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文档简介
1、关于混凝土第一张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月绪论 结构的定义广义定义:房屋建筑和土木工程的建筑物、构筑物及其相关组成部分的实体。狭义定义:工程实体的承重骨架。具体关系:结构和荷载的相互转化。结构的种类:钢筋混凝土结构、砌体结构、钢结构、木结构等。第二张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月结构的分类1.水平承重结构:水平布置,主要承受水平荷载。2.竖向承重结构:竖向布置,主要承受水平承重结构传来荷载的集合。3.底部承重结构:水平布置,主要承受竖向承重结构传来荷载的集合。*注意:水平承重结构, 竖向承重结构, 底部承重结构是一个整体,它们相互作用、相互影响,构件可能有交叉,影响
2、可能反向作用。第三张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月结构的选型和布置原则结构选型的基本原则:1).满足使用要求;2).受力性能好;3).施工简便;4).经济合理。第四张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月结构的选型和布置原则结构布置原则:1).在满足使用要求的条件下,沿结构的平面和竖向应尽可能地简单、规则、均匀、对称,避免发生突变;2).荷载传递路线明确,结构计算简图简单并易于确定;3).结构的整体性好,受力可靠;4).施工简便;5).经济合理。第五张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月混凝土结构的分析方法:基本原则:按照国家规范、规定执行;确定最不利状况;计算模式和计算
3、图形符合实际;采用合理的计算方法;不轻信计算机计算结果。附:现中国主要采用的计算机结构计算软件:PKPM系列、TBSA系列、SAP系列第六张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月混凝土结构的分析方法:各种分析方法:线弹性分析方法:考虑塑性内力重分布的分析方法:塑性极限分析方法:非线性分析方法:实验分析方法:第七张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月第一章 梁板结构【教学要求】1、熟练掌握整体式单向梁板结构的内力按弹性及考虑塑性内力重分布的计算方法和构造要求; 2、熟练掌握整体式双向梁板结构的内力弹性计算方法和构造要求;3、掌握整体式楼梯和雨篷的设计方法;4、掌握预制板的布置与连接方法
4、和内力计算要点;5、熟悉折算荷载、塑性铰、内力重分布、弯矩调幅等概念;6、了解无梁楼盖的设计方法和构造要求。【难点】 1、内力重分布概念的建立和应用; 2、板上最不利荷载布置。第八张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月有关的概念 1、梁板结构:简单地说,梁板结构指由梁和板共同组成的受力体系(骨架),广泛应用于屋盖、楼盖、楼梯和雨篷等处。2、屋盖:建筑上也叫屋顶,通常由防水层、(找坡层)、保温层、(找平层)和结构层组成,在结构概念上特指结构层。3、楼盖:建筑上也叫楼层,通常由面层、(找平层)、结构层、顶棚共同组成,在结构概念上特指结构层。4、小结:楼盖和屋盖在建筑概念上有所不同,而在结构概
5、念上基本相同,因此可以通称为楼(屋)盖体系。第九张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月楼(屋)盖的主要作用:1、承受楼面上的竖向荷载并传到竖向结构上;2、将水平荷载传递或分配到竖向结构;3、作为竖向结构的水平联系构件或支撑点。对楼盖的结构设计要求:1、强度:足以抵抗荷载作用下产生的内力。2、刚度:足以抵抗在荷载作用下产生的竖向和水平变形。3、连接可靠:通过构造要求和梁柱节点设计来予以保证。 第十张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月楼盖结构的分类:(一)、按施工方法分:可分为:现浇钢筋混凝土楼盖、预制装配式钢筋混凝土楼盖和装配整体式楼盖。而现浇钢筋混凝土楼盖按支承受力条件不同可分为
6、:肋形楼盖(单向和双向)、井字楼盖、密肋楼盖和无梁楼盖四类。(二)、按预应力施加情况分:可以分为:钢筋混凝土楼盖和预应力钢筋混凝土楼盖。第十一张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月梁板结构形式按结构形式:单向板肋梁楼盖 双向板肋梁楼盖第十二张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月第十三张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月如图所示,在承受均布荷载的四边支承板跨中截出两个相互垂直的宽度为1m的板带。假设不考虑平行板带间的相互影响,则各板带根据跨中变形协调条件进行分配: 由上式可见,由于板带支承条件和板厚相同,则;两个方向分配的荷载仅与其跨度比有关或与其线刚度比有关。第十四张,PP
