水工钢筋混凝土之钢筋混凝土肋形结构及刚架结构.ppt

第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.1 概 述第九章第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构钢筋混凝土肋形结构及刚架结构概概 述述 v　肋形结构是由板和支承板的梁所组成的板梁结构　　肋形结构是由板和支承板的梁所组成的板梁结构　　　板、次梁和主梁组成的整体式楼盖板、次梁和主梁组成的整体式楼盖第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.1 概 述v　　水电站厂房上部结构是由屋面板、纵梁、屋面大梁及水电站厂房上部结构是由屋面板、纵梁、屋面大梁及柱组成的空间结构柱组成的空间结构 Ø 采用手算时，空采用手算时，空间结构简化为平面结间结构简化为平面结构计算Ø 电站厂房上部结电站厂房上部结构简化为由构简化为由板与梁组板与梁组成的肋形结构成的肋形结构和由屋和由屋面大梁与柱组成的面大梁与柱组成的刚刚架结构架结构分别进行计算分别进行计算 第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.1 概 述v 板上荷载由互相垂直的板上荷载由互相垂直的两个方向的板条传给支承梁，两个方向的板条传给支承梁，荷载荷载 p 分为分为 p1及及 p2，，p1由由 l1 方向的板条承担，方向的板条承担，p2 由由 l2 方方向的板条承担。

向的板条承担 位移协调：位移协调： f1 = f2Ø l2／／l1>2时，时， p2 仅为仅为 p 的的百分之几，可不考虑百分之几，可不考虑Ø l2／／l1≤2时，应考虑板在时，应考虑板在两个方向均传递荷载两个方向均传递荷载v　梁布置不同，板上荷载传给支承梁的途径不同，板的受　梁布置不同，板上荷载传给支承梁的途径不同，板的受力情况不同力情况不同第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.1 概 述v 根据梁格布置不同，根据梁格布置不同，整体式肋形结构分为：整体式肋形结构分为：1、单向板肋形结构、单向板肋形结构Ø l2／／l1>2时，时， p绝大部绝大部分沿分沿 l1 传到次梁，板当作传到次梁，板当作支承在次梁上的梁计算，支承在次梁上的梁计算，称为单向板称为单向板Ø 计算及构造简单，施计算及构造简单，施工方便第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.1 概 述2、双向板肋形结构、双向板肋形结构Ø　　l2／／l1≤2时，时， p沿两个沿两个方向传到四边的支承梁，方向传到四边的支承梁，须进行两个方向的内力计须进行两个方向的内力计算，算，称为双向板。

称为双向板Ø　经济美观，计算、构　经济美观，计算、构造及施工较复杂造及施工较复杂v　肋形结构设计步骤：　肋形结构设计步骤：　梁格布置，计算简图，　梁格布置，计算简图，内力计算，截面设计，配内力计算，截面设计，配筋图 第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.2 单向板肋形结构的结构布置和计算简图 9.1 9.1 单向板肋形结构的结构布置和计算简图单向板肋形结构的结构布置和计算简图 9.1.1 9.1.1 梁格布置梁格布置1、梁格布置首先要满足使用要求梁格布置首先要满足使用要求　　布置时要考虑：　　布置时要考虑：Ø　　建筑物的平面尺寸建筑物的平面尺寸Ø　柱网布置　柱网布置Ø　洞口位置　洞口位置Ø　荷载大小　荷载大小等因素等因素第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.2 单向板肋形结构的结构布置和计算简图 v　在民用与工业建筑中，单向板通常有三种方案：　在民用与工业建筑中，单向板通常有三种方案：Ø　主梁横向布置，次梁纵向布置 优点：优点：l　主梁和柱可形成横向主梁和柱可形成横向框架，横向抗侧移刚度大；框架，横向抗侧移刚度大；l　各榀横向框架间由纵　各榀横向框架间由纵向次梁相连，房屋的整体向次梁相连，房屋的整体性较好。

性较好l　外纵墙处仅设次梁，故窗户高度可开得大一些，对采光　外纵墙处仅设次梁，故窗户高度可开得大一些，对采光有利第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.2 单向板肋形结构的结构布置和计算简图 Ø　　主梁纵向布置，次梁横向布置 优点：优点：l　增加了室内净空；增加了室内净空；l　可集中通风　可集中通风缺点：缺点：l　房屋的横向刚度较差；　房屋的横向刚度较差；l　次梁支承在窗过梁上　次梁支承在窗过梁上限制了窗洞的高度限制了窗洞的高度 第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.2 单向板肋形结构的结构布置和计算简图 Ø　　只布置次梁，不设主梁 l　适用于有中间走道的砌体承重的混合结构房屋　适用于有中间走道的砌体承重的混合结构房屋 第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.2 单向板肋形结构的结构布置和计算简图 v　水电站厂房中，梁格布置时：　水电站厂房中，梁格布置时：Ø　首先要使柱子的间距满足机组布置的要求；　首先要使柱子的间距满足机组布置的要求；Ø　留出各种孔洞，安装机电设备及管道线路　　　留出各种孔洞，安装机电设备及管道线路　　梁梁格格布布置置就就比比较较不不规规则则。

第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.2 单向板肋形结构的结构布置和计算简图 　　2、梁格布置应求得经济和技术上的合理、梁格布置应求得经济和技术上的合理v　梁布得稀，省模板和省工，但板的跨度加大，板厚增　梁布得稀，省模板和省工，但板的跨度加大，板厚增加，多用混凝土，自重增大加，多用混凝土，自重增大v　梁布得密，板跨减少，板厚减薄，自重减轻，但费模　梁布得密，板跨减少，板厚减薄，自重减轻，但费模板和费工板和费工v　板面积大，板较薄时，材料省，造价低　板面积大，板较薄时，材料省，造价低v　避免　避免集中荷载直接作用在板上集中荷载直接作用在板上v　板和梁宜尽量布置成等跨度，材料省，造价经济，计　板和梁宜尽量布置成等跨度，材料省，造价经济，计算和构造简便算和构造简便第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.2 单向板肋形结构的结构布置和计算简图 Ø　　一般建筑板一般建筑板的跨度为的跨度为1.5～～2.8m，，板厚为板厚为60～～120mm　　水电站厂房　　水电站厂房发电机层的楼板，板厚常用发电机层的楼板，板厚常用120～～200mmØ　主梁跨度　主梁跨度5～～8m，次梁跨度，次梁跨度4～～6m。

Ø 梁高与跨长比值：次梁梁高与跨长比值：次梁1/18～～1/12，主梁，主梁1/15～～1/10 Ø　梁截面宽度为高度的　梁截面宽度为高度的1/2～～1/3 第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.2 单向板肋形结构的结构布置和计算简图 Ø　从主梁受力情况来　从主梁受力情况来说，图说，图a、图、图 c的布置方的布置方式比图式比图b的布置方式要的布置方式要好，因为前者所引起的好，因为前者所引起的主梁跨中弯矩较小主梁跨中弯矩较小 第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.2 单向板肋形结构的结构布置和计算简图 v　建筑物平面尺寸大，避免温度变化及混凝土干缩裂缝，　建筑物平面尺寸大，避免温度变化及混凝土干缩裂缝，应设置永久的应设置永久的伸缩缝伸缩缝　　伸伸缩缩缝缝需需将将梁梁、、柱柱分分开开，，基基础础可可不不分分开开伸伸缩缩缝缝间间距距根根据气候条件、结构型式和地基特性等情况确定据气候条件、结构型式和地基特性等情况确定v　　结结构构的的建建筑筑高高度度不不同同，，或或上上部部结结构构各各部部分分传传到到地地基基上上的的压压力力相相差差大大，，及及地地基基情情况况变变化化显显著著时时，，应应设设置置沉沉陷陷缝缝，，避免地基不均匀沉陷。

