钢筋混凝土平面楼盖.pptx
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1、第五节 钢筋混凝土平面楼盖 9.1 概述概述楼盖结构分为现浇装式、装配式和装配楼盖结构分为现浇装式、装配式和装配整体式。整体式。装配式楼盖根据支承和受力的不同,又装配式楼盖根据支承和受力的不同,又分为肋梁楼盖、无梁楼盖、密肋楼盖等。分为肋梁楼盖、无梁楼盖、密肋楼盖等。9.2 整体式单向板肋梁楼盖整体式单向板肋梁楼盖9.2.1 单向板与双向板单向板与双向板四边支承板的受力分析四边支承板的受力分析双向板和单向板的区分(双向板和单向板的区分(l1和和l2之比)之比)9.2.2 楼盖结构的布置楼盖结构的布置(1)柱网()柱网(2)梁格()梁格(3)板厚()板厚(4)主梁的)主梁的方向方向单向板的传力方
2、式:板单向板的传力方式:板-次梁次梁-主梁主梁-柱柱或墙或墙单向板肋形楼盖的设计步骤:单向板肋形楼盖的设计步骤:(1)确定结构布置方案;()确定结构布置方案;(2)确定结构计算)确定结构计算简图并进行荷载计算;(简图并进行荷载计算;(3)内力分析与计算;)内力分析与计算;(4)截面设计(配筋计算);()截面设计(配筋计算);(5)根据计)根据计算结果及构造措施绘制施工图。算结果及构造措施绘制施工图。人生八宝人生八宝1.结交两种人:良师,益友;结交两种人:良师,益友;2.配备两个医生:运动,营养;配备两个医生:运动,营养;3.练好两项本领:做人让人感动,练好两项本领:做人让人感动,说话让人喜欢;
3、说话让人喜欢;4.多吃两样东西:吃苦,吃亏;多吃两样东西:吃苦,吃亏;5.培养两个习惯:看好书,听音乐;培养两个习惯:看好书,听音乐;6.追求两个一致:兴趣和事业一致,追求两个一致:兴趣和事业一致,爱情和婚姻一致;爱情和婚姻一致;7.记住两个秘诀:健康秘诀,成功秘诀;记住两个秘诀:健康秘诀,成功秘诀;8.争取两个极致:把潜力发挥到极致,争取两个极致:把潜力发挥到极致,把生命延续到极致!把生命延续到极致!9.2.3 计算简图计算简图(1)支座特点(2)计算跨度与跨数按规范规定的计算跨度,按弹性理论或是按塑性理论;若跨度差不超过10%,可按等跨连续梁来计算;若跨数超过五跨,按五跨来计算,少于五跨的
4、,按实际跨数来计算9.2.4 荷载荷载1.内力系数表 当均布荷载作用时:M=k1gl02+K2ql02V=k3gl0+K4ql0当集中荷载作用时:M=k1Gl0+K2Ql0V=k3G+K4Q 先根据表格查出相应的系数,在利用公式计算。9.2.5 按弹性理论方法计算内力按弹性理论方法计算内力 方法:结构力学方法:结构力学 应用:制表,查系数应用:制表,查系数2.荷载的最不利组合荷载的最不利组合恒荷载按实际布置;恒荷载按实际布置;活荷载按荷载的不利组合布置:活荷载按荷载的不利组合布置:(1)求某跨跨中最大正弯距时,在该跨布)求某跨跨中最大正弯距时,在该跨布置活荷载,然后隔跨布置;置活荷载,然后隔跨
5、布置;(2)求某支座最大负弯矩时,在该支座两)求某支座最大负弯矩时,在该支座两侧布置活荷载,然后隔跨布置;侧布置活荷载,然后隔跨布置;(3)求某支座最大剪力时,活荷载布置与)求某支座最大剪力时,活荷载布置与求该支座最大负弯矩布置相同;求该支座最大负弯矩布置相同;(4)求某跨跨中最小弯矩时,在该跨的相)求某跨跨中最小弯矩时,在该跨的相临两跨布置活荷载,然后隔跨布置。临两跨布置活荷载,然后隔跨布置。活荷载的位置是变化的活荷载的位置是变化的 设计应考虑最不利内力设计应考虑最不利内力 不同目标的最不利布置不同目标的最不利布置3.荷载调整荷载调整-荷载折减荷载折减 支座抗扭对次梁、板的内力影响支座抗扭对
