钢筋混凝土梁板结构设计课件

1、第八章钢筋混凝土梁板结构设计本章主要内容 1. 1. 现浇钢筋混凝土单向板肋形楼盖的结构布置、现浇钢筋混凝土单向板肋形楼盖的结构布置、计算简图；计算简图；2. 2. 按弹性方法计算内力；按弹性方法计算内力；3. 3. 塑性内力重分及塑性铰的概念、按塑性方法塑性内力重分及塑性铰的概念、按塑性方法计算内力、塑性方法的适用范围；计算内力、塑性方法的适用范围； 4. 4. 单向板、次梁、主梁的计算要点及构造要单向板、次梁、主梁的计算要点及构造要求求; ; 5. 5. 现浇钢筋混凝土双向板肋形楼盖的受力特现浇钢筋混凝土双向板肋形楼盖的受力特点、按弹性方法计算内力及构造要求点、按弹性方法计算内力及构造要求

2、; ; 6. 6. 装配式楼盖的结构布置、构造要求装配式楼盖的结构布置、构造要求; ; 7. 7. 现浇钢筋混凝土梁式、板式楼梯的计算方现浇钢筋混凝土梁式、板式楼梯的计算方法与构造要求。法与构造要求。第一节概述n钢筋混凝土的梁板结构：梁和板组成的结构体系n结构形式：屋盖，楼盖、楼梯、雨篷、地下室的底板、贮液结构的顶盖和底板以及承受侧向水平力的矩形贮液结构的壁板和挡土墙等一梁板结构按施工方法分类n现浇整体式梁板结构n装配式梁板结构n装配整体式梁板结构现浇整体式梁板结构n优点：整体刚度好、抗震性能强、防水性好、结构布置方便n缺点：施工工作量大、模板消耗大、工期长、防冻防寒性差 2.2.装配式梁板结

3、构装配式梁板结构 常用现浇梁、预制板安装而成。常用于多层民用建筑常用现浇梁、预制板安装而成。常用于多层民用建筑楼（屋）盖，荷载不大的多层工业厂房楼盖。楼（屋）盖，荷载不大的多层工业厂房楼盖。 优点：便于工业化生产，施工速度较快、节约模板、优点：便于工业化生产，施工速度较快、节约模板、施工不受季节限制施工不受季节限制缺点：整体性、抗震性、防水性较差，用钢量多，不缺点：整体性、抗震性、防水性较差，用钢量多，不便在楼板上开洞。便在楼板上开洞。 3.装配整体式梁板结构n部分构件预制，在施工现场安装后，再通过后浇的混凝土叠合连成整体。（楼盖上整浇一层钢筋砼整浇层）n优点：整体性、抗震性均较装配式楼盖好。

4、n缺点：造价较装配式楼盖高。 二、钢筋混凝土梁板结构常用结构形式n、肋形梁板结构：板、梁和柱组成二、钢筋混凝土梁板结构常用结构形式n、无梁楼盖：将钢筋混凝土板直接支撑在有柱帽的中间支柱及周边墙壁上。二、钢筋混凝土梁板结构常用结构形式n、圆形平板：圆形贮液结构的顶盖和底板第二节现浇单向板肋梁板结构. 1 1 受力特点受力特点 肋形楼盖的板一般四边都有支承，板上的荷载通过双向肋形楼盖的板一般四边都有支承，板上的荷载通过双向受受弯传到支座上，由于板是一个整体，弯曲时板在任意一点处的弯传到支座上，由于板是一个整体，弯曲时板在任意一点处的挠度在两个的竖向平面方向是相等的，因此，在短跨内曲率较挠度在两个的

5、竖向平面方向是相等的，因此，在短跨内曲率较大，弯矩也较大，在长跨的竖向平面内都相反。大，弯矩也较大，在长跨的竖向平面内都相反。 n单向板：n双向板：n设计：12/2ll 12/2ll 121212/3:/2llllll 按单向板设计按双向板设计（按单向板设计，沿长边方向布置足够的构造钢筋）：按双向板设计2. 2. 单向板的受力特点单向板的受力特点单向板上的荷载主要沿短边方向传递，沿长边方向单向板上的荷载主要沿短边方向传递，沿长边方向 传递的荷载很少，受力钢筋沿短边方向布置，长边方向只传递的荷载很少，受力钢筋沿短边方向布置，长边方向只布置构造钢筋。布置构造钢筋。单向板肋形楼盖构造简单，施工方便，