避免地基不均匀沉陷　沉陷缝　沉陷缝从基础直至屋顶全部分开从基础直至屋顶全部分开，沉陷缝可同时起伸缩，沉陷缝可同时起伸缩缝的作用缝的作用 第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.2 单向板肋形结构的结构布置和计算简图 9.1.2 9.1.2 计算简图计算简图设计时把肋形结构分解为板、次梁和主梁分别计算设计时把肋形结构分解为板、次梁和主梁分别计算v　　计算简图：计算简图：Ø　板或梁的跨数　板或梁的跨数Ø　支座性质　支座性质Ø　荷载形式　荷载形式Ø　大小及作用位　大小及作用位置置Ø　各跨的计算跨　各跨的计算跨度等第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.2 单向板肋形结构的结构布置和计算简图 第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.2 单向板肋形结构的结构布置和计算简图 1 1、支座的简化、支座的简化v　　周边搁置在砖墙上，简化为铰支周边搁置在砖墙上，简化为铰支v　板的中间支承为次梁，次梁的中间支承为主梁，可简　板的中间支承为次梁，次梁的中间支承为主梁，可简化为铰支，不考虑支承的刚性约束，引起的误差化为铰支，不考虑支承的刚性约束，引起的误差采用折算采用折算荷载荷载予以调整。

予以调整Ø　板是以边墙和次梁为　板是以边墙和次梁为铰支铰支的多跨连续板的多跨连续板Ø　次梁是以边墙和主梁为　次梁是以边墙和主梁为铰支铰支的多跨连续梁的多跨连续梁Ø　　主梁的中间支承是柱，主梁与柱的线刚度之比主梁的中间支承是柱，主梁与柱的线刚度之比大于大于4，主梁是以边墙和柱为，主梁是以边墙和柱为铰支的连续梁铰支的连续梁小于小于4，柱和主梁，柱和主梁成为成为刚架刚架计算第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.2 单向板肋形结构的结构布置和计算简图 v　　将板与次梁的中间支将板与次梁的中间支座简化为铰支座，可以自座简化为铰支座，可以自由转动，实际上是忽略了由转动，实际上是忽略了次梁对板、主梁对次梁的次梁对板、主梁对次梁的转动约束能力转动约束能力v　精确计算这种次梁　精确计算这种次梁（或主梁）的抗扭刚度对（或主梁）的抗扭刚度对连续板（或次梁）内力的连续板（或次梁）内力的有利影响颇为复杂，有利影响颇为复杂，实际实际上都是采用调整荷载的办上都是采用调整荷载的办法来加以考虑法来加以考虑 　　第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.2 单向板肋形结构的结构布置和计算简图 v　设计时应考虑活载最　设计时应考虑活载最不利的布置方式。

不利的布置方式v　所谓调整荷载，就是　所谓调整荷载，就是加大恒载减小活载加大恒载减小活载 Ø　板：　　板：　Ø　梁：　梁：Ø　主梁不作调整　主梁不作调整第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.2 单向板肋形结构的结构布置和计算简图 2 2、荷载计算、荷载计算v　　永久荷载永久荷载　　构构件件自自重重、、面面层层重重及及固固定定设设备备重重等等，，设设计计值值用用符符号号g （均布）和（均布）和 G （集中）表示集中）表示v　可变荷载　可变荷载　　人人群群荷荷载载和和可可移移动动的的设设备备等等，，设设计计值值用用符符号号 q （（均均布布））和和 Q （集中）表示考虑最不利布置方式集中）表示考虑最不利布置方式　　第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.2 单向板肋形结构的结构布置和计算简图 Ø　板取单位宽度板条计算，沿板跨方向受均载　板取单位宽度板条计算，沿板跨方向受均载 g 或或 q；；Ø　次梁承受板传来的均载　次梁承受板传来的均载 gl1 或或 qll 及次梁自重；及次梁自重；Ø　　主主梁梁承承受受由由次次梁梁传传来来的的集集载载G＝＝gl1l2或或Q＝＝ql1l2及及主主梁梁自重；自重；Ø　　主主梁梁自自重重比比次次梁梁传传来来的的荷荷载载小小得得多多，，可可折折算算成成集集载载G、、Q一一并并计算计算。

第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.2 单向板肋形结构的结构布置和计算简图 3、计算跨度、计算跨度v　板或梁计算时作为铰支　板或梁计算时作为铰支v　　按弹性方法计算时：按弹性方法计算时：Ø　弯矩计算的计算跨度　弯矩计算的计算跨度l0，，取支座中心线间的距离取支座中心线间的距离lc；； 即：即： l0= lca）与支座整体连接）与支座整体连接（（b）搁置在墩墙上）搁置在墩墙上　　 支座宽度支座宽度 b 较大时：较大时： 板板 b>0.1lc，，l0＝＝1.1ln；； 梁梁b>0.05lc，，l0＝＝1.05lnØ　剪力计算跨度　剪力计算跨度 l0=ln第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.2 单向板肋形结构的结构布置和计算简图 v　　按塑性方法计算时：按塑性方法计算时：Ø　　板：板：　　当两端与梁整体连接时：　　当两端与梁整体连接时：l0= lc 　　当两端搁支在墩墙上时：当两端搁支在墩墙上时： l0= ln+h 且且 l0<= lc 当一端与梁整体连接，另一端搁支在墙上时：当一端与梁整体连接，另一端搁支在墙上时： l0= ln+h/2 且且 l0<= lc +a/2　　　　h——板厚；板厚；a——板在墩墙上的搁置宽度板在墩墙上的搁置宽度Ø　梁　梁 …………….Ø　剪力计算跨度　剪力计算跨度 l0=ln 第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.3 单向板肋形结构按弹性理论的计算 9.2 9.2 单向板肋形结构按弹性理论的计算单向板肋形结构按弹性理论的计算v 内力计算方法有两种内力计算方法有两种:　　弹性理论　　弹性理论──水工建筑一般按弹性理论计算水工建筑一般按弹性理论计算　　考虑塑性变形内力重分布　　考虑塑性变形内力重分布第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.3 单向板肋形结构按弹性理论的计算 一、利用图表计算连续板、梁的内力一、利用图表计算连续板、梁的内力v　等跨度、等刚度连续板、梁承受均载的弯矩和剪力：　等跨度、等刚度连续板、梁承受均载的弯矩和剪力：α1、、α2和和β1、、β2——分别为弯矩系数和剪力系数；分别为弯矩系数和剪力系数； l0、、ln——分别为板、梁的计算跨度和净跨度。

分别为板、梁的计算跨度和净跨度第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.3 单向板肋形结构按弹性理论的计算 v　两端带悬臂的板或梁内力用叠加方法确定　两端带悬臂的板或梁内力用叠加方法确定第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.3 单向板肋形结构按弹性理论的计算 v　　短悬臂上有荷载时，连续板、梁的弯矩和剪力：短悬臂上有荷载时，连续板、梁的弯矩和剪力：α′、、β′——弯矩系数和剪力系数；弯矩系数和剪力系数； 　　　　　　MA——由悬臂上的荷载产生的端支座负弯矩由悬臂上的荷载产生的端支座负弯矩第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.3 单向板肋形结构按弹性理论的计算 v　　固定或移动集中荷载下的等跨连续梁弯矩和剪力：固定或移动集中荷载下的等跨连续梁弯矩和剪力：α、、β —— 弯矩系数和剪力系数；弯矩系数和剪力系数； G、、Q —— 固定和移动的集中力固定和移动的集中力第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.3 单向板肋形结构按弹性理论的计算 v　连续板或梁的　连续板或梁的跨度不等跨度不等，但，但相差不超过相差不超过10％，％，可用可用等跨度表计算。

