同濟混凝土結構設計課件2

1、第二章 梁板結構同濟大學土木工程學院建筑工程系顧祥林一、梁板結構的實例和分類1. 實例樓、屋蓋，擋土墻，筏片基礎，儲液池的底、頂板，樓梯，陽臺和雨蓬，城市高架道路的路面其中，以樓、屋蓋樓、屋蓋最為典型由梁、板組成的結構一、梁板結構的實例和分類2. 樓屋蓋的分類n分類按施工方法一、梁板結構的實例和分類2. 樓屋蓋的分類 分類按結構型式現(xiàn)澆式裝配式裝配整體式單向板肋梁樓蓋雙向板肋梁樓蓋井式樓蓋無梁樓蓋等二、樓蓋結構型式簡介1.單向板和雙向板肋梁樓蓋1122l01l021-1l02M22-2l01M1l01 l02 時：M22時，按單向板單向板考慮l02/ l012時，按雙向板雙向板考慮二、樓蓋結構

2、型式簡介1.單向板和雙向板肋梁樓蓋二、樓蓋結構型式簡介2. 井式樓蓋二、樓蓋結構型式簡介3. 無梁樓蓋三、單向板肋梁樓蓋1. 結構平面布置跨度 單向板：1.72.5m，不宜超過3m 次梁：4m6m 主梁：5m8m 截面尺寸原則是不需要驗算撓度 板：簡支板 h板跨/35 連續(xù)板 h板跨/40 懸臂板 h板跨/12 次梁： h（1/181/12）梁跨，b/h=1/31/2 主梁： h（1/151/10）梁跨，b/h=1/31/2 三、單向板肋梁樓蓋1. 結構平面布置三、單向板肋梁樓蓋2.荷載的計算荷載的傳遞路徑：單向板次梁主梁柱基礎墻體傳遞原則：最短路徑傳遞原則：最短路徑三、單向板肋梁樓蓋2.荷載

3、的計算次梁板主梁此力分析梁時不要，設計柱時不能丟！板的負荷面積主梁集中荷載的負荷面積次梁的負荷面積次梁主梁柱1m次梁的間距三、單向板肋梁樓蓋2.荷載的計算荷載計算的依據(jù)：建筑結構荷載規(guī)范恒載分項系數(shù)：1.2，1.35(以重力荷載為主)活載分項系數(shù)：1.4，1.3(標準值4kN/m2時)三、單向板肋梁樓蓋2.荷載的計算注意注意!若樓面梁的從屬面積較大，計算梁所受的荷載時，應在活荷載標準值前乘以一0.51.0的折減系數(shù)的折減系數(shù)。確定梁板的荷載傳遞時忽略梁、板的連續(xù)性，按簡支考慮簡支考慮。三、單向板肋梁樓蓋3. 按彈性方法計算鋼筋混凝土連續(xù)梁板的內力n計算簡圖支承條件： 板和次梁均看成是鉸支鉸支的

4、，且支座無沉降； 主梁支承在磚墻上：鉸支鉸支支承在鋼筋混凝土柱上：鉸支鉸支（梁柱線剛度比大于5）剛接剛接按框架計算三、單向板肋梁樓蓋3. 按彈性方法計算鋼筋混凝土連續(xù)梁板的內力少于五跨按實際多于五跨按五跨計算跨數(shù)三、單向板肋梁樓蓋3. 按彈性方法計算鋼筋混凝土連續(xù)梁板的內力梁：blablMinlnn5 . 0025. 15 . 05 . 01101板：hblablMinlnn5 . 05 . 05 . 05 . 01101blln202blln303計算跨度（主要取決于支座反力作用 點的位置）磚墻l01abbln1ln2ln3l01l02l03三、單向板肋梁樓蓋3. 按彈性方法計算鋼筋混凝土連

