东南大学混凝土课件ch13

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1、1,混凝土结构及 砌体结构,主讲教师： 蓝宗建,金肯职业技术学院,第13章 钢筋砼楼盖,2,13.1 现浇钢筋砼楼盖 13.1.1 现浇钢筋砼楼盖的类型1）肋梁楼盖（1）单向板、双向板肋梁楼盖（图13-1） 单向板肋梁楼盖当板区格的长边与短边的比值大于2时，板上荷载主要沿短边方向传递到支承梁上，而沿长边方向传递的荷载很小，可忽略不计，这种板称为单向板。板仅沿单方向（短向）受力时，这种肋形梁楼盖称为单向板肋梁楼盖。,3, 双向板肋梁楼盖当板区格的长边与短边的比值小于2时， 板上荷载通过两个方向传递到相应的支承梁 上，这种板称为双向板。板沿两个方向受力时，这种肋梁楼盖称为 双向板肋梁楼盖。(2)

2、密肋楼盖（图13-2）当肋梁楼盖的梁（肋）间距较小（肋间距 约为0.51.0m）时，这种楼盖称为密肋楼盖。 密肋楼盖可分为单向和双向密肋楼盖。,4,（3）井字楼盖梁格布置呈“井”字形，且两个方向的梁截面 尺寸相同，这种楼盖称为井字楼盖。井字楼盖梁可平行于其支承结构（主梁或 墙），也可按对角线方向布置（图13-4）。2）无梁楼盖（图13-5）楼盖板中不设梁，而将板直接支承在柱上 的楼盖，称为无梁楼盖。,5,13.1.2 钢筋砼单向板肋梁楼盖1）结构布置（1）主梁的布置方案（图13-6） 主梁沿房屋横向布置优点：房屋的侧向刚度大，纵墙可开设较 高的窗口。缺点：层高受影响。,6, 主梁沿房屋纵向布置

3、优点：增加房屋净空，层高可降低。缺点：房屋的侧向刚度较小，纵墙洞高度受 限制。当中间为走道时，可利用纵墙承重，可仅布 置次梁，而不设主梁。,7,（2）梁、板的跨度 板：1.7m2.7m，不宜超过3m。应尽可 能减小板厚。 次梁：4m6m。 主梁：5m8m。一般应尽可能等跨，边跨可比中间跨小些。,8,2）弹性理论计算法（1）计算简图和荷载（图13-7） 计算简图A.板、次梁、主梁分别为支承在次梁、主 梁、柱或墙上的连续梁（板）。B.板和次梁的支座均按铰支座考虑，对于 主梁的支座视具体情况而定。C.当连续梁、板各跨跨度不等，但相邻计 算跨度相差不超过10时，可作为等跨计算。,9,D.对于各跨荷载相

4、同，其跨数超过5跨的等 跨连续梁、板，可按5跨进行计算。E.梁、板的计算跨度按表131确定。 荷载A.荷载的种类a.永久荷载b.可变荷载(a)使用荷载(b)施工荷载,10,B.荷载范围（图137）a.板：取1m宽板带作为计算单元。b.次梁：承受板传来的均布线荷载。c.主梁：承受次梁传来的集中荷载。主梁 自重可近似折算为集中荷载。 （2）荷载的最不利布置和内力包络图 活荷载的最不利布置A.目的确定梁、板各截面上可能发生的最大内力 （弯矩、剪力）。,11,B.原则（图138、图139）a.求某跨跨中截面最大正弯矩时，在该跨 布置活荷载，然后隔跨布置。b.求某跨跨中截面最小正弯矩（或最大负 弯矩）时

5、，在该跨不布置活荷载，而在相邻跨 布置活荷载，然后隔跨布置。c.求某一支座截面最大负弯矩时，在该支 座左、右两跨布置活荷载，然后隔跨布置。d.求某支座左、右边的最大剪力时，活荷 载布置与求该支座截面最大负弯矩时相同。,12, 内力包络图A.定义将恒载在各截面产生的内力图（弯矩图或 剪力图）叠加上各相应截面的可能的最不利活 荷载产生的内力图，叠加后的内力图的最外轮 廓线称为内力包络图。包络图代表了连续梁、板各个截面在各种 可能的活荷载布置下的最大内力图。B.用途用以确定最不利截面（控制截面）和布置 钢筋。,13,C.绘制方法（图1310）弯矩包络图绘制方法如下：a.列出恒荷载及其与各种可能的最不

