整體式單向板梁板結(jié)構(gòu)

混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

——1.1~1.2整體式單向板梁板結(jié)構(gòu)

混凝土結(jié)構(gòu)

設(shè)計(jì)第1章梁板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主頁(yè)上一章下一章目錄湖北工業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院土木工程系第1章梁板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本單元重點(diǎn)掌握整體式單向梁板結(jié)構(gòu)的內(nèi)力按彈性及考慮塑性內(nèi)力重分布的計(jì)算方法；建立折算荷載、塑性鉸、內(nèi)力重分布、彎矩調(diào)幅等概念；掌握連續(xù)梁板截面設(shè)計(jì)特點(diǎn)及配筋構(gòu)造要求。掌握整體式雙向梁板結(jié)構(gòu)的內(nèi)力按彈性及按極限平衡法的設(shè)計(jì)方法；掌握其配筋構(gòu)造要求。熟悉梁式樓梯和板式樓梯的受力特點(diǎn)、內(nèi)力計(jì)算和配筋構(gòu)造要求。了解雨篷梁的設(shè)計(jì)計(jì)算方法，特別是對(duì)其整體傾覆驗(yàn)算的要求。主頁(yè)上一章下一章目錄湖北工業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院土木工程系Herecomesyourfooter

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31.1概述1.1概述1、結(jié)構(gòu)形式組成：梁+板，可有板無(wú)梁。形式：樓蓋、屋蓋、陽(yáng)臺(tái)、雨篷、樓梯、片筏基礎(chǔ)等。鋼筋混凝土無(wú)梁樓蓋鋼筋混凝土肋梁樓蓋主頁(yè)上一章下一章目錄A、概述定義Herecomesyourfooter

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4主頁(yè)上一章下一章目錄1.1概述A、概述定義Herecomesyourfooter

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梁板結(jié)構(gòu)還用于橋梁的橋面結(jié)構(gòu)，特種結(jié)構(gòu)中水池的頂蓋、池壁和底板等。樓蓋和屋蓋是最典型的梁板結(jié)構(gòu)。A、概述定義主頁(yè)上一章下一章目錄1.1概述Herecomesyourfooter

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61.1概述按施工方法分類裝配式：預(yù)制板+現(xiàn)澆（或預(yù)制）梁。裝配整體式：預(yù)制樓面上做剛性面層。剛性面層：≥40mm混凝土層，內(nèi)配鋼筋網(wǎng)?，F(xiàn)澆式：板與梁鋼筋交織，混凝土同時(shí)澆搗。這是本章學(xué)習(xí)的重點(diǎn)?，F(xiàn)澆式鋼筋混凝土樓（屋）蓋分類

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實(shí)際工程中究竟采用何種樓蓋形式，應(yīng)根據(jù)房屋的性質(zhì)、用途、平面尺寸、荷載大小、采光以及技術(shù)和經(jīng)濟(jì)等因素進(jìn)行綜合考慮。分類Herecomesyourfooter

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7(a)單向板肋梁樓蓋(b)雙向板肋梁樓蓋(c)無(wú)梁樓蓋(d)井式樓蓋1.1概述主頁(yè)上一章下一章目錄A、概述分類定義Herecomesyourfooter

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81.1概述單向板肋形樓蓋

…1-1…1-2…1-3…1-4l2/l1≥3時(shí)按單向板設(shè)計(jì)主頁(yè)上一章下一章目錄分類A、概述定義單、雙向板Herecomesyourfooter

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91.1概述…1-5…1-6…1-7板上荷載傳力方式：

次梁主梁墻、柱基礎(chǔ)除與邊長(zhǎng)比有關(guān)外，還與支承梁的線剛度比（高跨比）有關(guān)。見(jiàn)P9

主頁(yè)上一章下一章目錄分類A、概述定義單、雙向板Herecomesyourfooter

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101.1概述板上荷載傳力方式：

兩個(gè)方向梁墻、柱基礎(chǔ)雙向板肋形樓蓋梁無(wú)主次之分，荷載兩向傳遞。

l2/l1≤2時(shí)按雙向板設(shè)計(jì)主頁(yè)上一章下一章目錄分類A、概述定義單、雙向板Herecomesyourfooter

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111.1概述傳力方式：

板梁基礎(chǔ)墻井式樓蓋井式可無(wú)柱，使用方便，但梁跨度大樓面剛度弱，變形大。梁高h(yuǎn)≥

。主頁(yè)上一章下一章目錄分類A、概述定義單、雙向板Herecomesyourfooter

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121.1概述密肋肋距≤

1.5m，樓面剛度比井式大，變形比井式小。傳力方式：

板梁基礎(chǔ)墻密肋樓蓋

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141.1概述無(wú)梁樓蓋

傳力方式：

板柱基礎(chǔ)板不宜薄，h≥150mm。柱距不宜大。主頁(yè)上一章下一章目錄分類A、概述定義單、雙向板Herecomesyourfooter

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161.2整體式單向梁板結(jié)構(gòu)單向板肋梁樓蓋的設(shè)計(jì)步驟主頁(yè)上一章下一章目錄（1）、結(jié)構(gòu)平面布置，確定板厚和主、次梁的截面尺寸；（2）、確定板和主、次梁的結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖；（3）、荷載及內(nèi)力計(jì)算；（4）、截面承載力計(jì)算，配筋及構(gòu)造，對(duì)跨度大或荷載大或情況特殊的梁、板還需進(jìn)行變形和裂縫的驗(yàn)算；（5）、根據(jù)計(jì)算和構(gòu)造的要求繪制樓蓋結(jié)構(gòu)施工圖。B、單向板結(jié)構(gòu)布置結(jié)構(gòu)平面布置的內(nèi)容

