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1、房屋混凝土结构设计房屋混凝土结构设计兰州大学网络教育学院兰州大学网络教育学院第二章第二章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构2011年年10月月王王亚军1 1兰州大学网络教育学院兰州大学网络教育学院第二章第二章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构章节内容章节内容2.1 2.1 概述概述2.2 2.2 单向板肋梁楼盖设计单向板肋梁楼盖设计2.3 2.3 双向板肋梁楼盖设计双向板肋梁楼盖设计2.4 2.4 楼梯楼梯2.5 2.5 悬挑结构悬挑结构兰州大学网络教育学院兰州大学网络教育学院第二章第二章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构2.1 2.1 概述概述v2.1.1 楼盖楼盖结构构选型型v2.1.2 梁、板截面尺
2、寸梁、板截面尺寸 v2.1.3 混凝土混凝土现浇整体式楼盖的特点整体式楼盖的特点兰州大学网络教育学院兰州大学网络教育学院第二章第二章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构2.1.1 2.1.1 楼盖结构选型楼盖结构选型v梁板梁板结构构n由梁、板由梁、板组成的成的结构构v楼盖、屋盖，楼盖、屋盖，挡土土墙，筏片基，筏片基础，储液池的底、液池的底、顶板，楼梯，阳台和雨蓬，城市高架道路的路面板，楼梯，阳台和雨蓬，城市高架道路的路面v其中，以楼、屋盖最其中，以楼、屋盖最为典型典型v楼盖楼盖结构是房屋建筑中的水平承重构是房屋建筑中的水平承重结构体系，它将构体系，它将楼面荷楼面荷载传递给竖向承重向承重结构，并最构，
3、并最终传递给地基，地基，楼盖同楼盖同时将各将各竖向承重向承重结构构连接成整体。接成整体。兰州大学网络教育学院兰州大学网络教育学院第二章第二章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构梁板结构梁板结构兰州大学网络教育学院兰州大学网络教育学院第二章第二章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构2.1.1 2.1.1 楼盖结构选型楼盖结构选型v楼盖是建筑楼盖是建筑结构重要的构重要的组成部分，混凝土楼盖的造成部分，混凝土楼盖的造价占到整个土建价占到整个土建总造价的近造价的近30，其自重占到，其自重占到总重重量的一半左右。量的一半左右。选择合适的楼盖合适的楼盖设计方案，并采用方案，并采用正确的方法，合理地正确的方法，合理地进
4、行行设计计算，算，对于整个建筑于整个建筑结构都具有十分重要的作用。构都具有十分重要的作用。v混凝土楼盖混凝土楼盖设计对于建筑隔于建筑隔热、隔声和建筑效果有、隔声和建筑效果有直接的影响，直接的影响，对于保于保证建筑物的承建筑物的承载力、力、刚度、耐度、耐久性以及抗久性以及抗风、抗震性能起着十分重要的作用。、抗震性能起着十分重要的作用。兰州大学网络教育学院兰州大学网络教育学院第二章第二章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构2.1.1 2.1.1 楼盖结构选型楼盖结构选型1、按施工方法、按施工方法n现浇混凝土楼盖、混凝土楼盖、装配式混凝土楼盖装配式混凝土楼盖n装配整体式混凝土楼盖。装配整体式混凝土楼盖。2
5、、按、按结构形式构形式n按按结构形式，构形式，现浇混凝土楼盖可分混凝土楼盖可分为：n(1)单单向板肋梁楼盖向板肋梁楼盖向板肋梁楼盖向板肋梁楼盖n(2)双向板肋梁楼盖双向板肋梁楼盖双向板肋梁楼盖双向板肋梁楼盖n(3)无梁楼盖无梁楼盖n(4)密肋楼盖密肋楼盖n(5)井式楼盖井式楼盖n(6)扁梁楼盖扁梁楼盖兰州大学网络教育学院兰州大学网络教育学院第二章第二章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构按结构形式分类（按结构形式分类（1 1）(a)单向板肋梁楼盖单向板肋梁楼盖(b)双向板肋梁楼盖双向板肋梁楼盖(c)无梁楼盖无梁楼盖(d)密肋楼盖密肋楼盖兰州大学网络教育学院兰州大学网络教育学院第二章第二章 混凝土梁板
6、结构混凝土梁板结构单向板和双向板传力方式单向板和双向板传力方式单向板向板楼盖楼盖传力方式：力方式：板上荷板上荷载次梁次梁主梁主梁墙、柱、柱基基础板上荷板上荷载双向板双向板楼盖楼盖传力方式：力方式：墙、柱、柱基基础两个方向梁两个方向梁兰州大学网络教育学院兰州大学网络教育学院第二章第二章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构按结构形式分类（按结构形式分类（2 2）(e)井式楼盖井式楼盖(f)扁梁楼盖扁梁楼盖兰州大学网络教育学院兰州大学网络教育学院第二章第二章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构按结构形式分类（按结构形式分类（3 3）v组合式楼盖合式楼盖n压型型钢板板-混凝土混凝土组合楼盖合楼盖n钢梁梁-混凝土混
