混凝土结构下册梁板结构设计.pptx

1混混凝凝土土结结构构混混凝凝土土结结构构(下下下下)2策策 划：蔡德民划：蔡德民主编：陶忠主编：陶忠 胡启平胡启平副副 主主 编：伍平编：伍平 王青王青 出版监制：刘永坚出版监制：刘永坚 责任编辑：汪浪涛责任编辑：汪浪涛 出出 版：武汉理工大学出版社版：武汉理工大学出版社 制 作 群返回 3版版 权权 声声 明明 该多媒体课件(或电子教案)为正式出版的电子出版物，出版号为:ISBN 978-7-900503-00-8，其版权归武汉理工大学出版社所有，著作权归课件制作者及配套教材编写者共同所有，版权及著作权(包括网络信息传播权)受法律保护，任何单位或个人未经允许不得翻录或在网上传播，否则将追究其法律责任。第第 一一 章章梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计5本章内容1.1 1.1 概概 述述1.2 1.2 现浇式楼盖现浇式楼盖 1.2.11.2.1单向板肋梁楼盖单向板肋梁楼盖 1.2.2 1.2.2 双向板肋梁楼盖双向板肋梁楼盖 1.2.3 1.2.3 无梁楼盖无梁楼盖1.3 1.3 叠合式楼盖（自学）叠合式楼盖（自学）1.4 1.4 装配式楼盖装配式楼盖1.51.5无粘结预应力混凝土楼盖设计（自学）无粘结预应力混凝土楼盖设计（自学）1.6 1.6 楼梯设计楼梯设计1.7 1.7 雨篷设计雨篷设计本章练习本章练习梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计61.1 1.1 概概 述述梁梁板板结结构构是是主主要要由由板板和和梁梁组组成成的的结结构构体体系系，其其支支承承结结构构可可为为柱柱或或墙墙体体，是是工工业业与与民民用用建建筑筑和和构构筑筑物物中中常常用用的的结结构构形形式式，广广泛泛应应用用于于建建筑筑结结构构、桥桥梁梁结结构构及及水水工工结结构构中中。（如图如图）楼楼（屋屋）盖盖是是建建筑筑结结构构的的重重要要组组成成部部分分。在在建建筑筑结结构构中中，混混凝凝土土楼楼（屋屋）盖盖的的自自重重和和造造价价均均占占有有较较大大比比例例。楼楼盖、屋盖是建筑结构中最典型的梁板结构。盖、屋盖是建筑结构中最典型的梁板结构。1.1.按楼盖、屋盖的施工方法分类：按楼盖、屋盖的施工方法分类：1 1）现浇式）现浇式 2 2）装配式）装配式 3 3）装配整体式）装配整体式 （特点特点）2.2.按楼盖、屋盖的结构形式分类：按楼盖、屋盖的结构形式分类：1 1）肋梁楼盖）肋梁楼盖 2 2）井式楼盖）井式楼盖 3 3）无梁楼盖）无梁楼盖 （特点特点）梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计71.1.现浇式：现浇式：优优点点：整整体体性性好好，刚刚度度大大，抗抗渗渗性性好好，抗抗震震性性能能强强。现现浇浇楼楼盖盖、屋屋盖盖易于适应各种特殊的情况。易于适应各种特殊的情况。缺缺点点：需需要要现现场场支支模模和和铺铺设设钢钢筋筋，混混凝凝土土的的浇浇筑筑和和养养护护等等劳劳动动量量大大，且工期较长。且工期较长。2.2.装配式：装配式：优优点点：节节约约劳劳动动力力、模模板板，加加快快施施工工进进度度，便便于于工工业业化化生生产产和和机机械械化化施工；施工；缺点：结构的整体性、抗震性、防水性和刚度较差，吊装运输不便；缺点：结构的整体性、抗震性、防水性和刚度较差，吊装运输不便；3.3.装配整体式：装配整体式：优点：整体性和刚度比装配式的好，又比现浇式支模工作量少。优点：整体性和刚度比装配式的好，又比现浇式支模工作量少。缺点：焊接工作量往往较大，且需要二次浇筑混凝土，施工较繁；缺点：焊接工作量往往较大，且需要二次浇筑混凝土，施工较繁；1.1 1.1 概概 述述梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计8(1)(1)肋梁楼盖：肋梁楼盖：如如图图(a(a)、(b)b)，用用梁梁将将楼楼板板分分成成多多个个区区格格，从从而而形形成成整整浇浇的的连连续续板板和和连连续续梁梁，因因板板厚厚也也是是梁梁高高的一部分，故梁的截面为的一部分，故梁的截面为T T形，这种由梁板组成的形，这种由梁板组成的现浇楼盖现浇楼盖通常称为肋梁楼盖。通常称为肋梁楼盖。随随着着板板区区格格平平面面尺尺寸寸比比的的不不同同，又又可可分分成成单单向向板板肋肋梁梁楼楼盖盖和和双双向向板板肋肋梁梁楼楼盖盖。（划分标准及相应规定划分标准及相应规定）(2)(2)井式楼盖：井式楼盖：如如图图(c)(c)，将将楼楼板板划划分分成成若若干干个个正正方方形形或或接接近近正正方方形形的的小小区区格格，两两个个方方向向的的梁梁截截面面相相同同，不分主梁和次梁，不分主梁和次梁，都是直接承受板传来的荷载，称为井式楼盖。