(1)確定柱網(wǎng)尺寸——即確定主梁、次梁的計(jì)算跨度。

(2)確定次梁的間距——即確定板的跨度。

(3)確定梁、板的截面尺寸。1.2整體式單向板梁板結(jié)構(gòu)Herecomesyourfooter

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171.2整體式單向板梁板結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)布置方法主頁(yè)上一章下一章目錄B、單向板結(jié)構(gòu)布置1.2整體式單向梁板結(jié)構(gòu)Herecomesyourfooter

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18為使板有足夠的剛度，板厚尚應(yīng)滿足：工業(yè)樓面：h≥70mm民用樓面：h≥60mm屋面：h≥70mmh≥h≥h≥主頁(yè)上一章下一章目錄B、單向板結(jié)構(gòu)布置1.2整體式單向梁板結(jié)構(gòu)Herecomesyourfooter

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(1)主梁橫向布置，次梁縱向布置。這種布置方案可以增加結(jié)構(gòu)的橫向剛度，結(jié)構(gòu)受力合理，同時(shí)，便于在縱墻上開(kāi)窗，高度可較大，對(duì)室內(nèi)采光有利，故在實(shí)際工程中經(jīng)常采用。(2)主梁縱向布置，次梁橫向布置。當(dāng)橫向柱距比縱向柱距大許多時(shí)，為減小主梁的高度，常采用這種布置方案。這種布置方案下的房屋橫向剛度較差，且次梁要擱置在縱墻窗洞過(guò)梁上，使窗洞的高度受到限制，從結(jié)構(gòu)受力上講也不太合理。B、單向板結(jié)構(gòu)布置B、單向板結(jié)構(gòu)布置幾種常用的布置方案主頁(yè)上一章下一章目錄1.2整體式單向梁板結(jié)構(gòu)Herecomesyourfooter

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20(3)只布置次梁，不設(shè)主梁。當(dāng)房屋有中間走廊時(shí)，如教學(xué)樓、宿舍樓等，常可利用內(nèi)縱墻直接承重，次梁直接擱置在縱墻上。這種布置方案僅適用于有中間走道的樓蓋。B、單向板結(jié)構(gòu)布置主頁(yè)上一章下一章目錄1.2整體式單向梁板結(jié)構(gòu)Herecomesyourfooter

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(1)受力合理。荷載傳遞要簡(jiǎn)捷，梁宜拉通；主梁跨間最好不要只布置1根次梁，以減小主梁跨間彎矩的不均勻；盡量避免把梁，特別是主梁擱置在門、窗過(guò)梁上；在樓、屋面上有機(jī)器設(shè)備、冷卻塔、懸掛裝置等荷載比較大的地方，宜設(shè)次梁；樓板上開(kāi)有較大尺寸(大于800mm)的洞口時(shí)，應(yīng)在洞口周邊設(shè)置加勁的小梁。

(2)滿足建筑要求。不封閉的陽(yáng)臺(tái)、廚房和衛(wèi)生間的樓板面標(biāo)高宜低于其他部位30mm～50mm；當(dāng)不做吊頂時(shí)，一個(gè)房間平面內(nèi)不宜只放l根梁。

(3)方便施工。梁的截面種類不宜過(guò)多，梁的布置盡可能規(guī)則，梁截面尺寸應(yīng)考慮設(shè)置模板的方便，特別是采用鋼模板時(shí)。B、單向板結(jié)構(gòu)布置進(jìn)行樓蓋的結(jié)構(gòu)平面布置時(shí)，應(yīng)注意以下問(wèn)題主頁(yè)上一章下一章目錄1.2整體式單向梁板結(jié)構(gòu)Herecomesyourfooter

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22荷載分配時(shí)不考慮結(jié)構(gòu)的連續(xù)性主頁(yè)上一章下一章目錄計(jì)算單元的確定B、單向板結(jié)構(gòu)布置結(jié)構(gòu)計(jì)算單元計(jì)算簡(jiǎn)圖1.2整體式單向梁板結(jié)構(gòu)Herecomesyourfooter

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23計(jì)算簡(jiǎn)圖墻支承梁支承主頁(yè)上一章下一章目錄B、單向板結(jié)構(gòu)布置結(jié)構(gòu)計(jì)算單元計(jì)算簡(jiǎn)圖對(duì)于單向板，可取1m寬度的板帶作為其計(jì)算單元。樓蓋中部的主、次梁截面形狀都是兩側(cè)帶翼緣(板)的T形截面，樓蓋周邊處的主、次梁則是一側(cè)帶翼緣的。每側(cè)翼緣板的計(jì)算寬度取與相鄰梁中心距的一半。次梁承受板傳來(lái)的均布線荷載、主梁承受次梁傳來(lái)的集中荷載。1.2整體式單向梁板結(jié)構(gòu)Herecomesyourfooter

