1、第1章 梁板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),1,本章重點(diǎn),1. 掌握整體式單向梁板結(jié)構(gòu)的內(nèi)力按彈性及考慮塑性?xún)?nèi)力重分布的計(jì)算方法；建立折算荷載、塑性鉸、內(nèi)力重分布、彎矩調(diào)幅等概念；掌握連續(xù)梁板截面設(shè)計(jì)特點(diǎn)及配筋構(gòu)造要求。,2,3,4,結(jié)構(gòu)形式 組成：梁+板，可有板無(wú)梁。 形式：樓蓋、屋蓋、陽(yáng)臺(tái)、雨篷、樓梯、片筏基礎(chǔ)等。,5,6,7,規(guī)范規(guī)定： 當(dāng)l2/l13時(shí)，近似按照短跨方向的板進(jìn)行受力分析。按單向板計(jì)算。忽略長(zhǎng)跨方向的彎矩，而對(duì)長(zhǎng)跨方向僅配置必要的構(gòu)造鋼筋予以考慮； 當(dāng)l2/l12時(shí)，荷載由長(zhǎng)跨和短跨方向的共同分配，按雙向板計(jì)算。 當(dāng)2l2/l1 3時(shí)，此時(shí)宜按雙向板計(jì)算。如按單向板計(jì)算，則沿長(zhǎng)度方向應(yīng)配置不少

2、于短邊方向25%的受力鋼筋。,8,9,10,11,傳力方式：,除與邊長(zhǎng)比有關(guān)外，還與支承梁的線剛度比有關(guān)。,12,在進(jìn)行樓蓋結(jié)構(gòu)的平面布置使，應(yīng)注意以下問(wèn)題： 柱網(wǎng)梁格劃分盡可能規(guī)整； 梁板結(jié)構(gòu)盡可能分為等跨，以便于設(shè)計(jì)和施工（跨度相差10%以?xún)?nèi)）； 主梁跨度范圍內(nèi)次梁根數(shù)宜為偶數(shù)，以使主梁受力合理；,13,屋面板 60mm，民用樓板 60mm，工業(yè)樓板 70mm,14,荷載分配時(shí)不考慮結(jié)構(gòu)的連續(xù)性,計(jì)算簡(jiǎn)圖,15,支承條件,當(dāng)板的支座為次梁，次梁的支座為主梁時(shí)，次梁對(duì)板、主梁對(duì)次梁具有一定的嵌固作用，為簡(jiǎn)化計(jì)算通常假定其為鉸支座，由此引起的誤差通過(guò)折算荷載的辦法予以調(diào)整。,16,17,18,

3、當(dāng)主梁線剛度與柱線剛度之比大于4時(shí)，主梁的轉(zhuǎn)動(dòng)受柱端的約束可忽略，而柱的受壓變形通常很小，則此時(shí)柱可作為主梁的不動(dòng)鉸支座，主梁也可簡(jiǎn)化為連續(xù)梁。否則，按照框架梁進(jìn)行計(jì)算。,19,中間跨,對(duì)多跨連續(xù)梁板,邊 跨,計(jì)算跨度（按彈性理論）,20,計(jì)算跨數(shù)：相鄰兩跨跨長(zhǎng)相差10時(shí)，按等跨計(jì)算。五跨以上按五跨計(jì)算（剛度、荷載以及支承條件相同）。小于5跨按實(shí)際跨數(shù)考慮。,21,內(nèi)力計(jì)算及組合,22,23,24,內(nèi)力計(jì)算及組合,恒載一次布置，活載分跨布置再組合,對(duì)于N跨連續(xù)梁、板有N+1種最不利荷載組合。,25,內(nèi)力包絡(luò)圖 將同一結(jié)構(gòu)在各種荷載的最不利組合作用下的內(nèi)力圖 (彎矩圖或剪力圖)疊畫(huà)在同一張圖上，

4、其外包線所形 成的圖形稱(chēng)為內(nèi)力包絡(luò)圖,內(nèi)力計(jì)算 按彈性理論計(jì)算連續(xù)梁的內(nèi)力可采用結(jié)構(gòu)力學(xué)方法 對(duì)于工程中經(jīng)常遇到的25跨等跨連續(xù)梁，在不同荷載布置下的內(nèi)力已編制表格供查用。 5跨以上的等跨連續(xù)梁可簡(jiǎn)化為5跨計(jì)算，即所有中間跨的內(nèi)力均取與第3跨相同。,26,內(nèi)力包絡(luò)圖反映出各截面可能產(chǎn)生的最大內(nèi)力值，是設(shè)計(jì)時(shí)選擇截面和布置鋼筋的依據(jù)。,（a）彎矩包絡(luò)圖 （b）剪力包絡(luò)圖,27,雖然彈性分析得到的內(nèi)力包絡(luò)圖已經(jīng)能夠保證結(jié)構(gòu)的安全。 但是鋼筋混凝土截面配筋計(jì)算是按承載力極限狀態(tài)進(jìn)行的。 達(dá)到截面承載力極限狀態(tài)時(shí)，截面剛度已進(jìn)入塑性，與彈性階段不同。而結(jié)構(gòu)體系又是超靜定的，內(nèi)力分布與剛度有關(guān)。 按彈性

