《混凝土梁板結(jié)構(gòu)》PPT課件

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1、 第 2章 混凝土梁板結(jié)構(gòu) 2.1 概述 荷載傳遞路線： 梁板結(jié)構(gòu)： 由梁和板組成的水平承重結(jié)構(gòu)體系。 如樓（屋）蓋、樓梯、雨篷等。 板 梁 柱（墻） 基礎(chǔ) 地基 一、樓蓋的類型 按照施工方法的不同可分為： 1、現(xiàn)澆整體式 整體性好、剛度大、可適應(yīng) 不規(guī)則平面和開洞 。 但施工速度慢，工期長，模板用量多。 應(yīng)用廣泛，本章主要講述。 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 2、裝配式 構(gòu)件（空心板等）在工廠預(yù)制、現(xiàn)場裝配而成。 施工進(jìn)度快、不受季節(jié)限制、節(jié)省模板，整體剛度差、 抗震性差，主要用于多層非地震區(qū)房屋。 預(yù)制梁 預(yù)制板 3、裝配整體式 鋪板后再澆筑混凝土，具有現(xiàn)澆

2、和裝配式的優(yōu)點。 但工序復(fù)雜，造價高。 后澆層 二、梁、板 的截面尺寸 按表 2-1初步估算。 若梁、板的截面尺寸符合表 2-1的要求，可不進(jìn) 行裂縫寬度和變形的驗算。 三、單向板與雙向板 1l 2l 四邊簡支板 2 1 2 ll 單向板，單向受力和傳力 2 1 2 ll 雙向板，雙向受力和傳力 1、單向板： 荷載作用下，只在一個方向受力的板。 以下情況按照單向板設(shè)計： （ 1）兩對邊支承板； （ 2）懸挑板； （ 3）四邊支承板，長邊和短邊的比值大于 2，短向受力。 2、雙向板： 荷載作用下，兩個方向都受力的板。 四邊支承板，長邊和短邊的比值小于等于 2時按照雙向板設(shè)計。 單向板 的荷載沿受

3、力方向傳遞。在受力方向配置受力鋼筋，另 一方向設(shè)置分布鋼筋。 雙向板 的荷載沿兩個方向傳遞，在兩個方向均配置受力鋼筋。 四、現(xiàn)澆整體式樓蓋的內(nèi)力分析方法 在內(nèi)力分析和計算中，假定梁的豎向變形很小， 不考慮梁板的相互作用，將梁、板分開單獨計算。 1、塑性理論分析內(nèi)力 比較符合實際情況，較經(jīng)濟。但一般情況變形和裂縫大。 板、 次梁 一般按塑性方法計算內(nèi)力。 2、彈性理論分析內(nèi)力 即結(jié)構(gòu)力學(xué)的方法，假設(shè)材料是理想彈性材料。 偏保守，安全系數(shù)大，變形和裂縫較小。 主梁 一般 按彈性方法 計算內(nèi)力。 2.2 單向板肋梁樓蓋設(shè)計 由單向板組成的樓蓋稱為單向板肋梁樓蓋，傳力途徑為 ： 板 次梁 主梁 柱或墻

4、 基礎(chǔ) 地基 單向板肋形樓蓋構(gòu)造簡單，施工方便，是整體樓蓋結(jié)構(gòu)中最常 用形式。板和主次梁現(xiàn)澆一體，是多跨連續(xù)超靜定結(jié)構(gòu)。 單向板肋梁樓蓋的設(shè)計步驟： 1、結(jié)構(gòu)平面布置，并對梁板進(jìn)行分類編號， 初步確定板厚和主、次梁的截面尺寸； 2、確定板、主梁、次梁的計算簡圖； 3、梁、板的內(nèi)力計算及內(nèi)力組合； 4、截面配筋計算及構(gòu)造措施； 5、繪制施工圖。 一、單向板肋梁樓蓋結(jié)構(gòu)布置 1. 單向板、次梁和主梁的經(jīng)濟跨度為： 單向板：（ 1.72.7） m ，即次梁的間距 次 梁 ：（ 46） m ，即主梁的間距 主 梁 ：（ 58） m ，柱的間距 2. 受力合理 ：砌筑墻體、較大設(shè)備荷載以及較大洞口兩側(cè)，

