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1、建筑结构设计东南大学邱洪兴 第二章 梁板结构课件 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望22.1 梁板结构种类及布置按结构材料按结构材料2.1.1梁板结构种类梁板结构种类 钢工作平台柱主梁次梁铺板支撑混凝土梁板结构混凝土梁板结构钢梁板结构钢梁板结构木梁板结构木梁板结构组合梁板结构组合梁板结构木楼盖木梁木搁栅企口地板剪刀撑组合梁板结构组合梁板结构钢钢混凝土组合混凝土组合钢梁钢梁木板组合木板组合建筑结构设计建筑结构设计课件课件20132013版版.东南大学邱洪
2、兴东南大学邱洪兴3梁板结构2.1种类及布置种类及布置2.1.1种类种类钢钢混凝土组合混凝土组合钢梁钢梁混凝土面板混凝土面板型钢混凝土梁型钢混凝土梁混凝土面板混凝土面板钢梁钢梁混凝土面板混凝土面板混凝土板钢梁连接件钢梁混凝土抗剪连接件压型钢板钢梁钢梁压型钢板组合板压型钢板组合板混凝土板型钢混凝土梁型钢混凝土梁型钢混凝土梁混凝土板混凝土板钢梁钢梁压型钢板混凝土组合板压型钢板混凝土组合板建筑结构设计建筑结构设计课件课件20132013版版.东南大学邱洪兴东南大学邱洪兴4混凝土楼盖混凝土楼盖现浇楼盖现浇楼盖装配式楼盖装配式楼盖按施工方法按施工方法装配整体式楼盖装配整体式楼盖建筑结构设计建筑结构设计课件
3、课件20132013版版.东南大学邱洪兴东南大学邱洪兴5双向板肋梁楼盖双向板肋梁楼盖单向板肋梁楼盖单向板肋梁楼盖按结构形式按结构形式密肋楼盖密肋楼盖无梁楼盖无梁楼盖单向板肋梁楼盖双向板肋梁楼盖密肋楼盖无梁楼盖建筑结构设计建筑结构设计课件课件20132013版版.东南大学邱洪兴东南大学邱洪兴6梁板结构2.1种类及布置种类及布置2.1.1种类一、单向板肋梁楼盖布置方案2.1.2混凝土楼盖结构布置混凝土楼盖结构布置2.1.2混凝土楼盖结构布置次梁次梁纵向布置，纵向布置，主梁主梁横向布置横向布置次梁横向布置，主梁纵向布置次梁横向布置，主梁纵向布置次梁：支承在主梁上的梁主梁：支承在竖向构件上（柱或墙）、
4、支承次梁的梁主梁沿横向布置主梁次梁主梁沿纵向布置主梁次梁建筑结构设计建筑结构设计课件课件20132013版版.东南大学邱洪兴东南大学邱洪兴7梁板结构2.1种类及布置种类及布置2.1.1种类二、双向板楼盖布置方案2.1.2混凝土楼盖结构布置混凝土楼盖结构布置不设次梁，板四周支承在框架梁上不设次梁，板四周支承在框架梁上板三边支承在主梁上、另一边支承在次梁上板三边支承在主梁上、另一边支承在次梁上 不设内柱，两个方向布置支承梁。不设内柱，两个方向布置支承梁。l02l02l02l01l01l01无次梁双向板楼盖l01l02l02l02次梁l01l01l01l01l01有次梁双向板楼盖l02l02l02l
5、01l01l01井式楼盖建筑结构设计建筑结构设计课件课件20132013版版.东南大学邱洪兴东南大学邱洪兴8梁板结构2.1种类及布置种类及布置2.1.1种类三、截面尺寸估算2.1.2混凝土楼盖结构布置混凝土楼盖结构布置板板单向板厚度不应小于跨度的单向板厚度不应小于跨度的1/30；双向板厚度不应小于双向板厚度不应小于1/40；悬臂板根部厚度不应小于悬臂板根部厚度不应小于1/12。次梁梁高可取跨度的次梁梁高可取跨度的1/181/12；主梁梁高可取跨度的主梁梁高可取跨度的1/151/10；梁宽可取梁高的梁宽可取梁高的1/31/2。双向梁系梁高可取跨度的双向梁系梁高可取跨度的1/181/16，梁宽取梁
6、高的，梁宽取梁高的1/41/3 梁梁建筑结构设计建筑结构设计课件课件20132013版版.东南大学邱洪兴东南大学邱洪兴9梁板结构2.1种类及布置种类及布置2.1.1种类2.1.3钢楼盖结构布置2.1.2混凝土楼盖结构布置一、组成2.1.3钢楼盖结构布置钢楼盖结构布置钢楼盖由铺板、次梁和主梁组成。钢楼盖由铺板、次梁和主梁组成。梁采用型钢或由钢板焊制；常用的平台铺板有轻型钢板、预制混梁采用型钢或由钢板焊制；常用的平台铺板有轻型钢板、预制混凝土板和钢凝土板和钢混凝土组合板三类。混凝土组合板三类。(a)(b)加劲肋防滑条8080(c)防滑带肋平钢板防滑带肋平钢板(b)和冲泡钢板和冲泡钢板(c)等形式等
