《雙向板設(shè)計(jì)例題》課件

雙向板設(shè)計(jì)例題本節(jié)課將探討雙向板設(shè)計(jì)的實(shí)際案例,幫助學(xué)生深入理解相關(guān)概念和設(shè)計(jì)原則。我們將通過(guò)具體案例分析設(shè)計(jì)過(guò)程,分享有效的解決方案。課程目標(biāo)掌握雙向板設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)通過(guò)本課程學(xué)習(xí),學(xué)生能夠了解雙向板的受力狀況分析、板厚確定、鋼筋配置等設(shè)計(jì)要點(diǎn)。掌握雙向板設(shè)計(jì)流程學(xué)習(xí)單跨、多跨雙向板的設(shè)計(jì)計(jì)算方法,熟練應(yīng)用于實(shí)際工程設(shè)計(jì)中。應(yīng)用于工程實(shí)踐學(xué)會(huì)利用PKPM軟件進(jìn)行雙向板設(shè)計(jì),為后續(xù)工程實(shí)踐奠定基礎(chǔ)。雙向板受力狀況分析1承受垂直荷載雙向板主要受到垂直的自重和使用荷載的作用。這些荷載會(huì)導(dǎo)致板材產(chǎn)生彎曲變形和內(nèi)力。2承受水平荷載如果建筑物受到水平地震或風(fēng)荷載的作用,雙向板還需要承擔(dān)水平變形和剪力的作用。3產(chǎn)生雙向彎曲雙向板在兩個(gè)正交方向上同時(shí)產(chǎn)生彎曲,因此需要在兩個(gè)方向上配置受拉鋼筋。雙向板板厚確定板厚決定因素雙向板的板厚主要取決于承受的荷載大小、承受的跨度長(zhǎng)度以及材料強(qiáng)度等因素。必須確保板厚能夠承受作用在其上的各種荷載。板厚最小值要求為確保足夠的剛度和承載能力,雙向板的板厚通常不應(yīng)小于120mm。此外,還應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定的其他最小厚度要求。計(jì)算板厚的方法可以通過(guò)承載能力驗(yàn)算或撓度驗(yàn)算兩種方法來(lái)確定雙向板的合理板厚。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)同時(shí)滿足兩種驗(yàn)算要求。板厚優(yōu)化設(shè)計(jì)在滿足承載和剛度要求的前提下,可以適當(dāng)降低板厚以減輕結(jié)構(gòu)自重,從而達(dá)到材料和成本的優(yōu)化。雙向板鋼筋配置主筋配置雙向板需要配置主筋,以承擔(dān)主要彎曲和剪切力。主筋應(yīng)均勻分布,并依據(jù)計(jì)算結(jié)果確定筋徑和間距。配筋要求除主筋外,尚需配置箍筋和分布筋,以增強(qiáng)板的整體承載性能和抗裂性。箍筋間距應(yīng)符合規(guī)范要求。焊接和錨固主筋和箍筋的連接應(yīng)通過(guò)焊接或機(jī)械錨固的方式,確保穩(wěn)定可靠的傳力。施工時(shí)需注意鋼筋的位置和固定。雙向板邊緣條件支承邊緣條件雙向板的邊緣應(yīng)有充分的支承，以確保板的穩(wěn)定性和受力性能。支承可采用梁、墻體或柱等構(gòu)件。自由邊緣條件板的自由邊緣應(yīng)設(shè)置足夠的抗剪鋼筋,以防止在外力作用下產(chǎn)生過(guò)大的懸挑變形。鋼筋連接板邊緣的鋼筋應(yīng)與支承構(gòu)件的鋼筋進(jìn)行可靠的連接,以確保力的有效傳遞。變形控制在計(jì)算中應(yīng)考慮板角部和邊緣的變形,并采取措施進(jìn)行有效控制。雙向板角部開檔處理開檔位置雙向板的角部需要設(shè)置開檔,以便于鋼筋穿過(guò)并形成平滑的過(guò)渡。開檔位置一般設(shè)置在距離角部150mm至200mm的位置。開檔尺寸開檔的尺寸應(yīng)滿足鋼筋穿過(guò)的需要,一般采用200mm×200mm的尺寸。開檔處的鋼筋需要進(jìn)行彎曲處理,以確保接力。開檔處理開檔處可以采用預(yù)制的開孔板來(lái)進(jìn)行處理,或者通過(guò)現(xiàn)澆的方式來(lái)留設(shè)開檔。