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建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡介混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡介混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡介主要內(nèi)容參考文獻(xiàn)[1]混凝土結(jié)構(gòu)(中冊),三校合編,中國建筑工業(yè)出版社2005[2]混凝土結(jié)構(gòu)(下冊),彭少民,武工大出版社2002[3]樓蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理,沈蒲生,科學(xué)技術(shù)出版社2003[4]樓梯、陽臺(tái)和雨篷設(shè)計(jì),程文瀼,中國建筑工業(yè)出版社1990[5]單層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(第二版),羅福午,清華大學(xué)出版社1990[6]鋼筋混凝土連續(xù)梁和框架考慮內(nèi)力重分布設(shè)計(jì)規(guī)程,CECS51:93[7]砌體結(jié)構(gòu),唐岱新,高等教育出版社2004[8]《混凝土結(jié)構(gòu)及砌體結(jié)構(gòu)》學(xué)習(xí)指導(dǎo),廖莎,武工大出版社2000[9]《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與砌體結(jié)構(gòu)題庫與題解》,熊仲明,水利水電出版社2004混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡介主要內(nèi)容參考文獻(xiàn)混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡介混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡介教學(xué)方式:課堂教學(xué)、作業(yè)、參觀實(shí)際建筑物考核方式:課堂提問、測驗(yàn)、作業(yè)、期中考試、期末考試本學(xué)期學(xué)時(shí)安排:4章、51學(xué)時(shí)作業(yè)要求:作業(yè)占平時(shí)成績的主要成分,要求四點(diǎn):1、按時(shí)完成;2、獨(dú)立完成;3、正規(guī):字跡清晰、整齊、書寫認(rèn)真、所附草圖用尺畫。4、作業(yè)未達(dá)學(xué)校規(guī)定者,取消考試資格。另:考勤未達(dá)學(xué)校規(guī)定者,取消考試資格?;炷两ㄖY(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡介教學(xué)方式:課堂教學(xué)、作業(yè)、參觀實(shí)際建“混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理”(專業(yè)基礎(chǔ)課)、“混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”(專業(yè)課)混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡介
1.工程對(duì)象
混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理研究基本構(gòu)件:梁、板、柱、墻(受拉、壓、彎、剪、扭)混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):單層廠房、多高層框架結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、高層建筑結(jié)構(gòu)…結(jié)構(gòu):在建筑中,由若干構(gòu)件連接而成的能夠承受作用的體系(承重骨架)。一、混凝土結(jié)構(gòu)課程的特點(diǎn)“混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理”(專業(yè)基礎(chǔ)課)、混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)(1)共同原則:兩個(gè)中心——作用效應(yīng)、結(jié)構(gòu)抗力;作用效應(yīng):結(jié)構(gòu)上的作用引起的效應(yīng)結(jié)構(gòu)抗力:結(jié)構(gòu)抵抗作用效應(yīng)的能力,如Mu、Vu
一個(gè)基本點(diǎn)——結(jié)構(gòu)抗力>作用效應(yīng)。本課程偏重于作用效應(yīng)混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡介(2)基本構(gòu)件研究方法:(結(jié)構(gòu)抗力)實(shí)驗(yàn)——受力狀態(tài)、破壞原因與性質(zhì);假設(shè)——力學(xué)模型、經(jīng)驗(yàn)或理論公式;設(shè)計(jì)——承載能力、剛度、抗裂度;截面尺寸、配筋、構(gòu)造。(3)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)程序:2.方法與目標(biāo)(1)共同原則:兩個(gè)中心——作用效應(yīng)、結(jié)構(gòu)抗力;混凝土建筑混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡介建筑(工藝)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)布置(初估截面尺寸)結(jié)構(gòu)選型(包括基礎(chǔ))[概念設(shè)計(jì)]計(jì)算簡圖[計(jì)算設(shè)計(jì)]構(gòu)造設(shè)計(jì)[構(gòu)造設(shè)計(jì)]不滿足?荷載分析結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算內(nèi)力組合(荷載效應(yīng)組合)構(gòu)件計(jì)算(配筋)Yes超筋?超限?變形驗(yàn)算混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡介建筑(工藝)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)布置(初估截面尺寸結(jié)構(gòu)中的構(gòu)造:難以或無法由計(jì)算確定,而是通過實(shí)驗(yàn)分析、總結(jié)震害或工程經(jīng)驗(yàn)確定的某些規(guī)定、規(guī)律和措施,如混凝土保護(hù)層。混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡介基礎(chǔ)設(shè)計(jì)施工圖END結(jié)構(gòu)中的構(gòu)造:難以或無法由計(jì)算確定,而是通過實(shí)驗(yàn)分析、總結(jié)震第11章樓蓋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)樓蓋課件11.1概述
一、樓屋蓋的功能及設(shè)計(jì)要求二、施工分類三、單向板與雙向板四、現(xiàn)澆樓蓋的結(jié)構(gòu)型式11.2現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋
一、結(jié)構(gòu)平面布置