5、理論計(jì)算內(nèi)力方法與截面配筋設(shè)計(jì)不協(xié)調(diào)，與按塑性理論計(jì)算得到的內(nèi)力分布是不一致。,連續(xù)梁塑性?xún)?nèi)力重分布塑性理論分析方法： 從某一截面擴(kuò)展至整個(gè)結(jié)構(gòu),28,受彎構(gòu)件的塑性鉸 （plastic hinge）,在鋼筋屈服截面，從鋼筋屈服到達(dá)到極限承載力，截面在外彎矩增加很小的情況下產(chǎn)生很大轉(zhuǎn)動(dòng)，表現(xiàn)得猶如一個(gè)能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的鉸，稱(chēng)為“塑性鉸” 。,鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的塑性鉸,29,塑性鉸的特點(diǎn),塑性鉸實(shí)際上具有一定長(zhǎng)度，分析時(shí)可認(rèn)為是一個(gè)截面； 塑性鉸能承受定值彎矩，近似為截面的極限彎矩； 對(duì)于單筋受彎構(gòu)件，塑性鉸只能單向轉(zhuǎn)動(dòng)； 塑性鉸的轉(zhuǎn)動(dòng)能力有限,轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程從受拉縱筋屈服開(kāi)始，直至受壓區(qū)混凝土壓壞為止。,

6、塑性極限轉(zhuǎn)角,曲率：,30,塑性?xún)?nèi)力重分布,31,關(guān)于塑性?xún)?nèi)力重分布的幾點(diǎn)結(jié)論： 1）對(duì)彈塑性材料制成的超靜定結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，到達(dá)承載力極限狀態(tài)的標(biāo)志并不是某一截面的內(nèi)力達(dá)到其極限承載力，而是形成破壞機(jī)構(gòu)。由彈塑性材料制成的超靜定結(jié)構(gòu)若某一截面屈服，則形成一個(gè)塑性鉸，并減少一個(gè)多余約束、一次超靜定次數(shù)，并不意味著結(jié)構(gòu)喪失繼續(xù)承載的能力，只有形成足夠數(shù)目的塑性鉸，使結(jié)構(gòu)的整體或局部變?yōu)榭勺凅w系之后才告破壞。 2）梁處于彈性工作階段時(shí)，支座截面彎矩（0.188P1L）與跨中截面（ 0.156P1L ）之比約為1.2：1；當(dāng)支座截面出現(xiàn)塑性鉸后，若再繼續(xù)加載，支座截面彎矩幾乎不再增加，而跨中彎矩繼續(xù)增加，

7、上述比值發(fā)生變化，最后兩者彎矩之比變?yōu)?：1，即塑性鉸出現(xiàn)之后的結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布規(guī)律與塑性鉸出現(xiàn)前按彈性理論計(jì)算的內(nèi)力分布規(guī)律并不同。也就是在塑性鉸出現(xiàn)之后的加載過(guò)程中，結(jié)構(gòu)的內(nèi)力經(jīng)歷了一個(gè)重新分布的過(guò)程，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為“塑性?xún)?nèi)力重分布”。,32,關(guān)于塑性?xún)?nèi)力重分布的幾點(diǎn)結(jié)論： 3）在上例中，若按彈性理論方法計(jì)算，結(jié)構(gòu)的極限荷載為P1；按塑性?xún)?nèi)力重分布方法計(jì)算時(shí)，結(jié)構(gòu)的極限荷載則為1.128P1，這說(shuō)明彈塑性材料的超靜定結(jié)構(gòu)從出現(xiàn)塑性鉸至形成破壞機(jī)構(gòu)之間，其承載力還有相當(dāng)?shù)膬?chǔ)備。如果在設(shè)計(jì)中利用這部分強(qiáng)度儲(chǔ)備，就可以節(jié)省材料，提高經(jīng)濟(jì)效益。 4）塑性鉸出現(xiàn)的位置、次序及內(nèi)力重分布程度可以根據(jù)需要人為

8、地控制。在上例中，如荷載1.128P1不變，但減少支座截面的配筋量使該截面的極限承載力變?yōu)?.156P1L，則經(jīng)過(guò)塑性?xún)?nèi)力重分布后，跨中1截面總彎矩為M1=0.204P1L。如果跨中配筋能夠滿足M1的要求，則該梁同樣可以承受1.128P1的集中荷載，此時(shí)其內(nèi)力重分布程度較大。通過(guò)該例可知，當(dāng)支座截面的極限彎矩Mu低于按彈性理論計(jì)算的彎矩MB越多，則其塑性?xún)?nèi)力重分布程度越大。,33,關(guān)于塑性?xún)?nèi)力重分布的幾點(diǎn)結(jié)論： 5）按彈性理論計(jì)算，其內(nèi)力分布不但符合平衡條件，而且符合變形協(xié)調(diào)條件?？紤]塑性?xún)?nèi)力重分布計(jì)算，雖然仍符合平衡條件，但不再符合變形協(xié)調(diào)條件，在塑性鉸截面處，梁的變形曲線不再連續(xù)。因此，梁