7、T共一百六十页,创作于2022年6月 这种分析方法应用的前提条件:1)弹性薄板2)全截面内按照最大位置计算量配筋第十五张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月规范规定:l2/l1=3时,按单向板设计; l2/l1 2时,按双向板设计;2 l2/l1 150mm时,不宜大于1.5h,且不宜大于250mm。3、弯起与截断: 跨中承受正弯矩的钢筋不宜截断和弯起,支座承受负弯矩的钢筋可以在距支座边缘不小于a处截断。当q/g3时,a=l0/4, 当q/g3时,a=l0/3。4、钢筋的锚固: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5d,d为下部纵向受力钢筋的直径。配筋构造第六十五张,P
8、PT共一百六十页,创作于2022年6月B、构造钢筋 1、分布钢筋:作用:绑扎固定受力钢筋;承受板中的温度应力和混凝土收缩应力;将作用于板上的集中或局部荷载分散给更多的受力钢筋承受。布置:在垂直于受力钢筋的方向,单位长度上分布钢筋的截面面积不宜小于受力钢筋截面面积的15,且不宜小于该方向板截面面积的0.15,间距不宜大于250mm,直径不宜小于6mm,对集中荷载较大的,其间距不宜大于200mm。2、附加钢筋:(1)钢筋混凝土现浇板应沿支承周边配置上部构造钢筋,其间距不宜大于200mm,直径不宜小于8mm,并符合下列规定:第六十六张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月1)、周边现浇的板:在板
9、边上部设置垂直板边的构造钢筋,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1/3,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短方向计算跨度的1/5, 在双向板中不宜小于短方向计算跨度的1/4;在板角处该钢筋应沿两个垂直方向布置或按放射状布置。上述构造钢筋应按受拉钢筋锚固在梁内或墙内和柱内。2)、嵌固在砌体墙内的板: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方向跨度的1/7;在梁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方向跨度的1/4;沿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
10、积的1/3,沿非受力方向配置的上部构造钢筋可以适当较少。第六十七张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月(2)、现浇板的受力筋与梁平行时,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单位宽度内受力钢筋截面面积的1/3。该钢筋伸入板内的长度,从梁边算起不宜小于板计算跨度的1/4。C、板的支承长度:1、板的支承长度应满足受力钢筋在支座内的锚固长度;2、现浇板搁置在砖墙上的支承长度一般不小于板厚,且不小于120mm;在钢筋混凝土梁上的支承长度不小于80mm。 第六十八张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月注意:负钢筋
11、直径一般不宜太细,施工时设置马凳筋(铁码)支撑板内正、负钢筋间距宜相同而直径不同,直径不宜多于两种 实际面积和计算面积相差一般不超过5 注:实际设计中一般要求实际面积大于计算面积 连续板配筋方式 弯起式 分离式 a、弯起式配筋的受力钢筋有弯起钢筋和正、负钢筋三种。弯起钢筋可按跨中正钢筋的直径和间距,在支座附近弯起(数量为1/31/2),弯起钢筋不足,可再另加直的负钢筋。弯起式配筋锚固较好,节约钢材,施工较复杂,应用少 第六十九张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月弯起式第七十张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月b、分离式配筋 钢筋的锚固稍差,耗钢量略高,但设计和施工都比较简便,是
12、工程中常用的配筋方式。当板厚超过120mm且承受的动荷载较大时,不宜采用分离式配筋。连续单向板内受力钢筋的弯起和截断如图所示。a:q/g3时,a1/4ln;当q/g 3时,a1/3ln。ln为板的净跨。相邻跨度之差超过20、或各跨荷载相差很大时,钢筋的弯起和截断应按其弯矩包络图确定。第七十一张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月分离式第七十二张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月板的配筋第七十三张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月次梁的强度(配筋)计算 (一)次梁的强度计算:1、截面尺寸(1)、截面高度h从刚度条件出发,根据工程经验,简支梁、连续梁和悬臂梁的截面高度可按表1
13、-3采用。(2)、截面宽度b梁的宽度一般根据梁的高度来确定:对于矩形截面梁,取b=(1/21/2.5)h对于T形截面梁,取b=(1/2.51/3.0)h (3)、常用尺寸为便于施工,并有利于模板的定型化,梁的截面尺寸应按统一规格采用,一般取为:梁高h=150、180、200、240、250mm,大于250mm时按50mm进级。梁宽b=120、150、180、200、220、250mm,大于250mm时按50mm进级,大于800mm时按100mm进级。第七十四张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月不需作挠度计算的梁的最小截面高度 表1-3第七十五张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月
