《第1章梁板结构设计.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第1章梁板结构设计.pptx（63页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、1 梁板结构是由梁和板组成的结构体系，其支撑结构体系可为梁板结构是由梁和板组成的结构体系，其支撑结构体系可为柱或墙体，是土木工程中常见的结构形式，例如楼柱或墙体，是土木工程中常见的结构形式，例如楼(屋屋)盖、楼梯、盖、楼梯、阳台、雨篷、地下室底板和挡土墙等阳台、雨篷、地下室底板和挡土墙等(如图如图1.11.1所示所示)。除在建筑结构中得到广泛应用外，梁板结构还用于桥梁的桥除在建筑结构中得到广泛应用外，梁板结构还用于桥梁的桥面结构，特种结构中水池的顶盖、池壁和底板等。楼盖和屋盖是面结构，特种结构中水池的顶盖、池壁和底板等。楼盖和屋盖是最典型的梁板结构。最典型的梁板结构。1.1 现浇单向板肋梁楼盖
2、 1 1混凝土梁板结构的分类混凝土梁板结构的分类第1页/共63页2 1 1混凝土梁板结构的分类混凝土梁板结构的分类第2页/共63页3梁板结构的类型有三种分类方法：梁板结构的类型有三种分类方法：(1)(1)混凝土梁板结构按施工方法可分为现浇式、装配式和装配整混凝土梁板结构按施工方法可分为现浇式、装配式和装配整体式梁板结构。体式梁板结构。现浇整体式梁板结构现浇整体式梁板结构是钢筋混凝土梁和板现场浇筑形成的整体结构。这种结构形是钢筋混凝土梁和板现场浇筑形成的整体结构。这种结构形式的优点是整体性能好，防水性能好，抗震性能强；此外，平面布置灵活，适用于各式的优点是整体性能好，防水性能好，抗震性能强；此外
3、，平面布置灵活，适用于各种不规则平面形式以及在板上开有较复杂的洞口等情况。因此现浇整体式结构在实际种不规则平面形式以及在板上开有较复杂的洞口等情况。因此现浇整体式结构在实际工程中得到十分广泛的应用。其缺点是费工、费模板，工期长，施工受季节的限制。工程中得到十分广泛的应用。其缺点是费工、费模板，工期长，施工受季节的限制。装配式梁板结构装配式梁板结构是由预制构件在现场安装连接而成，构件通过规格化、定型化，是由预制构件在现场安装连接而成，构件通过规格化、定型化，可在工厂大批量生产，造价较低，同时，节约劳动力，加快施工进度。其主要缺点是可在工厂大批量生产，造价较低，同时，节约劳动力，加快施工进度。其主
4、要缺点是结构的整体性较差，抗震及防水性能也较差，不便于开设孔洞，故对于高层建筑、有结构的整体性较差，抗震及防水性能也较差，不便于开设孔洞，故对于高层建筑、有抗震设防要求的建筑以及使用上要求防水和开设孔洞的楼面，均不宜采用。抗震设防要求的建筑以及使用上要求防水和开设孔洞的楼面，均不宜采用。装配整体式梁板结构装配整体式梁板结构整体性较装配式的好，又较现浇式的节省模板和支撑。但这整体性较装配式的好，又较现浇式的节省模板和支撑。但这种楼盖需要进行混凝土的二次浇筑，有时还须增加焊接工作量，故对施工进度和造价种楼盖需要进行混凝土的二次浇筑，有时还须增加焊接工作量，故对施工进度和造价都带来一些不利影响。因此
5、，这种楼盖多用于多层、高层及有抗震设防要求的房屋。都带来一些不利影响。因此，这种楼盖多用于多层、高层及有抗震设防要求的房屋。其整体性和刚度介于现浇式楼盖和装配式楼盖之间。其整体性和刚度介于现浇式楼盖和装配式楼盖之间。1 1混凝土梁板结构的分类混凝土梁板结构的分类第3页/共63页4梁板结构的类型有三种分类方法：梁板结构的类型有三种分类方法：(2)(2)混凝土梁板结构按预加应力情况可分为混凝土梁板结构按预加应力情况可分为 钢筋混凝土楼盖和预应力混凝土楼盖钢筋混凝土楼盖和预应力混凝土楼盖。预应力混凝土楼盖用得最普遍的是无粘结预应力混凝土平板预应力混凝土楼盖用得最普遍的是无粘结预应力混凝土平板楼盖，当
6、柱网尺寸较大时，它可有效减小板厚，降低建筑层高。楼盖，当柱网尺寸较大时，它可有效减小板厚，降低建筑层高。1 1混凝土梁板结构的分类混凝土梁板结构的分类第4页/共63页5(3)(3)混凝土梁板结构按结构型式可分为混凝土梁板结构按结构型式可分为肋梁楼盖、井式楼盖、密肋楼盖和无梁楼盖肋梁楼盖、井式楼盖、密肋楼盖和无梁楼盖(又称板柱楼盖又称板柱楼盖)，如，如图图1.21.2所示。所示。肋梁楼盖：一般由板、次梁和主梁组成，次梁和主梁将楼板分肋梁楼盖：一般由板、次梁和主梁组成，次梁和主梁将楼板分成多个区格，每个区格板四周一般都有梁或墙支承。其主要传力成多个区格，每个区格板四周一般都有梁或墙支承。其主要传力
