混凝土结构设计第1章：梁板结构课件.ppt

1、混凝土结构设计第一章：梁板结构设计第一章：梁板结构设计混凝土结构设计混凝土结构设计第1章主主 页页目目 录录帮帮 助助上一章上一章下一章下一章本章重点本章重点1.掌握整体式单向梁板结构的内力按弹性及考虑塑性掌握整体式单向梁板结构的内力按弹性及考虑塑性内力重分布的计算方法；建立折算荷载、塑性铰、内力重分布的计算方法；建立折算荷载、塑性铰、内力重分布、弯矩调幅等概念；掌握连续梁板截面内力重分布、弯矩调幅等概念；掌握连续梁板截面设计特点及配筋构造要求。设计特点及配筋构造要求。2.掌握整体式双向梁板结构的内力按弹性及按极限平掌握整体式双向梁板结构的内力按弹性及按极限平衡法的设计方法；掌握其配筋构造要求

2、。衡法的设计方法；掌握其配筋构造要求。3.熟悉梁式楼梯和板式楼梯的受力特点、内力计算和熟悉梁式楼梯和板式楼梯的受力特点、内力计算和配筋构造要求。配筋构造要求。4.了解雨篷梁的设计计算方法，特别是对其整体倾覆了解雨篷梁的设计计算方法，特别是对其整体倾覆验算的要求。验算的要求。混凝土结构设计混凝土结构设计第1章结构体系结构体系组成：梁组成：梁+板，可有板无梁。板，可有板无梁。形式：楼盖、屋盖、阳台、雨篷、楼梯、片筏基础等。形式：楼盖、屋盖、阳台、雨篷、楼梯、片筏基础等。1.1概述概述钢筋混凝土无梁楼盖钢筋混凝土无梁楼盖钢筋混凝土肋梁楼盖钢筋混凝土肋梁楼盖混凝土结构设计混凝土结构设计第1章主主 页页

3、目目 录录有关的概念 1、梁板结构：简单地说，梁板结构指由梁和板共同组、梁板结构：简单地说，梁板结构指由梁和板共同组成的受力体系（骨架），广泛应用于屋盖、楼盖、楼成的受力体系（骨架），广泛应用于屋盖、楼盖、楼梯和雨篷等处。梯和雨篷等处。2、屋盖：也叫屋顶，通常由防水层、（找坡层）、保、屋盖：也叫屋顶，通常由防水层、（找坡层）、保温层、（找平层）和结构层组成。温层、（找平层）和结构层组成。3、楼盖：也叫楼层，通常由面层、（找平层）、结构、楼盖：也叫楼层，通常由面层、（找平层）、结构层、顶棚共同组成。层、顶棚共同组成。楼盖的主要作用1、承受楼面上的竖向荷载并传到竖向结构上；2、将水平荷载传递或分配

4、到竖向结构；3、作为竖向结构的水平联系构件或支撑点 1、强度：足以抵抗荷载作用下产生的内力。、强度：足以抵抗荷载作用下产生的内力。2、刚度：足以抵抗在荷载作用下产生的竖向和水平变形。、刚度：足以抵抗在荷载作用下产生的竖向和水平变形。3、连接可靠：通过构造要求和梁柱节点设计来予以保证。、连接可靠：通过构造要求和梁柱节点设计来予以保证。对楼盖的结构设计要求混凝土结构设计混凝土结构设计第1章按施工方法分类按施工方法分类装配式：装配式：预制板预制板+现浇（或预制）梁。现浇（或预制）梁。装配整体式：装配整体式：预制楼面上做刚性面层。预制楼面上做刚性面层。刚性面层：刚性面层：40 mm混凝混凝土层，内配钢

5、筋网。土层，内配钢筋网。现浇式：现浇式：按预应力施加情况分：钢筋混凝土楼盖按预应力施加情况分：钢筋混凝土楼盖和预应力钢筋混凝土楼盖和预应力钢筋混凝土楼盖 混凝土结构设计混凝土结构设计第1章 有有梁梁楼楼盖盖现现浇浇楼楼盖盖无无梁梁楼楼盖盖 单单向向板板肋肋形形楼楼盖盖双双向向板板肋肋形形楼楼盖盖井井式式楼楼盖盖与与密密肋肋楼楼盖盖现浇式钢筋混凝土楼（屋）盖分类现浇式钢筋混凝土楼（屋）盖分类 双向板双向板单向板单向板 井式板井式板 密肋板密肋板 无梁板无梁板混凝土结构设计混凝土结构设计第1章定义：单向板和双向板定义：单向板和双向板 1-112qqq1-241 115384q lvEI 1-342