14、次梁的强度(配筋)计算2、次梁的计算简图:连续梁3、次梁的内力计算(按塑性内力重分布法)(1)、单向板向次梁的荷载传递:短边受力、长边为零。(2)、弯矩计算同板(3)、剪力计算按表1.4进行 4、次梁的配筋计算:应该进行正截面和斜截面两个承载力强度验算,可根据实际情况按矩形或T形截面进行。配筋的一般规定(略)构造要求(略)第七十六张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月主梁的强度计算与构造要求 (一)强度计算:1、截面尺寸的确定:(略)2、主梁的计算简图:(1)、支座:根据实际情况进行简化(墙支为简支、柱支为固定);(2)、荷载:主梁的自重(假设以集中荷载作用在次梁所在位置)、次梁传来的集
15、中荷载、主梁直接承受的其他荷载。3、主梁的内力计算(按弹性理论计算)(1)、弯矩计算(恒载、活荷载作用位置变化)(2)、剪力计算(恒载、活荷载作用位置变化)(3)、作弯矩、剪力包络图。(二)构造要求(略)第七十七张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月单向板作业1、连续梁、板按弹性理论计算时,其支承方面的假定有哪些与实际不符,如何处理?2、为什么采用折算荷载能满足“自由链杆支座”的假定?3、保证塑性铰转动能力的主要措施有哪些?4、试绘制五跨连续梁第一跨跨中正弯矩、支座负弯矩、支座剪力的内力包络图。第七十八张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月 单向板肋梁楼盖设计程序 1、板的设计a、
16、拟定板厚 b、次梁截面选择 c、板恒、活载计算 d、确定弹、塑性计算方法 e、内力计算(弹性不利位置,塑性调幅) f、截面受力筋 g、构造、附加钢筋2、次梁设计a、梁截面选择 b、板传来的荷载 c、梁上墙荷载 d、梁自重 e、内力计算(弹性不利布置、弯矩,塑性调幅)f、正、斜截面钢筋面积 g、纵筋构造 h、箍筋构造3、主梁设计a、次梁传来的荷载 b、梁上墙荷载 c、主梁自重 d、实用弯矩分配法计算内力 e、正、斜截面钢筋面积 g、纵筋构造 h、箍筋构造 i、附加钢筋4、绘制图纸。第七十九张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月双向板肋梁楼盖 一、双向板的受力特点双向板: 在理论上,凡纵横两
17、个方向的受力都不能忽略的板。支承形式:a、四边支承 四边简支、四边固定、三边简支一边固定、两边简支两边固定、三边固定一边简支b、三边支承 c、两邻边支承荷载形式:均布荷载、局部荷载或三角形分布荷载;平面形状:矩形、圆形、三角形或其它形状常 见: 均布荷载作用下的四边支承矩形板 在工程中,对于四边支承的矩形板,当其纵横两个方向的跨度比2(按弹性理论计算)或3(按塑性理论分析)时,称为双向板。实际设计时可按照跨度比2考虑。 第八十张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月 1、受力特点 1)、沿两个方向弯曲和传递荷载荷载沿双向传递 板在长跨方向的弯曲都已比较大,不能忽略,故称为双向板。 2)、剪
18、力、扭矩和主弯矩 双向板内截出的两个方向的板带并不是孤立的,通过相临板与周边支撑联系,要受到相邻板带的约束,这将使得其实际的竖向位移和弯矩有所减小。对称,对角线无扭矩,是主弯矩平面。主弯矩作用:引起双向板底沿45度方向开裂引起角部板面产生垂直于对角线的裂缝。 第八十一张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月第八十二张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月3)、板角上翘 角点D不予锚住,则AB、AC面上的剪力必定使板块绕BC线转动,使D点上翘。由于 角部一般是压住的,同时又存在支承边CD、BD因此 沿AD线产生负弯矩 角部板面垂直于对角线开裂另外,与对角线相垂直的线,BC,如单跨梁,跨中
19、因正弯矩而开裂,角部板底沿对角线开裂跨中板底 双向配置平行板边的正钢筋,承担跨中正弯矩;支座边板面配置负钢筋,以承担支座负弯矩;对于单跨矩形双向板,常用平行于板边的钢筋所构成的钢筋网来代替斜钢筋第八十三张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月第八十四张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月 二、按弹性理论计算双向板1、单跨双向板若把双向板视为各向同性的,且板厚h远小于平面尺寸、挠度不超过h/5时,可按弹性薄板小挠度理论计算。建筑结构静力计算手册中的双向板计算表格便是按这个理论编制的。表中所列出的最大弯矩和最大挠度的系数,都是按上述方法近似确定的。此系数的近似值与理论值有一定差别。2、多
20、跨双向板方法:以单个区格板计算为基础的实用计算方法。假定:支撑梁不产生竖向位移和不受扭,相临跨比值小于20,lmin/lmax0.75 。第八十五张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月 1、跨中最大正弯矩荷载布置方式: 棋盘式 满布g+q/2 间隔布置q/2 之和满布荷载g+q/2 板在支座处转角小,中间支座看成固定支座;间隔布置q 支座两侧的转角大小、方向相同,无弯矩产生铰支支座;楼盖周边则按实际支承条件采用。从而可对上述两种荷载情况分别求出其跨中弯矩,而后叠加。注:棋盘式 布置活荷载是为了考虑活荷载的最不利布置,考虑满布g+q/2 间隔布置q/2则是为了满足支座情形的理论和实际的差异