都是直接承受板传来的荷载，称为井式楼盖。(3)(3)无梁楼盖：无梁楼盖：如如图图(d)(d)所所示示，将将板板直直接接支支承承在在柱柱上上的的楼楼盖盖称称为为无无梁梁楼楼盖盖。其其传传力力途途径径是是荷荷载载由由板直接传至柱或墙。无梁楼盖与柱构成板柱结构。板直接传至柱或墙。无梁楼盖与柱构成板柱结构。实实际际工工程程中中究究竟竟采采用用何何种种楼楼盖盖形形式式，应应根根据据房房屋屋的的性性质质用用途途、平平面面尺尺寸寸、荷载大小、采光及技术经济等因素综合考虑。荷载大小、采光及技术经济等因素综合考虑。1.1 1.1 概概 述述梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计9规范规范规定：规定：四四边边支支承承的的板板(或或邻邻边边支支承承或或三三边边支支承承)应应按按下下列列规规定定计计算算：当当长长边边与与短短边边长长度度之之比比大大于于或或等等于于3 3时时，可可按按沿沿短短边边方方向向受受力力的的单单向向板板计计算算；当当长长边边与与短短边边长长度度之之比比小小于于或或等等于于2 2时时，应应按按双双向向板板计计算算；当当长长边边与与短短边边长长度度之之比比介介于于2 2和和3 3之之间间时时，宜宜按按双双向向板板计计算算；当当按按沿沿短短边边方方向向受受力力的的单单向向板板计计算算时时，应应沿沿长长边边方方向向适适当当增增加构造钢筋的配筋量。加构造钢筋的配筋量。（如图如图）1.1 1.1 概概 述述梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计10结构平面布置，并初步拟定板厚和主、次梁的结构平面布置，并初步拟定板厚和主、次梁的截面尺寸；截面尺寸；荷载计算；荷载计算；确定梁、板的计算简图；确定梁、板的计算简图；梁、板的内力计算；梁、板的内力计算；截面计算，配筋及构造处理；截面计算，配筋及构造处理；绘制施工图绘制施工图 1.2.1 1.2.1 单向板肋梁楼盖单向板肋梁楼盖设计步骤设计步骤梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计11一、一、结构平面布置结构平面布置二、二、荷载及计算单元荷载及计算单元 三、三、内力计算方法内力计算方法1.1.弹性理论计算方法（弹性理论计算方法（弹性分析法弹性分析法）将将混混凝凝土土看看做做匀匀质质弹弹性性体体，认认为为结结构构荷荷载载与与内内力力、荷荷载载与与变变形形均均为为线线弹弹性性关关系系，按按照照结结构构力力学学中中的的方方法法来来分分析析其其内内力。力。2.2.塑性理论计算方法（塑性理论计算方法（塑性分析法塑性分析法）充分考虑材料的塑性性能，考虑内力重分布，能较好的符充分考虑材料的塑性性能，考虑内力重分布，能较好的符合结构的实际受力状态。合结构的实际受力状态。四、单向板肋梁楼盖的四、单向板肋梁楼盖的截面计算和构造截面计算和构造1.2.1 1.2.1 单向板肋梁楼盖单向板肋梁楼盖梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计121.内容内容(如图如图）1)1)确定柱网尺寸确定柱网尺寸即确定主梁、次梁的计算跨度；即确定主梁、次梁的计算跨度；2)2)确定次梁的间距确定次梁的间距即确定板的跨度；即确定板的跨度；3)3)确定梁、板的截面尺寸。确定梁、板的截面尺寸。2.原则：原则：1)1)梁格的布置要考虑生产工艺，使用要求和支承结构的合理性；梁格的布置要考虑生产工艺，使用要求和支承结构的合理性；2)2)柱网与梁格尺寸除应满足生产工艺和使用要求外，还应使结构柱网与梁格尺寸除应满足生产工艺和使用要求外，还应使结构具有尽可能好的经济效果；具有尽可能好的经济效果；3)3)梁格应尽可能布置得规整、统一，板的厚度和梁的截面尺寸尽梁格应尽可能布置得规整、统一，板的厚度和梁的截面尺寸尽量统一，减少梁板跨度的变化，以简化计算，方便施工；量统一，减少梁板跨度的变化，以简化计算，方便施工；4)4)避免集中荷载直接作用于板上。避免集中荷载直接作用于板上。一、结构平面布置一、结构平面布置1.2.1 1.2.1 单向板肋梁楼盖单向板肋梁楼盖梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计133.跨度及截面尺寸确定跨度及截面尺寸确定：主梁：主梁：跨度跨度l=5-8m=5-8m，截面高度，截面高度h=l/8-l/14，宽度，宽度b=h/2-h/3。次次梁梁：跨跨度度l=4-7m=4-7m，截截面面高高度度h=l/12-l/18 ，宽宽度度b=h/2-h/3 ，同同时时为为方方便便施施工工，次次梁梁的的高高度度宜宜比比主主梁梁的的高高度度小小50mm50mm以以上。