開檔處應(yīng)當(dāng)進(jìn)行合理的鋼筋布置和混凝土澆灌。確保穩(wěn)定性開檔處理應(yīng)當(dāng)保證結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性,避免出現(xiàn)應(yīng)力集中和局部破壞。同時(shí)還應(yīng)注意防止混凝土在開檔處出現(xiàn)裂縫。雙向板構(gòu)造設(shè)計(jì)要求1鋼筋配置采用頂部受拉鋼筋和底部受拉鋼筋的對(duì)稱配置。同時(shí)應(yīng)設(shè)置適當(dāng)?shù)募袅︿摻詈蜏囟蠕摻睢?抗裂措施在邊緣和構(gòu)造開口處采取加密鋼筋或設(shè)置邊緣條等措施,以控制裂縫開展并確保結(jié)構(gòu)可靠性。3錨固長(zhǎng)度鋼筋應(yīng)按規(guī)范要求設(shè)置足夠的錨固長(zhǎng)度,以確保受力鋼筋可靠傳力。4構(gòu)造細(xì)節(jié)應(yīng)對(duì)構(gòu)造節(jié)點(diǎn)、伸出部分等關(guān)鍵部位進(jìn)行合理設(shè)計(jì),確保整體結(jié)構(gòu)安全。外荷載作用下的雙向板設(shè)計(jì)1荷載分析識(shí)別雙向板承受的各種荷載形式2受力分析確定雙向板在外荷載作用下的受力狀態(tài)3配筋設(shè)計(jì)根據(jù)雙向板的受力狀況決定鋼筋的布置和配置雙向板在實(shí)際工程中常會(huì)承受各種外荷載,因此設(shè)計(jì)時(shí)需要全面分析荷載情況,準(zhǔn)確確定雙向板在外荷載作用下的受力狀態(tài),并據(jù)此進(jìn)行合理的配筋設(shè)計(jì),確保雙向板可以安全承受各種外荷載。多跨雙向板計(jì)算確定受力邊界條件對(duì)于多跨雙向板,需要根據(jù)板的受力情況確定其支座邊界條件,如簡(jiǎn)支、固定或連續(xù)等。計(jì)算板內(nèi)力與斷面尺寸根據(jù)板的跨度、荷載等因素,利用力學(xué)公式計(jì)算出板內(nèi)力,并確定板厚和鋼筋配置?？紤]撓度和裂縫控制除滿足抗彎、抗剪破壞外,還應(yīng)控制板的撓度和裂縫寬度,確保其使用性能。外荷載作用下的雙向板設(shè)計(jì)1應(yīng)力分析確定雙向板在外荷載作用下的內(nèi)力分布2配筋計(jì)算根據(jù)受力情況計(jì)算所需縱橫向鋼筋3邊緣處理對(duì)雙向板邊緣進(jìn)行特殊構(gòu)造設(shè)計(jì)在外荷載作用下,雙向板受力狀況更加復(fù)雜,需要進(jìn)行細(xì)致的應(yīng)力分析和鋼筋配置。同時(shí),還需要重點(diǎn)關(guān)注雙向板邊緣處理,確保整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。基于PKPM軟件的雙向板設(shè)計(jì)1建立模型利用PKPM軟件快速建立雙向板的三維有限元模型,并定義各種約束條件和荷載作用。2計(jì)算分析基于模型進(jìn)行分析計(jì)算,獲得板內(nèi)應(yīng)力、撓度等重要數(shù)據(jù),為后續(xù)設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)。3優(yōu)化設(shè)計(jì)依據(jù)計(jì)算結(jié)果,調(diào)整板厚、鋼筋配置等參數(shù),以滿足相關(guān)規(guī)范要求的承載能力和變形控制。單跨雙向板設(shè)計(jì)1確定板厚根據(jù)承載能力和撓度限值計(jì)算得出合適的板厚2配置主筋設(shè)計(jì)兩個(gè)垂直方向的主筋布置3設(shè)計(jì)邊緣條件根據(jù)邊界條件確定合適的邊緣處理方式4處理角部開孔在板角設(shè)置適當(dāng)?shù)拈_孔以滿足構(gòu)造要求本節(jié)介紹單跨雙向板設(shè)計(jì)的具體步驟,包括板厚確定、主筋布置、邊緣處理和角部開孔等關(guān)鍵內(nèi)容。通過(guò)系統(tǒng)性的分析和設(shè)計(jì),確保單跨雙向板滿足承載力、變形控制等各項(xiàng)要求。