7、凝土组合楼盖合楼盖n网架网架-混凝土混凝土组合楼盖合楼盖兰州大学网络教育学院兰州大学网络教育学院第二章第二章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构2.1.1 2.1.1 楼盖结构选型楼盖结构选型3、按是否、按是否预加加应力力n按是否按是否预加加应力可将楼盖分力可将楼盖分为普通普通钢筋混凝土楼盖和筋混凝土楼盖和预应力混凝土楼盖。力混凝土楼盖。nPK预应力混凝土叠合板力混凝土叠合板兰州大学网络教育学院兰州大学网络教育学院第二章第二章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构2.1.2 2.1.2 梁、板截面尺寸梁、板截面尺寸楼盖楼盖结构由梁、板构由梁、板组成，其梁、板截面尺寸成，其梁、板截面尺寸应满足承足承载力和力和
8、刚度的要求。度的要求。构件种类高跨比（h/l）备 注多跨连续次梁多跨连续主梁单跨简支梁1/181/121/141/81/141/8梁的宽高比（b/h）一般为1/31/2，b以50mm为模数单向板简 支连 续1/351/40最小板厚：屋 面 板 h60mm 民用建筑楼板 h60mm 工业建筑楼板 h70mm 行车道下的楼板 h80 mm双向板四边简支四边连续1/451/50高跨比h/l中的l取短向跨度板厚一般宜为80mmh160mm密肋板单跨简支多跨连续1/201/25高跨比h/l中的h为肋高板厚：当肋间距700mm，h40mm 当肋间距700mm，h50mm悬 臂 板1/12板的悬臂长度500
9、mm，h60mm板的悬臂长度500mm，h80mm无梁楼板无柱帽有柱帽1/301/35 h150mm兰州大学网络教育学院兰州大学网络教育学院第二章第二章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构2.1.3 2.1.3 混凝土现浇整体式楼盖的特点混凝土现浇整体式楼盖的特点 1、单向板与双向板向板与双向板兰州大学网络教育学院兰州大学网络教育学院第二章第二章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构2.1.3 2.1.3 混凝土现浇整体式楼盖的特点混凝土现浇整体式楼盖的特点1、单向板与双向板向板与双向板单向板：板的向板：板的长边l2比短比短边l1大很多，板上荷大很多，板上荷载主要沿短向主要沿短向传递。双向板：板的双向板：板
10、的长短短边相差不大，板上荷相差不大，板上荷载沿两个方向沿两个方向传递。我国我国混凝土混凝土结构构设计规范范规定：定：两两对边支承的板支承的板应按按单向板向板计算算;对于四于四边支承的板，当支承的板，当长边与短与短边之比之比l2/l1 3时，可按沿短，可按沿短边方向受力的方向受力的单向板向板计算。算。兰州大学网络教育学院兰州大学网络教育学院第二章第二章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构2.1.3 2.1.3 混凝土现浇整体式楼盖的特点混凝土现浇整体式楼盖的特点2、边板支承与柱支承板板支承与柱支承板n边板支承是指板板支承是指板边支座的支座的刚度足度足够大，支座不大，支座不产生生变形或形或可忽略支座可忽
11、略支座变形形对板内力的影响，包括四板内力的影响，包括四边支承在支承在结构构墙（承重（承重墙）或）或钢梁上的板，或者支撑在梁上的板，或者支撑在刚度度较大的整大的整浇梁梁上的板。上的板。n柱支撑板是指双向板支撑在截面高度相柱支撑板是指双向板支撑在截面高度相对较小、小、较柔性的柔性的柱柱间梁上的楼盖，或柱梁上的楼盖，或柱轴线上没有梁而直接支撑在柱上的上没有梁而直接支撑在柱上的楼盖（如无柱帽平板、有柱帽平板及双向密肋板）。楼盖（如无柱帽平板、有柱帽平板及双向密肋板）。兰州大学网络教育学院兰州大学网络教育学院第二章第二章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构2.1.3 2.1.3 混凝土现浇整体式楼盖的特点混凝
12、土现浇整体式楼盖的特点3、现浇整体式楼盖整体式楼盖结构内力分析方法构内力分析方法n现浇整体式楼盖通常整体式楼盖通常为由梁、板所由梁、板所组成的超静定成的超静定结构，构，其内力可按其内力可按弹性理性理论及塑性理及塑性理论进行分析。行分析。n弹性理性理论分析，无疑可保分析，无疑可保证结构的安全可靠，因构的安全可靠，因为这种种设计方法是方法是连续梁的任意一截面上的弯矩达到极限梁的任意一截面上的弯矩达到极限强度，度，则整个整个结构破坏，构破坏，对于塑性材料，于塑性材料，显然偏于安然偏于安全，造价高。全，造价高。n按塑性理按塑性理论分析内力，使分析内力，使结构内力分析与构件截面承构内力分析与构件截面承载
