第二章--平面楼盖1.ppt

1、,房屋结构设计,2.1 概述 2.2 单向板肋梁楼盖 2.3 双向板肋梁楼盖 2.4 无梁楼盖 2.5 装配式与装配整体式楼盖 2.6 楼梯与雨蓬,第二章 楼盖结构,混凝土楼盖的分类； 现浇单向板、双向板肋梁楼盖； 无梁楼盖； 装配式楼盖； 楼梯和雨蓬；,第二章 平面楼盖,1.1 概 述,主要内容：,重点：,单向板肋梁楼盖的设计计算方法； 双向板肋梁楼盖及无梁楼盖的设计计算方法；,一、单向板与双向板,2.1 概述,2.1 概 述,第二章 平面楼盖,单向板：主要在一个方向受力的板。 双向板：两个方向受力都不能忽略的板。,单向板的三种形式： 悬臂板 两对边支承板 四边支承板（两临边支承板或三边支承

2、的板）,按双向板设计；,按单向板设计；,可按单向板设计；,2.1 概 述,第二章 平面楼盖,二、楼盖结构的类型,按施工方法分为： 现浇楼盖 装配式楼盖 装配整体式楼盖,2.1 概 述,按结构形式分为：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,按预加应力情况： 钢筋混凝土楼盖 预应力混凝土楼盖,第二章 平面楼盖,2.1 概 述,第二章 平面楼盖, 2. 2 现浇单向板肋梁楼盖, 2.2 单向板肋梁楼盖,平面布置； 计算简图； 荷载及内力计算； 配筋计算； 绘制施工图。,设计步骤：,第二章 平面楼盖,一、结构布置,1、结构布置包括柱网、梁和板的布置,经济跨度： 单向板

3、 ：（1.72.5）m 次 梁 ：（46）m 主 梁 ：（58）m,2、结构平面布置方案, 2.2 单向板肋梁楼盖,第二章 平面楼盖,一、结构布置,3、平面布置时应注意的问题,要考虑其它专业工种的要求； 尽量避免把梁搁置在门窗过梁上； 在楼、屋面上有机器设备、冷却塔、悬吊装置和隔墙等地方， 宜设梁承重； 主梁跨内最好不要只放置一根次梁，以减小主梁跨内弯矩的 不均匀； 楼板上开有较大尺寸的洞口时，应在洞边设置小梁； 不封闭的阳台、厨房和卫生间的板面标高宜低于相邻板面 3050mm；, 2.2 单向板肋梁楼盖,第二章 平面楼盖,课堂练习与作业,1.某仓库平面尺寸为3020m，要求按单向板肋梁楼盖进

4、行 结构布置，不设中间纵墙，根据采光要求，纵墙需开扇 窗。 2. 某多层厂房平面楼盖的平面定位轴线尺寸为：长30，宽 15。使用上，要求在纵墙方向开一扇大门，宽3，开 4扇窗，每扇窗3，试按单向板整体式肋梁楼盖设计二层 楼面。, 2.2 单向板肋梁楼盖,第二章 平面楼盖,二、计算简图, 2.2 单向板肋梁楼盖,第二章 平面楼盖,（1） 支座条件的简化,板: 支承在次梁或墙体上，将次梁或墙体作为板的不动铰支；,次梁: 支承在主梁（柱）或墙体上，将主梁（柱）或墙体作为 次梁的不动铰支；,主梁: 支承在墙体上：视墙体为主梁的不动铰支； 支承在柱上：梁柱线刚度3 铰接 梁柱线刚度3 刚接, 2.2 单