5、續(xù)梁板的內力n活荷載的不利位置和內力包羅圖內力的計算方法彎矩分配法：結構力學上的方法查表法：教材中附表2-1三、單向板肋梁樓蓋3. 按彈性方法計算鋼筋混凝土連續(xù)梁板的內力活荷載的不利位置-空間上的變化123451234512345qqqMVVVMM* 求某跨跨中最大正彎矩時，求某跨跨中最大正彎矩時，在該跨布置活荷載，然后向其在該跨布置活荷載，然后向其左右每隔一跨布置活荷載左右每隔一跨布置活荷載 三、單向板肋梁樓蓋3. 按彈性方法計算鋼筋混凝土連續(xù)梁板的內力活荷載的不利位置* 求某跨跨中最大負彎矩時，在相鄰兩跨布置活荷載，求某跨跨中最大負彎矩時，在相鄰兩跨布置活荷載，然后向其左右每隔一跨布置活荷

6、載然后向其左右每隔一跨布置活荷載 * 求某支座最大負彎矩時，在該支座左右兩跨布置活求某支座最大負彎矩時，在該支座左右兩跨布置活荷載，然后向其左右每隔一跨布置活荷載荷載，然后向其左右每隔一跨布置活荷載 * 求某支座截面最大剪力時，在該支座左右兩跨布置求某支座截面最大剪力時，在該支座左右兩跨布置活荷載，然后向其左右每隔一跨布置活荷載活荷載，然后向其左右每隔一跨布置活荷載 三、單向板肋梁樓蓋3. 按彈性方法計算鋼筋混凝土連續(xù)梁板的內力內力包羅圖恒 +可能活1可能活2可能活3 = 內力疊合圖可能活n內力包羅圖內力包羅圖外包線三、單向板肋梁樓蓋3. 按彈性方法計算鋼筋混凝土連續(xù)梁板的內力例題q=12kN

7、/m2g=8kN/m24000400030q=12kN/m22413.53018b)q=12kN/m212.118.3821273c)21273q=12kN/m218.3812.1d)169g=8kN/m2201220a)M(kN-m)V(kN)三、單向板肋梁樓蓋3. 按彈性方法計算鋼筋混凝土連續(xù)梁板的內力例題4027a+da+ba+c50333350a+da+ba+c三、單向板肋梁樓蓋3. 按彈性方法計算鋼筋混凝土連續(xù)梁板的內力折算荷載(考慮支座轉動的影響)g(恒載) 0板次梁主梁q(活載)q(活載) 恒載下： 0活載下： 150mm時每米板寬內不少于3根三、單向板肋梁樓蓋5. 單向板肋梁樓

8、蓋的截面設計和構造板的設計要點* 配筋-受力筋aaaaaal0/10ln/6ln/6ln/6ln/6ln/6ln/6ln/5ln/10lnlnlnln一端彎起兩端彎起彎起式配筋彎起式配筋伸入支座筋As/3三、單向板肋梁樓蓋5. 單向板肋梁樓蓋的截面設計和構造板的設計要點* 配筋-受力筋aaaaaal0/7ln/10ln/10ln/10ln/10ln/10ln/10ln/5lnlnlnln分離式配筋分離式配筋（不受振動、荷（不受振動、荷載較小的板）載較小的板）伸入支座筋As/3三、單向板肋梁樓蓋5. 單向板肋梁樓蓋的截面設計和構造板的設計要點* 配筋-受力筋3/3/4/3/nnlagqlagq時

9、，時，三、單向板肋梁樓蓋5. 單向板肋梁樓蓋的截面設計和構造板的設計要點* 配筋-分布筋固定受力鋼筋的位置，分散集中荷載每米不少于每米不少于3 3根；根；截面積截面積 1/101/10受力鋼受力鋼筋截面積。筋截面積。置于受力鋼筋的內側。置于受力鋼筋的內側。三、單向板肋梁樓蓋5. 單向板肋梁樓蓋的截面設計和構造* 配筋-板面附加筋固定受力鋼筋的位置，分散集中荷載板的設計要點6300620062006200l0/7l0/4l0/4l0/4l0/4l0單向板的計算跨度單向板的計算跨度主梁次梁三、單向板肋梁樓蓋5. 單向板肋梁樓蓋的截面設計和構造次梁的設計要點* 縱向鋼筋的配筋率：0.6%1.5%*

