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1、Chap.10 梁板結構,1. 概述 2. 整體現(xiàn)澆式單向板肋梁樓蓋 3. 雙向板肋梁樓蓋 4. 樓梯,樓蓋（屋蓋）,10.1 概述,梁板結構是土木工程中常見的結構形式。,Ch.10 梁板結構,Ch.10 梁板結構,Ch.10 梁板結構,樓蓋,樓蓋和屋蓋是房屋結構的重要組成部分，在房屋結構的自重和造價中占有較大比例。,一、樓蓋的主要功能,把樓蓋上的豎向力傳給豎向結構（柱、墻等）； 把水平力傳給豎向結構或分配豎向結構； 作為豎向結構構件的水平聯(lián)系和支撐。,二、對樓的結構設計要求,在豎向荷載作用下，滿足承載力和豎向剛度要求； 在樓蓋自身水平面內有足夠的水平剛度和整體性； 與豎向構件有可靠連接，以保

2、證豎向力和水平力的傳遞。,Ch.10 梁板結構,三、樓蓋類型,混凝土樓蓋按施工方法可分為：,混凝土樓蓋按預加應力情況可分為：,單向板肋梁樓蓋 雙向板肋梁樓蓋 井式樓蓋、密肋樓蓋、無梁樓蓋,現(xiàn)澆式樓蓋、裝配式樓蓋、裝配整體式樓蓋,鋼筋混凝土樓蓋、預應力混凝土樓蓋,混凝土樓蓋按結構型式可分為：,Ch.10 梁板結構,Ch.10 梁板結構,10.2 整體現(xiàn)澆式單向板肋梁樓蓋,一、概述,1. 單向板和雙向板的概念,單向板在荷載作用下，只在一個方向彎曲 或者主要在一個方向彎曲的板,a. 懸臂板b. 對邊支承板 c. 四邊支承板(兩鄰邊支承板、三邊支承板),雙向板在荷載作用下，在兩個方向彎曲， 且不能忽略

3、任一方向彎曲的板,Ch.10 梁板結構,規(guī)范規(guī)定：混凝土板應按下列原則進行計算： 1兩對邊支承的板和單邊嵌固的懸臂板，應按單向板計算； 2四邊支承的板（或鄰邊支承或三邊支承）應按下列規(guī)定計算： （1）當長邊與短邊長度之比大于或等于3時，可按沿短邊方向受力的單向板計算； （2）當長邊與短邊長度之比小于或等于2時，應按雙向板計算； （3）當長邊與短邊長度之比介于2和3之間時，宜按雙向板計算； 當按沿短邊方向受力的單向板計算時，應沿長邊方向布置足夠數(shù)量的構造鋼筋。,Ch.10 梁板結構,2. 單向板肋梁樓蓋的設計步驟,1）結構平面布置，并對梁板進行分類編號，初步確定板厚和主、次梁的截面尺寸；,2）確

4、定板和主、次梁的計算簡圖；,3）梁、板的內力計算及內力組合；,4）截面配筋計算及構造措施；,5）繪制施工圖。,Ch.10 梁板結構,二、結構平面布置,（1）單向板、次梁和主梁的經濟跨度為： 單向板：（1.72.7）m 次 梁 ：（46）m 主 梁 ：（58）m （2）受力合理 （3）滿足建筑要求 （4）方便施工,進行樓蓋的結構平面布置時，應注意以下問題：,Ch.10 梁板結構,三、結構計算簡圖,1. 計算單元,Ch.10 梁板結構,2. 計算簡圖,跨數(shù)超過五跨的連續(xù)梁、板，當各跨荷載相同，且跨度相差不超過10%時，可按五跨的等跨連續(xù)梁、板計算,中間支座(D、E)內力取與C支座相同； 中間各跨(

5、4、5跨)跨中內力，取與第3跨相同。 配筋構造按圖(c)。,Ch.10 梁板結構,3. 計算跨度確定,Ch.10 梁板結構,當按彈性理論計算時：,若板、梁邊跨端部擱置在支承構件上,中間跨：,（板和梁）,邊跨：,Ch.10 梁板結構,當按塑性理論計算時：,板、次梁：,邊跨：,中間跨：,梁板的計算跨度也可按表10.2采用,Ch.10 梁板結構,4. 折算荷載,當板支承在次梁上、次梁支承在主梁上時，由于次梁對板、主梁對次梁的約束作用，將使支座負彎矩增大、跨中正彎矩減??；,處理方法：采用折算荷載，增大恒荷載（沿所有跨布置），減小活荷載（按最不利位置布置），以獲得增大支座負彎矩、減小跨中正彎矩的效果。,