任務(wù)(構(gòu)件及位置—軸線、跨度、端部支承;承重方式;截面尺寸)
原則(建筑和工藝;合理幾何尺寸;受力傳力合理)荷載(分項(xiàng)系數(shù);折減系數(shù);單向板肋梁樓蓋荷載傳遞)注:下劃線者為本章重點(diǎn)掌握內(nèi)容。主要內(nèi)容主要內(nèi)容第11章樓蓋11.1概述注:下劃線者為本章重點(diǎn)掌握內(nèi)容。主要內(nèi)容主三、彈性方法的設(shè)計(jì)
1、活荷載不利布置
2、內(nèi)力計(jì)算3、內(nèi)力包絡(luò)圖4、支座M、V調(diào)整主要內(nèi)容四、考慮塑性內(nèi)力重分布的設(shè)計(jì)
(一)塑性鉸的概念
(二)塑性內(nèi)力重分布的概念
1、實(shí)例分析
2、內(nèi)力重分布的概念
3、內(nèi)力重分布的工程意義
4、影響內(nèi)力重分布的因素二、計(jì)算簡圖(桿件、支承、計(jì)算跨數(shù)、計(jì)算跨度)第11章樓蓋三、彈性方法的設(shè)計(jì)主要內(nèi)容四、考慮塑性內(nèi)力重分布的設(shè)計(jì)二、計(jì)五、連續(xù)梁、板按調(diào)幅法的內(nèi)力計(jì)算
1、實(shí)例分析2、彎矩調(diào)幅法的基本規(guī)定3、彎矩調(diào)幅法的實(shí)用計(jì)算公式主要內(nèi)容六、單向板肋梁樓蓋的截面計(jì)算和構(gòu)造要求11.6樓梯與雨篷11.3雙向板肋梁樓蓋的設(shè)計(jì)第11章樓蓋五、連續(xù)梁、板按調(diào)幅法的內(nèi)力計(jì)算主要內(nèi)容六、單向板肋梁樓梁板墻11.1
概述11.1概述梁板結(jié)構(gòu)---由梁、板兩種基本構(gòu)件組成的結(jié)構(gòu).例:樓(屋)面、橋面、水池頂?shù)装?、地下室底?-水平結(jié)構(gòu)扶壁式的擋土墻---豎向結(jié)構(gòu)一、樓屋蓋的功能及設(shè)計(jì)要求(一)建筑功能:提供平面活動(dòng)空間,隔熱、聲,防水,保溫等。(二)結(jié)構(gòu)功能:1、承受并傳遞豎向荷載:板梁墻、柱基礎(chǔ);2、將水平力傳遞給豎向結(jié)構(gòu);3、與豎向結(jié)構(gòu)互成支承。第11章樓蓋梁板墻11.1概述11.1概述梁板結(jié)構(gòu)---由梁、M、V=0M、V≠0M、V≠0(三)組成:面層、結(jié)構(gòu)層、天棚(板下)(四)設(shè)計(jì)要求:1、豎向荷載下的承載能力和剛度;2、自身平面內(nèi)的剛度與整體性;3、與豎向結(jié)構(gòu)的可靠連接,保證豎向和水平力可靠傳遞。二、按施工方法分類現(xiàn)澆式(多用,剛度大,整體性好,防水性好,適應(yīng)不規(guī)則平面,開洞易;需大量模板,現(xiàn)場作業(yè)量大,工期長)、裝配式(禁止使用)、裝配整體式。11.1
概述第11章樓蓋M、V=0M、V≠0M、V≠0(三)組成:面層、結(jié)構(gòu)層、天棚(一)單向板:板面荷載只朝一個(gè)方向(x)的支承邊傳遞,只在一個(gè)方向產(chǎn)生變形、內(nèi)力。如下圖:(二)雙向板:以四邊簡支板,板上作用均布荷載q為例l01、l02:沿1、2向板的計(jì)算跨度
q1、q2:荷載
q沿1、2向傳遞的荷載值,q=q1+q2f1、f2:沿1、2向板帶跨中O點(diǎn)撓度,f1=f2f兩對(duì)邊簡支21一邊嵌固f四邊支承qq11.1
概述三、單向板與雙向板第11章樓蓋(一)單向板:板面荷載只朝一個(gè)方向(x)的支承邊傳遞,只在(11.1
概述第11章樓蓋單向板肋梁樓蓋
雙向板肋梁樓蓋井式樓蓋
無梁樓蓋
密肋樓蓋
11.1概述第11章樓蓋單向板肋梁樓蓋雙向板肋梁11.1概述兩方向傳遞的荷載比值為取跨度中點(diǎn)相互垂直的單位寬板帶分析,跨度中心點(diǎn)A處撓度相等η1,η2---短跨、長跨方向荷載分配系數(shù)l01l021l02/2q1q2AfAL01/2l02/2fAL01/21第11章樓蓋11.1概述兩方向傳遞的荷載比值為取跨度中點(diǎn)相互垂直的單位11.1概述可忽略荷載沿長跨方向的傳遞,荷載主要沿短跨方向傳遞,即主要在一個(gè)跨度方向彎曲,稱單向板。當(dāng):時(shí),稱雙向板。當(dāng)時(shí),按彈性理論分析時(shí),規(guī)定:對(duì)四邊支承板當(dāng):時(shí),1l01l021l02/2q1q2AfAL01/2l02/2fAL01/2第11章樓蓋11.1概述可忽略荷載沿長跨方向的傳遞,荷載主要沿11.1概述用截面的彎曲剛度推導(dǎo):使構(gòu)件截面產(chǎn)生單位曲率所需施加的彎矩值。同理:板帶的豎向彎曲剛度:使板帶產(chǎn)生單位撓度需施加的豎向均布荷載。短邊方向板帶的彎曲剛度:長邊方向板帶的彎曲剛度:荷載分配系數(shù)可用板帶的彎曲剛度來表示:1l01l021l02/2q1q2AfAL01/2l02/2fAL01/2第11章樓蓋11.1概述用截面的彎曲剛度推導(dǎo):短邊方向板帶的彎曲剛度:1、兩對(duì)邊支承的板,按單向板計(jì)算;2、四邊支承的板:
(1)l2/l1≤2,按雙向板計(jì)算;
(2)2<l2/l1<3,宜按雙向板計(jì)算;當(dāng)按沿短跨方向受力的單向板計(jì)算時(shí),應(yīng)沿長跨方向布置足夠數(shù)量的構(gòu)造鋼筋(長跨方向的配筋不少于短跨方向的25%);
(3)l2/l1≥3,按沿短跨方向受力的單向板計(jì)算。
l2、l1——分別為板長跨方向和短跨方向的計(jì)算跨度
11.1
概述(三)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010-2002)
10.1.2款規(guī)定:第11章樓蓋1、兩對(duì)邊支承的板,按單向板計(jì)算;11.1概述(三)《2、雙向板肋梁樓蓋雙向板雙向四邊梁(不分主次)柱、墻基礎(chǔ)11.1
概述四、現(xiàn)澆樓蓋的結(jié)構(gòu)型式(見下頁圖)按照兩個(gè)因素區(qū)分:☆區(qū)格兩個(gè)方向尺寸比例☆豎向荷載傳遞方向3、井式樓蓋(交叉梁)4、無梁樓蓋(板柱結(jié)構(gòu))1、單向板肋梁樓蓋單向板兩對(duì)邊次梁主梁柱、墻基礎(chǔ)第11章樓蓋2、雙向板肋梁樓蓋11.1概述四、現(xiàn)澆樓蓋的結(jié)構(gòu)型式((a)單向板肋梁樓蓋(b)雙向板肋梁樓蓋(c)井式樓蓋(d)密肋樓蓋(e)無梁樓蓋back11.1
概述第11章樓蓋(a)單向板肋梁樓蓋(b)雙向板肋梁樓蓋(c)井式樓蓋(d)一、結(jié)構(gòu)平面布置1、主要構(gòu)件及其位置軸線位置(偏心);跨度;梁的端部支承;洞口;標(biāo)高2、承重方式(按豎向荷載傳力路線及主梁布置方向分類)(a)主梁沿橫向布置主梁次梁次梁(c)不設(shè)主梁主梁次梁(b)主梁沿縱向布置11.2
現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋11.2現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋肋梁樓蓋的設(shè)計(jì)程序:結(jié)構(gòu)平面布置(初擬板厚和主次梁的截面尺寸)確定梁板的計(jì)算簡圖梁板的內(nèi)力分析截面配筋構(gòu)造措施繪制施工圖。第11章樓蓋一、結(jié)構(gòu)平面布置(a)主梁沿橫向布置主梁次梁次梁(c)不設(shè)主11.2
現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋預(yù)制板單向板600060006000600060006000600030006000井式梁橫向框架承重縱向框架承重縱橫向框架承重承重框架布置方案第11章樓蓋11.2現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋預(yù)制板單向板6000600011.2