10、截面：支座-矩形；跨中-T形（bf取法已講過）* 0.35 (考慮內力重分布)* 箍筋面積增大20% (考慮內力重分布)三、單向板肋梁樓蓋5. 單向板肋梁樓蓋的截面設計和構造次梁的設計要點* 配筋（q/g 3，相鄰跨度相差20%，按圖，其他其他情況按包羅圖處理情況按包羅圖處理 ）lnln/3ln/3ln/5+20dln/5+20dAs/4不少于兩根As/2la三、單向板肋梁樓蓋5. 單向板肋梁樓蓋的截面設計和構造主梁的設計要點（內力按彈性方法計算）* 截面：支座-矩形；跨中-T形（bf取法已講過）*截面有效高度：支座截面處， 單排：h0=h-5060 雙排：h0=h-7080板筋次梁筋主梁筋3

11、035mm5060mm次梁h0主梁h0三、單向板肋梁樓蓋5. 單向板肋梁樓蓋的截面設計和構造主梁的設計要點（內力按彈性方法計算）* 縱向鋼筋的布置按內力包羅圖* 主、次梁相交處的附加箍筋FlFl直接受剪FlFl間接受剪三、單向板肋梁樓蓋5. 單向板肋梁樓蓋的截面設計和構造主梁的設計要點（內力按彈性方法計算）h1h1h1bbbFl可能出現(xiàn)的裂逢箍筋Asbh1h1h1bbbFl可能出現(xiàn)的裂逢吊筋1sin2svyvsbylAmnfAfF優(yōu)先選用箍筋優(yōu)先選用箍筋四、雙向板肋梁樓蓋1. 雙向板肋梁樓蓋的布置和單向板肋梁樓和單向板肋梁樓蓋類似蓋類似四、雙向板肋梁樓蓋2. 雙向板的受力特征當l02/l01=

12、2時，p2=0.06p，單向板單向板；當l02/l01=1時，p2= p1 =0.5p，雙向板雙向板。p2l02fAp1l01fA11220221211384384IElpIElpfccoA4024014012402401421212022201121,lllplllppppplplpIIo則因為，則有假定：雙向板與單向板受力性能的主要區(qū)別四、雙向板肋梁樓蓋2. 雙向板的受力特征雙向板的試驗結果-以受均布荷載的四邊簡支板為例l01l02l01l02板底裂縫板面裂縫l01l02 =l01四、雙向板肋梁樓蓋2. 雙向板的受力特征雙向板的試驗結果-以受均布荷載的四邊簡支板為例四、雙向板肋梁樓蓋3.

13、雙向板按彈性理論的內力計算單跨板教材附表2-2列出均布荷載下雙向板的六種支承情況201plm 表中的系數(shù)單位板寬內的彎矩均布荷載短跨方向的計算跨度，計算同單向板泊松比=0時的數(shù)值， 0時，m1 = m1 + m2； m2 = m1 + m2混凝土： =0.2支座按實際情況無彎矩按簡支無轉角按固支四、雙向板肋梁樓蓋3. 雙向板按彈性理論的內力計算連續(xù)板-利用單跨板的計算表格(條件: )75. 0/maxminllgg+qg+q/2+q/2g+q/2a)+q/2b)*跨中最大正彎矩四、雙向板肋梁樓蓋3. 雙向板按彈性理論的內力計算連續(xù)板-利用單跨板的計算表格(條件: )75. 0/maxminll

14、*支座最大負彎矩近似按滿布活載求解，支近似按滿布活載求解，支承情況同圖承情況同圖a鋼筋屈服后出現(xiàn)塑性鉸四、雙向板肋梁樓蓋4. 雙向板按塑性理論的內力計算-塑性鉸線法塑性鉸線的概念及其位置的確定方法鋼筋屈服后出現(xiàn)塑性鉸線四、雙向板肋梁樓蓋4. 雙向板按塑性理論的內力計算-塑性鉸線法塑性鉸線的概念及其位置的確定方法* 負塑性鉸線沿固定邊界產(chǎn)生* 正塑性鉸線必通過兩塊板轉動軸的交點（固定邊和簡支邊一般為轉動軸，轉動軸還通過支承板的柱子）* 塑性鉸線出現(xiàn)在彎矩最大處負塑性鉸線正塑性鉸線四、雙向板肋梁樓蓋4. 雙向板按塑性理論的內力計算-塑性鉸線法塑性鉸線的概念及其位置的確定方法四、雙向板肋梁樓蓋4.