上。板：板：单向板的跨度，一般不宜超过单向板的跨度，一般不宜超过3m3m。截面高度。截面高度h(1/30 1/40)l01，最小厚度见规范，最小厚度见规范 （l01为板的标志跨度，即次梁间距）为板的标志跨度，即次梁间距）1.2.1 1.2.1 单向板肋梁楼盖单向板肋梁楼盖梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计144.4.常用的布置方案常用的布置方案1)1)主梁横向布置，次梁纵向布置主梁横向布置，次梁纵向布置 (图图a)a)2)2)主梁纵向布置，次梁横向布置主梁纵向布置，次梁横向布置 (图图b)b)3)3)只布置次梁，不设主梁只布置次梁，不设主梁 (图图c)c)1.2.1 1.2.1 单向板肋梁楼盖单向板肋梁楼盖梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计15u荷载类型：荷载类型：1.1.恒载恒载 包包括括自自重重、构构造造层层重重、固固定定设设备备重重等等。恒恒荷荷载载的的标标准准值值由由所所确确定定的的构构件件尺尺寸寸和和构构造造等等,根根据据材材料料单单位位体体积积的的重重量量计计算算。确确定定荷荷载载效应组合的设计值时效应组合的设计值时,恒荷载的分项系数一般取为恒荷载的分项系数一般取为 g g=1.2=1.2。2.2.活荷载活荷载 包包括括人人群群、堆堆料料和和临临时时性性设设备备等等。民民用用建建筑筑楼楼面面上上的的均均布布活活荷荷载载标标准准值值可可由由建建筑筑结结构构荷荷载载规规范范，根根据据房房屋屋类类别别查查得得；工工业业建建筑筑楼楼面面活活荷荷载载，在在生生产产、使使用用或或检检修修、安安装装时时，由由设设备备、管管道道、运运输输工工具具等等产产生生的的局局部部荷荷载载，均均应应按按实实际际情情况况考考虑虑，可可采采用用等等效效均均布布活活荷荷载载代代替替。活活荷荷载载的的分分项项系系数数一一般般情情况况下下取取 q q =1.4=1.4(1.31.3)二、荷载及计算单元二、荷载及计算单元1.2.1 1.2.1 单向板肋梁楼盖单向板肋梁楼盖梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计16u计算单元的确定计算单元的确定:(如图如图)单单向向板板：除除承承受受结结构构自自重重、抹抹灰灰荷荷载载外外，还还要要承承受受作作用用于于其其上上的使用活荷载，通常取的使用活荷载，通常取1m宽板带宽板带作为荷载计算单元；作为荷载计算单元；次次梁梁：除除承承受受结结构构自自重重、抹抹灰灰荷荷载载外外，还还要要承承受受板板传传来来的的荷荷载载。计计算算板板传传来来的的荷荷载载时时，为为简简化化计计算算不不考考虑虑板板的的连连续续性性，通通常常视视连连续板为续板为简支板简支板；取宽度为；取宽度为板跨度板跨度l1的负荷载带作为荷载计算单元。的负荷载带作为荷载计算单元。主主梁梁：除除承承受受结结构构自自重重、抹抹灰灰荷荷载载外外，还还要要承承受受次次梁梁传传来来的的集集中中荷荷载载。为为简简化化计计算算不不考考虑虑次次梁梁的的连连续续性性，通通常常视视次次梁梁为为简简支支梁梁，以以两两侧侧次次梁梁的的支支座座反反力力作作为为主主梁梁荷荷载载，次次梁梁传传给给主主梁梁的的荷荷载载面面积积为为l1l2；一一般般主主梁梁自自重重及及抹抹灰灰荷荷载载较较次次梁梁传传递递的的集集中中荷荷小小得得多多，故故主主梁梁自重及抹灰荷载也可简化为集中荷以简化计算自重及抹灰荷载也可简化为集中荷以简化计算。1.2.1 1.2.1 单向板肋梁楼盖单向板肋梁楼盖梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计17(1)(1)弹性理论计算方法：弹性理论计算方法：将将混混凝凝土土看看做做匀匀质质弹弹性性体体，认认为为结结构构荷荷载载与与内内力力、荷荷载载与与变变形形均均为为线线性性关关系系，按按照照结结构构力力学学中中的的方方法法来来分分析析其其内力。内力。(2)(2)塑性理论计算方法：塑性理论计算方法：充分考虑材料的塑性性能，考虑内力重分布，能较好的充分考虑材料的塑性性能，考虑内力重分布，能较好的符合结构的实际受力状态。符合结构的实际受力状态。三、三、内力计算方法内力计算方法 1.2.1 1.2.1 单向板肋梁楼盖单向板肋梁楼盖梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计18包括内容包括内容:1)1)计算简图计算简图2)2)活荷载最不利布置活荷载最不利布置3)3)内力计算内力计算4)4)内力包络图内力包络图5)5)弯矩和剪力的设计值弯矩和剪力的设计值1.