21、。第八十六张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月平面布置第八十七张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月理论支座第八十八张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月实际支座 在上图的计算简图中,考虑支座均为铰支。但在这种荷载布置条件下,支座的转动要受到旁边板的限制,因此实际上支座是受到限制的转动,无法确定准确的转动幅度,并因此无法确定支座的准确情形。为了避免这个问题,所以将荷载布置加以调整。第八十九张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月实际支座第九十张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月跨中弯矩计算方法1).取出要计算的单跨双向板,确定计算简图:跨度中中,lx短边,ly长
22、边。2).根据支座情况按照附录8(双向板计算系数表)相应确定两个方向的跨中弯矩系数mx和my,并计算跨中弯矩。3).考虑双向弯矩对于两个方向弯矩值的相互影响,计算修正后的弯矩值:第九十一张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月2、支座最大负弯矩荷载布置方式:近似地按满布活, g+q中间支座是固定支座,楼盖周边仍按实际支承条件考虑。然后按单跨双向板计算出各支座的负弯矩。相邻区格板在同一支座的负弯矩不相等时,取大。第九十二张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月几个注意事项(1)0.5lx/ly1.0(2)注意支承方向与计算方向的准确性(3)l取lx及ly中的较小值(4)注意边支座嵌固模式
23、的确定 第九十三张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月 精确地确定双向板传给支承梁的荷载是困难的,在工程中也是不必要的。根据荷载传递路线最短的原则A.短跨支承梁上的荷载为三角形分布B.长跨支承梁上的荷载为梯形分布。 内力计算方法:弹性理论 塑性内力重分布的调幅法 (1)按弹性理论计算等跨或近似等跨(跨度相差不超过10)的连续支承梁三角形或梯形分布荷载化为等效均布荷载,再利用均布荷载下等跨连续梁的计算表格来计算梁的内力(弯矩、剪力)。在按等效均布荷载求出支座弯矩后(此时仍需考虑各跨活荷载的最不利布置),再根据所求得的支座弯矩和梁的实际荷载分布(三角形或梯形分布荷载),由平衡条件计算梁的跨中
24、弯矩和支座剪力。第九十四张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月 (2)按调幅法计算在考虑内力塑性重分布时,可在弹性理论求得的支座弯矩的基础上,对支座弯矩进行调幅(可取调幅系数为0.75),再按实际荷载分布计算梁的跨中弯矩。 四、双向板楼盖的截面设计与构造 1、截面设计 1)、弯矩设计值 对于周边与梁整体连接的双向板,除角区格外,可考虑周边支承梁对板的有利影响,拱作用,计算弯矩下列折减:(a) 连续板中间区格,跨中及中间支座截面折减系数为0.8;(b) 边区格跨中截面及第一内支座截面,折减系数0.8、0.9(c)楼板的角区格不应折减。第九十五张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月 2
25、)、截面有效高度ho 短跨方向: h-20mm; 长跨方向: h-30mm。 3)、配筋计算 由单位宽度的截面弯矩设计值,近似计算: 其中直接取s=0.90.95 2、双向板的构造 1)、板厚 见教材P32 2)、钢筋配置 配筋方式:分离式 连续式。分为三个板带,如下图:第九十六张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月第九十七张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月五、塑性计算方法1、采用塑性计算方法的理由:混凝土为弹塑性材料,因此弹性方法和试验结果有较大的差异,条件要求相对严格,且经济性较差。2、计算方法:极限平衡法(塑性铰线法)、机动法、条带法等第九十八张,PPT共一百六十页,创作
26、于2022年6月极限平衡法(塑性铰线法)1)基本假定:(1)双向板达到极限承载力状态时,在荷载作用下的最大弯矩处形成塑性铰线,分割成若干板块,并形成可变体系;(2)均布荷载作用下塑性铰线是直线;(3)板块视为刚体;(4)有一组最危险的塑性铰线破坏模式;(5)在极限塑性铰线处,钢筋达到屈服点,混凝土达到抗压强度。第九十九张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月极限平衡法(塑性铰线法)2)基本方程:跨内极限弯矩:支座极限弯矩:第一百张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月极限平衡法(塑性铰线法)四边固定支承时均布荷载作用下双向板弯矩极限平衡方程:四边简支支承时均布荷载作用下双向板弯矩极限平