5、向板肋梁楼盖,第二章 平面楼盖,（2） 跨数的简化, 5跨时：按实际跨数考虑； 5跨 等跨计算跨度相差10 按五跨计算，即除每侧两跨外，所有中间跨均 按第三跨计算 不等跨按实际跨数计算；, 2.2 单向板肋梁楼盖,第二章 平面楼盖,（3）计算跨度（弹性理论）,中间跨,边跨, 2.2 单向板肋梁楼盖,第二章 平面楼盖,（4） 计算单元,板:1m宽板带 ； 梁:相邻梁中心距的一半； 板、次梁主要承受均布荷载，主梁主要承受由次梁传来的集中荷载。, 2.2 单向板肋梁楼盖,第二章 平面楼盖,（5）折算荷载,次梁抗扭刚度对板的影响,为什么是折算荷载，为什么要用折算荷载？, 2.2 单向板肋梁楼盖,第二章

6、 平面楼盖,（5）折算荷载,采用增大恒载，减小活载的办法，即：,板,次梁,由于主梁的重要性高于板和次梁，且主梁的抗弯刚度通常比柱大，所以对主梁一般不作调整。,主梁,荷载不折减,（为什么？）, 2.2 单向板肋梁楼盖,第二章 平面楼盖,用折算荷载来考虑支座的转动约束作用,二、计算简图, 2.2 单向板肋梁楼盖,第二章 平面楼盖,（1）求某跨跨中 ，该跨布置活荷载，然后隔跨布置；,1、活荷载不利布置,三、 连续梁、板按弹性理论的内力计算,（2）求某跨跨中 或 ，左、右跨布置活荷载，然后 隔跨布置；,（3）求某支座 ，该支座左、右跨布置活荷载，然后隔 跨布置；,（4）求某支座 ，与（3）相同, 2.

7、2 单向板肋梁楼盖,第二章 平面楼盖,2、内力计算,一般可按结构力学方法计算内力。,在均布及三角形荷载作用下：,在集中荷载作用下：, 2.2 单向板肋梁楼盖,第二章 平面楼盖,3、内力包络图,由内力叠合图形的外包线构成，它反映出各截面可能产生的最大内力值，是设计时选择截面和布置钢筋的依据。,均布荷载作用下五跨连续梁的内力包络图, 2.2 单向板肋梁楼盖,第二章 平面楼盖,例：某钢筋混凝土主梁，受自重G和来自次梁的荷载P作用如图所示，求各截面最不利内力, 2.2 单向板肋梁楼盖,第二章 平面楼盖,4、控制截面及其内力,梁跨以内：正弯矩最大值（配正钢筋） 负弯矩最大值 （配负钢筋）,支座边缘处剪力

8、值：,支座边缘处弯矩值：,（均布荷载）,（集中荷载）,支 座 ：, 2.2 单向板肋梁楼盖,第二章 平面楼盖,弹性计算的局限性：,（1）内力计算与截面设计不协调； （2）支座钢筋过密，施工质量不宜保证； （3）浪费材料；, 2.2 单向板肋梁楼盖,第二章 平面楼盖,1. 塑性铰,塑性铰的定义,受弯构件从钢筋屈服至截面破坏，转角剧增，即在梁中拉、压塑性变形集中的区域形成一个性能特殊的 “铰” 。,四、考虑塑性内力重分布的计算方法, 2.2 单向板肋梁楼盖,第二章 平面楼盖,塑性铰与理想铰的不同点？,（2）理想铰集中于一点，塑性铰则有一定长度；,（1）理想铰不能承受任何弯矩，塑性铰能承受定值弯矩；

9、,（3）理想铰在两个方向都可无限转动，塑性铰只能单向有限转动；,塑性铰的转动能力, 2.2 单向板肋梁楼盖,第二章 平面楼盖,2. 内力重分布的过程, 2.2 单向板肋梁楼盖,第二章 平面楼盖,3、内力重分布的概念,结构由于刚度比值改变或出现塑性铰引起结构计算简图的变化，从而引起的结构内力不再服从弹性理论内力规律的现象。, 2.2 单向板肋梁楼盖,第二章 平面楼盖,4、内力重分布的意义：,（1）正确计算结构的承载力和验算使用阶段的变形与裂宽；,（2）合理地调整钢筋布置，缓解支座钢筋拥挤现象；,（3）人为控制结构中的弯矩分布，从而使设计得以简化；,（4）充分发挥结构的潜力，更有效地节约材料；,