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24計(jì)算跨度（按彈性理論）中間跨對(duì)多跨連續(xù)梁板邊跨主頁(yè)上一章下一章目錄B、單向板結(jié)構(gòu)布置結(jié)構(gòu)計(jì)算單元計(jì)算簡(jiǎn)圖計(jì)算跨度1.2整體式單向梁板結(jié)構(gòu)Herecomesyourfooter

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25中間跨邊跨計(jì)算跨度（按塑性理論）B、單向板結(jié)構(gòu)布置結(jié)構(gòu)計(jì)算單元計(jì)算簡(jiǎn)圖計(jì)算跨度主頁(yè)上一章下一章目錄1.2整體式單向梁板結(jié)構(gòu)Herecomesyourfooter

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當(dāng)連續(xù)梁、板各跨跨度不等時(shí)，如各跨計(jì)算跨度相差不超過(guò)10%，為簡(jiǎn)化計(jì)算，可按等跨連續(xù)梁、板計(jì)算結(jié)構(gòu)內(nèi)力。對(duì)于各跨荷載相同，跨數(shù)超過(guò)5跨的等跨、等截面連續(xù)梁、板的計(jì)算表明，除兩邊第1、2跨外，所有中間各跨的內(nèi)力十分接近，因此，設(shè)計(jì)中將所有中間跨均以第3跨來(lái)代表，即所有中間跨的內(nèi)力和配筋均按第3跨處理。B、單向板結(jié)構(gòu)布置結(jié)構(gòu)計(jì)算單元計(jì)算簡(jiǎn)圖計(jì)算跨度計(jì)算跨數(shù)主頁(yè)上一章下一章目錄1.2整體式單向梁板結(jié)構(gòu)Herecomesyourfooter

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27荷載(1)恒載：自重、粉灰重等。恒載標(biāo)準(zhǔn)值＝體積×材料自重常用的材料和構(gòu)件自重見(jiàn)教材附錄2。(2)活荷載：人群、家具等。民用建筑樓面活載標(biāo)準(zhǔn)值見(jiàn)教材附錄3。板和次梁一般以均布荷載為主。承載力計(jì)算荷載用設(shè)計(jì)值，要將荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以荷載分項(xiàng)系數(shù)γG

或γQ

。主頁(yè)上一章下一章目錄B、單向板結(jié)構(gòu)布置結(jié)構(gòu)計(jì)算單元計(jì)算簡(jiǎn)圖計(jì)算跨度荷載計(jì)算跨數(shù)1.2整體式單向梁板結(jié)構(gòu)Herecomesyourfooter

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28當(dāng)板支承在次梁上、次梁支承在主梁上時(shí)，由于次梁對(duì)板、主梁對(duì)次梁的約束作用，將使支座負(fù)彎矩增大、跨中正彎矩減?。惶幚矸椒ǎ翰捎谜鬯愫奢d，增大恒荷載（沿所有跨布置），減小活荷載（按最不利位置布置），以獲得增大支座負(fù)彎矩、減小跨中正彎矩的效果。即計(jì)算連續(xù)次梁及板的內(nèi)力時(shí)，采用折算恒載g′和折算活載q′進(jìn)行偏差修正。連續(xù)板：，次梁：，主梁不進(jìn)行荷載的折算。

荷載B、單向板結(jié)構(gòu)布置結(jié)構(gòu)計(jì)算單元計(jì)算簡(jiǎn)圖計(jì)算跨度計(jì)算跨數(shù)(3)折算恒載與折算活載當(dāng)梁板直接擱置在磚墻或鋼梁上時(shí)，按實(shí)際恒載和實(shí)際活載計(jì)算。主頁(yè)上一章下一章目錄1.2整體式單向梁板結(jié)構(gòu)Herecomesyourfooter

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29內(nèi)力計(jì)算及組合恒載一次布置，活載分跨布置再組合主頁(yè)上一章下一章目錄該連續(xù)梁活荷載最不利布置方式的種類：情況1：g+q(1，3，5)——產(chǎn)生M1max

、M3max

、M5max

、

M2min

、M4min

、VARmax

、VFLmax;情況2：g+q(2，4)——產(chǎn)生M2max

、M4max

、M1min

、

M3min

、M5min;情況3：g+q(1，2，4)——產(chǎn)生MBmax

、VBLmax

、VBRmax

情況4：g+q(2，3，5)——產(chǎn)生MCmax

、VCLmax

、VCRmax

情況5：g+q(1，3，4)——產(chǎn)生MDmax

、VDLmax

、VDRmax

情況6：g+q(2，4，5)——產(chǎn)生MEmax

、VELmax

、VERmax

B、單向板結(jié)構(gòu)布置結(jié)構(gòu)計(jì)算單元最不利荷載組合1.2整體式單向梁板結(jié)構(gòu)Herecomesyourfooter

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30（1）求某跨跨內(nèi)最大正彎矩時(shí)，應(yīng)在本跨布置活荷載，然后隔跨布置；（2）求某跨跨內(nèi)最大負(fù)彎矩時(shí)，本跨不布置活荷載，而在其左右鄰跨布置，然后隔跨布置；（3）求某支座最大負(fù)彎矩或支座左、右截面最大剪力時(shí)，應(yīng)在該支座左右兩跨布置活荷載，然后隔跨布置。B、單向板結(jié)構(gòu)布置結(jié)構(gòu)計(jì)算單元最不利荷載組合連續(xù)梁各截面活荷載最不利布置的原則：主頁(yè)上一章下一章目錄1.2整體式單向梁板結(jié)構(gòu)Herecomesyourfooter