5、 要布置承重梁。 3. 滿足建筑要求， 方便施工 單向板肋梁樓蓋結(jié)構(gòu)平面布置方案 主梁沿橫向布置 主梁沿縱向布置 只布置次梁 其中， 主梁沿橫向布置 目前應(yīng)用較多。 （一）按塑性理論分析 等跨 連續(xù)梁、板 也適合于跨度相差 10%以內(nèi)的不等跨 1、 彎矩： 板及次梁 ： 2)( lqgM m l 計算跨度 m 彎矩計算系數(shù)，見相關(guān)表格。 二、內(nèi)力分析與計算 2、 剪力： 板及次梁 ： nv lqgV )( nl 凈跨 v 剪力計算系數(shù) 支承情況 A支座內(nèi)側(cè) 離端第二支座 中間支座 擱支在墻上 與梁或柱整澆連接 0.45 連續(xù)梁考慮塑性內(nèi)力重分布的剪力計算系數(shù) v inA 外側(cè) exB 內(nèi)側(cè) i

6、nB 外側(cè) exC 內(nèi)側(cè) inC 0.50 0.60 0.55 0.55 0.55 0.55 A A B C B 一段與梁（柱）整體連接， 另一端支承在磚墻上 兩端支承在磚墻上 凈跨長 凈跨長 兩端與梁（柱）整體連接 板 梁 計算跨度 支承情況 nl nl )(05.1 bll nn )( alhl nn )2/(025.1 bll nn )2/(2/ alhl nn 采用塑性內(nèi)力重分布的梁、板計算跨度 0l 下列情況不考慮塑性內(nèi)力重分布： 在使用階段不允許出現(xiàn)裂縫或?qū)α芽p開展有較嚴(yán)格限制的 結(jié)構(gòu)，如水池池壁、自防水屋面，以及處于侵蝕性環(huán)境中 的結(jié)構(gòu)； 直接承受動力和重復(fù)荷載的結(jié)構(gòu)； 預(yù)應(yīng)力結(jié)

7、構(gòu)和二次受力疊合結(jié)構(gòu)； 要求有較高安全儲備的結(jié)構(gòu)。 （二）按彈性理論計算等跨 主梁 的內(nèi)力 也適合于跨度相差 10%以內(nèi)的不等跨 1、 活荷載的不利布置 永久荷載 （ 恒載 ） 每跨必有； 可變荷載 （ 活載 ） 按不同的布置，取得最不利的布置。 跨中最大彎矩：該跨 +左、右每隔一跨布置活荷載 支座最大彎矩：支座相鄰兩跨 +每個一跨布置活荷載 支座最大剪力：支座相鄰兩跨 +每個一跨布置活荷載 2、 主梁的內(nèi)力計算 彎矩：附表 1 剪力：附表 1 三、配筋計算及構(gòu)造 一、板的設(shè)計 1、板的設(shè)計要點： 按照塑性內(nèi)力重分布的方法設(shè)計； 計算彎矩的折減。 可不必進(jìn)行斜截面受剪承載力計算； 由于板的跨高

8、比較小，僅混凝土就足以承擔(dān)剪力 a. 板的受力鋼筋 分離式配筋 : 常用 彎起式配筋 2、板的配筋構(gòu)造 分離式配筋 當(dāng) q/ g 3時， aln/4；當(dāng) q/ g 3 時， aln/3 板中受力鋼筋 ： 受力鋼筋的直徑： 6、 8、 10、 12 mm 受力鋼筋的間距： 不宜小于 70 mm； 當(dāng)板厚 h150 mm 時，不宜大于 200 mm；當(dāng)板厚 h 150 mm時，不宜大 于 1.5h及 250 mm中的較小值。 b. 板中構(gòu)造鋼筋 分布鋼筋 垂直于主梁的板面構(gòu)造鋼筋 嵌入承重墻內(nèi)的板面構(gòu)造鋼筋 板的構(gòu)造鋼筋 （二）次梁的設(shè)計 1、次梁的設(shè)計與構(gòu)造要點 ： 按照塑性內(nèi)力重分布的方法設(shè)計

