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第9章鋼筋混凝土樓蓋(梁板)結(jié)構(gòu)第9章鋼筋混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)9.1概述鋼筋混凝土梁板結(jié)構(gòu)是土建筑工程中應(yīng)用最為廣泛的一種結(jié)構(gòu)部件。例如房屋中的樓(屋)面、大型矩形水池的池蓋、地下室底板、扶壁式擋土墻、等均屬梁板結(jié)構(gòu)?;炷亮喊褰Y(jié)構(gòu)的分類:按其施工方法可分為:現(xiàn)澆整體式、裝配式和裝配整體式三種形式。按支承及受力情況分為:?jiǎn)蜗虬謇咝螛巧w、雙向板肋形樓蓋、無(wú)梁樓蓋和井式樓蓋(或密肋樓蓋)。特點(diǎn):現(xiàn)澆整體式混凝土梁板結(jié)構(gòu)具有整體剛度好、抗震性強(qiáng)、防水性能好、結(jié)構(gòu)布置靈活等優(yōu)點(diǎn)。它的缺點(diǎn)是模板用量多,工期長(zhǎng),現(xiàn)場(chǎng)工作量較大,施工受季節(jié)影響大。裝配式混凝土樓蓋可以是現(xiàn)澆梁和預(yù)制板結(jié)合而成,也可以是預(yù)制梁和預(yù)制板結(jié)合而成,優(yōu)點(diǎn)是:施工速度快、省工省料,缺點(diǎn)是:結(jié)構(gòu)的剛度和整體性不如現(xiàn)澆整體是樓蓋。裝配整體式混凝土樓蓋由預(yù)制板(梁)上現(xiàn)澆一疊合層而成為一個(gè)整體。他的特點(diǎn)是介于整體式和裝配整體式結(jié)構(gòu)之間,適用于荷載較大的多層工業(yè)廠房。第9章鋼筋混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋示意圖次梁主梁第9章鋼筋混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)無(wú)梁樓蓋第9章鋼筋混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)9.1.2整體式單向肋形樓蓋板2)單、雙向板的劃分兩對(duì)邊支撐的板應(yīng)按單向板計(jì)算,四邊支撐的板,當(dāng):
l2/l1≥3按單向板計(jì)算
l2/l1
≤2按雙向板計(jì)算
2<l2/l1<3宜按雙向板計(jì)算;若按沿短邊方向受力的單向板計(jì)算時(shí),應(yīng)沿長(zhǎng)邊方向布置足夠數(shù)量的構(gòu)造鋼筋;計(jì)算單向板時(shí),一般取寬度為1.0米的板帶作為典型單元進(jìn)行配筋計(jì)算。
l2
l1第9章鋼筋混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)1、單、雙向板的劃分1)單雙向板概念:受力主要向一個(gè)方向傳遞為單向板;受力向二個(gè)方向傳遞為雙向板。3)單向板的傳力路線板
次梁
主梁
柱或墻也就是說(shuō):板的支座為次梁,次梁的支座為主梁,主梁的支座為柱或墻。由于板、次梁、主梁整體澆注在一起,因此樓蓋中的板和梁往往形成多跨連續(xù)結(jié)構(gòu)。4)單向板肋形樓蓋的設(shè)計(jì)計(jì)算步驟
①選擇結(jié)構(gòu)布置方案;
②確定結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖并進(jìn)行荷載計(jì)算;
③板、次梁、主梁分別進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算;
④板、次梁、主梁分別進(jìn)行截面配筋計(jì)算;
⑤根據(jù)計(jì)算和構(gòu)造要求繪制樓蓋結(jié)構(gòu)施工圖。第9章鋼筋混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)9.2.1樓蓋的結(jié)構(gòu)平面布置
為使得結(jié)構(gòu)的布置合理應(yīng)按下列原則進(jìn)行:
①應(yīng)滿足建筑物的正常使用要求;
②應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)受力是否合理;
③
