建筑结构上册教学课件 刘凤翰 第9章第3次课（现浇单向板肋形楼盖三）

在线教务辅导网： 教材其余课件及动画素材请查阅在线教务辅导网 QQ:349134187 或者直接输入下面地址： 9.2.3钢筋混凝土连续梁按考虑塑性内力重分 布的计算 1、塑性铰与塑性内力重分布 对配筋适量的受弯构件，当受拉钢筋在某个弯矩 较大的截面达到屈服后，再增加很小弯矩，形成塑性 变形集中区域，截面相对转角剧增，整个截面绕着受 压区转动，犹如一个能够转动的“铰”，称之为“塑 性铰”。对于超静定结构，由于存在多余的约束，构 件某一截面出现塑性铰，并不能立即成为几何可变体 系，仍能继续承受增加的荷载，直到不断增加的塑性 铰使结构成为几何可变体系。 塑性铰与普通铰相比，有以下特点：（1）塑性铰 能承受弯矩；（2）塑性铰是单向铰，只沿弯矩作用方 向旋转；（3）塑性铰转动有限度：从钢筋屈服到混凝 土压坏。 钢筋混凝土连续梁是超静定结构，在加载的全 过程中，由于构件裂缝的出现、塑性变形的发展、 构件刚度的不断降低，使各截面间的内力分布不断 变化，这种情况称之为“内力重分布现象”。特别 是塑性铰的出现使结构的传力性能得以改变，引起 内力分布的显著改变，这时的内力重分布的过程称 为“塑性内力重分布”。 塑性理论方法是以塑性铰为前提的，因此，通常 在以下情况下并不适用：（1）直接承受动力和重复 荷载的结构；（2）在使用阶段不允许出现裂缝或对 裂缝开展有较严格限制的结构；（3）处于重要部位 ，要求有较大强度储备的结构，如肋形楼盖中的主梁 。 2、弯矩调幅法 在设计普通楼盖的连续板和次梁时，可考虑连续 梁板具有的塑性内力重分布特性，采用弯矩调幅法将 某些截面的弯矩调整（一般将支座弯矩调低）后配筋 。 弯矩调幅法，是指在按弹性方法计算所得的弯矩包 络图的基础上，对首先出现的塑性铰截面的弯矩值进 行调幅；将调幅后的弯矩值加于相应的塑性铰截面， 再用一般力学方法分析对结构其他部分内力的影响； 经过综合分析研究选取连续梁中各截面的内力值，然 后进行配筋计算。 根据理论和试验研究结果及工程实践，对弯矩进 行调幅时应遵循以下原则： （1）必须保证塑性铰有足够的转动能力。受力钢 筋宜采用HRB335级、HRB440级热轧钢筋；混凝土强 度等级宜在C20C45范围内；截面的相对受压高度 不应超过0.35，也不宜小于0.10 。 （2）弯矩调低的幅度不能太大，目的是为了使结 构满足正常使用条件。对热轧钢筋宜不大于20%，且 应不大于25% 。 （3）调幅后的弯矩应满足静力平衡条件，每跨两端 支座负弯矩绝对值的平均值与跨中弯矩之和应不小于 简支梁的跨中弯矩。 3、简化的弯矩调幅法计算连续梁板 为计算方便，对工程中常见的承受均布荷载的等跨 连续梁板的控制截面内力，可用简化的弯矩调幅法 ，即按下列公式计算： 式中： 、 分别为考虑塑性内力重分布的弯 矩系数和剪力系数，详表9.2与表9.3。 端支承情况 截面位置 端支 座 边跨 跨中 离端第 二支座 中间跨 跨中 中间 支座 梁、板搁在 墙上 01/11 两跨连 续： -1/10 三跨以 上连续 ： -1/11 1/16-1/14 板 与梁 整浇 连接 -1/16 1/14 梁-1/24 梁与柱整浇 连接 -1/161/14 端支承情 况 截面位置 端支座 内侧 离端第二支座中间支座 外侧内侧外侧内侧 搁在墙上0.450.60 0.550.550.55 与梁或柱 整体连接 0.500.55 对于跨度相差不超过10%的不等跨连续梁板，也 可近似按上式计算，在计算支座弯矩时可取支座左 右跨度的较大值作为计算跨度。 应注意，上述的弯矩系数是根据调幅法有关规定 ，将支 座弯矩调低约25%的结果，适用于 的结构。 当 的结构，调幅应不超过15%，支座弯 矩系 数需适当增大。 9.2.4现浇单向板肋梁楼盖的计算与构造要求 1、配筋计算 连续板在四周与梁整体连接时，支座截面负弯矩使 板上部开裂，而跨中正弯矩使板下部开裂，这样便使板 的实际轴线形成跨中比支座高的拱形，在竖向荷载作用 下，周边梁将对板产生水平推力，对板的承载力有利， 该推力可减少板中各计算截面的弯矩，其减少程序视板 的连长比及边界条件而异。对四周与梁整体连接的单向 板，其中间跨板带的跨中截面及中间支座截面的计算弯 矩可折减20%，边跨跨中及第一个内支座截面弯矩不折 减。板一般能满足斜截面抗剪承载力要求，设计时可不 进行抗剪承载力计算。 