6、是整体式楼盖单向板肋形楼盖构造简单，施工方便，是整体式楼盖结构中最常用的形式。因板、次梁和主梁为整体现浇，所结构中最常用的形式。因板、次梁和主梁为整体现浇，所以将板视为多跨超静定连续板，而将以将板视为多跨超静定连续板，而将梁视为多跨超静定梁梁视为多跨超静定梁。其。其荷载的传递路线是荷载的传递路线是：板板次梁次梁主梁主梁柱或墙柱或墙。可见。可见，板的支座为次梁板的支座为次梁，次梁的支座为主梁次梁的支座为主梁，主梁的支座为柱主梁的支座为柱或墙。或墙。 8.2 8.2 单向板肋形楼盖布置单向板肋形楼盖布置 1.1.楼盖结构布置楼盖结构布置 应满足房屋的正常使用要求，应考虑结构受力是否合理应满足房屋的

7、正常使用要求，应考虑结构受力是否合理, ,应降低造应降低造价的要求。价的要求。 1. 1.理解弹性理论计算法中的荷载计算、支座简化、跨理解弹性理论计算法中的荷载计算、支座简化、跨 数与计算跨度；数与计算跨度； 2.2.理解弯矩包罗图的概念；理解弯矩包罗图的概念； 3.3.掌握弹性理论计算法中的荷载的最不利组合、表格掌握弹性理论计算法中的荷载的最不利组合、表格 法计算内力。法计算内力。第八章第八章 钢筋混凝土楼（屋）盖钢筋混凝土楼（屋）盖 第第 二讲二讲教学目标：单向板肋形楼盖的弹性理论计算法单向板肋形楼盖的弹性理论计算法弹性理论计算法中荷载最不利组合的确定；弯弹性理论计算法中荷载最不利组合的确

8、定；弯矩及剪力包罗图的概念。矩及剪力包罗图的概念。重重 点点难难 点点2、钢筋混凝土连续梁、板内力计、钢筋混凝土连续梁、板内力计算算(1) (1) 弹性理论计算法弹性理论计算法1)1)计算简图计算简图计算简图应表示梁、板的支座情况，各跨跨数以及荷计算简图应表示梁、板的支座情况，各跨跨数以及荷载的形式，位置大小等。载的形式，位置大小等。单向板肋形梁板结构计算简图支座支座主梁在支座处没有竖向位移；梁，板支承在砖墙或砖柱主梁在支座处没有竖向位移；梁，板支承在砖墙或砖柱上时，可视为铰支座；当梁，板的支座与支承梁，柱整体连上时，可视为铰支座；当梁，板的支座与支承梁，柱整体连接时，为简化计算，仍可视为铰支

9、座，并忽略支座宽度的影接时，为简化计算，仍可视为铰支座，并忽略支座宽度的影响。板，次梁、主梁均可简化为支承在相应的支座上的多跨响。板，次梁、主梁均可简化为支承在相应的支座上的多跨连续梁。连续梁。跨数与计算跨度跨数与计算跨度跨数：当连续梁、板各跨跨度不等时，各跨计算跨度相跨数：当连续梁、板各跨跨度不等时，各跨计算跨度相差不超过差不超过10%10%，则可按等跨连续梁、板的内力系数表查取各，则可按等跨连续梁、板的内力系数表查取各截面的内力系数。截面的内力系数。 各跨荷载相同，跨数超过五跨的等跨等截面连续梁，除两各跨荷载相同，跨数超过五跨的等跨等截面连续梁，除两边第边第1 1、2 2跨外，所有中间各跨

10、的内力十分接近，为简化计算，跨外，所有中间各跨的内力十分接近，为简化计算，中间跨均以第三跨代表。中间跨均以第三跨代表。 对于超过五跨的多跨连续梁、板可按五跨计算内力，如下对于超过五跨的多跨连续梁、板可按五跨计算内力，如下 五跨及五跨以内的等跨连续梁内力系数可按规范采用。五跨及五跨以内的等跨连续梁内力系数可按规范采用。 荷载荷载 当楼面承受均布荷载时，取当楼面承受均布荷载时，取1m1m宽的板带作为板的计算单元，次梁宽的板带作为板的计算单元，次梁承受左右两边板上传来的均布荷载及次梁自重，主梁承受次梁传来的承受左右两边板上传来的均布荷载及次梁自重，主梁承受次梁传来的集中荷载及主梁自重（为便于计算，一