等跨度表计算　　求支座弯矩，取相邻两个计算跨度的均值；　　求支座弯矩，取相邻两个计算跨度的均值；　　求跨中弯矩，用该跨计算跨度　　求跨中弯矩，用该跨计算跨度v 如板或梁各跨的如板或梁各跨的截面尺寸不同截面尺寸不同，但相邻跨截面惯性，但相邻跨截面惯性矩的比值矩的比值不大于不大于1.5时，可作为时，可作为等刚度等刚度计算 第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.3 单向板肋形结构按弹性理论的计算 v 实际跨数多于五跨，按五跨计算实际跨数多于五跨，按五跨计算 　　 中间支座（中间支座（D、、E））内力取与内力取与 C 支座相同；支座相同； 　中间各跨（　中间各跨（4、、5跨）跨中内力，取与第跨）跨中内力，取与第3跨相同 　配筋构造按图（　配筋构造按图（c）第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.3 单向板肋形结构按弹性理论的计算 二、连续梁的内力包络图二、连续梁的内力包络图v　荷载分可变荷载与永久荷载两种，可变荷载作用位置　荷载分可变荷载与永久荷载两种，可变荷载作用位置是可变的，不是一直作用，而且可能不在各跨同时出现，是可变的，不是一直作用，而且可能不在各跨同时出现，可变荷载的变化对内力是有影响的。

可变荷载的变化对内力是有影响的v　　内力包络图为可能出现的最大内力，内力包络图为可能出现的最大内力，不论活载如何布，不论活载如何布，各截面的内力不会超出弯矩包络图各截面的内力不会超出弯矩包络图v　弯矩包络图用来计算和配置梁的纵向钢筋；　弯矩包络图用来计算和配置梁的纵向钢筋；v　剪力包络图用来计算和配置箍筋和弯起钢筋　剪力包络图用来计算和配置箍筋和弯起钢筋v　　求内力包络图，首先要确定可变荷载最不利荷载组合求内力包络图，首先要确定可变荷载最不利荷载组合第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.3 单向板肋形结构按弹性理论的计算 v　　活载最不利活载布置活载最不利活载布置Ø　均载布满整跨，不考虑局部布置　　均载布满整跨，不考虑局部布置　Ø　　求求跨中最大正弯矩跨中最大正弯矩，该跨布活载，再隔跨布活载；，该跨布活载，再隔跨布活载；　　第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.3 单向板肋形结构按弹性理论的计算 Ø　求　求跨中最小弯矩跨中最小弯矩，该跨不布活载，邻跨布，隔跨布；，该跨不布活载，邻跨布，隔跨布；Ø　求　求支座最大负弯矩支座最大负弯矩，该支座左右两跨布活载，隔跨布，该支座左右两跨布活载，隔跨布活载；活载；Ø　求　求支座最大剪力支座最大剪力，布置方式同求支座最大负弯矩。

布置方式同求支座最大负弯矩第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.3 单向板肋形结构按弹性理论的计算 v　举例：　举例：三跨连续梁弯矩、剪力包络图三跨连续梁弯矩、剪力包络图Ø　　1 是是 a（永久荷载）（永久荷载） 和和 b（跨（跨 1 最大弯矩）最大弯矩） 的组合Ø　　2 是是 a（永久荷载）（永久荷载） 和和 c（跨（跨 2 最大弯矩）最大弯矩） 的组合Ø 3 是是 a（永久荷载）（永久荷载） 和和 d（支座（支座 最大负弯矩）最大负弯矩） 的组合第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.3 单向板肋形结构按弹性理论的计算 V0 ——支座边缘处的剪力，近似按单跨简支梁计算；支座边缘处的剪力，近似按单跨简支梁计算； b ——支承宽度支承宽度v　削峰处理：　削峰处理：　连续板或梁与支座整浇，危险截面在支座边缘　　连续板或梁与支座整浇，危险截面在支座边缘　支座边缘的弯矩支座边缘的弯矩M：：第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.3 单向板肋形结构按弹性理论的计算 板或梁直接搁置在墩墙上时，如何处理？板或梁直接搁置在墩墙上时，如何处理？v　削峰处理：　削峰处理：　　　　第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.4 单向板肋形结构考虑塑性内力重分布的计算 9.3 9.3 单向板肋形结构考虑塑性内力重分布的计算单向板肋形结构考虑塑性内力重分布的计算 9.3.1 9.3.1 基本原理基本原理v　从钢筋开始屈服（　从钢筋开始屈服（b点）到截面最后破坏（点）到截面最后破坏（c点），点），关系接近水平直线。

关系接近水平直线点）点) v　可以认为这　可以认为这个阶段，截面所个阶段，截面所承受的弯矩基本承受的弯矩基本上等于截面的极上等于截面的极限承载力限承载力Mu 第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.4 单向板肋形结构考虑塑性内力重分布的计算 v　　配筋率越高，这个屈服阶段的过程就越短；如果配配筋率越高，这个屈服阶段的过程就越短；如果配筋过多，截面将呈脆性破坏，就没有这个屈服阶段筋过多，截面将呈脆性破坏，就没有这个屈服阶段点）点) 第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.4 单向板肋形结构考虑塑性内力重分布的计算 v　　只要截面中只要截面中配筋率不是太高，钢筋不采用高强钢筋，配筋率不是太高，钢筋不采用高强钢筋，则截面中的受拉钢筋将首先屈服，截面开始进入屈服阶则截面中的受拉钢筋将首先屈服，截面开始进入屈服阶段，梁就会围绕该截面发生相对转动，好像出现了一个段，梁就会围绕该截面发生相对转动，好像出现了一个铰一样称这个铰为称这个铰为“塑性铰塑性铰” 第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.4 单向板肋形结构考虑塑性内力重分布的计算 v　理想铰与塑性铰的区别：　理想铰与塑性铰的区别：Ø　理想铰　理想铰能自由转动但不能传递弯矩；能自由转动但不能传递弯矩；Ø 塑性铰塑性铰能承担弯矩能承担弯矩Mu，，只在只在Mu下转动，不能反向转动；下转动，不能反向转动；不能无限制转动，压区混凝土被压碎时，转动幅度达到限值。

不能无限制转动，压区混凝土被压碎时，转动幅度达到限值v 静定结构静定结构形成一个塑性铰，变成破坏机构形成一个塑性铰，变成破坏机构v 超静定结构超静定结构出现一个塑性铰减少一次超静定次数，荷载出现一个塑性铰减少一次超静定次数，荷载可继续增加，直到塑性铰陆续出现变成破坏机构可继续增加，直到塑性铰陆续出现变成破坏机构 第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.4 单向板肋形结构考虑塑性内力重分布的计算 举例：举例：Ø　　承受均载单跨固端梁，长承受均载单跨固端梁，长度：度：　　l＝＝6mØ　　各截面尺寸及上下配筋量各截面尺寸及上下配筋量相同，正负极限弯矩：相同，正负极限弯矩：　　　　　　Mu＝＝36kN·mØ　按弹性方法计算：　按弹性方法计算：荷载：荷载：　　　　 p1＝＝12kN/m支座弯矩：支座弯矩：MA＝＝MB=-36kN·m跨中弯矩：跨中弯矩：Mc=18 kN·m第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.4 单向板肋形结构考虑塑性内力重分布的计算 Ø　　p1 没使梁破坏，仅使支没使梁破坏，仅使支座形成塑性铰，承担弯矩：座形成塑性铰，承担弯矩：　　　　　　　　Mu=36kN·mØ　继续加载到　继续加载到p2＝＝4kN/m，，　　跨中弯矩　　跨中弯矩Mc＝＝36kN·m，，达到达到Mu形成塑性铰，形成形成塑性铰，形成破坏机构。

破坏机构Ø 极限荷载极限荷载: p1+p2=16kN/m不是弹性方法的不是弹性方法的12kN/m 第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.4 单向板肋形结构考虑塑性内力重分布的计算 v　从形成塑性铰到成为破坏机构，梁尚有承受　从形成塑性铰到成为破坏机构，梁尚有承受4kN／／m均载的潜力考虑塑性变形的内力计算能利用材料的潜力均载的潜力考虑塑性变形的内力计算能利用材料的潜力v 形成塑性铰前，形成塑性铰前，MA与与Mc之比为之比为2:1，形成塑性铰后，，形成塑性铰后，比值逐渐改变，比值逐渐改变，最后成为最后成为1:1（（Mu））　　材料塑性变形引起内力重分布，故称为　　材料塑性变形引起内力重分布，故称为“考虑塑性变考虑塑性变形内力重分布的计算方法形内力重分布的计算方法”第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.4 单向板肋形结构考虑塑性内力重分布的计算 v　塑性铰出现后，支座与跨中弯矩的比例改变，但遵　塑性铰出现后，支座与跨中弯矩的比例改变，但遵守力的平衡条件：守力的平衡条件：跨中弯矩加两支座弯矩的均值等于简跨中弯矩加两支座弯矩的均值等于简支梁跨中弯矩支梁跨中弯矩M0，，均载作用的梁：均载作用的梁：v　超静定结构破坏过程：一个或几个截面上形成塑性　超静定结构破坏过程：一个或几个截面上形成塑性铰，荷载增加，塑性铰继续出现，直到形成破坏机构。

