同济混凝土结构设计课件2

第二章梁板结构同济大学土木工程学院建筑工程系顾祥林一、梁板结构的实例和分类1.实例楼、屋盖，挡土墙，筏片基础，储液池的底、顶板，楼梯，阳台和雨蓬，城市高架道路的路面其中，以楼、屋盖最为典型由梁、板组成的结构一、梁板结构的实例和分类2.楼屋盖的分类分类—按施工方法一、梁板结构的实例和分类2.楼屋盖的分类•分类—按结构型式现浇式装配式装配整体式单向板肋梁楼盖双向板肋梁楼盖井式楼盖无梁楼盖等二、楼盖结构型式简介1.单向板和双向板肋梁楼盖1122l01l021-1l02M22-2l01M1l01l02时：M2M1，荷载沿一个方向传递—单向板二、楼盖结构型式简介1.单向板和双向板肋梁楼盖1122l01l022-2l01M1l01l02时：M2M1，荷载沿梁两个方向传递—双向板1-1l02M2二、楼盖结构型式简介1.单向板和双向板肋梁楼盖l02/l012时，按单向板考虑l02/l012时，按双向板考虑二、楼盖结构型式简介1.单向板和双向板肋梁楼盖二、楼盖结构型式简介2.井式楼盖二、楼盖结构型式简介3.无梁楼盖三、单向板肋梁楼盖1.结构平面布置跨度单向板：1.7~2.5m，不宜超过3m次梁：4m~6m主梁：5m~8m截面尺寸—原则是不需要验算挠度板：简支板h板跨/35连续板h板跨/40悬臂板h板跨/12次梁：h（1/18~1/12）梁跨，b/h=1/3~1/2主梁：h（1/15~1/10）梁跨，b/h=1/3~1/2三、单向板肋梁楼盖1.结构平面布置三、单向板肋梁楼盖2.荷载的计算荷载的传递路径：单向板次梁主梁柱基础墙体传递原则：最短路径三、单向板肋梁楼盖2.荷载的计算次梁板主梁此力分析梁时不要，设计柱时不能丢！板的负荷面积主梁集中荷载的负荷面积次梁的负荷面积次梁主梁柱1m次梁的间距三、单向板肋梁楼盖2.荷载的计算荷载计算的依据：《建筑结构荷载规范》恒载分项系数：1.2，1.35(以重力荷载为主)活载分项系数：1.4，1.3(标准值4kN/m2时)三、单向板肋梁楼盖2.荷载的计算注意!!!若楼面梁的从属面积较大，计算梁所受的荷载时，应在活荷载标准值前乘以一0.5~1.0的折减系数。确定梁板的荷载传递时忽略梁、板的连续性，按简支考虑。三、单向板肋梁楼盖3.按弹性方法计算钢筋混凝土连续梁板的内力计算简图支承条件：板和次梁均看成是铰支的，且支座无沉降；主梁支承在砖墙上：铰支支承在钢筋混凝土柱上：铰支（梁柱线刚度比大于5）刚接按框架计算三、单向板肋梁楼盖3.按弹性方法计算钢筋混凝土连续梁板的内力少于五跨按实际多于五跨按五跨计算跨数三、单向板肋梁楼盖3.按弹性方法计算钢筋混凝土连续梁板的内力梁：blablMinlnn5.0025.15.05.01101板：hblablMinlnn5.05.05.05.01101blln202blln303计算跨度（主要取决于支座反力作用点的位置）砖墙l01abbln1ln2ln3l01l02l03三、单向板肋梁楼盖3.按弹性方法计算钢筋混凝土连续梁板的内力活荷载的不利位置和内力包罗图内力的计算方法弯矩分配法：结构力学上的方法查表法：教材中附表2-1三、单向板肋梁楼盖3.按弹性方法计算钢筋混凝土连续梁板的内力活荷载的不利位置----空间上的变化123451234512345qqqMVVVMM*求某跨跨中最大正弯矩时，在该跨布置活荷载，然后向其左右每隔一跨布置活荷载三、单向板肋梁楼盖3.按弹性方法计算钢筋混凝土连续梁板的内力活荷载的不利位置*求某跨跨中最大负弯矩时，在相邻两跨布置活荷载，然后向其左右每隔一跨布置活荷载*求某支座最大负弯矩时，在该支座左右两跨布置活荷载，然后向其左右每隔一跨布置活荷载*求某支座截面最大剪力时，在该支座左右两跨布置活荷载，然后向其左右每隔一跨布置活荷载三、单向板肋梁楼盖3.