7、途径为板途径为板次梁次梁主梁主梁柱或墙柱或墙基础基础地基。肋梁楼盖的特点地基。肋梁楼盖的特点是用钢量较低，楼板上留洞方便，但支模较复杂。肋梁楼盖是现是用钢量较低，楼板上留洞方便，但支模较复杂。肋梁楼盖是现浇楼盖中使用最普遍的一种。浇楼盖中使用最普遍的一种。1 1混凝土梁板结构的分类混凝土梁板结构的分类第5页/共63页6 肋梁楼盖根据板的受力性能可将肋梁楼盖分肋梁楼盖根据板的受力性能可将肋梁楼盖分为单向板肋梁楼盖和双向板肋梁楼盖为单向板肋梁楼盖和双向板肋梁楼盖(如图如图1.2(a)1.2(a)和图和图1.2(b)1.2(b)所示所示)。图。图1.31.3为一区格板，四周支承在为一区格板，四周支承
8、在梁上，区格板上作用有竖向荷载，板两个方向的梁上，区格板上作用有竖向荷载，板两个方向的跨度分别为跨度分别为l l1 1和和l l2 2，当较大时，板上的荷载主要，当较大时，板上的荷载主要沿短向沿短向l l1 1传递给支承梁，而沿长向传递给支承梁，而沿长向l l2 2传递的荷载传递的荷载很少，可以忽略，因此板主要沿短向很少，可以忽略，因此板主要沿短向l l1 1受力，这受力，这种区格板称为单向板，由这种板组成的楼盖称为种区格板称为单向板，由这种板组成的楼盖称为单向板肋梁楼盖。当较小时，两个方向板的跨度单向板肋梁楼盖。当较小时，两个方向板的跨度相差不大，沿长向相差不大，沿长向l l2 2传递的荷载
9、不能忽略，此时，传递的荷载不能忽略，此时，板沿两个方向均受力，这种区格板称为双向板，板沿两个方向均受力，这种区格板称为双向板，由这种板组成的楼盖称为双向板肋梁楼盖。由这种板组成的楼盖称为双向板肋梁楼盖。1 1混凝土梁板结构的分类混凝土梁板结构的分类(a)单向板肋梁楼盖(b)双向板肋梁楼盖 图1.2 混凝土梁板结构的形式图1.3 四边支撑板第6页/共63页7 混凝土结构设计规范混凝土结构设计规范规定四边支承的板规定四边支承的板(或邻边支承或三边支承或邻边支承或三边支承)应按下列规应按下列规定计算：定计算：当长边与短边长度之比大于或等于当长边与短边长度之比大于或等于3 3时，可按沿短边方向受力的单
10、向板计算；当长时，可按沿短边方向受力的单向板计算；当长边与短边长度之比小于或等于边与短边长度之比小于或等于2 2时，应按双向板计算；当长边与短边长度之比介于时，应按双向板计算；当长边与短边长度之比介于2 23 3之间时，宜按双向板计算；当按沿短边方向受力的单向板计算时，应沿长边方向布置之间时，宜按双向板计算；当按沿短边方向受力的单向板计算时，应沿长边方向布置足够数量的构造钢筋。足够数量的构造钢筋。1 1混凝土梁板结构的分类混凝土梁板结构的分类(a)单向板肋梁楼盖(b)双向板肋梁楼盖 图1.2 混凝土梁板结构的形式第7页/共63页8 井式楼盖：井式楼盖：如图如图1.2(c)1.2(c)所示。两个
11、方向的柱网及梁的截面相同，由于是两个方向受所示。两个方向的柱网及梁的截面相同，由于是两个方向受力，梁的高度比肋梁楼盖小，外形美观，但用钢量大，故宜用于跨度较大且柱网呈方力，梁的高度比肋梁楼盖小，外形美观，但用钢量大，故宜用于跨度较大且柱网呈方形的结构。例如，公共建筑的门厅及中小型礼堂等建筑。形的结构。例如，公共建筑的门厅及中小型礼堂等建筑。密肋楼盖：密肋楼盖：如图如图1.2(d)1.2(d)所示，密肋楼盖由薄板和间距较小的肋梁组成。由于梁肋的所示，密肋楼盖由薄板和间距较小的肋梁组成。由于梁肋的间距小，板厚很小，梁高也较肋梁楼盖小，所以结构自重较轻，造价也较低。近年来间距小，板厚很小，梁高也较肋
12、梁楼盖小，所以结构自重较轻，造价也较低。近年来双向密肋楼盖采用预制塑料模壳，克服了支模复杂的缺点，因而其应用增加。双向密肋楼盖采用预制塑料模壳，克服了支模复杂的缺点，因而其应用增加。1 1混凝土梁板结构的分类混凝土梁板结构的分类(c)井式楼盖(d)密肋楼盖图1.2 混凝土梁板结构的形式第8页/共63页9 无梁楼盖：无梁楼盖：如图如图1.2(e)1.2(e)所示，所示，板直接支承于柱上，其传力途径板直接支承于柱上，其传力途径是荷载由板传至柱或墙。无梁楼是荷载由板传至柱或墙。无梁楼盖的结构高度小，净空大，通风盖的结构高度小，净空大，通风采光条件好，支模简单，但用钢采光条件好，支模简单，但用钢量较大
