混凝土结构设计楼盖和楼梯.ppt

混凝土结构设计,楼盖和楼梯,主要内容：,受弯构件塑性铰和结构内力重分布 单向板肋梁楼盖设计 双向板肋梁楼盖设计,重点：,单向板与双向板 受弯构件的塑性铰和超静定结构内力重分布 单向板肋梁楼盖设计,,2.1 概 述,,1 楼盖是房屋建筑中的主要承重结构之一,,,(a) 单向板肋梁楼盖,2.1 概 述,楼盖结构类型 (types of floor systems),,柱,,主梁,,,,次梁,(b) 双向板肋梁楼盖,,2.1 概 述,,,梁,,,,2.1 概 述,(c) 无梁楼盖,(d) 密肋楼盖,,,2.1 概 述,,,(e) 井式楼盖,(f) 扁梁楼盖,2.1 概 述,,,2 楼盖结构选型,按施工方法，混凝土楼盖可分为： 现浇混凝土楼盖装配式混凝土楼盖装配整体式混凝土楼盖按结构形式，现浇混凝土楼盖可分为：单向板肋梁楼盖双向板肋梁楼盖无梁楼盖密肋楼盖井式楼盖扁梁楼盖,2.1 概 述,,,3 单向板与双向板,单向板：荷载作用下，只在一个方向或主要在一个方向弯曲的板2.1 概 述,双向板：荷载作用下，在两个方向弯曲， 且不能忽略任一方向弯曲的板2.1 概 述,,《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010)规定： （1） 对两边支承的板，应按单向板计算。

（2） 对于四边支承的板l/b≤2.0时，应按双向板计算；2.0

② 梁格布置应力求规整，板的厚度一致，梁截面尺寸应尽量统一；柱网宜为正方形或矩形；梁系应尽可能连续贯通以加强楼盖整体性，并便于设计和施工③ 梁、板尽量布置成等跨2.2 单向板肋梁楼盖设计（按弹性）,荷载的传递：,,,,,,,荷载,,板,,次梁,,,,主梁,,,,,,,,2.2 单向板肋梁楼盖设计（按弹性）,,,,,荷载的计算：,① 板承受均布荷载支承在次梁或墙上，其支座按不动铰支座考虑② 次梁承受由板传来的荷载及次梁的自重，也都是均布荷载；次梁支承在主梁上，其支座按不动铰支座考虑③ 主梁承受次梁传来的荷载及主梁的自重，都是集中荷载；主梁支承在砖柱（或砖墙）上时，其支座按不动铰支座考虑；当主梁与柱整浇时梁柱线刚度比大于5，可视为不动铰支座，线刚度比相当（小于3）则按框架梁计算,,,,计算简图,2 单向板肋梁楼盖按弹性理论方法计算结构内力,2.2 单向板肋梁楼盖设计（按弹性）,,,（1） 板,1）计算单元：1m宽板带 2） 荷 载 ：均布荷载 3） 连 续 梁 ：次梁、墙作为板的不动铰支座 4）计算跨度：中间跨 ：边跨（边支座为砌体墙）：通常a为120mm,（2） 次梁,1）荷载范围 ：次梁左右各半跨板 2） 荷 载 ：均布荷载 恒载：次梁左右各半跨板自重、次梁自重活载：次梁左右各半跨板上活载,2.2 单向板肋梁楼盖设计（按弹性）,2 单向板肋梁楼盖按弹性理论方法计算结构内力,,,3） 连 续 梁 ： 时，认为主梁是次梁的不动铰支座，否则应取交叉梁系进行分析4）计算跨度：中间跨 ：边跨（边支座为砌体墙）：通常a为240mm,（3） 主梁,1）荷载范围 ：主梁左右各半个主梁间距，次梁左右各半个次梁间距 2） 荷 载 ：集中荷载3） 连 续 梁 ：当 较小，可将柱作为主梁的不动铰支座框 架 ： 时，应考虑柱对主梁的转动约束作用 4）计算跨度 ：与次梁相同，通常a为370mm,2.2 单向板肋梁楼盖设计,2 单向板肋梁楼盖按弹性理论方法计算结构内力,2.2 单向板肋梁楼盖设计（按弹性）,,,,连续梁、板的计算跨度,(a) 边跨,(a) 中间跨,2 单向板肋梁楼盖按弹性理论方法计算结构内力,2.2 单向板肋梁楼盖设计（按弹性）,,,板和次梁的折算荷载,为了考虑次梁或主梁的抗扭刚度对内力的影响，采用增大恒载，减小活载的办法，即：,板,次梁,2 单向板肋梁楼盖按弹性理论方法计算结构内力,2.2 单向板肋梁楼盖设计（按弹性）,次梁抗扭刚度对板的影响,,,2 单向板肋梁楼盖按弹性理论方法计算结构内力,2.2 单向板肋梁楼盖设计（按弹性）,恒荷载保持不变,荷载的最不利组合,连续梁的实际跨数 5跨时：按5跨计算实际跨数< 5跨时：按实际跨数考虑,,,2.2 单向板肋梁楼盖设计（按弹性）,活荷载不利布置规律： （1）求某跨跨中 ，该跨布置活荷载，然后隔跨布置 （2）求某跨跨中 或 ，左、右跨布置活荷载，然后隔跨布置 （3）求某支座 ，该支座左、右跨布置活荷载，然后隔跨布置 （4）求某支座 ，与（3）相同,活荷载不利布置 （等跨或跨度差 10%且各跨受荷相同的连续梁）,,,2.2 单向板肋梁楼盖设计（按弹性）,,,活荷载在不同跨间时的弯矩图和剪力图,2.2 单向板肋梁楼盖设计（按弹性）,,,内力包络图,由内力叠合图形的外包线构成，它反映出各截面可能产生的最大内力值，是设计时选择截面和布置钢筋的依据。