算例1:單跨雙向板設(shè)計(jì)（續(xù)）1分析荷載確定設(shè)計(jì)時(shí)所需的各類荷載組合2計(jì)算截面承載力根據(jù)材料強(qiáng)度和截面尺寸計(jì)算承載能力3控制撓度確保在正常使用下?lián)隙炔怀瑯?biāo)4檢查裂縫確保在服役過(guò)程中裂縫控制在允許范圍內(nèi)針對(duì)單跨雙向板的設(shè)計(jì)實(shí)例,我們需要依次分析荷載情況、計(jì)算截面承載力、控制撓度以及檢查裂縫等關(guān)鍵指標(biāo),以確保其在服役期間滿足各項(xiàng)性能要求。通過(guò)這一系列步驟,可以得出單跨雙向板的最終設(shè)計(jì)方案。算例3:外荷載作用下的雙向板設(shè)計(jì)1確定荷載組合根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》確定雙向板的荷載組合,包括永久荷載和變荷載。2計(jì)算內(nèi)力分布采用有限元法或其他合適的方法計(jì)算雙向板在荷載作用下的內(nèi)力分布。3設(shè)計(jì)板厚和鋼筋根據(jù)計(jì)算的內(nèi)力,設(shè)計(jì)雙向板的板厚和配筋方案,滿足承載力和變形控制要求。算例2:多跨雙向板設(shè)計(jì)（續(xù)）確定多跨雙向板的支座條件根據(jù)結(jié)構(gòu)布置,確定多跨雙向板的支座條件,包括內(nèi)支座和外支座的拘束條件。計(jì)算多跨雙向板的彎矩和剪力利用靜力分析方法,計(jì)算多跨雙向板各跨中和支座處的彎矩和剪力值。確定板厚和鋼筋配置根據(jù)彎矩和剪力值,確定多跨雙向板的板厚和鋼筋配置,滿足承載力和變形要求。檢查支座處抗剪承載力檢查多跨雙向板支座處的抗剪承載力,必要時(shí)增加局部加強(qiáng)筋。算例3:外荷載作用下的雙向板設(shè)計(jì)1確定荷載包括自重、樓面活荷載、風(fēng)荷載等2分析受力結(jié)合荷載做力學(xué)分析3確定板厚根據(jù)受力情況確定板厚4配置鋼筋按抗彎抗剪鋼筋設(shè)計(jì)在雙向板設(shè)計(jì)中，當(dāng)結(jié)構(gòu)受到外荷載作用時(shí)，需要對(duì)荷載進(jìn)行全面分析,確定各類荷載作用下的受力狀況,從而合理確定板厚和鋼筋配置,確保雙向板結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性。算例3:外荷載作用下的雙向板設(shè)計(jì)（續(xù)）確定外荷載作用下的雙向板受力機(jī)制根據(jù)外荷載的作用方式和荷載大小,分析雙向板的受力狀況,確定受拉區(qū)域和受壓區(qū)域。計(jì)算雙向板的彎矩和剪力利用結(jié)構(gòu)力學(xué)原理計(jì)算雙向板的彎矩和剪力分布,為后續(xù)的鋼筋配置提供依據(jù)。設(shè)計(jì)雙向板的受拉鋼筋根據(jù)受拉區(qū)域的彎矩,配置相應(yīng)的縱向受拉鋼筋,確保雙向板承受外荷載的能力。設(shè)計(jì)雙向板的壓縮區(qū)縱筋針對(duì)受壓區(qū)域,配置適當(dāng)?shù)目v向壓縮鋼筋,提高雙向板的抗彎承載能力。配置雙向板的配筋布置將受拉鋼筋和壓縮區(qū)鋼筋合理地安排布置,確保雙向板整體受力性能。基于PKPM軟件的雙向板設(shè)計(jì)1模型建立在PKPM軟件中建立雙向板模型,輸入幾何尺寸、荷載條件等。2材料參數(shù)設(shè)置混凝土和鋼筋的材料性能,確保滿足規(guī)范要求。3計(jì)算分析利用軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析,獲得雙向板的內(nèi)力和變形。4配筋設(shè)計(jì)根據(jù)計(jì)算結(jié)果,確定雙向板的縱向和橫向鋼筋配置。基于PKPM軟件的雙向板設(shè)計(jì)1參數(shù)輸入輸入雙向板幾何尺寸、荷載條件等2結(jié)構(gòu)分析計(jì)算雙向板內(nèi)力、應(yīng)力等指標(biāo)3配筋設(shè)計(jì)確定雙向板所需的鋼筋配置4構(gòu)造驗(yàn)算檢查雙向板的抗剪、抗拉等性能利用PKPM軟件可以大大簡(jiǎn)化雙向板設(shè)計(jì)的計(jì)算過(guò)程。