(混凝土结构)Chapter 1-3单向板梁板结构

1、( (混凝土结构混凝土结构)Chapter )Chapter 1-31-3单向板梁板结构单向板梁板结构嘉绍大桥嘉绍大桥6 6月底建成通车月底建成通车 绍兴去上海只需绍兴去上海只需2 2小时小时http:/ 1 1 章章第第1 1章章梁板结构设计梁板结构设计 结构布置及梁板基本尺寸确定结构布置及梁板基本尺寸确定 结构的计算简图结构的计算简图 结构的荷载及计算单元结构的荷载及计算单元 活荷载最不利布置活荷载最不利布置 连续梁、板结构按弹性理论的分析方法连续梁、板结构按弹性理论的分析方法 连续梁、板结构按塑性理论的分析方法连续梁、板结构按塑性理论的分析方法 连续梁、板结构设计要求连续梁、板结构设计要

2、求 连续梁、板配筋方案及构造要求连续梁、板配筋方案及构造要求混凝土结构设计混凝土结构设计第第 1 1 章章单向板梁板结构单向板梁板结构2 结构塑性铰结构塑性铰 结构承载力极限状态结构承载力极限状态 结构塑性内力重分布结构塑性内力重分布 结构塑性内力重分布的限制条件结构塑性内力重分布的限制条件 结构按塑性内力重分布的一般分析方法结构按塑性内力重分布的一般分析方法 等跨连续梁、板在均布荷载作用下的内力计算等跨连续梁、板在均布荷载作用下的内力计算混凝土结构设计混凝土结构设计第第 1 1 章章单向板梁板结构单向板梁板结构2混凝土结构设计混凝土结构设计第第 1 1 章章单向板梁板结构单向板梁板结构2 适

3、筋梁正截面受弯的三适筋梁正截面受弯的三个受力阶段个受力阶段v 未裂阶段未裂阶段v 带裂缝工作阶段带裂缝工作阶段v 破坏阶段破坏阶段混凝土结构设计混凝土结构设计第第 1 1 章章单向板梁板结构单向板梁板结构2 破坏阶段受力分析破坏阶段受力分析v 钢筋应力保持不变；钢筋应力保持不变；v 裂缝显著开展，中和轴迅裂缝显著开展，中和轴迅速上移，受压区高度减少速上移，受压区高度减少较大，混凝土压应力和压较大，混凝土压应力和压应变迅速增大；应变迅速增大；v 钢筋拉力与混凝土压力的钢筋拉力与混凝土压力的力臂有所增大，截面弯矩力臂有所增大，截面弯矩略有增加，钢筋应变急剧略有增加，钢筋应变急剧增大。增大。v 受压

4、边缘混凝土的压应变受压边缘混凝土的压应变达到极限压应变，承载力达到极限压应变，承载力将有所降低，直至压区混将有所降低，直至压区混凝土压酥。凝土压酥。塑性铰塑性铰钢筋屈服后至受压区边缘钢筋屈服后至受压区边缘混凝土达到极限压应变前混凝土达到极限压应变前，截面在外弯矩增加很小，截面在外弯矩增加很小的情况下产生很大转动，的情况下产生很大转动，表现得犹如一个能够转动表现得犹如一个能够转动的铰，称为的铰，称为“塑性铰塑性铰” ” 。混凝土结构设计混凝土结构设计第第 1 1 章章单向板梁板结构单向板梁板结构2P 塑性铰塑性铰v 理想铰不能承受任何弯理想铰不能承受任何弯矩，而塑性铰能承受一矩，而塑性铰能承受一

5、定数值的弯矩。定数值的弯矩。v 理想铰可以自由转动，理想铰可以自由转动，而塑性铰却是单向转动而塑性铰却是单向转动，只能沿弯矩作用方向，只能沿弯矩作用方向作有限转动。作有限转动。v 拉铰拉铰/ /钢筋铰：受拉钢筋钢筋铰：受拉钢筋屈服。屈服。v 压铰压铰/ /混凝土铰：受拉钢混凝土铰：受拉钢筋不屈服。筋不屈服。混凝土结构设计混凝土结构设计第第 1 1 章章单向板梁板结构单向板梁板结构2P 弹性理论弹性理论当结构的某一个截面达到承载力极限状态，则整个结构当结构的某一个截面达到承载力极限状态，则整个结构达到承载力极限状态。达到承载力极限状态。 塑性理论塑性理论超静定结构出现一个塑性铰，只减少一个多余约