6、 225384q lvEI 1-412vv 混凝土结构设计混凝土结构设计第1章1-5441 12 2q lq l 1-64214412lqqll 1-74124412lqqll 1212/20.9412,0.0588/30.9878,0.0122llqq qqllqq qq21212121当当时时:当当时时:l2/l1 3时按单向板设计时按单向板设计2/3ll 2 21 1时时宜宜按按双双向向板板设设计计l2/l1 2时按双向板设计时按双向板设计注：若按单向板设计时，注：若按单向板设计时，规范规范规定的单向板长边方规定的单向板长边方向的分布钢筋尚不足以承担该方向弯矩，应沿长边配向的分布钢筋尚不

7、足以承担该方向弯矩，应沿长边配置不少于短边方向置不少于短边方向25%的受力筋。的受力筋。混凝土结构设计混凝土结构设计第1章 同理：根据梁的高跨比或线刚度可分为主梁、同理：根据梁的高跨比或线刚度可分为主梁、次梁或双向梁次梁或双向梁 高跨比或线刚度相差较大时分为：主次梁；相高跨比或线刚度相差较大时分为：主次梁；相差不大时为双向梁，双向梁截面相等时为双重差不大时为双向梁，双向梁截面相等时为双重井式楼盖。井式楼盖。在单向梁板中：梁可分为次梁和主梁；双向梁在单向梁板中：梁可分为次梁和主梁；双向梁板中，梁分为主梁和次梁，也可分为双向梁。板中，梁分为主梁和次梁，也可分为双向梁。单向板以次梁为支座，次梁以主梁

8、为支座；主单向板以次梁为支座，次梁以主梁为支座；主梁以柱或墙为支座梁以柱或墙为支座板上荷载板上荷载传力方式：传力方式：次梁次梁主梁主梁墙、柱墙、柱基础基础 混凝土结构设计混凝土结构设计第1章1.2现浇单向板肋形楼（屋）盖设计现浇单向板肋形楼（屋）盖设计 梁板结构布置梁板结构布置 根据主梁、次梁的不同位置通常有三种布置形根据主梁、次梁的不同位置通常有三种布置形式：主梁横向布置、次梁横向布置和没有主梁，式：主梁横向布置、次梁横向布置和没有主梁，只布置次梁只布置次梁。混凝土结构设计混凝土结构设计第1章1.2现浇单向板肋形楼（屋）盖设计现浇单向板肋形楼（屋）盖设计 梁板结构原则：梁板结构原则：1、柱间

9、距与承重墙的布置，首先应满足使用要求；、柱间距与承重墙的布置，首先应满足使用要求；2、柱网和梁格划分尽可能规则，结构布置越简单、柱网和梁格划分尽可能规则，结构布置越简单、整齐、统一，越能符合经济和美观的要求；整齐、统一，越能符合经济和美观的要求；3、主梁应布置在整体结构的主要受力方向上。对于、主梁应布置在整体结构的主要受力方向上。对于框架结构，为加强结构的侧向刚度，主梁一般应沿框架结构，为加强结构的侧向刚度，主梁一般应沿房屋横向布置。在混合结构中，梁的支座应设置在房屋横向布置。在混合结构中，梁的支座应设置在窗间墙或壁柱处，避开门窗洞口，否则洞口上的过窗间墙或壁柱处，避开门窗洞口，否则洞口上的过

10、梁就要加强以承受梁的反力；梁就要加强以承受梁的反力；4、梁的布置尽可能整齐、贯通；、梁的布置尽可能整齐、贯通；混凝土结构设计混凝土结构设计第1章 5、梁板结构尽可能划分为等跨度，以便于设、梁板结构尽可能划分为等跨度，以便于设计和施工；计和施工；6、主梁跨度范围内次梁根数宜为偶数，以便、主梁跨度范围内次梁根数宜为偶数，以便主梁受力合理；主梁受力合理；7、在楼板上有固定的集中荷载时，如隔墙或、在楼板上有固定的集中荷载时，如隔墙或较重设备等，则必须在它下面专门布置承重梁；较重设备等，则必须在它下面专门布置承重梁；8、当楼盖中开有较大的洞口时，沿洞口周边、当楼盖中开有较大的洞口时，沿洞口周边需布置梁。