13、力力计算相算相协调，结果比果比较符合符合实际且比且比较经济，但，但一般一般结构的裂构的裂缝较宽，变形形较大。大。兰州大学网络教育学院兰州大学网络教育学院第二章第二章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构2.2 2.2 单向板肋梁楼盖设计单向板肋梁楼盖设计2.2.1 单向板肋梁楼盖向板肋梁楼盖结构布置构布置 2.2.2 单向板肋梁楼盖按向板肋梁楼盖按弹性理性理论方法方法计算算结构内力构内力 2.2.3 受弯构件塑性受弯构件塑性铰和和结构内力重分布构内力重分布 2.2.4 单向板肋梁楼盖按塑性理向板肋梁楼盖按塑性理论方法方法计算算结构内力构内力 2.2.5 单向板肋梁楼盖配筋向板肋梁楼盖配筋计算及构造要求
14、算及构造要求 兰州大学网络教育学院兰州大学网络教育学院第二章第二章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构2.2.1 2.2.1 单向板肋梁楼盖结构单向板肋梁楼盖结构1、主梁与次梁、主梁与次梁n单向板肋梁楼盖由板、次梁、主梁以及向板肋梁楼盖由板、次梁、主梁以及竖向承重的柱向承重的柱或或墙等构成。在楼板的两个方向都布置梁，其中一个等构成。在楼板的两个方向都布置梁，其中一个方向的梁支承在柱上，将楼盖的荷方向的梁支承在柱上，将楼盖的荷载最最终传给柱子，柱子，这类梁称梁称为主梁主梁；n房屋楼板平面的另一个方向的梁与主梁相交，将楼盖房屋楼板平面的另一个方向的梁与主梁相交，将楼盖上的荷上的荷载传给主梁，主梁，这类梁
15、称梁称为次梁次梁。兰州大学网络教育学院兰州大学网络教育学院第二章第二章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构2.2.1 2.2.1 单向板肋梁楼盖结构单向板肋梁楼盖结构2、结构布置构布置n结构布置包括柱网、承重构布置包括柱网、承重墙、梁和板的布置，、梁和板的布置，应综合合考考虑建筑功能、造价及施工条件等，合理确定建筑功能、造价及施工条件等，合理确定结构的构的平面布置。根据工程平面布置。根据工程实践践经验，常用跨度，常用跨度为：n单向板：（向板：（1.72.5）m，不宜超，不宜超过3m。n次次 梁：（梁：（46）m主主 梁：（梁：（58）mn结构平面布置通常有下面三种布置方式：构平面布置通常有下面三种布
16、置方式：(a)主梁横向布置主梁横向布置(b)主梁纵向布置主梁纵向布置(c)只布置次梁只布置次梁兰州大学网络教育学院兰州大学网络教育学院第二章第二章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构2.2.2 2.2.2 按弹性理论方法计算结构按弹性理论方法计算结构1、计算算简图n（1）板）板n1）计算算单元：元：1m宽板板带n2）荷）荷载：均布荷：均布荷载n3）连续梁：次梁、梁：次梁、墙作作为板的不板的不动铰支座支座n4）计算跨度取算跨度取值：中：中间跨：跨：n边跨（跨（边支座支座为砌体砌体墙）：）：n式中，式中，lc为板支座（次梁板支座（次梁轴线）间的距离；的距离；ln为板的板的净跨径；跨径；h为板厚，板厚，b
17、为次梁截面次梁截面宽度，度，a为板在砌体板在砌体墙上上的支承的支承长度，通常度，通常a为120mm。兰州大学网络教育学院兰州大学网络教育学院第二章第二章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构1 1、计算简图、计算简图n（2）次梁）次梁n1）荷）荷载范范围：次梁左右各半跨板所：次梁左右各半跨板所传来荷来荷载。n2）荷）荷载：恒：恒载：次梁左右各半跨板自重、次梁自重，：次梁左右各半跨板自重、次梁自重，为均布荷均布荷载；活；活载：次梁左右各半跨板上活：次梁左右各半跨板上活载。n3）连续梁：梁：时，认为主梁是次梁的不主梁是次梁的不动铰支座，否支座，否则应取交叉梁系取交叉梁系进行分析。行分析。n4）计算跨度：中
18、算跨度：中间跨：跨：n边跨（跨（边支座支座为砌体砌体墙）：）：n通常通常a为240mm。兰州大学网络教育学院兰州大学网络教育学院第二章第二章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构1 1、计算简图、计算简图n（3）主梁）主梁n1）荷）荷载范范围：主梁左右各半个主梁：主梁左右各半个主梁间距，次梁左右各半个次距，次梁左右各半个次梁梁间距距n2）荷）荷载：集中荷：集中荷载n3）连续梁：当梁：当线刚度度较小，可将柱作小，可将柱作为主梁的不主梁的不动铰支座支座n框架：框架：时，应考考虑柱柱对主梁的主梁的转动约束作束作用用n4）计算跨度：与次梁相同，通常算跨度：与次梁相同，通常a为370mm兰州大学网络教育学院兰州
19、大学网络教育学院第二章第二章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构计算简图计算简图兰州大学网络教育学院兰州大学网络教育学院第二章第二章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构2 2、板和次梁的折算荷载、板和次梁的折算荷载 为了考虑次梁或主梁的为了考虑次梁或主梁的抗扭刚度抗扭刚度对内力的影响，采用对内力的影响，采用增增大恒载大恒载，减小活载减小活载的办法，即：的办法，即：板板次梁次梁次梁次梁抗扭刚度对板的影响抗扭刚度对板的影响兰州大学网络教育学院兰州大学网络教育学院第二章第二章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构3 3、活载不利布置、活载不利布置（等跨或跨度差（等跨或跨度差 10%且各跨受荷相同的且各跨受荷相同的连续梁