6、Ch.10 梁板結構,連續(xù)板：,連續(xù)次梁：,主梁可不作調整,Ch.10 梁板結構,四、連續(xù)梁、板按彈性理論方法的內力計算,1. 活荷載的最不利布置及荷載的最不利組合,1）求某跨跨內最大正彎矩時， 應在本跨布置活荷載，然后隔跨布置。,2）求某跨跨內最大負彎矩時， 本跨不布置活荷載，而在其左右鄰跨布置，然后隔跨布置。,3）求某支座最大負彎矩或支座左、右截面最大剪力時， 應在該支座左右兩跨布置活荷載，然后隔跨布置。,連續(xù)梁活荷載最不利布置的原則：,Ch.10 梁板結構,2. 內力計算,1）在均布及三角形荷載作用下：,2）在集中荷載作用下：,Ch.10 梁板結構,3. 內力包絡圖,將同一結構在各種荷載

7、的最不利組合作用下的內力圖 (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力包絡圖,Ch.10 梁板結構,4. 支座彎矩和剪力設計值,彎矩設計值：,剪力設計值：,均布荷載,集中荷載,Ch.10 梁板結構,Ch.10 梁板結構,【例題1】,某兩跨連續(xù)梁所受恒載設計值為30kN，活載設計值為30kN，作用于三分點位置。求彎矩包絡圖？,1.中間支座最大負彎矩,2.第一跨跨中最大正彎矩,Ch.10 梁板結構,3.第一跨跨中最大負彎矩,4.彎矩包絡圖,Ch.10 梁板結構,五、連續(xù)梁、板按塑性理論方法的內力計算,1. 塑性鉸的概念,在鋼筋屈服截面，從鋼筋屈服到達到極限承載力，截面在外彎矩

8、增加很小的情況下產生很大轉動，表現(xiàn)得猶如一個能夠轉動的鉸，稱為“塑性鉸”。,Ch.10 梁板結構,2. 內力重分布的概念,超靜定結構內力不僅與荷載有關，同時與結構各部分剛度比有關。,對于超靜定結構，當結構的某個截面出現(xiàn)塑性鉸后，結構的內力分布發(fā)生了變化，經歷了一個重新分布的過程，這個過程成為“塑性內力重分布”。,Ch.10 梁板結構,*內力重分布與應力重分布的區(qū)別,應力重分布是指由于材料非線性導致截面上應力分布與截面彈性應力分布不一致的現(xiàn)象。無論靜定結構還是超靜定結構；,內力重分布對靜定結構是不存在的。,1）內力計算方法與截面設計方法相協(xié)調； 2）正確估計超靜定結構承載力，和使用階段變形及裂縫

9、； 3）可以人為地調整截面的內力分布情況，更合適地布置鋼筋； 4）充分利用結構的承載力，取得一定的經濟效益。,3. 考慮塑性內力重分布的意義,Ch.10 梁板結構,4. 影響塑性內力重分布的因素,1）塑性鉸的轉動能力 2）斜截面承載能力 3）正常使用條件,因此，截面要有合適的受壓區(qū)高度；構件必須要有足夠的受剪承載力。,5. 考慮內力重分布的適用范圍,不宜采用 1）裂縫控制等級為一、二級結構構件； 2）直接承受動力和重復荷載的混凝土結構； 3）要求有較高承載力儲備的混凝土結構； 4）配置延性較差的受力鋼筋的混凝土結構。,Ch.10 梁板結構,6. 塑性鉸的特性,2）塑性鉸是一個范圍，有一定長度,