15、雙向板按塑性理論的內力計算-塑性鉸線法塑性鉸線法的假定* 板即將破壞時，塑性鉸線發(fā)生在彎矩最大處；* 分布荷載下，塑性鉸線是直線；* 節(jié)板為剛性板，板的變形集中在塑性鉸線上；* 在所有可能的破壞圖示中，必有一個是最危險的，其極限荷載最小；* 塑性鉸線上只有一定值的極限彎矩，沒有其它內力。四、雙向板肋梁樓蓋4. 雙向板按塑性理論的內力計算-塑性鉸線法雙向板的極限荷載（以四邊固定板為例）假定雙向板的破壞圖示虛功原理求極限荷載發(fā)生虛位移 四、雙向板肋梁樓蓋4. 雙向板按塑性理論的內力計算-塑性鉸線法 l01/2 l01 l02M1uM2uM1uIIM1uIM2uIM2uIIl02l0145雙向板的極

16、限荷載（以四邊固定板為例）pu=極限荷載（均布）02110211lmMlmMIuIuIIuIIu01220122lmMlmMIuIuIIuIIu01220211lmMlmMuuuu）（）（外力功：01020101020136231222llpllllpVpuuu四、雙向板肋梁樓蓋4. 雙向板按塑性理論的內力計算-塑性鉸線法M1uM2uM1uIIM1uIM2uIM2uIIl02l014545mu m2u/22 m1u/222/22/2451雙向板的極限荷載（以四邊固定板為例）45 斜向塑性鉸線上單位長度截面的受彎承載力)(212/22/22/22/22121uuuuummmmm四、雙向板肋梁樓蓋

17、4. 雙向板按塑性理論的內力計算-塑性鉸線法 l01/22/ l012/ l01l01/2l01/22/ l01 l01/22 / l0122 / l012M1uM2uM1uIIM1uIM2uIM2uIIl02l0145IIIIIIIIIIII雙向板的極限荷載（以四邊固定板為例）內力所做的功)22(24)(2222)(214222221221101010102101012101012010120102101021uuIIuIuIIuIuuuuIuIIuIuIIuiiuMMMMMMllllmllmmllmllmllmllmM四、雙向板肋梁樓蓋4. 雙向板按塑性理論的內力計算-塑性鉸線法雙向板的極

18、限荷載（以四邊固定板為例）uuIIuIuIIuIuuMMMMMMlllp212211010220122)3(12iiuuMVp四、雙向板肋梁樓蓋4. 雙向板按塑性理論的內力計算-塑性鉸線法雙向板的極限荷載（以四邊固定板為例）)(fMVpiuu塑性鉸線的角度不確定時（設為）0up四、雙向板肋梁樓蓋4. 雙向板按塑性理論的內力計算-塑性鉸線法單塊板的內力計算（以四邊固定板為例）IIuIuIIuIuuuIIIIIIuMMMMMMMMMMMMpp221121221121,用用荷載212211010220122)3(12MMMMMMlllpIIIIII一個方程求多個參數(shù)？一個方程求多個參數(shù)？四、雙向板肋

19、梁樓蓋4. 雙向板按塑性理論的內力計算-塑性鉸線法單塊板的內力計算（以四邊固定板為例），令：22221111120102mmmmmmmmmmllnIIIIII011012201102110110122201102111lmlmMlnmlmMlmlmMMlmnlmMMIIIIIIII則：四、雙向板肋梁樓蓋4. 雙向板按塑性理論的內力計算-塑性鉸線法單塊板的內力計算（以四邊固定板為例）111101022012222)3(12mnmmmnlllpnnnplm3182011IIIIIImmmmm22112,取值時考慮和彈性方法求出的相似，宜取=1/n2節(jié)約鋼材和配筋方便，宜取=1.52.5，通常取=2