9、； 鋼筋的布置 12 1 18 1 l h 次梁跨中截面按 T形，支座截面按矩形計算。 對于相鄰跨跨度相差不超過 20%，活載和恒載的比值 q/g3的 連續(xù)梁，可參考下圖布置鋼筋。 次梁的鋼筋 三、主梁的設(shè)計 1、計算要點 按照彈性方法分析內(nèi)力； 主梁的自重折算成集中荷載進(jìn)行計算； 主梁跨中截面按 T形，支座截面按矩形。 主梁支座截面有效高度： 一排鋼筋： h0=h-(50 60) mm 兩排鋼筋： h0=h-(70 80) mm 2、構(gòu)造要點 主梁縱向鋼筋的彎起和切斷，原則上應(yīng)按彎矩包 絡(luò)圖和剪力包絡(luò)圖確定。實際工程中，可參照次梁 的 鋼筋布置。 次梁與主梁相交處，在主梁高度范圍內(nèi)受到次梁

10、傳來的集中荷載的作用，需設(shè)置 附加橫向鋼筋 ，包括 附加箍筋和吊筋 。 附加橫向鋼筋與附加吊筋 附加箍筋及吊筋的計算 svyvsby AfnmAfF s i n2 sbA 每一根吊筋截面積 m 箍筋的個數(shù) n 箍筋的肢數(shù) svA 附加單肢箍筋截面積 雙向板肋梁樓蓋設(shè)計 1、雙向板的受力特點 ： 2 1 2 ll 雙向板、雙向傳力 多跨連續(xù) 單跨簡支 單向板 雙向板 40/l 35/l45/l 50/l 懸臂板 12/l l 短邊長度 板厚 雙向板的受力鋼筋雙向布置 跨越面積大，板又可以薄 可見，雙向板受力均衡 四邊簡支正方形板 板底 裂縫圖 四邊簡支矩形板 板底 裂縫圖 四邊固定矩形板 板面

11、裂縫圖 2 01plm 表中系數(shù) m 跨中或支座單位板寬內(nèi)的彎矩設(shè)計值 )/( mmKN p 均布荷載設(shè)計值 )/( 2mKN 01l 短跨方向的計算跨度 )(m 由于混凝土材料的泊松比 2.0 211 mmm 122 mmm 單跨雙向板 2、雙向板按彈性理論設(shè)計 多跨連續(xù)雙向板 可簡化為單跨板計算 - - g q g q 跨中最大彎矩 : g q g q21 中間跨支座處轉(zhuǎn)角為零，按四邊固定 一邊簡支、三邊固定 q21 支座處為反彎點，彎矩為零，按四邊簡支 + 支座最大彎矩： g q 中間跨支座處轉(zhuǎn)角為零，按四邊固定 一邊簡支、三邊固定 - gq 近似按滿布活荷載求得 1. 雙向板的截面設(shè)計

12、 (1) 截面彎矩設(shè)計值的確定 試驗研究表明：雙向板的實際承載能力往往大于其計算值。雙 向板也在荷載作用下由于裂縫不斷地出現(xiàn)與展開，同時由于支 座的約束，導(dǎo)致在板的平面內(nèi)，逐漸產(chǎn)生相當(dāng)大的水平推力， 整塊板存在著內(nèi)拱的作用，使板的跨中彎矩減小，提高了板的 承載力。因此截面設(shè)計時，為了考慮這一有利影響， 規(guī)范 規(guī)定：四邊與梁整體連接板的彎矩可乘以下列折減系數(shù)： 1）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; 2） 邊區(qū)格的跨中及自樓板邊緣算起的第二支座截面， 當(dāng) lb l 1.5 時， 折減系數(shù)為 0.8 ；當(dāng) 1.5lb l 2.0 時，折減系 數(shù)為 0.9。 lb 為區(qū)格沿樓板

13、邊緣方向的跨度， l為區(qū)格垂直于樓 板邊緣方向的跨度 。 3）角區(qū)格的各截面不折減。 (2)截面有效高度的確定 考慮短跨方向的彎矩比長跨方向的大，因此應(yīng)將短跨方向的 跨中受拉鋼筋放在長跨方 向的外側(cè)，以得到較大的截面有效高度。截面有效高度 h0通 常分別取值如下： 短距方向 h0 h 一 as (mm) 長跨方向 h0 h一 as d (mm) 式中 h 為板厚 (mm)。 (3)配筋計算 在求得板各跨跨中及各支座截面的彎矩設(shè)計值后， 可根據(jù)正 截面受彎承載力的計算來確定配筋。雙向板在兩個方向的配 筋都應(yīng)按計算確定。 板的計算寬度取 b=1000mm，按單筋矩形截面設(shè)計。則截面 配筋計算公式為

