钢筋混凝土肋梁楼盖

1、会计学1钢筋混凝土肋梁楼盖钢筋混凝土肋梁楼盖第1页/共124页施工中的框架承重结构体系施工中的框架承重结构体系与墙体承重结构比较，施工中最大的不同是墙体最后完成。与墙体承重结构比较，施工中最大的不同是墙体最后完成。第2页/共124页施工中的框架承重结构体系施工中的框架承重结构体系与墙体承重结构比较，施工中最大的不同是墙体最后完成。与墙体承重结构比较，施工中最大的不同是墙体最后完成。第3页/共124页钢筋混凝土框架支承的多层工业厂房钢筋混凝土框架支承的多层工业厂房第4页/共124页第1章 梁板结构设计一、单向板肋形楼盖二、双向板肋形楼盖三、整体式无梁楼盖四、整体式楼梯和雨蓬的设计第5页/共124

2、页k 混凝土梁板结构主要是由板和梁组成的结混凝土梁板结构主要是由板和梁组成的结构体系，其支承结构可为柱或墙体。构体系，其支承结构可为柱或墙体。 广泛应用于工业与民用房屋楼盖、屋盖、广泛应用于工业与民用房屋楼盖、屋盖、楼梯及雨蓬。基础结构（肋梁式筏片基础、桥楼梯及雨蓬。基础结构（肋梁式筏片基础、桥梁结构及水工结构梁结构及水工结构 等）等）第6页/共124页k 单向板肋梁楼盖单向板肋梁楼盖双向板肋梁楼盖双向板肋梁楼盖井式楼盖井式楼盖无梁楼盖无梁楼盖现浇（整体式）现浇（整体式）、装配式及装配整体式！、装配式及装配整体式！第7页/共124页第8页/共124页第9页/共124页第10页/共124页第11

3、页/共124页第12页/共124页第13页/共124页第14页/共124页第15页/共124页q1=98.78% q2=1.22% （单向板） 单向板肋梁楼盖：由单向板组成的梁板结构双向板肋梁楼盖：由双向板组成的梁板结构第16页/共124页第17页/共124页k第18页/共124页k1、柱网及梁格应尽量规整、简单、统一、美观；、柱网及梁格应尽量规整、简单、统一、美观；2、梁、板划分尽可能等跨，便于设计与施工；、梁、板划分尽可能等跨，便于设计与施工；3、使用要求中的大型设备应直接由梁来支承，在大的、使用要求中的大型设备应直接由梁来支承，在大的孔洞边布置有梁，另外隔墙下也宜布置梁；孔洞边布置有梁，

4、另外隔墙下也宜布置梁；4、为了提高建筑物的侧向刚度，主梁宜沿建筑物的横、为了提高建筑物的侧向刚度，主梁宜沿建筑物的横向布置；向布置；5、在混合结构中，梁的支承点应避开门窗洞口。、在混合结构中，梁的支承点应避开门窗洞口。6、板板的经济跨度：的经济跨度：1.52.7m；次梁次梁：46m； 主梁主梁： 58m1、结构布置及梁板基本尺寸、结构布置及梁板基本尺寸第19页/共124页第20页/共124页第21页/共124页结构计算模型结构计算模型：计算跨度和跨数等、结构计算单元、支承条件；计算跨度和跨数等、结构计算单元、支承条件；荷载图式荷载图式：荷载计算单元、荷载形式、荷载位置等；荷载计算单元、荷载形式

5、、荷载位置等； 2、计算简图、计算简图第22页/共124页当等跨（或跨差当等跨（或跨差5时，可近似按时，可近似按5跨考虑；配筋计算时除两边跨外中间各跨配筋相同。跨考虑；配筋计算时除两边跨外中间各跨配筋相同。2、结构计算跨数结构计算跨数第23页/共124页3、结构计算跨度结构计算跨度第24页/共124页第25页/共124页第26页/共124页1 1、永久荷载和可变荷载（建筑结构荷载规范）、永久荷载和可变荷载（建筑结构荷载规范）永久荷载永久荷载：自重、地面及天棚抹灰、隔墙及永久性设备：自重、地面及天棚抹灰、隔墙及永久性设备可变荷载可变荷载：人群、货物以及雪荷载、屋面积灰荷载和施：人群、货物以及雪荷