弹性分析法弹性分析法 1.2.1 1.2.1 单向板肋梁楼盖单向板肋梁楼盖梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计191)1)计算简图计算简图连续梁、板的计算简图，应解决连续梁、板的计算简图，应解决支承条件、计算跨数支承条件、计算跨数和和计算跨度计算跨度三三个问题。个问题。u支承条件支承条件：（如图）（如图）整整体体式式梁梁板板结结构构中中，板板、次次梁梁及及主主梁梁支支承承于于梁梁、柱柱或或墙墙上上。对对这这些些支支承承情情况况一一般般可可按按下下表表简简化化处处理理。即即：对对于于板板或或次次梁梁无无论论边边或或中中支支座一般均按座一般均按简支简支考虑。但这与实际结构的受力是有差别的，为此：考虑。但这与实际结构的受力是有差别的，为此：边支座：边支座：设置构造筋承以承受可能出现的负弯矩。设置构造筋承以承受可能出现的负弯矩。中中间间支支座座(支支承承条条件件为为次次梁梁或或主主梁梁)：由由于于忽忽略略了了次次梁梁对对板板、主主梁梁对对次次梁梁的的转转动动约约束束作作用用。计计算算时时不不考考虑虑支支座座梁梁的的抗抗扭扭刚刚度度将将使使得得板板（或或次次梁梁）的的支支座座转转角角比比实实际际转转角角偏偏大大(如如图图），从从而而使使得得板板支支座座的的负负弯弯矩矩计计算算值值偏偏小小，跨跨中中正正弯弯矩矩计计算算值值偏偏大大。这这种种偏偏差差可可以以通通过过增增大大恒恒荷荷载载并并相相应应减减小小活活荷荷载载的的方方式式来来修修正。即：进行正。即：进行荷载折算荷载折算1.弹性分析法弹性分析法 1.2.1 1.2.1 单向板肋梁楼盖单向板肋梁楼盖梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计20连续板：连续板：次梁：次梁：g、q折算恒载和折算活载；折算恒载和折算活载；g、q实际恒载和实际活载。实际恒载和实际活载。注意：注意：1.对对于于主主梁梁(ib/ic5)当当按按照照此此简简图图计计算算时时该该影影响响较较小小，通通常常不进行荷载折算。不进行荷载折算。2.当当板板、梁梁搁搁在在砖砖墙墙或或钢钢梁梁上上时时不不作作此此调整。调整。*荷载折算荷载折算1.2.1 1.2.1 单向板肋梁楼盖单向板肋梁楼盖梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计211212333u计算跨数计算跨数 对于等刚度、等跨度的连续梁、板：对于等刚度、等跨度的连续梁、板：(1)当当实实际际跨跨数数超超过过五五跨跨时时，可可简简化化为为五五跨跨计计算算，即即所所有有中中间间跨的内力和配筋均按第三跨处理；跨的内力和配筋均按第三跨处理；(2)跨数少于五跨时，则按实际跨数计算。跨数少于五跨时，则按实际跨数计算。121231.2.1 1.2.1 单向板肋梁楼盖单向板肋梁楼盖梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计22u计算跨度计算跨度 跨度跨度：构构件件支支座座中中心心线线之之间间的的距距离离或或定定位位轴轴线线与与支支座座中中心心线线间间的的距距离。离。计算跨度计算跨度：指在内力计算时所采用的跨间长度。理论上计算跨度应取跨指在内力计算时所采用的跨间长度。理论上计算跨度应取跨两端支座处转动点之间的距离。两端支座处转动点之间的距离。按弹性理论计算时，计算跨度的取法见按弹性理论计算时，计算跨度的取法见下页下页简化取法：在混凝土工程结构设计中，通常取支座中心线间简化取法：在混凝土工程结构设计中，通常取支座中心线间的距离作为计算跨度，此种取值方法对结构分析产生的误差一的距离作为计算跨度，此种取值方法对结构分析产生的误差一般在允许范围内。般在允许范围内。1.2.1 1.2.1 单向板肋梁楼盖单向板肋梁楼盖梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计23u对于单跨板和梁：对于单跨板和梁：两端搁置在砖墙上的板两端搁置在砖墙上的板l0=ln+aln+h两端与梁整体连接的板两端与梁整体连接的板l0=ln+b单跨梁单跨梁l0=ln+a1.05l0u对于多跨连续板和梁：对于多跨连续板和梁：边跨边跨l0=ln+a/2+b/2 且且 l0ln+h/2+b/2（板）（板）l01.025lnb/2（梁）（梁）中间跨中间跨l0lc 且且 l01.1ln（板）（板）l01.05ln（梁）（梁）计算跨度的取法计算跨度的取法式中，式中，lc支座中心线间距离；支座中心线间距离；l0构件计算跨度；构件计算跨度；ln 构件净跨度；构件净跨度；h板的厚度；板的厚度；a构件的支承长度；构件的支承长度；b构件的中间支座宽度；构件的中间支座宽度；梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计242)2)活荷载不利布置活荷载不利布置目目的的：由由于于活活荷荷载载作作用用位位置置的的可可变变性性，为为使使构构件件在在各各种种可可能能的的荷荷载载情情况况下下都都能能达达到到设设计计要要求求，需需要要确确定定各各截截面面可可能能达达到到的的最最大内力，这就要按照不同的布置方法进行荷载组合。