13、。常用于厂房、仓库、商量较大。常用于厂房、仓库、商场等建筑以及矩形水池的池顶和场等建筑以及矩形水池的池顶和池底等结构。池底等结构。在具体的实际工程中究竟采在具体的实际工程中究竟采用何种楼盖形式，应根据房屋的用何种楼盖形式，应根据房屋的性质、用途、平面尺寸、荷载大性质、用途、平面尺寸、荷载大小、采光以及技术和经济等因素小、采光以及技术和经济等因素进行综合考虑。进行综合考虑。1 1混凝土梁板结构的分类混凝土梁板结构的分类(e)无梁楼盖图1.2 混凝土梁板结构的形式第9页/共63页101)1)单向板肋梁楼盖的设计步骤单向板肋梁楼盖的设计步骤 (1)(1)结构平面布置，并对梁板进行分类编号，初步确定板
14、厚和主、次梁的截面结构平面布置，并对梁板进行分类编号，初步确定板厚和主、次梁的截面尺寸。尺寸。(2)(2)确定板和主、次梁的计算简图。确定板和主、次梁的计算简图。(3)(3)梁、板的内力计算及内力组合。梁、板的内力计算及内力组合。(4)(4)截面配筋计算及构造措施。截面配筋计算及构造措施。(5)(5)绘制施工图。绘制施工图。2)2)结构平面布置的内容结构平面布置的内容 (1)(1)确定柱网尺寸确定柱网尺寸即确定主梁、次梁的计算跨度。即确定主梁、次梁的计算跨度。(2)(2)确定次梁的间距确定次梁的间距即确定板的跨度。即确定板的跨度。(3)(3)确定梁、板的截面尺寸。确定梁、板的截面尺寸。3)3)
15、结构平面布置的原则结构平面布置的原则 在进行结构平面布置时，应遵守下述布置原则：在进行结构平面布置时，应遵守下述布置原则：(1)(1)梁格的布置要考虑生产工艺、使用要求和支承结构的合理性。梁格的布置要考虑生产工艺、使用要求和支承结构的合理性。(2)(2)柱网与梁格尺寸除应满足生产工艺和使用要求外，还应使结构具有尽可能柱网与梁格尺寸除应满足生产工艺和使用要求外，还应使结构具有尽可能好的经济效果。好的经济效果。(3)(3)梁格应尽可能布置得规整、统一，板的厚度和梁的截面尺寸尽量统一，减梁格应尽可能布置得规整、统一，板的厚度和梁的截面尺寸尽量统一，减少梁板跨度的变化，以简化计算，方便施工。少梁板跨度
16、的变化，以简化计算，方便施工。(4)(4)避免集中荷载直接作用于板上。避免集中荷载直接作用于板上。2 2单向板肋梁楼盖的设计步骤单向板肋梁楼盖的设计步骤第10页/共63页114)4)梁、板的跨度及截面尺寸确定梁、板的跨度及截面尺寸确定 根据平面布置原则，实际工程中，常用的梁、板跨度及根据平面布置原则，实际工程中，常用的梁、板跨度及截面尺寸如下：截面尺寸如下：主梁：主梁：跨度跨度l=5l=58m8m，截面高度，截面高度h=l/14h=l/14l/8l/8，宽度，宽度b=(1/3b=(1/31/21/2）h h。次梁：次梁：跨度跨度l=4l=47m7m，截面高度，截面高度h=l/18h=l/18l
17、/12l/12，宽度，宽度b=(1/3b=(1/31/21/2）h h，同时为方，同时为方便施工，次梁的高度宜比主梁的高度小便施工，次梁的高度宜比主梁的高度小50 mm50 mm以上。以上。板：板：跨度跨度l=1.7l=1.72.7m2.7m，一般不宜超过，一般不宜超过3 m3 m。2 2单向板肋梁楼盖的设计步骤单向板肋梁楼盖的设计步骤第11页/共63页125)5)几种常用的布置方案几种常用的布置方案(1)(1)主梁横向布置，次梁纵向布置。主梁横向布置，次梁纵向布置。如图如图1.4(a)1.4(a)所示，这种布置方案可以增加结构的横向刚度，结构受力合理，同时，所示，这种布置方案可以增加结构的横
18、向刚度，结构受力合理，同时，便于在纵墙上开窗，高度可较大，对室内采光有利，故在实际工程中经常采用。便于在纵墙上开窗，高度可较大，对室内采光有利，故在实际工程中经常采用。(2)(2)主梁纵向布置，次梁横向布置。主梁纵向布置，次梁横向布置。如图如图1.4(b)1.4(b)所示，当横向柱距比纵向柱距大许多时，为减小主梁的高度，常采用所示，当横向柱距比纵向柱距大许多时，为减小主梁的高度，常采用这种布置方案。这种布置方案下的房屋横向刚度较差，且次梁要搁置在纵墙窗洞这种布置方案。这种布置方案下的房屋横向刚度较差，且次梁要搁置在纵墙窗洞过梁上，使窗洞的高度受到限制，从结构受力上讲也不太合理。过梁上，使窗洞的