10、3）可傳遞彎矩：,4）轉動能力有限，受配筋率限制,小，轉動能力大；,1）單向轉動：只能彎矩作用方向轉動,大，轉動能力小。,Ch.10 梁板結構,7連續(xù)梁、板考慮塑性內力重分布的內力計算 彎矩調幅法,1）彎矩調幅法,彎矩調幅法簡稱調幅法，它是在彈性彎矩的基礎上，根據(jù)需要，適當調整某些截面彎矩值。通常對那些彎矩絕對值較大的截面進行彎矩調整，然后按調整后的內力進行截面設計和配筋構造，是一種適用的設計方法。,截面彎矩調整的幅度用調幅系數(shù)表示,Ch.10 梁板結構,2）采用調幅法應注意的問題, 受力鋼筋宜采用HRB400級、HRB335級熱軋鋼筋，混凝土強度等級宜在C20C45范圍；截面的相對受壓區(qū)高度

11、應滿足0.10.35；, 調幅系數(shù)不宜超過0.2 ；, 連續(xù)梁、板各跨中截面的彎矩應不小于包絡圖及下式計算的值, 調幅后支座和跨中截面的彎矩值均不宜小于M0的1/3；, 剪力設計值按荷載最不利布置和調幅后的支座彎矩由靜力平衡條件計算確定,Ch.10 梁板結構,等跨連續(xù)板,3）用調幅法計算等跨連續(xù)梁、板,等跨連續(xù)梁（承受均布荷載）：,Ch.10 梁板結構,Ch.10 梁板結構,六、單向板肋梁樓蓋的截面設計與構造要求,1. 單向板的截面設計與構造要求,1）截面設計要點, 板的計算單元通常取為1m，按單筋矩形截面設計；, 板一般能滿足斜截面受剪承載力要求，設計時可不進行受剪承載力驗算；, 板的內拱作

12、用，可使跨中彎矩減小20%,Ch.10 梁板結構,對四周與梁整體連接的單向板 (現(xiàn)澆連續(xù)板的內區(qū)格就屬于這種情況)，其中間跨的跨中截面及中間支座截面的計算彎矩可減少20，其它截面則不予降低（如板的角區(qū)格、邊跨的跨中截面及第一內支座截面的計算彎矩則不折減）。,Ch.10 梁板結構,2）構造要求,板的厚度,板的支承長度,板中受力鋼筋,鋼筋的直徑,鋼筋的間距,配筋方式,分離式配筋,彎起式配筋,鋼筋的彎起和截斷,單跨板，l0 /35；多跨連續(xù)板， l0 /40。且 60mm,h,且 120mm,Ch.10 梁板結構,3）板中受力鋼筋,當q / g3時，a=ln /4 當q / g3時，a=ln /3,

13、Ch.10 梁板結構,4）板中構造鋼筋, 分布鋼筋, 垂直于主梁的板面構造鋼筋, 嵌入承重墻內的板面構造鋼筋（邊部、角部）,Ch.10 梁板結構,2. 次梁的截面設計與構造要求,1）截面設計要點, 截面形式, 考慮塑性內力重分布時，在下列區(qū)段內應將計算所需的箍筋面積增大20： 對集中荷載，取支座邊至最近一個集中荷載之間的區(qū)段； 對均布荷載，取支座邊至距支座邊為1.05h0的區(qū)段，此處h0為梁截面有效高度。 此外，箍筋的配箍率sv不應小于0.3ft/fyv。, 當次梁的截面尺寸滿足規(guī)范的要求時，一般不必作使用階段的撓度和裂縫寬度驗算。,Ch.10 梁板結構,2）構造要求,截面尺寸,支承長度,鋼筋

14、的直徑,鋼筋的間距,梁側的縱向構造鋼筋,配筋方式,Ch.10 梁板結構,對于邊次梁，尚應考慮板對邊次梁的受扭作用，次梁箍筋和縱筋均增加20。,Ch.10 梁板結構,Ch.10 梁板結構,3. 主梁的截面設計與構造要求,1）截面設計要點,截面形式,主梁支座截面的有效高度h0,單排鋼筋時 h0= h -(5060)mm,雙排鋼筋時 h0h -(7080)mm,主梁的內力計算通常按彈性理論方法進行，不考慮塑性內力重分布,當主梁的截面尺寸滿足規(guī)范的要求時，一般不必作使用階段的撓度和裂縫寬度驗算。,Ch.10 梁板結構,2）構造要求,截面尺寸,支承長度,鋼筋的直徑,鋼筋的間距,梁側的縱向構造鋼筋,梁縱筋