6、载、屋面积灰荷载和施 工活荷载；一般折算成等效活荷载。工活荷载；一般折算成等效活荷载。建筑结构荷载规范建筑结构荷载规范 (GB50009-2001)可得到永久荷载可得到永久荷载与可变荷载标准值与可变荷载标准值第27页/共124页第28页/共124页第29页/共124页主梁：主梁：当主梁与柱的混凝土为整体浇注时，梁与柱组成当主梁与柱的混凝土为整体浇注时，梁与柱组成一个整体，其内力可按刚度计算，若梁的刚度比柱的刚一个整体，其内力可按刚度计算，若梁的刚度比柱的刚度大很多度大很多可将主梁视为铰支于柱上的连续梁可将主梁视为铰支于柱上的连续梁计算。承受主梁的自重及次梁传来的集中力。计算。承受主梁的自重及次

7、梁传来的集中力。第30页/共124页结构计算单元结构计算单元板：取板：取1m1m宽的矩形截面板带；宽的矩形截面板带；次梁：取相邻两次梁之间距离之距离，按次梁：取相邻两次梁之间距离之距离，按T形形截面截面；主梁：主梁：取如图所示的荷载面积，按取如图所示的荷载面积，按T形截面；形截面；问题：柱的负荷面积？问题：柱的负荷面积？第31页/共124页5、按弹性理论方法计算内力、按弹性理论方法计算内力第32页/共124页第33页/共124页（1）结构控制截面）结构控制截面等截面多跨连续梁、板的各支座截面及各跨的跨中截面等截面多跨连续梁、板的各支座截面及各跨的跨中截面（2）结构最不利荷载组合）结构最不利荷载

8、组合由于活荷载作用于结构上的位置是变化的，要获得结构由于活荷载作用于结构上的位置是变化的，要获得结构控制截面产生的最危险内力，必须研究结构的最不利荷控制截面产生的最危险内力，必须研究结构的最不利荷载组合。载组合。(2)、结构最不利荷载组合、结构最不利荷载组合第34页/共124页第35页/共124页第36页/共124页第37页/共124页（3）结论）结论A：欲求结构某跨跨内截面最大正弯矩时，除恒荷载作用：欲求结构某跨跨内截面最大正弯矩时，除恒荷载作用外，应在该跨布置活荷载，然后向两侧隔跨布置活载；外，应在该跨布置活荷载，然后向两侧隔跨布置活载；B：欲求结构某支座截面最大弯矩（剪力）时，除恒载外，

9、：欲求结构某支座截面最大弯矩（剪力）时，除恒载外，应在该支座相邻两跨布置活荷载，然后向两侧隔跨布置活应在该支座相邻两跨布置活荷载，然后向两侧隔跨布置活载；载；C：欲求结构边支座截面最大剪力时，除恒载外，其活荷：欲求结构边支座截面最大剪力时，除恒载外，其活荷载布置与求该跨跨内截面最大正弯矩时活荷载载布置与求该跨跨内截面最大正弯矩时活荷载 ，然后向，然后向两侧隔跨布置活载。两侧隔跨布置活载。第38页/共124页(3)、荷载调整荷载调整第39页/共124页第40页/共124页板板折算：折算： 永久荷载永久荷载 g/=g+1/2q 活载：活载：q/=1/2q次次梁折算：永久荷载梁折算：永久荷载 g/=

