大学精品课件：单向板梁板结构.ppt

1、 中国在建第一高楼涉嫌使用海砂中国在建第一高楼涉嫌使用海砂 施工工地已停工施工工地已停工 混凝土结构设计混凝土结构设计 第第 1 1 章章 第第1 1章章 梁板结构设计梁板结构设计 结构布臵及梁板基本尺寸确定结构布臵及梁板基本尺寸确定 结构的计算简图结构的计算简图 结构的荷载及计算单元结构的荷载及计算单元 活荷载最不利布臵活荷载最不利布臵 连续梁、板结构按弹性理论的分析方法连续梁、板结构按弹性理论的分析方法 连续梁、板结构按塑性理论的分析方法连续梁、板结构按塑性理论的分析方法 连续梁、板结构设计要求连续梁、板结构设计要求 连续梁、板配筋方案及构造要求连续梁、板配筋方案及构造要求 混凝土结构设计

2、混凝土结构设计 第第 1 1 章章 单向板梁板结构单向板梁板结构 2 结构塑性铰结构塑性铰 结构承载力极限状态结构承载力极限状态 结构塑性内力重分布结构塑性内力重分布 结构塑性内力重分布的限制条件结构塑性内力重分布的限制条件 结构按塑性内力重分布的一般分析方法结构按塑性内力重分布的一般分析方法 等跨连续梁、板在均布荷载作用下的内力计算等跨连续梁、板在均布荷载作用下的内力计算 混凝土结构设计混凝土结构设计 第第 1 1 章章 单向板梁板结构单向板梁板结构 2 混凝土结构设计混凝土结构设计 第第 1 1 章章 单向板梁板结构单向板梁板结构 2 适筋梁正截面受弯的三适筋梁正截面受弯的三 个受力阶段个

3、受力阶段 未裂阶段未裂阶段 带裂缝工作阶段带裂缝工作阶段 破坏阶段破坏阶段 混凝土结构设计混凝土结构设计 第第 1 1 章章 单向板梁板结构单向板梁板结构 2 破坏阶段受力分析破坏阶段受力分析 钢筋应力保持不变；钢筋应力保持不变； 裂缝显著开展，中和轴裂缝显著开展，中和轴 迅速上移，受压区高度迅速上移，受压区高度 减少较大，混凝土压应减少较大，混凝土压应 力和压应变迅速增大；力和压应变迅速增大； 钢筋拉力与混凝土压力钢筋拉力与混凝土压力 的力臂有所增大，截面的力臂有所增大，截面 弯矩略有增加，钢筋应弯矩略有增加，钢筋应 变急剧增大。变急剧增大。 受压边缘混凝土的压应受压边缘混凝土的压应 变达到

4、极限压应变，承变达到极限压应变，承 载力将有所降低，直至载力将有所降低，直至 压区混凝土压酥。压区混凝土压酥。 塑性铰塑性铰 钢筋屈服后至受压区边缘混钢筋屈服后至受压区边缘混 凝土达到极限压应变前，截凝土达到极限压应变前，截 面在外弯矩增加很小的情况面在外弯矩增加很小的情况 下产生很大转动，表现得犹下产生很大转动，表现得犹 如一个能够转动的铰，称为如一个能够转动的铰，称为 “塑性铰”“塑性铰” 。 混凝土结构设计混凝土结构设计 第第 1 1 章章 单向板梁板结构单向板梁板结构 2 P 塑性铰塑性铰 理想铰不能承受任何理想铰不能承受任何 弯矩，而塑性铰能承弯矩，而塑性铰能承 受一定数值的弯矩。受