7、形式轻型钢板有花纹钢板轻型钢板有花纹钢板(a)、建筑结构设计建筑结构设计课件课件20132013版版.东南大学邱洪兴东南大学邱洪兴10二、布置方案主梁(a)单单向向式式，仅仅在在一一个个方方向向布布置置主主梁梁，不设次梁不设次梁(b)双双向向式式，柱柱距距较较大大的的方方向向布布置置主主梁梁、较较小小的方向布置次梁的方向布置次梁 主梁次梁(c)复复式式，在在次次梁梁之之间间再再增增设设与与次次梁梁方方向向垂直的小梁垂直的小梁 主梁次梁小梁建筑结构设计建筑结构设计课件课件20132013版版.东南大学邱洪兴东南大学邱洪兴11三、连接方案轻型钢板和预制混凝土板通常做成单体，两端与梁牢固相连。轻型钢
8、板和预制混凝土板通常做成单体，两端与梁牢固相连。轻型钢板与梁的连接一般采用焊接；轻型钢板与梁的连接一般采用焊接；组合楼板则通常做成连续的，通过次梁上的栓钉（抗剪连接件）增组合楼板则通常做成连续的，通过次梁上的栓钉（抗剪连接件）增强与楼板的连接。强与楼板的连接。铺板铺板次梁与主梁的连接次梁与主梁的连接 按相对位置可分为叠按相对位置可分为叠接和平接接和平接 次梁与主梁叠接次梁主梁主梁次梁次梁与主梁平接按受力性能分为刚接和铰接两种。按受力性能分为刚接和铰接两种。建筑结构设计建筑结构设计课件课件20132013版版.东南大学邱洪兴东南大学邱洪兴12四、构件选型轻型钢板的厚度不宜小于跨度（净跨）的轻型钢
9、板的厚度不宜小于跨度（净跨）的1/1501/120；挠度不应大；挠度不应大于于l0/150铺板铺板型钢梁先按梁的跨度、荷载和支座约束条件估算截面最大弯矩；根型钢梁先按梁的跨度、荷载和支座约束条件估算截面最大弯矩；根据强度设计值求出所需的截面抵抗矩；最后查出型钢的型号据强度设计值求出所需的截面抵抗矩；最后查出型钢的型号。梁梁焊接工字形截面尺寸的初步选择可按下列次序：选择截面高度焊接工字形截面尺寸的初步选择可按下列次序：选择截面高度腹腹板厚度板厚度翼缘尺寸翼缘尺寸翼缘宽度和厚度。翼缘宽度和厚度。梁板结构2.1种类及布置种类及布置2.1.1种类2.1.2混凝土楼盖结构布置2.1.3钢楼盖结构布置钢楼
10、盖结构布置建筑结构设计建筑结构设计课件课件20132013版版.东南大学邱洪兴东南大学邱洪兴13简支组合板的高跨比不宜小于简支组合板的高跨比不宜小于1/25、连续组合板不宜小于、连续组合板不宜小于1/35；组；组合板的总厚度合板的总厚度h不应小于不应小于90mm，压型钢板顶面以上的混凝土厚度，压型钢板顶面以上的混凝土厚度hc1不应小于不应小于50mm；压型钢板厚度不应小于；压型钢板厚度不应小于0.75mm，波槽平均宽度，波槽平均宽度不应小于不应小于50mm；当采用在槽内设置栓钉时，压型钢板的总高度不；当采用在槽内设置栓钉时，压型钢板的总高度不应超过应超过80mm。钢梁hc1h槽宽2.1.4组合
11、楼盖结构布置要点一、布置方案组合楼盖梁的布置参照钢楼盖组合楼盖梁的布置参照钢楼盖压型钢板压型钢板-组合板通常布置成连续的，有单向受力和双向受力两种组合板通常布置成连续的，有单向受力和双向受力两种二、构件选型与尺寸估算组合梁的高跨比取组合梁的高跨比取1/151/16，其中钢梁的，其中钢梁的高度不宜小于组合梁截面高度的高度不宜小于组合梁截面高度的1/4建筑结构设计建筑结构设计课件课件20132013版版.东南大学邱洪兴东南大学邱洪兴142.2 梁板结构分析2.2.1分析模型一、砼单向板楼盖次梁主梁板l1l2l2l2l2l2l1l1l1l1l1l3l3板次梁单向板肋梁楼盖设计单向板肋梁楼盖设计时主梁
12、、次梁、板一般时主梁、次梁、板一般分开计算。分开计算。板次梁主梁柱从实际结构中选取有代表性的一部分，作为计算、分析从实际结构中选取有代表性的一部分，作为计算、分析的对象，这一部分称为的对象，这一部分称为计算单元计算单元。计算单元板计算单元b=1m板1m宽度的板带宽度的板带次梁：计算单元宽度取相邻次梁中心距的一半；次梁：计算单元宽度取相邻次梁中心距的一半；主梁：计算单元宽度取相邻主梁中心距的一半。主梁：计算单元宽度取相邻主梁中心距的一半。主梁计算单元次梁计算单元l1建筑结构设计建筑结构设计课件课件20132013版版.东南大学邱洪兴东南大学邱洪兴15因单向板忽略长跨向内力，所以板因单向板忽略长跨