20、不同支承條件下的雙向不同支承條件下的雙向板，只要按實際情況，板，只要按實際情況，帶入不同的帶入不同的M1I、 M1II 、 M2I、 M2II后，即可求出后，即可求出m1 四、雙向板肋梁樓蓋4. 雙向板按塑性理論的內力計算-塑性鉸線法連續(xù)雙向板的內力計算指定和活載滿布：p=g+q由中間區(qū)格向外擴展M1、M2M1IM1IIM2IIM2I已知已知已知已知四、雙向板肋梁樓蓋4. 雙向板按塑性理論的內力計算-塑性鉸線法防止其它破壞形式l02l01由于鋼筋彎起不當引起的破壞形式預防措施：預防措施：控制彎起鋼筋的數(shù)量；控制彎起鋼筋的數(shù)量；控制彎起鋼筋的位置控制彎起鋼筋的位置四、雙向板肋梁樓蓋5. 雙向板支

21、承梁的內力分析梁的內力可按彈性方法梁的內力可按彈性方法或內力重分布法進行計或內力重分布法進行計算算l02l02l02l02l01l01l01l01l01/2l01/2peppep0201101312122185llpqgplpppppee）（）（梯形：三角形：四、雙向板肋梁樓蓋6. 雙向板的截面設計和構造要求內力的折減-穹頂作用（四周都與梁固結的板）*中間跨跨中和支座：減少20%*邊跨跨中、邊緣算起第二支座截面： lb/l01.5， 減少20% 1.5 lb/l0 2， 減少10%*樓板角區(qū)格不折減邊緣方向的計算跨度垂直于邊緣方向的計算跨度四、雙向板肋梁樓蓋6. 雙向板的截面設計和構造要求板厚

22、80160mm01451lh簡支板：01501lh連續(xù)板：四、雙向板肋梁樓蓋6. 雙向板的截面設計和構造要求鋼筋的配置-彎起式和分離式*按彈性方法求內力As2As2/2As2/2As1As1/2As1/2l01/4l01/4l01/4l01/4l01l02跨中跨中支座：鋼筋均勻布置支座：鋼筋均勻布置*按塑性方法求內力：配筋要和計算假定相吻合*分布筋、構造筋、鋼筋的彎起點、切斷點的位置，鋼筋的直徑同單向板肋梁樓蓋五、無梁樓蓋1. 無梁樓蓋的形式和破壞特征樓蓋的一般形式無柱帽有柱帽五、無梁樓蓋1. 無梁樓蓋的形式和破壞特征樓蓋的一般形式*裝配式：柱子插入基礎澆地坪分層澆樓板分階段提升至相應標高臨時

23、固定澆柱帽形成整體（升板結構）群柱失穩(wěn)*現(xiàn)澆式五、無梁樓蓋1. 無梁樓蓋的形式和破壞特征樓蓋的破壞特征l02l02l02l02l01l01l01l01l02/2 l02/2l02/2f1f1f2*彈性變形特征柱上板帶跨中板帶柱上板帶：柱上板帶：f1跨中板帶：跨中板帶：f1+f2五、無梁樓蓋1. 無梁樓蓋的形式和破壞特征*破壞特征樓蓋的破壞特征五、無梁樓蓋2. 無梁樓蓋的內力分析按彈性方法*精確計算方法*等代框架法*經(jīng)驗系數(shù)法塑性鉸線法五、無梁樓蓋3. 板截面設計和構造要求截面彎矩的折減*有柱帽無梁樓板的內跨有明顯的穹頂作用穹頂作用。除邊跨和邊支座外，所有其余部位截面的彎矩設計值，均乘以0.8板厚*h/l021/32 (由于無梁樓蓋撓度的計算方法不是很精確，故選用l02來控制板厚)配筋-單端彎起式配筋圈梁*無梁樓蓋周邊應設圈梁，梁高2.5板厚，圈梁為彎、剪、扭構件五、無梁樓蓋4. 柱帽的設計柱帽的尺寸與配筋-構造確定（見教材中圖2-48）柱帽處板的抗沖切驗算-計算確定（“基本原理”課程中已介紹過）五、樓梯和雨蓬1. 樓梯的結構形式板式樓梯與梁式樓梯五、樓梯和雨蓬1. 樓梯的結構形式螺旋式樓梯與懸挑式樓梯五、樓梯和雨蓬2. 板式樓