5、一定数值的弯矩。 理想铰可以自由转动理想铰可以自由转动 ，而塑性铰却是单向，而塑性铰却是单向 转动，只能沿弯矩作转动，只能沿弯矩作 用方向作有限转动。用方向作有限转动。 拉铰拉铰/ /钢筋铰：受拉钢钢筋铰：受拉钢 筋屈服。筋屈服。 压铰压铰/ /混凝土铰：受拉混凝土铰：受拉 钢筋不屈服。钢筋不屈服。 混凝土结构设计混凝土结构设计 第第 1 1 章章 单向板梁板结构单向板梁板结构 2 P 弹性理论弹性理论 当结构的某一个截面达到承载力极限状态，则整个结构当结构的某一个截面达到承载力极限状态，则整个结构 达到承载力极限状态。达到承载力极限状态。 塑性理论塑性理论 超静定结构出现一个塑性铰，只减少一

6、个多余约束，结超静定结构出现一个塑性铰，只减少一个多余约束，结 构还能继续承受荷载。只有当结构出现若干个塑性铰，构还能继续承受荷载。只有当结构出现若干个塑性铰， 使结构局部或整体成为几何可变体系时，结构才达到承使结构局部或整体成为几何可变体系时，结构才达到承 载力极限状态。载力极限状态。 混凝土结构设计混凝土结构设计 第第 1 1 章章 单向板梁板结构单向板梁板结构 2 混凝土结构设计混凝土结构设计 第第 1 1 章章 单向板梁板结构单向板梁板结构 2 l0 l0 1 F1 1 F1 l0/2 l0/2 A B A MBu M1 M1 F2l0/4 F2l0/4 F2 F2 A A B F1+

7、F2 A A B F1+F2 MBu M1u=M1+F2l0/4 + = 内力重分布内力重分布 出现塑性铰前，随着出现塑性铰前，随着F的变化，的变化，MB /M1=常量常量 出现塑性铰后，随着出现塑性铰后，随着F的变化，的变化，MB /M1不断变化，内不断变化，内 力在支座和跨中之间不断重新分配力在支座和跨中之间不断重新分配 承载力承载力 弹性理论分析方法：弹性理论分析方法：Fu=F1 塑性理论分析方法：塑性理论分析方法：Fu=F1+F2 在同样的外荷载下，按内力重分布法可降低支座处在同样的外荷载下，按内力重分布法可降低支座处 的内力进行设计的内力进行设计 混凝土结构设计混凝土结构设计 第第

8、1 1 章章 单向板梁板结构单向板梁板结构 2 弯矩调幅法弯矩调幅法 减小弯矩最大截面的弯矩减小弯矩最大截面的弯矩 增大弯矩较小截面的弯矩增大弯矩较小截面的弯矩 混凝土结构设计混凝土结构设计 第第 1 1 章章 单向板梁板结构单向板梁板结构 2 混凝土结构设计混凝土结构设计 第第 1 1 章章 单向板梁板结构单向板梁板结构 2 混凝土结构设计混凝土结构设计 第第 1 1 章章 单向板梁板结构单向板梁板结构 2 混凝土结构设计混凝土结构设计 第第 1 1 章章 单向板梁板结构单向板梁板结构 2 弯矩调整幅度弯矩调整幅度 一般地，一般地，20%20% 可变荷载和永久荷载之比小于可变荷载和永久荷载之

9、比小于1/31/3时，时， 15%15% 混凝土结构设计混凝土结构设计 第第 1 1 章章 单向板梁板结构单向板梁板结构 2 %25%100 188. 0 141. 0188. 0 Fl FlFl M MM B BB B %15%100 156. 0 1795. 0156. 0 1 11 1 Fl FlFl M MM 混凝土结构设计混凝土结构设计 第第 1 1 章章 单向板梁板结构单向板梁板结构 2 F F Fl lF M M Bu B 33. 1 141. 0 188. 0 F F Fl lF M M u 87. 0 1795. 0 156. 0 1 1 FllF141. 0188. 0FF

