房屋结构设计教学讲座-钢筋混凝土现浇楼盖几种形式等

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1、,房屋结构设计教学讲座,单向板肋梁楼盖 双向板肋梁楼盖 无梁楼盖 装配式与装配整体式楼盖 楼梯与雨蓬,本章主要内容,第一章 楼盖结构,1. 了解现浇楼盖的几种形式； 2. 掌握设计上区分单、双向板的方法；,1.1 概述,第一章 平面楼盖,1.1 概 述,教学目标：,重 点,单向板与双向板的概念及其区别；,一、单向板与双向板,10.2 整体式单向板肋梁楼盖,第一章 平面楼盖,1.2 单向板肋梁楼盖,混凝土结构设计规范(GB 50010-2002)规定： （1） 对两边支承的板，应按单向板计算。 （2） 对于四边支承的板 时，应按双向板计算； 时，宜按双向板计算；按沿短边方向受力的单向板计算 时，

2、应沿长边方向布置足够数量的构造钢筋； 时，可按沿短边方向受力的单向板计算。,单向板：主要在一个方向受力的板。 双向板：在两个方向受力都不能忽略任一方向弯曲的板。,第一章 平面楼盖,二、楼盖结构的选型,按施工方法分为： 现浇楼盖 装配式楼盖 装配整体式楼盖 按结构形式分为：,第一章 平面楼盖,1.1 概 述,1.1 概 述,第一章 平面楼盖, 1. 2 单向板肋梁楼盖, 1.2 单向板肋梁楼盖,第一章 平面楼盖,1. 熟练掌握单向板肋形楼盖内力按弹性理论及考虑塑性内力重分布的计算方法； 2. 建立折算荷载、塑性铰、内力重分布、弯矩调幅等概念； 3. 深入了解连续梁、板截面设计特点及配筋构造要求；

3、,教学目标：, 1.2 单向板肋梁楼盖,一、结构布置,1、结构布置包括柱网、承重墙、梁和板的布置,常用跨度： 单向板 ：（1.72.5）m 次 梁 ：（46）m 主 梁 ：（58）m,2、结构平面布置方案,第一章 平面楼盖,1.2 单向板肋梁楼盖,二、计算简图,第一章 平面楼盖,1.2 单向板肋梁楼盖,（1） 计算假定,梁板为弹性杆件； 梁板的支座按下表采用； 计算支反力时，忽略梁板的连续性；,第一章 平面楼盖,连续梁的实际跨数 5跨时：按5跨计算 实际跨数 5跨时：按实际跨数考虑,1.2 单向板肋梁楼盖,（2） 计算单元,板:1m宽板带 ； 梁:相邻梁中心距的一半；,第一章 平面楼盖,1.2

4、 单向板肋梁楼盖,（3）计算跨度,第一章 平面楼盖,1.2 单向板肋梁楼盖,（4）折算荷载,第一章 平面楼盖,采用增大恒载，减小活载的办法，即：,板,次梁,次梁抗扭刚度对板的影响,1.2 单向板肋梁楼盖,活荷载不利布置规律： （1）求某跨跨中 ，该跨布置活荷载，然后隔跨布置 （2）求某跨跨中 或 ，左、右跨布置活荷载，然后隔跨布置 （3）求某支座 ，该支座左、右跨布置活荷载，然后隔跨布置 （4）求某支座 ，与（3）相同,1、活荷载不利布置,第一章 平面楼盖,三、 连续梁、板按弹性理论的内力计算,1.2 单向板肋梁楼盖,活荷载在不同跨间时的弯矩图和剪力图,第一章 平面楼盖,1.2 单向板肋梁楼盖

5、,2、内力计算,一般可按结构力学方法计算内力。,在均布及三角形荷载作用下：,在集中荷载作用下：,第一章 平面楼盖,1.2 单向板肋梁楼盖,3、控制截面及其内力,梁跨以内：正弯矩最大值（配正钢筋） 负弯矩最大值 （配负钢筋）,支座边缘处剪力值：,支座边缘处弯矩值：,（均布荷载）,（集中荷载）,支 座 ：,第一章 平面楼盖,1.2 单向板肋梁楼盖,4、内力包络图,由内力叠合图形的外包线构成，它反映出各截面可能产生的最大内力值，是设计时选择截面和布置钢筋的依据。,均布荷载作用下五跨连续梁的内力叠合图和内力包络图,第一章 平面楼盖,1.2 单向板肋梁楼盖,内力重分布的概念,两跨连续梁内力变化过程,第一