11、般将主梁自重折算为几个集中集中荷载及主梁自重（为便于计算，一般将主梁自重折算为几个集中荷载，分别加在次梁的集中荷载上）。荷载，分别加在次梁的集中荷载上）。 折算荷载折算荷载 在确定计算简图中，认为连续板在次梁处，次梁在主梁处均为铰在确定计算简图中，认为连续板在次梁处，次梁在主梁处均为铰支座，没有考虑次梁对板，主梁对次梁转动的弹性约束作用，使计算支座，没有考虑次梁对板，主梁对次梁转动的弹性约束作用，使计算结果与实际情况存在差异。结果与实际情况存在差异。 当板受荷发生弯曲转动时，将带动次梁产生扭转，次梁的当板受荷发生弯曲转动时，将带动次梁产生扭转，次梁的抗扭刚度则将部分地阻止板自由转动，这就与理想

12、的铰支座不同。抗扭刚度则将部分地阻止板自由转动，这就与理想的铰支座不同。此时板支座截面转角此时板支座截面转角 ，相当于降低了板跨中的弯距值，相当于降低了板跨中的弯距值，类似的情况也发生在次梁和主梁之间。类似的情况也发生在次梁和主梁之间。主梁主梁 ， gg qq 次梁次梁 ，4qggqq43折算荷载的取值：折算荷载的取值：板板 ，2qq2qgg计算中难以十分准确地考虑次梁对板及主梁对次梁的计算中难以十分准确地考虑次梁对板及主梁对次梁的这种约束影响，采用增大永久荷载和减小可变荷载的办法，这种约束影响，采用增大永久荷载和减小可变荷载的办法，以折算荷载代替实际荷载近似地考虑这一约束影响。以折算荷载代替

13、实际荷载近似地考虑这一约束影响。 主梁不进行荷载折减，如果支承主梁的柱刚度较大，应按框主梁不进行荷载折减，如果支承主梁的柱刚度较大，应按框架结构计算内力，如柱刚度较小，则柱对主梁的约束作用很小，架结构计算内力，如柱刚度较小，则柱对主梁的约束作用很小，可按铰支座考虑。可按铰支座考虑。 2 2）内力计算）内力计算 假定结构构件（梁、板）为理想的匀质弹性体，内力可按结假定结构构件（梁、板）为理想的匀质弹性体，内力可按结构力学方法分析，为简便计算，可直接查附录构力学方法分析，为简便计算，可直接查附录3 3跨中和支座的内跨中和支座的内力系数，按弹性计算法的结果是非常可靠的。力系数，按弹性计算法的结果是非

14、常可靠的。荷载的最不利组合荷载的最不利组合对于多跨连续梁，永久荷载必须每跨满布，可变荷载往往不对于多跨连续梁，永久荷载必须每跨满布，可变荷载往往不是满布于梁上时出现最大内力，因此需要研究可变荷载作用的位是满布于梁上时出现最大内力，因此需要研究可变荷载作用的位置对连续梁内力的影响。见下图。置对连续梁内力的影响。见下图。活荷载最不利位置的布置原则：活荷载最不利位置的布置原则： 如求某跨跨中截面最大正弯矩时，除应在该跨布如求某跨跨中截面最大正弯矩时，除应在该跨布置活荷载个，还应在其左，右每隔一跨布置活荷载。置活荷载个，还应在其左，右每隔一跨布置活荷载。 如求各中间支座最大负弯矩时，除应在该支座左如求