10、 4 3 混凝土结构设计混凝土结构设计 第第 1 1 章章 单向板梁板结构单向板梁板结构 2 考虑塑性内力重分布的意义考虑塑性内力重分布的意义 使结构在破坏时有较多的截面达到其承载力，充分使结构在破坏时有较多的截面达到其承载力，充分 发挥结构的潜力，有效地节约材料发挥结构的潜力，有效地节约材料 合理调整钢筋布臵，克服支座钢筋拥挤现象，简化合理调整钢筋布臵，克服支座钢筋拥挤现象，简化 配筋构造，方便混凝土浇捣，提高施工效率和质量配筋构造，方便混凝土浇捣，提高施工效率和质量 在一定条件和范围内可人为控制结构中的弯矩分布在一定条件和范围内可人为控制结构中的弯矩分布 能更正确地评估结构的承载力和使用阶

11、段的变形、能更正确地评估结构的承载力和使用阶段的变形、 裂缝裂缝 混凝土结构设计混凝土结构设计 第第 1 1 章章 单向板梁板结构单向板梁板结构 2 塑性铰的转动能力塑性铰的转动能力 主要取决于纵向钢筋的配筋率、品种和混凝土的极限压主要取决于纵向钢筋的配筋率、品种和混凝土的极限压 应变。应变。 斜截面承载能力斜截面承载能力 在破坏形成机构以前，不能发生因斜截面承载力不足而在破坏形成机构以前，不能发生因斜截面承载力不足而 引起的破坏，这将阻碍内力重分布继续进行。引起的破坏，这将阻碍内力重分布继续进行。 正常使用条件正常使用条件 塑性铰转动过大，导致裂缝和挠度过大，不能满足正常塑性铰转动过大，导致

12、裂缝和挠度过大，不能满足正常 使用。使用。 混凝土结构设计混凝土结构设计 第第 1 1 章章 单向板梁板结构单向板梁板结构 2 不宜采用不宜采用 在使用阶段不允许出现裂缝，对裂缝开展有较严格在使用阶段不允许出现裂缝，对裂缝开展有较严格 限制的结构，如水池池壁等。限制的结构，如水池池壁等。 直接承受动力和重复荷载的结构直接承受动力和重复荷载的结构 预应力结构和二次受力叠合结构预应力结构和二次受力叠合结构 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 混凝土结构设计混凝土结构设计 第第 1 1 章章 单向板梁板结构单向板梁板结构 2 按弹性理论分析方法，求按弹性理论分析方法，求MB,max

13、 确定确定B支座截面弯矩调幅系数，得到支座截面弯矩调幅系数，得到MB = (1-) MB,max 第一跨梁成为静定梁，受均布荷载第一跨梁成为静定梁，受均布荷载(g+q)与与B支座截面支座截面 弯矩弯矩MB共同作用，求跨内最大正弯矩共同作用，求跨内最大正弯矩M1 按弹性理论分析方法，求按弹性理论分析方法，求M1,max 按弹性和塑性理论计算跨内弯矩较大者作为调幅弯矩值按弹性和塑性理论计算跨内弯矩较大者作为调幅弯矩值 第二跨梁，第二跨梁， 混凝土结构设计混凝土结构设计 第第 1 1 章章 单向板梁板结构单向板梁板结构 2 等跨连续梁等跨连续梁 等跨连续板等跨连续板 混凝土结构设计混凝土结构设计 第

14、第 1 1 章章 单向板梁板结构单向板梁板结构 2 2 mb0 ()Mgq l vbn ()Vgq l 2 mp0 ()Mgq l 混凝土结构设计混凝土结构设计 第第 1 1 章章 单向板梁板结构单向板梁板结构 2 支承情况支承情况 截面位臵截面位臵 端端 支座支座 边跨边跨 跨中跨中 距端第距端第 二支座二支座 距端第二距端第二 跨跨中跨跨中 中间中间 支座支座 中间跨中间跨 跨中跨中 A B C 梁、板搁臵梁、板搁臵 在墙上在墙上 0 1/11 2跨跨 连续：连续： -1/10 3跨以上跨以上 连续：连续：- 1/11 1/16 -1/14 1/16 板板 与梁整与梁整 浇连接浇连接 -1