6、章 平面楼盖,四、超静定结构的塑性内力重分布的概念,混凝土结构由于刚度比值改变或出现塑性铰引起结构计算简图变化，从而引起的结构内力不再服从弹性理论的内力规律的现象。,1.2 单向板肋梁楼盖,第一阶段：裂缝出现塑性铰形成以前，原因为裂缝的形成和开展。,两跨连续梁内力变化图,第二阶段：塑性铰形成以后，原因为塑性铰的转动。,第一章 平面楼盖,内力重分布的两个阶段,1.2 单向板肋梁楼盖,2. 塑性铰,塑性铰的形成,在钢筋屈服截面，从钢筋屈服到达到极限承载力，截面在外弯矩增加很小的情况下产生很大转动，表现得犹如一个能够转动的铰，称为“塑性铰” 。,钢筋混凝土受弯构件的塑性铰,第一章 平面楼盖,1.2

7、单向板肋梁楼盖,塑性铰的转动能力,第一章 平面楼盖,1.2 单向板肋梁楼盖,3、影响塑性铰转动能力的因素：,（1）钢筋种类。,（2）受拉纵筋配筋率。,（3）混凝土的极限压缩变形。,第一章 平面楼盖,1.2 单向板肋梁楼盖,4、塑性铰的特点,（1） 塑性铰实际上具有一定长度，分析时可认为是一个截面；,（2） 塑性铰能承受定值弯矩，即截面的屈服弯矩；,（3） 对于单筋受弯构件，塑性铰只能单向转动；,（4） 塑性铰的转动能力有限。,第一章 平面楼盖,5、适用范围 塑性理论方法不适用于下列情况:,1.2 单向板肋梁楼盖,2）直接承受动力荷载作用的结构,4）要求有较高安全储备的结构,1）不允许出现裂缝或

8、对裂缝开展有较严格限制的结构,3）预应力混凝土结构和二次受力的叠合结构,第一章 平面楼盖,1.2 单向板肋梁楼盖,超静定混凝土结构考虑塑性内力重分布的计算方法：,五、连续梁按调幅法的内力计算,我国行业标准钢筋混凝土连续梁和框架考虑内力重分布设计规 程（CECS 5193）主要推荐用弯矩调幅法计算钢筋混凝土连续 梁、板和框架的内力,极限平衡法 塑性铰法 变刚度法 强迫转动法 弯矩调幅法 非线性全过程分析方法,第一章 平面楼盖,1.2 单向板肋梁楼盖,1、弯矩调幅法,截面弯矩调整的幅度：,对结构按弹性方法所求得的弯矩值和剪力值进行适当的调整，以考虑结构塑性内力重分布的影响。,第一章 平面楼盖,1.

9、2 单向板肋梁楼盖,调幅法的原则：,（1）纵筋：HPB235、HRB335、HRB400、RRB400；混凝土：C20C45,（2） 不应超过 ，不宜小于,（4）调整后的结构内力必须满足静力平衡条件： 连续梁、板各控制截面的弯矩值不宜小于简支梁弯矩值的1/3,（5）必须满足正常使用阶段变形及裂缝宽度的要求，在使用阶段不应出现塑性铰,（3） 一般不宜超过0.2,第一章 平面楼盖,1.2 单向板肋梁楼盖,2、用弯矩调幅法计算等跨连续梁、板内力,(1) 等跨连续梁各跨跨中及支座截面的弯矩设计值,均布荷载：,间距相同、大小相等的集中荷载：,第一章 平面楼盖,1.2 单向板肋梁楼盖,（2）等跨连续梁的剪

10、力设计值,均布荷载：,间距相同、大小相等的集中荷载：,（3）等跨连续单向板，各跨跨中及支座截面的弯矩设计值,均布荷载：,第一章 平面楼盖,1.2 单向板肋梁楼盖,按塑性理论计算内力中几个问题的说明,（1） 计算跨度 (两支座塑性铰之间的距离),注：表中 为板的厚度； 为梁或板在砌体墙上的支承长度。,梁、板计算跨度,第一章 平面楼盖,（2）荷载及内力,1.2 单向板肋梁楼盖,次梁对板、主梁对次梁的转动约束作用，以及活荷载的不利布置等因素，在按弯矩调幅法分析结构时均已考虑 。,第一章 平面楼盖,1.2 单向板肋梁楼盖,1、板,（1）截面设计,六、单向板肋梁楼盖配筋计算及构造要求,适用于: 单向板肋