6、次梁、板的内力影响 为消除把板、梁支座简化为铰支为消除把板、梁支座简化为铰支座所带来的计算误差,设计采取增加座所带来的计算误差,设计采取增加恒荷载、减小活荷载,即用折算荷载恒荷载、减小活荷载,即用折算荷载代替实际计算荷载的方法。代替实际计算荷载的方法。4.内力包络图内力包络图由内力叠合图形的外包线构成由内力叠合图形的外包线构成9.2.6 按塑性理论方法计算内力按塑性理论方法计算内力1.问题的提出问题的提出2.塑性铰、塑性内力重分布塑性铰、塑性内力重分布(1)塑性铰形成前)塑性铰形成前(2)塑性铰形成后)塑性铰形成后3.弯矩调幅法弯矩调幅法(1)保证塑性铰具有足够的转动能力)保证塑性铰具有足够的
7、转动能力(2)控制支座截面的弯矩调整幅度控制支座截面的弯矩调整幅度(3)结构的跨中截面弯矩值的取值限制)结构的跨中截面弯矩值的取值限制(4)调幅后的弯矩最小值)调幅后的弯矩最小值(5)剪力设)剪力设计值按静力平衡条件计算确定计值按静力平衡条件计算确定曲率不断增加,截面可自由转动。这种铰称为理想塑性铰。曲率不断增加,截面可自由转动。这种铰称为理想塑性铰。关于钢筋混凝土塑性铰关于钢筋混凝土塑性铰钢筋混凝土构件的塑性铰与理想铰有所不同。钢筋混凝土构件的塑性铰与理想铰有所不同。在第在第阶段,由于受拉钢筋已屈服,塑性应变增阶段,由于受拉钢筋已屈服,塑性应变增大而钢筋应力维持不变,弯矩的增量(大而钢筋应力
8、维持不变,弯矩的增量(Mu-My)不大,而截面的曲率增值(不大,而截面的曲率增值(Mu-My)却很大,在)却很大,在图上基本上是一条水平线图上基本上是一条水平线 .在弯矩基本维持不变的情况下,截面曲率激增,在弯矩基本维持不变的情况下,截面曲率激增,截面形成了一个能转动的截面形成了一个能转动的“铰铰”,这是受弯构件,这是受弯构件塑性变形相对集中发展的结果,可以认为受弯构塑性变形相对集中发展的结果,可以认为受弯构件已进入件已进入“屈服屈服”阶段。阶段。塑性铰:截面的弯矩保持不变,曲率塑性铰:截面的弯矩保持不变,曲率不断增加,截面可自由转动。不断增加,截面可自由转动。与一般铰的区别:与一般铰的区别:
9、承受弯矩;单向铰;承受弯矩;单向铰;有一定的长度;转动有限有一定的长度;转动有限 钢筋混凝土塑性铰:进入第钢筋混凝土塑性铰:进入第阶段,阶段,受拉钢筋已屈服至混凝土压碎。受拉钢筋已屈服至混凝土压碎。钢筋混凝土塑性铰的转动能力是有限的,钢筋混凝土塑性铰的转动能力是有限的,主要与纵向钢筋的配筋率、钢筋品种和主要与纵向钢筋的配筋率、钢筋品种和混凝土的极限压应变有关混凝土的极限压应变有关。关于内力重分布过程关于内力重分布过程钢筋混凝土超静定结构的内力重分布钢筋混凝土超静定结构的内力重分布可概括可概括为两个过程:第一过程发生在受拉混凝土裂为两个过程:第一过程发生在受拉混凝土裂缝出现,到第一个塑性铰形成之
10、前,主要是缝出现,到第一个塑性铰形成之前,主要是由于结构各部分抗弯刚度比值的改变而引起由于结构各部分抗弯刚度比值的改变而引起的内力重分布;第二过程发生于第一个塑性的内力重分布;第二过程发生于第一个塑性铰形成以后直到形成机构、结构破坏,由于铰形成以后直到形成机构、结构破坏,由于结构计算简图的改变而引起的内力重分布。结构计算简图的改变而引起的内力重分布。显然,第二过程的内力重分布比第一过程显显然,第二过程的内力重分布比第一过程显著得多。严格地说,著得多。严格地说,第一过程称为弹塑性内第一过程称为弹塑性内力重分布,第二过程才是塑性内力重分布。力重分布,第二过程才是塑性内力重分布。过程过程 当荷载很小