13、向内力，所以板带之间的边界可作为自由边；带之间的边界可作为自由边；l1l2l2l2l2l2l1l1l1l1l1l3l3计算简图计算简图计算单元是从整体结构中截取出来计算单元是从整体结构中截取出来的，确定其计算简图时需要分析它的，确定其计算简图时需要分析它的边界情况，用适当的支座模拟。的边界情况，用适当的支座模拟。板带有两类边界：板带板带有两类边界：板带(单元单元)之之间以及板带与次梁之间。间以及板带与次梁之间。边界条件可以从边界条件可以从力力的方面分析，的方面分析，也可以从也可以从变形变形方面分析。方面分析。次梁q1次梁对板在该处的竖向位移和转角次梁对板在该处的竖向位移和转角位移有约束；位移有
14、约束；如果忽略如果忽略竖向位移和转动约束，竖向位移和转动约束，板可以简化为连续梁计算简图。板可以简化为连续梁计算简图。板计算简图l01l01l01l01l01l01q1次梁板面分布荷载q116次梁的边界情况又如何呢？次梁的边界情况又如何呢？l1次梁主梁q2主梁次梁次梁单元之间的边界上有分布次梁单元之间的边界上有分布力矩作用，无剪力；但这些分力矩作用，无剪力；但这些分布力矩对次梁轴线方向的内力布力矩对次梁轴线方向的内力没有影响；没有影响；次梁与主梁的边界与板与次梁与主梁的边界与板与次梁的边界类似；次梁的边界类似；在相同的假定下，次梁也可以在相同的假定下，次梁也可以简化为连续梁计算简图。简化为连续
15、梁计算简图。次梁计算简图l02l02l02l02l02q2板短跨向跨中分布弯矩梁板结构2.1种类及布置2.2.1分析模型分析模型2.2结构分析结构分析建筑结构设计建筑结构设计课件课件20132013版版.东南大学邱洪兴东南大学邱洪兴17通过类似的分析，主梁的计算通过类似的分析，主梁的计算简图也可以按连续梁。简图也可以按连续梁。如果主梁尚需与竖向构件一起共如果主梁尚需与竖向构件一起共同承担水平作用（如风载、地震同承担水平作用（如风载、地震作用等），则应按框架梁计算作用等），则应按框架梁计算 梁板结构2.1种类及布置2.2.1分析模型分析模型2.2结构分析结构分析次梁次梁线分布荷载q2l2l03l
16、03FFFF建筑结构设计建筑结构设计课件课件20132013版版.东南大学邱洪兴东南大学邱洪兴18荷载荷载l1l2l2l2l2l2l1l1l1l1l1l3l3板带负荷范围b=1m次梁负荷范围主梁集中荷载范围板：线分布荷载板：线分布荷载q1为板面分布荷载为板面分布荷载q乘以计算单元宽度乘以计算单元宽度1，q1=q1 次梁：由板传来的线分布荷载次梁：由板传来的线分布荷载q2为板面分布荷载为板面分布荷载q乘以次梁的计算乘以次梁的计算单元宽度单元宽度l01，q2=ql01 主梁：由次梁传来的集中荷载主梁：由次梁传来的集中荷载F为次梁线分布荷载为次梁线分布荷载q2乘以主梁的计乘以主梁的计算单元宽度算单元
17、宽度l02，F=q2l02=ql01l02 将整体结构拆分后，需要将整体结构拆分后，需要确定每一部分的荷载，即要确定每一部分的荷载，即要分析分析荷载的传递路线荷载的传递路线。荷载从直接作用构件依次传荷载从直接作用构件依次传递给支承构件的路径称递给支承构件的路径称荷载荷载传递路线传递路线可见，对于单向板楼盖，楼面竖向荷载通过板传给次梁、由次梁传可见，对于单向板楼盖，楼面竖向荷载通过板传给次梁、由次梁传给主梁，最后由主梁传给柱、墙等竖向承重构件给主梁，最后由主梁传给柱、墙等竖向承重构件 19计算跨度计算跨度123aln1ln2ln3bbl01=ln1+b/2+a/2或l01=ln1+b/2+0.0
18、25ln1l02=ln2+bl03=ln3+b计算跨度，从理论计算跨度，从理论上讲应该取该跨两端上讲应该取该跨两端支座处转动点之间的支座处转动点之间的距离。距离。中间各跨取支承中心线之间的距离；中间各跨取支承中心线之间的距离；边跨如果端部边跨如果端部搁置搁置在支承构件上，则对于梁，边跨计算长度在在支承构件上，则对于梁，边跨计算长度在(1.025ln1+b/2)与与ln1+(a+b)/2两者中取小值；对于板，边跨计算长度两者中取小值；对于板，边跨计算长度在在(1.025ln1+b/2)与与ln1+(h+b)/2两者中取小值；两者中取小值；梁、板在边支座与支承构件整浇时，边跨也取支承中心线之间的距
19、梁、板在边支座与支承构件整浇时，边跨也取支承中心线之间的距离离。按弹性理论计算按弹性理论计算时：时：h建筑结构设计建筑结构设计课件课件20132013版版.东南大学邱洪兴东南大学邱洪兴20梁板结构2.1种类及布置2.2.1分析模型分析模型2.2结构分析结构分析计算跨度计算跨度按塑性理论计算按塑性理论计算时：时：搁置时塑性铰位置整体连接时塑性铰位置塑性铰塑性铰当内支座与被支承构件整体连接时，由于当内支座与被支承构件整体连接时，由于塑性铰出现在支承边，中间各跨计算长度塑性铰出现在支承边，中间各跨计算长度取净跨取净跨ln 当内支座被支承构件搁置在支承构件上时，当内支座被支承构件搁置在支承构件上时，由