19、高度受到限制，从结构受力上讲也不太合理。(3)(3)只布置次梁，不设主梁。只布置次梁，不设主梁。如图如图1.4(c)1.4(c)所示，当房屋有中间走廊时，如教学楼、宿舍楼等，常可利用内纵墙所示，当房屋有中间走廊时，如教学楼、宿舍楼等，常可利用内纵墙直接承重，次梁直接搁置在纵墙上。这种布置方案仅适用于有中间走道的楼盖。直接承重，次梁直接搁置在纵墙上。这种布置方案仅适用于有中间走道的楼盖。2 2单向板肋梁楼盖的设计步骤单向板肋梁楼盖的设计步骤(a)主梁沿横向布置 (b)主梁沿纵向布置 (c)有中间走道图1.4 梁的布置第12页/共63页13进行楼盖的结构平面布置时，应注意以下问题：进行楼盖的结构平
20、面布置时，应注意以下问题：(1)(1)受力合理。荷载传递要简捷，梁宜拉通；主梁跨间最好不要只布置受力合理。荷载传递要简捷，梁宜拉通；主梁跨间最好不要只布置1 1根次根次梁，以减小主梁跨间弯矩的不均匀；尽量避免把梁，特别是主梁搁置在门、窗过梁，以减小主梁跨间弯矩的不均匀；尽量避免把梁，特别是主梁搁置在门、窗过梁上；在楼、屋面上有机器设备、冷却塔、悬挂装置等荷载比较大的地方，宜设梁上；在楼、屋面上有机器设备、冷却塔、悬挂装置等荷载比较大的地方，宜设次梁；楼板上开有较大尺寸次梁；楼板上开有较大尺寸(大于大于800 mm)800 mm)的洞口时，应在洞口周边设置加劲的小的洞口时，应在洞口周边设置加劲的
21、小梁。梁。(2)(2)满足建筑要求。不封闭的阳台、厨房和卫生间的楼板面标高宜低于其他满足建筑要求。不封闭的阳台、厨房和卫生间的楼板面标高宜低于其他部位部位30 mm30 mm50 mm50 mm；当不做吊顶时，一个房间平面内不宜只放；当不做吊顶时，一个房间平面内不宜只放l l根梁。根梁。(3)(3)方便施工。梁的截面种类不宜过多，梁的布置尽可能规则，梁截面尺寸方便施工。梁的截面种类不宜过多，梁的布置尽可能规则，梁截面尺寸应考虑设置模板的方便，特别是采用钢模板时。应考虑设置模板的方便，特别是采用钢模板时。2 2单向板肋梁楼盖的设计步骤单向板肋梁楼盖的设计步骤第13页/共63页14 钢钢筋筋混混凝
22、凝土土连连续续梁梁、板板的的内内力力计计算算有有两两种种方方法法：按按弹弹性性理理论论计计算算法法和和按按塑塑性性内内力力重重分分布布计计算算法法。所所谓谓弹弹性性理理论论计计算算法法是是将将钢钢筋筋混混凝凝土土连连续续梁梁、板板看看成成是是由由均均匀匀的的弹弹性性材材料料所所构构成成的的构构件件，构构件件的的内内力力可可用用结结构构力力学学的的方方法法来来计计算算；而而塑塑性性内内力力重重分分布布计计算算法法则则是是要要考考虑虑钢钢筋筋混混凝凝土土连连续续梁梁、板板的的塑塑性性变变形的一种计算方法。我们首先介绍按弹性理论计算方法。形的一种计算方法。我们首先介绍按弹性理论计算方法。第14页/共
23、63页15 按弹性理论计算结构内力的内容包括确定结构的计算简按弹性理论计算结构内力的内容包括确定结构的计算简图和进行内力分析及组合。图和进行内力分析及组合。1)1)计算简图计算简图 计算简图应反映梁、板的支承情况，各跨的跨度以及承受的荷载形式、大小计算简图应反映梁、板的支承情况，各跨的跨度以及承受的荷载形式、大小及位置。如图及位置。如图1.51.5所示。所示。1.1.钢筋混凝土连续梁、板按弹性理论计算内力钢筋混凝土连续梁、板按弹性理论计算内力图图1.5 1.5 单向板肋梁楼盖计算简图单向板肋梁楼盖计算简图第15页/共63页16 结构内力分析时，为减少计算工作量，一般不是对整个结构进行分析，而是
24、结构内力分析时，为减少计算工作量，一般不是对整个结构进行分析，而是从实际结构中选取有代表性的一部分作为计算的对象，称为计算单元。从实际结构中选取有代表性的一部分作为计算的对象，称为计算单元。对于单向板，可取对于单向板，可取1m1m宽度的板带作为其计算单元。图宽度的板带作为其计算单元。图1.51.5中用阴影线表示的中用阴影线表示的楼面均布荷载便是该板带承受的荷载，这一负荷范围称为从属面积，即计算构件楼面均布荷载便是该板带承受的荷载，这一负荷范围称为从属面积，即计算构件负荷的楼面面积。负荷的楼面面积。板支承在次梁或墙上并与次梁现浇在一起，通常可忽略次梁对板转动约束作板支承在次梁或墙上并与次梁现浇在
25、一起，通常可忽略次梁对板转动约束作用及次梁的弯曲变形，次梁可作为板的不动铰支点。板上承受的荷载包括均布活用及次梁的弯曲变形，次梁可作为板的不动铰支点。板上承受的荷载包括均布活载和均布恒载，当取载和均布恒载，当取1m1m宽的板带进行计算时，单位化为宽的板带进行计算时，单位化为kN/mkN/m。板的计算跨度按。板的计算跨度按图图1.61.6所示取值。所示取值。1.1.钢筋混凝土连续梁、板按弹性理论计算内力钢筋混凝土连续梁、板按弹性理论计算内力图1.6 按弹性理论计算时单向板计算跨度第16页/共63页17 楼盖中部的主、次梁截面形状都是两侧带翼缘楼盖中部的主、次梁截面形状都是两侧带翼缘(板板)的的T
