11梁板结构.ppt

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1、 11 梁板梁板结构构 11.1 概述概述梁板梁板结构是土木工程中常构是土木工程中常见的的结构形式构形式 楼盖（屋盖）楼盖（屋盖）楼梯楼梯 雨蓬雨蓬 地下室底板地下室底板 挡土土墙 楼盖的主要结构功能：1，2，3对楼盖的结构设计要求：1，2，311.1.1 楼盖楼盖类型型混凝土楼盖按施工方法可分混凝土楼盖按施工方法可分为：现浇式楼盖式楼盖 装配式楼盖装配式楼盖 装配整体式楼盖装配整体式楼盖 混凝土楼盖按混凝土楼盖按预加加应力情况可分力情况可分为：钢筋混凝土楼盖筋混凝土楼盖 预应力混凝土楼盖力混凝土楼盖 混凝土楼盖按混凝土楼盖按结构型式可分构型式可分为：单向板肋梁楼盖向板肋梁楼盖 双向板肋梁楼盖

2、双向板肋梁楼盖 井式楼盖井式楼盖 密肋楼盖密肋楼盖 无梁楼盖无梁楼盖 单向板肋梁楼盖向板肋梁楼盖 双向板肋梁楼盖双向板肋梁楼盖 井式楼盖井式楼盖 无梁楼盖无梁楼盖 密肋楼盖密肋楼盖 11.1.2单向板和双向板向板和双向板单向板向板在荷在荷载作用下，只在一个方向作用下，只在一个方向弯曲弯曲 或者主要在一个方向弯曲的板或者主要在一个方向弯曲的板双向板双向板在荷在荷载作用下，在两个方向弯作用下，在两个方向弯曲，曲，且不能忽略任一方向弯曲的板且不能忽略任一方向弯曲的板 规范范规定：混凝土板定：混凝土板应按下列原按下列原则进行行计算：算：1两两对边支承的板和支承的板和单边嵌固的嵌固的悬臂板，臂板，应按按

3、单向板向板计算；算；2四四边支承的板（或支承的板（或邻边支承或三支承或三边支承）支承）应按下列按下列规定定计算：算：（1）当当长边与短与短边长度之比大于或等于度之比大于或等于3时，可按沿短可按沿短边方向受力的方向受力的单向板向板计算；算；（2）当当长边与短与短边长度之比小于或等于度之比小于或等于2时，应按双向板按双向板计算；算；（3）当当长边与短与短边长度之比介于度之比介于2和和3之之间时，宜按双向板宜按双向板计算；算；当按沿短当按沿短边方向受力的方向受力的单向板向板计算算时，应沿沿长边方向布置足方向布置足够数量的构造数量的构造钢筋。筋。11.2 现浇单向板肋梁楼盖现浇单向板肋梁楼盖单向板肋梁

4、楼盖的设计步骤为单向板肋梁楼盖的设计步骤为：（1）结构平面布置，并对梁板进行分类编号，）结构平面布置，并对梁板进行分类编号，初步确定板厚和主、次梁的截面尺寸；初步确定板厚和主、次梁的截面尺寸；（2）确定板和主、次梁的计算简图；）确定板和主、次梁的计算简图；（3）梁、板的内力计算及内力组合；）梁、板的内力计算及内力组合；（4）截面配筋计算及构造措施；）截面配筋计算及构造措施；（5）绘制施工图。）绘制施工图。11.2.1结构平面布置构平面布置1单向板肋梁楼盖向板肋梁楼盖结构平面布置通常有以下三种方案：构平面布置通常有以下三种方案：主梁沿横向布置主梁沿横向布置 主梁沿主梁沿纵向布置向布置 有中有中间

5、走道走道 2进行楼盖的行楼盖的结构平面布置构平面布置时，应注意以下注意以下问题：（1）单向板、次梁和主梁的向板、次梁和主梁的经济跨度跨度为：单向板：（向板：（1.72.5）m 次次 梁梁 ：（：（46）m 主主 梁梁 ：（：（58）m （2）受力合理受力合理 （3）满足建筑要求足建筑要求 （4）方便施工）方便施工 计算假定：P4:1,2,311.2.2计算算简图取小取小值计算跨度：算跨度：（1）当按）当按弹性理性理论计算算时：1）当板、梁）当板、梁边跨端部跨端部搁置在支承构件上置在支承构件上中中间间跨：跨：（板和梁）（板和梁）边边跨：跨：取小取小值（板）（板）取小取小值（梁）（梁）梁板的计算跨