20、）梁）活荷活荷载不利布置不利布置规律：律：（1 1）求某跨跨中）求某跨跨中 ，该跨布置活荷跨布置活荷载，然后隔跨布置，然后隔跨布置（2 2）求某跨跨中）求某跨跨中 或或 ，左、右跨布置活荷，左、右跨布置活荷载，然，然后隔跨布置后隔跨布置（3 3）求某支座）求某支座 ，该支座左、右跨布置活荷支座左、右跨布置活荷载，然后隔，然后隔跨布置跨布置（4 4）求某支座）求某支座 ，与（，与（3 3）相同）相同 连续梁的梁的实际跨数跨数 5跨跨时：按：按5跨跨计算算 实际跨数跨数 5跨跨时：按：按实际跨数跨数考考虑兰州大学网络教育学院兰州大学网络教育学院第二章第二章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构荷载在不同跨
21、间时的弯矩图和剪力图荷载在不同跨间时的弯矩图和剪力图兰州大学网络教育学院兰州大学网络教育学院第二章第二章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构五跨连续梁五跨连续梁6 6种荷载的最不利组合及内力图种荷载的最不利组合及内力图兰州大学网络教育学院兰州大学网络教育学院第二章第二章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构情况情况1：求：求1、3、5跨的跨的+Mmax和和2、4的的Mmax；情况情况2：求：求2、4跨的跨的+Mmax和和1、3、5的的Mmax；情况情况3：求：求B支座的支座的Mmax和和B支座左右截面支座左右截面Vmax；情况情况4：求：求C支座的支座的Mmax和和C支座左右截面支座左右截面Vmax；情况情
22、况5：求：求D支座的支座的Mmax和和D支座左右截面支座左右截面Vmax；情况情况6：求：求E支座的支座的Mmax和和E支座左右截面支座左右截面Vmax。各种情况所求内力各种情况所求内力兰州大学网络教育学院兰州大学网络教育学院第二章第二章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构4 4、内力计算、内力计算连续梁在各种荷梁在各种荷载作用下，可按一般作用下，可按一般结构力学方法构力学方法计算内力。算内力。对于等跨于等跨连续梁（或梁（或连续梁各跨跨度相差不超梁各跨跨度相差不超过10%），可），可由附表由附表1查出相出相应的内力系数，利用下列公式的内力系数，利用下列公式计算跨内或支算跨内或支座截面的最大内力。座截
23、面的最大内力。在均布及三角形荷在均布及三角形荷载作用下：作用下：在集中荷在集中荷载作用下：作用下：兰州大学网络教育学院兰州大学网络教育学院第二章第二章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构5 5、内力包络图、内力包络图 由内力叠合由内力叠合图形的形的外包外包线构成，它反映出各截面可能构成，它反映出各截面可能产生生的最大内力的最大内力值，是，是设计时选择截面截面和和布置布置钢筋筋的依据。的依据。兰州大学网络教育学院兰州大学网络教育学院第二章第二章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构6 6、控制截面及其内力、控制截面及其内力控制截面：控制截面：对受力受力钢筋筋计算起控制作用的截面算起控制作用的截面梁跨以内：包梁
24、跨以内：包络图中正弯矩最大中正弯矩最大值（配正（配正钢筋）筋）负弯矩弯矩绝对值最大最大值（配（配负钢筋）筋）支支 座座 ：支座：支座边缘处负弯矩最大弯矩最大值支座支座边缘处剪力剪力值：支座支座边缘处弯矩弯矩值：（均布荷（均布荷载）（集中荷（集中荷载）兰州大学网络教育学院兰州大学网络教育学院第二章第二章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构7 7、单向板肋梁楼盖按弹性理论设计步骤、单向板肋梁楼盖按弹性理论设计步骤（1）平面布置）平面布置（2）计算算简图（3）内力）内力计算，内力算，内力组合（内力包合（内力包络图）（4）截面）截面设计（5）施工）施工图兰州大学网络教育学院兰州大学网络教育学院第二章第二章
25、混凝土梁板结构混凝土梁板结构2.2.3 2.2.3 受弯构件塑性铰和结构内力重分布受弯构件塑性铰和结构内力重分布v按按弹性理性理论计算内力存在的算内力存在的问题n（1）内力）内力计算与截面算与截面设计不不协调n（2）浪）浪费材料材料n（3）支座）支座钢筋筋过密，施工密，施工质量不易保量不易保证1、受弯构件塑性、受弯构件塑性铰n（1）塑性）塑性铰的形成的形成n在在钢筋屈服截面，从筋屈服截面，从钢筋屈服到达到极限承筋屈服到达到极限承载力，截力，截面在外弯矩增加很小的情况下面在外弯矩增加很小的情况下产生很大生很大转动，表，表现得犹得犹如一个能如一个能够转动的的铰，称，称为“塑性塑性铰”。兰州大学网络