應(yīng)考慮材料的節(jié)約、減低造價(jià)的要求;通常,板的跨度一般布置為1.5~2.8m,次梁的跨度為4~6.0米;主梁的跨度為5~8.0米。另外,應(yīng)盡量將整個(gè)柱網(wǎng)布置成正方形或長(zhǎng)方形,板梁應(yīng)盡量布置成等跨度的,以使板的厚度和梁的截面尺寸都統(tǒng)一,便于計(jì)算,有利施工。主梁一般橫向布置(單向板短邊方向),次梁一般縱向布置第9章鋼筋混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)單向板樓蓋布置圖第9章鋼筋混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)9.2.2
單向板樓蓋計(jì)算簡(jiǎn)圖
在確定計(jì)算簡(jiǎn)圖時(shí),現(xiàn)澆樓蓋中板和梁按多跨連續(xù)梁考慮,下面對(duì)受力簡(jiǎn)圖的荷載計(jì)算、支座對(duì)內(nèi)力的影響、板梁計(jì)算跨度和跨數(shù)等問(wèn)題進(jìn)行討論。1.荷載計(jì)算
板:一般簡(jiǎn)化成均布荷載多跨連續(xù)梁。板跨為板的短邊長(zhǎng)度(按計(jì)算長(zhǎng)度取值),板所承受的荷載即為板帶自重及板帶上的均布活載,常取寬度為1m的板帶作為計(jì)算單元。次梁:一般簡(jiǎn)化成均布荷載多跨連續(xù)梁,取相鄰板跨中線所分割出來(lái)的面積作為它的受荷面積,次梁所承受的荷載為次梁自重及其受荷面積上板傳來(lái)的荷載。
第9章鋼筋混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)主梁:一般簡(jiǎn)化成集中荷載多跨連續(xù)梁,它承受主梁自重及由次梁傳來(lái)的集中荷載。但由于主梁自重與次梁傳來(lái)的荷載相比往往較小,故為了簡(jiǎn)化計(jì)算,一般可將主梁均布自重折算為若干集中荷載,加人次梁傳來(lái)的集中荷載合并計(jì)算。
當(dāng)樓面承受集中(或局部)荷載時(shí),可按樓面的集中或局部荷載換算成等效均布荷載進(jìn)行計(jì)算,換算方法可參閱《荷載規(guī)范》附錄B。P61
總之:?jiǎn)蜗虬?、次梁要?jiǎn)化成均布荷載,而主梁按集中荷載處理。第9章鋼筋混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)單向樓蓋板、梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖第9章鋼筋混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)2.計(jì)算簡(jiǎn)圖
注意:在樓蓋中,如果主梁的支座為截面較大的鋼筋混凝土柱,當(dāng)主梁與柱的線剛度比小于4時(shí),以及柱的兩邊主梁跨度相差較大(>10%)時(shí),由于柱對(duì)梁的轉(zhuǎn)動(dòng)有較大的約束和影響,故不能再按鉸支座考慮,而應(yīng)將梁、柱視作框架來(lái)計(jì)算。第9章鋼筋混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)3.跨數(shù)和跨度
對(duì)于多跨連續(xù)板、梁(跨度相等或相差不超過(guò)10%),若跨數(shù)超過(guò)五跨時(shí),可按五跨計(jì)算,如果跨數(shù)未超過(guò)五跨,則計(jì)算按實(shí)際跨數(shù)考慮,計(jì)算跨度的計(jì)算見(jiàn)教材P187表9-1
。第9章鋼筋混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)4.荷載取值
在單向板肋形樓蓋中,由于板、梁、柱是整體連接,后者是前者的支座,設(shè)計(jì)中為了簡(jiǎn)便計(jì)算,支座假設(shè)為鉸支座,實(shí)際對(duì)梁、板是有一定的約束作用的,為了減少由此而引起的誤差,可在荷載計(jì)算時(shí)加以調(diào)整。采取增加恒載,減少活載方式處理,調(diào)整的具體方法:
對(duì)于板:
對(duì)于次梁:
對(duì)于主梁:
式中:g、q——實(shí)際的恒載、活載;
g’、q’——調(diào)整后的折算恒載、活載。9.2.3單向板樓蓋的內(nèi)力計(jì)算——彈性計(jì)算法