6、度也可按表1-2采用折算荷折算荷载：板和次梁现浇在一起时考虑板和次梁现浇在一起时考虑连续板板 连续次梁次梁 1.2.3连续梁、板按梁、板按弹性理性理论方法的内力方法的内力计算算1.活荷活荷载的最不利布置及荷的最不利布置及荷载的最不利的最不利组合合 连续梁活荷梁活荷载最不利布置最不利布置的原的原则：（1）求某跨跨内最大正弯矩）求某跨跨内最大正弯矩时，应在本跨布置活荷在本跨布置活荷载，然，然 后隔跨布置后隔跨布置（2）求某跨跨内最大）求某跨跨内最大负弯矩弯矩时，本跨不布置活荷本跨不布置活荷载，而在其，而在其 左右左右邻跨布置，然后隔跨布置跨布置，然后隔跨布置（3）求某支座最大）求某支座最大负弯矩或

7、支座左、弯矩或支座左、右截面最大剪力右截面最大剪力时，应在在该支座支座 左右两跨布置活荷左右两跨布置活荷载，然后隔跨，然后隔跨 布置。布置。2.内力内力计算算跨数超跨数超过五跨的五跨的连续梁、板，当各跨荷梁、板，当各跨荷载相同，且跨度相同，且跨度 相差不超相差不超过10%时，可按五跨的等跨，可按五跨的等跨连续梁、板梁、板计算算（1）在均布及三角形荷）在均布及三角形荷载作用下：作用下：（2）在集中荷）在集中荷载作用下：作用下：3.内力包内力包络图：将同一将同一结构在各种荷构在各种荷载的最不利的最不利组合作用下的内力合作用下的内力图 (弯矩弯矩图或剪力或剪力图)叠画在同一叠画在同一张图上，其外包上

8、，其外包线所形所形 成的成的图形称形称为内力包内力包络图 4.支座弯矩和剪力支座弯矩和剪力设计值 弯矩弯矩设计值：剪力剪力设计值：均布荷均布荷载集中荷集中荷载11.2.4连续梁、板按塑性理梁、板按塑性理论方法的内力方法的内力计算算1塑性塑性铰的概念的概念在在钢筋屈服截面，从筋屈服截面，从钢筋屈服到达到极限承筋屈服到达到极限承载力，截面力，截面在外弯矩增加很小的情况下在外弯矩增加很小的情况下产生很大生很大转动，表，表现得犹如得犹如一个能一个能够转动的的铰，称，称为“塑性塑性铰”。塑性塑性铰与理想与理想铰的区的区别 理想理想铰不能承受任何弯矩，而塑性不能承受任何弯矩，而塑性铰则能承受一能承受一 定

9、的弯矩（定的弯矩（MyMMu）；）；理想理想铰集中于一点，塑性集中于一点，塑性铰则有一定的有一定的长度度理想理想铰在两个方向都可在两个方向都可产生无限的生无限的转动，而塑性，而塑性铰 则是有限是有限转动的的单向向铰，只能在弯矩作用方，只能在弯矩作用方向作有限向作有限 的的转动。2超静定超静定结构的塑性内力重分布构的塑性内力重分布现象象 按按弹性理性理论方法：方法：1.截面截面间内力的分布内力的分布规律是不律是不变的；的；2.任一截面内力达到其内力任一截面内力达到其内力设计值时，认为整整个个结构达到其承构达到其承载能力。能力。实际上：上：1.截面截面间内力的分布内力的分布规律是律是变化的。化的。