对于次梁，由于其与板是整体连接的，板作为梁 的翼缘参加工作，因此，在次梁的正截面承载力计算 中，对跨中按T形截面计算，而对支座则按矩形截面 计算因为翼缘位于受拉区而非受压区。在斜截面承载 力计算中，当荷载、跨度较小时，一般只利用箍筋抗 剪，当荷载、跨度较大时，宜在支座附近设置弯起钢 筋，以减少箍筋用量。 对于主梁，正截面承载力计算与次梁相同，对跨 中正弯矩按T形截面，对支座负弯矩按矩形计算，如果 跨中出现负弯矩也按矩形计算。主梁的截面有效高度 在支座处比正常有所减少。当钢筋单排布置时， ；当双排布置时， 。这是由于支座处 板、次梁、主梁的钢筋重叠交错，且主梁负筋位于次 梁和板的负筋之下。 对于次梁和主梁，在满足前述各自的高跨比与宽高 比要求，且最大裂缝宽度限值为0.3mm时，一般不需要 作使用阶段挠度与裂缝宽度验算。 根据弯矩算出各控制截面的钢筋面积后，为使跨 数较多的内跨钢筋与计算值的尽可能一致，同时使支 座截面尽可能利用跨中弯起的钢筋，应按先内跨后外 跨，先跨中后支座的顺序选择钢筋。 2、板的构造要求 板的一般构造要求可参见第三章。 板的支承长度应满足其受力钢筋在支座内锚固的 要求，且一般不小于板厚，当搁置在砖墙上时，不小 于120mm。 连续板受力钢筋的布置形式有弯起式和分离式两 种（图9.11）。弯起式配筋在支座附近将跨中钢筋按需 要弯起1/2（隔一弯一）但最多隔一弯二。其整体性好 ，且可节约钢筋、锚固可靠，有利于承受振动荷载， 但施工较复杂，目前工程上已较少采用。分离式配筋 整体性稍差，用钢量稍高，但构造简单、施工方便， 因此已成为建筑工程中主根采用的配筋方式。 为了保证锚固，当采用HPB235级钢筋作为板下 部受力钢筋时应采用半圆弯钩。简支板或连续板下 部纵向受力钢筋伸入支座的锚固长度不应小于，为 下部纵向受力钢筋的直径。当连续板内温度、收缩 应力较大时，伸入支座的锚固长度宜适当增加。支 座负弯矩钢筋向跨内的延伸长度应覆盖负弯矩图并 满足钢筋锚固的要求，并将末端做成直钩，以便施 工时搁在模板上。等跨或相邻跨差不大于20%的多 跨连续板可按图9.11所示方法确定切断位置。 在温度、收缩应力较大的现浇板区域内，钢筋间 距宜取为150200mm，并应在板的未配筋表面布置温 度收缩钢筋。板的上、下表面沿纵、横两个方向的配 筋率均不宜小于0.1% 。温度收缩钢筋可利用原有钢筋 贯通布置，也可另行设置构造钢筋网，并与原有钢筋 按受拉钢筋的要求搭接或在周边构件中锚固。 当现浇板的受力钢筋与梁平行时，应沿梁长度方 向配置间距不大于200mm且与梁垂直的上部构造钢筋 ，其直径不宜小于8mm，且单位长度内的总截面面积 不宜小于板中单位宽度内受力钢筋截面面积的三分之 一。该构造钢筋伸入板内的长度从梁边算起每边不宜 小于板计算跨度的四分之一（图9.12）。 现浇楼盖周边与混凝土梁或混凝土墙整体浇筑 的单向板或双向板，应在板边上部设置垂直于板边 的构造钢筋，其截面面积不宜小于板跨中相应方向 纵向钢筋截面面积的三分之一；该钢筋自梁边或墙 边伸入板内的长度，在单向板中不宜小于受力方向 板计算跨度的五分之一，在双向板中不宜小于板短 跨方向计算跨度的四分之一；在板角或墙的阳角突 出到板内且尺寸较大时，亦应沿柱边或墙阳角边布 置构造钢筋，该构造钢筋伸入板内的长度应从柱边 或墙边算起。上述上部构造钢筋应按受拉钢筋锚固 在梁内、墙内或柱内。 嵌固在砌体墙内的现浇混凝土板，其上部与板 边垂直的构造钢筋伸入板内的长度，从墙边算起不 宜小于板短边跨度的七分之一；在两边嵌固于墙内 的板角部分，应配置双向上部构造钢筋，该钢筋伸 入板内的长度从墙边算起不宜小于板短边跨度的四 分之一；沿板的受力方向配置的上部构造钢筋，其 截面面积不宜小于该方向跨中受力钢筋截面面积的 三分之一；沿非受力方向配置的上部构造钢筋，可 根据经验适当减少。 3、次梁的构造要求 次梁的钢筋组成及其布置可参考图9.13。次梁伸入墙 内的长度一般应不小于240mm。 当次梁相邻跨度相差不超过20%，且均布恒荷载与 活荷载设计值比 时，其纵向受力钢筋的弯 起和切断可按图9.14进行。否则应按弯矩包络图 确定 4、主梁的构造要求 主梁的钢筋组成及其布置可参考图9.15。主梁 伸入墙内的长度一般应不小于370mm。 主梁纵向受力钢筋的弯起和截断应根据弯矩包 络图进行布置。 主梁主要承受集中荷载，剪力图呈矩形。如果 在斜截面抗剪计算中，要利用弯起钢筋抵抗剪力， 则应考虑跨中有足够的钢筋可供弯起，以便使抗剪 承载力图完全覆盖剪力包络图。若跨中钢筋可供弯 起根数不够，则应在支座设置专门抗剪的鸭筋。 在次