27、衡方程:第一百零一张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月极限平衡法(塑性铰线法)单区格计算:第一百零二张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月极限平衡法(塑性铰线法)系数取值:(1)(2)第一百零三张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月极限平衡法(塑性铰线法)多区格计算:(1)内区格板按照四边固定的单区格板计算,边区格板或角区格板按实际支承情况考虑;(2)首先从中间区格板开始,将中间区格板计算出的各支座弯矩值,作为相邻区格板支座的已知弯矩值,依次由内向外计算。第一百零四张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月双向板作业:1、正方形双向板的主弯矩有哪些,产生哪些裂缝?2、多跨
28、双向板跨中弯矩计算为什么采用棋盘式布置? 第一百零五张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月无梁楼盖简介 1.概述:(1)特点:双向受力楼盖、可有也可没有柱帽(2)破坏分析:裂缝布置(3)施工方法:现浇和装配整体式两种2受力特点:柱上板带和跨中板带的划分3内力计算原理:弯矩近似恒定现象 4.内力计算:经验系数法和等代框架法第一百零六张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月弯矩近似恒定现象对于单跨梁,其在不同的支座情况下,两端负弯矩的平均值与跨中最大弯矩值之和近似为一个恒定值 第一百零七张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月弯矩近似恒定现象 第一百零八张,PPT共一百六十页,创作于
29、2022年6月弯矩近似恒定现象 第一百零九张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月弯矩近似恒定现象的应用 可认定每跨上的总弯矩值恒定,负弯矩值和跨中弯矩值按照一定比例分配,再将负弯矩和跨中弯矩分配给同跨上的柱上板带和跨中板带。 第一百一十张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月经验系数法 直接给出两个方向上的截面总弯矩,再将截面总弯矩分配给同一方向上的柱上板带和跨中板带。应用条件:(A)每个方向至少有三个连续跨(B)同一方向上各跨跨度相差不超过20;边跨跨度不大于其相邻内跨(C)区格为矩形,任一区格长短跨比值不大于1.5(D)活荷载与恒活载比值不大于3(E)该结构体系中应设置抗侧力支撑
30、和剪力墙荷载:取全部均布荷载,不必考虑活荷载的不利组合单跨总弯矩:等跨梁跨中正弯矩与支座负弯矩的比值:1:2板带弯矩分配系数:表1.14第一百一十一张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月等代框架法 需首先按等代框架计算出两个方向上的支座负弯矩和跨中弯矩,再分别分配给同跨上的柱上板带和跨中板带。等代框架法板带弯矩分配系数:p72 第一百一十二张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月装配式梁板结构 装配式梁板结构也是钢筋混凝土结构中最基本的形式之一,主要采用铺板楼盖,它由预制板铺设在预制梁(现浇梁)或承重墙上而组成。装配式梁板的优点是节约模板用量、工期短、节约材料,但整体性较差。目前,由
31、于国家综合实力的增强,人们对建筑结构安全性要求的提高,特别是在地震地区,装配式梁板结构将逐渐被整体式梁板结构所取代。第一百一十三张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月一、预制板、板形式及其特点(一)预制板的形式及其特点1、形式常用的预制板有实心板、空心板、槽形板和T形板等。2、特点(1)实心板:制作简单,自重大且材料耗量多,仅适用于小跨度板,如阳台板、走道板和地沟板。常用跨度1.2m-1.4m,板厚度一般取(1/20-1/30)l,常用板厚h=60-120mm。(2)空心板:自重轻,受力性能、隔音和隔热性能好,材料用量少,但制作较复杂,板面不能轻易开洞,在民用建筑中应用普遍。空心板分普通
32、钢筋混凝土空心板和预应力钢筋混凝土空心板。常用板厚有120mm、180mm、240mm;普通钢筋混凝土空心板常用跨度2.4-4.8m,预应力钢筋混凝土空心板常用跨度2.4m-6.0m;常用板宽600mm、900mm、1200mm。 第一百一十四张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月(3)槽形板:从外形上可分为正槽形板和反(倒)槽形板,其中包括大型屋面板;从使用的钢筋来分可分成普通钢筋混凝土槽形板和预应力钢筋混凝土槽形板。正槽形板受力合理,于空心板相比具有自重轻、结构材料耗量少,便于开洞和设置与支承结构相连接的预埋件等优点,但它不能提供平整的天棚面,隔音、隔热效果差,因此广泛应用于工业建筑
33、。槽形板是由面板、横肋和纵肋组成的主、次梁板结构,槽形板纵肋高度一般为120mm、180mm、240mm;常用跨度3.0-6.0m;常用板宽600mm、900mm、1500mm。 (4)T形板:从外形上可分为单T形板和双T形板;从使用的钢筋来分可分成普通钢筋混凝土T形板和预应力钢筋混凝土T形板。T形板是板梁合一的构件,它形式简单,便于施工,具有良好的受力性能,能跨越较大的空间。可用于工业与民用建筑作为屋面板,又可以作为墙板。其缺点是板之间的连接比较薄弱。T形板肋高度一般为300-500mm;常用跨度6.0-12.0m;常用板宽1500-2100mm。第一百一十五张,PPT共一百六十页,创作于2