20、于塑性铰出现在支承中心处，中间各跨计由于塑性铰出现在支承中心处，中间各跨计算长度取支承中心线之间的距离算长度取支承中心线之间的距离 边跨端部搁置在支承构件上时取值方法同弹性边跨端部搁置在支承构件上时取值方法同弹性理论理论 建筑结构设计建筑结构设计课件课件20132013版版.东南大学邱洪兴东南大学邱洪兴21二、混凝土双向板楼盖双向板等跨连续双向板，计算等跨连续双向板，计算单元取一个区格单元取一个区格(由纵横由纵横支承梁组成的网格支承梁组成的网格)单区格板有两类边界：板单区格板有两类边界：板与支承梁的边界和板与板的与支承梁的边界和板与板的边界边界 l2l2l2l2l1l1l1l02l02l02l
21、02处理板与支承梁的边界时处理板与支承梁的边界时忽忽略支承梁挠度对板内力的影响略支承梁挠度对板内力的影响，即假定支承处无竖向位移；，即假定支承处无竖向位移；忽略支承梁对板的转动约束。忽略支承梁对板的转动约束。于是支承梁可简化为板的铰支于是支承梁可简化为板的铰支座座 建筑结构设计建筑结构设计课件课件20132013版版.东南大学邱洪兴东南大学邱洪兴22l2l2l2l2l1l1l1g+qg(a)可变荷载的棋盘式布置l02l02l02l02gqq(b)剖面l02l02l02l02gq/2(c)正对称荷载分布l02l02l02l02(d)反对称荷载分布q/2BABABABABBBBBCBCBCBCBD
22、BD内支承处涉及板与板的边界问题 棋盘式的可变荷载布置，可以分解棋盘式的可变荷载布置，可以分解为对称荷载分布和反对称荷载分布为对称荷载分布和反对称荷载分布 对称荷载分布下，内支承处板的负弯对称荷载分布下，内支承处板的负弯矩接近固支下的弯矩，近似简化为固矩接近固支下的弯矩，近似简化为固支，支，反对称荷载分布下，内支承处板的负反对称荷载分布下，内支承处板的负弯矩接近为弯矩接近为0，近似简化为铰支，各区，近似简化为铰支，各区格板的计算简图为四边简支板格板的计算简图为四边简支板 l02BAl01l02BBl01l02BCl01l02BDl01建筑结构设计建筑结构设计课件课件20132013版版.东南大
23、学邱洪兴东南大学邱洪兴23l01塑性铰线短跨方向支承梁计算单元长跨方向支承梁计算单元l02l02l02l01l01l01l02支承梁对于有内柱的双向板支承梁，两个方向的计算单元分别取板塑性对于有内柱的双向板支承梁，两个方向的计算单元分别取板塑性铰线围成的区域，铰线围成的区域，塑性铰线上认为无剪塑性铰线上认为无剪力，仅有分布力矩。力，仅有分布力矩。此分布力矩对支承梁此分布力矩对支承梁轴线方向的内力无影轴线方向的内力无影响，所以计算单元之响，所以计算单元之间的边界可视作自由间的边界可视作自由边。边。l01/2l01/2 l01/2l01/2 l01/2l01/2l02-l01l02-l01l02-
24、l01pp如果忽略柱对梁的转动如果忽略柱对梁的转动约束，则柱可以简化为约束，则柱可以简化为支承梁的铰支座。支承梁的铰支座。建筑结构设计建筑结构设计课件课件20132013版版.东南大学邱洪兴东南大学邱洪兴24梁板结构2.1种类及布置2.2.1分析模型分析模型2.2结构分析结构分析井式楼盖支承梁井式楼盖支承梁 负荷范围同双向板肋梁楼盖；但由于两个方向支承梁的刚度相近，负荷范围同双向板肋梁楼盖；但由于两个方向支承梁的刚度相近，不存在明确的荷载传递关系，不能拆分成两个方向的连续梁，而需不存在明确的荷载传递关系，不能拆分成两个方向的连续梁，而需按按交叉梁系交叉梁系计算。计算。l02l02l02l01l
25、01l01井式楼盖支承梁的计算简图建筑结构设计建筑结构设计课件课件20132013版版.东南大学邱洪兴东南大学邱洪兴25梁板结构2.1种类及布置2.2.1分析模型分析模型2.2结构分析结构分析三、钢楼盖铺板、次梁和主梁计算单元的选取，荷载的传递与混凝土单向板楼铺板、次梁和主梁计算单元的选取，荷载的传递与混凝土单向板楼盖相同盖相同 钢铺板单跨、单向与梁连接，计算简图为多跨简支梁钢铺板单跨、单向与梁连接，计算简图为多跨简支梁 次梁与主梁分段叠接或铰接平接时，简化为多跨简支梁；次梁与次梁与主梁分段叠接或铰接平接时，简化为多跨简支梁；次梁与主梁连续叠接或刚接平接时，简化为连续梁主梁连续叠接或刚接平接时