26、 T形截面，楼盖周边处的形截面，楼盖周边处的主、次梁则是一侧带翼缘的。每侧翼缘板的计算宽度取与相邻梁中心距的一半。主、次梁则是一侧带翼缘的。每侧翼缘板的计算宽度取与相邻梁中心距的一半。次梁承受板传来的均布线荷载、主梁承受次梁传来的集中荷载、一根次梁的荷载次梁承受板传来的均布线荷载、主梁承受次梁传来的集中荷载、一根次梁的荷载范围以及次梁传给主梁的集中荷载范围如图范围以及次梁传给主梁的集中荷载范围如图1.51.5所示。所示。由于主梁的自重所占比例不大，为了计算方便，可将其换算成集中荷载加到由于主梁的自重所占比例不大，为了计算方便，可将其换算成集中荷载加到次梁传来的集中荷载内。所以从承受荷载的角度看
27、，板和次梁主要承受均布线荷次梁传来的集中荷载内。所以从承受荷载的角度看，板和次梁主要承受均布线荷载，主梁主要承受集中荷载。载，主梁主要承受集中荷载。次梁支承在主梁或墙上并与主梁现浇在一起，通常可忽略主梁对次梁转动约次梁支承在主梁或墙上并与主梁现浇在一起，通常可忽略主梁对次梁转动约束作用及主梁的弯曲变形，主梁可作为次梁的不动铰支点。次梁上承受的荷载包束作用及主梁的弯曲变形，主梁可作为次梁的不动铰支点。次梁上承受的荷载包括板传来的均布活载和均布恒载以及次梁本身的自重，单位为括板传来的均布活载和均布恒载以及次梁本身的自重，单位为kN/mkN/m。次梁的计算。次梁的计算跨度按图跨度按图1.71.7所示
28、取值。所示取值。1.1.钢筋混凝土连续梁、板按弹性理论计算内力钢筋混凝土连续梁、板按弹性理论计算内力图1.7 按弹性理论计算时梁的计算跨度第17页/共63页18 当连续梁、板各跨跨度不等时，如各跨计算跨度相差不超过当连续梁、板各跨跨度不等时，如各跨计算跨度相差不超过10%10%，为简化计，为简化计算，可按等跨连续梁、板计算结构内力。算，可按等跨连续梁、板计算结构内力。对于各跨荷载相同，跨数超过对于各跨荷载相同，跨数超过5 5跨的等跨、等截面连续梁、板的计算表明，跨的等跨、等截面连续梁、板的计算表明，除两边第除两边第1 1、2 2跨外，所有中间各跨的内力十分接近，因此，设计中将所有中间跨跨外，所
29、有中间各跨的内力十分接近，因此，设计中将所有中间跨均以第均以第3 3跨来代表，即所有中间跨的内力和配筋均按第跨来代表，即所有中间跨的内力和配筋均按第3 3跨处理，如图跨处理，如图1.81.8所示。所示。1.1.钢筋混凝土连续梁、板按弹性理论计算内力钢筋混凝土连续梁、板按弹性理论计算内力图1.8 多跨连续梁、板计算跨数第18页/共63页192)2)荷载的折算荷载的折算 由上所述，在确定梁、板计算简图时，默认连续板在次梁处，次梁在主梁处由上所述，在确定梁、板计算简图时，默认连续板在次梁处，次梁在主梁处均为铰支承，忽略了次梁对板、主梁对次梁的转动约束作用，计算表明，采用上均为铰支承，忽略了次梁对板、
30、主梁对次梁的转动约束作用，计算表明，采用上述的计算简图所得的板及次梁的内力与实际结构的内力有较大的偏差。这种偏差述的计算简图所得的板及次梁的内力与实际结构的内力有较大的偏差。这种偏差可以通过增大恒荷载并相应地减小活荷载的方式来修正，即计算连续次梁及板的可以通过增大恒荷载并相应地减小活荷载的方式来修正，即计算连续次梁及板的内力时，采用折算恒载内力时，采用折算恒载gg和折算活载和折算活载qq进行偏差修正。进行偏差修正。折算荷载取值如下：折算荷载取值如下：连续板：连续板：，(11)(11)次梁：次梁：，(12)(12)g g，qq折算恒载和折算活载。折算恒载和折算活载。g g，qq实际恒载和实际活载
31、。实际恒载和实际活载。主梁不进行荷载的折算。主梁不进行荷载的折算。1.1.钢筋混凝土连续梁、板按弹性理论计算内力钢筋混凝土连续梁、板按弹性理论计算内力第19页/共63页203)3)活载不利组合及内力包络图活载不利组合及内力包络图 作用在结构上的恒载，如梁、板自重，楼面面层以及永作用在结构上的恒载，如梁、板自重，楼面面层以及永久性设备等是永久作用在结构上的，不随时间发生变化。而久性设备等是永久作用在结构上的，不随时间发生变化。而作用在结构上的活载，如人群、家具等是随时间发生变化的，作用在结构上的活载，如人群、家具等是随时间发生变化的，有时作用在结构上，有时不存在。根据结构力学可知，并不有时作用在