15、各中间支座最大负弯矩时，除应在该支座左右两跨布置活荷载外，还应每隔一跨布置活荷载。右两跨布置活荷载外，还应每隔一跨布置活荷载。内力包络图绘制内力包络图绘制内力包络图（包括弯矩包络图和剪力包络图）是指在恒荷内力包络图（包括弯矩包络图和剪力包络图）是指在恒荷载内力图上以相同比例叠画上各种最不利活荷载位置作用下的载内力图上以相同比例叠画上各种最不利活荷载位置作用下的内力图，在同一个图上的这些曲线的最外轮廓线所围成的内力内力图，在同一个图上的这些曲线的最外轮廓线所围成的内力图就是内力包络图。图就是内力包络图。绘制变矩包络图和剪力包络图的目的，在于能合理地确定绘制变矩包络图和剪力包络图的目的，在于能合理

16、地确定连续梁钢筋弯起和截断的位置，还可以检查构件截面强度是否连续梁钢筋弯起和截断的位置，还可以检查构件截面强度是否可靠，材料用量是否节省。可靠，材料用量是否节省。 剪力包络图的绘制剪力包络图的绘制第一步：确定荷载作用位置，恒荷载应满布于各跨，活荷载布置第一步：确定荷载作用位置，恒荷载应满布于各跨，活荷载布置只须考虑分别使该跨两端支座剪力为最大的两种情况。只须考虑分别使该跨两端支座剪力为最大的两种情况。第二步：分别求出上述两种荷载组合下的支座剪力值。第二步：分别求出上述两种荷载组合下的支座剪力值。第三步：绘出上述两种荷载组合下的剪力图，并按相同比例叠画第三步：绘出上述两种荷载组合下的剪力图，并按

17、相同比例叠画在同一个图上。在同一个图上。第四步：连接剪力图上的最外轮廓线，并加粗以示区分。第四步：连接剪力图上的最外轮廓线，并加粗以示区分。 1. 1. 掌握单向板及次梁的配筋计算要点；掌握单向板及次梁的配筋计算要点；2. 2. 掌握单向板及次梁的构造要求。掌握单向板及次梁的构造要求。构造要求构造要求教学目标：单向板及次梁的构造要求。单向板及次梁的构造要求。单向板及次梁的计算要点。单向板及次梁的计算要点。重重 点点难难 点点一般工业与民用建筑的整体式楼盖中的板和次梁，一般工业与民用建筑的整体式楼盖中的板和次梁，通常均采用塑性内力重分布方法计算内力，主梁仍采通常均采用塑性内力重分布方法计算内力，

18、主梁仍采用弹性理论方法计算。用弹性理论方法计算。 3、单向板肋形楼盖的计算和构造、单向板肋形楼盖的计算和构造(一一)单向板单向板1）计算要点）计算要点a、板的计算步骤：、板的计算步骤：计算单元、荷载计算、内力计计算单元、荷载计算、内力计 算、配筋计算。算、配筋计算。现浇钢筋混凝土肋形楼盖现浇钢筋混凝土肋形楼盖b.b.对于四周与梁整体相连的板对于四周与梁整体相连的板: :对于四周与梁整体相连的板，在荷载作用下跨中下部及支对于四周与梁整体相连的板，在荷载作用下跨中下部及支座上部将出现裂缝，使板的实际轴线呈拱形。座上部将出现裂缝，使板的实际轴线呈拱形。因支座不能自由移动，则使板在竖向荷载作用产生横向

19、推因支座不能自由移动，则使板在竖向荷载作用产生横向推力，此推力将使板的内力有所降低。因此，对于中间跨的跨中截力，此推力将使板的内力有所降低。因此，对于中间跨的跨中截面及中间支座，可按计算所得弯矩减少面及中间支座，可按计算所得弯矩减少20%20%。 c. 板一般均能满足斜截面抗剪承载力要求，设计时可不板一般均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验算。进行抗剪承载力验算。 d. 采用弯起式配筋方式，选配钢筋时，应使相邻跨和支采用弯起式配筋方式，选配钢筋时，应使相邻跨和支座钢筋的直径及间距相互协调。座钢筋的直径及间距相互协调。中间支座负钢筋上弯点距支座边缘为中间支座负钢筋上弯点距支座