均布荷载作用下五跨连续梁的内力叠合图和内力包络图,2.2 单向板肋梁楼盖设计（按弹性）,,,内力计算,连续梁在各种荷载作用下，可按一般结构力学方法计算内力对于等跨连续梁（或连续梁各跨跨度相差不超过10%），可由附表查出相应的内力系数，利用下列公式计算跨内或支座截面的最大内力在均布及三角形荷载作用下：,在集中荷载作用下：,,2.2 单向板肋梁楼盖设计（按弹性）,,,2.2 单向板肋梁楼盖设计（按弹性）,简单例子说明：,两跨连续梁，l0=6.0m，在每跨三分点处作用集中荷载，其中恒载G=50kN，活载Q=100kN,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,2.2 单向板肋梁楼盖设计（按弹性）,例题：某单向板肋型楼盖的主梁如图所示承受由次梁传来的恒荷载设计值G1=56.58kN，活载设计值Q=78.0kN，梁自重折算的集中荷载设计值G2=8.44kN，试作出该梁的弯矩包络图和剪力包络图解：,1.求恒荷载与活荷载作用下的内力,恒荷载：,活荷载：,,,2.2 单向板肋梁楼盖设计（按弹性）,,,,,,,,,,①,②,④,③,⑤,项次,荷载图,,跨内弯矩,支座弯矩,剪力,,,,,,M1,M2,MB,MC,VA,VB左,VB右,VC左,,,,,,,,,0.244,95.19,0.067,26.14,-0.267,-104.16,,,-0.267,-104.16,0.733,47.66,-1.267,-82.38,1.000,65.02,-1.000,-65.02,,,,,,,,,0.289,136.6,-0.133,-62.56,-0.133,-62.56,-0.133,-62.56,0.866,67.55,-1.134,-88.45,0,0,0,0,,,,,,,,,0.200,93.60,-0.133,-62.56,-0.133,-62.56,-0.133,-10.37,-0.133,-10.37,1.000,78.00,-1.000,-78.00,,,,,,,,,0.229,108.24,0.170,79.56,-0.311,-146.28,-0.089,-41.86,0.689,53.74,-1.311,-102.56,1.222,95.32,-0.778,-60.68,,,,,,,,,-0.229,-108.24,-0.170,-79.56,0.311,146.28,0.089,41.86,0.778,60.68,-1.222,-95.32,1.311,102.56,-0.689,-53.74,,,2.2 单向板肋梁楼盖设计（按弹性）,2.作弯矩和剪力包络图,,,,,,,,,,,,,,,,+119.74,,,,,,,,+115.21,,,-27.81,,,-170.83,,,-170.83,,+65.02,,,0,,-65.02,,,-65.02,,,,,,,,,,,,控制截面及其内力,控制截面：对受力钢筋计算起控制作用的截面梁跨以内：包络图中正弯矩最大值（配正钢筋）负弯矩绝对值最大值 （配负钢筋）支 座 ：支座边缘处负弯矩最大值,2 单向板肋梁楼盖按弹性理论方法计算结构内力,2.2 单向板肋梁楼盖设计（按弹性）,,MC,,M,VC,V,,,单向板肋梁楼盖按弹性理论设计步骤,,（1） 平面布置 （2） 计算简图 （3） 内力计算，内力组合 （内力包络图 ） （4） 截面设计 （5） 施工图,按弹性理论计算内力存在的问题,（1） 内力计算与截面设计不协调 （2） 浪费材料 （3） 支座钢筋过密，施工质量不易保证,2 单向板肋梁楼盖按弹性理论方法计算结构内力,2.2 单向板肋梁楼盖设计（按弹性）,,,2.2 受弯构件塑性铰和结构内力重分布,1 受弯构件的塑性铰 （plastic hinge）,,塑性铰的形成,在钢筋屈服截面，从钢筋屈服到达到极限承载力，截面在外弯矩增加很小的情况下产生很大转动，表现得犹如一个能够转动的铰，称为“塑性铰” 。