15、的彎起和截斷按彎矩包絡圖確定,主梁附加橫向鋼筋,Ch.10 梁板結構,附加箍筋和吊筋的總截面面積按下式計算：,Ch.10 梁板結構,10.3 雙向板肋梁樓蓋,在荷載的作用下,在兩個方向上彎曲,且不能忽略任一方向彎曲的板稱為雙向板,1.雙向板的受力分析,一、雙向板的受力分析和試驗研究,Ch.10 梁板結構,Ch.10 梁板結構,2.雙向板的試驗研究,Ch.10 梁板結構,四邊擱置無約束,肋形樓蓋,Ch.10 梁板結構,二、雙向板內力計算,四邊支承的板,有六種邊界條件: (1)四邊簡支； (2)一邊固定，三邊簡支； (3)兩對邊固定，兩對邊簡支； (4)四邊固定； (5)兩鄰邊固定，兩鄰邊簡支；

16、(6)三邊固定，一邊簡支。,彈性理論計算方法,1.單塊雙向板的內力計算,Ch.10 梁板結構,單位板寬內的彎矩設計值為:,m 跨中或支座單位板寬內的彎矩設計值(kNmm)；,q 板上作用的均布荷載設計值(kNm2),l 短跨方向的計算跨度(m),彎矩系數(shù)。,需指出：附表10.2是根據(jù)材料的波桑比0制定的。當0時，可按下式計算跨中彎矩：,對鋼筋混凝土，=0.2,Ch.10 梁板結構,2. 連續(xù)雙向板的內力計算,1）跨中最大彎矩的計算,在正對稱荷載 (g+q/2) 作用下：,中間支座近似的看作固定支座，,中間區(qū)格均可視為四邊固定的雙向板,在反對稱荷載 (q/2) 作用下：,中間支座視為簡支支座，,

17、(2) 支座最大彎矩的計算,中間區(qū)格均可視為四邊固定的雙向板 對于邊、角區(qū)格，外邊界條件應按實際情況考慮。,按在正對稱荷載 (g+q) 作用下：,活荷載的不利布置如圖所示：,中間各區(qū)格板均可視為四邊簡支板的雙向板。,Ch.10 梁板結構,三、 雙向板的截面設計與構造要求,考慮板內拱作用，對彎矩進行折減 連續(xù)板中間區(qū)格的跨中及中間支座截面，折減系數(shù)為0.8; 邊區(qū)格的跨中及自樓板邊緣算起的第二支座截面，當l bl 1.5時，折減系數(shù)為0.8 ；當1.5l bl 2.0時，折減系數(shù)為0.9。l b為區(qū)格沿樓板邊緣方向的跨度，l 為區(qū)格垂直于樓板邊緣方向的跨度。 角區(qū)格的各截面不折減。,1. 雙向板

18、的截面設計要點,(1) 截面的彎矩設計值,取1m板帶，按單筋矩形截面設計,(2) 截面有效高度,短跨方向 h0h-20(mm) 長跨方向 h0h-30(mm),(3) 配筋計算,Ch.10 梁板結構,2. 雙向板的構造要求,2)鋼筋的配置,彎起式和分離式,80160mm;簡支梁:l0/45,連續(xù)梁:l0/45,1)雙向板的厚度,Ch.10 梁板結構,沿墻邊及墻角的板內構造鋼筋與單向板樓蓋相同。,受力鋼筋的直徑、間距、彎起點及截斷點的位置等均可參照單向板配筋的有關規(guī)定,Ch.10 梁板結構,Ch.10 梁板結構,四、雙向板支承梁的設計,板傳給梁的荷載：,l01為板的短邊,次梁和主梁的設計方法和構造要求同單向板肋梁樓蓋,1. 荷載確定,Ch.10 梁板結構,2. 計算,a. 將支承梁上三角形或梯形分布荷載化為等效均布荷載，求出支座彎矩；,1）按彈性理論計算,b. 根據(jù)所求得的支座彎矩和梁的實際荷載分布（三角形或梯形），由平衡條件計算梁的跨中彎矩和支座剪力。,在求支座彎矩和跨中彎矩時，仍需考慮活荷載的最不利位置。,Ch.10 梁板結構,2）按調幅法計算,在按彈性理論求得的支座彎矩的基礎上，可將支座彎矩調幅20-25%，再按實際荷載分布計算梁的跨中彎矩。,Ch.10 梁