現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋(2)縱向承重:主梁縱向布置,次梁橫向布置。一般為單向板肋梁樓蓋。傳力路線:(3)縱橫向承重:如雙向板肋梁樓蓋、井式樓蓋3、截面尺寸:按經(jīng)驗(yàn)或估算初步確定板厚和主次梁的截面尺寸。4、草圖a、優(yōu)點(diǎn):橫向剛度大,有利于抗震;有利于縱墻開洞。b、缺點(diǎn):橫向主梁尺寸較大,影響凈高和視覺。(1)橫向承重:主梁橫向布置,次梁縱向布置。一般為單向板肋梁樓蓋。板次梁(縱向)主梁(橫向)柱、墻基礎(chǔ)板傳力路線:次梁(橫向)主梁(縱向)柱、墻基礎(chǔ)第11章樓蓋11.2現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋(2)縱向承重:主梁縱向布置1、受力合理:(1)荷載傳遞要簡捷,梁宜拉通;(2)主梁跨間最好不要只布置一根次梁;(3)避免把梁(特別是主梁)擱置在門、窗過梁上;(4)在樓、屋面上有隔墻或設(shè)備等荷載較大的地方設(shè)置次梁;(5)樓板上的洞口周邊設(shè)置加勁小梁。
2、滿足建筑要求
3、方便施工:梁的截面種類不宜過多,梁的布置盡可能規(guī)則,梁的尺寸應(yīng)考慮設(shè)置模板的方便。11.2
現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋布置原則第11章樓蓋1、受力合理:11.2現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋布置原則第11
計(jì)算模型——桿件;節(jié)點(diǎn)(桿件相交處);支座(支承處、基礎(chǔ));幾何尺寸(截面、跨度);次梁為板支承;主梁為次梁支承;柱為主梁支承。計(jì)算荷載——荷載(形態(tài):點(diǎn)、線、面;大?。环较?;位置)(一)計(jì)算模型
1、計(jì)算單元從屬面積;受荷范圍;計(jì)算寬度桿件的計(jì)算寬度即為從屬面積或受荷范圍的寬度。11.2
現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋二、計(jì)算簡圖第11章樓蓋計(jì)算模型——桿件;節(jié)點(diǎn)(桿件相交處);支座(支承處、基礎(chǔ)板承受樓面上的均布線荷載;次梁承受板傳來的均布線荷載;主梁承受次梁傳來的集中荷載。b=1m板計(jì)算單元柱次梁計(jì)算寬度(l1+l2)/2l1l2次梁受荷范圍l3l4l3/2主梁每個(gè)集中荷載的受荷范圍l4/211.2
現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋第11章樓蓋板承受樓面上的均布線荷載;b=1m板計(jì)算單元柱次梁計(jì)算寬度l(1)中間節(jié)點(diǎn)——簡化為鉸支鏈桿;(豎向位移為零,可以自由轉(zhuǎn)動(dòng))次梁/主梁/柱板/次梁/主梁(b)(a)磚墻(柱)11.2
現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋(2)端支座:a、支承于磚墻時(shí),簡化為鉸接支座;b、與梁整澆時(shí),簡化為固接支座。2、節(jié)點(diǎn)、支座簡化為鉸支鏈桿第11章樓蓋(1)中間節(jié)點(diǎn)——簡化為鉸支鏈桿;次梁/主梁/柱板/次梁/主1)支座可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)但豎向位移為零:忽略了梁板的彎曲撓度,計(jì)算偏差一般不作調(diào)整。忽略了次梁對(duì)板、主梁對(duì)次梁及柱對(duì)主梁的轉(zhuǎn)動(dòng)約束,其偏差主要使跨中最大正彎矩增大。(見教材p.31圖11-4)
a、對(duì)板、次梁,采用折算荷載的方式來彌補(bǔ)偏差
(p.33,34
式11-1、式11-2);(推導(dǎo)在后面)
b、對(duì)主梁,當(dāng)主梁與柱子的線剛度之比ib/ic≥5可按鉸支,<5應(yīng)按固接。因此,板、次梁、主梁的計(jì)算模型為連續(xù)板或連續(xù)梁。11.2
現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋(3)節(jié)點(diǎn)簡化的近似性:第11章樓蓋1)支座可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)但豎向位移為零:忽略了梁板的彎曲撓度,計(jì)2)不考慮薄膜效應(yīng)對(duì)板內(nèi)力的影響:
四周與梁整體連接的低配筋率板,臨近破壞時(shí)中和軸接近于板表面,在純彎矩作用下,板的中平面位于受拉區(qū),因周邊變形受到約束,板內(nèi)存在軸向壓力,稱薄膜力,也稱拱作用。計(jì)算時(shí)不考慮這一作用,以后在板的截面設(shè)計(jì)時(shí),對(duì)板的計(jì)算彎矩酌情折減。11.2
現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋開裂退出工作開裂退出工作第11章樓蓋2)不考慮薄膜效應(yīng)對(duì)板內(nèi)力的影響:四周與梁整體連接的超靜定梁靜定梁忽略板、次梁的連續(xù)性,將超靜定梁簡化為靜定梁,按簡支構(gòu)件計(jì)算支座豎向反力。11.2
現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋3)豎向荷載傳遞計(jì)算第11章樓蓋超靜定梁靜定梁忽略板、次梁的連續(xù)性,將超靜定梁簡化為靜定梁,當(dāng)各跨荷載相同、跨度相差≤10%時(shí),超過5跨的連續(xù)梁、板按5跨計(jì)算。(依據(jù):對(duì)連續(xù)梁、板的某一跨而言,與其相鄰兩跨以外的其余跨上的荷載對(duì)該跨內(nèi)力的影響已很小,見右圖)11223344n11232見上圖:中間各跨(3、4、n……)的內(nèi)力和配筋均按計(jì)算簡圖的第3跨處理。單跨承載時(shí)連續(xù)梁的內(nèi)力圖11.2
現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋4)計(jì)算跨數(shù)的簡化第11章樓蓋當(dāng)各跨荷載相同、跨度相差≤10%時(shí),超過5跨的連續(xù)梁、板按5
3、計(jì)算跨度梁、板的計(jì)算跨度l0是指內(nèi)力計(jì)算時(shí)所采用的跨間長度。從理論上講,某一跨的計(jì)算跨度應(yīng)取為該跨兩端支座處轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)之間的距離。
按彈性理論方法計(jì)算時(shí):(1)中間跨:l0取支座中心線之間的距離(中-中)(2)邊跨:①邊支座整澆時(shí):l01也取支座中心線之間的距離②端部擱置在支承構(gòu)件上時(shí):對(duì)于梁:
對(duì)于板:
l0aln1bbln2l01l0212a為支承長度,h為板厚,b為第一內(nèi)支座的支承寬度,ln1為梁、板邊跨的凈跨長。第11章樓蓋3、計(jì)算跨度l0aln1bbln2l01l0212a為支1、恒、活荷載標(biāo)準(zhǔn)值及其分項(xiàng)系數(shù)(見《荷載規(guī)范》)(1)恒載的標(biāo)準(zhǔn)值--可按其幾何尺寸和材料的重力密度計(jì)算;民用建筑樓面上的均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值可查教材附錄5。(重力密度:鋼筋混凝土為25kN/m3,水泥砂漿為20kN/m3,抹灰為17kN/m3)(2)恒荷載的分項(xiàng)系數(shù)1)當(dāng)其效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)不利時(shí),對(duì)由活荷載效應(yīng)控制的組合,取1.2;對(duì)由恒荷載效應(yīng)控制的組合,取1.35。2)當(dāng)其效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)有利時(shí),對(duì)結(jié)構(gòu)計(jì)算,取1.0;對(duì)傾覆和滑移驗(yàn)算,取0.9。(3)活荷載的分項(xiàng)系數(shù)
一般情況下,取1.4;對(duì)樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值大于4kN/m2的工業(yè)廠房樓面結(jié)構(gòu)的活荷載,取1.3。
11.2
現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋(二)計(jì)算荷載第11章樓蓋1、恒、活荷載標(biāo)準(zhǔn)值及其分項(xiàng)系數(shù)(見《荷載規(guī)范》)112、折算荷載的推導(dǎo)簡化假定:板、梁計(jì)算模型為連續(xù)梁支座可自由移動(dòng),但沒有豎向位移;支座如果是墻或柱,對(duì)梁板嵌固作用不大,計(jì)算時(shí)簡化為鉸支座,誤差不大,但固結(jié)支座時(shí)誤差較大,特別在活載不利布置下,調(diào)整這一誤差,采取增大恒載,減小活載,保持總荷載不變的方法來計(jì)算內(nèi)力θ’’θ>θ次梁板活荷載活荷載(a)(b)(c)(d)固結(jié)支座鉸支座固結(jié)支座鉸支座11.2
現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋第11章樓蓋2、折算荷載的推導(dǎo)簡化假定:支座如果是墻或柱,對(duì)梁板嵌固作用θ2<θ1θ1θ2gqgqg’q’連續(xù)次梁:式中:g、q——單位長度上恒載、活載設(shè)計(jì)值;
g’、q’——單位長度上折算恒載、折算活載設(shè)計(jì)值。注意:僅在現(xiàn)澆肋梁樓蓋中進(jìn)行折算,當(dāng)板或梁擱置在砌體或鋼結(jié)構(gòu)上時(shí),則荷載不作調(diào)整。back11.2
現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋連續(xù)板:第11章樓蓋θ2<θ1θ1θ2gqgqg’q’連續(xù)次梁:式中:g、q—6000×5qCLqCL60006000PZL=6qCL次梁ABCD2100×32100×32100×36300×3250120次梁計(jì)算單元Z-350×3501m板計(jì)算單元8010501050主梁(ZL)次梁(CL)300030002100q板PZL主梁250120例題1:設(shè)板面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為Q(kN/m2),試確定梁板計(jì)算簡圖中的活荷載標(biāo)準(zhǔn)值。
板的活荷載標(biāo)準(zhǔn)值:q=Q×1m=Q(kN/m)
次梁的活荷載標(biāo)準(zhǔn)值(板次梁):qCL=2×1.05m×Q=2.1Q(kN/m)
主梁的活荷載標(biāo)準(zhǔn)值(次梁主梁):PZL=(3+3)m×qCL=12.6Q(kN)
或(板主梁):PZL=6m×2.1m×Q=12.6Q(kN)第11章樓蓋6000×5qCLqCL60006000PZL=6qCL次梁三、連續(xù)梁板按彈性理論的內(nèi)力計(jì)算
單跨承載時(shí)連續(xù)梁的內(nèi)力圖1、活荷載的最不利布置:即活荷載作用在什么位置可使連續(xù)梁板某個(gè)截面內(nèi)力最大?(活荷載的大小,作用位置可以隨時(shí)間發(fā)生變化)按結(jié)構(gòu)力學(xué)的方法計(jì)算連續(xù)梁的內(nèi)力第11章樓蓋三、連續(xù)梁板按彈性理論的內(nèi)力計(jì)算單跨承載時(shí)連續(xù)梁的內(nèi)力圖1、1)活荷載作用的最小范圍是連續(xù)梁的一跨;2)連續(xù)梁的控制截面取各支座截面及跨內(nèi)最大正彎矩截面(不一定是跨中截面);3)目標(biāo)是求最大內(nèi)力Mmax、Mmin(或-Mmax)及Vmax;4)恒載不存在最不利布置(始終存在)。
√×11.2
現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋(1)活荷載的最不利布置原則:第11章樓蓋1)活荷載作用的最小范圍是連續(xù)梁的一跨;√×11.2現(xiàn)3)求某支座最大負(fù)彎矩(-Mmax)時(shí),或求內(nèi)支座左、右截面Vmax時(shí),在該支座左右兩跨和隔跨布置。VmaxMmaxqqq1)Mminqq2)3)qq-Mmax、Vmax11.2
現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋(2)活荷載的最不利布置規(guī)律:1)求某跨跨內(nèi)Mmax或端支座Vmax時(shí),在本跨和隔跨布置活荷載;2)求某跨跨內(nèi)Mmin(或-Mmax)時(shí),本跨不布置,而在其左右鄰跨布置,然后隔跨布置;第11章樓蓋3)求某支座最大負(fù)彎矩(-Mmax)時(shí),或求內(nèi)支座左、右截面例題2:五跨連續(xù)梁活荷載的最不利布置。
利用對(duì)稱性:跨4、5分別=跨2、1支座A、B、C分別=F、E、D)①+②
M1,3,5max,M2,4min,VA,Fmax①+③
M2,4max,M1,3,5min①+④
MB,Emin(或-MB,Emax),VB,Emax①+⑤
MC,Dmin(或-MC,Dmax),VC,Dmax15234gABCDEF①恒載(相鄰隔跨)153q②qq(隔跨)
AF2424q③(隔跨)q135124q④qBE523q⑤(相鄰隔跨)qCD(1)等跨連續(xù)梁(或跨差≤10%)查教材附錄6計(jì)算內(nèi)力,例:M1max=0.078gl2+0.100ql2,
VAmax=0.394gl+0.447ql;(2)不等跨連續(xù)梁按力矩分配法計(jì)算內(nèi)力。11.2
現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋例題2:五跨連續(xù)梁活荷載的最不利布置。利用對(duì)稱性:跨11.2
現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋2、內(nèi)力計(jì)算對(duì)于等跨連續(xù)梁(或跨差≤10%),由附錄6查出相應(yīng)的彎矩、剪力系數(shù),利用下列公式計(jì)算跨內(nèi)或支座截面的最大內(nèi)力:(1)均布及三角形荷載作用下:(2)集中荷載作用下:式中:
k1、k2、k5、k6—彎矩系數(shù);k3、k4、k7、k8—剪力系數(shù)。
對(duì)于不等跨連續(xù)梁,用力矩分配法計(jì)算其內(nèi)力。見例題2。第11章樓蓋11.2現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋2、內(nèi)力計(jì)算對(duì)于等跨連續(xù)梁((1)定義:恒載的內(nèi)力圖和活荷載按各種最不利布置計(jì)算的內(nèi)力圖繪制在同一座標(biāo)上,內(nèi)力圖迭加后的外包線,稱為內(nèi)力包絡(luò)圖。(2)作用:作為各控制截面配筋的依據(jù),確定縱向鋼筋在跨內(nèi)切斷、彎起的位置。(3)繪制:內(nèi)力包絡(luò)圖是由內(nèi)力疊合圖形的外包線構(gòu)成的。例如教材p.36圖11-9;p.61圖11-29。
