第六章钢筋砼结构及砌体结构课件(按新规范_免费下载

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1第六章钢筋混凝土梁板结构第六章钢筋混凝土梁板结构本章提要：本章主要介绍钢筋混凝土现浇整体式单向板、双向板肋形楼盖及楼梯的结构布置原则、计算简图确定、内力计算方法、截面设计要点及相关的构造要求，并附有单向板、双向板肋形楼盖及楼梯的设计算例及配筋图。 2第一节概述第二节整体式单向板肋形楼盖第三节整体式单向板肋形楼盖设计计算实例第四节整体式双向板肋形楼盖第五节楼梯第六章钢筋混凝土梁板结构 3第一节概述第六章钢筋混凝土梁板结构钢筋混凝土梁板结构应用十分广泛，楼盖是典型的梁板结构。按施工方法分为：现浇整体式楼盖；装配式楼盖；装配整体式楼盖按结构型式分为：单向板肋梁楼盖；双向板肋梁楼盖；井式楼盖；无梁楼盖 4第六章钢筋混凝土梁板结构 5一、现浇整体式楼盖现浇整体楼盖整体性好、抗震性强、防水性好，在实际工程中应用较普遍。1.现浇肋形楼盖第六章钢筋混凝土梁板结构 62.井式楼盖第六章钢筋混凝土梁板结构 73.无梁楼盖第六章钢筋混凝土梁板结构 8二、装配式楼盖组成：预制梁、预制板。特点：构件工业化生产、施工速度快、整体性差、不便于开洞。三、装配整体式楼盖组成：由部分预制、部分现浇的梁板组成。特点：整体性较好、节省模板、需进行混凝土二次浇灌。第六章钢筋混凝土梁板结构 9第二节整体式单向板肋形楼盖一、基本知识1.单向板的概念在荷载作用下，沿单向传力受弯的板，称单向板。2.单、双向板的有关规定1）两对边支承的板，应按单向板计算。2）时，应按双向板计算。3）时，宜按双向板计算。4）时，宜按沿短边方向受力的单向板计算。第六章钢筋混凝土梁板结构 103.单向板的荷载传递路线荷载→板→次梁→主梁→柱或墙。4.单向板肋梁楼盖的设计内容1）结构平面布置；2）确定板、次梁和主梁的结构计算简图；3）内力计算；4）截面承载力计算，配筋及构造；5）绘制楼盖结构施工图。第六章钢筋混凝土梁板结构 11二、结构平面布置1.布置任务根据建筑设计，确定柱网和梁格布置。2.布置原则1）满足房屋使用要求;2）结构受力合理;3）节约材料，降低造价。3.布置方案1）主梁沿横向布置2）主梁沿纵向布置3）常用跨度单向板：（1.7~2.7）m次梁：（4~6）m主梁：（5~8）m第六章钢筋混凝土梁板结构 12三、确定板、次梁和主梁的结构计算简图1.荷载计算作用在楼盖上的荷载通常为均布恒载和活载。板、次梁及主梁的荷载计算范围如图所示。第六章钢筋混凝土梁板结构 13板、次梁承受均布荷载，主梁承受由次梁传来的集中荷载及其自重折算的集中荷载。第六章钢筋混凝土梁板结构 142.支承条件1）梁、板支承在砖墙上时，可按铰支（或简支）考虑。2）板支承在次梁上（或次梁支承在主梁上），板（或次梁）的支座可视为可动铰支座。3）主梁支承在钢筋混凝土柱上，当主梁与柱的线刚度比大于５时，可视为铰支于柱上。考虑次梁的抗扭刚度对板内力的影响（或主梁对次梁）如图示，采用增大恒载，减小活载的办法，即采用折算荷载：第六章钢筋混凝土梁板结构 15第六章钢筋混凝土梁板结构板次梁 163.计算跨度l0计算跨度l0是指在计算内力时所采用的跨长，可按图示连续板和梁取值。第六章钢筋混凝土梁板结构 174.计算跨数1）不超过五跨的连续梁（板），按实际跨数考虑。2）超过五跨的连续梁（板），当跨度相差不超过10％，且各跨截面尺寸及荷载相同时，可近似按五跨连续梁（板）进行计算。第六章钢筋混凝土梁板结构 18四、按弹性方法计算内力1.