铰，荷载增加，塑性铰继续出现，直到形成破坏机构破坏标志不是一个截面屈服而是破坏机构形成破坏标志不是一个截面屈服而是破坏机构形成 第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.4 单向板肋形结构考虑塑性内力重分布的计算 Ø　　支座极限弯矩指定得低，支座极限弯矩指定得低，塑性铰产生早，为满足力的平塑性铰产生早，为满足力的平衡条件，跨中极限弯矩就须调衡条件，跨中极限弯矩就须调整得高；整得高；Ø　支座极限弯矩指定得高，　支座极限弯矩指定得高，跨中弯矩就可调整得低跨中弯矩就可调整得低Ø　　控制截面的弯矩可相互调控制截面的弯矩可相互调整的计算方法称为整的计算方法称为“弯矩调幅弯矩调幅法法”v　塑性内力重分布可由设计者通过控制截面的极限　塑性内力重分布可由设计者通过控制截面的极限弯矩弯矩Mu（即调整配筋数量）来掌握即调整配筋数量）来掌握 第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.4 单向板肋形结构考虑塑性内力重分布的计算 v　弯矩调整不是随意的　弯矩调整不是随意的Ø　　如指定的支座弯矩比按弹性方法计算的小得太多，则如指定的支座弯矩比按弹性方法计算的小得太多，则塑性铰出现太早，内力重分布的过程太长，塑性铰转动塑性铰出现太早，内力重分布的过程太长，塑性铰转动幅度过大，裂缝开展过宽。

幅度过大，裂缝开展过宽Ø　弯矩调整幅度用弯矩调幅系数　弯矩调整幅度用弯矩调幅系数β=1-Ma／／Me表示表示，，Ma、、Me 分别为调幅后的弯矩和按弹性方法计算的弯矩分别为调幅后的弯矩和按弹性方法计算的弯矩第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.4 单向板肋形结构考虑塑性内力重分布的计算 v　　采用塑性变形内力重分布的方法，应遵守以下原则：采用塑性变形内力重分布的方法，应遵守以下原则：Ø　　保证塑性铰的转动能力：保证塑性铰的转动能力：　　须限制配筋率，要求调幅截面的　　须限制配筋率，要求调幅截面的0.10＜＜ξ≤0.35　　　　宜宜采采用用塑塑性性较较好好的的HPB235、、HRB335和和HRB400热热轧轧钢筋；钢筋；　　混凝土强度等级宜在　　混凝土强度等级宜在C20~C45范围内 Ø　　为为防防止止塑塑性性铰铰过过早早出出现现而而使使裂裂缝缝过过宽宽，，β不不宜宜超超过过0.25，，即调整后的弯矩不宜小于按弹性方法计算的即调整后的弯矩不宜小于按弹性方法计算的75％第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.4 单向板肋形结构考虑塑性内力重分布的计算 Ø　　弯矩调幅后：弯矩调幅后：　　板、梁各跨　　板、梁各跨两支座弯矩平均值的绝对值与跨中弯矩之两支座弯矩平均值的绝对值与跨中弯矩之和和，不应小于按简支梁计算的跨中最大弯矩，不应小于按简支梁计算的跨中最大弯矩 M0的的1.02倍。

倍　　　　各控制截面的弯矩值不宜小于各控制截面的弯矩值不宜小于M0/3，，以保证结构在形以保证结构在形成机构前能达到设计要求的承载力成机构前能达到设计要求的承载力 Ø　为了保证结构在实现弯矩调幅所要求的内力重分布之　为了保证结构在实现弯矩调幅所要求的内力重分布之前前不发生剪切破坏不发生剪切破坏，，箍筋用量要加强箍筋用量要加强 第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.4 单向板肋形结构考虑塑性内力重分布的计算 v　考虑塑性变形内力重分布方法设计的结构，　考虑塑性变形内力重分布方法设计的结构，钢筋应钢筋应力高，裂缝宽度及变形大力高，裂缝宽度及变形大　　　　下列结构不宜采用：下列结构不宜采用：Ø　直接承受动力荷载的结构；　直接承受动力荷载的结构；Ø　　在在使使用用阶阶段段不不允允许许有有裂裂缝缝产产生生或或对对裂裂缝缝开开展展及及变变形形有严格要求的结构；有严格要求的结构；Ø　处于侵蚀环境中的结构；　处于侵蚀环境中的结构；Ø　要求有较高承载力储备的结构　要求有较高承载力储备的结构 第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.5 单向板肋形结构的截面设计和构造要求 9.4 9.4 单向板肋形结构的截面设计和构造要求单向板肋形结构的截面设计和构造要求9.4.1 9.4.1 连续板、梁的截面设计连续板、梁的截面设计v　　根根据据各各跨跨中中和和支支座座最最大大弯弯矩矩计计算算钢钢筋筋用用量量，，其其它它截截面面通过通过抵抗弯矩图抵抗弯矩图校核。

校核v　　承承受受均均载载的的等等跨跨连连续续板板，，q/g小小于于3，，可可不不画画抵抵抗抗弯弯矩矩图，按构造布置钢筋图，按构造布置钢筋v　　连续板剪力由混凝土承受，不设腹筋连续板剪力由混凝土承受，不设腹筋v　　整整体体式式肋肋形形结结构构次次梁梁和和主主梁梁支支座座按按矩矩形形截截面面计计算算；；跨跨中按中按T形截面计算形截面计算第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.5 单向板肋形结构的截面设计和构造要求 v　　板、次梁及主梁的支座负弯矩钢筋互相穿过板、次梁及主梁的支座负弯矩钢筋互相穿过 主梁主梁h0 单排时，单排时， h0＝＝ h-a＝＝h-60mm；； 双排时，双排时，h0＝＝ h-a＝＝h -80mm第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.5 单向板肋形结构的截面设计和构造要求 9.4.2 9.4.2 连续板、梁的构造要求连续板、梁的构造要求 一、连续板一、连续板v　弯起式　弯起式Ø　　先配跨中钢筋，跨中一半弯起，不够另加直筋先配跨中钢筋，跨中一半弯起，不够另加直筋Ø　钢筋间距相等或成倍数，可用不同直径钢筋。

　钢筋间距相等或成倍数，可用不同直径钢筋Ø　弯起角一般　弯起角一般30◦，板厚，板厚≥120mm，可，可45◦第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.5 单向板肋形结构的截面设计和构造要求 v　分离式　分离式Ø　　跨中和支座钢筋分别配置，全部采用直钢筋跨中和支座钢筋分别配置，全部采用直钢筋Ø　跨中直筋可连续几跨不切断　跨中直筋可连续几跨不切断，，也可每跨都断开也可每跨都断开v　　a 的取值：的取值：　　　　q／／g≤3，，a＝＝ln／／4；；q／／g>3，，a＝＝ln／／3第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.5 单向板肋形结构的截面设计和构造要求 v　　板中受力钢筋板中受力钢筋：：Ø　　常用直径：常用直径：6mm、、8mm、、10mm、、12mmØ　　支支座座上上部部有有受受力力钢钢筋筋：：为为了了施施工工中中不不易易被被踩踩下下，，直直径径一一般般不不宜宜少少于于8mm；；当当板板较较薄薄时时，，端端部部可可做做直直角角弯弯钩钩，，抵至板底抵至板底 Ø　　间距：间距：不宜大于不宜大于200mmØ　　板板中中下下部部受受力力钢钢筋筋锚锚固固：：伸伸入入支支座座的的锚锚固固长长度度不不应应小小于于 5d，，当当连连续续板板内内温温度度收收缩缩应应力力较较大大时时，，伸伸入入支支座座的的锚固长度宜适当增加。