6、束，结超静定结构出现一个塑性铰，只减少一个多余约束，结构还能继续承受荷载。只有当结构出现若干个塑性铰，构还能继续承受荷载。只有当结构出现若干个塑性铰，使结构局部或整体成为几何可变体系时，结构才达到承使结构局部或整体成为几何可变体系时，结构才达到承载力极限状态。载力极限状态。混凝土结构设计混凝土结构设计第第 1 1 章章单向板梁板结构单向板梁板结构2混凝土结构设计混凝土结构设计第第 1 1 章章单向板梁板结构单向板梁板结构2l0l01F11F1l0/2 l0/2ABAMBuM1M1F2l0/4F2l0/4F2F2AABF1+F2AABF1+F2MBuM1u=M1+F2l0/4+= 内力重分布内力

7、重分布v出现塑性铰前，随着出现塑性铰前，随着F的变化，的变化，MB /M1=常量常量v出现塑性铰后，随着出现塑性铰后，随着F的变化，的变化，MB /M1不断变化，内不断变化，内力在支座和跨中之间不断重新分配力在支座和跨中之间不断重新分配 承载力承载力v弹性理论分析方法：弹性理论分析方法：Fu=F1v塑性理论分析方法：塑性理论分析方法：Fu=F1+F2v在同样的外荷载下，按内力重分布法可降低支座处在同样的外荷载下，按内力重分布法可降低支座处的内力进行设计的内力进行设计混凝土结构设计混凝土结构设计第第 1 1 章章单向板梁板结构单向板梁板结构2弯矩调幅法弯矩调幅法减小弯矩最大截面的弯矩减小弯矩最大

8、截面的弯矩增大弯矩较小截面的弯矩增大弯矩较小截面的弯矩混凝土结构设计混凝土结构设计第第 1 1 章章单向板梁板结构单向板梁板结构2混凝土结构设计混凝土结构设计第第 1 1 章章单向板梁板结构单向板梁板结构2混凝土结构设计混凝土结构设计第第 1 1 章章单向板梁板结构单向板梁板结构2混凝土结构设计混凝土结构设计第第 1 1 章章单向板梁板结构单向板梁板结构2 弯矩调整幅度弯矩调整幅度v 一般地，一般地，20%20%v 可变荷载和永久荷载之比小于可变荷载和永久荷载之比小于1/31/3时，时， 15%15%混凝土结构设计混凝土结构设计第第 1 1 章章单向板梁板结构单向板梁板结构2%25%10018

9、8. 0141. 0188. 0FlFlFlMMMBBBB%15%100156. 01795. 0156. 01111FlFlFlMMM混凝土结构设计混凝土结构设计第第 1 1 章章单向板梁板结构单向板梁板结构2FFFllFMMBuB33. 1141. 0188. 0FFFllFMMu87. 01795. 0156. 011FllF141. 0188. 0FF43混凝土结构设计混凝土结构设计第第 1 1 章章单向板梁板结构单向板梁板结构2 考虑塑性内力重分布的意义考虑塑性内力重分布的意义v使结构在破坏时有较多的截面达到其承载力，充分使结构在破坏时有较多的截面达到其承载力，充分发挥结构的潜力，有

10、效地节约材料发挥结构的潜力，有效地节约材料v合理调整钢筋布置，克服支座钢筋拥挤现象，简化合理调整钢筋布置，克服支座钢筋拥挤现象，简化配筋构造，方便混凝土浇捣，提高施工效率和质量配筋构造，方便混凝土浇捣，提高施工效率和质量v在一定条件和范围内可人为控制结构中的弯矩分布在一定条件和范围内可人为控制结构中的弯矩分布v能更正确地评估结构的承载力和使用阶段的变形、能更正确地评估结构的承载力和使用阶段的变形、裂缝裂缝混凝土结构设计混凝土结构设计第第 1 1 章章单向板梁板结构单向板梁板结构2 塑性铰的转动能力塑性铰的转动能力主要取决于纵向钢筋的配筋率、品种和混凝土的极限压主要取决于纵向钢筋的配筋率、品种和

11、混凝土的极限压应变。应变。 斜截面承载能力斜截面承载能力在破坏形成机构以前，不能发生因斜截面承载力不足而在破坏形成机构以前，不能发生因斜截面承载力不足而引起的破坏，这将阻碍内力重分布继续进行。引起的破坏，这将阻碍内力重分布继续进行。 正常使用条件正常使用条件塑性铰转动过大，导致裂缝和挠度过大，不能满足正常塑性铰转动过大，导致裂缝和挠度过大，不能满足正常使用。使用。混凝土结构设计混凝土结构设计第第 1 1 章章单向板梁板结构单向板梁板结构2 不宜采用不宜采用v 在使用阶段不允许出现裂缝，对裂缝开展有较严格限制在使用阶段不允许出现裂缝，对裂缝开展有较严格限制的结构，如水池池壁等。的结构，如水池池壁