大内力，这就要按照不同的布置方法进行荷载组合。定定义义：将将活活荷荷载载与与恒恒荷荷载载组组合合起起来来，使使得得某某指指定定控控制制截截面面内内力力为最不利的问题，即该截面内力的为最不利的问题，即该截面内力的荷载最不利布置荷载最不利布置问题。问题。布置原则布置原则1.2.1 1.2.1 单向板肋梁楼盖单向板肋梁楼盖梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计25u活荷载不利布置的法则活荷载不利布置的法则(1)(1)求求某某跨跨内内最最大大正正弯弯矩矩时时，应应在在该该跨跨内内布布置置活活荷荷载载，然然后向其左右，每隔一跨布置活荷载；后向其左右，每隔一跨布置活荷载；(2)(2)求求某某跨跨内内最最大大负负弯弯矩矩时时（即即最最小小弯弯矩矩），该该跨跨不不应应该该布置活荷载，而在两相邻跨布置活荷载，每隔一跨布置；布置活荷载，而在两相邻跨布置活荷载，每隔一跨布置；(3)(3)求求某某支支座座最最大大负负弯弯矩矩时时，应应该该支支座座左左右右两两跨跨布布置置活活荷荷载，每隔一跨布置；载，每隔一跨布置；(4)(4)求求某某支支座座截截面面最最大大剪剪力力，其其活活载载布布置置与与求求该该支支座座最最大大负弯矩时的布置相同。负弯矩时的布置相同。恒载按实际情况分布。恒载按实际情况分布。当活荷载不利布置明确后，等跨连续梁、板的内力可查相应的弯矩、剪力系数，利用公式计算跨内或支座截面最大内力。1.2.1 1.2.1 单向板肋梁楼盖单向板肋梁楼盖梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计263)3)内力计算内力计算 一一般般情情况况下下采采用用结结构构力力学学的的一一般般方方法法进进行行结结构构分分析析。对对于于等等跨跨度度等等截截面面连连续续梁梁在在常常用用荷荷载载下下的的内内力力值值可可以以查查附附录录中中的的内内力力系系数表，由此计算出各控制截面的弯矩值和剪力值。数表，由此计算出各控制截面的弯矩值和剪力值。注意：注意：a.a.该附录中的内力系数计算方法仅适于等截面等跨度的连续梁该附录中的内力系数计算方法仅适于等截面等跨度的连续梁或跨度相差在或跨度相差在1010以内的不等跨连续梁；以内的不等跨连续梁；b.b.计算支座截面弯矩时，采用相邻两跨计算跨度的平均值，而计算支座截面弯矩时，采用相邻两跨计算跨度的平均值，而计算跨内截面弯矩时采用各自跨的计算跨度；计算跨内截面弯矩时采用各自跨的计算跨度；c.c.应该按照折算后的荷载值进行内力计算应该按照折算后的荷载值进行内力计算。1.2.1 1.2.1 单向板肋梁楼盖单向板肋梁楼盖梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计274)4)内力包络图内力包络图 结结构构各各截截面面的的最最大大内内力力值值（绝绝对对值值）的的连连线线或或点点的的轨轨迹迹即即为为内内力包络图力包络图.梁板结构的内力包络图一般包括梁板结构的内力包络图一般包括弯矩包络图弯矩包络图和和剪力包络图剪力包络图。弯弯矩矩包包络络图图是是指指在在荷荷载载最最不不利利组组合合作作用用下下，所所能能引引起起的的各各个个截面的最大正弯矩和最大负弯矩截面的最大正弯矩和最大负弯矩(绝对值绝对值)的的外包线外包线。1.2.1 1.2.1 单向板肋梁楼盖单向板肋梁楼盖梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计28绘制弯矩包络图的步骤绘制弯矩包络图的步骤：用类似的方法可以定义和绘制剪力包络图。用类似的方法可以定义和绘制剪力包络图。a)列出恒载及其与各种可能的最不利活荷载布置的组合；列出恒载及其与各种可能的最不利活荷载布置的组合；b)对对 上上 述述 每每 一一 种种 荷荷 载载 组组 合合 求求 出出 各各 支支 座座 的的 弯弯 矩矩，并并 以以 支支 座座 弯弯 矩的连线为基线，绘出各跨在相应荷载作用下的弯矩图；矩的连线为基线，绘出各跨在相应荷载作用下的弯矩图；c)绘出上述弯矩图的外包线，即得所求的弯矩包络图。绘出上述弯矩图的外包线，即得所求的弯矩包络图。