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31(1)直接承受動(dòng)力荷載和疲勞荷載作用的樓蓋；(2)在使用階段不允許出現(xiàn)裂縫或?qū)α芽p開(kāi)展有較高要求的樓蓋；(3)處于侵蝕性環(huán)境及負(fù)溫下的樓蓋。按塑性理論計(jì)算方法——是要考慮鋼筋混凝土連續(xù)梁、板的塑性變形的一種計(jì)算方法。主頁(yè)上一章下一章目錄梁板內(nèi)力計(jì)算方法按彈性理論計(jì)算——是將鋼筋混凝土連續(xù)梁、板看成是由均勻的彈性材料所構(gòu)成的構(gòu)件，構(gòu)件的內(nèi)力可用結(jié)構(gòu)力學(xué)的方法來(lái)計(jì)算。下例情況下按彈性理論方法計(jì)算：

B、單向板結(jié)構(gòu)布置結(jié)構(gòu)計(jì)算單元最不利荷載組合計(jì)算方法1.2整體式單向梁板結(jié)構(gòu)Herecomesyourfooter

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將同一結(jié)構(gòu)在各種荷載的最不利組合作用下的內(nèi)力圖(彎矩圖或剪力圖)疊畫在同一張圖上，其外包線所形成的圖形稱為內(nèi)力包絡(luò)圖，它反映出各截面可能產(chǎn)生的最大內(nèi)力值，是設(shè)計(jì)時(shí)選擇截面和布置鋼筋的依據(jù)。彈性理論B、單向板結(jié)構(gòu)布置最不利荷載組合計(jì)算方法結(jié)構(gòu)計(jì)算單元主頁(yè)上一章下一章目錄1.2整體式單向梁板結(jié)構(gòu)Herecomesyourfooter

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彈性理論分析時(shí)注意：1、從附表7中直接查內(nèi)力系數(shù)，計(jì)算出結(jié)構(gòu)各控制截面的彎矩和剪力；2、荷載按折算后的荷載值進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算；3、跨度相對(duì)差值小于10%的不等跨連續(xù)梁、板，其內(nèi)力可近似按等跨結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析；4、計(jì)算支座截面彎矩時(shí)，采用相鄰兩跨計(jì)算跨度的平均值；計(jì)算跨內(nèi)截面彎矩時(shí)，采用各自的計(jì)算跨度；5、結(jié)構(gòu)材料圖必須在每一截面處都大于或等于結(jié)構(gòu)內(nèi)力包絡(luò)圖；6、結(jié)構(gòu)滿足一定構(gòu)造要求。B、單向板結(jié)構(gòu)布置最不利荷載組合計(jì)算方法結(jié)構(gòu)計(jì)算單元彈性理論主頁(yè)上一章下一章目錄1.2整體式單向梁板結(jié)構(gòu)Herecomesyourfooter

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34支座寬度的影響彎矩和剪力設(shè)計(jì)值按彈性理論計(jì)算連續(xù)梁、板內(nèi)力時(shí)，中間跨的計(jì)算跨度取支座中心線間的距離。當(dāng)梁、板與支座整澆時(shí)，支座邊緣處的截面高度比支座中心處的小得多，因此控制截面應(yīng)在支座邊緣處。為了使梁、板結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)更加合理，可取支座邊緣的內(nèi)力作為設(shè)計(jì)依據(jù)剪力設(shè)計(jì)值：均布荷載

集中荷載

M、V——支座邊緣處的彎矩、剪力設(shè)計(jì)值；Mc、Vc——支座中心處的彎矩、剪力設(shè)計(jì)值;V0——按簡(jiǎn)支梁計(jì)算的支座中心處的剪力設(shè)計(jì)值，取絕對(duì)值b——支座寬度。

當(dāng)梁、板的支座為鋼梁或磚墻時(shí)，或擱置在鋼筋混凝土構(gòu)件上時(shí)，彎矩均不需作此調(diào)整。彎矩設(shè)計(jì)值：

B、單向板結(jié)構(gòu)布置最不利荷載組合計(jì)算方法結(jié)構(gòu)計(jì)算單元彈性理論主頁(yè)上一章下一章目錄1.2整體式單向梁板結(jié)構(gòu)Herecomesyourfooter

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由前所述，按彈性理論方法計(jì)算連續(xù)梁、板的內(nèi)力時(shí)，假定結(jié)構(gòu)是均質(zhì)的彈性體，而進(jìn)行截面承載力計(jì)算時(shí)，又充分考慮了截面的塑性性能，兩者之間是不協(xié)調(diào)的。實(shí)際上，在鋼筋混凝土連續(xù)梁、板受有荷載后，隨著荷載的增加，由于鋼筋混凝土梁各截面的塑性變形，截面的剛度不斷發(fā)生變化，使得連續(xù)梁、板各個(gè)截面的內(nèi)力產(chǎn)生內(nèi)力重分布。這種考慮梁、板塑性性能的內(nèi)力計(jì)算方法稱為按塑性內(nèi)力重分布的計(jì)算方法，用這種方法計(jì)算出的連續(xù)梁、板的內(nèi)力更接近于實(shí)際結(jié)構(gòu)的內(nèi)力。最不利荷載組合塑性理論B、單向板結(jié)構(gòu)布置計(jì)算方法結(jié)構(gòu)計(jì)算單元彈性理論主頁(yè)上一章下一章目錄1.2整體式單向梁板結(jié)構(gòu)Herecomesyourfooter