锚固长度宜适当增加 　第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.5 单向板肋形结构的截面设计和构造要求 v　分布钢筋：分布钢筋：Ø　截截面面面面积积：：单单位位长长度度上上的的分分布布钢钢筋筋截截面面面面积积不不宜宜小小于于单单位位长长度度上上的的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方向板截面面积的该方向板截面面积的15%Ø　间距：不宜大于间距：不宜大于250mmØ　直径：不宜小于直径：不宜小于6mm Ø　　特特殊殊情情况况：：当当连连续续板板处处于于温温度度变变幅幅较较大大或或处处于于不不均均匀匀沉沉陷陷的的复复杂杂条条件件，，且且在在与与受受力力钢钢筋筋垂垂直直的的方方向向所所受受约约束很大时，分布钢筋宜适当增加束很大时，分布钢筋宜适当增加Ø　　集集中中荷荷载载较较大大时时：：分分布布钢钢筋筋应应适适当当增增加加，，间间距距不不宜宜大于大于200mm第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.5 单向板肋形结构的截面设计和构造要求 v　板与砖墙嵌固处的钢筋配置　板与砖墙嵌固处的钢筋配置Ø　支承处：在支承处会产生一定的负弯矩，若计算时按支承处：在支承处会产生一定的负弯矩，若计算时按简支考虑，则在嵌固支承处，板顶面沿板边应布置垂直板简支考虑，则在嵌固支承处，板顶面沿板边应布置垂直板边的附加短钢筋，伸出支座边界的长度不宜小于边的附加短钢筋，伸出支座边界的长度不宜小于l1／／7。

Ø　　墙角附近：板角附近：板顶面面往往往往产生与生与墙大大约成成 45°角的弧形裂角的弧形裂缝，故，故在其在其l1／／4范围内，应范围内，应在板顶面沿双向配置在板顶面沿双向配置构造钢筋网构造钢筋网第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.5 单向板肋形结构的截面设计和构造要求 Ø　上部构造钢筋要求：　上部构造钢筋要求：　　直径不宜少于　　直径不宜少于 8 mm，间距不宜大于，间距不宜大于 200mm　　沿板的受力方向的上部构造钢筋，截面面积不宜小于　　沿板的受力方向的上部构造钢筋，截面面积不宜小于该方向跨中受力钢筋截面面积的该方向跨中受力钢筋截面面积的1/3 第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.5 单向板肋形结构的截面设计和构造要求 v　　板与主梁交界处钢筋配置：板与主梁交界处钢筋配置：Ø　板与主梁肋连接处会产生负弯矩，计算时没考虑在与　板与主梁肋连接处会产生负弯矩，计算时没考虑在与主梁连接处板顶，沿与主梁垂直向配附加钢筋主梁连接处板顶，沿与主梁垂直向配附加钢筋第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.5 单向板肋形结构的截面设计和构造要求 Ø　　单单位位长长度度内内的的总总截截面面面面积积不不宜宜少少于于板板中中单单位位长长度度内内受受力力钢筋截面面积的钢筋截面面积的1/3。

Ø　直径不宜小于　直径不宜小于8mm，间距不宜大，间距不宜大于于200mmØ　伸过主梁边缘　伸过主梁边缘的长度不宜小于板的长度不宜小于板计算跨度的计算跨度的1/4 第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.5 单向板肋形结构的截面设计和构造要求 v　　楼板洞口周围加强构造：楼板洞口周围加强构造：Ø　当　当 b 或或 d 小于小于300mm且小于板宽的且小于板宽的1/3时：时：　　可不设附加钢筋；　　可不设附加钢筋；　　只将受力钢筋间距作适当调整；　　只将受力钢筋间距作适当调整；　　或只将受力钢筋绕过孔洞周边，不予切断　　或只将受力钢筋绕过孔洞周边，不予切断　　　　b ：垂直于受力钢筋方向的孔洞宽度，：垂直于受力钢筋方向的孔洞宽度，d ：圆孔直径圆孔直径 第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.5 单向板肋形结构的截面设计和构造要求 v　　楼板洞口周围加强构造：楼板洞口周围加强构造：Ø　当　当 b 或或 d 等于等于300mm～～1000mm时：时：　　每侧配置附加钢筋；　　每侧配置附加钢筋；　　每侧的附加钢筋截面面积不应小于洞口宽度内被切断的钢　　每侧的附加钢筋截面面积不应小于洞口宽度内被切断的钢筋截面面积的筋截面面积的1/2，且不应小于，且不应小于2根直径为根直径为10mm的钢筋；的钢筋；　　当板厚大于　　当板厚大于200mm时，板的顶、底部均配置附加钢筋。

时，板的顶、底部均配置附加钢筋第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.5 单向板肋形结构的截面设计和构造要求 v　　楼板洞口周围加强构造：楼板洞口周围加强构造：Ø　当　当 b 或或 d 大于大于1000mm时：时：　　除按上述规定配置附加钢筋外；　　除按上述规定配置附加钢筋外；　　在矩形孔洞四角尚应配置　　在矩形孔洞四角尚应配置45°方向的构造钢筋；方向的构造钢筋；　　在圆孔周边尚应配置不少于　　在圆孔周边尚应配置不少于2根直径为根直径为10mm的环向钢筋，的环向钢筋，搭接长度为搭接长度为30，并设置直径不小于，并设置直径不小于8mm、间距不大于、间距不大于300mm的放射形径向钢筋的放射形径向钢筋第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.5 单向板肋形结构的截面设计和构造要求 v　　楼板洞口周围加强构造：楼板洞口周围加强构造：Ø　当　当 b 或或 d 大于大于1000mm，并在孔洞附近有较大的集中荷载，并在孔洞附近有较大的集中荷载作用时，宜在洞边加设肋梁或暗梁作用时，宜在洞边加设肋梁或暗梁Ø　当　当 b 或或 d 大于大于1000mm，而板厚小于，而板厚小于0.3或或0.3时，也宜在洞时，也宜在洞边加设肋梁。

边加设肋梁第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.5 单向板肋形结构的截面设计和构造要求 二、连续梁二、连续梁v　　先先配配各各跨跨中中纵纵筋筋，，部部分分根根据据斜斜截截面面承承载载力力弯弯起起后后伸伸入入支支座座，，承承担担支支座座负负弯弯矩矩，，不不满满足足支支座座正正截截面面承承载载力力需需要时，另加直筋要时，另加直筋v　弯起筋不满足斜截面承载力时，另加斜筋或吊筋　弯起筋不满足斜截面承载力时，另加斜筋或吊筋v　　钢钢筋筋弯弯起起位位置置据据剪剪力力包包络络图图确确定定画画抵抵抗抗弯弯矩矩图图校校核，确定支座顶面纵筋的切断位置核，确定支座顶面纵筋的切断位置v　　端端支支座座计计算算不不需需弯弯筋筋时时，，仍仍应应弯弯起起部部分分钢钢筋筋，，伸伸至至支座顶面，承担负弯矩支座顶面，承担负弯矩v　伸入支座内的跨中纵筋不少于　伸入支座内的跨中纵筋不少于2根 v　典型配筋图　典型配筋图——无弯起钢筋无弯起钢筋v　典型配筋图　典型配筋图——有弯起钢筋有弯起钢筋第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.5 单向板肋形结构的截面设计和构造要求 F——次梁传给主梁的集载设计值；次梁传给主梁的集载设计值； fyv——附加横向钢筋的抗拉强度设计值；附加横向钢筋的抗拉强度设计值； a——附加横向钢筋与梁轴线的夹角；附加横向钢筋与梁轴线的夹角； Asv——附加横向钢筋的总截面面积。