32、结构上，有时不存在。根据结构力学可知，并不是所有的恒载和活载全部作用在结构上可以使结构在各个控是所有的恒载和活载全部作用在结构上可以使结构在各个控制截面产生最大的内力。因此，当求某一控制截面的最不利制截面产生最大的内力。因此，当求某一控制截面的最不利内力时，应考虑活载的不利组合。下面以一五跨连续梁为例内力时，应考虑活载的不利组合。下面以一五跨连续梁为例说明。说明。1.1.钢筋混凝土连续梁、板按弹性理论计算内力钢筋混凝土连续梁、板按弹性理论计算内力第20页/共63页21 图图1.91.9所所示示为为一一连连续续梁梁在在不不同同跨跨承承受受荷荷载载时时结结构构的的弯弯矩矩图图和和剪剪力力图图，由由
33、图图可可看看出出，当当活活载载分分别别布布置置在在1 1，3 3，5 5跨跨时时，将将对对1 1，3 3，5 5跨跨各各跨跨中中产产生生正正弯弯矩矩，而而对对2 2，4 4跨跨产产生生负负弯弯矩矩，因因此此，当当求求1 1，3 3，5 5跨跨的的最最大大正正弯弯矩矩时时，可可将将活活载载布布置置在在1 1，3 3，5 5跨跨，而而2 2，4 4跨跨不不布布置置活活荷荷载载。求求2 2，4 4跨跨最最大大正正弯弯矩矩时时，可可将将活活载载布布置置在在2 2，4 4跨跨，而而1 1，3 3，5 5跨跨不不布布置置活活荷荷载载。同同理理，也也可可以以确确定定其其他他控控制制截截面面的的最最不不利利弯
34、弯矩矩和和最最不不利利剪力所对应的荷载不利组合的位置。剪力所对应的荷载不利组合的位置。1.1.钢筋混凝土连续梁、板按弹性理论计算内力钢筋混凝土连续梁、板按弹性理论计算内力图1.9 连续梁在不同跨承受荷载时的弯矩图和剪力图第21页/共63页22由此可得出连续梁最不利荷载组合的原则：由此可得出连续梁最不利荷载组合的原则：(1)(1)恒载始终作用在结构上时，按实际情况处理。恒载始终作用在结构上时，按实际情况处理。(2)(2)求某跨中最大正弯矩时，应在该跨布置活荷载，然后左右求某跨中最大正弯矩时，应在该跨布置活荷载，然后左右隔跨布置。隔跨布置。(3)(3)求某支座最大负弯矩时，应在该支座左右两跨布置活
35、荷载，求某支座最大负弯矩时，应在该支座左右两跨布置活荷载，然后左右隔跨布置。然后左右隔跨布置。(4)(4)求某支座最大剪力时，活荷载的布置方法同求某支座最大求某支座最大剪力时，活荷载的布置方法同求某支座最大负弯矩的活载布置方法相同。负弯矩的活载布置方法相同。1.1.钢筋混凝土连续梁、板按弹性理论计算内力钢筋混凝土连续梁、板按弹性理论计算内力第22页/共63页23 1.1.钢筋混凝土连续梁、板按弹性理论计算内力钢筋混凝土连续梁、板按弹性理论计算内力第23页/共63页24 按此原则，将得出五跨连续梁活荷载最不利布置方式的种类，如图按此原则，将得出五跨连续梁活荷载最不利布置方式的种类，如图1.101
36、.10所示。所示。情况情况1 g+q(11 g+q(1，3 3，5)5)产生产生MM1max1max ，MM3max3max ，MM5max5max ，MM2min2min ，MM4min4min ，V VARmaxARmax ，V VFLmax FLmax 情况情况2 g+q(22 g+q(2，4)4)产生产生MM2max 2max，MM4max 4max，MM1min1min ，MM3min3min ，MM5min 5min 情况情况3 g+q(13 g+q(1，2 2，4)4)产生产生MMBmax Bmax，V VBLmaxBLmax ，V VBRmaxBRmax 情况情况4 g+q(2
37、4 g+q(2，3 3，5)5)产生产生MMCmaxCmax ，V VCLmax CLmax，V VCRmaxCRmax 情况情况5 g+q(15 g+q(1，3 3，4)4)产生产生MMDmaxDmax ，V VDLmax DLmax，V VDRmax DRmax 情况情况6 g+q(26 g+q(2，4 4，5)5)产生产生MMEmax Emax，V VELmax ELmax，V VERmax ERmax 式中：式中：q(1q(1，3 3，5)5)第第1 1、3 3、5 5跨作用有活荷载跨作用有活荷载q q的情况的情况(余者类推余者类推)。MM1max1max第第1 1跨跨内最大弯矩。跨跨