10、2.任一截面内力达到其内力任一截面内力达到其内力设计值时，只是只是该截面达到其承截面达到其承载能力，出能力，出现了塑性了塑性铰。只要整个只要整个结构构还是几何不是几何不变的，的，结构构还能能继续承承受荷受荷载。对于于超静定超静定结构构，当，当结构的某个截面出构的某个截面出现塑性塑性铰后，后，结构的构的内力分布内力分布发生了生了变化，化，经历了一个重新分布的了一个重新分布的过程，程，这个个过程成程成为“塑性内力重分布塑性内力重分布”。3.考考虑塑性内力重分布的意塑性内力重分布的意义（1）内力）内力计算方法与截面算方法与截面设计方法相方法相协调；（2）可以人）可以人为地地调整截面的内力分布情况，更

11、合整截面的内力分布情况，更合适地布置适地布置钢筋；筋；（3）充分利用）充分利用结构的承构的承载力，取得一定的力，取得一定的经济效效益。益。4.影响塑性内力重分布的因素影响塑性内力重分布的因素 塑性塑性铰的的转动能力能力 斜截面承斜截面承载能力能力 正常使用条件正常使用条件 截面要有截面要有合适的受合适的受压区高度；区高度；构件必构件必须要有要有足足够的受剪承的受剪承载力。力。5.考考虑内力重分布的适用范内力重分布的适用范围下列情况不宜采用下列情况不宜采用（1）在使用）在使用阶段不允段不允许出出现裂裂缝或或对裂裂缝开展控开展控制制较严的混凝土的混凝土结构；构；（2）处于于严重侵重侵蚀性性环境中的

12、混凝土境中的混凝土结构；构；（3）直接承受）直接承受动力和重复荷力和重复荷载的混凝土的混凝土结构构（4）要求有）要求有较高承高承载力力储备的混凝土的混凝土结构；构；（5）配置延性）配置延性较差的受力差的受力钢筋的混凝土筋的混凝土结构。构。6连续梁、板考梁、板考虑塑性内力重分布的内力塑性内力重分布的内力计算算 弯矩弯矩调幅法幅法（1）弯矩）弯矩调幅法幅法弯矩弯矩调幅法幅法简称称调幅法，它是在幅法，它是在弹性弯矩的基性弯矩的基础上，上，根据需要，适当根据需要，适当调整某些截面弯矩整某些截面弯矩值。通常。通常对那些那些弯矩弯矩绝对值较大的截面大的截面进行弯矩行弯矩调整，然后按整，然后按调整整后的内力

13、后的内力进行截面行截面设计和配筋构造，是一种适用的和配筋构造，是一种适用的设计方法。方法。截面弯矩截面弯矩调整的幅度用整的幅度用调幅系数幅系数表示表示（2）采用调幅法应注意的问题）采用调幅法应注意的问题受力钢筋宜采用受力钢筋宜采用HRB400级、级、HRB335级热轧钢筋，混凝土强度等级级热轧钢筋，混凝土强度等级宜在宜在C20C45范围；截面的相对受压区高度范围；截面的相对受压区高度应满足应满足0.10.35；调幅系数调幅系数不宜超过不宜超过0.2；连续梁、板各跨中截面的弯矩应不小于包连续梁、板各跨中截面的弯矩应不小于包络图及下式计算的值络图及下式计算的值 调幅后支座和跨中截面的弯矩值均不宜小

14、于调幅后支座和跨中截面的弯矩值均不宜小于M0的的1/3；剪力设计值按荷载最不利布置和调幅后的支座弯矩由静力平衡条件计算剪力设计值按荷载最不利布置和调幅后的支座弯矩由静力平衡条件计算确定确定（3）用）用调幅法幅法计算等跨算等跨连续梁、板梁、板等跨等跨连续连续梁梁承受均布荷承受均布荷载时载时：承受承受间间距相同、大小相等的集中荷距相同、大小相等的集中荷载时载时：等跨等跨连续连续板板 对四周与梁整体四周与梁整体连接的接的单向板向板(现浇连续板的内区格就属于板的内区格就属于这种情况种情况)，其，其中中间跨的跨中截面及中跨的跨中截面及中间支座截面支座截面的的计算弯算弯矩可矩可减少减少20，其它截面其它截