10、2.2 单向板肋梁楼盖,第二章 平面楼盖,5、适用范围 塑性理论方法不适用于下列情况:,2）直接承受动力荷载作用的结构,4）要求有较高安全储备的结构,1）不允许出现裂缝或对裂缝开展有较严格限制的结构,3）预应力结构和二次受力叠合结构, 2.2 单向板肋梁楼盖,第二章 平面楼盖,1、弯矩调幅法,对结构先按弹性分析求出截面的弯矩值，再将结构中某些截面绝对值最大的弯矩（多数为支座截面）进行调整，最后确定相应支座的剪力。,五、连续梁按调幅法的内力计算, 2.2 单向板肋梁楼盖,第二章 平面楼盖,调幅法的原则：,（1）纵筋：HRB335、HRB400；混凝土：C20C45,（2）, 2.2 单向板肋梁楼

11、盖,第二章 平面楼盖,（3）跨中弯矩,（5）必须满足正常使用阶段变形及裂缝宽度的要求,调幅法的步骤：,（1）用弹性理论计算截面内力；,（4）调幅后弯矩（跨中、支座）, 2.2 单向板肋梁楼盖,第二章 平面楼盖,2、系数法计算等跨连续梁、板内力,均布荷载：, 2.2 单向板肋梁楼盖,第二章 平面楼盖,2、系数法计算等跨连续梁、板内力,均布荷载：, 2.2 单向板肋梁楼盖,第二章 平面楼盖,集中荷载：, 2.2 单向板肋梁楼盖,第二章 平面楼盖,1.2 单向板肋梁楼盖,（1）计算跨度 (两支座塑性铰之间的距离),采用塑性理论应注意的两个问题：,第二章 平面楼盖,（2）荷载及内力,次梁对板、主梁对次

12、梁的转动约束作用，以及活荷载的不利布置等因素，在按系数法分析结构时均已考虑 。, 2.2 单向板肋梁楼盖,第二章 平面楼盖,例见教材,2.2 单向板肋梁楼盖,1、板,（1）截面设计,六、单向板肋梁楼盖配筋计算及构造要求,弯矩折减：考虑板的拱作用效应，四周与梁整体连接的板区格，中间跨的跨中及中间支座截面减少20%,板通常按考虑塑性内力重分布的方法计算内力;,一般不需进行抗剪承载力的计算;,第二章 平面楼盖,2.2 单向板肋梁楼盖,（2） 配筋构造,板的配筋,第二章 平面楼盖,连续板受力钢筋两种配置方式,（2） 配筋构造 1）受力钢筋, 2.2 单向板肋梁楼盖,第二章 平面楼盖, 2.2 单向板肋

13、梁楼盖,第二章 平面楼盖,2）构造钢筋: 与受力筋垂直的分布钢筋 与主梁垂直的附加负钢筋 与承重墙垂直的附加负钢筋 板角区域内的附加负钢筋 温度收缩钢筋, 2.2 单向板肋梁楼盖,第二章 平面楼盖,板中分布钢筋构造要求, 2.2 单向板肋梁楼盖,第二章 平面楼盖,与主梁垂直的附加负钢筋, 2.2 单向板肋梁楼盖,第二章 平面楼盖,板嵌入承重墙时的板面裂缝分布,与承重墙垂直的附加负钢筋, 2.2 单向板肋梁楼盖,第二章 平面楼盖, 2.2 单向板肋梁楼盖,第二章 平面楼盖,楼板孔洞边配筋要求。, 2.2 单向板肋梁楼盖,第二章 平面楼盖,2、次梁,（1）设计要点,按塑性内力重分布理论计算内力；,

