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1、工程结构,韩燕 ,混凝土结构设计,第1章,第1章 梁板结构设计,混凝土结构设计,第1章,结构形式 组成：梁+板，可有板无梁。 形式：楼盖、屋盖、阳台、雨篷、楼梯、片筏基础等。,混凝土结构设计,第1章,按施工方法分类 装配式：预制板+预制梁。 装配整体式：预制楼面上做刚性面层。 刚性面层： 40 mm混凝土层，内配钢筋网。 现浇式：板与梁钢筋交织，混凝土同时浇捣。这是本章学习的重点。 现浇式钢筋混凝土楼（屋）盖分类,混凝土结构设计,第1章,单向板肋形楼盖,l2 / l1 3时按单向板设计,混凝土结构设计,第1章,混凝土结构设计,第1章,若为两正交梁： (假定两为矩形截面，截面宽度相同，支承条件相
2、同),主梁 次梁 双向梁,混凝土结构设计,第1章,混凝土结构设计,第1章,井式,混凝土结构设计,第1章,无梁楼盖,混凝土结构设计,第1章,1.2.1结构布置及梁板基本尺寸确定,混凝土结构设计,第1章,混凝土结构设计,第1章,1.2.2结构的荷载及计算单元,荷载,恒载：自重、粉灰重等。,恒载标准值体积材料自重,常用的材料和构件自重见教材附录2 （265） 。,活荷载：人群、家具等。,民用建筑楼面活载标准值见教材附录3 （266）。,板和次梁一般以均布荷载为主。,承载力计算荷载用设计值，要将荷载标准值乘以荷载分项系数G 或Q 。,混凝土结构设计,第1章,荷载计算单元的确定,荷载分配时不考虑结构的连
3、续性,简支 满跨,混凝土结构设计,第1章,1.2.3结构的计算简图,结构计算单元的确定,荷载分配时不考虑结构的连续性,混凝土结构设计,第1章,相邻两跨跨长相差10时，按等跨计算。 五跨以上按五跨计算。,支承条件与折算荷载,支承条件,混凝土结构设计,第1章,折算荷载,混凝土结构设计,第1章,计算跨度,单跨梁、板,弹性理论,混凝土结构设计,第1章,中间跨,且,混凝土结构设计,第1章,由塑性铰的位置确定,塑性理论,混凝土结构设计,第1章,计算跨数,等跨度、等刚度、荷载、支承条件： 反之：,混凝土结构设计,第1章,配筋计算,配筋计算方法按混凝土结构设计原理（第二版）有关章节。 配筋时用的弯矩和剪力值按
4、如下方法确定：,混凝土结构设计,第1章,结构最不利荷载组合,内力按结构力学方法计算。25跨等跨梁板内力见教材附录7。内力要根据荷载最不利布置组合计算。,恒载一次布置，活载分跨布置再组合,1.2.4结构最不利荷载组合,结构控制截面 M/Mu最大者,混凝土结构设计,第1章,连续梁活荷载最不利布置 的原则：,（1）求某跨跨内最大正弯矩时， 边支座最大剪力应在本跨布置 活荷载，然后隔跨布置,（2）求某跨跨内最大负弯矩时， 本跨不布置活荷载，而在其 左右邻跨布置，然后隔跨布置,（3）求某支座最大负弯矩或中间支 座左、右截面最大剪力时，应 在该支座左右两跨布置活荷载， 然后隔跨布置。,混凝土结构设计,第1
5、章,混凝土结构设计,第1章,跨数超过五跨的连续梁、板，当各跨荷载相同，且跨度 相差不超过10%时，可按五跨的等跨连续梁、板计算,（1）在均布及三角形荷载作用下：,（2）在集中荷载作用下：,1.2.5连续梁板结构按弹性理论的分析方法,结构内力分析 附录7（285）,混凝土结构设计,第1章,结构内力包络图,将同一结构在各种荷载的最不利组合作用下的内力图 (弯矩图或剪力图)叠画在同一张图上，其外包线所形 成的图形称为内力包络图,混凝土结构设计,第1章,1.2.6连续梁、板结构按塑性理论的分析方法,按弹性理论方法： 1.截面间内力的分布规律是不变的； 2.任一截面内力达到其内力设计值时，认为整个结构