布置作業(yè)一:繪制內(nèi)力包絡(luò)圖11.2
現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋3、內(nèi)力包絡(luò)圖第11章樓蓋(1)定義:恒載的內(nèi)力圖和活荷載按各種最不利布置計(jì)算的內(nèi)力圖內(nèi)力包絡(luò)圖D:g+q(2,4跨)B:g+q(1,3,5跨)A:g+q(1,2,4跨)C:g+q(2,3,5跨)E:g+q(1,3,4跨)(a)(b)ABCDE11.2
現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋第11章樓蓋內(nèi)力包絡(luò)圖D:g+q(2,4跨)B:g+q(1,3,5跨)A(1)彎矩設(shè)計(jì)值:bMMcVcV控制截面4、支座中心線處的彎矩、剪力值向?qū)嶋H控制截面(支座邊緣)的換算11.2
現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋式中:
Mc、Vc——支座中心線處的彎矩、剪力設(shè)計(jì)值;V0——按簡支梁計(jì)算的支座剪力設(shè)計(jì)值(取絕對(duì)值計(jì)算)(2)剪力設(shè)計(jì)值:均布荷載:集中荷載:第11章樓蓋(1)彎矩設(shè)計(jì)值:bMMcVcV控制截面4、支座中心線處的彎(1)M增量不大,。理論描述:彎矩維持不變,
M≈Mu;Φ(10-4/m)0.1770.9411.000M/Mu331000Ⅰa裂縫出現(xiàn)Ⅱa鋼筋屈服Ⅲa受壓區(qū)邊緣砼達(dá)到極限壓應(yīng)變帶裂縫工作階段彈性階段破壞階段彎矩-轉(zhuǎn)角曲線
(2)Φ急劇增加,Φu/Φy≈300%。理論描述:截面屈服,轉(zhuǎn)角急劇增加,似轉(zhuǎn)動(dòng)的“鉸”,稱為塑性鉸。11.2
現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋四、考慮塑性內(nèi)力重分布計(jì)算連續(xù)梁板的內(nèi)力(一)塑性鉸(PlasticHinge)的概念(復(fù)習(xí)上冊“受彎構(gòu)件正截面破壞的三個(gè)階段”)1、破壞階段M—Φ的特點(diǎn)(見右圖彎矩-轉(zhuǎn)角曲線)第11章樓蓋(1)M增量不大,。理論描述:彎矩維
2、塑性鉸的概念:因材料屈服形成既有一定承載能力又能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的截面或區(qū)段,稱塑性鉸。計(jì)算中按鉸接考慮。3、塑性鉸的特點(diǎn):(1)塑性鉸有一定長度,是一個(gè)局部變形的區(qū)域;(2)能夠承受一定的彎矩,M≈Mu;(3)在彎矩作用方向作有限的轉(zhuǎn)動(dòng),直至截面破壞。
(a)(b)(c)FⅠⅡⅢφuφyMcrMyMuMcrMyMuly11.2
現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋第11章樓蓋2、塑性鉸的概念:因材料屈服形成既有一定承載能力又能相(1)靜定結(jié)構(gòu)的破壞也可理解為:塑性鉸產(chǎn)生和發(fā)展的過程,塑性鉸使其形成一個(gè)幾何可變體系而破壞。(2)超靜定結(jié)構(gòu)塑性內(nèi)力重分布的計(jì)算方法(3)結(jié)構(gòu)抗震注意:
靜定結(jié)構(gòu)出現(xiàn)一個(gè)塑性鉸,即達(dá)到極限承載力,不能再承載;
11.2
現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋4、塑性鉸的意義:超靜定結(jié)構(gòu)出現(xiàn)一個(gè)塑性鉸后,并不喪失承載力,仍能承載。第11章樓蓋(1)靜定結(jié)構(gòu)的破壞也可理解為:塑性鉸產(chǎn)生和發(fā)展的過程,塑性(二)塑性內(nèi)力重分布的概念1、實(shí)例分析已知:b×h=300×600,混凝土C20,Ⅱ級(jí)縱筋(1)B支座:MB=-299.7kN·m,As=1905mm2(522),相應(yīng)MBu≈-299.7kN·m。AB跨:M1=233.4kN·m,As
=1346mm2(225+122),相應(yīng)M1u≈233.4kN·m。
ABC1234299.7233.4199.8①+②①+③圖21234ABC3×2m3×2m①②③G=50kNP=100kN圖1P=100kNAB12299.7233.4圖4AB12圖5ABC1234299.7199.8①+②圖3299.7F1=G+P=150kN△F=16.8kN(3)在AB跨加載ΔF=16.8kN,
ΔM1=2×16.8=33.6kN·m,
M1=199.8+33.6=233.4=M1u,因此,AB跨內(nèi)截面1出現(xiàn)塑性鉸,AB跨成為幾何可變體系,結(jié)構(gòu)破壞。(2)按①+②加載,當(dāng)F1=G+P=150kN時(shí),MB=-299.7kN·m=MBu,結(jié)構(gòu)并不喪失承載力,僅僅在B支座出現(xiàn)塑性鉸,此時(shí),AB跨內(nèi)M1=199.8kN·m<M1u=233.4kN·m,仍可承載。因此,B支座減少一個(gè)約束,成為鉸支座,AB、BC成為兩個(gè)簡支梁,不會(huì)破壞,可繼續(xù)承載,MB=-299.7kN·m維持不變。第11章樓蓋(二)塑性內(nèi)力重分布的概念A(yù)BC1234299.7233.4(2)當(dāng)一個(gè)截面屈服形成塑性鉸之后,剛度急劇減小,若荷載繼續(xù)增加,內(nèi)力分布不再符合彈性規(guī)律,截面只能維持彎矩(M≈Mu)基本不變,新增彎矩全部產(chǎn)生在跨內(nèi)截面,這種力學(xué)現(xiàn)象稱為內(nèi)力重分布(如下圖所示)。①+②AB12299.7199.8G+P△F12AB11.2
現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋2、超靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力重分布概念(見教材p.36-41)(1)按彈性方法計(jì)算時(shí),設(shè)彎曲剛度不變,各截面的彎矩與荷載呈線性關(guān)系;第11章樓蓋(2)當(dāng)一個(gè)截面屈服形成塑性鉸之后,剛度急劇減小,若荷載繼續(xù)主要取決于縱筋配筋率(減小ρ,提高ρ’,混凝土受壓區(qū)高度x減小),由于
,工程中用參數(shù)控制,較小時(shí)有利于塑性鉸的轉(zhuǎn)動(dòng)。11.2
現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋3、內(nèi)力重分布的工程意義(見教材p.39-41)(1)超靜定結(jié)構(gòu)的破壞過程與原因:隨著塑性鉸的不斷產(chǎn)生,直至結(jié)構(gòu)的局部或整體成為幾何可變體系,每形成一個(gè)塑性鉸,結(jié)構(gòu)就減少一個(gè)多余約束。(2)超靜定結(jié)構(gòu)的承載力儲(chǔ)備:
彈性:F=50+100=150kN,塑性:F+ΔF=150+16.8=166.8kN(3)可采用塑性內(nèi)力重分布的方法計(jì)算內(nèi)力;(4)人為減少支座彎矩M,節(jié)約鋼筋A(yù)s,方便施工。