26、，简化为连续梁 主梁与柱铰接或分段支承于柱顶时，简化为多跨简支梁；主梁与柱主梁与柱铰接或分段支承于柱顶时，简化为多跨简支梁；主梁与柱刚接或连续支承于柱顶时，简化为连续梁刚接或连续支承于柱顶时，简化为连续梁 建筑结构设计建筑结构设计课件课件20132013版版.东南大学邱洪兴东南大学邱洪兴26组合梁跨中截面，钢梁受拉，混凝土板受压；支座截面，钢梁受组合梁跨中截面，钢梁受拉，混凝土板受压；支座截面，钢梁受压，混凝土板受拉。由于受拉混凝土退出工作，支座截面的刚度有压，混凝土板受拉。由于受拉混凝土退出工作，支座截面的刚度有很大的下降，组合梁计算简图是变刚度连续梁很大的下降，组合梁计算简图是变刚度连续梁
27、。四、组合楼盖钢梁钢梁混凝土面板组合楼盖板的计算简图同混混凝土面板组合楼盖板的计算简图同混凝土楼盖，分单向板和双向板凝土楼盖，分单向板和双向板 压型钢板压型钢板混凝土组合板楼盖单向组合板的计算混凝土组合板楼盖单向组合板的计算单元可以取单元可以取1m宽。如果忽略支承梁挠度和对组合宽。如果忽略支承梁挠度和对组合板的转动约束，单向组合板可以简化为连续梁。板的转动约束，单向组合板可以简化为连续梁。双向组合板的计算单元取一个区格。组合板顺肋方向双向组合板的计算单元取一个区格。组合板顺肋方向(强边方向强边方向)和垂直板肋方向和垂直板肋方向(弱边方向弱边方向)的刚度存在明显差异，计算简图为四边的刚度存在明显
28、差异，计算简图为四边支承正交各向异性板。支承正交各向异性板。建筑结构设计建筑结构设计课件课件20132013版版.东南大学邱洪兴东南大学邱洪兴27梁板结构一、设计原则(1)应采用有明显屈服台阶的热轧钢，砼强度等级应采用有明显屈服台阶的热轧钢，砼强度等级C45(3)调幅系数调幅系数 不宜超过不宜超过0.25，不等跨不宜超过，不等跨不宜超过0.2(2)调幅截面相对受压区高度系数应满足调幅截面相对受压区高度系数应满足0.100.35(4)正常使用阶段不出现铰，变形和裂缝宽度符合规范规定正常使用阶段不出现铰，变形和裂缝宽度符合规范规定(5)考虑弯矩调幅后，剪力较大区段内箍筋截面积增大考虑弯矩调幅后，剪
29、力较大区段内箍筋截面积增大20%(6)箍筋的配箍率应满足箍筋的配箍率应满足sv0.03fc/fyv(7)连续梁、板弯矩经调整后，仍应满足静力平衡条件连续梁、板弯矩经调整后，仍应满足静力平衡条件 保证塑性铰有足够转动能力满足正常使用要求形成破坏机构前不发生剪切破坏2.1种类及布置2.2.1分析模型2.2结构分析结构分析2.2.2梁弹性方法2.2.3调幅法调幅法2.2.2连续梁、板内力的弹性计算方法2.2.3连续梁、板内力计算的调幅法28二、等跨连续梁、板弯矩设计值弯矩设计值M按下列公式计算：按下列公式计算：M=mpl02 (2.3.1)p沿梁单位长度上的荷载基本组合值，沿梁单位长度上的荷载基本组
30、合值，p=Ggk+Qqk；l0计算跨度；计算跨度；m考虑塑性内力重分布的弯矩系数，按附表考虑塑性内力重分布的弯矩系数，按附表B.2.1采用。采用。连续梁剪力设计值按下列公式计算：连续梁剪力设计值按下列公式计算：V=vb pln (2.3.2)vb梁的剪力系数，按附表梁的剪力系数，按附表B.2.2采用；采用；l n净跨度。净跨度。梁板结构2.1种类及布置2.2.1分析模型2.2结构分析结构分析2.2.2梁弹性方法2.2.3调幅法调幅法建筑结构设计建筑结构设计课件课件20132013版版.东南大学邱洪兴东南大学邱洪兴29三、不等跨连续梁三、不等跨连续梁按荷载按荷载最不利布置最不利布置，用弹性方法求
31、出各控制截面最不利弯矩，用弹性方法求出各控制截面最不利弯矩Me 在弹性弯矩的基础上，降低各支座截面的弯矩，其调幅系数在弹性弯矩的基础上，降低各支座截面的弯矩，其调幅系数不宜不宜超过超过0.2；各跨内截面的弯矩不调整，其弯矩设计值取考虑荷载最不利布置各跨内截面的弯矩不调整，其弯矩设计值取考虑荷载最不利布置并按弹性方法求得的弯矩值和按下式算得弯矩之间的较大值并按弹性方法求得的弯矩值和按下式算得弯矩之间的较大值 M0：按简支梁计算的跨中弯矩；：按简支梁计算的跨中弯矩；Mal、Mar：左右支座调整后的弯矩：左右支座调整后的弯矩(2.3.3)各控制截面的剪力设计值，可按荷载最不利布置，根据调整后的支各控