34、022年6月(二)预制梁的形式及其特点预制梁的截面形式如图13所示,有矩形、T形、花篮形、十字形及十字形叠合梁(后祥)等。在工程中通常采用矩形截面,当梁高度较大时为提高房屋净空高度往往采用十字形截面梁。(三)预制梁、板的选用1、满足使用要求;如房屋的净高、采光等级、耐火等级等。2、计算出作用在梁、板上的均布荷载,根据标准图集中的有关说明选用;对于非均布荷载,一般需按简支梁形式计算出构件的内力(弯矩、剪力),再按标准图集中梁、板所能承受的弯矩、剪力选用;必要时应对梁、板变形和裂缝宽度进行验算。3、标准图集中构件的编号一般说来,各省市都有自己的标准图集,编号各异,但一般都应该反映出结构构件的跨度、
35、宽度和荷载等级。如YKB3362表示预应力空心板的跨度为3300mm、板宽600mm,荷载等级2级。第一百一十六张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月预制梁、板结构的布置 装配式梁板结构的结构布置,主要根据建筑平面、竖向结构承重方案、结构经济性和施工条件等因素,在进行综合评价后确定。(一)常用的结构布置方案常见的装配式楼盖的布置方法有:横墙承重方案、纵墙承重方案、纵横墙混合承重方案。参见图14。 (二)预制板的铺设方法预制板的块数是根据房间的平面净尺寸确定的,在排板有空隙时可以采用以下方法进行处理:1、采用不同板宽的板;2、采用调缝板(标准图集提供的400mm板);3、调整板缝空隙,板缝
36、可以采用5-20mm,必要时可以加大,但板缝过大应该进行配筋处理;4、局部设置现浇板带,当板缝大于或等于50mm时可采用现浇板带处理;5、采用挑砖法,每次挑1/4砖,总长度不超过120mm。(在地震地区建议不要采用)第一百一十七张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月板缝处理方法第一百一十八张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月(三)几个局部问题的处理1、当楼层平面上有烟道、上下水管等穿越楼板时,可沿墙边设置现浇板带;2、当有较粗的电气管道需要在楼盖平面内铺设时,可以采用以下方法处理:(1)在预制板间留出较宽的板缝,在管道布设以后做成现浇板带;(2)在预制板间设置专门为铺设管道用的倒
37、槽形板;(3)降低楼面结构层标高,在楼面结构层上加设可以敷设管道的构造层。3、楼板上隔墙一般情况下应该在隔墙下增设过梁,对于轻质隔墙可以采用现浇板带或在隔墙下设置构造钢筋的做法。4、在布置屋盖构件时要注意排水的要求。分清楚是建筑找坡还是结构找坡。第一百一十九张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月连接构造要求(一)装配式楼盖的受力特点装配式楼盖结构多为刚性和刚弹性混合结构,在竖向荷载作用下,预制板间的灌缝使得楼盖结构的整体性得以增加,通过灌缝混凝土传递竖向剪力,使周围几块预制板共同承受局部竖向荷载;水平荷载(风荷载、地震荷载)作用下,可把楼盖看作水平方向深梁,其支座为横墙,并通过楼盖将水平
38、力传递给横墙。如图15所示。因此预制板间的混凝土灌缝,板与墙体的连接将楼盖连接成一个整体,起到传递水平剪力的作用。第一百二十张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月(二)板与板的连接构造为保证预制板间的灌缝起到传递竖向和水平方向的剪力的作用,预制空心板侧面应做成坡形(上小下大)或凹形,板缝下部宽20mm,并用C20混凝土灌实。对整体性要求较高的,可以在预制板缝内设置纵、横向拉接钢筋,详情参见标准图集;或者每隔几块预制板设置配筋现浇板带,或者在预制板上设置配有钢筋网的混凝土整浇层。 第一百二十一张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月第一百二十二张,PPT共一百六十页,创作于2022年6
39、月(三)板与墙、梁的连接构造1、预制板搁置在墙、梁上时,其支承面应铺设10-20mm厚度的水泥砂浆找平层;2、板在梁上的支承长度不小于80mm,在外墙上的支承长度不小于120mm,在内墙上的支承长度不小于100mm;3、为加强预制板与墙、梁的连接,保证传力及承受负弯矩作用,在预制板支承处板的上部设置构造钢筋,当板的跨度大于4.8m并与外墙平行时,靠外墙的预制板侧面应该与墙体或圈梁拉接,如图16所示。第一百二十三张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月第一百二十四张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月第一百二十五张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月梁与墙的连接构造1、一般情况下
40、,梁在墙体上的支承长度不小于180mm,并铺设10-20mm不低于M5的水泥砂浆;2、当墙厚小于240mm且跨度大于等于6m时,支承墙体应增设壁柱;3、当预制梁下砌体局部承压承载力不足时,应设置梁垫。梁与梁垫、梁垫与墙体支承面均应铺设10-20mm厚度的水泥砂浆找平层。当预制梁跨度较大时(大于9m),梁与梁垫、梁垫与墙体间应设置拉接锚固钢筋。第一百二十六张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月装配式梁、板的计算要点(一)使用阶段与整体式梁板结构相同,同样按结构的承载力、刚度及裂缝控制等确定结构的截面形式、截面高度、截面配筋数量及配筋形式,并满足一定的构造要求。(二)施工阶段与整体式梁板结构