附加横向钢筋的总截面面积v　　主梁两侧受次梁传来的集载，可在主梁两侧受次梁传来的集载，可在中下部发生斜裂缝中下部发生斜裂缝　　设附加横向钢筋　　设附加横向钢筋（箍筋或吊筋）（箍筋或吊筋）承担集载承担集载　　附加横向钢筋布置在　　附加横向钢筋布置在 s=2h1+3b 的范围：的范围：第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.5 单向板肋形结构的截面设计和构造要求 v　　支座处剪力大时，梁加做支托，局部加高支座处剪力大时，梁加做支托，局部加高　　支托附加钢筋　　支托附加钢筋2～～4根，直径与受力筋的相同根，直径与受力筋的相同 第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.7 双向板肋形结构的设计 9.6 9.6 双向板肋形结构的设计双向板肋形结构的设计 9.6.1 9.6.1 试验结果试验结果v 四边简支板，荷载增加，第一批裂缝出现在板底中四边简支板，荷载增加，第一批裂缝出现在板底中间，沿对角线向四角扩展间，沿对角线向四角扩展v 接近破坏，板顶四角出现与对角线垂直裂缝接近破坏，板顶四角出现与对角线垂直裂缝v 最后跨中受力筋屈服，板破坏。

最后跨中受力筋屈服，板破坏第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.7 双向板肋形结构的设计 v　按理论分析，钢筋应垂直于裂缝的方向配置　按理论分析，钢筋应垂直于裂缝的方向配置v　试验表明钢筋布置方向对破坏荷载无显著影响平行于　试验表明钢筋布置方向对破坏荷载无显著影响平行于板边配筋，施工方便板边配筋，施工方便v　简支正方形或矩形板，荷载作用下四角翘起板传给四　简支正方形或矩形板，荷载作用下四角翘起板传给四边支座的压力，非沿边长均布，中部大，两端小边支座的压力，非沿边长均布，中部大，两端小v　配筋率相同，采用较细的钢筋有利；　配筋率相同，采用较细的钢筋有利；v　钢筋数量相同，板中间钢筋排列较密比均布有效　钢筋数量相同，板中间钢筋排列较密比均布有效 第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.7 双向板肋形结构的设计 9.6.2 9.6.2 按弹性方法计算内力按弹性方法计算内力　　工程设计根据板的荷载及支承情况利用表格计算　　工程设计根据板的荷载及支承情况利用表格计算一、单块板的计算一、单块板的计算　　均载下单块矩形双向板：　　均载下单块矩形双向板：M——不同支承单位板宽跨中或支座中点的弯矩；不同支承单位板宽跨中或支座中点的弯矩； a——不同支承和不同板跨比不同支承和不同板跨比lx／／ly弯矩系数；弯矩系数；lx——板的跨长；板的跨长；p——双向板上的均载。

双向板上的均载第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.7 双向板肋形结构的设计 二、连续板的计算二、连续板的计算　连续板简化为单块板计算　连续板简化为单块板计算1 1、跨中最大弯矩、跨中最大弯矩Ø　最不利荷载布置可简化为满　最不利荷载布置可简化为满布的布的p'和一上一下作用的和一上一下作用的p''　　p' =g+q／／2，，p''＝＝q／／2Ø　　p'作用下中间支座固定；作用下中间支座固定；　　　　p ''作用下中间支座简支作用下中间支座简支Ø　　边支座根据实际情况确定边支座根据实际情况确定 第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.7 双向板肋形结构的设计 2 2、支座中点最大弯矩、支座中点最大弯矩Ø　　将将p=g+q布满各跨计算布满各跨计算Ø　　各各跨跨板板在在中中间间支支座座为为固固定Ø　　相相邻邻两两跨跨板板的的另另一一端端支支承承不不同同，，或或两两跨跨度度不不等等，，取取相相邻邻两两跨跨同同一一支支座座弯弯矩矩均值　第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.7 双向板肋形结构的设计 三、双向板的截面设计与构造三、双向板的截面设计与构造v　短跨方向钢筋排下层，长跨方向钢筋排上层。

　短跨方向钢筋排下层，长跨方向钢筋排上层v　　板板在在两两个个方方向向各各划划分分为为三三个个板板带带，，边边缘缘板板带带为为较较小小跨跨度度l1的的1／／4，其余为中间板带其余为中间板带v　　中中间间板板带带，，按按跨跨中中最最大大弯弯矩矩配配筋筋；；边边缘缘板板带带，，单单位位宽宽度内钢筋用量为中间板带的一半且每米宽度不少于度内钢筋用量为中间板带的一半且每米宽度不少于3根v　支座最大弯　支座最大弯矩求得的钢筋沿矩求得的钢筋沿板边均布，不得板边均布，不得分带减少分带减少第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.7 双向板肋形结构的设计 四、支承双向板的梁的计算特点四、支承双向板的梁的计算特点v　短跨梁上荷载是三角形的，长跨梁上荷载是梯形的　短跨梁上荷载是三角形的，长跨梁上荷载是梯形的v　跨度相等或相差不超过　跨度相等或相差不超过10％，可将梯形（或三角形）荷％，可将梯形（或三角形）荷载折算成相等支座弯矩的等效均载载折算成相等支座弯矩的等效均载pE ，，求出最不利荷载下求出最不利荷载下的各支座弯矩的各支座弯矩M支支v　根据静力平衡条件，　根据静力平衡条件，由承受梯形（或三角形）由承受梯形（或三角形）分布荷载和支座弯矩分布荷载和支座弯矩M支支的简支梁，求出各跨的简支梁，求出各跨中弯矩和支座剪力。

中弯矩和支座剪力第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.7 双向板肋形结构的设计 9.7 9.7 钢筋混凝土刚架结构的设计钢筋混凝土刚架结构的设计9.7.1 9.7.1 刚架结构的设计要点刚架结构的设计要点v　整体式刚架结构中，　整体式刚架结构中，纵梁、横梁与柱整体相连，纵梁、横梁与柱整体相连，为空间结构为空间结构v　但当两个方向刚度相　但当两个方向刚度相差较时，为了设计的方便，差较时，为了设计的方便，可忽略刚度较小方向的整可忽略刚度较小方向的整体影响，而把结构体影响，而把结构偏于安偏于安全地当作一系列平面刚架全地当作一系列平面刚架进行分析进行分析第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.7 双向板肋形结构的设计 1 1、计算简图、计算简图v　平面刚架的计算简图一般应反映下列主要因素：　平面刚架的计算简图一般应反映下列主要因素：Ø　刚架的跨度和高度；　刚架的跨度和高度；Ø　节点和支承的形式；　节点和支承的形式；Ø　各构件的截面尺寸或惯性矩　各构件的截面尺寸或惯性矩超静定结构，内力与惯超静定结构，内力与惯性矩有关；性矩有关；　　当　　当计算时假定计算时假定的惯性矩与的惯性矩与实际采用的惯性矩实际采用的惯性矩变化超过变化超过3倍时，需重新计算内力。

倍时，需重新计算内力Ø　以及荷载的形式、数值和作用位置　以及荷载的形式、数值和作用位置第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.7 双向板肋形结构的设计 如：如：支承工作桥桥面承重刚架支承工作桥桥面承重刚架Ø　刚架的轴线采用构件截面重心的连线；　刚架的轴线采用构件截面重心的连线；Ø　立柱和横梁均为刚性连接；　立柱和横梁均为刚性连接；Ø　柱子和闸墩整体浇筑，可看作为固端支承　柱子和闸墩整体浇筑，可看作为固端支承 　　Ø　如果上部结构传来　如果上部结构传来的荷载主要是集中荷载，的荷载主要是集中荷载，横梁自重可转化为节点横梁自重可转化为节点上的集中力上的集中力Ø　水平风荷载简化为　水平风荷载简化为节点上的集中力节点上的集中力第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.7 双向板肋形结构的设计 Ø　　如如果果支支托托的的支支座座截截面面和和跨跨中中截截面面的的高高度度比比值值小小于于 1.6 或或截截面面惯惯性性矩矩比比值值小小于于 4 时时，，可可不不考考虑虑支支托托的的影影响，而按等截面横梁刚架计算　响，而按等截面横梁刚架计算　第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.7 双向板肋形结构的设计 2 2、、内力计算及组合内力计算及组合 v　作用在刚架上的荷载有恒载和活载，设计时要考虑最　作用在刚架上的荷载有恒载和活载，设计时要考虑最不利荷载组合。