11、需布置梁。9、不封闭的阳台、厨房和卫生间的板面标高、不封闭的阳台、厨房和卫生间的板面标高宜低于相邻板面。宜低于相邻板面。混凝土结构设计混凝土结构设计第1章1.2现浇单向板肋形楼（屋）盖设计现浇单向板肋形楼（屋）盖设计1.2.1结构基本尺寸确定结构基本尺寸确定板板跨跨12.0 3.0ml次次梁梁24 6ml 2hl=(1/121/18)=(1/121/18)bh=(1/21/3)=(1/21/3)主主梁梁35 8ml 3hl=(1/81/14)=(1/81/14)bh=(1/21/3)=(1/21/3)混凝土结构设计混凝土结构设计第1章为使板有足够的刚度，为使板有足够的刚度，板厚尚应满足：板厚尚

12、应满足：连连续续板板简简支支板板140l悬悬臂臂板板135l112l板板厚厚工业楼面：工业楼面：h70 mm民用楼面：民用楼面：h60 mm屋屋 面：面：h70 mmhhh混凝土结构设计混凝土结构设计第1章(1)永久荷载永久荷载=恒载：自重、粉灰重等。恒载：自重、粉灰重等。恒载标准值体积恒载标准值体积材料自重材料自重常用的材料和构件自重见教材附录常用的材料和构件自重见教材附录2、3(2)可变荷载可变荷载=活荷载：人群、家具等。活荷载：人群、家具等。民用建筑楼面活载标准值见教材附录民用建筑楼面活载标准值见教材附录3。板和次梁一般以均布荷载为主。板和次梁一般以均布荷载为主。承载力计算荷载用设计值，

13、要将荷载标准承载力计算荷载用设计值，要将荷载标准值乘以荷载分项系数值乘以荷载分项系数G 或或Q。荷载折减问题看荷载折减问题看荷载规范荷载规范1.2.2结构荷载及结构荷载及计算单元计算单元混凝土结构设计混凝土结构设计第1章荷载计算荷载计算当楼面承受均布荷载时，对于板，通常取宽度当楼面承受均布荷载时，对于板，通常取宽度为为1m的板带为计算单元，板所承受的荷载为板的板带为计算单元，板所承受的荷载为板的自重及板上的均布活荷载。对于次梁，取相的自重及板上的均布活荷载。对于次梁，取相邻板跨中线所分割出来的面积作为它的受荷面邻板跨中线所分割出来的面积作为它的受荷面积，次梁所承受的荷载为次梁自重及其受荷面积，

14、次梁所承受的荷载为次梁自重及其受荷面积上板传来的荷载。对于主梁，则承受主梁自积上板传来的荷载。对于主梁，则承受主梁自重及由次梁传来的集中荷载，但由于主梁自重重及由次梁传来的集中荷载，但由于主梁自重与次梁传来的集中荷载相比往往较小，故可将与次梁传来的集中荷载相比往往较小，故可将主梁自重化为集中荷载，加入次梁传来的集中主梁自重化为集中荷载，加入次梁传来的集中荷载合并计算。荷载合并计算。为简化计算，均不考虑楼板、次梁的连续性问题，为简化计算，均不考虑楼板、次梁的连续性问题，均视为简支板或梁均视为简支板或梁混凝土结构设计混凝土结构设计第1章单向板肋梁楼盖平面、剖面及计算简图单向板肋梁楼盖平面、剖面及计

15、算简图混凝土结构设计混凝土结构设计第1章1.2.3结构计算简图结构计算简图【提问】什么叫结构的计算简图？其简化内【提问】什么叫结构的计算简图？其简化内容包括哪些？容包括哪些？对实际结构进行力学计算以前，必须加以简化，对实际结构进行力学计算以前，必须加以简化，略去次要的细节，显示其基本特点，用一个略去次要的细节，显示其基本特点，用一个简化的图形代替实际结构，我们把这种图形简化的图形代替实际结构，我们把这种图形叫结构的计算简图。叫结构的计算简图。其简化内容包括：结构体系的简化、支座的简其简化内容包括：结构体系的简化、支座的简化、连接的简化、荷载的简化等。化、连接的简化、荷载的简化等。混凝土结构设计