钢筋混凝土受弯构件的塑性铰,,,1 受弯构件的塑性铰,,,,塑性转角及塑性铰的转动能力（plastic rotation capacity）,塑性铰转角：,塑性铰的转动能力 ：,影响塑性铰转动能力的因素：,（1）钢筋种类受拉纵筋采用软钢（HPB300，HRB335，HRB400，RRB400级钢筋）时， 较大 （2）受拉纵筋配筋率 较低时， 较大 值直接与塑性铰转动能力有关 （3）混凝土的极限压缩变形极限压缩变形大， 较大混凝土的强度等级低，箍筋用量多或受压区纵筋较多时，都能增加混凝土的极限 压缩变形2.2 受弯构件塑性铰和结构内力重分布,,,1 受弯构件的塑性铰,,,,,塑性铰的特点,（1） 塑性铰实际上具有一定长度，分析时可认为是一个截面； （2） 塑性铰能承受定值弯矩，即截面的屈服弯矩； （3） 对于单筋受弯构件，塑性铰只能单向转动； （4） 塑性铰的转动能力有限2.2 受弯构件塑性铰和结构内力重分布,,,2 超静定结构的塑性内力重分布,塑性内力重分布的过程 （以矩形等截面两跨连续梁为例）,两跨连续梁内力变化过程,2.2 受弯构件塑性铰和结构内力重分布,,,塑性内力重分布的幅度,指截面弹性弯矩与该截面塑性铰所能负担弯矩的差值，通常以相对值表达 ：,,塑性内力重分布的设计考虑,（1） “充分的内力重分布” （2）“不充分的内力重分布” （3）一个截面的屈服并不意味着结构破坏 （4） 塑性铰截面不必考虑满足变形连续条件，必须满足平衡条件 （5） 一般调整幅度不应超过25%,。