4、影響內(nèi)力重分布的因素(p.40-41)
(1)塑性鉸的轉(zhuǎn)動(dòng)能力第11章樓蓋主要取決于縱筋配筋率(減小ρ,提高ρ’,混凝土受壓區(qū)高度x減
(2)斜截面抗剪承載能力:即要求塑性鉸形成前不發(fā)生斜截面受剪破壞;幾何可變體系22幾何不變體系11出現(xiàn)1、2四個(gè)塑性鉸后,此結(jié)構(gòu)仍未破壞。三鉸共線幾何可變體系11.2
現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋(3)塑性鉸產(chǎn)生的位置與順序:即要求不提前形成幾何可變體系;(見圖)(4)限制塑性鉸轉(zhuǎn)動(dòng)的幅度:即要求在正常使用階段不出現(xiàn)塑性鉸。第11章樓蓋(2)斜截面抗剪承載能力:即要求塑性鉸形成前不發(fā)生五、按彎矩調(diào)幅法計(jì)算連續(xù)梁板的內(nèi)力
彈性方法的缺陷:
a、內(nèi)力按彈性方法計(jì)算,截面設(shè)計(jì)又考慮塑性變形,矛盾;b、支座Mmin(即-Mmax)與跨內(nèi)Mmax不同時(shí)出現(xiàn),配筋浪費(fèi)。對(duì)按彈性理論方法計(jì)算所得的彎矩進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整(如對(duì)絕對(duì)值最大的支座彎矩進(jìn)行調(diào)整),考慮內(nèi)力重分布的一種計(jì)算方法,叫做彎矩調(diào)幅法,一般用于框架梁設(shè)計(jì)。
1、實(shí)例分析已知:荷載不變,MB人為減幅,取MB=200kN·m,配筋,其余條件同上一實(shí)例不變,問結(jié)構(gòu)是否安全?11.2
現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋第11章樓蓋五、按彎矩調(diào)幅法計(jì)算連續(xù)梁板的內(nèi)力11.2現(xiàn)澆單向板肋(1)當(dāng)加載F=G+P=50+50.1kN時(shí),計(jì)算得:MB=200kN·m=
MBu,B支座成為塑性鉸。改變計(jì)算圖形,跨內(nèi)M1=133.3kN·m<M1u=233.4kN·m,可繼續(xù)承載。
(2)再加載ΔF=100-50.1=49.9kN,ΔM1按簡支梁計(jì)算為:ΔM1=2×49.9=99.8kN·m,M1=133.3+99.8=
233.1kN·m≈M1u,AB跨內(nèi)截面1成為塑性鉸,結(jié)構(gòu)破壞。
(3)對(duì)比:B支座彎矩減低之后,會(huì)不會(huì)影響梁的承載能力?ABC1234299.7233.4199.8①+②①+③圖21234ABC3×2m3×2m①②③G=50kNP=100kN圖1P=100kNABC1234200133.3圖3G=50kNP=50.1kN△F=49.9kNAB12△M=99.8圖4△M=2△F=2×49.9=99.8kN+AB12M1=133.3+99.8=233.1kN·m圖5200P=100kNG=50kN=彈性方法
塑性內(nèi)力重分布方法
總荷載設(shè)計(jì)值150kN=150kNMB設(shè)計(jì)值
299.7kN·m>200kN·m調(diào)幅系數(shù)
(299.7-200)/299.7=0.3327M1設(shè)計(jì)值
233.4kN·m≈
233.1kN·m由上表可見:B支座彎矩MB減低之后,并沒有影響梁的承載能力。因此,采用塑性內(nèi)力重分布的方法計(jì)算,可以達(dá)到減少支座彎矩,節(jié)約鋼筋,方便施工的目的。(1)當(dāng)加載F=G+P=50+50.1kN時(shí),計(jì)算得:式中:
Ma——調(diào)整后的彎矩設(shè)計(jì)值;
Me——按彈性方法計(jì)算的彎矩設(shè)計(jì)值。
M0——(g+q)作用下按簡支梁計(jì)算的跨中截面彎矩(支座彎矩M取絕對(duì)值計(jì)算)則:M中>M中’
+g+qABMA’△MAMAMB’△MBMBM中’=M0-0.5(MA’+MB’
)調(diào)幅前△MA△MB調(diào)幅=g+qABMAMBM中=M0-0.5(MA+MB)調(diào)幅后11.2
現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋2、彎矩調(diào)幅法的基本規(guī)定(1)為了限制塑性鉸的轉(zhuǎn)動(dòng)幅度過大,彎矩調(diào)幅系數(shù):≤0.20(2)靜力平衡條件第11章樓蓋式中:Ma——調(diào)整后的彎矩設(shè)計(jì)值;M0——((3)跨中截面彎矩設(shè)計(jì)值
1)不宜對(duì)跨中截面彎矩進(jìn)行人為降幅;
2)調(diào)幅后,為保證跨中截面極限承載力,適當(dāng)提高M(jìn)中,
即M中=1.02M0-0.5(MA+MB),
3)最后跨中截面彎矩設(shè)計(jì)值從上式及按彈性方法計(jì)算所得的內(nèi)力包絡(luò)圖中的Mmax兩者之中取較大值。4)按構(gòu)造及經(jīng)驗(yàn),調(diào)幅后,各控制截面(即支座截面和跨中截面)彎矩設(shè)計(jì)值均應(yīng)≥M0/3。
11.2
現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋(5)為保證塑性鉸的轉(zhuǎn)動(dòng),0.1≤≤0.35,鋼筋Ⅱ、Ⅲ級(jí),混凝土C20~C45。第11章樓蓋(3)跨中截面彎矩設(shè)計(jì)值11.2現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋(53、彎矩調(diào)幅法計(jì)算程序(以框架梁為例)(1)按彈性方法計(jì)算并繪制內(nèi)力包絡(luò)圖;(2)對(duì)支座彎矩調(diào)幅;(3)重新計(jì)算跨中彎矩;(4)校核支座、跨中彎矩,不小于限值;(5)調(diào)整梁的箍筋(見教材p.50-2.(1))4、彎矩調(diào)幅法的實(shí)用計(jì)算方法(即彎矩、剪力系數(shù)計(jì)算連續(xù)梁板的內(nèi)力)(教材p.43-44)這是基于彎矩調(diào)幅法的一種簡易方法,一般用于板、次梁。(1)適用條件:1)等跨連續(xù)梁板(或跨差≤10%)2)相等均布荷載或間距相同、大小相等的集中荷載作用下11.2
現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋第11章樓蓋3、彎矩調(diào)幅法計(jì)算程序(以框架梁為例)11.2現(xiàn)澆單向(2)計(jì)算公式:1)承受均布荷載時(shí):2)承受集中荷載時(shí):式中:、——連續(xù)梁考慮塑性內(nèi)力重分布的彎矩、剪力系數(shù),P44表11-1,表11-3;
l0——內(nèi)力重分布法的計(jì)算跨度,P44表11-4;
ln——凈跨度;
η——集中荷載修正系數(shù);P44表11-2
n——跨內(nèi)集中荷載的個(gè)數(shù)。11.2
現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋第11章樓蓋(2)計(jì)算公式:11.2現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋第11章5、考慮塑性內(nèi)力重分布的意義和適用范圍:(教材p.41)