11、梁楼盖、双向板肋梁楼盖中的板 按弹性理论、按塑性理论计算所得的弯矩,考虑板的拱作用效应，四周与梁整体连接的板区格，计算所得的弯矩值，中间跨的跨中及中间支座截面减少20%,第一章 平面楼盖,10.2 整体式单向板肋梁楼盖,第二章 楼盖和楼梯,板的配筋,1.2单向板肋梁楼盖,（2） 配筋构造 1）受力钢筋,第一章 平面楼盖,1.2 单向板肋梁楼盖,连续板受力钢筋两种配置方式,第一章 平面楼盖,1.2 单向板肋梁楼盖,2）构造钢筋: 与受力筋垂直的分布钢筋 与主梁垂直的附加负钢筋 与承重墙垂直的附加负钢筋 板角区域内的附加负钢筋 温度收缩钢筋,第一章 平面楼盖,1.2 单向板肋梁楼盖,板中分布钢筋构

12、造要求,第一章 平面楼盖,1.2 单向板肋梁楼盖,嵌入承重墙内的板面构造钢筋,垂直于梁肋的板面负钢筋,板嵌入承重墙时的板面裂缝分布,第一章 平面楼盖,1.2 单向板肋梁楼盖,2、次梁,（1）设计要点,满足此高跨比（1/181/12）、宽高比（1/31/2）的要求可不 必验算挠度和裂缝宽度。,跨中按T形截面计算，对支座按矩形截面计算。,第一章 平面楼盖,1.2单向板肋梁楼盖,次梁的配筋构造,第一章 平面楼盖,（2）配筋构造,1.2单向板肋梁楼盖,3、主梁,（1）正截面受弯承载力计算,主梁支座处的截面有效高度,（2）斜截面受剪承载力计算,（3）受力钢筋的弯起和截断 （按弯矩包络图确定）,第一章 平

13、面楼盖,第十章 平面楼盖,10.2 整体式单向板肋梁楼盖,主次梁交接处主梁中的附加钢筋,1.2 单向板肋梁楼盖,附加横向钢筋布置,（4）附加横向钢筋 附加箍筋（优先采用）或 附加吊筋,第一章 平面楼盖,1.3 双向板肋梁楼盖,1.3 双向板肋梁楼盖,第一章 平面楼盖,教学目标：,1. 掌握双向板内力按弹性理论计算的近似方法； 2. 熟悉双向板肋形楼盖的截面设计和构造要求；,1.3 双向板肋梁楼盖,一、双向板的受力特点和试验研究,1. 受力特点,第一章 平面楼盖,沿两个方向弯曲和传递荷载 剪力、扭矩和主弯矩 板角上翘,2. 钢筋配置,1.3 双向板肋梁楼盖,双向板破坏时的裂缝分布,3. 试验研究

14、,第一章 平面楼盖,1.3 双向板肋梁楼盖,1. 单跨双向板,均布荷载作用下，m = 表中弯矩系数pl012,二、按弹性理论计算双向板,第一章 平面楼盖,1.3 双向板肋梁楼盖,棋盘式荷载布置,跨中最大正弯矩（活载棋盘式布置 ）,第一章 平面楼盖,2. 多跨连续双向板,A、作用g+q/2时，,1.3 双向板肋梁楼盖,支座最大负弯矩 （活荷载近似按满布）,边区格三边固定、一边简支,角区格两邻边固定、两邻边简支,B、作用+（-）q/2时，均按四边简支,将A、 B叠加,内区格四边固定,第一章 平面楼盖,1.3 双向板肋梁楼盖,均匀受荷双向板破坏机构示例,1.基本假定:,（1）对称结构具有对称的塑性铰

15、线；,（2）正弯矩部位出现正塑性铰线，负弯矩部位出现负塑性铰线；,（3）塑性铰线应满足转动要求；,（4）塑性铰线的数量应使整块板成为几何可变体；,第一章 平面楼盖,三、按塑性铰线法计算双向板,四边连续双向板：,pul012(3l02-l01)/12=2M1u+2M2u+M1u+M1u”+M2u+M2u”,四边简支双向板：,1.3 双向板肋梁楼盖,pul012(3l02-l01)/24=M1u+M2u,第一章 平面楼盖,2. 基本原理,令=m2/m1 =m1/m1=m1”/m1=m2/m2=m2”/m2 n=l02/l01,3.求解方法：,取 =1/n2 =1.52.5,1.3 双向板肋梁楼盖,pul012(3l02-l01)/12=2M1u+2M2u+M1u+M1u”+M2u+M2u”,依次求解m2、m1=m1”、m2=m2”。,第一章 平面楼盖,设计公式的应用,(1)中间区格板：四边连续板；,1.3 双向板肋梁楼盖,(2)边区格板：三