6、达到其承载能力。 实际上：1.截面间内力的分布规律是变化的。 2. 任一截面内力达到其内力设计值时，只是 该截面达到其承载能力，出现了塑性铰。 只要整个结构还是几何不变的，结构还能 继续承受荷载。,混凝土结构设计,第1章,塑性铰,混凝土开裂后，截面的应力分布发生了变化，称应力发 生了重分布。钢筋屈服后，在荷载无明显增加的情况 下，截面的变形可以急剧增大，称出现了“塑性铰”。,混凝土结构设计,第1章,塑性铰与普通铰的区别是： (a) 塑性铰是单向铰，只能沿Mu方向转动； (b) 塑性铰可以传递弯矩, MMu ； (c) 塑性铰的转动是有限的： - (d)区段（1-1.5h）,塑性铰可分为拉铰（受
7、拉钢筋屈服）和压铰（受拉 钢筋不屈服），拉铰转动量大于压铰。,混凝土结构设计,第1章,结构承载能力极限状态,弹性理论：某个截面达到 承载能力极限状态，整个结构 达到了承载能力极限状态 塑性理论：结构出现若干塑性铰，局部或整体成为几何 可变体系，结构才达到承载能力极限状态,混凝土结构设计,第1章,内力重分布,超静定结构中，某一截面由于裂缝出现、钢筋与混凝土粘结破坏、钢筋屈服等原因，使截面内力分布与按弹性理论分析时有所不同的现象，称为出现了内力重分布。,适用范围 下列情况不宜采用 （1）使用阶段不允许出现裂缝或对 裂缝开展控制较严的混凝土结构； （2）处于严重侵蚀性环境中的混凝土结构； （3）直接
8、承受动力和重复荷载的混凝土结构 （4）要求有较高承载力储备的混凝土结构；,混凝土结构设计,第1章,考虑塑性内力重分布的意义 （1）内力计算方法与截面设计方法相协调； （2）可以人为地调整截面的内力分布情况，更合适地布置钢筋； （3）充分利用结构的承载力，取得一定的经济效益。 影响塑性内力重分布的因素 塑性铰的转动能力 斜截面承载能力 正常使用条件 截面要有合适的受压区高度； 构件必须要有足够的受剪承载力。,混凝土结构设计,第1章,弯矩调幅法,弯矩调幅法简称调幅法，它是在弹性弯矩的基础 上，根据需要，适当调整某些截面弯矩值。通常对 那些弯矩绝对值较大的截面进行弯矩调整，然后按 调整后的内力进行截
9、面设计和配筋构造，是一种适 用的设计方法。,截面弯矩调整的幅度用调幅系数表示,混凝土结构设计,第1章,按弹性理论和塑性理论计算的较大值，且塑性铰区 段适当加密箍筋,连续梁各控制截面的剪力设计值,混凝土结构设计,第1章,等跨连续梁 承受均布荷载时 ：,等跨连续板,适用范围:跨数大于或少于5跨，各跨跨度相对差值小于10%时，q/g=1/35，原则上仍适用。,用调幅法计算等跨连续梁、板,：结构跨数5跨连续梁，活荷载与恒荷载比值等于3，弯矩调幅系数大致为20%左右,混凝土结构设计,第1章,表1.2.1 连续梁和连续单向板的弯矩计算系数,混凝土结构设计,第1章,表1.2.2 连续梁的剪力计算系数,混凝土
10、结构设计,第1章,1.2.7连续梁、板结构设计要点,单向板的截面设计与构造要求,（1）截面设计要点 板的计算单元通常取为1m，按单筋矩形截面设计；按照混凝土结构设计原理第4章所介绍的方法计算受力纵筋，受力纵筋沿短跨方向布置。 板一般能满足斜截面受剪承载力要求，设计时可不进行受剪承载力验算； 四周与梁整体连接的单向板，由于拱效应使板中各计算截面弯矩减少，中间跨的跨中截面和中间支座计算弯矩都按减少20计算，其他截面不减少,混凝土结构设计,第1章,(2) 构造要求,板厚宜尽量薄一些，但不得小于最小厚度。 板的支承长度应满足受力钢筋在支座内的锚固要求，且一般不小于板厚及120 mm。 受力钢筋可用弯起