内力计算方法①弹性方法——将梁、板作为匀质弹性体，用结构力学法计算内力，常采用查表法。②塑性理论法——考虑钢筋混凝土的塑性变形计算内力的方法。2.弹性方法查表法等跨度等截面的连续梁、板可由附表查出相应的内力系数，利用公式计算跨内或支座截面的最大内力。第六章钢筋混凝土梁板结构 193.活荷载的不利布置为计算各截面的最不利内力，需对活荷载进行最不利布置。恒荷载按实际情况布置。活荷载按下列原则布置：1）求某跨跨中最大正弯矩时，应该在该跨布置活荷载然后向其左右每隔一跨布置活荷载。2）求某跨跨中最大负弯矩时，应在该跨不布置活荷载而在相邻两跨布置活荷载然后向左右每隔一跨布置活载。3）求某支座截面最大负弯矩时，应在该支座左右两跨布置活荷载，然后向左右每隔一跨布置活荷载。4）求某支座左、右截面最大剪力时，应在该支座的左右两跨布置活荷载然后向左右每隔一跨布置活荷载。第六章钢筋混凝土梁板结构 204.内力包络图首先计算恒荷载作用下各控制截面的内力（弯矩、剪力），然后分别叠加各种最不利活荷载布置时相应截面的内力（弯矩、剪力），即可得到各控制截面可能出现的最不利内力，其外包线即为内力包络图。内力包络图是设计板、梁构件的内力依据。以三跨均布荷载为例说明。第六章钢筋混凝土梁板结构 215.支座截面计算内力的确定设计整体肋形楼盖时，考虑支承宽度的影响。在承载力计算中应取支座边缘处的内力作为支座截面配筋计算的依据。支座边缘截面的弯矩设计值：支座边缘截面的剪力设计值：对均布荷载对集中荷载：第六章钢筋混凝土梁板结构 22五、塑性理论法计算内力1.塑性铰的概念构件从受拉钢筋进入屈服到受压区混凝土达到极限压应变前，产生较大转动的塑性充分发展的区域，称为“塑性铰”。2.塑性铰的特点1）沿弯矩作用方向发生单向转动。2）只能在有限范围内转动。3）在转动时能承受一定的弯矩。第六章钢筋混凝土梁板结构 233.塑性内力重分布的基本原理1）钢筋混凝土连续梁达到承载力极限状态的标志是出现足够的塑性铰，整个结构形成可变体系。2）塑性铰出现前，连续梁的弯矩服从弹性内力分布规律；塑性铰出现后，结构计算简图发生变化，各截面弯矩发生变化，称为塑性内力重分布。3）考虑塑性内力重分布计算，仍需符合力的平衡条件。4）可通过控制支座、跨中截面的配筋，来控制塑性铰出现的顺序和位置。第六章钢筋混凝土梁板结构 24４.塑性内力重分布计算的基本原则1）为保证调幅截面的塑性铰具有足够的转动能力，并限制裂缝宽度，应使调幅截面受压区高度不超过0.35，且不小于0.10。2）对钢筋混凝土梁的支座截面负弯矩调幅幅度不宜大于25%；对钢筋混凝土板的负弯矩调幅幅度不宜大于20%。3）选用具有较大塑性变形性能的钢筋，见第一章表1-1。第六章钢筋混凝土梁板结构 255.塑性内力重分布的计算方法常采用调幅法——将构件按弹性方法计算的截面绝对值最大弯矩值和剪力值进行适当的调整(降低)，以考虑塑性变形所引起的内力重分布。对均布荷载作用下的等跨连续梁、板按如下方法计算：1）板和次梁的跨中及支座弯矩：式中---弯矩系数，可查表。2）次梁支座剪力：式中——剪力系数，可查表。第六章钢筋混凝土梁板结构 26第六章钢筋混凝土梁板结构6.计算跨度 277.适用条件因按内力塑性重分布理论计算可导致构件裂缝和变形较大，故下列情况下不应采用塑性计算方法计算：1）使用阶段不允许开裂的结构；2）要求可靠度较高的结构（如主梁）；3）受动力和疲劳荷载作用的结构；4）处于三a、三b类环境中的结构。第六章钢筋混凝土梁板结构 28六、截面配筋计算及构造要点（一）板的计算和构造要点1.