41、不同的是,装配式梁板结构的预制梁、板还应该进行施工阶段的验算,主要考虑以下的问题:1、计算简图:按简支形式计算,但必须根据运输、堆放及吊装时吊点的实际情况确定支座位置。2、动力系数:预制构件在运输和吊装时应考虑动力作用,构件的自重应该乘以动力系数1.5。3、重要性系数:施工阶段承载力验算时,结构重要性可以比正常使用阶段降低一级,但不应该低于0.9。第一百二十七张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月吊装计算示意图 第一百二十八张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月4、吊环计算:(1)材料:采用HPB235级钢筋,严禁使用冷加工钢筋,吊环伸入构件内的锚固长度不应小于30d,并应绑扎在结
42、构钢筋骨架上。(2)吊环钢筋截面面积:每个吊环可以考虑两个截面受力。式中 G构件自重标准值(不考虑动力系数,该系数已经在钢筋的许用应力中考虑); m受力吊环数,当构件上设置4个吊环时,设计时仅考虑3个吊环同时发挥作用。 s吊环钢筋许用应力,规范规定按50N/mm2采用。第一百二十九张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月装配整体式梁板构件的计算要点为提高施工速度,同时又要满足地震地区整体性的要求时,往往采用装配整体式结构。如图17所示。该结构综合了装配式和现浇式两者的优点。根据施工时模板支设和拆除的时间不同,构件的计算方法不同。如果在施工时,要预制梁的强度达到设计强度值才拆除模板的话,只需
43、要计算使用阶段;如施工时不支设模板(当h1/h0.4时,应在施工阶段设置可靠支撑,h1为预制梁截面高度,h为叠合梁的截面高度),预制梁(板)应该分施工阶段和使用阶段两个阶段进行。下面以叠合梁为例说明其计算方法。第一百三十张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月叠合梁计算示意图第一百三十一张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月(一)施工阶段该阶段后浇叠合层混凝土未达到强度设计值,荷载由预制梁承担,预制梁按简支梁计算;作用在梁上的荷载包括预制梁自重、预制板自重、叠合层自重以及本阶段的施工活荷载。1、正截面强度计算式中 M1G预制梁自重、预制板自重、叠合层自重在计算截面产生的弯矩设计值;
44、M1Q施工活荷载在计算截面产生的弯矩设计值;第一百三十二张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月2、斜截面强度计算 式中 V1G预制梁自重、预制板自重、叠合层自重在计算截面产生的剪力设计值; V1Q施工活荷载在计算截面产生的剪力设计值; 第一百三十三张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月(二)使用阶段该阶段叠合层混凝土达到设计规定的强度值,叠合梁按整体结构计算,作用在叠合梁上的荷载包括:叠合梁自重、预制板自重、面层、吊顶等自重、本阶段施工活荷载与使用阶段可变荷载中的产生影响较大者。1、正截面强度计算叠合梁的正弯矩区段叠合梁的负弯矩区段式中 M2G第二阶段面层、吊顶等自重在计算截面产生
45、的弯矩设计值; M2Q第二阶段可变荷载在计算截面产生的弯矩设计值,取本阶段施工活荷载和使用阶段可变荷载在计算截面产生的弯矩设计值中的较大者;在计算中,正弯矩区段的混凝土强度等级按叠合层取用,负弯矩区段的混凝土强度等级,按计算截面受压区的实际情况取用。第一百三十四张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月2、斜截面强度计算式中 V2G第二阶段面层、吊顶等自重在计算截面产生的弯矩设计值; V2Q第二阶段可变荷载在计算截面产生的弯矩设计值,取本阶段施工活荷载和使用阶段可变荷载在计算截面产生的弯矩设计值中的较大者;在计算中,叠合梁斜截面上混凝土和箍筋的受剪承载力设计值Vcs应取叠合层和预制梁中较低的
46、混凝土强度等级进行计算,但不能低于预制梁的受剪承载力。第一百三十五张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月3、叠合面的受剪承载力此处,混凝土的抗拉强度设计值ft取叠合层合预制梁中的较低值。(三)其他计算叠合梁结构的计算还包括:1、预制梁和叠合梁中纵向受拉钢筋的应力计算;2、叠合梁的裂缝宽度验算;3、叠合梁的挠度验算。其具体的计算,请同学们参阅P55和混凝土结构设计规范(GB 50010-2002)。 第一百三十六张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月(四)构造要求叠合梁除应符合普通梁的构造要求外,尚应符合下列规定:1、预制梁的箍筋应全部伸入叠合层,且各肢伸入叠合层的直线长度不宜小于1