26、教育学院兰州大学网络教育学院第二章第二章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构钢筋混凝土受弯构件的塑性铰钢筋混凝土受弯构件的塑性铰兰州大学网络教育学院兰州大学网络教育学院第二章第二章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构1 1、受弯构件塑性铰、受弯构件塑性铰v塑性塑性转角及塑性角及塑性铰的的转动能力能力n塑性塑性铰转角：角：n塑性塑性铰的的转动能力：能力：n影响塑性影响塑性铰转动能力的因素：能力的因素：钢筋种筋种类。受拉。受拉纵筋采用筋采用软钢（HRB335，HRB400，RRB400级钢筋）筋）时，较大。大。受拉受拉纵筋配筋率。筋配筋率。较低低时，较大。大。值直接与塑性直接与塑性铰转动能力有关。能力有关。混
27、凝土的极限混凝土的极限压缩变形。极限形。极限压缩变形大，形大，较大。混凝大。混凝土的土的强度等度等级低，箍筋用量多或受低，箍筋用量多或受压区区纵筋筋较多多时，都能，都能增加混凝土的极限增加混凝土的极限压缩变形。形。兰州大学网络教育学院兰州大学网络教育学院第二章第二章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构1 1、受弯构件塑性铰、受弯构件塑性铰v塑性塑性铰的特点的特点 塑性塑性铰实际上具有一定上具有一定长度，分析度，分析时可可认为是一个截面；是一个截面；塑性塑性铰能承受定能承受定值弯矩，即截面的屈服弯矩；弯矩，即截面的屈服弯矩；对于于单筋受弯构件，塑性筋受弯构件，塑性铰只能只能单向向转动；塑性塑性铰的的转
28、动能力有限。能力有限。兰州大学网络教育学院兰州大学网络教育学院第二章第二章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构2 2、超静定结构的塑性内力重分布、超静定结构的塑性内力重分布（1）塑性内力重分布的）塑性内力重分布的过程程 （以矩形等截面两跨（以矩形等截面两跨连续梁梁为例）例）兰州大学网络教育学院兰州大学网络教育学院第二章第二章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构塑性内力重分布塑性内力重分布兰州大学网络教育学院兰州大学网络教育学院第二章第二章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构2 2、超静定结构的塑性内力重分布、超静定结构的塑性内力重分布（2）产生塑性生塑性铰的条件：的条件：MABy=MBCy=MBy 适筋梁适筋梁
29、 达达Mu之前不发生剪切破坏之前不发生剪切破坏两跨连续梁内力变化图两跨连续梁内力变化图第第一一过过程程：裂裂缝缝出出现现塑塑性性铰铰形形成成以以前前，为为裂裂缝缝的的形成和开展。形成和开展。第二过程：塑性铰形成以第二过程：塑性铰形成以后，为后，为塑性铰塑性铰的转动。的转动。兰州大学网络教育学院兰州大学网络教育学院第二章第二章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构2 2、超静定结构的塑性内力重分布、超静定结构的塑性内力重分布（3）塑性内力重分布的）塑性内力重分布的设计考考虑 塑性内力重分布的幅度塑性内力重分布的幅度 指截面指截面弹性弯矩与性弯矩与该截面塑性截面塑性铰所能所能负担弯矩的差担弯矩的差值，通常
30、以相通常以相对值表达表达：“充分的内力重分布充分的内力重分布”一个截面的屈服并不意味着一个截面的屈服并不意味着结构破坏构破坏塑性塑性铰截面不必考截面不必考虑满足足变形形连续条件，必条件，必须满足平衡条件足平衡条件一般一般调整幅度不整幅度不应超超过25%25%兰州大学网络教育学院兰州大学网络教育学院第二章第二章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构2.2.4 2.2.4 按塑性理论方法计算结构内力按塑性理论方法计算结构内力n我国行我国行业标准准钢筋混凝土筋混凝土连续梁和框架考梁和框架考虑内力重分布内力重分布设计规程程（CECS51：93）主要推荐用弯矩）主要推荐用弯矩调幅法幅法计算算钢筋筋混凝土混凝土连
31、续梁、板和框架的内力梁、板和框架的内力1、弯矩、弯矩调幅法幅法截面弯矩截面弯矩调整的幅度，即弯矩整的幅度，即弯矩调幅系数：幅系数：对结构的构的弹性弯矩性弯矩值和剪力和剪力值进行适当的行适当的调整，用以考整，用以考虑结构因非构因非弹性性变形所引起的内力重分布形所引起的内力重分布兰州大学网络教育学院兰州大学网络教育学院第二章第二章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构结构内力的分析方法结构内力的分析方法-弯矩调幅法的基本概念弯矩调幅法的基本概念l0l01F1Fl0/2 l0/2ABAMB=-0.188Fl0M1=0.156Fl0弹性方法求内力弹性方法求内力 MB=0.038Fl0叠加三角形分布内力叠加三角