按弹性方法计算钢筋混凝土连续梁板的内力内力包罗图恒+可能活1可能活2可能活3=内力叠合图……可能活n内力包罗图外包线三、单向板肋梁楼盖3.按弹性方法计算钢筋混凝土连续梁板的内力例题q=12kN/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、单向板肋梁楼盖3.按弹性方法计算钢筋混凝土连续梁板的内力例题4027a+da+ba+c50333350a+da+ba+c三、单向板肋梁楼盖3.按弹性方法计算钢筋混凝土连续梁板的内力折算荷载(考虑支座转动的影响)g(恒载)0板次梁主梁q(活载)q(活载)‘‘恒载下：0活载下：‘!!!?三、单向板肋梁楼盖3.按弹性方法计算钢筋混凝土连续梁板的内力折算荷载(考虑支座转动的影响)连续板:g’=g+q/2q’=q/2连续梁:g’=g+q/4q’=3q/4三、单向板肋梁楼盖3.按弹性方法计算钢筋混凝土连续梁板的内力注意!!!当板或梁搁置在砌体或钢结构上时，荷载不调整；主梁按连续梁计算时，当柱的刚度较小时，荷载也不折算。三、单向板肋梁楼盖3.按弹性方法计算钢筋混凝土连续梁板的内力弯矩、剪力设计值Mg+qMcVVcbl0McMVcVb/2均布荷载下：MMc-Vcb/2V=Vc-（g+q）b/2集中荷载下：M=Mc-Vcb/2，V=Vc三、单向板肋梁楼盖4.按塑性方法计算钢筋混凝土连续梁板的内力弹性分析存在的问题：*确定计算简图后各截面内力分布规律不变化；*某一截面的内力达到其内力设计值时，就认为整个结构达到其承载力。三、单向板肋梁楼盖4.按塑性方法计算钢筋混凝土连续梁板的内力钢筋混凝土受弯构件的塑性铰PAsbhMyMMyMu0u塑性铰的转动能力pyupl)(MyMuyu-ylppl三、单向板肋梁楼盖4.按塑性方法计算钢筋混凝土连续梁板的内力塑性铰与理想铰的比较*理想铰不可承担弯矩，塑性铰则可*理想铰为双向铰，塑性铰为单向铰*理想铰集中于一点，塑性铰塑性铰有一定长度P三、单向板肋梁楼盖4.按塑性方法计算钢筋混凝土连续梁板的内力钢筋混凝土超静定结构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F的变化，MB/M1=常量；塑性分析时随着F的变化，MB/M1不断变化，内力在支座和跨中之间不断重新分配。三、单向板肋梁楼盖4.按塑性方法计算钢筋混凝土连续梁板的内力两点结论*对钢筋混凝土静定结构，塑性铰出现即导致结构破坏；对超静定结构，只有当结构上出现足够数量的塑性铰，使结构成为几何可变体时，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。说明弹性方法未充分发挥结构的潜力，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的内力进行设计。三、单向板肋梁楼盖4.按塑性方法计算钢筋混凝土连续梁板的内力塑性铰的转动能力与内力重分布suM塑性铰的转角pus=x/h0*塑性铰有足够的转动能力，保证结构按预期的顺序，先后形成塑性铰使结构成为几何可变体而破坏----充分内力重分布*塑性铰转动能力有限，其它截面尚未形成塑性铰，该塑性铰已“过早”地发生混凝土压碎使结构破坏----不充分内力重分布三、单向板肋梁楼盖4.按塑性方法计算钢筋混凝土连续梁板的内力斜截面承载力与内力重分布*为了保证内力重分布达到预期的目标，结构不能发生因斜截面抗剪承载力不足而引起的破坏。结构的变形、裂缝与内力重分布*最先出现的塑性铰转动幅度过大，结构的变形会较大，铰附近的裂缝会过宽，而不满足正常的使用要求。因此，应限制塑性铰的转动幅度。三、单向板肋梁楼盖4.