單向板肋形樓蓋的計(jì)算簡(jiǎn)圖確定以后,即可分別計(jì)算板、次梁、主梁在荷載作用下所產(chǎn)生的內(nèi)力(彎矩和剪力),并計(jì)算鋼筋用量,進(jìn)行截面設(shè)計(jì)。鋼筋混凝土連續(xù)梁(板)的內(nèi)力計(jì)算方法有彈性計(jì)算法和塑性計(jì)算法兩種。一般情況下主梁按彈性方法計(jì)算,次梁和板按塑性方法計(jì)算。按彈性計(jì)算法計(jì)算連續(xù)板、梁的內(nèi)力,即假定結(jié)構(gòu)為彈性勻質(zhì)材料,按結(jié)構(gòu)力學(xué)原理進(jìn)行計(jì)算,一般常用力矩分配法來(lái)求連續(xù)板、梁的內(nèi)力。為計(jì)算方便,對(duì)于等跨的荷載規(guī)則的連續(xù)板、梁,均已制成計(jì)算表格。應(yīng)用表格進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算的步驟如下:第9章鋼筋混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)1.進(jìn)行荷載最不利組合:
◆當(dāng)求連續(xù)梁各跨的跨中最大正彎矩時(shí),應(yīng)在該跨布置活荷載,然后向左、右兩邊隔跨布置活載;
◆求連續(xù)梁各支座的最大(絕對(duì)值)負(fù)彎矩時(shí),應(yīng)在該支座的左、右兩跨布置活載,然后隔跨布置活載;
◆當(dāng)求連續(xù)梁各支座截面(左側(cè)或右側(cè))的最大剪力時(shí),應(yīng)在該支座的左、右兩跨布置活載,然后再隔跨布置活載;
◆求某跨跨中最小彎矩時(shí),該跨應(yīng)不布置活載,而在兩相鄰跨布置活載,然后每隔一跨布置活載。五跨連續(xù)梁求最不利內(nèi)力時(shí)荷載布置圖第9章鋼筋混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)
2.用表格計(jì)算內(nèi)力活載的最不利位置確定后,對(duì)等跨(或跨差≤10%)的連續(xù)梁,即可直接應(yīng)用表格(見(jiàn)本教材P392附表13)查得在恒載和各種活載作用下梁的內(nèi)力系數(shù),并按下列公式求出梁有關(guān)截面的彎矩和剪力。公式為:當(dāng)均布荷載作用時(shí):
當(dāng)集中荷載作用時(shí):G——集中恒載,Q——集中活荷載第9章鋼筋混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)
3.繪制彎矩和剪力包絡(luò)圖彎矩(或剪力)包絡(luò)圖,就是在恒載彎矩(或剪力)圖上疊加以各種不利活載位置作用下得出的各截面的最大最小內(nèi)力包圍的圖形,也稱為疊合圖形。目的在于能合理地確定鋼筋彎起和切斷位置,有時(shí)也可以檢查構(gòu)件截面強(qiáng)度是否可靠、材料用量是否節(jié)省。(在受彎構(gòu)件中已講過(guò))
4.支座截面計(jì)算內(nèi)力的確定
支座計(jì)算內(nèi)力按支座邊緣取用:第9章鋼筋混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)9.2.4單向板樓蓋的內(nèi)力計(jì)算——塑性計(jì)算法
按彈性方法計(jì)算連續(xù)板、梁內(nèi)力無(wú)疑是能保證結(jié)構(gòu)安全的。但對(duì)于具有一定塑性性能的鋼筋混凝土超靜定結(jié)構(gòu),當(dāng)結(jié)構(gòu)的某一截面內(nèi)力達(dá)到截面的極限承載力時(shí),結(jié)構(gòu)并不破壞而仍可承擔(dān)繼續(xù)增加的荷載。這說(shuō)明按彈性方法計(jì)算鋼筋混凝土連續(xù)板、梁的內(nèi)力,設(shè)計(jì)結(jié)果是安全的但有多余的承載力儲(chǔ)備。目前,在民用建筑肋形樓蓋的板和次梁設(shè)計(jì)中,已普遍采用考慮塑性變形內(nèi)力重分布的方法計(jì)算內(nèi)力。在實(shí)際應(yīng)用中,采用塑性計(jì)算方法能正確反映材料的實(shí)際性能,既節(jié)省材料,又保證結(jié)構(gòu)的安全可靠,同時(shí),由于減少了支座配筋量,使支座配筋的擁擠狀況有所改善,便于施工,所以這是一種較先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法。第9章鋼筋混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)