38、内最大弯矩。MM2max2max第第2 2跨跨内最大负弯矩。跨跨内最大负弯矩。MMBmaxBmaxBB支座处最大负弯矩。支座处最大负弯矩。V VARmaxARmaxAA支座右侧最大剪力。支座右侧最大剪力。V VFLmaxFLmaxFF支座左侧最大剪力。支座左侧最大剪力。在各种不同荷载作用下，连续梁的内力可按结构力学方法计算，为计算方便，在各种不同荷载作用下，连续梁的内力可按结构力学方法计算，为计算方便，附表附表2 2列出了不同跨、不同荷载形式以及不同荷载布置的连续梁内力计算系数，计列出了不同跨、不同荷载形式以及不同荷载布置的连续梁内力计算系数，计算时可直接查用。算时可直接查用。1.1.钢筋混凝
39、土连续梁、板按弹性理论计算内力钢筋混凝土连续梁、板按弹性理论计算内力第24页/共63页25 结构的内力包络图包括弯矩包络图和剪力包络图，弯矩包结构的内力包络图包括弯矩包络图和剪力包络图，弯矩包络图是指在荷载最不利组合作用下，所能引起的各个截面的最络图是指在荷载最不利组合作用下，所能引起的各个截面的最大正弯矩和最大负弯矩大正弯矩和最大负弯矩(绝对值绝对值)的外包线。弯矩包络图的做法：的外包线。弯矩包络图的做法：将在各种不利荷载布置下结构所产生的弯矩图形画在同一基线将在各种不利荷载布置下结构所产生的弯矩图形画在同一基线上，则这一组曲线的最外轮廓线代表任何截面可能出现的最大上，则这一组曲线的最外轮廓
40、线代表任何截面可能出现的最大弯矩，这个最外轮廓线所围成的弯矩图形就称为弯矩包络图。弯矩，这个最外轮廓线所围成的弯矩图形就称为弯矩包络图。同理，可以做出结构的剪力包络图。同理，可以做出结构的剪力包络图。1.1.钢筋混凝土连续梁、板按弹性理论计算内力钢筋混凝土连续梁、板按弹性理论计算内力第25页/共63页26 在图在图1.111.11所示的五跨连续梁的弯矩和剪力包络图中，根据活荷载的不同布置情所示的五跨连续梁的弯矩和剪力包络图中，根据活荷载的不同布置情况，每跨都可以画出四个弯矩图形，分别对应于跨内最大正弯矩、跨内最小正弯矩况，每跨都可以画出四个弯矩图形，分别对应于跨内最大正弯矩、跨内最小正弯矩(或
41、负弯矩或负弯矩)和左、右支座截面的最大负弯矩。当端支座是简支时，边跨只能画出三和左、右支座截面的最大负弯矩。当端支座是简支时，边跨只能画出三个弯矩图形，其外包线就形成了弯矩包络图。从图中可以看出，不论活荷载如何布个弯矩图形，其外包线就形成了弯矩包络图。从图中可以看出，不论活荷载如何布置，梁的任一截面产生的弯矩置，梁的任一截面产生的弯矩(剪力剪力)总不会超过弯矩总不会超过弯矩(剪力剪力)包络图的范围。因此，弯包络图的范围。因此，弯矩包络图是计算和配置纵向受力钢筋的依据，剪力包络图是计算和配置横向受力钢矩包络图是计算和配置纵向受力钢筋的依据，剪力包络图是计算和配置横向受力钢筋的依据。筋的依据。1.
42、1.钢筋混凝土连续梁、板按弹性理论计算内力钢筋混凝土连续梁、板按弹性理论计算内力第26页/共63页27 由前所述，按弹性理论方法计算连续梁、板的内力时，假由前所述，按弹性理论方法计算连续梁、板的内力时，假定结构是均质的弹性体，而进行截面承载力计算时，又充分考定结构是均质的弹性体，而进行截面承载力计算时，又充分考虑了截面的塑性性能，两者之间是不协调的。实际上，在钢筋虑了截面的塑性性能，两者之间是不协调的。实际上，在钢筋混凝土连续梁、板受有荷载后，随着荷载的增加，由于钢筋混混凝土连续梁、板受有荷载后，随着荷载的增加，由于钢筋混凝土梁各截面的塑性变形，截面的刚度不断发生变化，使得连凝土梁各截面的塑性
43、变形，截面的刚度不断发生变化，使得连续梁、板各个截面的内力产生内力重分布。这种考虑梁、板塑续梁、板各个截面的内力产生内力重分布。这种考虑梁、板塑性性能的内力计算方法称为按塑性内力重分布的计算方法，用性性能的内力计算方法称为按塑性内力重分布的计算方法，用这种方法计算出的连续梁、板的内力更接近于实际结构的内力。这种方法计算出的连续梁、板的内力更接近于实际结构的内力。2 2钢筋混凝土连续梁、板结构按塑性理论方法的内力计算钢筋混凝土连续梁、板结构按塑性理论方法的内力计算第27页/共63页282)2)塑性内力重分布的概念塑性内力重分布的概念 由前所述，对于静定结构来说，当截面出现一个塑性铰以由前所述，对
44、于静定结构来说，当截面出现一个塑性铰以后，结构就变成了机动体系。但对于超静定结构，截面出现一后，结构就变成了机动体系。但对于超静定结构，截面出现一个塑性铰，结构只是减少了一次超静定次数，结构不会变成机个塑性铰，结构只是减少了一次超静定次数，结构不会变成机动体系，仍然可以继续加载，直至结构形成机动体系。动体系，仍然可以继续加载，直至结构形成机动体系。下面以一个两跨连续梁为例来进行分析。下面以一个两跨连续梁为例来进行分析。2 2钢筋混凝土连续梁、板结构按塑性理论方法的内力计算钢筋混凝土连续梁、板结构按塑性理论方法的内力计算第28页/共63页29 图图1.131.13所所示示为为一一两两跨跨连连续续