11、未开裂,接近弹性当荷载很小未开裂,接近弹性弯矩按弹性分布弯矩按弹性分布随着荷载增大:支座开裂,刚度随着荷载增大:支座开裂,刚度减低;各截面刚度比变化,支座截面弯矩增减低;各截面刚度比变化,支座截面弯矩增长减缓。长减缓。继续加载:跨中截面开裂,刚度比又变化,继续加载:跨中截面开裂,刚度比又变化,弯矩增加速度又发生变化。弯矩增加速度又发生变化。支座截面钢筋屈服:塑性铰形成,支座截面钢筋屈服:塑性铰形成,新增加荷载下支座弯矩不增加,新增加荷载下支座弯矩不增加,梁从两端固定梁变成简支梁。梁从两端固定梁变成简支梁。荷载增加:跨中截面出现塑性铰,荷载增加:跨中截面出现塑性铰,梁成为几何可变体系而破坏。梁成
12、为几何可变体系而破坏。充分的内力重分布充分的内力重分布;不充分的内力重分布不充分的内力重分布;内力重分布需考虑以下三个因素:内力重分布需考虑以下三个因素:(1)塑性铰的转动能力;)塑性铰的转动能力;(2)除受弯以外的其它承载能力;)除受弯以外的其它承载能力;(3)正常使用条件。)正常使用条件。影响内力重分布的因素影响内力重分布的因素考虑内力重分布的意义和适用范围考虑内力重分布的意义和适用范围(1 1)根据结构内力重分布规律,在一定条件和范围内可以)根据结构内力重分布规律,在一定条件和范围内可以人为控制结构中的弯矩分布,从而使设计得以简化。人为控制结构中的弯矩分布,从而使设计得以简化。(2 2)
13、可以使结构在破坏时有较多的截面达到极限强度,从)可以使结构在破坏时有较多的截面达到极限强度,从而充分发挥结构的潜力,有效地节约材料。而充分发挥结构的潜力,有效地节约材料。(3 3)能更正确地估计结构的承载力、使用阶段的变形和混)能更正确地估计结构的承载力、使用阶段的变形和混凝土结构的裂缝;凝土结构的裂缝;(4 4)对于混凝土结构,利用内力重分布的特性,合理调整)对于混凝土结构,利用内力重分布的特性,合理调整钢筋布置,可以克服支座钢筋拥挤现象、简化配筋构造、方钢筋布置,可以克服支座钢筋拥挤现象、简化配筋构造、方便混凝土浇捣,从而提高施工效率和质量。便混凝土浇捣,从而提高施工效率和质量。考虑内力重
14、分布是以形成塑性铰为前提的,因此下列情况的考虑内力重分布是以形成塑性铰为前提的,因此下列情况的混凝土构件不宜采用:混凝土构件不宜采用:(1 1)在使用阶段不允许出现裂缝或对裂缝开展有较严格限)在使用阶段不允许出现裂缝或对裂缝开展有较严格限制的结构,如水池池壁、自防水屋面,以及处于侵蚀性环境制的结构,如水池池壁、自防水屋面,以及处于侵蚀性环境中的结构;中的结构;(2 2)直接承受动力和重复荷载的结构;)直接承受动力和重复荷载的结构;(3 3)预应力结构和二次受力叠合结构;)预应力结构和二次受力叠合结构;(4 4)要求有较高安全储备的结构。)要求有较高安全储备的结构。1232连续单向板按调幅法的内
15、力计算连续单向板按调幅法的内力计算虑到塑性铰的转动能力和正常使用条件虑到塑性铰的转动能力和正常使用条件的要求,需要对内力重分布的程度加以的要求,需要对内力重分布的程度加以控制。目前在设计中采用控制。目前在设计中采用弯矩调幅法弯矩调幅法来来计算连续梁(板)的内力。计算连续梁(板)的内力。其它截面的内力:根据静力平衡条件确定。其它截面的内力:根据静力平衡条件确定。4.计算原则(略)5.内力计算均布荷载下等跨连续板、次梁的内力计算M=M(g+p)l02V=V(g+p)ln 根据弯矩和剪力系数图查出系数,再根据公式进行计算。6.弹性理论计算方法适用范围弹性理论计算方法适用范围以下情况应按弹性理论进行计
16、算:以下情况应按弹性理论进行计算:(1)直接承受动力荷载作用的构件;)直接承受动力荷载作用的构件;(2)在使用阶段不允许有裂缝,或对裂)在使用阶段不允许有裂缝,或对裂缝开展有较高要求的结构;缝开展有较高要求的结构;(3)构件处于重要部位,要求有较大的)构件处于重要部位,要求有较大的强度储备。强度储备。在肋形楼盖的计算中,一般板和次梁采在肋形楼盖的计算中,一般板和次梁采用塑性理论的计算方法,而主梁采用弹用塑性理论的计算方法,而主梁采用弹性理论的计算方法。性理论的计算方法。9.2.7 截面计算和构造要求1.板的计算要点(见图)计算单元拱的效应、弯矩折减斜截面承载力计算(不计算)2.板的配筋构造(1