當(dāng)鋼筋混凝土梁的某一截面內(nèi)力達(dá)到其極限承載力Mu時(shí),只要截面中配筋率不是太高,鋼筋不是高強(qiáng)鋼筋,則截面中的受拉鋼筋首先屈服,截面開(kāi)始進(jìn)入屈服階段,梁就會(huì)圍繞該截面發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng),好像出現(xiàn)了一個(gè)鉸一樣,則稱這個(gè)鉸為“塑性鉸”。1.塑性鉸第9章鋼筋混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)2.按塑性內(nèi)力重分布計(jì)算的一般原則
按塑性內(nèi)力重分布計(jì)算連續(xù)梁、板的內(nèi)力,就是先按彈性計(jì)算方法求出彎矩包絡(luò)圖,然后人為地調(diào)整某截面的彎矩,再由平衡條件計(jì)算其他截面相應(yīng)的彎矩。按彈性計(jì)算方法得到的結(jié)果,一般支座截面負(fù)彎矩較大,使得支座配筋密集,造成施工不便,所以,一般都將支座截面的最大負(fù)彎矩值調(diào)低,即減小支座彎矩。減小的程度,必須遵循下列原則:①調(diào)整后的支座彎矩應(yīng)大于或等于按彈性計(jì)算的彎矩的70%。
M塑≥0.7M彈
②為保證結(jié)構(gòu)的安全,應(yīng)使調(diào)整后的每跨彎矩遵循梁的彎矩分布規(guī)律。③塑性鉸的轉(zhuǎn)動(dòng)能力應(yīng)保證內(nèi)力重分布的充分實(shí)現(xiàn),塑性鉸的轉(zhuǎn)動(dòng)能力與該截面的配筋率有關(guān)。
第9章鋼筋混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)3.內(nèi)力計(jì)算公式剪力:彎矩:對(duì)于跨度相差不超過(guò)10%的不等跨的連續(xù)板和次梁也可應(yīng)用上述方法計(jì)算(即按等跨查相關(guān)的系數(shù),五跨以上按五跨算)。但在計(jì)算支座彎矩時(shí),應(yīng)取相鄰兩跨的較大跨度計(jì)算:在計(jì)算跨中彎矩時(shí),則應(yīng)取該跨的計(jì)算跨度。剪力計(jì)算取各自對(duì)應(yīng)的計(jì)算跨度(凈跨)。用彈性方法計(jì)算時(shí),計(jì)算支座彎矩應(yīng)取相鄰兩垮計(jì)算跨度的的平均值。上圖為擱置在墻上的多跨連續(xù)板梁α、β系數(shù)值第9章鋼筋混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)4.適用條件
《規(guī)范規(guī)定》,塑性鉸截面中混凝土受壓區(qū)高度不大于0.35h0,即x≤0.35h0
;
材料宜選用塑性性能較好的HPB300和HRB335、HRB400級(jí)鋼筋?;炷翉?qiáng)度等級(jí)宜為C20~C45第9章鋼筋混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)重要說(shuō)明
對(duì)于四周與梁整體連接的單向板,由于存在著拱的作用,因而跨中彎矩和中間支座截面的彎矩可減少20%,但邊跨及離板端的第二支座不可以。第9章鋼筋混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)9.2.5整體式單向肋形樓蓋板、梁構(gòu)造要求1.連續(xù)板構(gòu)造要求
板厚
在滿足剛度及施工條件的前提下,應(yīng)盡可能將板設(shè)計(jì)得薄些。為滿足板的剛度要求,板厚不宜小于板跨的1/40(連續(xù)),1/30(簡(jiǎn)支),1/10(懸臂),對(duì)民用建筑,板厚不小于60mm;對(duì)于工業(yè)建筑,板厚不小于70mm;屋面板應(yīng)不小于60mm。受力鋼筋①受力鋼筋直徑通常采用6mm、8mm、10mm、12mm,為便于施工架立,支座負(fù)鋼筋直徑不宜太細(xì)。②受力鋼筋間距不應(yīng)小于70mm。當(dāng)板厚≤150mm時(shí),間距≤
200mm;當(dāng)板厚>150mm時(shí),間距≤
1.5h,且≤