板的计算1）板的计算宽度可取为1m，按单筋矩形截面进行截面配筋设计；2）支承在次梁或砖墙上的连续板，一般可按内力塑性重分布的方法计算；3）板一般能满足斜截面抗剪承载力要求，设计时可不进行受剪承载力计算。4）考虑板的拱作用效应。四周与梁整体连接的单向板，计算所得的中间跨的跨中及中间支座截面弯矩值可减少20%。第六章钢筋混凝土梁板结构 295）对跨度大或荷载大或情况特殊的板需进行变形和裂缝的验算；第六章钢筋混凝土梁板结构 302.板的构造要求1）板的支承长度应满足其受力钢筋在支座内锚固的要求，且不小于板厚，当搁置在砖墙上时，不小于120mm；2）板中受力钢筋和分布钢筋的要求同第三章所述。3）受力钢筋的配筋方式：弯起式配筋钢筋的锚固较好，节约钢材，但施工较复杂，工程应用较少。分离式配筋钢筋的锚固稍差，耗钢量略高，但设计和施工都比较简便，工程中常用。采用分离式配筋的多跨板，板底钢筋宜全部伸入支座。第六章钢筋混凝土梁板结构 31（a）弯起式；（b）分离式第六章钢筋混凝土梁板结构 32当q/g≤3时，当q/g＞3时，4）嵌入墙内的板面应设置附加钢筋（自学辅导）。第六章钢筋混凝土梁板结构 335）垂直于主梁的板面构造钢筋。构造钢筋间距不大于200mm，且单位长度内的总截面面积不宜小于板中单位宽度内受力钢筋截面面积1/3。第六章钢筋混凝土梁板结构6）板内孔洞周边应设置附加钢筋（自学辅导）。 34（二）次梁计算与构造要求1.次梁的计算要点1）次梁的内力可按塑性理论计算。2）正截面受弯承载力计算时，跨中按T形截面计算，其翼缘计算宽度按《规范》取用；支座按矩形截面计算。3）斜截面受剪承载力计算和挠度及裂缝宽度验算同前。2.次梁的构造要求1）次梁受力钢筋的布置方式也有弯起式和分离式。受力钢筋的弯起和截断应通过抵抗弯矩图，并符合有关构造规定。第六章钢筋混凝土梁板结构 352）为简化计算，当次梁相邻跨度相差不超过20%，且均布活荷载与恒荷载设计值比q/g<3时，其纵向受力钢筋的弯起和切断的位置可下图确定。第六章钢筋混凝土梁板结构次梁的配筋构造要求①、④—弯起钢筋可同时用于抗弯和抗剪；②—架立钢筋兼负钢筋；③—弯起钢筋或鸭筋仅用于抗剪 36（三）主梁计算与构造要求1.主梁计算特点①为了简化计算，可将主梁的自重折算成集中荷载计算。②主梁按弹性理论方计算内力。③主梁的截面有效高度：主梁负筋位于次梁和板的负筋之下，故截面有效高度可按如下取值：第六章钢筋混凝土梁板结构 37第六章钢筋混凝土梁板结构④正截面受弯承载力计算时，跨中按T形截面，支座按矩形截面计算。⑤斜截面受剪承载力计算和挠度及裂缝宽度验算同前。 382.主梁的构造要求1）主梁受力钢筋的布置方式也有弯起式和分离式。受力钢筋的弯起和截断应通过抵抗弯矩图，并符合有关构造规定。2）附加横向钢筋①作用：承担主、次梁相交处次梁传给主梁的集中荷载，防止主梁在集中力作用下发生局部破坏。②种类：附加横向箍筋、吊筋或两者都有。宜优先采用附加箍筋。第六章钢筋混凝土梁板结构 39③设置位置：如图示范围。第六章钢筋混凝土梁板结构 40④附加横向钢筋计算如集中力Ｆ全部由吊筋承受时，其总截面面积为注：应为左、右弯起段截面面积之和如集中力Ｆ同时由附加吊筋和箍筋承受时，应满足下列条件：第六章钢筋混凝土梁板结构 41一、双向板的受力特点及试验结果1.双向板的受力特点双向板上的荷载向两个方向传递，双向板在两个方向上发生弯曲并产生内力。第六章钢筋混凝土梁板结构第四节整体式双向板肋形楼盖 422.双向板的板底和板顶裂缝开展a）正方形板板底裂缝；b）正方形板板顶面裂缝；c）矩形板板底裂缝第六章钢筋混凝土梁板结构 43二、双向板按弹性理论计算内力双向板的内力分析方法：弹性理论计算、塑性理论计算。