14、： m、 h0 為板的任意方向跨中和支座彎矩及有效 高度； s 內(nèi)力臂系數(shù)?？山频厝?s=0.90 0.95。 2. 雙向板的構(gòu)造要求 (1) 雙向板的厚度 一般不宜小于 80mm，也不大于 160mm。為了保 證板的剛度，板的厚度 h 還應(yīng)符合構(gòu)造要求。 (2)鋼筋的配置 (3) 為防止發(fā)生“倒錐臺形”破壞，跨中鋼筋保證 距支座 x l /4（ lx 是較小跨度）處彎起，為防止發(fā) 生“正錐臺形”破壞，支座負(fù)彎矩鋼筋保證距支座 邊 x l /4 處切斷 按彈性理論計算時，其跨中彎矩不僅沿板長變化， 而且沿板寬向兩邊逐漸減??；而板底鋼筋是按跨中 最大彎矩求得的，故可在兩邊予以減少。將板按縱、

15、橫兩個方向各劃分為兩個寬為 lx /4(lx為較小跨度 ) 的邊緣板帶和一個中間板帶。邊緣板帶的配筋為中 間板帶配筋的 50。連續(xù)板支座上的負(fù)彎矩鋼筋， 應(yīng)沿全支座均勻布置。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(guān) 規(guī)定。 雙向板支承梁的內(nèi)力分析 p p pp 85 p pp )21( 32 a lla 2.6 裝配式樓蓋 裝配式樓蓋由預(yù)制板和預(yù)制梁組成 。 裝配式樓蓋 ， 可以加快 施工速度 ， 提高工程質(zhì)量 ， 節(jié)約材料和勞動力 ， 降低造價 。 但裝 配式樓蓋的剛度及整體性較差 。 因此合理地進(jìn)行結(jié)構(gòu)布置 ， 可靠 地處理構(gòu)件之間的連接 ， 是裝配式樓蓋設(shè)計

16、中的關(guān)鍵問題 。 一、預(yù)制混凝土板 1、平板 2、空心板 3、槽形板 4、 T形板 二、樓蓋梁 截面形式有矩形、 T形、十字形和花籃形等。 預(yù)制梁截面 三、裝配式樓蓋的連接構(gòu)造 一般用強度等級不低于 C20的細(xì)石混凝土或不低于 M15的 水泥砂漿灌實板縫，板縫最小寬度應(yīng)大于 10 mm。 當(dāng)對樓蓋的整體剛度有更高要求時，可設(shè)置厚度為 40 50 mm的整澆層，整澆層可采用強度等級為 C20的細(xì)石混凝土，內(nèi) 配 4150或 6250雙向鋼筋網(wǎng)。 1、板與板的連接 板與支承墻 （ 梁 ） 的連接：支撐處坐漿 10 20 mm厚水泥砂 漿；板在磚砌體墻上的 支承 長度不應(yīng)小于 100 mm， 在混凝

17、土梁上 不應(yīng)小于 80 mm。 板與非 支承 墻 （ 梁 ） 的連接：一般采用細(xì)石混凝土灌縫 。 2、板與墻（梁）的連接 梁在墻上的支承長度應(yīng)滿足梁內(nèi)受力鋼筋在支座處的錨固要 求 ， 并滿足支座處砌體局部受壓承載力的要求 。 預(yù)制梁在墻上的支承長度應(yīng)不小于 180 mm， 在支承處應(yīng)坐 漿 10 20 mm。 3、梁與墻的連接 2.7 樓 梯 鋼筋混凝土樓梯按施工方法的不同可分為現(xiàn)澆整體式和 預(yù)制裝配式兩類 。 預(yù)制裝配式樓梯整體性較差 ， 現(xiàn)已很少采 用 。 現(xiàn)澆整體式樓梯按其結(jié)構(gòu)形式和受力特點可分為板式樓 梯 、 梁式樓梯 、 剪刀式樓梯和螺旋式樓梯 。 本節(jié)主要介紹 板式樓梯 和 梁式樓