10、g+1/4q 活载：活载：q/=3/4q对连续主梁和支座均为砖墙（或砖柱）的连续板、对连续主梁和支座均为砖墙（或砖柱）的连续板、梁中，荷载不调整。梁中，荷载不调整。第41页/共124页内力包络图：内力包络图：在恒载的内力图上，叠加以按最不利在恒载的内力图上，叠加以按最不利活载布置得出的各截面的最不利内力的外包图。活载布置得出的各截面的最不利内力的外包图。材料图：材料图：结构各截面承载力值的连线，即结构的抵结构各截面承载力值的连线，即结构的抵抗内力图（包括：抵抗弯矩图和抵抗剪力图）抗内力图（包括：抵抗弯矩图和抵抗剪力图）材料图应大于内力包络图！材料图应大于内力包络图！(4)、内力包络图和材料图、

11、内力包络图和材料图第42页/共124页第43页/共124页(5)、支座弯矩和剪力设计值、支座弯矩和剪力设计值第44页/共124页对于以混凝土梁或柱为支座的多跨连续梁板结构对于以混凝土梁或柱为支座的多跨连续梁板结构20中边bVMM2)(中边bqgVV中边VV均布荷载均布荷载均布荷载集中荷载集中荷载V0：按简支梁计算的支座剪力：按简支梁计算的支座剪力第45页/共124页对于连续梁、板结构支座为墙体时对于连续梁、板结构支座为墙体时中边MM均布荷载均布荷载均布荷载集中荷载集中荷载V0：按简支梁计算的支座剪力：按简支梁计算的支座剪力2)(中边bqgVV中边VV第46页/共124页第47页/共124页20

12、)(lqgMmnvlqgV)(按塑性理论方法计算内力按塑性理论方法计算内力第48页/共124页第49页/共124页yu第50页/共124页第51页/共124页第52页/共124页第53页/共124页第54页/共124页弹性理论分析方法：结构的某一截面达到承载力极弹性理论分析方法：结构的某一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；限状态，则整个结构达到承载力极限状态；第55页/共124页按塑性理论分析方法：混凝土超静定结构出现一个按塑性理论分析方法：混凝土超静定结构出现一个塑性铰，超静定结构只减少一个多余联系，即减少塑性铰，超静定结构只减少一个多余联系，即减少一个超静定，但结构还能

13、继续承受荷载，只有结构一个超静定，但结构还能继续承受荷载，只有结构出现若干个塑性铰，使结构局部或整体成为几何可出现若干个塑性铰，使结构局部或整体成为几何可变体系时，结构才达到承载力极限状态。变体系时，结构才达到承载力极限状态。第56页/共124页第57页/共124页假设支座和跨中都配假设支座和跨中都配 As = 763mm2 (3根根18)第58页/共124页M1max=0.156P1 l=0.156P14=0.624P1MBmax=0.188P1 l=0.752P 1Mu=84 kN/m=0.752P1 P1=111.7kN若配若配 As=763mm2 (3根根18)， 则则 Mu=84kN

14、/m第59页/共124页M1max=0.156P1l=0.156111.744=69.7M1max=Mu -69.7=84.6-69.7=14.3 P=14.3kNM1max=1/4 P l=14.3P=P1 +P=111.7+14.3=126kN第60页/共124页M1max=0.156Pl=0.1561264=78.6MBmax=0.188Pl=0.1881264=94.8第61页/共124页第62页/共124页第63页/共124页弯矩调幅法：弯矩调幅法：在弹性计算方法的基础上，在弹性计算方法的基础上，通过对支座弯矩进行调整的一种方法。通过对支座弯矩进行调整的一种方法。第64页/共124页

15、塑性铰是弹塑性材料超静定结构实现塑性内力重分塑性铰是弹塑性材料超静定结构实现塑性内力重分布的关键。为保证塑性内力重分布的实现，一方面布的关键。为保证塑性内力重分布的实现，一方面要求塑性铰有足够的转动能力；另一方面要求塑性要求塑性铰有足够的转动能力；另一方面要求塑性铰的转动幅度又不宜过大。铰的转动幅度又不宜过大。研究表明：提高截面高度、减小截面相对受压区高研究表明：提高截面高度、减小截面相对受压区高度是提高塑性铰转动能力的最有效措施。度是提高塑性铰转动能力的最有效措施。第65页/共124页35. 0第66页/共124页02MMMMBA中第67页/共124页第68页/共124页2)(lqgMnlq