1.2.1 1.2.1 单向板肋梁楼盖单向板肋梁楼盖梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计295)5)弯矩和剪力的设计值弯矩和剪力的设计值 按按弹弹性性理理论论计计算算时时，中中间间跨跨的的计计算算跨跨度度为为支支承承中中心心之之间间距距离离，计计算算出出支支座座弯弯矩矩、剪剪力力值值为为支支座座中中心心处处，而而板板、梁梁、柱柱整整浇浇时时，支支座座中中心心处处截截面面的的高高度度较较大大，故故危危险险截截面面应应在在支支座座边边缘缘，内内力设计值应按力设计值应按支座边缘支座边缘确定。确定。弯矩设计值：弯矩设计值：剪力设计值：剪力设计值：均布荷载均布荷载集中荷载集中荷载1.2.1 1.2.1 单向板肋梁楼盖单向板肋梁楼盖梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计302.塑性分析法塑性分析法 1)1)概述概述两个基本概念：两个基本概念：塑性铰塑性铰 内力重分布内力重分布 实例说明实例说明塑性内力重分布法的优点塑性内力重分布法的优点影响塑性内力重分布的因素影响塑性内力重分布的因素不能用塑性理论进行设计的情况不能用塑性理论进行设计的情况2)2)一般分析方法（一般分析方法（弯矩调幅法弯矩调幅法）3)3)均布荷载下等跨连续梁板的均布荷载下等跨连续梁板的实用计算实用计算1.2.1 1.2.1 单向板肋梁楼盖单向板肋梁楼盖 31 32 33梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计34u钢筋混凝土超静定结构的钢筋混凝土超静定结构的内力重分布内力重分布(1)在在受受拉拉混混凝凝土土裂裂缝缝出出现现，到到第第一一个个塑塑性性铰铰形形成成以以前前，由由于于结结构构各各部部分分抗抗弯弯刚刚度度比比值值的的改改变变而而引引起起的的内内力重分布；力重分布；(2)塑塑性性铰铰形形成成后后直直到到结结构构破破坏坏，由由于于结结构构计计算算简简图图的的改改变变而而引引起的内力重分布。起的内力重分布。显然，第二过程的内力重分布比第一过程的大得多。显然，第二过程的内力重分布比第一过程的大得多。结构的内力分布规律相对于结构的内力分布规律相对于线弹性分布所发生的变化线弹性分布所发生的变化1.2.1 1.2.1 单向板肋梁楼盖单向板肋梁楼盖梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计35例例：一一两两跨跨连连续续梁梁，截截面面尺尺寸寸为为200500mm，混混凝凝土土C20，截面配筋如图。，截面配筋如图。问题问题:1.当当受受均均布布荷荷载载q=30kN/m作作用用时时，按按弹弹性性法法计计算算该该梁梁支支座、跨中弯矩值；座、跨中弯矩值；2.校校核核支支座座、跨跨中中截截面面是是否否安全；安全；3.考考虑虑塑塑性性铰铰、内内力力重重分分布布后该梁安全否？后该梁安全否？3 203 181.2.1 1.2.1 单向板肋梁楼盖单向板肋梁楼盖梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计36解解:(1)按按弹弹性性理理论论计计算算结结构构的的内内力力，则则在在均均布布荷荷载载q作作用用下下，其其弯弯矩矩如如图图实实线线所所示示，支支座座弯弯矩矩设设计计值值为为MB=135kNm，跨跨中中弯弯矩矩设设计计值值为为M1=67.5kNm。(2)按按配配筋筋情情况况，由由正正截截面面校校核核公公式式可可得得：支支座座截截面面抗抗弯弯承承载载力力为为MuB=116.3kNm，跨跨中中截截面面的的承承载载力力为为Mu1=97.3kNm。按按照照弹弹性性理理论论B支支座座截截面面处处承承载载力不足。力不足。(3)按按塑塑性性理理论论,由由于于MBMuB，所所以以结结构构将将在在支支座座截截面面产产生生塑塑性性铰铰，即即支支座座截截面面实实际际所所承承担担的的弯弯矩矩仅仅为为MB=MuB=116.3kNm，而而后后受受力力体体系系将将改改变变，最最终终跨跨中中截截面面的的弯弯矩矩设设计计值为值为 qMB3 203 181.2.1 1.2.1 单向板肋梁楼盖单向板肋梁楼盖梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计37从从上上例例的的计计算算可可以以看看出出，若若考考虑虑梁梁的的塑塑性性内内力力重重分分布布，支支座座截截面面的的弯弯矩矩将将大大大大降降低低，截截面面的的配配筋筋减减少少，有利于改善支座截面的钢筋拥挤状况，方便施工。有利于改善支座截面的钢筋拥挤状况，方便施工。