32、制截面的剪力设计值，可按荷载最不利布置，根据调整后的支座弯矩用静力平衡条件计算；也可近似取考虑可变荷载最不利布置座弯矩用静力平衡条件计算；也可近似取考虑可变荷载最不利布置按弹性方法算得的剪力值。按弹性方法算得的剪力值。建筑结构设计建筑结构设计课件课件20132013版版.东南大学邱洪兴东南大学邱洪兴30梁板结构2.1种类及布置2.2.1分析模型2.2结构分析结构分析2.2.2梁弹性方法2.2.3调幅法2.2.4双向板弹性方法双向板弹性方法一、混凝土板 混凝土板可按各向同性板计算。对于受均布荷载作用的边支承矩混凝土板可按各向同性板计算。对于受均布荷载作用的边支承矩形板，可直接查表。因表格中的系数
33、是按照材料泊松比形板，可直接查表。因表格中的系数是按照材料泊松比=0制定，制定，跨内最大弯矩按下式修正：跨内最大弯矩按下式修正：二、组合板 四边支承组合板，根据压型钢板板肋顶上混凝土厚度四边支承组合板，根据压型钢板板肋顶上混凝土厚度hc1的不同，的不同，采用下列两种简化计算方法：采用下列两种简化计算方法：2.2.4双向板的弹性计算方法建筑结构设计建筑结构设计课件课件20132013版版.东南大学邱洪兴东南大学邱洪兴31混凝土厚度为混凝土厚度为50100mm 不考虑弱边（垂直于肋）方向的正、负弯矩；强边（顺肋）方向不考虑弱边（垂直于肋）方向的正、负弯矩；强边（顺肋）方向的正弯矩按简支单向板计算，
34、负弯矩按固支单向板计算。的正弯矩按简支单向板计算，负弯矩按固支单向板计算。混凝土厚度大于混凝土厚度大于100mm 当当e1/3时按弱边方向的单向板计算；当时按弱边方向的单向板计算；当e3.0时按强边方向的单时按强边方向的单向板计算；当向板计算；当1/3e(b)计算模型变形情况(a)实际变形情况现象：次梁的扭转刚度将现象：次梁的扭转刚度将约束板的弯曲转动，使板在约束板的弯曲转动，使板在支承处的实际转角比理想铰支承处的实际转角比理想铰支承时的转角小。支承时的转角小。处理方法：考虑到等跨连续板处理方法：考虑到等跨连续板或次梁在支承处的转动主要由或次梁在支承处的转动主要由可变荷载的不利布置产生，采可变
35、荷载的不利布置产生，采取增大永久荷载、相应减小可取增大永久荷载、相应减小可变荷载，维持总荷载不变的方变荷载，维持总荷载不变的方法处理，即计算连续板、次梁法处理，即计算连续板、次梁内力时，采用内力时，采用折算荷载折算荷载。建筑结构设计建筑结构设计课件课件20132013版版.东南大学邱洪兴东南大学邱洪兴42三、薄膜力效应三、薄膜力效应混凝土板的中和轴临近破坏时非常接近板的表面，在纯弯矩作用混凝土板的中和轴临近破坏时非常接近板的表面，在纯弯矩作用下，板中平面位于受拉区，存在拉应变；当周边变形受到约束时下，板中平面位于受拉区，存在拉应变；当周边变形受到约束时(周周边与梁整浇边与梁整浇)，板内将存在轴
36、向压力，这种轴向力称为薄膜力。，板内将存在轴向压力，这种轴向力称为薄膜力。内拱由偏压构件正截面承载力理由偏压构件正截面承载力理论可知，在一定程度内轴压力论可知，在一定程度内轴压力将提高构件的受弯承载力将提高构件的受弯承载力。当受拉混凝土开裂后，实际中和轴成拱形（对于双向板则形成穹当受拉混凝土开裂后，实际中和轴成拱形（对于双向板则形成穹顶），板周边支承构件提供的水平推力将减少板在竖向荷载下的截顶），板周边支承构件提供的水平推力将减少板在竖向荷载下的截面弯矩。面弯矩。可见，薄膜力一方面减小截面弯矩，另一方面提高截面抗弯承载力。可见，薄膜力一方面减小截面弯矩，另一方面提高截面抗弯承载力。处理方法：将
37、内区格板的弯矩进行折减。处理方法：将内区格板的弯矩进行折减。例2.8建筑结构设计建筑结构设计课件课件20132013版版.东南大学邱洪兴东南大学邱洪兴432.3梁板结构构件设计2.3.1混凝土板、梁的截面计算及构造要求一、计算要点一、计算要点承载能力极限状态计算承载能力极限状态计算次梁、主梁进行次梁、主梁进行受弯受弯、受剪受剪承载力计算承载力计算,板仅进行受弯承载力计算；板仅进行受弯承载力计算；对于现浇肋梁楼盖，次梁和主梁跨内截面按对于现浇肋梁楼盖，次梁和主梁跨内截面按T形截面计算；在支座形截面计算；在支座附近的负弯矩区段，按矩形截面计算纵向受拉钢筋；附近的负弯矩区段，按矩形截面计算纵向受拉钢