通過(guò)參數(shù)化輸入、自動(dòng)分析計(jì)算等功能，能夠快速得到雙向板的配筋方案并進(jìn)行構(gòu)造驗(yàn)算，提高了設(shè)計(jì)效率和準(zhǔn)確性。本課程總結(jié)設(shè)計(jì)要點(diǎn)全面掌握通過(guò)本課程的學(xué)習(xí),學(xué)生能全面掌握雙向板的設(shè)計(jì)要點(diǎn),包括受力狀況分析、板厚和鋼筋配置、邊緣條件等關(guān)鍵內(nèi)容。實(shí)際設(shè)計(jì)案例演示本課程設(shè)有多個(gè)實(shí)際設(shè)計(jì)案例,包括單跨、多跨以及外荷載作用下的雙向板設(shè)計(jì),幫助學(xué)生將理論應(yīng)用到實(shí)踐中。PKPM軟件應(yīng)用實(shí)踐最后一個(gè)案例展示了如何利用PKPM軟件進(jìn)行雙向板的設(shè)計(jì)與計(jì)算,為學(xué)生提供了實(shí)用的軟件應(yīng)用技能。思考和練習(xí)題（續(xù)）通過(guò)本課程的學(xué)習(xí),相信大家對(duì)雙向板的設(shè)計(jì)有了更深入的理解。下面讓我們一起思考和練習(xí)一些與之相關(guān)的問(wèn)題,鞏固所學(xué)知識(shí)。1.如何確定雙向板的板厚?有哪些影響因素需要考慮?2.雙向板的鋼筋配置有什么特點(diǎn)?應(yīng)如何布置才能滿足強(qiáng)度和剛度要求?3.雙向板邊緣條件對(duì)其受力狀況有哪些影響?需要如何處理?4.對(duì)于雙向板的角部開檔處理,有哪些常見(jiàn)的措施?他們各有什么優(yōu)缺點(diǎn)?思考和練習(xí)題（續(xù)）在上一節(jié)中，我們探討了雙向板的各種設(shè)計(jì)要點(diǎn)和計(jì)算方法。現(xiàn)在讓我們繼續(xù)挑選幾個(gè)重要的實(shí)例進(jìn)行深入思考和實(shí)踐。這些練習(xí)將幫助您鞏固所學(xué)知識(shí)，并培養(yǎng)獨(dú)立解決設(shè)計(jì)問(wèn)題的能力。請(qǐng)仔細(xì)思考以下問(wèn)題并記錄您的答案:雙向板的抗彎強(qiáng)度是如何確定的？如果在某個(gè)區(qū)域發(fā)現(xiàn)受壓鋼筋受損，應(yīng)該如何評(píng)估和處理？雙向板角部開檔的設(shè)計(jì)需要注意哪些關(guān)鍵因素？在實(shí)際工程中，您還會(huì)遇到哪些需要特別關(guān)注的設(shè)計(jì)難點(diǎn)？完成這些練習(xí)后，不妨將您的想法與他人分享交流。通過(guò)討論和合作，相信您一定能收獲更多寶貴的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。思考和練習(xí)題（續(xù)）這些思考和練習(xí)題旨在幫助您更深入地理解本課程的內(nèi)容。請(qǐng)仔細(xì)思考每個(gè)問(wèn)題,并嘗試用自己的話回答。如果您需要參考資料,可以查看本課程提供的相關(guān)章節(jié)或參考文獻(xiàn)。這些問(wèn)題涉及雙向板的受力分析、構(gòu)造設(shè)計(jì)、計(jì)算方法等各個(gè)方面。完成這些練習(xí)題后,相信您對(duì)雙向板設(shè)計(jì)的掌握將更加牢固。如果您在回答這些題目時(shí)遇到任何困難,歡迎隨時(shí)與授課老師或同學(xué)交流探討。通過(guò)集體討論和思考,相信您一定能夠提高對(duì)本課程知識(shí)的理解和應(yīng)用能力。參考文獻(xiàn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2010設(shè)計(jì)手冊(cè)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)