3 203 181.2.1 1.2.1 单向板肋梁楼盖单向板肋梁楼盖 38梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计39影响塑性内力重分布的因素影响塑性内力重分布的因素塑性铰的转动能力塑性铰的转动能力;斜截面承载能力斜截面承载能力;正常使用条件及对于承载力的可靠度要求正常使用条件及对于承载力的可靠度要求 因此，因此，1)截截面面要要有有合合适适的的受受压压区区高高度度。研研究究表表明明：提提高高截截面面高高度度，减减小小截截面面的的相相对对受受压压区区高高度度是是提提高高塑塑性性铰铰转转动动能能力力的的最最有有效效措施措施（0.10.35）；2)构构件件必必须须要要有有足足够够的的受受剪剪承承载载力力，不不致致因因为为斜斜截截面面提提前前受受剪破坏而使结构不能实现完全的内力重分布；剪破坏而使结构不能实现完全的内力重分布；3)对对于于承承载载力力、刚刚度度和和裂裂缝缝控控制制要要求求较较高高的的结结构构，不不应应采采用用塑性内力重分布法计算。塑性内力重分布法计算。1.2.1 1.2.1 单向板肋梁楼盖单向板肋梁楼盖梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计40不能用塑性理论进行设计的情况不能用塑性理论进行设计的情况 考考虑虑内内力力重重分分布布的的计计算算方方法法是是以以形形成成塑塑性性铰铰为为前前提提的的，因因此下列情况不宜采用：此下列情况不宜采用：直接承受动荷载作用的工业与民用建筑；易发生脆断直接承受动荷载作用的工业与民用建筑；易发生脆断使使用用阶阶段段不不允允许许出出现现裂裂缝缝的的结结构构；不不具具备备发发生生内内力力重重分分 布的条件。布的条件。对处于重要地位而又要求有较高强度储备的结构构件。对处于重要地位而又要求有较高强度储备的结构构件。1.2.1 1.2.1 单向板肋梁楼盖单向板肋梁楼盖梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计412)2)弯矩调幅法弯矩调幅法 弯弯矩矩调调幅幅法法简简称称调调幅幅法法，是是混混凝凝土土梁梁板板结结按按塑塑性性理理论论的的设设计计方方法法中中，目目前前应应用用较较多多的的一一种种方方法法。它它是是在在弹弹性性弯弯矩矩的的基基础础上上根根据据需需要要，适适当当调调整整某某些些截截面面弯弯矩矩值值。通通常常对对那那些些弯弯矩矩绝绝对对值值较较大大的的截截面面进进行行弯弯矩矩调调整整，然然后后按按调调整整后后的的内内力力进进行行截截面面设设计计和和配筋构造，是一种适用的设计方法。配筋构造，是一种适用的设计方法。调调幅幅法法的的特特点点是是概概念念清清楚楚，方方法法简简便便，弯弯矩矩调调整整幅幅度度明明确确，平平衡条件得到满足。衡条件得到满足。截面弯矩调整的幅度用调幅系数截面弯矩调整的幅度用调幅系数表示表示 1.2.1 1.2.1 单向板肋梁楼盖单向板肋梁楼盖梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计422)2)弯矩调幅法弯矩调幅法 混混 凝凝 土土 结结 构构 设设 计计 规规 范范 (GB(GB 50010-50010-2001)2001)提出下列设计原则：提出下列设计原则：(1)(1)受受力力钢钢筋筋宜宜采采用用HRB400HRB400级级、HRB335HRB335级级热热轧轧钢钢筋筋,混混凝凝土土强强 度度等等级级宜宜在在C20C20C45C45范范围围;截截面面相相对对受受压压区区高高度度应应满满足足0.0.10.3510.35；(2)(2)弯弯矩矩调调幅幅后后引引起起结结构构内内力力图图形形和和正正常常使使用用状状态态的的变变化化，应进行验算，并有构造措施加以保证。应进行验算，并有构造措施加以保证。1.2.1 1.2.1 单向板肋梁楼盖单向板肋梁楼盖梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计43具体分析步骤（弯矩调幅法）具体分析步骤（弯矩调幅法）i.按弹性方法计算在荷载最不利布置条件下结构支座截面按弹性方法计算在荷载最不利布置条件下结构支座截面Me；ii.采采用用调调幅幅系系数数(一一般般不不宜宜超超过过0.2)降降低低各各支支座座截截面面弯弯矩矩，即即弯弯矩设计值按下式计算：矩设计值按下式计算：M=(1-)Meiii.结结构构的的跨跨中中弯弯矩矩值值应应取取弹弹性性分分析析所所得得的的最最不不利利弯弯矩矩和和按按下下式式计计算值中的较大值算值中的较大值iv.校校 核核 调调 幅幅 后后 支支 座座 和和 跨跨 中中 截截 面面 的的 弯弯 矩矩 值值 均均 不不 宜宜 小小 于于 M0的的1/3，以控制调幅程度；，以控制调幅程度；v.按按最最不不利利荷荷载载布布置置的的弹弹性性分分析析和和调调幅幅后后的的支支座座弯弯矩矩由由平平衡衡条条件件求得控制截面的剪力设计值取较大值。求得控制截面的剪力设计值取较大值。