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36塑性理論B、單向板最不利荷載組合計(jì)算方法結(jié)構(gòu)計(jì)算單元彈性理論結(jié)構(gòu)布置塑性理論分析方法：1、結(jié)構(gòu)塑性鉸；2、承載能力極限狀態(tài)；3、塑性內(nèi)力重分布；4、內(nèi)力重分布影響因素；5、彎矩調(diào)幅法；6、調(diào)幅法計(jì)算。主頁(yè)上一章下一章目錄1.2整體式單向梁板結(jié)構(gòu)Herecomesyourfooter

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371.塑性鉸混凝土開(kāi)裂后，截面的應(yīng)力分布發(fā)生了變化，稱應(yīng)力發(fā)生了重分布。鋼筋屈服后，在荷載無(wú)明顯增加的情況下，截面的變形可以急劇增大，稱出現(xiàn)了“塑性鉸”。主頁(yè)上一章下一章目錄塑性理論B、單向板結(jié)構(gòu)布置計(jì)算方法結(jié)構(gòu)計(jì)算單元彈性理論最不利荷載組合1.2整體式單向梁板結(jié)構(gòu)Herecomesyourfooter

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381.塑性鉸主頁(yè)上一章下一章目錄塑性理論B、單向板結(jié)構(gòu)布置計(jì)算方法結(jié)構(gòu)計(jì)算單元彈性理論最不利荷載組合塑性鉸的形成主要是由于縱筋屈服后的塑性變形，而塑性鉸的轉(zhuǎn)動(dòng)能力則取決于混凝土的變形能力。當(dāng)φ增加到使混凝土受壓邊緣的應(yīng)變?chǔ)胚_(dá)到其極限壓應(yīng)變?chǔ)舥,混凝土壓壞，截面到達(dá)其極限彎矩Mu，這時(shí)的截面曲率為φu。塑性鉸形成于截面應(yīng)力狀態(tài)的第Ⅱa階段，轉(zhuǎn)動(dòng)終止于第Ⅲa階段?？缰薪孛鎻澗豈與曲率φ的關(guān)系曲線：

在裂縫出現(xiàn)前，M—φ關(guān)系呈直線；隨著裂縫出現(xiàn)，M—φ關(guān)系漸呈曲線；當(dāng)受拉縱筋達(dá)到屈服后，M—φ曲線的斜率急劇減小，形成截面受彎“屈服”現(xiàn)象。構(gòu)件中塑性變形較集中的區(qū)域表現(xiàn)得猶如一個(gè)能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的“鉸”，稱為塑性鉸1.2整體式單向梁板結(jié)構(gòu)Herecomesyourfooter

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39塑性鉸可分為拉鉸（受拉鋼筋屈服）和壓鉸（受拉鋼筋不屈服），拉鉸轉(zhuǎn)動(dòng)量大于壓鉸。塑性鉸與普通鉸的區(qū)別是：(a)塑性鉸是單向鉸，只能沿Mu方向轉(zhuǎn)動(dòng)；(b)塑性鉸可以傳遞彎矩,

My≤

M≤Mu

；(c)

理想鉸集中于一點(diǎn)，塑性鉸則有一定的長(zhǎng)度；(d)

塑性鉸的轉(zhuǎn)動(dòng)是有限的：…1-10式中，為極限曲率；為屈服曲率；lp為塑性鉸的等效長(zhǎng)度。主頁(yè)上一章下一章目錄塑性理論B、單向板結(jié)構(gòu)布置計(jì)算方法結(jié)構(gòu)計(jì)算單元彈性理論最不利荷載組合1.2整體式單向梁板結(jié)構(gòu)Herecomesyourfooter

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40對(duì)于靜定結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，當(dāng)截面出現(xiàn)一個(gè)塑性鉸以后，結(jié)構(gòu)就變成了機(jī)動(dòng)體系，即達(dá)到承載力極限狀態(tài)。但對(duì)于超靜定結(jié)構(gòu)，截面出現(xiàn)一個(gè)塑性鉸，結(jié)構(gòu)只是減少了一次超靜定次數(shù)，結(jié)構(gòu)不會(huì)變成機(jī)動(dòng)體系，仍然可以繼續(xù)加載，只有當(dāng)再次出現(xiàn)塑性鉸，而是結(jié)構(gòu)局部或整體成為可變體系，結(jié)構(gòu)才達(dá)到承載力極限狀態(tài)。B、單向板結(jié)構(gòu)布置最不利荷載組合計(jì)算方法結(jié)構(gòu)計(jì)算單元塑性理論彈性理論2.承載能力極限狀態(tài)主頁(yè)上一章下一章目錄1.2整體式單向梁板結(jié)構(gòu)Herecomesyourfooter