16、混凝土结构设计第1章单向板肋梁楼盖平面、剖面及计算简图单向板肋梁楼盖平面、剖面及计算简图混凝土结构设计混凝土结构设计第1章结构计算单元结构计算单元1、板：整体式单向板梁板结构中，板结构计算、板：整体式单向板梁板结构中，板结构计算单元与板荷载计算单元相同单元与板荷载计算单元相同,即取即取1m宽的矩形宽的矩形截面板带作为板结构计算单元；截面板带作为板结构计算单元；2、次梁：取翼缘宽度为次梁间距、次梁：取翼缘宽度为次梁间距L1的的T形截面形截面带作为次梁结构的计算单元；带作为次梁结构的计算单元；3、主梁：取翼缘宽度为主梁间距、主梁：取翼缘宽度为主梁间距L2的的T形截面形截面带作为主梁结构的计算单元。

17、带作为主梁结构的计算单元。混凝土结构设计混凝土结构设计第1章结构的支承条件及折算荷载结构的支承条件及折算荷载 1、支承在砖墙上、支承在砖墙上当整体式梁板结构的板、次梁或主梁支承在砖当整体式梁板结构的板、次梁或主梁支承在砖柱或墙上时，结构之间均可视为铰支座，砖柱或墙上时，结构之间均可视为铰支座，砖柱、墙对它们的嵌固作用比较小，可以在构柱、墙对它们的嵌固作用比较小，可以在构造设计中予以考虑。造设计中予以考虑。2、支承在柱上、支承在柱上对于整体式梁板结构，当板、梁和柱整体现浇对于整体式梁板结构，当板、梁和柱整体现浇时，板支承在次梁上，次梁支承在主梁上，时，板支承在次梁上，次梁支承在主梁上，主梁支承在

18、柱上。则次梁对板，主梁对次梁，主梁支承在柱上。则次梁对板，主梁对次梁，柱对主梁将有一定的约束作用，该约束作用柱对主梁将有一定的约束作用，该约束作用在结构内力分析时必须予以考虑。在结构内力分析时必须予以考虑。为了减少由于简图和实际支座产生的误差，通过调整恒荷为了减少由于简图和实际支座产生的误差，通过调整恒荷载和活荷载的比例来解决。载和活荷载的比例来解决。对板和次梁的荷载采用下述的荷载调整方法：对板和次梁的荷载采用下述的荷载调整方法：板：板：g=g+q/2 q=q/2次梁：次梁：g=g+q/4 q=3q/4式中式中 q,g-实际作用于结构上的恒载和活荷载设计值；实际作用于结构上的恒载和活荷载设计值

19、；折算荷载折算荷载混凝土结构设计混凝土结构设计第1章u若主梁与柱的线刚度比值大于若主梁与柱的线刚度比值大于34时，由于柱对主时，由于柱对主梁的约束作用较小，故主梁的荷载不必进行调整，梁的约束作用较小，故主梁的荷载不必进行调整，可将柱视为梁的铰支座，否则就应该按框架进行结可将柱视为梁的铰支座，否则就应该按框架进行结构分析。不过，应该清楚认识到，将柱视为梁的铰构分析。不过，应该清楚认识到，将柱视为梁的铰支座，对于梁是偏于安全，但对于柱子来说是偏于支座，对于梁是偏于安全，但对于柱子来说是偏于不安全的。不安全的。u如果主梁的支座为截面较大的钢筋混凝土柱，当主如果主梁的支座为截面较大的钢筋混凝土柱，当主

20、梁与柱的线刚度比小于梁与柱的线刚度比小于4 时，以及柱的两边主梁两时，以及柱的两边主梁两跨度相差较大时（大于跨度相差较大时（大于10%），将梁柱视为框架来），将梁柱视为框架来考虑。考虑。混凝土结构设计混凝土结构设计第1章计算跨度计算跨度按弹性理论计算时按弹性理论计算时0cll 0n(llh 板板）0n1.025ll（梁梁）中中间间跨跨对多跨连续梁板对多跨连续梁板0n22abll ，且且0n(22hbll 板板）0n1.0252bll （梁梁）边边跨跨hlallnn0blln0nnlall05.10对于单跨板和梁：两端搁支在砖墙上的板 两端与梁整体连接的板 单跨梁 混凝土结构设计混凝土结构设计第