16、gV)(第69页/共124页直接承受动荷载作用的结构构件；直接承受动荷载作用的结构构件；裂缝控制等级为一级或二级的结构构件；裂缝控制等级为一级或二级的结构构件；处于重要部位而又要求有较大强度储备的结构构件。处于重要部位而又要求有较大强度储备的结构构件。上述应按弹性生理论的方法进行上述应按弹性生理论的方法进行!第70页/共124页第71页/共124页第72页/共124页第73页/共124页第74页/共124页第75页/共124页第76页/共124页第77页/共124页第78页/共124页第79页/共124页第80页/共124页123hbssvyvsbyAmfAfFsin2第81页/共124页第8

17、2页/共124页 双向板的受力特征及试验结果 双向板按弹性理论方法的计算 双向板按塑性理论方法的计算 双向板截面设计及构造要点 双向板支承梁计算第83页/共124页k 图图1.3.2图图1.3.3 腾腾15-3第84页/共124页第85页/共124页k 图图1.3.2图图1.3.3 腾腾15-3第86页/共124页第87页/共124页第88页/共124页第89页/共124页k 一、单区格双向板的内力计算一、单区格双向板的内力计算第90页/共124页k2)(xlqgM 表中系数 （1 1）、按表所得到的跨内和支座弯矩系数）、按表所得到的跨内和支座弯矩系数 （2）、考虑横向变形时的跨内弯矩、考虑横

18、向变形时的跨内弯矩ycxxMvMM)(xcyyMvMM)(为泊松比cv第91页/共124页k二、多区格等跨连续双向板的内力二、多区格等跨连续双向板的内力控制截面：取各支座和跨内截面，按最不利组控制截面：取各支座和跨内截面，按最不利组合求控制截面的内力合求控制截面的内力第92页/共124页k1、跨中最大弯矩、跨中最大弯矩2/qgg2/qq第93页/共124页在对称荷载作用下，各区格板均作用有荷载在对称荷载作用下，各区格板均作用有荷载g，故板，故板在中间支座处的转角很小，可近似地假定板在所有中在中间支座处的转角很小，可近似地假定板在所有中间支座处为固定支座；间支座处为固定支座； 如边支座为简支，则

19、边区格为如边支座为简支，则边区格为三边固定、一边简支支承情况。角区格为两邻边固定，三边固定、一边简支支承情况。角区格为两邻边固定，两邻边简支支承情况。两邻边简支支承情况。在反对称情况在反对称情况q作用下，板在中间座处的转角方向一作用下，板在中间座处的转角方向一致、大小相等，接近于简支的转角，可近似地假定板致、大小相等，接近于简支的转角，可近似地假定板在中间支座处为简支，即每个区格均可按四边简支支在中间支座处为简支，即每个区格均可按四边简支支承情况。承情况。第94页/共124页k2、支座最大弯矩、支座最大弯矩近似假定楼盖上所有区格均满布活载（近似假定楼盖上所有区格均满布活载（g+p）时得出的）时

20、得出的支座弯矩，即为支座的最大弯矩，所有中间支座均可支座弯矩，即为支座的最大弯矩，所有中间支座均可视为固定支座，边支座按实际情况考虑。视为固定支座，边支座按实际情况考虑。第95页/共124页若对于某些相邻区格板，当单区格板跨度或边界条件不若对于某些相邻区格板，当单区格板跨度或边界条件不同时（跨度着相差小于同时（跨度着相差小于20%），两区格板之间的支座截），两区格板之间的支座截面最大负弯矩值（绝对值）可能不相等，一般可取其平面最大负弯矩值（绝对值）可能不相等，一般可取其平均值作为该支座截面的负弯矩设计值。（均值作为该支座截面的负弯矩设计值。（腾，腾，公共支座公共支座的支座弯矩可偏安全地取相邻两