6、利活荷 载布置的组合。b.求出上述每一种荷载组合下各支座的弯 矩，并以支座弯矩连线为基线，绘出各跨在相应 荷载组合下的简支弯矩图。c.绘出上述弯矩图的外包线，即为弯矩包络 图。剪力包络图的绘制方法与弯矩包络图类似。,14,（3）折算荷载和弯矩、剪力设计值 折算荷载A.折算荷载的概念（图1311）为了考虑支座抵抗转动的影响，采用增大 恒载和相应减小活荷载的方法来计算梁、板的内 力。增大后的恒载和减小后的活荷载，称为折算 荷载。,15,B.折算荷载的取值a.板折算恒载 折算活荷载 b.次梁折算恒载 折算活荷载 注意：板、次梁支承于砖墙上时，不采用 折算荷载。主梁不采用折算荷载。,16, 弯矩和剪力

7、的设计值（图13-12）A.支座处控制截面支座处控制截面应采取支承梁的侧面处 （不是支承梁的轴线处）。B.控制截面弯矩和剪力力设计值a.支座边缘弯矩设计值b.支座边缘剪力设计值均布荷载时 集中荷载时,17,3）塑性理论计算方法（1）钢筋砼受弯构件的塑性铰（图1313） 定义钢筋砼受弯构件的某一截面，在纵向钢筋 屈服后，在弯矩增加很少的情况下（可近似认 为弯矩保持不变），截面相对转动剧增（形成 一个集中的转动区域），相当于一个铰，称为 “塑性铰”。,18, 特性A.理想铰不能传递弯矩，而塑性铰能传递相 应于截面“屈服”的弯矩，弯矩可近似取为该截面 的受弯承载力（极限弯矩）。B.理想铰是双向铰，可

8、以在两个方向自由转 动；而塑性铰是单向铰，只能在弯矩的作用方向 作有限的转动。塑性铰的转动能力与截面的纵向 钢筋配筋率有关，配筋率愈大，转动能力愈小。C.理想铰集中于一点，而塑性铰有一定的长 度。,19,2）钢筋砼连续梁的塑性内力重分布 内力重分布连续梁、板（超静定结构）的内力分布规律 与梁、板各截面的刚度有关。在整个加荷过程 中，钢筋砼连续梁、板各个截面的刚度不断变 化，因此，其内力分布规律也不断发生变化，这 种现象称为内力重分布。,20, 塑性内力重分布A.钢筋砼连续梁、板的破坏过程对于钢筋砼静定梁，当某一截面出现塑性 铰，即成为几何可变体系而破坏。对于钢筋砼连续梁、板,当某一截面出现塑

9、性铰，该截面处的弯矩将不再增加，但其转角仍 可继续增大，这就相当于使超静定结构减少了一 个约束，结构可继续承受增加的荷载而不破坏， 但内力将产生一次较大的重分布。只有当结构上 出现足够数量的塑性铰而使其成为几何可变体系 时，结构才发生破坏。,21,B.塑性内力重分布（图1315）连续梁、板由于某一个或几个截面形成塑 性铰而引起的内力重分布，称为塑性内力分 布。C.几点结论a按塑性理论计算时，可提高整个结构的 极限承载力。b按塑性理论计算，结构的内力分布规律 与按弹性理论计算的内力分布规律不同。,22,c按弹性理论计算，在荷载和跨度确定 后，内力解是唯一的。这时，既满足平衡条件， 又满足变形协调

10、条件。按塑性理论计算，在荷载和跨度确定后， 内力解不是唯一的，内力分布可随各截面配筋 比值的不同而变化。这时，只满足平衡条件， 但变形协调条件不再适用。d按弹性理论计算时，支座截面弯矩一 般较大，配筋密集。按塑性理论计算时，可降低支座截面的弯 矩，减少支座截面配筋。,23,（3）影响塑性内力重分布的因素 充分的内力重分布和非充分的内力重分布对于连续梁、板，在塑性铰出现后，若构件 中各塑性铰均具有足够的转动能力，能保证连续 梁、板按照某种预期的顺序，先后形成足够数量 的塑性铰，直至最后形成几何可变体系而破坏， 这种现象称为充分的内力重分布。反之，如果在 完成充分的内力重分布以前，由于某些局部破坏