32、形分布内力M1 =0.156Fl0+0.019Fl0=0.175Fl0MB=-0.150Fl00.5MB M1 M0调幅后的弯矩调幅后的弯矩+=弯矩调幅系数弯矩调幅系数满足力的平衡条件满足力的平衡条件兰州大学网络教育学院兰州大学网络教育学院第二章第二章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构2.2.4 2.2.4 按塑性理论方法计算结构内力按塑性理论方法计算结构内力1、弯矩、弯矩调幅法幅法应用弯矩用弯矩调幅法幅法应遵循以下遵循以下规定：定：（1）纵筋：筋：HPB235、HRB335、HRB400、RRB400；混凝土：；混凝土：C20C45（2）一般一般不宜不宜超超过0.25（3）不不应超超过 ，不宜不
33、宜小于小于（4）调整后的整后的结构内力构内力必必须满足静力平衡条件，即：足静力平衡条件，即：连续梁、板各控制截面的弯矩梁、板各控制截面的弯矩值不宜不宜小于小于简支梁弯矩支梁弯矩值的的1/3（5）应在可能在可能产生塑性生塑性铰的区段适当增加箍筋数量的区段适当增加箍筋数量受剪配箍率：（防斜拉）受剪配箍率：（防斜拉）（6）必）必须满足正常使用足正常使用阶段段变形及裂形及裂缝宽度的要求，在使用度的要求，在使用阶段不段不应出出现塑性塑性铰。兰州大学网络教育学院兰州大学网络教育学院第二章第二章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构2 2、等跨连续梁、板控制截面内力的实用计算方法、等跨连续梁、板控制截面内力的实用计
34、算方法(1)等跨等跨连续梁各跨跨中及支座截面的弯矩梁各跨跨中及支座截面的弯矩设计值n均布荷均布荷载：n间距相同、大小相等的集中荷距相同、大小相等的集中荷载：n式中，式中，为连续梁考梁考虑塑性内力重分布的弯矩系数，塑性内力重分布的弯矩系数，为集集中荷中荷载修正系数。修正系数。(2)等跨等跨连续梁的剪力梁的剪力设计值n均布荷均布荷载：n间距相同、大小相等的集中荷距相同、大小相等的集中荷载：(3)承受均布荷承受均布荷载的等跨的等跨连续单向板，各跨跨中及支座截面的弯向板，各跨跨中及支座截面的弯矩矩设计值兰州大学网络教育学院兰州大学网络教育学院第二章第二章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构3 3、按塑性理论
35、计算内力中的几个问题说明、按塑性理论计算内力中的几个问题说明（1）梁、板）梁、板计算跨度算跨度为两支座中心两支座中心线之之间的距离，按教材的距离，按教材表表2-3中中规定取定取值；（2）荷）荷载及内力及内力计算算时，次梁，次梁对板、主梁板、主梁对次梁的次梁的转动约束作用，以及活荷束作用，以及活荷载的不利布置等因素，在按弯矩的不利布置等因素，在按弯矩调幅法幅法分析分析结构构时均已考均已考虑；（3）塑性理）塑性理论方法不适用于下列情况方法不适用于下列情况:1）直接承受）直接承受动力荷力荷载作用的作用的结构构 2）轻质混凝土混凝土结构及其他特种混凝土构及其他特种混凝土结构构 3）受侵）受侵蚀性气体或
36、液体性气体或液体严重作用的重作用的结构构 4）预应力混凝土力混凝土结构和二次受力的叠合构和二次受力的叠合结构构 5）有）有较高安全高安全储备的的结构构兰州大学网络教育学院兰州大学网络教育学院第二章第二章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构2.2.5 2.2.5 单向板肋梁楼盖配筋计算及构造要求单向板肋梁楼盖配筋计算及构造要求 1、板的配筋、板的配筋计算及构造要求算及构造要求（1）配筋）配筋计算算考考虑板的拱作用效板的拱作用效应，四周与梁整体，四周与梁整体连接的板区格，接的板区格，计算所得的弯矩算所得的弯矩值，可根据下列情况予以减少：，可根据下列情况予以减少：1）中）中间跨的跨中及中跨的跨中及中间支座
37、截面：减少支座截面：减少20%。2）边跨的跨中及从楼板跨的跨中及从楼板边缘算起的第二支座截面：当算起的第二支座截面：当 lb/l3时，aln/3钢筋的构造措施：筋的构造措施：钢筋末端一般做成半筋末端一般做成半圆弯弯钩（1级钢筋），筋），但板的上部但板的上部钢筋筋应做成直做成直钩以便撑在模板上，以便撑在模板上，这样在施工在施工时有利于保持板的有效高度。下部伸人支座的有利于保持板的有效高度。下部伸人支座的钢筋至少要筋至少要保留保留1/3跨内受力跨内受力钢筋的截面面筋的截面面积，间距不得大于距不得大于400mm。配筋方式：配筋方式：连续板中的受力板中的受力钢筋可采用弯起式或分离式配筋。筋可采用弯起式