38、筋；当梁按考虑内力重分布方法设计时，调幅截面应满足当梁按考虑内力重分布方法设计时，调幅截面应满足0.35的限的限制，此外在斜截面承载力计算中，还应将计算所需的箍筋面积增大制，此外在斜截面承载力计算中，还应将计算所需的箍筋面积增大20%；如果主梁与竖向构件尚需共同承担水平作用（如风载、地震作用如果主梁与竖向构件尚需共同承担水平作用（如风载、地震作用等），则应按框架梁设计等），则应按框架梁设计；建筑结构设计建筑结构设计课件课件20132013版版.东南大学邱洪兴东南大学邱洪兴44sh1h1h1hbb b吊筋20d次梁与主梁相交处，在主梁高度范围次梁与主梁相交处，在主梁高度范围内受到次梁传来的集中荷
39、载的作用，内受到次梁传来的集中荷载的作用，此集中荷载依靠次梁的剪压区传递至此集中荷载依靠次梁的剪压区传递至主梁的腹部。所以在主梁局部长度上主梁的腹部。所以在主梁局部长度上将引起主拉应力，并有可能使梁腹部将引起主拉应力，并有可能使梁腹部出现斜裂缝；出现斜裂缝；为了防止斜裂缝出现而引起的局部破坏为了防止斜裂缝出现而引起的局部破坏，需设置横向附加钢筋，把此集中荷载，需设置横向附加钢筋，把此集中荷载传递到主梁顶部受压区。传递到主梁顶部受压区。所需附加横向钢筋的总截面面积按下所需附加横向钢筋的总截面面积按下式计算式计算：Fl2fyAsbsin+mnfyvAsv1(2.4.1)sh1h1h1hbb b附加
40、箍筋h1h剪压区裂缝Fl建筑结构设计建筑结构设计课件课件20132013版版.东南大学邱洪兴东南大学邱洪兴45梁板结构2.1种类及布置2.2结构分析2.3.1混凝土构件混凝土构件2.3构件设计构件设计正常使用极限状态验算正常使用极限状态验算楼盖结构的裂缝控制等级为三级，即允许在正常使用情况下出现裂楼盖结构的裂缝控制等级为三级，即允许在正常使用情况下出现裂缝，但按荷载效应的缝，但按荷载效应的准永久组合准永久组合并考虑长期作用影响计算的最大裂并考虑长期作用影响计算的最大裂缝宽度缝宽度wmax应小于限值应小于限值wlim，这一裂缝宽度限值对于一、二、三类，这一裂缝宽度限值对于一、二、三类环境分别为环
41、境分别为0.3、0.2和和0.2mm；当裂缝宽度不满足要求相差不多时，可通过减少钢筋直径解决；如当裂缝宽度不满足要求相差不多时，可通过减少钢筋直径解决；如相差较大，则应增加钢筋面积相差较大，则应增加钢筋面积。挠度不满足要求时需要增大截面尺寸。挠度不满足要求时需要增大截面尺寸。建筑结构设计建筑结构设计课件课件20132013版版.东南大学邱洪兴东南大学邱洪兴46板弯矩折减板弯矩折减对单向板，中间跨跨中截面和支座截面弯矩各折减对单向板，中间跨跨中截面和支座截面弯矩各折减20%，边跨，边跨的跨中截面和第一内支座截面弯矩不折减；的跨中截面和第一内支座截面弯矩不折减；对双向板，其截面弯矩按下列情况进行折
42、减：对双向板，其截面弯矩按下列情况进行折减：(1)中间跨的跨中截面及中间支座截面，折减中间跨的跨中截面及中间支座截面，折减20%；l0lblbl0(2)边跨的跨中截面及楼板边缘算起边跨的跨中截面及楼板边缘算起的第二个支座截面，当的第二个支座截面，当l b/l 03时，a=ln/3 当连续板的相邻跨度之差超过当连续板的相邻跨度之差超过20%，或各跨荷载相差很大时，则，或各跨荷载相差很大时，则钢筋的弯起与切断应按弯矩包络图确定。钢筋的弯起与切断应按弯矩包络图确定。建筑结构设计建筑结构设计课件课件20132013版版.东南大学邱洪兴东南大学邱洪兴50双向板按弹性理论方法设计时，可按下述方法配置：将板
43、在双向板按弹性理论方法设计时，可按下述方法配置：将板在l01和和l02方向各分为三个板带；在中间板带上，按跨内最大正弯矩求得的单方向各分为三个板带；在中间板带上，按跨内最大正弯矩求得的单位板宽内的钢筋数量均匀布置；而在边缘板带上，按中间板带单位位板宽内的钢筋数量均匀布置；而在边缘板带上，按中间板带单位板宽内的钢筋数量一半均匀布置。板宽内的钢筋数量一半均匀布置。双向板板带的划分l02l01l02-l01/2l01/4l01/4l01/4l01/4l01/2边缘板带边缘板带边缘板带边缘板带中间板带中间板带双向板按塑性铰线法设计时，双向板按塑性铰线法设计时，其配筋应符合内力计算的假定，其配筋应符合内
44、力计算的假定，正弯矩钢筋或全板均匀布置；或正弯矩钢筋或全板均匀布置；或划分成中间及边缘板带后，分别划分成中间及边缘板带后，分别按计算值的按计算值的100%和和50%均匀布置，均匀布置，正弯矩钢筋钢筋的全部或一部分正弯矩钢筋钢筋的全部或一部分伸入支座下部。支座上的负弯矩伸入支座下部。支座上的负弯矩钢筋按计算值沿支座均匀布置。钢筋按计算值沿支座均匀布置。弹性弯矩设计弯矩MmaxMmax/2建筑结构设计建筑结构设计课件课件20132013版版.东南大学邱洪兴东南大学邱洪兴51梁板结构2.1种类及布置2.2结构分析2.3.1混凝土构件混凝土构件2.3构件设计构件设计分布钢筋：平行于单向板的长跨，与受力