常用弹性理论计算法。按弹性理论方法计算时，常采用简化法，即根据双向板四边支承条件，查相应的计算用表。1.单跨双向板的计算跨中弯矩Ｍ或支座弯矩M＇计算公式：式中ｇ，ｑ—作用于板上的恒载和活载的设计值；—计算跨度。表中弯矩系数可根据不同的支承条件，从附表2的查得。第六章钢筋混凝土梁板结构 442.多跨连续板的计算考虑活荷载的不利位置，利用单跨双向板的计算图表进行计算。第六章钢筋混凝土梁板结构（1）跨中最大正弯矩计算活载按棋盘式布置，如图所示。 45计算步骤：1）求某区格跨中最大正弯矩，首先在该区各布置ｇ＋ｑ／２的荷载；此时，凡是内边界按固定，凡是外边界按实际支承情况，按单跨双向板计算其跨中第一部分弯矩。2）再将该区格布置+ｑ/2的荷载；此时，凡是内边界按简支，凡是外边界按实际支承情况，按单跨双向板计算其跨中第二部分弯矩。3）最后，将相应方向两部分跨中弯矩值叠加，即可求出该区各双向板的跨中最大弯矩。第六章钢筋混凝土梁板结构 46（2）支座处最大负弯矩计算将活载布满所有区格；此时，凡是内边界按固定，凡是外边界按实际支承情况，按单跨双向板分别计算相邻两跨同一支座两侧的弯矩，并取平均值或最大值，即为该支座的最大负弯矩。第六章钢筋混凝土梁板结构 47三、截面配筋计算及构造要点1）板的有效高度ｘ方向为短边时，；ｙ方向为长边时，（沿长边方向的钢筋位于短边钢筋内侧）。2）受力钢筋的配筋方式有弯起式和分离式，一般采用分离式。四、计算示例（自学辅导）第六章钢筋混凝土梁板结构 48一、楼梯的类型与组成1.类型按施工方法分为整体式和装配式。按梯段的结构形式分为板式和梁式。第六章钢筋混凝土梁板结构第五节楼梯2.组成1）板式楼梯组成:平台板、平台梁、梯段板。荷载传递路线：踏步板——平台梁——墙柱。 492）梁式楼梯组成:平台板、平台梁、踏步板、斜梁。荷载传递路线：踏步板——梯段梁——平台梁——墙柱。第六章钢筋混凝土梁板结构 50二、钢筋混凝土现浇板式楼梯计算与构造1.梯段板1）取1m宽板带作为计算单元，按单筋矩形截面进行截面配筋计算；2）按简支于上、下平台梁的简支板计算，计算简图如图示。第六章钢筋混凝土梁板结构 513）梯段板在竖向荷载作用下的内力：如考虑平台梁对踏步板的约束作用，可取：第六章钢筋混凝土梁板结构 52第六章钢筋混凝土梁板结构4）配筋方式通常采用分离式。在垂直受力筋方向按构造要求配置分布筋，每踏步至少有1根分布筋。 532.平台板当板的两端均与梁整体连接时，板跨中弯矩可取：当板的一端支承在平台梁上，而另一端支承在墙上时，跨中弯矩为平台板的配筋方式及构造要求与普通板一样。第六章钢筋混凝土梁板结构 543.平台梁一般按单跨简支梁计算。承受梯段板、平台板传来的荷载及平台梁自重；荷载按沿梁长均布考虑。平台梁配筋和构造要求与一般梁板结构相同。第六章钢筋混凝土梁板结构 55三、钢筋混凝土现浇梁式楼梯计算与构造1．踏步板1）取1个踏步作为计算单元，按两端支承在斜梁上的单向板进行截面配筋设计；2）每个踏步下不少于的受力钢筋，且布置在踏步下面的斜板中，分布筋间距不大于250mm。第六章钢筋混凝土梁板结构 562．梯段斜梁1）竖向荷载作用下的内力（如图）：2）梯段斜梁配筋及构造要求与一般梁相同。第六章钢筋混凝土梁板结构 573.平台板与平台梁平台板的计算和构造要求与板式楼梯平台板相同。平台梁承受平台板传来的均布荷载，梯段斜梁传来的集中力及平台梁自身的均布荷载。平台梁的配筋和构造要求与一般梁相同。第六章钢筋混凝土梁板结构