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413.內(nèi)力重分布超靜定結(jié)構(gòu)中，某一截面由于裂縫出現(xiàn)、鋼筋與混凝土粘結(jié)破壞、鋼筋屈服等原因，使截面內(nèi)力分布與按彈性理論分析時(shí)有所不同的現(xiàn)象，稱為出現(xiàn)了內(nèi)力重分布。超靜定結(jié)構(gòu)才有內(nèi)力重分布,靜定結(jié)構(gòu)只有應(yīng)力重分布主頁(yè)上一章下一章目錄塑性理論B、單向板結(jié)構(gòu)布置計(jì)算方法結(jié)構(gòu)計(jì)算單元彈性理論最不利荷載組合1.2整體式單向梁板結(jié)構(gòu)Herecomesyourfooter

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42若按彈性理論計(jì)算結(jié)構(gòu)的內(nèi)力，則彎矩如圖實(shí)線所示，支座、跨中彎矩設(shè)計(jì)值為MB、M1。由于MB＞MuB，所以結(jié)構(gòu)將在支座截面產(chǎn)生塑性鉸，支座截面實(shí)際所能承擔(dān)的彎矩僅為MB′=MuB=116.3kN·m，而跨中截面的彎矩設(shè)計(jì)值M1變?yōu)榻孛娴膶?shí)際彎矩圖如圖虛線所示，同按彈性理論的計(jì)算結(jié)果比較，可以看出，由于支座的塑性變形，支座彎矩降低了，而跨中截面的彎矩卻增加了，說(shuō)明結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了塑性內(nèi)力重分布。B、單向板結(jié)構(gòu)布置最不利荷載組合計(jì)算方法結(jié)構(gòu)計(jì)算單元塑性理論彈性理論3.內(nèi)力重分布

圖示為兩跨連續(xù)梁承受均布荷載，截面尺寸為200mm×500mm，混凝土C20，截面配筋如圖示，可以得到支座截面抗彎承載力為MuB=116.3kN·m，跨中截面的承載力為Mu1=97.3kN·m。1.2整體式單向梁板結(jié)構(gòu)Herecomesyourfooter

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43

在實(shí)際中，塑性內(nèi)力重分布的大小可以人為調(diào)整。如上例可首先按彈性理論計(jì)算出結(jié)構(gòu)的內(nèi)力，然后將某些截面的彎矩進(jìn)行調(diào)整，例如：將支座截面的彎矩下調(diào)30%，則MB′=0.7×

MB=94.4KN.m，跨中彎矩則為M1′=87.75KN.m,根據(jù)調(diào)整后的彎矩MB′、M1′對(duì)截面進(jìn)行配筋，支座及跨中均配3%18的鋼筋。從上例的計(jì)算可以看出，若按彈性理論的計(jì)算方法對(duì)截面進(jìn)行配筋，支座截面的配筋必將遠(yuǎn)大于跨中配筋，導(dǎo)致支座截面的鋼筋擁擠，不便施工。若考慮梁的塑性內(nèi)力重分布，支座截面的彎矩大大降低，截面的配筋減少，有利于改善支座截面的鋼筋擁擠狀況，方便施工。結(jié)論：超靜定混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)力重分布可概括為兩個(gè)過(guò)程：第一過(guò)程發(fā)生在受拉區(qū)混凝土開(kāi)裂到第一個(gè)塑性鉸形成以前，主要是由于結(jié)構(gòu)各部分抗彎剛度比值的改變而引起內(nèi)力重分布，稱為彈塑性內(nèi)力重分布；第二過(guò)程發(fā)生于第一個(gè)塑性鉸形成以后直到形成幾何可變體系結(jié)構(gòu)破壞，由于結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖的改變而引起的內(nèi)力重分布，稱為塑性內(nèi)力重分布。B、單向板結(jié)構(gòu)布置最不利荷載組合計(jì)算方法結(jié)構(gòu)計(jì)算單元塑性理論彈性理論主頁(yè)上一章下一章目錄1.2整體式單向梁板結(jié)構(gòu)Herecomesyourfooter

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44

若超靜定結(jié)構(gòu)中各塑性鉸都具有足夠的轉(zhuǎn)動(dòng)能力，保證結(jié)構(gòu)加載后能按照預(yù)期的順序，先后形成足夠數(shù)目的塑性鉸，以致最后形成機(jī)動(dòng)體系而破壞，這種情況稱為充分的內(nèi)力重分布。塑性鉸的轉(zhuǎn)動(dòng)能力受到截面配筋率和材料極限應(yīng)變值的限制是有限的。如果完成充分的內(nèi)力重分布過(guò)程所需要的轉(zhuǎn)角超過(guò)了塑性鉸的轉(zhuǎn)動(dòng)能力，則在尚未形成預(yù)期的破壞機(jī)構(gòu)以前，早出現(xiàn)的塑性鉸已經(jīng)因?yàn)槭軌簠^(qū)混凝土達(dá)到極限壓應(yīng)變值而“過(guò)早”被壓碎，這種情況屬于不充分的內(nèi)力重分布。除此之外，設(shè)計(jì)中既要考慮承載能力極限狀態(tài)，還要考慮正常使用極限狀態(tài)。結(jié)構(gòu)在正常使用階段，裂縫寬度和撓度也不宜過(guò)大。