45、钢筋垂直；截面积不应少分布钢筋：平行于单向板的长跨，与受力钢筋垂直；截面积不应少于受力钢筋的于受力钢筋的15%，且不宜小于该方向板截面面积的，且不宜小于该方向板截面面积的0.15%；间距；间距不宜大于不宜大于250mm，直径不宜小于，直径不宜小于6mm。作用：固定受力钢筋；承受收缩和温度应力；分布局部荷载；承受作用：固定受力钢筋；承受收缩和温度应力；分布局部荷载；承受未计及的长跨方向弯矩。未计及的长跨方向弯矩。板中构造筋板中构造筋l0建筑结构设计建筑结构设计课件课件20132013版版.东南大学邱洪兴东南大学邱洪兴52与主梁垂直的附加负筋：数量不少与主梁垂直的附加负筋：数量不少于每米于每米58
46、，且单位长度内的总截，且单位长度内的总截面积不宜小于板受力钢筋截面积的面积不宜小于板受力钢筋截面积的1/3；伸入板中的长度从主梁梁肋；伸入板中的长度从主梁梁肋边算起不小于板计算跨度的边算起不小于板计算跨度的l0的的/4l0/4板受力钢筋l0/4附加负筋l0/4l0/48200双向l0/78200l0/78200l0与承重墙垂直的附加负筋与承重墙垂直的附加负筋 板角附加短钢筋板角附加短钢筋 建筑结构设计建筑结构设计课件课件20132013版版.东南大学邱洪兴东南大学邱洪兴53板上开洞板上开洞当孔洞的最大尺寸当孔洞的最大尺寸D300mm时，可时，可将受力钢筋直接饶过孔洞；将受力钢筋直接饶过孔洞；当
47、当300mm D1000mm时，应在孔洞四周设置小时，应在孔洞四周设置小梁。梁。梁板结构2.1种类及布置2.2结构分析2.3.1混凝土构件混凝土构件2.3构件设计构件设计洞边加强筋洞边小梁建筑结构设计建筑结构设计课件课件20132013版版.东南大学邱洪兴东南大学邱洪兴54三、梁的构造要求三、梁的构造要求支承长度支承长度当梁支承在砌体墙上时，其支承长度对于次梁不应小于当梁支承在砌体墙上时，其支承长度对于次梁不应小于240mm；对于主梁一般不应小于对于主梁一般不应小于370mm；主梁下一般还需要设置梁垫。；主梁下一般还需要设置梁垫。主梁的截面有效高度主梁的截面有效高度板负筋次梁负筋主梁负筋次梁主
48、梁板主梁有效高度 在主梁支座处，主梁与次梁截面的在主梁支座处，主梁与次梁截面的上部纵向钢筋相互交叉重叠，致使主上部纵向钢筋相互交叉重叠，致使主梁承受负弯矩的纵筋位置下移，梁的梁承受负弯矩的纵筋位置下移，梁的有效高度减小。有效高度减小。计算主梁支座截面负钢筋时，截面有效高度应扣去板和次梁负筋的计算主梁支座截面负钢筋时，截面有效高度应扣去板和次梁负筋的直径直径 建筑结构设计建筑结构设计课件课件20132013版版.东南大学邱洪兴东南大学邱洪兴55梁板结构2.1种类及布置2.2结构分析2.3.1混凝土构件混凝土构件2.3构件设计构件设计纵向钢筋纵向钢筋对于相邻跨跨度相差不超过对于相邻跨跨度相差不超过
49、20%、可变荷载和永久荷载的比值、可变荷载和永久荷载的比值q/g3的连续次梁，可参考下图布置纵向钢筋。的连续次梁，可参考下图布置纵向钢筋。ln5020dAs/2lnh50hln/5+20dln/3ln/5+20dln/3As/4且不少于2根AslalasAs/2As/4且不少于2根h建筑结构设计建筑结构设计课件课件20132013版版.东南大学邱洪兴东南大学邱洪兴56简支端的下部纵向钢筋伸入支座范围的锚固长度简支端的下部纵向钢筋伸入支座范围的锚固长度las应满足：应满足：当当V0.7ftbh0时，时，las5d；当当V0.7ftbh0时，带肋钢筋时，带肋钢筋las12d，光面钢筋，光面钢筋la
50、s15d。下部纵向钢筋在中间支座的锚固，当计算中不利用该钢筋的强度下部纵向钢筋在中间支座的锚固，当计算中不利用该钢筋的强度时，按简支端支座中时，按简支端支座中V0.7ftbh0的要求处理；的要求处理；当计算中充分利用钢筋的抗拉强度时，不应小于基本锚固长度当计算中充分利用钢筋的抗拉强度时，不应小于基本锚固长度la；当计算中充分利用钢筋的抗压强度时不应小于当计算中充分利用钢筋的抗压强度时不应小于0.7la。当梁的腹板高度当梁的腹板高度hw450mm时，应在梁的两个侧面沿高度配置纵时，应在梁的两个侧面沿高度配置纵向构造钢筋，每侧纵向构造钢筋的截面面积不应小于腹板截面面积向构造钢筋，每侧纵向构造钢筋的