15、面则不予降低不予降低（如板的角区格、（如板的角区格、边跨的跨中截面及第一内支座截面的跨的跨中截面及第一内支座截面的计算弯矩算弯矩则不折减）。不折减）。11.2.5单向板肋梁楼盖的截面向板肋梁楼盖的截面设计与构造要求与构造要求1.单向板的截面向板的截面设计与构造要求与构造要求（1）截面）截面设计要点要点1）板的）板的计算算单元通常取元通常取为1m，按按单筋矩形截面筋矩形截面设计；2）板一般能）板一般能满足斜截面受剪承足斜截面受剪承载力要求，力要求，设计时可可 不不进行受剪承行受剪承载力力验算；算；3）板的内拱作用）板的内拱作用（2）构造要求）构造要求 1）板的厚度）板的厚度2）板的支承）板的支承

16、长度度 3）板中受力）板中受力钢筋筋钢筋的直径筋的直径 钢筋的筋的间距距 配筋方式配筋方式 分离式配筋分离式配筋 弯起式配筋弯起式配筋 钢筋的弯起和截断筋的弯起和截断 当当q/g3时，时，a=ln/4 当当q/g3时，时，a=ln/34）板中构造）板中构造钢筋筋分布分布钢筋筋 垂直于主梁的板面构造垂直于主梁的板面构造钢筋筋 嵌入承重嵌入承重墙内的板面构造内的板面构造钢筋筋 2.次梁的截面设计与构造要求次梁的截面设计与构造要求（1）截面设计要点）截面设计要点1）截面形式）截面形式2）考塑性内力重分布时，在下列区段内应将计算所需的箍筋）考塑性内力重分布时，在下列区段内应将计算所需的箍筋面积增大面积

17、增大20：对集中荷载，取支座边至最近一个集中荷载之对集中荷载，取支座边至最近一个集中荷载之间的区段间的区段；对均布荷载，取支座边至距支座边为对均布荷载，取支座边至距支座边为1.05h0的区段的区段 ，此处，此处h0为梁截面有效高度。此外，箍筋的配箍率为梁截面有效高度。此外，箍筋的配箍率sv不应小于不应小于0.3 ft/fyv 。3）当次梁的截面尺寸满足表）当次梁的截面尺寸满足表1-5的要求时，一般不必作使用的要求时，一般不必作使用阶段的挠度和裂缝宽度验算。阶段的挠度和裂缝宽度验算。（2）构造要求）构造要求1）截面尺寸）截面尺寸2）支承）支承长度度3）钢筋的直径筋的直径 4）钢筋的筋的间距距 5

18、）梁）梁侧的的纵向构造向构造钢筋筋 6）配筋方式）配筋方式 3.主梁的截面主梁的截面设计与构造要求与构造要求（1）截面）截面设计要点要点1）截面形式）截面形式 2）主梁支座截面的有效高度）主梁支座截面的有效高度h0 单排排钢筋筋时 h0=h(5060)mm双排双排钢筋筋时 h0h一一(7080)mm 3）主梁的内力）主梁的内力计算通常按算通常按弹性理性理论方法方法进行，不考行，不考虑塑性内力重分布塑性内力重分布 4）当主梁的截面尺寸）当主梁的截面尺寸满足表足表1-5的要求的要求时，一般不必，一般不必作使用作使用阶段的段的挠度和裂度和裂缝宽度度验算。算。（2）构造要求）构造要求1）截面尺寸）截面

19、尺寸 2）支承）支承长度度3）钢筋的直径筋的直径 4）钢筋的筋的间距距 5）梁）梁侧的的纵向构造向构造钢筋筋 6）梁）梁纵筋的弯起和截断筋的弯起和截断按弯矩包按弯矩包络图确定确定 7）主梁附加横向）主梁附加横向钢筋筋附加箍筋和吊筋的附加箍筋和吊筋的总截面面截面面积按下式按下式计算：算：11.4 双向板肋梁楼盖双向板肋梁楼盖在荷在荷载的作用下的作用下,在两个方向上弯曲在两个方向上弯曲,且不能忽略任一且不能忽略任一方向弯曲的板称方向弯曲的板称为双向板双向板1.双向板的受力分析双向板的受力分析11.4.1 双向板的受力分析和双向板的受力分析和试验研究研究当当时时，得：，得：；当当时，得：时，得：；当

