中正弯矩最大值（配正钢筋） 负弯矩绝对值最大值 （配负钢筋） 支 座 ：支座边缘处负弯矩最大值支座边缘处剪力值：支座边缘处弯矩值：2ccbVMM2)(cbqgVV（均布荷载）（集中荷载）cVV 单向板肋梁楼盖按弹性理论方法计算结构内力第22页/共57页 单向板肋梁楼盖按弹性理论方法计算结构内力连续梁、板的计算跨度连续梁、板的计算跨度(a) 边跨边跨(a) 中间跨中间跨第23页/共57页

11、（1） 板1）计算单元：1m宽板带2） 荷 载 ：均布荷载3） 连 续 梁 ：次梁、墙作为板的不动铰支座 4）计算跨度：中间跨 ： 边跨（边支座为砌体墙）： 通常a a为120mm c0ll 2222nn0balbhll（2） 次梁 1）荷载范围 ：次梁左右各半跨板 2） 荷 载 ：均布荷载 恒载：次梁左右各半跨板自重、次梁自重 活载：次梁左右各半跨板上活载 2 2 单向板肋梁楼盖按弹性理论方法计算结构内力第24页/共57页 3） 连 续 梁 ： 时，认为主梁是次梁的不动铰支座，否则应取交叉梁系进行分析 4）计算跨度：中间跨 ： 边跨（边支座为砌体墙）： 通常a a为240mm8ii主次（3）

12、 主梁222025. 1nn0balbllc0ll 1）荷载范围 ：主梁左右各半个主梁间距，次梁左右各半个次梁间距 2） 荷 载 ：集中荷载 3） 连 续 梁 ：当 较小，可将柱作为主梁的不动铰支座 框 架 ： 时，应考虑柱对主梁的转动约束作用 4）计算跨度 ：与次梁相同，通常a a为370mm 柱i()()3iiii左梁右梁上柱下柱)2 2 单向板肋梁楼盖按弹性理论方法计算结构内力第25页/共57页板和次梁的折算荷载 为了考虑次梁或主梁的抗扭刚度对内力的影响，采用增大恒载，减小活载的办法，即： 板次梁qgg21qq2114ggq 34qq 次梁次梁抗扭刚度对板的影响抗扭刚度对板的影响2 2

13、单向板肋梁楼盖按弹性理论方法计算结构内力第26页/共57页活荷载不利布置规律：（1 1）求某跨跨中 ，该跨布置活荷载，然后隔跨布置（2 2）求某跨跨中 或 ，左、右跨布置活荷载，然后隔跨布置（3 3）求某支座 ，该支座左、右跨布置活荷载，然后隔跨布置（4 4）求某支座 ，与（3 3）相同 maxMminMmaxMmaxMmaxV连续梁的实际跨数 5跨时：按5跨计算 实际跨数150mm时，不宜大于1.5h，且不宜大于250mm 弯 起 式锚固好 ，整体性好 ，节约钢筋，施工复杂分 离 式锚固较差 ，用钢量稍高，但施工方便钢筋弯钩板底钢筋：半圆弯钩，上部负弯矩钢筋：直钩弯起、截断一般按构造处理板相

14、邻跨度相差超过20%或各跨荷载相差较大时，应按弯矩包络图确定 4 4 单向板肋梁楼盖配筋计算及构造要求板中受力钢筋配筋构板中受力钢筋配筋构造造第49页/共57页连续板受力钢筋两种配置方连续板受力钢筋两种配置方式式4 4 单向板肋梁楼盖配筋计算及构造要求第50页/共57页 2）构造钢筋: : 包括分布钢筋、嵌入承重墙内的板面构造钢筋、 垂直于梁肋的板面构造钢筋、板的温度收缩钢筋 板中分布钢筋构造要求板中分布钢筋构造要求 位 置与受力钢筋垂直，均匀布置于受力钢筋的内侧作 用浇筑混凝土时固定受力钢筋的位置抵抗收缩和温度变化产生的内力承担并分布板上局部荷载产生的内力 直 径不宜小于6mm间 距不宜大于250mm数 量单向板中单位长度上的分布钢筋，截面面积不宜小于单位宽度上受力钢筋截面面积的15%，且不宜小于该方向板截面面积的0.15% 4 4 单向板肋梁楼盖配筋计算及构造要求第51页/共57页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垂直于梁肋的板面构造钢垂直于梁肋的板面构造钢筋筋板嵌入承重墙时的板面裂缝分板嵌入承重墙时的板面裂缝分布布4 4 单向板肋梁楼盖配筋计算及构造要求第52页/共57页第53页/共57页次梁 （1）正截面受弯承载力计算 （2）斜截面受剪承载力计算 （3）受力钢筋的弯起和截断 次梁的配筋构造次梁的配筋构造4 4 单向板肋梁楼盖配筋