47、0d(d为箍筋直径);2、在承受静力荷载为主的叠合梁中,预制构件的叠合面可采用凹凸不小于6mm的自然粗糙面;3、叠合层混凝土的厚度不宜小于100mm,强度等级不应低于C20。第一百三十七张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月 整体式楼梯一、概述楼梯是建筑物中主要的垂直交通工具,同时也是典型的梁板结构。常见的楼梯按施工方法分:整体式和装配式。二、整体式楼梯(一)楼梯结构形式:按结构受力状态分:梁式、板式、剪刀式(悬挑式)和螺旋式。1、梁式楼梯:(1)适用范围:楼梯段水平方向跨度大于3.0-3.3m时。(2)组成:A、踏步板-支承在两边的斜梁上,不得支承在承重墙上;B、楼梯斜梁-支承在上、下
48、平台梁上或地基梁上,可设置在楼梯踏步板的下面或上面;C、平台板-支承在平台梁和墙上,但休息平台的平台板不宜支承在两侧墙上;第一百三十八张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月梁式楼梯示意图第一百三十九张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月D、平台梁-支承于墙体两侧墙体的承重墙上或柱上。(3)优缺点:较为经济,但支模较为复杂。(4)传力途径:踏步板 斜梁 平台梁 承重墙体(柱) 平台板 基础 地基第一百四十张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月 在一般情况下,梯段与平台支承于A、B、C三处。若A、C间距较小,或B点下部净空不够,不能布置平台梁时,取消B点支承,使梯段板与平台连成一
49、体,形成折线形的板直接支承在A、C两点(图b)。对于室外楼梯,因C处往往不能设置支点,这时可作成带有悬挑平台的楼梯(图c)。 第一百四十一张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月2、板式楼梯:(1)适用范围:楼梯段水平方向跨度小于3.0-3.3m时。(2)组成:A、梯段板-支承在上、下平台梁上,最下部可以支承在地梁上或基础上;C、平台板-支承在平台梁和墙上,但中间休息平台的平台板不宜支承在两侧墙上;D、平台梁-支承于墙体两侧墙体的承重墙上或柱上。(3)优缺点:梯段板下表面平整,支模简单;但当梯段板跨度较大时,斜板厚度较大,结构材料用量较多。(4)传力途径:踏步板 平台梁 承重墙体(柱) 基
50、础 平台板 地 基第一百四十二张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月3、剪刀式和螺旋式楼梯: 建筑造型新颖、美观,常设置在公共建筑大厅,但设计施工比较复杂,造价较高。本处不作讲解,请同学们自行查阅有关资料。第一百四十三张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月当房屋层高较大,楼梯间进深较小时,可做成图示三折式楼梯,其中TB1为板式楼梯,上端支承在斜梁TL1上、TB2为梁式楼梯,其中TL1、TL2均为折线形梁。 第一百四十四张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月梁式楼梯示意图第一百四十五张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月梁式楼梯计算与构造要求梁式楼梯设计包括踏步板、斜梁、
51、平台板和平台梁的计算与构造。1、踏步板:(1)、踏步板几何尺寸:其基本尺寸由建筑确定,斜板厚度一般取t=30-50mm。(2)、计算简图:支承在斜梁上的简支板(梁),将梯形截面踏步板近似按矩形截面计算,其截面高度近似按 计算,如图18所示,作用在踏步板上的荷载包括恒载和活荷载。(3)内力计算:按简支梁进行。(4)强度计算:按单筋矩形截面进行。(5)构造要求:每级踏步板内受力筋不得少于28,沿板斜向的分布钢筋不少于8250。2、梯段斜梁:(1)、几何尺寸斜梁高度通常取h=(1/10-1/14)l,l为斜梁水平方向的跨度。(2)、计算简图:支承在平台梁上的简支梁,踏步板传来的荷载包括恒载和活荷载,
52、沿水平方向均匀分布;斜梁自重及抹灰恒载沿斜向均匀分布。如图19所示。第一百四十六张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月第一百四十七张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月第一百四十八张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月第一百四十九张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月3、折线形斜(板)按普通简支梁计算。一般将梯段上的荷载化成在水平方向单位长度上分布。然后再计算其Mmax及Nmax值。对折线形板,考虑其支应对折板的嵌固影响,跨中计算弯矩可取0.8Mmax。梁(板)内折角处,由于于受拉纵向钢筋将产生较大向外的合力,可能使该处混凝土崩脱,故此处钢筋应断开后自行锚固。板的折角处兼顾负弯矩需要时,可处理如图所示。梁的内折角处,应加密箍筋,该箍筋应足以承受未伸入受压区域的纵向妥拉钢筋的合力,且在任何情况下不应小于全部纵向受拉钢筋合的35。第一百五十张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月折形梁板计算示意图第一百五十一张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月 折板配筋示意图第一百五十二张,PPT共一百六十页,创作于2022年6月(三)板式楼梯设计1、梯段板:(
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