250mm。第9章鋼筋混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)③跨中承受正彎矩的鋼筋,可隨彎矩的減小而部分切斷或彎起,以承擔(dān)負(fù)彎矩,但下部伸入支座的鋼筋至少要保留1/3跨中受力鋼筋的截面面積,且每米板寬內(nèi)不少于2.5根(即間距不得大于400mm)。④跨中承受正彎矩的鋼筋,當(dāng)部分切斷時(shí),切斷位置可在距支座邊L0/10;當(dāng)部分彎起時(shí),可在距支座邊l0/6處彎起。彎起角度一般300。當(dāng)厚大于120mm時(shí),可為450。⑤支座承受負(fù)彎矩的鋼筋,可在距支座邊不少于a距離處切斷,a的取值:當(dāng)q/g≤3時(shí),a=l0/4;當(dāng)q/g>3時(shí),a=l0/3。g為板上的恒載,q為板上的活載,l0為板的計(jì)算跨。板在支座上抵抗負(fù)彎矩的鋼筋,為保證施工時(shí)不致改變其有效高度,一般都做成直鉤以便支撐在模板上。
第9章鋼筋混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)板的配筋構(gòu)造圖第9章鋼筋混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)分布鋼筋
單向板除在受力方向布置受力筋外,還要在垂直于受力筋方向布置分布筋。分布筋的作用是
:①對(duì)四邊支承的單向板,可承擔(dān)在長(zhǎng)向?qū)嶋H存在的一些彎矩;②抵抗由于溫度變化或混凝土收縮引起的內(nèi)力;③有助于將板上作用的集中荷載分散在較大面積上,使更多的受力筋參與工作,避免局部受力鋼筋應(yīng)力集中;④與受力鋼筋組成鋼筋網(wǎng),便于在施工中固定受力筋位置。分布筋應(yīng)放在受力筋內(nèi)側(cè),每米板寬不少4根,并不得少于受力筋截面面積的15%。支座處上下均有受力筋的地方,都要相應(yīng)設(shè)置分布筋。第9章鋼筋混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)長(zhǎng)向支座的負(fù)彎矩配筋
在單向板的長(zhǎng)向支座處,配置一定數(shù)量的負(fù)彎矩鋼筋是為了承擔(dān)長(zhǎng)向?qū)嶋H存在的一些負(fù)彎矩,其數(shù)量不少于正彎矩鋼筋截面面積的1/3,并且每米板寬不少于5φ8。設(shè)置主梁上的板的負(fù)彎矩鋼筋,可在距支座邊緣l0/4處切斷(彎直鉤,l0為板的短向計(jì)算跨度)。
第9章鋼筋混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)請(qǐng)同學(xué)們學(xué)習(xí)《規(guī)范》10.1相關(guān)內(nèi)容第9章鋼筋混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)2.次梁構(gòu)造要求
次梁的跨度一般為4~6m,梁的高度為跨度的1/18~1/12,梁寬為梁高的1/3~1/2。縱筋的配筋率為0.6%~1.5%。次梁內(nèi)力按塑性理論方法計(jì)算。根據(jù)跨中及支座截面最大彎矩計(jì)算出配筋量后,沿梁長(zhǎng)的鋼筋布置,原則上應(yīng)按內(nèi)力包絡(luò)圖確定。但對(duì)于相鄰跨度相差不大于10%,且活載與恒載比值q/g小于或等于3的次梁,按下圖所示進(jìn)行配筋布置,即可滿足彎矩包絡(luò)圖的要求。次梁伸入墻內(nèi)的長(zhǎng)度一般不應(yīng)小于240mm。①在距中間支座邊(ln/5)+20d處,可以截?cái)嘀ё峡v向鋼筋面積As的50%;而在距支座邊的ln/3處,又可截?cái)嘀ё螦s。鋼筋面積的25%。第9章鋼筋混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)②剩余的鋼筋(≥As/4),既承擔(dān)部分負(fù)彎矩,又兼作架立筋,其根數(shù)應(yīng)不少于2根??紤]到在邊支座有一定的嵌固作用,此鋼筋伸入支座的長(zhǎng)度應(yīng)滿足las的要求。③正彎矩鋼筋伸入支座的長(zhǎng)度按第3章要求考慮。第9章鋼筋混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)3.主梁的構(gòu)造要求①主梁的跨度一般在5-8m,常取跨度的1/15-1/10,梁寬為梁高的1/3-1/2,內(nèi)力計(jì)算按彈性理論方法計(jì)算。主梁伸入墻內(nèi)的支承長(zhǎng)度一般應(yīng)不小于370mm。