21、区格板得出的支座弯矩的支座弯矩可偏安全地取相邻两区格板得出的支座弯矩较大值。）较大值。）第96页/共124页k1.3.2 双向板按塑性理论方法的计算双向板按塑性理论方法的计算计算方法：计算方法：机动法、机动法、极限平衡法极限平衡法及条带法及条带法第97页/共124页基本假设基本假设1、板在即将破坏时，最大弯矩处形成、板在即将破坏时，最大弯矩处形成“塑性铰线塑性铰线”，将板分割成若干板块，成为机动可变体系，塑性铰线上将板分割成若干板块，成为机动可变体系，塑性铰线上截面均已屈服，弯矩不再增加，但转角可继续增大；截面均已屈服，弯矩不再增加，但转角可继续增大；2、分布荷载作用下，塑性铰线为直线。塑性铰

22、线与板、分布荷载作用下，塑性铰线为直线。塑性铰线与板的形状、尺寸、边界条件、荷载形式、配筋数量等有关的形状、尺寸、边界条件、荷载形式、配筋数量等有关。通常。通常第98页/共124页3、塑性铰之间的板块处于弹性阶段，变形很小，相对、塑性铰之间的板块处于弹性阶段，变形很小，相对于塑性铰处的变形来说可忽略不计。故在均布荷载作用于塑性铰处的变形来说可忽略不计。故在均布荷载作用下，可视各板块为下，可视各板块为平面刚体，变形平面刚体，变形集中于塑性铰线处，集中于塑性铰线处，因此两相邻板块之间的塑性铰线必定为直线；当板发生因此两相邻板块之间的塑性铰线必定为直线；当板发生竖向位移时，各平面板块皆绕塑性铰线转动

23、；竖向位移时，各平面板块皆绕塑性铰线转动；4、只要两个方向的配筋合理，则所有通过塑性铰线上、只要两个方向的配筋合理，则所有通过塑性铰线上的钢筋都达到屈服，混凝土达到抗压强度。的钢筋都达到屈服，混凝土达到抗压强度。第99页/共124页第100页/共124页xsysxxhfAm0ysysyyhfAm0ysysyysysyyyhfAhfAmm00 xsxsxysxsxxxhfAhfAmm00 第101页/共124页 如令如令m代表板单位宽度的极限弯矩，则yxymlM xyxmlM xyxmlMxyxmlM yxymlMyxymlM 第102页/共124页xmym第103页/共124页xmymP第10

24、4页/共124页yyyxxxMMMMMM 22)3(122xyxllpl第105页/共124页 如令如令m代表板单位宽度的极限弯矩，则yxymlM xyxmlM xyxmlMxyxmlM yxymlMyxymlM 第106页/共124页221nllmmyxxy5 . 25 . 1 yyyyxxxxmmmmmmmm 从经济和构造要求考虑做如下考虑从经济和构造要求考虑做如下考虑xyxyllnmm第107页/共124页xxxyxmnlmlMxxyxymlmlMxxxyxmlnmlMxxyxymlmlM xxxyxmlnmlM xxyxymlmlM 四边固定双向板总弯矩极限平衡方程四边固定双向板总弯矩

25、极限平衡方程第108页/共124页yyyxxxMMMMMM 22)3(122xyxllpl 问题：问题： 四边简支板在均布荷载作用下双向板总四边简支板在均布荷载作用下双向板总弯矩极限平衡方程？弯矩极限平衡方程？第109页/共124页1 1、截面设计要点、截面设计要点（1 1）双向板厚度）双向板厚度 h=(1/401/50)l l为双向板的短向跨度，且应满足为双向板的短向跨度，且应满足80mm9.3.4 双向板截面设计及构造要点双向板截面设计及构造要点第110页/共124页（2 2）板的截面有效高度）板的截面有效高度短向钢筋应放在长向钢筋的外侧，截面有效高度短向钢筋应放在长向钢筋的外侧，截面有效高度短边方向：短边方向：h0=h-20长边方向：长边方向：h0=h-30求双向板截面配筋时，内