18、梯 的計算與構(gòu)造 。 一、板式樓梯計算 板式樓梯由 梯段板、平臺板 和 平臺梁 組成 。 梯段板的厚度一般可取為 l0/30 l0/25（ l0為梯段板的水平計 算跨度），常用厚度為 100 120 mm。 計算時可將梯段板簡化為兩端支撐在平臺梁上的簡支斜板。 考慮到梯段板兩端的平臺梁對梯段兩側(cè)的嵌固作用，因此梯段 板的跨中彎矩可相應(yīng)減少。 跨中彎矩計算公式為： 1、梯段板 2 0 1 () 10M g q l 梯段板的計算簡圖 樓梯板的內(nèi)力分析 c o s gqp cos nn ll 2c o sc o s s in ppp pp y x 2 2 222 m a x 8 1 c o sc o

19、 s8 1 8 1 nnyn pl lpplM c o s21c o sc o s2121 2m a x nnyn pllpplV p q g px ln ln p=pcos py p pln2/8 plncos /2 樓梯板的內(nèi)力分析 *斜梁的最大彎矩，同 p作用下跨度為 ln的簡支梁相同 *斜梁的最大剪力，同 p作用下跨度為 ln的簡支梁的最 大剪力乘以 cos *樓梯板一般同平臺梁整澆，考慮到梁的約束作用， 跨中最大正彎矩亦可取為 pln2/10 受力鋼筋： 按跨中彎矩計算求得 ， 并沿跨度方向布置 ， 配筋可采用彎起式或分離式 。 為考慮支座連接處實際存在的負(fù) 彎矩 ， 防止混凝土開裂

20、 ， 在支座處應(yīng)配置適量負(fù)筋 ， 其伸出支 座長度為 ln/4（ ln為梯段板水平方向凈跨 ） 。 分布鋼筋 ： 分布鋼筋應(yīng)位于受力鋼筋的內(nèi)側(cè) ， 與受力鋼筋 垂直 。 分布鋼筋不少于 6250， 至少在每一踏步下放置 16， 當(dāng)梯段板厚 t150 mm時 ， 分布鋼筋宜采用 8200。 梯段板的鋼筋： 圖 2-75 梯段板的配筋構(gòu)造 分布筋 6或 8，每級踏 步一根 負(fù)筋 ，一般 為 8200 ln/6 ln/6 ln/4 ln/4 ln 內(nèi)折角處的處理 受力筋 板的兩邊均與梁整體連接時，跨中彎矩： 2、平臺板 201 () 10M g q l 板一邊與梁整體連接而另一邊支撐在墻上時，跨中彎

21、矩： 2 0 1 () 8M g q l l0為平臺板的計算跨度 ln/4 ln/4 la ln 平臺梁承受梯段板 、 平臺板傳來的均布荷載和平臺梁自 重 ， 其計算和構(gòu)造與一般受彎構(gòu)件相同 。 內(nèi)力計算時可不考 慮梯段板之間的空隙 ， 即荷載按全跨滿布考慮 ， 按簡支梁進(jìn) 行計算 ,并近似按矩形截面進(jìn)行配筋 。 3、平臺梁 二、梁式樓梯 梁式樓梯由 踏步板、斜梁、平臺板 和 平臺梁 組成 。 踏步板的截面為梯形截面 ， 為計算方便 ， 一般在豎向切出一 個踏步 ， 按豎向簡支計算 ， 板的 高度按折算高度取用 ， 折算高度 可取梯形截面的平均高度 。 踏步板的配筋按計算確定 ， 但每一級踏步的受力鋼筋不得少 于 26， 為了承受支座處的負(fù)彎 矩 ， 板底受力鋼筋伸入支座后 ， 每 2根中應(yīng)彎上一根 ， 分布鋼筋 常選用 6250。 1、踏步板 2、斜梁 斜梁兩端支承在平臺梁上，內(nèi)力計算可按簡支梁考慮。 3、平臺板 梁式樓梯平臺板的計算及構(gòu)造與板式樓梯相同。 4、平臺梁 平臺梁支承在兩側(cè)樓梯間的橫墻（柱）上，按簡支梁計算。 平臺梁 承受斜梁傳來的集中荷載、平臺板傳來的均布荷載以及 平臺梁自重。 平臺梁受有斜梁的集中荷載，所以在平臺梁中位于斜梁支座兩 側(cè)處，應(yīng)設(shè)置附加箍筋。 梁式樓梯平臺梁計算簡圖 本章結(jié)束