20、边缘为6/0l，弯起数量为跨弯起数量为跨中钢筋的中钢筋的 1/31/2，如弯起钢筋尚不足以抵抗支座负弯距时，可如弯起钢筋尚不足以抵抗支座负弯距时，可另补充负钢筋。弯起钢筋角度一般为另补充负钢筋。弯起钢筋角度一般为30a，当等跨或跨度相差不超过当等跨或跨度相差不超过20%，时，按下列规定采用。时，按下列规定采用。，伸过支座边缘的距离伸过支座边缘的距离0 为避免支座处钢筋间距紊乱，通常跨中和支座的钢筋采用为避免支座处钢筋间距紊乱，通常跨中和支座的钢筋采用相同间距或成倍间距。相同间距或成倍间距。（1）板的配筋方式板的配筋方式弯起式配筋弯起式配筋）板的构造要求）板的构造要求2当当时，3nla时，当当4

21、nla /3q g /3q g （2 2）构造钢筋）构造钢筋 a a、分布钢筋、分布钢筋 板的配筋板的配筋（二）次梁（二）次梁 1）次梁的计算特点）次梁的计算特点 1. 次梁的计算步骤次梁的计算步骤 选择截面尺寸选择截面尺寸荷载计算荷载计算按塑性方法计算内力按塑性方法计算内力按正截按正截面承载力条件计算纵筋面承载力条件计算纵筋按斜截面承载力条件计算箍筋及弯起按斜截面承载力条件计算箍筋及弯起钢筋钢筋确定构造钢筋。确定构造钢筋。 2. 截面尺寸：满足此高跨比（截面尺寸：满足此高跨比（1/181/12）、宽高比）、宽高比（1/31/2）的的要求可不必验算挠度和裂缝宽度。要求可不必验算挠度和裂缝宽度。

22、 3. 次梁的荷载包括次梁的自重及由板传来的荷载，计算由板传次梁的荷载包括次梁的自重及由板传来的荷载，计算由板传来的荷载时，假定次梁两侧板跨上的荷载各有来的荷载时，假定次梁两侧板跨上的荷载各有1/2传给次梁。传给次梁。 4. 由于次梁与板整体浇筑，正截面计算时，对跨中按由于次梁与板整体浇筑，正截面计算时，对跨中按T形截面计形截面计算，对支座按矩形截面计算。算，对支座按矩形截面计算。返回 2）次梁的构造要求）次梁的构造要求 1. 1.掌握主梁的配筋计算方法；掌握主梁的配筋计算方法； 2.2.掌握主梁的构造要求。掌握主梁的构造要求。主梁主梁教学目标： 主梁的构造要求。主梁的构造要求。重重 点点难难

23、 点点 主梁的配筋计算。主梁的配筋计算。( (三）主梁三）主梁1 1）主梁的计算特点）主梁的计算特点a.a.主梁的计算步骤主梁的计算步骤选择截面尺寸选择截面尺寸荷载计算荷载计算按弹性理论计算内力按弹性理论计算内力 分别分别按正截面和斜截面承载力条件计算纵向钢筋、箍筋和弯起钢筋按正截面和斜截面承载力条件计算纵向钢筋、箍筋和弯起钢筋确定构造钢筋确定构造钢筋。 b. 主梁的截面尺寸：满足此高跨比（主梁的截面尺寸：满足此高跨比（1/151/10）和高宽比）和高宽比（1/31/2）要求一般不必作挠度和裂缝宽度验算。）要求一般不必作挠度和裂缝宽度验算。 现浇钢筋混凝土肋形楼盖现浇钢筋混凝土肋形楼盖 c、

24、主梁主要承受由次梁传来的集中荷载，为简化主梁主要承受由次梁传来的集中荷载，为简化计算，主梁的自重可折算为集中荷载，并假定与次梁的计算，主梁的自重可折算为集中荷载，并假定与次梁的荷载共同作用在次梁位置处（见图）。荷载共同作用在次梁位置处（见图）。e.e.主梁是房屋结构中的主要承重构件，对变形及裂缝的主梁是房屋结构中的主要承重构件，对变形及裂缝的要求较高，应按弹性理论方法计算，并根据内力包络图配筋。要求较高，应按弹性理论方法计算，并根据内力包络图配筋。正截面抗弯计算时，跨中按正截面抗弯计算时，跨中按T T形截面计算，支座按矩形截面计形截面计算，支座按矩形截面计算。算。f.f.由于支座处板、次梁和主梁的钢筋重叠交错，且主梁由于支座处板、次梁和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负筋位于次梁和板的负筋之下, ,主梁在支座处截面有效高度会主梁在支座处截面有效高度会减小，近似按