38、或分离式配筋。兰州大学网络教育学院兰州大学网络教育学院第二章第二章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构连续板受力钢筋两种配置方式连续板受力钢筋两种配置方式一端弯起式一端弯起式两端弯起式两端弯起式分离式分离式兰州大学网络教育学院兰州大学网络教育学院第二章第二章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构连续板受力钢筋两种配置方式连续板受力钢筋两种配置方式2）构造钢筋）构造钢筋包括分布钢筋、嵌入承重墙内的板面构造钢筋、垂直于梁包括分布钢筋、嵌入承重墙内的板面构造钢筋、垂直于梁肋的板面构造钢筋、板的温度收缩钢筋。肋的板面构造钢筋、板的温度收缩钢筋。数数 量量 单单向向板板中中单单位位长长度度上上的的分分布布钢钢筋筋，截
39、截面面面面积积不不宜宜小小于于单单位位宽宽度度上上受受力力钢钢筋筋截截面面面面积积的的15%，且且不不宜宜小小于于该该方方向向板截面面积的板截面面积的0.15%。间间 距距不宜大于不宜大于250mm直直 径径不宜小于不宜小于6mm作作 用用1）浇筑混凝土时固定受力钢筋的位置）浇筑混凝土时固定受力钢筋的位置2）抵抗收缩和温度变化产生的内力）抵抗收缩和温度变化产生的内力3）承担并分布板上局部荷载产生的内力）承担并分布板上局部荷载产生的内力位位 置置与受力钢筋垂直，均匀布置于受力钢筋的内侧与受力钢筋垂直，均匀布置于受力钢筋的内侧兰州大学网络教育学院兰州大学网络教育学院第二章第二章 混凝土梁板结构混凝
40、土梁板结构2 2、次梁的配筋计算及构造要求、次梁的配筋计算及构造要求（1）正截面受弯承）正截面受弯承载力力计算算（2）斜截面受剪承）斜截面受剪承载力力计算算（3）受力）受力钢筋的弯起和截断筋的弯起和截断兰州大学网络教育学院兰州大学网络教育学院第二章第二章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构3 3、主梁的配筋计算及构造要求、主梁的配筋计算及构造要求（1）正截面受弯承）正截面受弯承载力力计算算（2）斜截面受剪承）斜截面受剪承载力力计算算（3）受力）受力钢筋的弯起和截断（按弯矩包筋的弯起和截断（按弯矩包络图确定）确定）（4）附加横向）附加横向钢筋筋附加箍筋（附加箍筋（优先采用）或附加吊筋先采用）或附加吊筋
41、主梁、次梁和板在主梁支座主梁、次梁和板在主梁支座处的配筋关系的配筋关系兰州大学网络教育学院兰州大学网络教育学院第二章第二章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构附加横向钢筋布置附加横向钢筋布置s=2h1+3b兰州大学网络教育学院兰州大学网络教育学院第二章第二章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构2.3 2.3 双向板肋梁楼盖设计双向板肋梁楼盖设计2.3.1 双向板肋梁楼盖按双向板肋梁楼盖按弹性理性理论计算算结构内力构内力2.3.2 钢筋混凝土双向板极限承筋混凝土双向板极限承载力分析力分析2.3.3 双向板肋梁楼盖按塑性理双向板肋梁楼盖按塑性理论计算步算步骤2.3.4 双向板肋梁楼盖的配筋双向板肋梁楼盖的配筋
42、计算与构造要求算与构造要求兰州大学网络教育学院兰州大学网络教育学院第二章第二章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构2.3.12.3.1双向板肋梁楼盖按弹性理论计算结构内力双向板肋梁楼盖按弹性理论计算结构内力1、单块矩形双向板（矩形双向板（单区格双向板）区格双向板）根据板四周的支承情况和板两个方向跨度的比根据板四周的支承情况和板两个方向跨度的比值，将按，将按弹性理性理论的的计算算结果制成数字表格，供果制成数字表格，供设计时查用。用。均布荷均布荷载作用下，按附表作用下，按附表2计算板的弯矩：算板的弯矩：m=表中弯矩系数表中弯矩系数pl2兰州大学网络教育学院兰州大学网络教育学院第二章第二章 混凝土梁板结构
43、混凝土梁板结构2 2、多跨连续双向板（多区格双向板）、多跨连续双向板（多区格双向板）（1）板跨中最大正弯矩板跨中最大正弯矩计算（活荷算（活荷载棋棋盘式布置式布置）分分为两种荷两种荷载情况：情况：满布同向荷布同向荷载 满布反向荷布反向荷载（2）支座）支座处板最大板最大负弯矩弯矩计算（活荷算（活荷载近似按近似按满布）布）近似将恒近似将恒载及活荷及活荷载作用在所有区格板上，作用在所有区格板上，则各内部区各内部区格板均按四格板均按四边固定板固定板计算支座弯矩。算支座弯矩。兰州大学网络教育学院兰州大学网络教育学院第二章第二章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构荷载棋盘式布置荷载棋盘式布置兰州大学网络教育学院兰
44、州大学网络教育学院第二章第二章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构3 3、双向板楼盖支承梁内力计算、双向板楼盖支承梁内力计算由每区格四角按由每区格四角按45对角角线将区格划分将区格划分为四四块，这样所形所形成的成的图形是三角形和梯形。按照此形状每形是三角形和梯形。按照此形状每块上的恒上的恒载和活和活载传递给相相邻的支承梁。不考的支承梁。不考虑板的板的连续性。性。兰州大学网络教育学院兰州大学网络教育学院第二章第二章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构2.3.2 2.3.2 钢筋混凝土双向板极限承载力分析钢筋混凝土双向板极限承载力分析1、双向板肋梁楼盖受力特点、双向板肋梁楼盖受力特点四四边简支双向板在均布荷支