因此，內(nèi)力重分布需要考慮塑性鉸的轉(zhuǎn)動(dòng)能力、斜截面的承載能力和正常使用條件等三方面的因素。B、單向板結(jié)構(gòu)布置最不利荷載組合計(jì)算方法結(jié)構(gòu)計(jì)算單元塑性理論彈性理論主頁(yè)上一章下一章目錄1.2整體式單向梁板結(jié)構(gòu)Herecomesyourfooter

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①塑性鉸的轉(zhuǎn)動(dòng)能力：塑性鉸的轉(zhuǎn)動(dòng)能力主要取決于縱向鋼筋的配筋率、鋼材的品種和混凝土的極限壓應(yīng)變。截面的極限曲率φu=εu/x

。

②斜截面承載能力：要想實(shí)現(xiàn)預(yù)期的內(nèi)力重分布，其前提條件之一是在破壞機(jī)構(gòu)形成前，不能發(fā)生因斜截面承載力不足而引起的破壞，否則將阻礙內(nèi)力重分布繼續(xù)進(jìn)行。

③正常使用條件：如果最初出現(xiàn)的塑性鉸轉(zhuǎn)動(dòng)幅度過(guò)大，塑性鉸附近截面的裂縫就可能開(kāi)展過(guò)寬，結(jié)構(gòu)的撓度過(guò)大，不能滿足正常使用的要求。B、單向板結(jié)構(gòu)布置最不利荷載組合計(jì)算方法結(jié)構(gòu)計(jì)算單元塑性理論彈性理論4.內(nèi)力重分布影響因素主頁(yè)上一章下一章目錄1.2整體式單向梁板結(jié)構(gòu)Herecomesyourfooter

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46內(nèi)力重分布使彈性計(jì)算中彎矩最大截面內(nèi)力減少，彎矩較小截面的內(nèi)力增大，相當(dāng)于彎矩調(diào)幅。由于塑性鉸的轉(zhuǎn)動(dòng)是有限的，因此調(diào)幅量也有限。5.彎矩調(diào)幅法《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)規(guī)定：調(diào)幅系數(shù)一般為0.2，且不宜超過(guò)0.25。主頁(yè)上一章下一章目錄塑性理論B、單向板結(jié)構(gòu)布置計(jì)算方法結(jié)構(gòu)計(jì)算單元彈性理論最不利荷載組合1.2整體式單向梁板結(jié)構(gòu)Herecomesyourfooter

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47彎矩調(diào)幅法簡(jiǎn)稱調(diào)幅法，它是在彈性彎矩的基礎(chǔ)上，根據(jù)需要，適當(dāng)調(diào)整某些截面彎矩值。對(duì)于連續(xù)梁、板首先出現(xiàn)塑性鉸的位置宜設(shè)計(jì)在支座截面，對(duì)其截面進(jìn)行彎矩調(diào)整，然后按調(diào)整后的內(nèi)力進(jìn)行截面設(shè)計(jì)和配筋構(gòu)造。

其中β——調(diào)幅系數(shù)M

e——按彈性方法計(jì)算的彎矩值Ma——調(diào)幅后的彎矩值B、單向板結(jié)構(gòu)布置最不利荷載組合計(jì)算方法結(jié)構(gòu)計(jì)算單元塑性理論彈性理論5.彎矩調(diào)幅法主頁(yè)上一章下一章目錄1.2整體式單向梁板結(jié)構(gòu)Herecomesyourfooter

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48彎矩調(diào)幅法應(yīng)遵循以下原則：①受力鋼筋：宜采用HRB400級(jí)、HRB335級(jí)熱軋鋼筋，混凝土強(qiáng)度等級(jí)宜在C20~C45范圍；截面的相對(duì)受壓區(qū)高度ξ應(yīng)滿足0.1≤ξ≤0.35；②為避免塑性鉸出現(xiàn)過(guò)早、轉(zhuǎn)動(dòng)幅度過(guò)大，應(yīng)控制彎矩調(diào)整幅度，調(diào)幅系數(shù)β不宜超過(guò)20%；

③連續(xù)梁、板各跨中截面的彎矩不宜調(diào)整，其彎矩設(shè)計(jì)值M可取考慮荷載最不利布置并按彈性方法計(jì)算的結(jié)構(gòu)的彎矩設(shè)計(jì)值和按下列公式計(jì)算的彎矩設(shè)計(jì)值的較大者

④調(diào)幅后支座和跨中截面的彎矩值均不宜小于M0的1/3；⑤各控制截面的剪力設(shè)計(jì)值按荷載最不利布置和調(diào)幅后的支座彎矩由靜力平衡條件計(jì)算確定；⑥彎矩調(diào)幅后引起結(jié)構(gòu)內(nèi)力圖形和正常使用狀態(tài)的變化，應(yīng)進(jìn)行驗(yàn)算，并有構(gòu)造措施加以保證。M0——按簡(jiǎn)支梁計(jì)算的跨中彎矩設(shè)計(jì)值；Ml、、Mr——連續(xù)梁、板的左、右支座截面彎矩調(diào)幅后的設(shè)計(jì)值。B、單向板結(jié)構(gòu)布置最不利荷載組合計(jì)算方法結(jié)構(gòu)計(jì)算單元塑性理論彈性理論主頁(yè)上一章下一章目錄1.2整體式單向梁板結(jié)構(gòu)Herecomesyourfooter