45、梁梁，承承受受均均布布荷荷载载设设计计值值q q=30=30 kN/mkN/m，截截面面尺尺寸寸为为 200 200 mm500 mm500 mmmm，混混凝凝土土C20C20，截截面面配配筋筋如如图图1.131.13所所示示，可可以以得得到到支支座座截截面面抗抗弯弯承承载载力力为为MMuBuB=116.3=116.3 kNmkNm，跨跨中中截截面面的的承承载载力力为为MMu1u1=97.3=97.3 kNmkNm，若若按按弹弹性性理理论论计计算算结结构构的的内内力力，则则在在均均布布荷荷载载q q作作用用下下，其其弯弯矩矩如如图图1.131.13实实线线所所示示，支支座座弯弯矩矩设设计计值值
46、为为MMBB=135=135 kNmkNm，跨跨中中弯弯矩矩设设计计值值为为MM1 1=67.25=67.25 kNmkNm。由由于于MMBBMMuBuB，所所以以结结构构将将在在支支座座截截面面产产生生塑塑性性铰铰，支支座座截截面面实实际际所所能能承承担担的的弯弯矩矩仅仅为为MMBB=M=MuBuB=116.3 116.3 kNmkNm，而跨中截面的弯矩设计值，而跨中截面的弯矩设计值MM1 1变为变为 截面的实际弯矩图如图1.13虚线所示，同按弹性理论的计算结果比较，可以看出，由于支座的塑性变形，支座弯矩降低了，而跨中截面的弯矩却增加了，说明结构产生了塑性内力重分布。2 2钢筋混凝土连续梁、
47、板结构按塑性理论方法的内力计算钢筋混凝土连续梁、板结构按塑性理论方法的内力计算图1.13 两跨连续梁的塑性内力重分布第29页/共63页30 实实际际上上在在设设计计中中，塑塑性性内内力力重重分分布布的的大大小小可可以以人人为为调调整整，如如上上例例中中，可可首首先先按按弹弹性性理理论论计计算算出出结结构构的的内内力力，然然后后将将某某些些截截面面的的弯弯矩矩进进行行调调整整，例例如如：将将支支座座截截面面的的弯弯矩矩下下调调30%30%，则则 ，跨跨中中弯弯矩矩则则为为 ，根根据据调调整整后后的的弯弯矩矩MBMB、M1 M1 对对截截面面进进行行配配筋，支座及跨中均配筋，支座及跨中均配3 18
48、3 18的钢筋。的钢筋。从从上上例例的的计计算算可可以以看看出出，若若按按弹弹性性理理论论的的计计算算方方法法对对截截面面进进行行配配筋筋，支支座座截截面面的的配配筋筋必必将将远远大大于于跨跨中中配配筋筋，导导致致支支座座截截面面的的钢钢筋筋拥拥挤挤，不不便便施施工工。若若考考虑虑梁梁的的塑塑性性内内力力重重分分布布，支支座座截截面面的的弯弯矩矩大大大大降降低低，截截面面的的配配筋筋减减少少，有有利利于于改改善善支支座座截截面面的钢筋拥挤状况，方便施工。的钢筋拥挤状况，方便施工。从从上上面面的的分分析析得得出出，超超静静定定混混凝凝土土结结构构的的内内力力重重分分布布可可概概括括为为两两个个过
49、过程程：第第一一过过程程发发生生在在受受拉拉区区混混凝凝土土开开裂裂到到第第一一个个塑塑性性铰铰形形成成以以前前，主主要要是是由由于于结结构构各各部部分分抗抗弯弯刚刚度度比比值值的的改改变变而而引引起起内内力力重重分分布布，称称为为弹弹塑塑性性内内力力重重分分布布；第第二二过过程程发发生生于于第第一一个个塑塑性性铰铰形形成成以以后后直直到到形形成成几几何何可可变变体体系系结结构构破破坏坏，由由于于结结构构计计算算简简图图的的改改变变而而引起的内力重分布，称为塑性内力重分布。引起的内力重分布，称为塑性内力重分布。2 2钢筋混凝土连续梁、板结构按塑性理论方法的内力计算钢筋混凝土连续梁、板结构按塑性
50、理论方法的内力计算第30页/共63页31 若若超超静静定定结结构构中中各各塑塑性性铰铰都都具具有有足足够够的的转转动动能能力力，保保证证结结构构加加载载后后能能按按照照预预期期的的顺顺序序，先先后后形形成成足足够够数数目目的的塑塑性性铰铰，以以致致最最后后形形成成机机动动体体系系而而破破坏坏，这这种种情情况况称称为为充充分分的的内内力力重重分分布布。但但是是，塑塑性性铰铰的的转转动动能能力力受受到到截截面面配配筋筋率率和和材材料料极极限限应应变变值值的的限限制制是是有有限限的的。如如果果完完成成充充分分的的内内力力重重分分布布过过程程所所需需要要的的转转角角超超过过了了塑塑性性铰铰的的转转动动