主梁除承受自重及直接作用在主梁上的荷載以外,主要是承受次梁傳來(lái)的集中荷載。主梁自重等效簡(jiǎn)化成若干集中荷載,并作用于次梁位置。②主梁的配筋應(yīng)按內(nèi)力包絡(luò)圖的要求,通過(guò)作抵抗彎矩圖來(lái)布置。除應(yīng)符合正截面配筋及斜截面配筋并有構(gòu)造要求外,還要滿足第3章所述的鋼筋一般構(gòu)造要求。③在主次梁交接處,在主梁高度范圍內(nèi),主梁要受到次梁傳來(lái)的集中荷載的作用。為防止在主梁中下部出現(xiàn)斜裂縫,一般要設(shè)置附加橫向鋼筋(吊筋或箍筋),把荷載傳到梁的上部。如將力全部由吊筋承擔(dān)則有:如將力全部由箍筋承擔(dān)則有:m—吊筋排數(shù)fyb-一根吊筋的截面面積fyv-單肢箍筋的截面積第9章鋼筋混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)附加箍筋及吊筋布置圖第9章鋼筋混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)板、次梁、主梁負(fù)筋相對(duì)位置第9章鋼筋混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)彈性薄板的內(nèi)力分布主要取決于板的支撐、嵌固條件、幾何特征條件、荷載性質(zhì)等因素。如果單邊嵌固的懸臂板和兩對(duì)邊支撐的板,不論其長(zhǎng)邊與短邊尺寸的關(guān)系如何,都只在一個(gè)方向發(fā)生彎曲并產(chǎn)生內(nèi)力,故稱為單向板;而對(duì)于四邊、三邊支撐板或相臨兩邊支撐的板將沿兩個(gè)方向發(fā)生彎曲并產(chǎn)生內(nèi)力,故稱為雙向板,但是,當(dāng)這種板兩方向邊長(zhǎng)相差較大,且按彈性理論分析內(nèi)力時(shí),通常近似地以l2/l1為界來(lái)判別板的類型,同前所述。9.3整體式雙向板肋梁樓蓋
9.3.1概述第9章鋼筋混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)9.3.2雙向板按彈性理論方法計(jì)算計(jì)算
(1)破壞特征
四邊簡(jiǎn)支方板,第一批裂縫出現(xiàn)在板底中部,沿對(duì)角線的方向向四角擴(kuò)展,當(dāng)荷載增加時(shí),板四角附近出現(xiàn)垂直于對(duì)角線方向成圓形的裂縫,隨著鋼筋屈服,板破壞。
四邊簡(jiǎn)支的矩形板:第一批裂縫出現(xiàn)在板底中平行于長(zhǎng)邊方向,隨著荷載增加,裂縫沿450角方向向四角擴(kuò)展,板面四角也開(kāi)始破壞。通常,板傳給四邊支座壓力,不沿長(zhǎng)邊均勻分布,各邊中部較大,兩端較小。在其他條件相同時(shí),采用高強(qiáng)度的混凝土較優(yōu)越;當(dāng)含鋼率相同時(shí),采用較細(xì)的鋼筋比較有利;當(dāng)鋼筋用量相同時(shí),板中部鋼筋排列較密比均勻排列更適宜。(a)、四邊簡(jiǎn)支正方板(b)、四邊簡(jiǎn)支矩形板第9章鋼筋混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)不論是單區(qū)格還是多區(qū)格都要想法簡(jiǎn)化成單區(qū)格查表計(jì)算,計(jì)算公式為:
M=表中系數(shù)×(g+q)l02
支座負(fù)彎矩可直接用上式計(jì)算并用符號(hào)MX’、My’表示,而跨中彎矩應(yīng)按上式計(jì)算出MX、My后考慮橫向變形的影響按下式進(jìn)行修正:
MX(υ)=
MX+υMyMy(υ)=My+υMX,υ=0.2(泊松比)①求跨中最大正彎矩
a.首先進(jìn)行荷載最不利布置
b.將板上荷載分為正對(duì)稱q’=g+0.5q、反對(duì)稱荷載q”=±0.5q
c.疊加q’、q”產(chǎn)生的跨中彎矩,計(jì)算q’產(chǎn)生的跨中彎矩時(shí),中間區(qū)塊按四邊固定,邊區(qū)塊視實(shí)際情況而定;計(jì)算q”產(chǎn)生的跨中彎矩時(shí),中間區(qū)塊按四邊簡(jiǎn)支,邊區(qū)塊視實(shí)際情況而定。(2)計(jì)算方法
分為彈性法和塑性法㈠彈性法計(jì)算第9章鋼筋混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)②求支座最大負(fù)彎矩