14、跨中截面 支座截面,正截面计算：跨中按T形截面计算 支座按矩形截面计算,斜截面计算：按斜截面抗剪承载力确定横向钢筋。,截面尺寸满足高跨比（1/181/12）、宽高比（1/31/2）的 要求可不必验算挠度和裂缝宽度。, 2.2 单向板肋梁楼盖,第二章 平面楼盖,次梁的配筋构造,（2）配筋构造, 2.2 单向板肋梁楼盖,第二章 平面楼盖,3、主梁,主梁支座处的截面有效高度,受力钢筋的弯起和截断按弯矩包络图确定;,（1）设计要点,按弹性理论计算内力;,有效高度的计算：,正截面计算：跨中按T形截面计算 支座按矩形截面计算, 2.2 单向板肋梁楼盖,第二章 平面楼盖,附加横向钢筋布置,（2）附加横向钢筋

15、 附加箍筋（优先采用）或 附加吊筋, 2.2 单向板肋梁楼盖,第二章 平面楼盖,2.3 双向板肋梁楼盖,一、双向板的受力特点和试验研究,1. 受力特点,双向传力，双向受弯 板角上翘,.3 双向板肋梁楼盖,第二章 平面楼盖,2. 破坏特征,第二章 平面楼盖,2.3 双向板肋梁楼盖,板底面裂缝,板顶面裂缝,荷载增大，板底出现第一批裂缝,板顶裂缝出现使得板底裂缝迅速开展,板破坏,1. 单跨双向板,二、按弹性理论计算双向板,由板支承条件查得表中系数,泊松比 时：m = 表中弯矩系数pl012,泊松比 时：,第二章 平面楼盖,2.3 双向板肋梁楼盖,棋盘式荷载布置,跨中最大正弯矩（活载棋盘式布置 ）,2

16、. 多跨连续双向板,第二章 平面楼盖,2.3 双向板肋梁楼盖,A、作用g+q/2时，,支座最大负弯矩 （活荷载近似按满布）,边区格三边固定、一边简支,角区格两邻边固定、两邻边简支,B、作用q/2时，均按四边简支,将A、 B叠加,内区格四边固定,第二章 平面楼盖,2.3 双向板肋梁楼盖,1.板的三种破坏形式:,三、按塑性铰线法计算双向板,第二章 平面楼盖,2.3 双向板肋梁楼盖,倒锥形破坏,向下幕形破坏,向上幕形破坏,在最大裂缝线上，受拉钢筋屈服，承受的内力矩既为极限弯矩，此裂缝线具有较强的转动能力，称为塑性饺线。,均匀受荷双向板破坏机构示例,2.基本假定:,（1）在最大弯矩处形成塑性铰线；,（

17、2）塑性铰线为直线；,（3）板块视为刚性平面；,（4）塑性铰线上只作用常量弯矩；,三、按塑性铰线法计算双向板,第二章 平面楼盖,2.3 双向板肋梁楼盖,四边连续双向板：,pul012(3l02-l01)/12=2M1u+2M2u+M1u+M1u”+M2u+M2u”,四边简支双向板：,pul012(3l02-l01)/24=M1u+M2u,. 基本原理,按照虚功原理，荷载及内力所做的总虚功应为零，得：,第二章 平面楼盖,2.3 双向板肋梁楼盖,.设计方法：,根据 pl012(3l02-l01)/12=2M1+2M2+M1+M1”+M2+M2”,依次求解m2、m1=m1”、m2=m2”。,已知设计荷载、计算跨度进行内力和配筋计算,得,令,第二章 平面楼盖,2.3 双向板肋梁楼盖,.设计公式的应用,(1)中间区格板：四边连续板；,(2)边区格板：三边连续，一边简支；,(3)角区格板：两相邻边连续，两边简支；,第二章 平面楼盖,2.3 双向板肋梁楼盖,四、双向板的截面设计与构造要求,1. 截面设计,