21、1章计算跨度计算跨度按塑性理论计算时按塑性理论计算时按塑性理论计算时，多跨连续板、梁计算跨度应由塑性较的位置确定：边跨 对于板 对于梁 中间跨两边搁置在墙上时：板：梁：20hlln20alln20hllnnll025.10nll 0min005.1 cnlll或混凝土结构设计混凝土结构设计第1章结构计算跨度结构计算跨度 混凝土结构设计混凝土结构设计第1章1.2.4结构最不利荷载组合结构最不利荷载组合 1、结构控制截面、结构控制截面 结构控制截面的确定取决于结构截面的内力与抗结构控制截面的确定取决于结构截面的内力与抗力的比值（力的比值（M/Mu），截面的比值最大者即为控制），截面的比值最大者即为

22、控制截面。截面。对于等截面的连续梁板结构，若结构截面配筋相对于等截面的连续梁板结构，若结构截面配筋相同，梁、板的控制截面在支座处和跨中处。包括同，梁、板的控制截面在支座处和跨中处。包括跨中最大正弯矩、跨中最大负弯矩（绝对值）、跨中最大正弯矩、跨中最大负弯矩（绝对值）、支座最大负弯矩（绝对值）、支座最大剪力。支座最大负弯矩（绝对值）、支座最大剪力。混凝土结构设计混凝土结构设计第1章 2、结构最不利荷载组合规律：因为恒荷载是不变的，因此不利组合是指活荷载的组合。混凝土结构设计混凝土结构设计第1章主主 页页目目 录录帮帮 助助上一章上一章下一章下一章 2、结构最不利荷载组合规律：（恒、结构最不利荷载

23、组合规律：（恒载不变）载不变）a、欲求结构某跨跨内截面最大正弯矩时，、欲求结构某跨跨内截面最大正弯矩时，应在该跨布置活荷载，然后隔跨布置活应在该跨布置活荷载，然后隔跨布置活荷载；荷载；b、欲求结构某跨跨内截面最大负弯矩（绝、欲求结构某跨跨内截面最大负弯矩（绝对值）时，应该不在该跨布置活荷载，对值）时，应该不在该跨布置活荷载，应在相邻两跨布置活荷载，然后隔跨布应在相邻两跨布置活荷载，然后隔跨布置活荷载；置活荷载；c、欲求结构某支座截面最大负弯矩（绝对、欲求结构某支座截面最大负弯矩（绝对值）时，应在该支座相邻两跨布置活荷值）时，应在该支座相邻两跨布置活荷载，然后隔跨布置活荷载；载，然后隔跨布置活荷

24、载；d、欲求结构边支座截面最大剪力时，其活、欲求结构边支座截面最大剪力时，其活荷载布置与求该跨跨内最大正弯矩时活荷载布置与求该跨跨内最大正弯矩时活荷载布置相同；欲求结构中间支座截面荷载布置相同；欲求结构中间支座截面最大剪力时，其活荷载布置与求该支座最大剪力时，其活荷载布置与求该支座截面最大负弯矩（绝对值）时活荷载的截面最大负弯矩（绝对值）时活荷载的布置相同。布置相同。混凝土结构设计混凝土结构设计第1章主主 页页目目 录录帮帮 助助上一章上一章下一章下一章注意注意 对于等跨度、等截面和对于等跨度、等截面和相同的均布荷载作用下相同的均布荷载作用下的连续板、梁，在整体的连续板、梁，在整体结构中，边跨跨内截面结构中，边跨跨内截面最大正弯矩为各跨跨内最大正弯矩为各跨跨内截面最大正弯矩的极值；截面最大正弯矩的极值；边跨的第一内支座截面边跨的第一内支座截面最大负弯矩（绝对值）最大负弯矩（绝对值）为各支座截面最大负弯为各支座截面最大负弯矩（绝对值）的极值；矩（绝对值）的极值；边跨的第一内支座边跨的第一内支座 截面最大截面最大剪力为各支座截面最大剪力为各支座截面最大剪力的极值。剪力的极值。max右，EVmax左，BV