9、在產(chǎn)生塑性?xún)?nèi)力重分布以后，由于塑性鉸截面轉(zhuǎn)動(dòng)，梁的變形及塑性鉸區(qū)各截面的裂縫開(kāi)展都較大，所以要控制塑性?xún)?nèi)力重分布的程度，應(yīng)保證變形和裂縫寬度滿足正常的使用。,34,35,36,為保證塑性?xún)?nèi)力重分布實(shí)現(xiàn)，要求： 塑性鉸有足夠的轉(zhuǎn)動(dòng)能力 塑性鉸的轉(zhuǎn)動(dòng)幅度不應(yīng)過(guò)大,保證塑性鉸有足夠的轉(zhuǎn)動(dòng)能力 鋼筋有良好的塑性，混凝土有較大的極限壓應(yīng)變；宜用HPB300和HRB335級(jí)鋼筋，C20C45級(jí)混凝土。 塑性鉸處截面的相對(duì)受壓區(qū)高度0.10.35,提高截面高度、減小截面相對(duì)受壓區(qū)高度是提高塑性鉸轉(zhuǎn)動(dòng)能力的最有效措施.,此外，塑性鉸截面應(yīng)有足夠的受剪承載力，,保證塑性鉸轉(zhuǎn)動(dòng)幅度不致過(guò)大 一般建議彎矩調(diào)整幅度2

10、0%；如q/g 1/3，彎矩調(diào)整幅度15%,37,單向板肋形樓蓋按塑性?xún)?nèi)力重分布方法設(shè)計(jì),計(jì)算單元及荷載 (1) 計(jì)算單元：與彈性方法相同。 (2) 計(jì)算跨度：,兩端與梁或柱整體連接,兩端擱置在墻,一端擱置在墻上，一端與梁整體連接,38,39,40,41,等跨連續(xù)梁板內(nèi)力計(jì)算,式中， 、 分別為等跨連續(xù)梁的彎矩系數(shù)和 剪力系數(shù)，見(jiàn)表1.2.1和表1.2.2。,等跨梁、板：跨度相差不大于10%，q/g = 1/35，可直接查表求出內(nèi)力系數(shù)（已考慮折減荷載和彎矩調(diào)幅、荷載最不利布置），計(jì)算內(nèi)力。,彎矩,剪力,42,43,44,支座處控制截面與內(nèi)力值的確定,配筋計(jì)算方法按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理（第二版）

11、有關(guān)章節(jié)。 配筋時(shí)用的彎矩和剪力值按如下方法確定：,45,46,按照混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理(第二版) 第4章所介紹的方法計(jì)算受力縱筋，受力縱筋沿短跨方向布置。 一般不驗(yàn)算斜截面承載力。 四周與梁整體連接的單向板，由于拱效應(yīng)使板中 各計(jì)算截面彎矩減少，中間跨的跨中截面和中間支 座計(jì)算彎矩都按減少20計(jì)算，其他截面不減少。,板,47,48,(2) 構(gòu)造要求,板厚宜盡量薄一些，但不得小于最小厚度。 板的支承長(zhǎng)度應(yīng)滿足受力鋼筋在支座內(nèi)的錨固要求，且一般不小于板厚，同時(shí)在砌體上的支承長(zhǎng)度不應(yīng)小于120 mm，在混凝土構(gòu)件上的支承長(zhǎng)度不應(yīng)小于100mm。 受力鋼筋一般用HPB300級(jí)鋼筋，直徑常用8mm、10

12、mm，12mm，而且板面負(fù)筋得直徑一般不小于8mm，70 mm 間距200 mm。 受力鋼筋可用彎起式或分離式。,49,板的計(jì)算跨度相對(duì)差值不超過(guò)20%或板的各跨荷載相差不大,50,板的計(jì)算跨度相對(duì)差值不超過(guò)20%或板的各跨荷載相差不大,51,單向板配筋的構(gòu)造規(guī)定,52,53,54,55,56,2、次梁,(1) 配筋計(jì)算特點(diǎn) 可采用考慮塑性?xún)?nèi)力重分布的方法計(jì)算。 跨中按T形截面計(jì)算，支座按矩形截面計(jì)算。 正截面、斜截面按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理計(jì)算。 當(dāng)考慮塑性?xún)?nèi)力重分布時(shí)，為防止過(guò)早出現(xiàn)斜截面破壞，可將計(jì)算得到的箍筋用量提高20%。,(2) 構(gòu)造要求 受力鋼筋的彎起和切斷原則上應(yīng)按彎矩包絡(luò)圖確定。 對(duì)于跨度相差不超過(guò)20、承受均布荷載的次梁，當(dāng)q/g 3時(shí)，可按等跨連續(xù)梁計(jì)算。,57,58,次梁的配筋構(gòu)造,錨固長(zhǎng)度：鋼筋伸進(jìn)支座或在連續(xù)梁中