45、双向板在均布荷载作用下的作用下的试验研究大致研究大致经过以下四个以下四个阶段：段：弹性、开裂、与裂性、开裂、与裂缝相交的相交的钢筋屈服、形成筋屈服、形成机构。机构。长跨方向的最大弯矩并不跨方向的最大弯矩并不发生在跨中截面，二是在离板生在跨中截面，二是在离板边1/2短跨跨短跨跨长处，板，板传给四四边支座的支座的压力沿力沿边长不是均匀分不是均匀分布的，而是中部大、两端小。布的，而是中部大、两端小。兰州大学网络教育学院兰州大学网络教育学院第二章第二章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构双向板破坏时裂缝分布双向板破坏时裂缝分布兰州大学网络教育学院兰州大学网络教育学院第二章第二章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构
46、2 2、塑性铰线及其确定、塑性铰线及其确定板中板中连续的一些截面均出的一些截面均出现塑性塑性铰，连在一起称在一起称为塑塑性性铰线。板的极限荷板的极限荷载：当板中出：当板中出现足足够数量的塑性数量的塑性铰线后，后，板成板成为机机动体系，达到其承体系，达到其承载能力极限状能力极限状态而破坏，而破坏，这时板所承受的荷板所承受的荷载为板的极限荷板的极限荷载。板中塑性板中塑性铰线的分布形式与以下因素有关：的分布形式与以下因素有关：(1)板的平面形状板的平面形状 (2)周周边支承条件支承条件 (3)两方向跨中、支座的配筋量两方向跨中、支座的配筋量 (4)荷荷载类型等型等兰州大学网络教育学院兰州大学网络教育
47、学院第二章第二章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构3 3、结构极限承载力分析的基本原理、结构极限承载力分析的基本原理v钢筋混凝土双向板具有一定的塑性性筋混凝土双向板具有一定的塑性性质和塑性和塑性变形能力，采形能力，采用塑性理用塑性理论进行行计算与算与实际较符合，且可符合，且可节省省钢筋。筋。v双向板双向板为高次超静定高次超静定结构，按塑性理构，按塑性理论求精确解很困求精确解很困难，只，只能求得上限解和下限解。常用方法有极限平衡法和能量法。能求得上限解和下限解。常用方法有极限平衡法和能量法。v基本假定基本假定n(1)在最大弯矩在最大弯矩处形成塑性形成塑性铰线n(2)塑性塑性铰线为直直线n(3)板板块
48、视为刚性平面性平面n(4)最危最危险塑性塑性铰线，最小极限荷，最小极限荷载n(5)塑性塑性铰线上只作用常量弯矩上只作用常量弯矩兰州大学网络教育学院兰州大学网络教育学院第二章第二章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构计算方法计算方法在在实际工工程程设计中中，对于于承承受受均均布布荷荷载的的矩矩形形板板，板板的的正正塑塑性性铰线可可采采用用一一种种固固定定的的分分布布形形式式，即即板板角角部部的的斜斜向向塑塑性性铰线与板与板夹角取角取45。，兰州大学网络教育学院兰州大学网络教育学院第二章第二章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构计算方法计算方法v正塑性正塑性铰线 ，v负塑性塑性铰线 ，v由虚功原理，可得由虚功
49、原理，可得对于极限分析问题，板配筋已知，则全部弯矩已知，由上式可求得极限荷对于极限分析问题，板配筋已知，则全部弯矩已知，由上式可求得极限荷载载p。对于极限设计问题，对于极限设计问题，p已知，但还有已知，但还有6个弯矩值需确定，因此需确定其中个弯矩值需确定，因此需确定其中5个值，按照弯矩值的比值关系，选取个值，按照弯矩值的比值关系，选取、值，根据工程经验，通常选用值，根据工程经验，通常选用值宜在值宜在12.5之间选取，常取之间选取，常取2。兰州大学网络教育学院兰州大学网络教育学院第二章第二章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构2.3.3 2.3.3 双向板肋梁楼盖按塑性理论计算步骤双向板肋梁楼盖按塑性
50、理论计算步骤v计算步算步骤（1）将楼盖划分）将楼盖划分为不同的双向板区格不同的双向板区格（2）从中央区格开始，确定荷）从中央区格开始，确定荷载 ，选定定 和和 各各值，求出求出该区格板的跨中弯矩区格板的跨中弯矩 、以及支座弯矩以及支座弯矩 、。（3）将支座弯矩）将支座弯矩值作作为相相邻区格板的共界弯矩区格板的共界弯矩值，依次向外，依次向外计算各算各区格板，直至楼盖的区格板，直至楼盖的边区格板和角区格板区格板和角区格板 计算公式算公式兰州大学网络教育学院兰州大学网络教育学院第二章第二章 混凝土梁板结构混凝土梁板结构2.3.4 2.3.4 双向板肋梁楼盖的配筋计算与构造要求双向板肋梁楼盖的配筋计算