考慮結(jié)構(gòu)內(nèi)力重分布,可使結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析與截面設(shè)計(jì)相協(xié)調(diào)。意義(優(yōu)點(diǎn)):⑴更正確地估計(jì)結(jié)構(gòu)的承載力和使用階段的變形、裂縫。⑵合理調(diào)整鋼筋布置,可克服支座鋼筋擁擠現(xiàn)象,簡化配筋構(gòu)造,方便砼澆搗,從而提高施工效率和質(zhì)量。⑶按結(jié)構(gòu)內(nèi)力重分布規(guī)律,在一定條件和范圍內(nèi)可人為控制結(jié)構(gòu)中的彎矩分布,從而簡化設(shè)計(jì)。⑷可使結(jié)構(gòu)在破壞時(shí)有較多截面達(dá)到其承載力,從而充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)的潛力,有效地節(jié)約材料。
不宜采用塑性內(nèi)力重分布的情況:⑴使用階段不允許出裂縫或嚴(yán)格限制裂縫開展的結(jié)構(gòu)。⑵直接受動(dòng)力和重復(fù)荷載的結(jié)構(gòu)。⑶預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)和二次受力疊合結(jié)構(gòu)。⑷要求有較高安全儲(chǔ)備的結(jié)構(gòu)。11.2
現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋第11章樓蓋5、考慮塑性內(nèi)力重分布的意義和適用范圍:(教材p.41)六、單向板肋梁樓蓋的截面設(shè)計(jì)與構(gòu)造(1)單向板1)設(shè)計(jì)要點(diǎn)現(xiàn)澆板厚度h除滿足建筑功能,還應(yīng)滿足特殊工藝要求:跨度小于1500mm的屋面板h≥50mm;跨度大于等于1500mm的屋面板h≥60mm;
民用建筑樓板h≥60mm;工業(yè)建筑樓板h≥70mm;行車道下的樓板h≥80mm。11.2
現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋最小板厚保證剛度:單向板厚度≥1/40l(連續(xù)板);≥1/35l(簡支板)≥1/12l(懸臂板)
由于經(jīng)濟(jì)的原因,板不能太厚,板配筋率常用0.3%~0.8%為考慮薄膜效應(yīng)的有利作用,對(duì)四周與梁整澆的中間區(qū)格的單向板,彎矩可折減20%?,F(xiàn)澆板在墻上的支承長度不宜小于120mm;
板可不計(jì)算剪切承載力。第11章樓蓋六、單向板肋梁樓蓋的截面設(shè)計(jì)與構(gòu)造(1)單向板11.2直徑:φ6;φ8;φ10;φ12;負(fù)筋直徑≥
φ8端部:正筋--半圓彎鉤;負(fù)筋--直鉤站立;間距@—綁扎骨架時(shí),h≤150mm時(shí),@≤200mm;h>150mm時(shí),@≤1.5h且≤300mm;伸入支座鋼筋,@≤400mm;截面積不少于受力筋的1/3受力筋@≥
70mm;下部正筋伸入支座的長度不小于5d;為施工方便,直徑不宜多于兩種。配筋方式:彎起式(元寶筋)和分離式兩種彎起角度:一般30°,當(dāng)h超過120mm時(shí),可采用45°彎起式:鋼筋錨固好,節(jié)省鋼材,但施工復(fù)雜。分離式:鋼筋錨固稍差,耗鋼量略高,但設(shè)計(jì)施工都方便。目前用的多,當(dāng)板厚>120mm且受的動(dòng)荷載較大時(shí),不宜用分離式正筋(板底)負(fù)筋(板面)2)配筋構(gòu)造A、板中受力筋—分正彎矩筋和負(fù)彎矩筋兩種第11章樓蓋直徑:φ6;φ8;φ10;φ12;負(fù)筋直徑≥φ8正筋(板底
連續(xù)單向板的配筋方式
ln/5lnlnln
ln/10
ln/6
a
a
ln/6
ln/6
a
a
ln/6
ln/10(a)(b)(a)一端彎起式(b)兩端彎起式受力筋的彎起和截?cái)啵阂话憧砂磮D確定,圖中a的取值:當(dāng)q/g≤3時(shí),a=ln/4;當(dāng)q/g>3時(shí),a=ln/3;如相鄰跨度差超過20%時(shí)或荷載相差較大時(shí),要用彎矩包絡(luò)圖確定。,11.2
現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋第11章樓蓋連續(xù)單向板的配筋方式ln/5lnlnlnln
連續(xù)單向板的配筋方式
(c)分離式(a)(b)
完全簡支可不用11.2
現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋第11章樓蓋ln/5lnlnlnln/7ln/10aaaaln/10ln/10ln/10連續(xù)單向板的配筋方式(c)分離式(a)(b)完全簡A、板中構(gòu)造筋—常用四種
11.2
現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋☆分布鋼筋:平行于單向板長跨,在受力筋內(nèi)側(cè),與受力筋垂直,面積不少于受力筋的15%;直徑≥6;間距≤250;且第米寬不少于4根,彎起式每彎折處均應(yīng)有。作用:①澆筑時(shí)固定受力筋位置;②承受砼收縮和溫變引起的內(nèi)力③承受并分布局部荷載產(chǎn)生的內(nèi)力④對(duì)四邊支承板,承受長跨方向?qū)嶋H存在的彎矩。☆與主梁垂直的附加負(fù)筋:承受沿長邊傳遞的荷載,數(shù)量不少于第米5φ8,總截面積不少于板中受力筋的1/3,伸入板中長度從主梁梁肋邊算起不小于板計(jì)算跨度l0的1/4?!钆c承重砌體墻垂直的附加負(fù)筋:墻對(duì)板實(shí)際有嵌固作用,第米不少于5φ8,伸出墻邊長度≥
1/7l0。☆墻角附加短鋼筋:受負(fù)彎矩和收縮作用,不宜小于跨中受力筋的1/3~1/2,且第米不少于5φ8,伸出墻邊長度≥
1/4l0。第11章樓蓋A、板中構(gòu)造筋—常用四種11.2現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋☆板受力鋼筋附加負(fù)筋與主梁垂直的附加負(fù)筋l0/4l0/4
≥l0/7
φ8@200
≥l0/4
≥l0/4
φ8@200
≥l0/4
≥l0/4
φ8@200
雙向每向4根l0
φ6@250分布筋
≥l0/7板中構(gòu)造筋11.2
現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋第11章樓蓋板受力鋼筋附加負(fù)筋與主梁垂直的l0/4l0/4≥l砌體邊緣板面構(gòu)造筋11.2
現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋第11章樓蓋砌體邊緣板面構(gòu)造筋11.2現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋第11章(2)次梁1)設(shè)計(jì)要點(diǎn):跨度--(4~6)m,梁高為(1/18~1/12)跨度;梁寬為(1/3~1/2)高度;縱筋配筋率常用0.6%~1.5%?,F(xiàn)澆板肋梁樓蓋,板作為次梁上翼緣,跨中按T形截面,支座按矩形截面。受壓區(qū)11221-1支座截面受壓區(qū)b2-2跨中截面bbf’2)配筋構(gòu)造:原則上按彎矩包絡(luò)圖定,但對(duì)于相鄰跨跨度差不超過20%,q/g≤3的連續(xù)梁,可參考下頁圖布置鋼筋。11.2
現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋調(diào)幅截面應(yīng)滿足ξ≤0.35h0,
斜截面受剪計(jì)算中,下列范圍應(yīng)將箍筋面積增大20%:集中荷載時(shí),取支座邊至最近一個(gè)集中荷載的區(qū)段。均布荷載時(shí),取1.05h0,h0--梁截面有效高度第11章樓蓋(2)次梁受壓區(qū)11221-1支座截面受壓區(qū)b2-2跨中截面次梁鋼筋布置11.2