17、)配筋方式(2)构造钢筋3.梁的计算要点(见图)梁的计算要点(见图)跨中按跨中按T形截面梁计算,支座处按矩形形截面梁计算,支座处按矩形截面计算。截面计算。梁的构造要求梁的构造要求单向板肋形楼盖设计实例单向板肋形楼盖设计实例1.设计资料(略)设计资料(略)2.板的计算板的计算结构平面布置图(梁格、柱距、构件截面尺寸、结构平面布置图(梁格、柱距、构件截面尺寸、主次梁的位置等)主次梁的位置等)板按塑性理论计算;不考虑剪力影响;要考虑板按塑性理论计算;不考虑剪力影响;要考虑支撑性质对内力的影响。支撑性质对内力的影响。1、荷载计算、荷载计算 2、内力计算、内力计算 3、截面强度计算(配筋计算)、截面强度
18、计算(配筋计算)注意弯起式和分离式配筋的特点注意弯起式和分离式配筋的特点3.次梁计算次梁计算按塑性理论计算按塑性理论计算1、荷载计算、荷载计算2、内力计算、内力计算 计算跨度计算跨度3、截面强度计算、截面强度计算 跨中按跨中按T形截面梁,支座处按矩形截面形截面梁,支座处按矩形截面梁计算梁计算注意跨中和支座处钢筋的协调注意跨中和支座处钢筋的协调4.主梁计算主梁计算主梁按弹性理论计算主梁按弹性理论计算1、荷载计算、荷载计算简化为集中荷载计算简化为集中荷载计算2、内力计算、内力计算注意计算跨度的计算注意计算跨度的计算弯矩图、剪力图及荷载的最不利组合弯矩图、剪力图及荷载的最不利组合3、配筋计算、配筋计
19、算跨中按跨中按T形截面计算;支座处按矩形截面计算。形截面计算;支座处按矩形截面计算。注意钢筋(跨中纵筋、支座纵筋、弯起筋)的注意钢筋(跨中纵筋、支座纵筋、弯起筋)的协调配合协调配合4、关于主梁配筋图的几点说明、关于主梁配筋图的几点说明(1)纵筋的截断)纵筋的截断(2)箍筋尺寸的计算)箍筋尺寸的计算(3)纵筋伸进支座的尺寸计算)纵筋伸进支座的尺寸计算(4)附加吊筋(箍筋)的计算)附加吊筋(箍筋)的计算9.3 整体式双向板肋梁楼盖整体式双向板肋梁楼盖9.3.1 双向板的受力特征及试验结果双向板的受力特征及试验结果破坏过程及形式破坏过程及形式四边支座压力的分布不均匀四边支座压力的分布不均匀9.3.2
20、 双向板按弹性理论方法的计算1单区格双向板的内力计算(1)钢筋混凝土板是匀质弹性体;(2)板厚与板跨之比很小,可以认为是薄板。M=表中系数表中系数(qg)l2 M跨中或支座截面单位板宽内的弯矩;跨中或支座截面单位板宽内的弯矩;q单位面积上的均布荷载;单位面积上的均布荷载;l板的较小跨度。板的较小跨度。若若0,挠度计算不变,弯矩计算如下式:,挠度计算不变,弯矩计算如下式:mx()=mxmy my()=mymx mx,my=0时的弯矩时的弯矩 对混凝土材料,可取对混凝土材料,可取=0.22多区格等跨双向板的内力计算多区格等跨双向板的内力计算 连续双向板的弹性计算更为复杂,连续双向板的弹性计算更为复
21、杂,在实用计算中,是在对板上最不利活在实用计算中,是在对板上最不利活荷载布置进行调整的基础上,将多跨荷载布置进行调整的基础上,将多跨连续板化为单跨板,然后利用上述单连续板化为单跨板,然后利用上述单跨板的计算方法进行计算,跨板的计算方法进行计算,该近似方法假定:该近似方法假定:板的支承梁抗弯刚度很大,其垂板的支承梁抗弯刚度很大,其垂直变形可略去不计;支承梁的抗扭刚直变形可略去不计;支承梁的抗扭刚度很小,支座可以转动。即可视支承度很小,支座可以转动。即可视支承梁为双向板的不动铰支座。同时规定梁为双向板的不动铰支座。同时规定同一方向相邻最小跨与最大跨之比不同一方向相邻最小跨与最大跨之比不小于小于0.
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