不利荷载组合v　刚架内力计算，按结构力学方法计算　刚架内力计算，按结构力学方法计算Ø　一般采用软件计算；　一般采用软件计算；Ø　比较规则的多层刚架，也可以采用近似计算方法　比较规则的多层刚架，也可以采用近似计算方法第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.7 双向板肋形结构的设计 3 3、、截面设计截面设计 v　横梁　横梁Ø　横梁的轴向力　横梁的轴向力N，一般都很小，可以忽略不计，按受一般都很小，可以忽略不计，按受弯构件配筋弯构件配筋 组合的内力为：组合的内力为：l　跨中截面：　跨中截面： Mmax，Mminl 支座截面：支座截面： Mmax，Mmin， VmaxØ　当轴向力　当轴向力 N 不能忽略时，则应按偏心受拉或偏心受压不能忽略时，则应按偏心受拉或偏心受压构件进行计算构件进行计算 第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.7 双向板肋形结构的设计 3 3、、截面设计截面设计 v　柱　柱 Ø　内力主要是弯矩　内力主要是弯矩 M、轴力、轴力N，按偏心受压构件配筋按偏心受压构件配筋 一般应组合的内力为一般应组合的内力为 ：：l　　 Mmax及相应的及相应的 N、、Vl Mmin及相应的及相应的 N、、Vl　　 Nmax及相应的及相应的 M、、Vl Nmin及相应的及相应的 M、、V　　第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.7 双向板肋形结构的设计 9.7.2 9.7.2 刚架结构的构造刚架结构的构造 v　刚架横梁和立柱的构造，与一般梁、柱相同。

只介绍　刚架横梁和立柱的构造，与一般梁、柱相同只介绍节点构造、立柱与基础的连接构造节点构造、立柱与基础的连接构造 一、节点构造：一、节点构造：v　转角处：转角处：Ø 转角处的弯矩不大，可将转角作成直角或加一不大的转角处的弯矩不大，可将转角作成直角或加一不大的填角；若弯矩较大，则应将内折角做成斜坡状的支托　填角；若弯矩较大，则应将内折角做成斜坡状的支托　　支托的高度约　支托的高度约为为0.5～～1.0h，，斜斜面与水平线成面与水平线成45°或或30°角第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.7 双向板肋形结构的设计 Ø　转角处有支托时，横梁底面和立柱内侧的钢筋不应内　转角处有支托时，横梁底面和立柱内侧的钢筋不应内折，应沿斜面另加直钢筋折，应沿斜面另加直钢筋　　 另加的直钢筋沿支托表面放置，另加的直钢筋沿支托表面放置，其直径和根数不宜少其直径和根数不宜少于横梁伸入节点内的下部钢筋的直径和根数于横梁伸入节点内的下部钢筋的直径和根数第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.7 双向板肋形结构的设计 v　　刚架梁顶层端节点处：刚架梁顶层端节点处：Ø　可将柱外侧纵向钢筋的相应部　可将柱外侧纵向钢筋的相应部分弯入梁内作梁上部纵向钢筋使用。

分弯入梁内作梁上部纵向钢筋使用搭接长度不应小于搭接长度不应小于1.5la；；Ø　也可将梁上部纵向钢筋与柱外　也可将梁上部纵向钢筋与柱外侧纵向钢筋在顶层端节点及其附近侧纵向钢筋在顶层端节点及其附近部位搭接部位搭接搭接长度竖直段不应小搭接长度竖直段不应小于于1.7la第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.7 双向板肋形结构的设计 v　　中间节点：中间节点：Ø　刚架柱的纵筋应贯穿中间节点；　刚架柱的纵筋应贯穿中间节点；Ø　纵筋接头应设在节点区以外；　纵筋接头应设在节点区以外；Ø　顶部中间节点的柱纵筋及端节点的内侧纵筋的锚固长　顶部中间节点的柱纵筋及端节点的内侧纵筋的锚固长度不应小于度不应小于 la，且应伸至柱顶且应伸至柱顶第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.7 双向板肋形结构的设计 v　　水平箍筋：水平箍筋：Ø　刚架节点内应设置水平箍筋，箍筋间距不宜大于　刚架节点内应设置水平箍筋，箍筋间距不宜大于250mmØ　转角处有支托时，节点的箍筋可作扇形布置，也水　转角处有支托时，节点的箍筋可作扇形布置，也水平、垂直布置平、垂直布置第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.7 双向板肋形结构的设计 一、立柱与基础的连接构造一、立柱与基础的连接构造 ：：　　刚架立柱与基础的连接一般有固接和铰接两种刚架立柱与基础的连接一般有固接和铰接两种。

v　　立柱与基础固接立柱与基础固接 Ø　从基础内伸出插筋与柱内钢筋相连接　从基础内伸出插筋与柱内钢筋相连接Ø　插筋的直径、根数、间距应与柱内纵筋相同　插筋的直径、根数、间距应与柱内纵筋相同Ø　当基础高度较大时，也可仅将柱子四角处的插筋伸至　当基础高度较大时，也可仅将柱子四角处的插筋伸至基础底部，而其余插筋只伸至基础顶面以下，满足锚固长基础底部，而其余插筋只伸至基础顶面以下，满足锚固长度的要求即可度的要求即可 第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.7 双向板肋形结构的设计 v　　立柱与基础固接立柱与基础固接 Ø　当采用杯形基础时，按一定要求将预制的立柱插入杯　当采用杯形基础时，按一定要求将预制的立柱插入杯口内，周围回填不低于口内，周围回填不低于C20的细石混凝土的细石混凝土 立柱与杯形基础的固接立柱与杯形基础的固接 第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.7 双向板肋形结构的设计 v　　立柱与基础铰接立柱与基础铰接 Ø　在连接处将柱子　在连接处将柱子截面减小为原截面的截面减小为原截面的1/2～～1/3，并用交叉钢，并用交叉钢筋或竖向钢筋连接筋或竖向钢筋连接。

Ø　当采用杯形基础　当采用杯形基础时，先在杯底填以时，先在杯底填以50mm不低于不低于C20的细的细石混凝土，将柱子插石混凝土，将柱子插入杯口内后，入杯口内后，周围再周围再用沥青麻丝填实用沥青麻丝填实第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.7 双向板肋形结构的设计 9.8 9.8 钢筋混凝土牛腿的设计钢筋混凝土牛腿的设计 9.8.1 试验结果试验结果v剪跨比剪跨比 a/h0 对牛腿的破坏影响最大对牛腿的破坏影响最大 v随着随着剪跨比剪跨比 a/h0的不同，牛腿大致发生以下两种破坏情的不同，牛腿大致发生以下两种破坏情况：况： 第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.7 双向板肋形结构的设计 v剪跨比剪跨比 a/h0＞＞0.2：：Ø在竖向荷载作用下，在竖向荷载作用下，裂缝裂缝①①最先出现在牛腿顶面与上最先出现在牛腿顶面与上柱相交的部位柱相交的部位Ø随着荷载的增大，在加载板内侧出现随着荷载的增大，在加载板内侧出现裂缝裂缝②② Ø　在裂缝在裂缝②②的外侧，形成的外侧，形成明显的压力带明显的压力带Ø　当在压力带上产生许多　当在压力带上产生许多相互贯通的斜裂缝，或突然相互贯通的斜裂缝，或突然出现一条与斜裂缝出现一条与斜裂缝②②大致平大致平行的斜裂缝行的斜裂缝③③时，就预示着时，就预示着牛腿即将破坏。