現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋l0/3≥lalnl0/3l0/5+20d2h50ln50l0/5+20dh-50h-50≥20d≤1/2A’s≥1/4A’s且不少于兩根h(a)有彎起筋l0/3l0/3l0/5+20dl0/5+20d≥la≤1/2A’s≥1/4A’s且不少于兩根(b)無彎起筋第11章樓蓋次梁鋼筋布置11.2現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋l0/3≥(3)主梁1)設(shè)計(jì)要點(diǎn):跨度--(5~8)m,梁高為(1/15~1/10)跨度;除主梁直接受荷載外,主要受次梁傳來集中荷載,常統(tǒng)一簡化為集中荷載。主梁支座處,板、次梁、主梁負(fù)筋相互交叉重疊,使主梁負(fù)筋位置下移,梁有效高度減小,故主梁上筋截面有效高度h’0應(yīng)?。阂慌沤顣r(shí):h’0=h-60mm二排筋時(shí):h’0=h-80mmas主梁h0’主梁次梁板厚板鋼筋次梁鋼筋主梁鋼筋主梁支座截面的鋼筋位置as次梁h011.2
現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋第11章樓蓋(3)主梁主梁支座處,板、次梁、主梁負(fù)筋相互交叉重疊,使
次梁與主梁相交處,主梁高度范圍內(nèi)受次梁傳來集中荷載作用,集中荷載作用在主梁腹部,在主梁局部長度上將引起主拉應(yīng)力,特別當(dāng)集中荷載作用在主梁受拉區(qū)時(shí),會(huì)在梁腹部產(chǎn)生斜裂縫,引起局部破壞。設(shè)附加橫向鋼筋(箍筋和吊筋),把集中力傳遞到主梁頂受壓區(qū)。附加橫向鋼筋布置區(qū)域:S=2h1+3b
應(yīng)優(yōu)先設(shè)附加箍筋附加橫向鋼筋總截面積Fl≤2fyAsbsinα+m·nfyvAsv1
主梁擱在砌體上時(shí)要加梁墊,并驗(yàn)算砌體局壓,主梁配筋,要作彎矩包絡(luò)圖。第11章樓蓋次梁與主梁相交處,主梁高度范圍內(nèi)受次梁傳來集中荷載作一、按彈性理論的內(nèi)力計(jì)算
1、單跨(單區(qū)格)雙向板:按小撓度彈性薄板理論,查表計(jì)算。P(kN/m2)lxlymxmy四邊簡支(支承于磚墻)mxmy四邊固定(與梁整澆)mx’my’lxlyP(kN/m2)圖中:mx、my——板的跨中平行于lx、ly方向板中心點(diǎn)單位板寬內(nèi)的正彎矩系數(shù),查附錄7;、——固定邊中點(diǎn)沿lx、ly方向的負(fù)彎矩系數(shù),查附錄7。彎矩=m×p
lx——短跨方向的計(jì)算跨度,lx<ly以上設(shè)泊桑系數(shù)υ=0,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的波桑系數(shù)υ=1/6≈0.20,則:11.3
雙向板肋梁樓蓋11.3雙向板肋梁樓蓋第11章樓蓋P(kN/m2)lxlymxmy四邊簡支(支承于磚墻)mxm
查附錄7求出單區(qū)格板的跨中彎矩,然后疊加即得各區(qū)格板的跨中最大正彎矩查附錄7求出單區(qū)格板各支座的負(fù)彎矩,相鄰區(qū)格板取絕對(duì)值較大的支座負(fù)彎矩作為該支座最大負(fù)彎矩。11.3
現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋2、多跨連續(xù)雙向板(1)跨中最大正彎矩:應(yīng)按“棋盤式”活荷載不利布置法求得,分解成滿布荷載g+q/2及間隔布置±q/2兩種情況。
g+q/2——內(nèi)支座固定
q/2——內(nèi)支座簡支沿樓蓋周邊仍按實(shí)際支承情況確定(2)支座最大負(fù)彎矩:近似按滿布活荷載g+q求得。
g+q——內(nèi)支座固定沿樓蓋周邊仍按實(shí)際支承情況確定第11章樓蓋查附錄7求出單區(qū)格板的跨中彎矩,然后疊加即得各區(qū)格板的跨中最求跨中最大正彎矩時(shí)的計(jì)算圖式二、雙向板的截面設(shè)計(jì)與構(gòu)造要求(教材p.74-75自學(xué))11.3
現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋第11章樓蓋求跨中最大正彎矩時(shí)的計(jì)算圖式二、雙向板的截面設(shè)計(jì)與構(gòu)造要求(三、雙向板支承梁的荷載計(jì)算
沿短跨方向的支承梁承受板面?zhèn)鱽淼娜切畏植己奢d;沿長跨方向的支承梁承受板面?zhèn)鱽淼奶菪畏植己奢d。見下頁圖按彈性理論設(shè)計(jì)時(shí),可將三角形和梯形荷載等效為均布荷載p:11.3
現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋三角形荷載作用時(shí):梯形荷載作用時(shí):式中:,lx、ly——分別為短跨和長跨的計(jì)算跨度。第11章樓蓋三、雙向板支承梁的荷載計(jì)算11.3現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋三45°lyp’p’lxplxlyp雙向板支承梁的荷載計(jì)算11.3
現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋第11章樓蓋45°lyp’p’lxplxlyp雙向板支承梁的荷載計(jì)算111.6樓梯與雨篷一、樓梯多、高層必用,平面布置、踏步尺寸、欄桿形式由建筑設(shè)計(jì)定。常用形式:板式;梁式;另有螺旋式和懸挑板式。螺旋式梯懸挑板式梯踏步板斜梁梁式梯平臺(tái)板平臺(tái)板平臺(tái)梁梯段板板式梯梯段板11.6
樓梯與雨篷第11章樓蓋11.6樓梯與雨篷一、樓梯螺①按建筑要求和施工條件定樓梯的結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)布置。②據(jù)建筑類別,定樓梯活荷載標(biāo)準(zhǔn)值。③樓梯各部件的內(nèi)力分析和截面設(shè)計(jì)。④繪施工圖,處理連接部件的配筋構(gòu)造。平臺(tái)板平臺(tái)梁梯段板厚度梯段板11.6
樓梯與雨篷兩種樓梯:⑴板式梯組成:梯段板;平臺(tái)板;平臺(tái)梁。優(yōu)點(diǎn):下表面平整,施工支模方便,外觀輕巧。缺點(diǎn):斜板較厚,砼用量和鋼材用量較多。樓梯設(shè)計(jì)步驟:第11章樓蓋①按建筑要求和施工條件定樓梯的結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)布置。平臺(tái)板平臺(tái)斜向擱置板的內(nèi)力計(jì)算梯段板斜向凈跨長為l’n;水平凈跨長為ln
;ln=l’ncosα,在水平分布的荷載P作用下,沿斜向單位長度上的豎向均布荷載為p’=pcosα,再將豎向的p’沿x、y方向分解為:
p’x=p’cosα=pcosαcosα
p’y=p’sinα=p
sinαsinαpp’=pcosαp’xp’yp’l’nαln其中
p’y對(duì)斜板的彎矩剪力沒有影響結(jié)果看出,沿斜向計(jì)算的跨中最大彎矩與沿水平向計(jì)算完全相同Pcos2αV=0.5plncosαVl’n沿斜向計(jì)算的梯段板跨中最大彎矩和支座最大剪力可以表示為:第11章樓蓋斜向擱置板的內(nèi)力計(jì)算ln=l’ncosα,在水平分布的恒載g’(包括自重和裝飾):斜向均布↓活載q:水平向均布↓按水平簡支梁計(jì)算(取1m板寬)
g’由斜向換算為水平向:
G↓:一個(gè)踏步寬范圍內(nèi)的總恒載設(shè)計(jì)值斜向↓:g’=G/c水平向↓:g=G/b由此可得:g=g’/cosα因
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