11、式或分离式，钢筋的弯起、切断见教材第30页图1.2.14。,混凝土结构设计,第1章,分布筋与受力筋方向垂直，每米不小于4根，直径不宜小于6 mm，截面面积应不小于受力钢筋截面面积的15，且不宜小于改方向板截面面积的0.15。 嵌入墙内的板，其板面应配附加钢筋。 垂直于主梁的板面应设附加钢筋。,混凝土结构设计,第1章,（1）截面设计要点 截面形式跨中按T形截面计算，支座按矩形截面计算。正截面按混凝土结构设计原理第4章计算，斜截面按该书第5章计算。 当次梁的截面尺寸满足（梁高为跨度1/181/12；梁宽为梁高1/31/2）要求时，一般不必作使用阶段的挠度和裂缝宽度验算。,次梁的截面设计与构造要求,
12、混凝土结构设计,第1章,(2) 构造要求 受力钢筋的弯起和切断原则上应按弯矩包络图确定。 对于跨度相差不超过20、承受均布荷载的次梁，当q/g 3时，可按本教材中图1.2.16确定。,混凝土结构设计,第1章,（1）截面设计要点 截面形式跨中按T形截面计算， 支座按矩形截面计算。 主梁支座截面的有效高度h0 单排钢筋时 h0= h(6570)mm 双排钢筋时 h0h一(90100)mm 主梁以承受次梁传来的集中荷载为主，为简化计算，可将自重也折算成集中荷载计算。 主梁的内力计算通常按弹性理论方法进行，不考虑塑性内力重分布 当主梁的截面尺寸满足（梁高为跨度1/141/8；梁宽为梁高1/31/2）要
13、求时，一般不必作使用阶段的挠度和裂缝宽度验算。,主梁的截面设计与构造要求,混凝土结构设计,第1章,(2) 构造要求 主梁受力钢筋的切断位置要按弯矩包络图确定。 次梁与主梁相交处应设附加钢箍或吊筋。,混凝土结构设计,第1章,附加钢箍筋或吊筋按右式计算：,式中，F 为次梁传递给主梁的集中荷载设计值； fyv为附加箍筋或吊筋的抗拉强度设计值； 为附加吊筋与水平线的交角。,混凝土结构设计,第1章,1.3.1双向板的受力特点,双向板在荷载的作用下，四角有翘曲的趋势，所以，板传给支承梁的压力，沿板的边长方向是不均匀的，在板的中部较大，两端较小。,混凝土结构设计,第1章,双向板受荷后第一批裂缝出现在板底中部
14、，然后逐渐沿45向板四角扩展，当钢筋应力达到屈服点后，裂缝显著增大。板即将破坏时，板面四角产生环状裂缝，这种裂缝的出现促使板底裂缝进一步开展，最后板告破坏。,尽管双向板的破坏裂缝并不平行于板边，但由于平行于板边的配筋其板底开裂荷载较大，而板破坏时的极限荷载又与对角线方向配筋相差不大，因此为了施工方便，双向板常采用平行于四边的配筋方式。 细而密的配筋较粗而疏的有利，采用强度等级高的混凝土较强度等级低的混凝土有利。,混凝土结构设计,第1章,1.3.2双向板按弹性理论的分析方法,单区格双向板的内力计算 四边支承的板,有六种边界条件: (1)四边简支； (2)一边固定，三边简支； (3)两对边固定，两
15、对边简支； (4)四边固定； (5)两邻边固定，两邻边简支； (6)三边固定，一边简支。,混凝土结构设计,第1章,单位板宽内的弯矩设计值为:,m跨中或支座单位板宽内的弯矩设计值(kNmm)；,g,q板上作用的均布恒荷载及活荷载设计值(kNm2),短跨方向的计算跨度(m),查附录8附表8-18-6所得弯矩系数。,混凝土结构设计,第1章,需指出：附录8中附表是根据材料的泊松比0制定的。当0时，可按下式计算跨中弯矩,对钢筋混凝土，=0.2,混凝土结构设计,第1章,多区格双向板的内力计算 (1) 计算跨中最大弯矩 求区格A时：A区格活载满布，然后跨区格布置活载。,活载最不利布置方法 当求某一区格跨中最大弯矩时，在该区格及其前后左 右每隔一区格应布置活荷载，即呈棋盘式布置。,A,混凝土结构设计,第1章,支承条件 g+q/2荷载作用下，各中间支座可视为固支。若A区格为 边区格，则边支座有边梁时为固支，无边梁时为简支。 在q/2荷载作用下，中间各支座可视为简支。若A区格为 边区格，则边支