20、当时，得：时，得：当当,按按单单向板向板计计算；而当算；而当 按双向板按双向板计计算算 2.双向板的双向板的试验研究研究四四边搁置无置无约束束肋形楼盖肋形楼盖11.4.2双向板内力双向板内力计算算1.弹性理性理论计算方法算方法2.单块双向板的内力双向板的内力计算算3.四四边支承的板支承的板,有六种有六种边界条件界条件:4.(1)四四边简支；支；5.(2)一一边固定，三固定，三边简支；支；6.(3)两两对边固定，两固定，两对边简支；支；7.(4)四四边固定；固定；8.(5)两两邻边固定，两固定，两邻边简支；支；9.(6)三三边固定，一固定，一边简支。支。单位板位板宽内的弯矩内的弯矩设计值为:m跨

21、中或支座跨中或支座单位板位板宽内的弯矩内的弯矩设计值(kNmm)；q板上作用的均布荷板上作用的均布荷载设计值(kNm2),l短跨方向的短跨方向的计算跨度算跨度(m)查附附录2附表附表2-12-6所得弯矩系数。所得弯矩系数。需指出：附需指出：附录2中附表是根据材料的波桑比中附表是根据材料的波桑比0制定制定的。当的。当0时，可按下式，可按下式计算算跨中弯矩跨中弯矩 对钢筋混凝土，筋混凝土，=0.2连续双向板的内力双向板的内力计算算(1)跨中最大弯矩的跨中最大弯矩的计算算活荷活荷载的不利布置如的不利布置如图所示：所示：在正在正对称荷称荷载(g+q/2)作用下：作用下：中中间支座近似的看作固定支座支座

22、近似的看作固定支座 中中间区格均可区格均可视为四四边固定的双向板固定的双向板 在反在反对称荷称荷载(q/2)作用下：作用下：中中间支座支座视为简支支座支支座，中，中间各区格板均可各区格板均可视为四四边简支板的双向板。支板的双向板。(2)支座最大弯矩的支座最大弯矩的计算算 假定永久荷假定永久荷载和可和可变荷荷载都都满布布连续双双向板所有区格向板所有区格时，支座弯矩出，支座弯矩出现最大最大值 即在正即在正对称荷称荷载(g+q)作用下：作用下：中中间区格均可区格均可视为四四边固定的双向板固定的双向板 对于于边、角区格，外、角区格，外边界条件界条件应按按实际情况考情况考虑。11.4.3 双向板的截面双

23、向板的截面设计与构造要求与构造要求1.双向板的截面双向板的截面设计要点要点 (1)截面的弯矩截面的弯矩设计值考考虑板内拱作用，板内拱作用，对弯矩弯矩进行折减行折减 连续板中板中间区格的跨中及中区格的跨中及中间支座截面，折减支座截面，折减系数系数为0.8;边区格的跨中及自楼板区格的跨中及自楼板边缘算起的第二支座截算起的第二支座截面，当面，当l bl 1.5时，折减系数，折减系数为0.8；当；当1.5l bl 2.0时，折减系数，折减系数为0.9。l b为区格沿楼板区格沿楼板边缘方向的跨度，方向的跨度，l 为区格垂直于楼板区格垂直于楼板边缘方向方向的跨度。的跨度。角区格的各截面不折减。角区格的各截

24、面不折减。(2)截面有效高度截面有效高度 短跨方向短跨方向 h0h一一20(mm)长跨方向长跨方向 h0h一一30(mm)(3)配筋计算配筋计算 取取1m板带，按单筋矩形截面设计板带，按单筋矩形截面设计 2.双向板的构造要求双向板的构造要求（1）双向板的厚度）双向板的厚度 表表1-5(2)钢筋的配置筋的配置弯起式和分离式弯起式和分离式沿沿墙边及及墙角的板内构造角的板内构造钢筋与筋与单向板楼盖相同向板楼盖相同。受力受力钢筋的直径、筋的直径、间距、弯起点及截断点的位置等均可距、弯起点及截断点的位置等均可参照参照单向板配筋的有关向板配筋的有关规定定 11.4.4 双向板支承梁的双向板支承梁的设计板板传给梁的荷梁的荷载：l01为板的短板的短边次梁和主梁的次梁和主梁的设计方法和构造要求同方法和构造要求同单向板肋梁楼盖向板肋梁楼盖