12、等。v 直接承受动力和重复荷载的结构直接承受动力和重复荷载的结构v 预应力结构和二次受力叠合结构预应力结构和二次受力叠合结构v 要求有较高承载力储备的结构要求有较高承载力储备的结构混凝土结构设计混凝土结构设计第第 1 1 章章单向板梁板结构单向板梁板结构2 按弹性理论分析方法，求按弹性理论分析方法，求MB,max 确定确定B支座截面弯矩调幅系数，得到支座截面弯矩调幅系数，得到MB = (1-) MB,max 第一跨梁成为静定梁，受均布荷载第一跨梁成为静定梁，受均布荷载(g+q)与与B支座截面支座截面弯矩弯矩MB共同作用，求跨内最大正弯矩共同作用，求跨内最大正弯矩M1 按弹性理论分析方法，求按弹

13、性理论分析方法，求M1,max 按弹性和塑性理论计算跨内弯矩较大者作为调幅弯矩值按弹性和塑性理论计算跨内弯矩较大者作为调幅弯矩值 第二跨梁，第二跨梁，混凝土结构设计混凝土结构设计第第 1 1 章章单向板梁板结构单向板梁板结构2 等跨连续梁等跨连续梁 等跨连续板等跨连续板混凝土结构设计混凝土结构设计第第 1 1 章章单向板梁板结构单向板梁板结构22mb0()Mgq l vbn()Vgq l 2mp0()Mgq l 混凝土结构设计混凝土结构设计第第 1 1 章章单向板梁板结构单向板梁板结构2支承情况支承情况 截面位置截面位置 端端支座支座边跨边跨跨中跨中 距端第距端第二支座二支座 距端第二距端第二

14、跨跨中跨跨中 中间中间支座支座 中间跨中间跨跨中跨中 A B C 梁、板搁置梁、板搁置在墙上在墙上 0 1/11 2跨跨连续：连续：-1/103跨以上跨以上连续：连续：-1/11 1/16 -1/14 1/16 板板与梁整与梁整浇连接浇连接 -1/16 1/14 梁梁-1/24 梁与柱整浇梁与柱整浇连接连接 -1/16 1/14 混凝土结构设计混凝土结构设计第第 1 1 章章单向板梁板结构单向板梁板结构2支承情况支承情况 截面位置截面位置 端支座内端支座内侧侧Ain 距端第二支座距端第二支座 中间支座中间支座 外侧外侧Bex 内侧内侧Bin 外侧外侧Cex内侧内侧Cin 搁置搁置在墙上在墙上

15、0.45 0.60 0.550.550.55与梁或柱与梁或柱整浇连接整浇连接 0.50 0.55 可变荷载与永久荷载比值等于可变荷载与永久荷载比值等于3 3 弯矩调幅系数约弯矩调幅系数约20%20% 可变荷载与永久荷载比值可变荷载与永久荷载比值1/351/35，结构跨数大于或小于，结构跨数大于或小于5 5跨，各跨跨度相对差值小于跨，各跨跨度相对差值小于10%10%混凝土结构设计混凝土结构设计第第 1 1 章章单向板梁板结构单向板梁板结构2 支座处控制截面与内力值的确定支座处控制截面与内力值的确定 板的内拱作用板的内拱作用 板的承载力计算板的承载力计算 梁的承载力计算梁的承载力计算混凝土结构设计

16、混凝土结构设计第第 1 1 章章单向板梁板结构单向板梁板结构202b-VMM中边混凝土结构设计混凝土结构设计第第 1 1 章章单向板梁板结构单向板梁板结构2中边MMqgVV2b-中边中边VV计算弯矩取减少计算弯矩取减少2020混凝土结构设计混凝土结构设计第第 1 1 章章单向板梁板结构单向板梁板结构2M/MuV/Vu一般不必进行受剪承载力计算一般不必进行受剪承载力计算混凝土结构设计混凝土结构设计第第 1 1 章章单向板梁板结构单向板梁板结构2 截面形式截面形式v跨内截面：跨内截面：T T形截面形截面v支座截面：矩形截面，不考虑受拉区翼缘参与工作支座截面：矩形截面，不考虑受拉区翼缘参与工作 梁的有效高度梁的有效高度混凝土结构设计混凝土结构设计第第 1 1 章章单向板梁板结构单向板梁板结构2混凝土结构设计规范混凝土结构设计规范GB50010-2010混凝土结构设计混凝土结构设计第第 1 1 章章单向板梁板结构单向板梁板结构2 板的构造要求板的构造要求 梁的构造要求梁的构造要求混凝土结构设计混凝土结构设计第第 1 1 章章单向板梁板结构单向板梁板结构2 垂直于主梁板面的构造钢筋垂直于主梁板面的构造钢筋v 承受负弯矩承受负弯矩v 主梁腹板与翼缘共同工作主梁腹板与翼缘共同工作 嵌入墙体板面的构造钢筋嵌入墙体板面的构造钢筋v 承受