1.2.1 1.2.1 单向板肋梁楼盖单向板肋梁楼盖梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计443)3)实用计算：实用计算：均均布布荷荷载载作作用用下下等等跨跨（或或跨跨度度相相差差在在10 10以以内内）连连续续梁梁、板板的的内力计算内力计算内力系数法内力系数法等跨连续梁等跨连续梁 等跨连续板等跨连续板 m、v为弯矩及剪力的计算系数，可查表确定，为弯矩及剪力的计算系数，可查表确定，l0为计算跨度，为计算跨度，ln为净跨度。为净跨度。1.2.1 1.2.1 单向板肋梁楼盖单向板肋梁楼盖梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计451)1)板的计算要点板的计算要点 板的计算单元通常取为板的计算单元通常取为1m1m，按单筋矩形截面设计；，按单筋矩形截面设计；板板一一般般能能满满足足斜斜截截面面受受剪剪承承载载力力要要求求，设设计计时时可可不不进进行受剪承载力验算；行受剪承载力验算；板板厚厚应应在在满满足足建建筑筑功功能能和和方方便便施施工工的的条条件件下下，尽尽可可能能薄些；薄些；一般采用考虑塑性内力重分布的方法计算。一般采用考虑塑性内力重分布的方法计算。四、单向板肋梁楼盖的截面计算和构造四、单向板肋梁楼盖的截面计算和构造 1.2.1 1.2.1 单向板肋梁楼盖单向板肋梁楼盖梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计46当当板板的的周周边边具具有有足足够够的的侧侧向向刚刚度度能能提提供供水水平平推推力力，例例如如，各各板板区区格格的的四四周周有有梁梁时时，水水平平推推力力将将减减小小该该板板在在竖竖向向荷荷载载作作用用下下的的截截面面弯弯矩矩。对对于于那那些些四四周周都都与与梁梁整整体体连连接接的的板板区区格格，其其弯弯矩矩设设计计值值可可减减少少20%20%。单单向向板板肋肋梁梁楼楼盖盖中中，当当楼楼盖盖的的四四周周支支承承在在砌砌体体上上时时（如如图图），其其内内区区格格板板的的弯弯矩矩设设计计值值(或或纵纵向向钢钢筋筋截截面面面面积积)可可减减少少2020；对对于于边边区区格格板板，它它们们三三边边与与梁梁浇浇筑筑在在一一起，角区格板仅两边与梁浇筑，故弯矩一律不予折减。起，角区格板仅两边与梁浇筑，故弯矩一律不予折减。板的内拱作用板的内拱作用支座截面在负弯矩作用下上支座截面在负弯矩作用下上部开裂，跨内则由于正弯矩的部开裂，跨内则由于正弯矩的作用下部开裂，这就使跨内和作用下部开裂，这就使跨内和支座实际的中和轴成为支座实际的中和轴成为拱形拱形。1.2.1 1.2.1 单向板肋梁楼盖单向板肋梁楼盖梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计472)2)板的配筋构造板的配筋构造 板的厚度板的厚度：一般屋面一般屋面 h60mm；民用建筑楼面民用建筑楼面 h60mm；工业房屋楼面工业房屋楼面 h70mm 为为保保证证刚刚度度，单单向向板板的的厚厚度度尚尚不不应应小小于于跨跨度度的的1/40(连连续续板板)、1/35(简支板简支板)及及1/12(悬臂板悬臂板)。单向板常用配筋率为。单向板常用配筋率为(0.30.8)。板中受力筋板中受力筋 与与板板的的短短边边平平行行，直直径径在在6 6到到1212毫毫米米之之间间，直直径径不不宜宜多多于于两两种种；布布置置形形式式有有弯弯起起式式和和分分离离式式(见见图图)；满满足足一一定定条条件件时时（等等跨跨、等等厚厚度度，各各跨跨荷荷载载相相差差不不大大），可可直直接接按按该该图图进进行行钢钢筋筋的的弯弯起起或或截截断，否则应作包络图。断，否则应作包络图。板中构造钢筋板中构造钢筋 1.2.1 1.2.1 单向板肋梁楼盖单向板肋梁楼盖 48 49梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计梁板结构设计50b.b.与主梁垂直的附加负筋与主梁垂直的附加负筋当当现现浇浇板板的的受受力力钢钢筋筋与与梁梁肋肋平平行行时时（如如图图），靠靠近近主主梁梁梁梁肋肋附附近近的的板板面面荷荷载载将将直直接接传传递递给给主主梁梁而而引引起起负负弯弯矩矩，引引起起板板与与梁相接的板面产生裂缝。梁相接的板面产生裂缝。故应沿主梁梁肋的板面配故应沿主梁梁肋的板面配置每米不少于置每米不少于5 5 8 8的构造的构造筋，其单位长度内的总截筋，其单位长度内的总截面面积应不小于板中单位面面积应不小于板中单位长度内受力钢筋截面面积长度内受力钢筋截面面积的的1/31/3，伸出梁边长度不小，伸出梁边长度不小于板计算跨度于板计算跨度l lo o的的1/41/4。1.2.1 1.2