11、 （如某个或某几个塑性铰转动能力不足而先行破 坏），导致连续梁、板的破坏。这种现象称为非 充分的内力重分布。,24, 影响内力充分的因素A.塑性铰的转动能力在完成内力重分布过程中所需的转角如果 超过了塑性铰的转动能力，则在尚未形成预期 的破坏机构以前，该塑性铰就会因受压区混凝 土被压碎而破坏。B.斜截面承载力在出现塑性铰后，斜截面承载力会有所降 低。斜截面不能因承载力不足而先行破坏，否 则，将影响内力重分布继续进行。,25,C.梁、板的变形和裂缝开展性能在连续梁、板实现充分的内力重分布过程 中，如果最早和较早出现的塑性铰转动幅度过 大，塑性铰区段的裂缝将开展过宽，梁、板的 挠度将过大，以致不能

12、满足正常使用阶段对裂 缝宽度和变形的要求。因此，在考虑塑性内力 重分布时，应控制塑性铰的转动量，以防止裂 缝开展过宽和梁的挠度过大。,26,（4）连续梁、板考虑塑性内力重分布的计 算方法调幅法按弹性理论计算多跨连续梁、板时，考虑 各种可能的活荷载布置后，可求得各截面可能 出现的最大内力。然而，这些最大内力是不会 同时出现的。因此，可考虑塑性内力重分布， 调整（一般是降低）按弹性理论得到的某些截 面的最大弯矩值，这种方法称为弯矩调幅法， 简称调幅法。,27, 按调幅法计算的一般原则A.截面的弯矩调幅系数不宜超过25。目的在于：a.防止塑性铰转动能力不足而破坏；b.防止裂缝过宽，挠度过大，影响正常

13、使 用。,28,B.弯矩调幅后的截面相对受压区高度 不 应超过0.35，也不宜小于0.10。目的在于：a.保证塑性铰具有足够的转动能力。b.保证结构能满足使用阶段的裂缝宽度要 求。注意：计算 时，可考虑受压钢筋的作用。,29,C.弯矩调整后，梁、板各跨两支座弯矩的平 均值与跨中弯矩值之和不得小于简支弯矩的1.02 倍；各控制截面的弯矩值不宜小于简支弯矩的 1/3。目的在于：满足平衡条件（图1316）。,30,D.在可能产生塑性铰的区段（对集中荷载， 取支座边至最近一个集中荷载间的区段；对均布 荷载，取支座边至距支座边为 的区段)， 应将计算的箍筋截面面积增大20，且箍筋的配 筋率应满足下列要求

14、：目的在于：防止斜截面过早破坏。,31,E.调幅后，结构在正常使用阶段不应出现塑 性铰，同时，在正常使用极限状态下的变形和裂 缝应符合规范的要求。F.受力钢筋宜采用HRB400、HRB335、HRB235 级钢筋，砼强度等级宜在C20C45范围内选用。,32, 等跨连续梁、板按调幅法的计算A.等跨连续板承受均布荷载的等跨单向连续板按表132确定。 按表133采用。,33,B.等跨连续梁a弯矩（跨中及支座处）承受均布荷载时按表134确定。承受间距相同、大小相等的集中荷载时按表134确定，其中 按表135确 定。,34,b剪力（支座边）承受均布荷载时承受间距相同、大小相等的集中荷载时按表13-6确

15、定。,35,C.梁、板的计算跨度计算弯矩时，按表133确定。D.几点说明a.表132、表134的弯矩系数适用于 的等跨连续梁、板。b.对不等跨连续梁、板，当跨度相差不大于10 时，也可近似按上述等跨连续梁、板计算。此时， 计算跨中弯矩和支座剪力时，取各自的跨度值；而 支座弯矩则按相邻两跨的较大跨度计算。,36,E.内力塑性重分布计算方法的适用范围a.优点：调低支座弯矩，减少支座钢筋， 方便施工，节省钢材。b.缺点：在正常使用状态下构件的变形较 大，裂缝较宽。c.不宜采用塑性内力重分布方法的结构： 直接承受动荷载作用的工业与民用建筑；使用 阶段不允许出现裂缝的结构；受侵蚀气体或液 体作用的结构；轻质砼及其它特种砼的结构； 预应力砼结构和二次受力叠合结构。,37,4）板、梁的截面计算与构造（1）板的设计要点 截面设计（图1317、图1318）板一般按塑性内力重分布方法计算考虑板的支承梁对板的承载力的有利影 响，对四周与梁整体连接的单向板，其中间跨 的跨中截面及中间支座，计算所得的弯矩可减 少20，其它截面不予减少。板一般不需要进行受剪承载力计算。,