假定全板各區(qū)格均滿布(g+q)時(shí),求得支座的最大負(fù)彎矩,這樣所有中間支座可視為固定支座,邊支座按實(shí)際情況考慮,按單塊板進(jìn)行計(jì)算,若相鄰的兩塊板計(jì)算出來(lái)的支座彎矩不同,取其平均值即可。雙向板跨中彎矩的最不利布置第九章鋼筋混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)考慮塑性變形并產(chǎn)生內(nèi)力重分布的一種計(jì)算方法??晒?jié)約20%~25%鋼筋。破壞時(shí),支座處出現(xiàn)有負(fù)彎距引起的四條破壞線,中間出現(xiàn)由跨中正彎距引起的一平四斜450破壞線,由稱塑性鉸線(有足夠轉(zhuǎn)動(dòng)能力)計(jì)算時(shí),將其分成四塊。㈡塑性計(jì)算法塑性鉸線第9章鋼筋混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)9.3.4雙向板支承梁的計(jì)算特點(diǎn)精確地確定雙向板傳給支承梁的荷載較為復(fù)雜,通常采用下述近似方法求得,從每一區(qū)格的四角作450線與平行于長(zhǎng)邊的中線相交,將整塊板分成四個(gè)板塊,每個(gè)板塊的荷載傳至相鄰的支承梁上,因此,作用在雙向板支承梁上的荷載不是均勻分布的,長(zhǎng)跨梁上荷載呈梯形分布,短跨梁上荷載呈三角形分布。支承梁的內(nèi)力可按彈性理論或塑性理論計(jì)算。
按彈性理論計(jì)算時(shí)可先將梁上的梯形或三角形荷載,根據(jù)支座轉(zhuǎn)角相等的條件換算為等效均布荷載,然后按結(jié)構(gòu)力學(xué)方法計(jì)。第9章鋼筋混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)1.截面設(shè)計(jì)
(1)雙向板的厚度板厚h應(yīng)滿足規(guī)定。
(2)板的截面有效高度由于跨中彎矩短跨方向比長(zhǎng)跨方向大,因此短跨方向的受力鋼筋應(yīng)放在長(zhǎng)跨方向受力鋼筋的外側(cè),以充分利用板的有效高度,因而在估計(jì)h0時(shí)(對(duì)一類環(huán)境):短向h0=h一20mm.長(zhǎng)向h0=h一30mm9.3.5雙向板的截面設(shè)計(jì)和構(gòu)造要求第9章鋼筋混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)
(3)彎矩折減雙向板在荷載作用下由于支座的約束,整塊板存在著隆起的作用,從而使板的跨中彎矩減小,因此對(duì)周邊與梁整體連結(jié)的板,其計(jì)算彎矩可根據(jù)下列情況予以減少:
(A)中間區(qū)格的跨中截面及中間支座上減少20%。
(B)邊區(qū)格的跨中截面及從樓板邊緣算起的第二支座上:當(dāng)lb/l<1.5時(shí).減少20%
當(dāng)1.5≤lb/l<2.O時(shí)減少10%(C)角區(qū)格不應(yīng)減少。式中l(wèi)——垂直于板邊緣方向的計(jì)算跨度;lb—沿板邊緣方向的計(jì)算跨度第9章鋼筋混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)
2.鋼筋配置雙向板的受力鋼筋沿縱橫兩個(gè)方向配置,配筋形式類似于單向板,有彎起式和分離式兩種。按彈性理論計(jì)算時(shí),跨中彎矩沿板寬向兩邊逐漸減小,故配筋亦應(yīng)向兩邊逐漸減少。考慮到施工方便,可將板在兩個(gè)方向各劃分成三個(gè)板帶,邊緣板帶的寬度為較小跨度的1/4,其余為中間板帶。在中間板帶內(nèi)按最大彎矩配筋,而邊緣板帶配筋減少一半,但每米寬度內(nèi)不得少于3根。連續(xù)板支座負(fù)彎矩鋼筋,則按各支座的最大負(fù)彎矩求得,沿全支座均勻布置而不在邊緣板帶內(nèi)減少。
第9章鋼筋混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)9.4樓梯和雨棚1、按施工方法分為:整體式樓梯、裝配式樓梯按構(gòu)造分為:梁式樓梯、板式樓梯或其他形式的樓梯(a)梁式樓梯:荷載較大,樓梯段水平投影長(zhǎng)度大于3米時(shí)采用。(b)板式樓梯:荷載較小,樓梯段水平投影長(zhǎng)度小于3米時(shí)采用。(c)剪刀式
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