牛腿即将破坏第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.7 双向板肋形结构的设计 v剪跨比剪跨比 a/h0＞＞0.2：：Ø量测结果表明，在斜裂缝出现后，纵向钢筋应力沿长量测结果表明，在斜裂缝出现后，纵向钢筋应力沿长度方向的分布比较均匀，近似于轴心受拉构件度方向的分布比较均匀，近似于轴心受拉构件Ø　牛腿可看作是一个牛腿可看作是一个以纵以纵向钢筋为拉杆，混凝土斜向向钢筋为拉杆，混凝土斜向压力为压杆的三角桁架压力为压杆的三角桁架，破，破坏时，纵向钢筋受拉屈服，坏时，纵向钢筋受拉屈服，混凝土斜压破坏混凝土斜压破坏第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.7 双向板肋形结构的设计 v剪跨比剪跨比 a/h0＜＜0.2：：Ø在牛腿与下柱交接面上出现一系列短斜裂缝，最后牛在牛腿与下柱交接面上出现一系列短斜裂缝，最后牛腿沿此截面剪切破坏即，发生沿加载板内侧接近垂腿沿此截面剪切破坏即，发生沿加载板内侧接近垂直截面的剪切破坏直截面的剪切破坏Ø　牛腿内纵向钢筋应力相牛腿内纵向钢筋应力相对较低第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.7 双向板肋形结构的设计 v当牛腿同时作用有竖向力与水平力时：当牛腿同时作用有竖向力与水平力时：Ø牛腿截面出现斜裂缝时的荷载降低。

牛腿截面出现斜裂缝时的荷载降低 Ø牛腿的极限承载能力也降低牛腿的极限承载能力也降低Ø有水平拉力作用的牛腿与仅有竖向力作用的牛腿的破有水平拉力作用的牛腿与仅有竖向力作用的牛腿的破坏规律相似，仍然是两种破坏坏规律相似，仍然是两种破坏第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.7 双向板肋形结构的设计 9.8.2　牛腿截面尺寸的确定牛腿截面尺寸的确定v牛腿的宽度与柱的宽度相同，牛腿的高度可根据裂缝牛腿的宽度与柱的宽度相同，牛腿的高度可根据裂缝控制要求确定控制要求确定　　一般是先假定牛腿高度　　一般是先假定牛腿高度 h ，然后按下式进行验算：，然后按下式进行验算： Fvk——按按荷载标准值荷载标准值计算得出的作用于牛腿顶面的计算得出的作用于牛腿顶面的竖向力竖向力；；Fhk——按按荷载标准值荷载标准值计算得出的作用于牛腿顶面的计算得出的作用于牛腿顶面的水平力水平力；；β ——裂缝控制系数裂缝控制系数，水电站厂房立柱的牛腿，，水电站厂房立柱的牛腿，0.70 ；　　　承受静荷载作用的牛腿，承受静荷载作用的牛腿，0.80 第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.7 双向板肋形结构的设计 v牛腿外形尺寸还应满足以下要求：牛腿外形尺寸还应满足以下要求：Ø牛腿外边缘高度牛腿外边缘高度 h1>h/3，，且不应小于且不应小于200mm。

Ø吊车梁外边缘至牛腿外缘的距离不应小于吊车梁外边缘至牛腿外缘的距离不应小于100mm Ø　牛腿顶面在竖向牛腿顶面在竖向力力Fvk作用下，局部作用下，局部受压应力不应超过受压应力不应超过0.75fc，否则应采取，否则应采取加大受压面积，提加大受压面积，提高混凝土强度等级高混凝土强度等级或配置钢筋网片等或配置钢筋网片等有效措施有效措施 第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.7 双向板肋形结构的设计 9.8.3 牛腿的配筋计算与构造牛腿的配筋计算与构造 　　牛腿的破坏形态有两种，两种配筋方法也有两种　　牛腿的破坏形态有两种，两种配筋方法也有两种v　剪跨比　剪跨比 a/h0＞＞0.2：：Ø　这种破坏在斜裂缝出现后，牛腿可近似看作是以纵筋这种破坏在斜裂缝出现后，牛腿可近似看作是以纵筋为水平拉杆，以混凝土为斜压杆的三角形桁架为水平拉杆，以混凝土为斜压杆的三角形桁架Ø　纵向受力钢筋由两部分组成：　纵向受力钢筋由两部分组成：l　承受竖向力　承受竖向力Fv 所需的受拉钢筋所需的受拉钢筋l　承受水平拉力　承受水平拉力 Fh 所需的锚筋所需的锚筋　第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.7 双向板肋形结构的设计 v　承受竖向力所需的　承受竖向力所需的受拉钢筋的受拉钢筋的配筋率不应配筋率不应小于小于0.2％，也不宜大于％，也不宜大于0.6％，％，且且根数不宜少于根数不宜少于4根根，，直径不应小于直径不应小于12mm。

v　注意钢筋锚固　注意钢筋锚固 、切、切断位置要求断位置要求v　纵向受力钢筋宜采用　纵向受力钢筋宜采用HRB335或或HRB400钢筋v 纵向受力钢筋不应下弯兼作弯起钢筋纵向受力钢筋不应下弯兼作弯起钢筋第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.7 双向板肋形结构的设计 v　水平箍筋的直径不应小于水平箍筋的直径不应小于6mm，间距为，间距为100mm～～150mm，且在上部范围内，且在上部范围内2h0/3的水平箍筋总截面面积不应的水平箍筋总截面面积不应小于承受竖向力的受拉钢筋截面面积的小于承受竖向力的受拉钢筋截面面积的1/2v　　剪跨比剪跨比 a/h0＞＞0.3 时，设置时，设置弯起钢弯起钢筋筋 　截面面积不应少　截面面积不应少于承受竖向力的受于承受竖向力的受拉钢筋截面面积的拉钢筋截面面积的1/2，根数不应少于，根数不应少于2根，直径不应小于根，直径不应小于12mm第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.7 双向板肋形结构的设计 v　剪跨比　剪跨比 a/h0<0.2：：Ø　混凝土剪切破坏，顶部纵向受力钢筋达不到抗拉强度混凝土剪切破坏，顶部纵向受力钢筋达不到抗拉强度。

Ø　　以纵向受力钢筋为水平拉杆，混凝土为斜压杆的三角以纵向受力钢筋为水平拉杆，混凝土为斜压杆的三角形桁架假定显然已不合理形桁架假定显然已不合理 Ø　　牛腿承载力由顶部纵向受力钢筋、水平箍筋与混凝土牛腿承载力由顶部纵向受力钢筋、水平箍筋与混凝土三者共同提供三者共同提供牛腿应在全高范围内设置水平钢筋牛腿应在全高范围内设置水平钢筋 Ø　　承受竖向力所需的水平钢筋总截面面积：承受竖向力所需的水平钢筋总截面面积：第九章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 9.7 双向板肋形结构的设计 v　配筋时，将　配筋时，将Ash的的60%～～40%（（ a/h0较大时取大值，较较大时取大值，较小时取小值）作为牛腿顶部纵向受拉钢筋，集中配置在牛小时取小值）作为牛腿顶部纵向受拉钢筋，集中配置在牛腿顶面；其余的则作为水平箍筋均匀配置在牛腿全高范围腿顶面；其余的则作为水平箍筋均匀配置在牛腿全高范围内v　当牛腿顶面作用有水平拉力　当牛腿顶面作用有水平拉力Fh时，则顶部受力钢筋还时，则顶部受力钢筋还应包括承受应包括承受Fh 所需的锚筋在内，锚筋的截面面积：所需的锚筋在内，锚筋的截面面积： v　承受竖向力所需的顶部受拉钢筋的配筋率，不应小于　承受竖向力所需的顶部受拉钢筋的配筋率，不应小于0.15%。

v　水平箍筋的直径不应小于水平箍筋的直径不应小于8mm，间距不应大于，间距不应大于100mm，，配箍率不应小于配箍率不应小于0.15%。