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49彎距調(diào)幅法計(jì)算步驟1、用彈性方法計(jì)算在荷載最不利布置條件下結(jié)構(gòu)支座截面的彎矩最大值Me；2、采用調(diào)幅系數(shù)β(一般不宜超過(guò)0.2)降低各支座截面彎矩，即彎距設(shè)計(jì)值M=(1—β)Me；3、按調(diào)幅降低后的支座彎矩值計(jì)算跨中彎矩值；4、校核調(diào)幅以后支座和跨中彎矩值應(yīng)不小于某個(gè)限值，以控制調(diào)幅程度；5、按最不利荷載布置和調(diào)幅后的支座彎矩，由平衡條件求得控制截面的剪力設(shè)計(jì)值。B、單向板結(jié)構(gòu)布置最不利荷載組合計(jì)算方法結(jié)構(gòu)計(jì)算單元塑性理論彈性理論主頁(yè)上一章下一章目錄1.2整體式單向梁板結(jié)構(gòu)Herecomesyourfooter

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50等跨連續(xù)梁板內(nèi)力計(jì)算(1)

等跨連續(xù)梁式中，

、

分別為等跨連續(xù)梁的彎矩系數(shù)和剪力系數(shù)，見(jiàn)表1.1和表1.2。…1-11…1-12(2)

等跨連續(xù)板式中，為等跨連續(xù)板的彎矩系數(shù)，見(jiàn)表7.1?！?-13主頁(yè)上一章下一章目錄塑性理論B、單向板結(jié)構(gòu)布置計(jì)算方法結(jié)構(gòu)計(jì)算單元彈性理論最不利荷載組合1.2整體式單向梁板結(jié)構(gòu)Herecomesyourfooter

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51支承情況

截面位置

端支座邊跨跨中

距端第二支座

距端第二跨跨中

中間支座

中間跨跨中

A

Ⅰ

B

Ⅱ

C

Ⅲ

梁、板擱置在墻上

0

1/11

2跨連續(xù)：-1/103跨以上連續(xù)：-1/11

1/16

-1/14

1/16

板與梁整澆連接

-1/16

1/14

梁-1/24

梁與柱整澆連接

-1/16

1/14

表1.2.1連續(xù)梁和連續(xù)單向板的彎矩計(jì)算系數(shù)主頁(yè)上一章下一章目錄塑性理論B、單向板結(jié)構(gòu)布置計(jì)算方法結(jié)構(gòu)計(jì)算單元彈性理論最不利荷載組合1.2整體式單向梁板結(jié)構(gòu)Herecomesyourfooter

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52表1.2.2連續(xù)梁的剪力計(jì)算系數(shù)支承情況

截面位置

端支座內(nèi)側(cè)Ain

距端第二支座

中間支座

外側(cè)Bex

內(nèi)側(cè)Bn

外側(cè)Cex內(nèi)側(cè)Cin

擱置在墻上

0.450.600.550.550.55與梁或柱整澆連接0.500.55主頁(yè)上一章下一章目錄塑性理論B、單向板結(jié)構(gòu)布置計(jì)算方法結(jié)構(gòu)計(jì)算單元彈性理論最不利荷載組合1.2整體式單向梁板結(jié)構(gòu)Herecomesyourfooter

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53支座處控制截面與內(nèi)力值的確定由于結(jié)構(gòu)支座有一定的長(zhǎng)度，對(duì)于以混凝土梁和柱為支座的連續(xù)梁板結(jié)構(gòu)，一般取支座邊緣截面為控制截面。結(jié)構(gòu)控制截面計(jì)算彎矩和剪力按下式近似計(jì)算：均布荷載集中荷載當(dāng)支座為墻體時(shí)，結(jié)構(gòu)控制截面計(jì)算內(nèi)力取值，彎矩計(jì)算時(shí)取支座中心線處截面為控制截面；剪力計(jì)算時(shí)取支座邊緣處截面為控制截面?？刂平孛嬗?jì)算彎矩和剪力按下式取值：均布荷載集中荷載式中V0—按簡(jiǎn)支梁計(jì)算的支座邊緣處剪力設(shè)計(jì)值，；g,q—作用于結(jié)構(gòu)上的恒載和活荷載的設(shè)計(jì)值；塑性理論B、單向板結(jié)構(gòu)布置計(jì)算方法結(jié)構(gòu)計(jì)算單元彈性理論最不利荷載組合1.2整體式單向梁板結(jié)構(gòu)Herecomesyourfooter

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54按照《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》(第三版)第4、5章所介紹的方法計(jì)算受力縱筋，受力縱筋沿短跨方向布置。一般不驗(yàn)算斜截面承載力。四周與梁整體連接的單向板，由于拱效應(yīng)使板中各計(jì)算截面彎矩減少，中間跨的跨中截面和中間支座計(jì)算彎矩都按減少20％計(jì)算，其他截面不減少。配筋計(jì)算與構(gòu)造要求(1)

配筋計(jì)算特點(diǎn)板主頁(yè)上一章下一章目錄計(jì)算方法最不利荷載組合結(jié)構(gòu)布置B、單向板結(jié)構(gòu)計(jì)算單元配筋計(jì)算與構(gòu)造板1.2整體式單向梁板結(jié)構(gòu)Herecomesyourfooter

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55(2)

構(gòu)造要求★板厚宜盡量薄一些，但不得小于最小厚度。

①跨度小于1500mm的屋面