按塑性方法计算钢筋混凝土连续梁板的内力结构内力的分析方法----弯矩调幅法的基本概念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=-0.150Fl00.5MBM1M0调幅后的弯矩+=%202.0188.0038.0'BBBMMM00000141250.0175.0075.0''5.0MFlFlFlFlMMB弯矩调幅系数满足力的平衡条件三、单向板肋梁楼盖4.按塑性方法计算钢筋混凝土连续梁板的内力结构内力的分析方法----弯矩调幅法的基本规定1*连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2''2/0101BABAMMMMMMMMABMBMB平衡关系求得的弯矩最不利弯矩202.1'01BAMMMMaxM弯矩弹性分析得出的最不利具体地三、单向板肋梁楼盖4.按塑性方法计算钢筋混凝土连续梁板的内力结构内力的分析方法----弯矩调幅法的基本规定2、3、4*钢筋：HRB335和HRB400，混凝土C20~C45*20%*调幅截面的0.35三、单向板肋梁楼盖4.按塑性方法计算钢筋混凝土连续梁板的内力结构内力的分析方法----弯矩调幅法的基本规定5箍筋面积增大的区域1.05h01.05h01.05h0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的满足斜截面抗剪承载力要求所需的箍筋面积应增大20%。yvtsvsvffbsA/34.0min三、单向板肋梁楼盖4.按塑性方法计算钢筋混凝土连续梁板的内力结构内力的分析方法----等跨、不等跨梁板的内力计算*跨度相差不大于10%，q/g=1/3~5，可直接查表求出内力系数，再求内力，教材表2-3、表2-4•不等跨梁：先按弹性方法求出弯矩包罗图，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14/11/2002lqgMlqg18/16/2002lqgMlqg边跨中间跨三、单向板肋梁楼盖4.按塑性方法计算钢筋混凝土连续梁板的内力结构内力的分析方法----考虑内力重分布方法的适用范围•下列情况不能用内力重分布方法：1、直接承受动力荷载的工业与民用建筑2、使用阶段不允许出现裂缝的结构3、轻质混凝土结构、特种混凝土结构4、受侵蚀气体或液体作用的结构5、预应力混凝土结构和叠合结构6、肋梁楼该盖中的主梁三、单向板肋梁楼盖5.单向板肋梁楼盖的截面设计和构造板的设计要点*板的常用配筋率：（0.3~0.8）%*板的宽度较大，一般不需要进行抗剪计算*考虑内力重分布计算时，板的弯矩的折减三、单向板肋梁楼盖5.单向板肋梁楼盖的截面设计和构造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依据是板四周具有足够的抗侧刚度0.80.80.80.80.81.01.0三、单向板肋梁楼盖5.单向板肋梁楼盖的截面设计和构造板的设计要点*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根三、单向板肋梁楼盖5.单向板肋梁楼盖的截面设计和构造板的设计要点*配筋----受力筋aaaaaal0/10ln/6ln/6ln/6ln/6ln/6ln/6ln/5ln/10lnlnlnln一端弯起两端弯起弯起式配筋伸入支座筋As/3三、单向板肋梁楼盖5.单向板肋梁楼盖的截面设计和构造板的设计要点*配筋----受力筋aaaaaal0/7ln/10ln/10ln/10ln/10ln/10ln/10ln/5lnlnlnln分离式配筋（不受振动、荷载较小的板）伸入支座筋As/3三、单向板肋梁楼盖5.单向板肋梁楼盖的截面设计和构造板的设计要点*配筋---