15、/16 1/14 梁梁 -1/24 梁与柱整浇梁与柱整浇 连接连接 -1/16 1/14 混凝土结构设计混凝土结构设计 第第 1 1 章章 单向板梁板结构单向板梁板结构 2 支承情况支承情况 截面位臵截面位臵 端支座内端支座内 侧侧Ain 距端第二支座距端第二支座 中间支座中间支座 外侧外侧Bex 内侧内侧Bin 外侧外侧Cex 内侧内侧Cin 搁臵搁臵 在墙上在墙上 0.45 0.60 0.55 0.55 0.55 与梁或柱与梁或柱 整浇连接整浇连接 0.50 0.55 可变荷载与永久荷载比值等于可变荷载与永久荷载比值等于3 3 弯矩调幅系数约弯矩调幅系数约20%20% 可变荷载与永久荷载比

16、值可变荷载与永久荷载比值1/351/35，结构跨数大于或小于，结构跨数大于或小于 5 5跨，各跨跨度相对差值小于跨，各跨跨度相对差值小于10%10% 混凝土结构设计混凝土结构设计 第第 1 1 章章 单向板梁板结构单向板梁板结构 2 支座处控制截面与内力值的确定支座处控制截面与内力值的确定 板的内拱作用板的内拱作用 板的承载力计算板的承载力计算 梁的承载力计算梁的承载力计算 混凝土结构设计混凝土结构设计 第第 1 1 章章 单向板梁板结构单向板梁板结构 2 0 2 b -VMM 中边 混凝土结构设计混凝土结构设计 第第 1 1 章章 单向板梁板结构单向板梁板结构 2 中边 MM qgVV 2

17、b - 中边 中边 VV 计算弯矩取减少计算弯矩取减少2020 混凝土结构设计混凝土结构设计 第第 1 1 章章 单向板梁板结构单向板梁板结构 2 M/MuV/Vu 一般不必进行受剪承载力计算一般不必进行受剪承载力计算 混凝土结构设计混凝土结构设计 第第 1 1 章章 单向板梁板结构单向板梁板结构 2 截面形式截面形式 跨内截面：跨内截面：T T形截面形截面 支座截面：矩形截面，不考虑受拉区翼缘参与工作支座截面：矩形截面，不考虑受拉区翼缘参与工作 梁的有效高度梁的有效高度 混凝土结构设计混凝土结构设计 第第 1 1 章章 单向板梁板结构单向板梁板结构 2 混凝土结构设计规范混凝土结构设计规范G

18、B50010-2010 混凝土结构设计混凝土结构设计 第第 1 1 章章 单向板梁板结构单向板梁板结构 2 板的构造要求板的构造要求 梁的构造要求梁的构造要求 混凝土结构设计混凝土结构设计 第第 1 1 章章 单向板梁板结构单向板梁板结构 2 垂直于主梁板面的构造钢筋垂直于主梁板面的构造钢筋 承受负弯矩承受负弯矩 主梁腹板与翼缘共同工作主梁腹板与翼缘共同工作 嵌入墙体板面的构造钢筋嵌入墙体板面的构造钢筋 承受负弯矩承受负弯矩 分布筋分布筋 绑扎固定受力筋绑扎固定受力筋 分散集中荷载分散集中荷载 承受温度应力和混凝土收缩应力承受温度应力和混凝土收缩应力 混凝土结构设计混凝土结构设计 第第 1 1 章章 单向板梁板结构单向板梁板结构 2 混凝土结构设计混凝土结构设计 第第 1 1 章章 单向板梁板结构单向板梁板结构 2 混凝土结构设计混凝土结构设计 第第 1 1 章章 单向板梁板结构单向板梁板结构 2 附加箍筋附加箍筋 附加吊筋附加吊筋 混凝土结构设计混凝土结构设计 第第 1 1 章章 单向板梁板结构单向板梁板结构 2 sin2 y s f F A 1svyvA nf F m