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文檔簡介

1、會計學1單向板肋梁樓蓋設計單向板肋梁樓蓋設計案案 主梁橫向布置, 次梁縱向布置方案。 主梁縱向布置, 次梁橫向布置方案。 只布置次梁, 不設主梁方案。第1頁/共77頁第2頁/共77頁第3頁/共77頁第4頁/共77頁第5頁/共77頁(2) 次梁的支座-主梁(1)板的支座-次梁(3) 主梁的支座-柱子(墻)次梁主梁柱(一) 荷載的計算模型和計算簡圖單向板肋梁樓蓋平面布置圖第6頁/共77頁第7頁/共77頁第8頁/共77頁第9頁/共77頁板次梁主梁恒載 g0活載 q恒載 g 0gq次梁為板的鉸鏈支座,但只有 g 時0當作用有活載 q 時,則0梁板現澆,次梁對板轉角有約束,q=q / 2g= g + q

2、 / 2折算荷載:加恒載減活載,但總荷載不變折算荷載板2qgg 2qq 次梁4qgg 43qq 第10頁/共77頁v指構件在計算內力時所采用的跨度;v即計算簡圖中支座反力間的距離;v與支承條件、支承長度a和構件的抗彎剛度等因素有關。第11頁/共77頁構構件件 支支 座座 條條 件件 計計 算算 跨跨 度度 l0 板板邊邊 跨跨l0 =ln1 + b / 2+h / 2 1.025ln1 +b / 2中中 間間 跨跨 l0 =ln+b梁梁邊邊 跨跨 l0 =ln1 + a / 2+b / 2 1.025 ln1 +b / 2中中 間間 跨跨 l0 =ln+b按彈性理論方法計算梁、板內力,其跨度計

3、算見下表anlbnlbh hanlbnlbh02l01l第12頁/共77頁構構件件 支支 座座 條條 件件 計計 算算 跨跨 度度 l0 板板邊邊 跨跨l0 =ln1 +h / 2中中 間間 跨跨l0 =ln梁梁邊邊 跨跨 l0 =ln1 + a / 2 1.025 ln1 中中 間間 跨跨l0 =ln按塑性理論方法計算梁、板內力,其跨度計算見下表第13頁/共77頁當跨差10%時,仍按等跨考慮;當等跨(或跨差5時,可近似按5跨考慮;配筋計算時除兩邊跨外中間各跨配筋相同。第14頁/共77頁(3) 計算荷載(從屬面積)(1)板次梁主梁柱板荷載從屬面積圖1m第15頁/共77頁(2)次梁次梁主梁柱次梁

4、荷載從屬面積圖122ll第16頁/共77頁(3)主梁次梁主梁柱主梁荷載從屬面積圖第17頁/共77頁第18頁/共77頁12345q 在 1 跨內有活載 q,則M1 和VB為最大; 在 1 跨跨中為正彎矩,相鄰跨跨中為負彎矩,隔跨跨中為正彎矩; 在 1 跨支座B處為負彎矩,相鄰跨支座為正彎矩,隔跨支座為負彎矩。第19頁/共77頁 在 2 跨內有活載 q,則M2 和VB、VC為最大; 在 2 跨跨中為正彎矩,相鄰跨跨中為負彎矩,隔跨跨中為正彎矩; 在 2 跨支座B、C處為負彎矩,相鄰跨支座為正彎矩,隔跨支座為負彎矩。12345q第20頁/共77頁ABCDEF12345q 活荷載不同布置時的內力圖 在

5、 3 跨內有活載 q,則M3 和VC、VD為最大; 在 3 跨跨中為正彎矩,相鄰跨跨中為負彎矩,隔跨跨中為正彎矩; 在 3 跨支座C、D處為負彎矩,相鄰跨支座為正彎矩,隔跨支座為負彎矩。第21頁/共77頁活荷載不同布置時的內力圖第22頁/共77頁1活荷載的不利布置第23頁/共77頁確定截面最不利內力時的活荷載布置原則如下: 1)求某跨跨中截面最大正彎矩時,應在本跨布置活荷載,同時應在兩側每隔一跨布置活荷載; 2)求某支座截面最大負彎矩時,應在該支座兩側的鄰跨布置活荷載,同時兩側每隔一跨布置活荷載; 3)求梁支座左側或右側最大剪力時,活荷載的布置同2); 4)求某跨跨內最大負彎矩時,本跨不布置活

6、荷載,而在其左右鄰跨布置,然后隔跨布置;第24頁/共77頁第25頁/共77頁均布荷載作用下:2qlM 表表中中系系數數qlV 表中系數表中系數集中荷載作用下:PlM 表表中中系系數數PV 表表中中系系數數 梁的計算跨度l 集中恒載和活載P 均布恒載和活載q第26頁/共77頁(四) 內力包絡圖 將同一結構在各種荷載的最不利組合作用下的內力圖(彎矩圖或剪力圖)疊畫在同一張圖上,其外包線所形成的圖形稱為內力包絡圖。它反映出各截面可能產生的最大內力值,是設計時選擇截面和布置鋼筋的依據。第27頁/共77頁(五) 支座彎矩和剪力設計值 彎矩設計值: 20bVMMb 剪力設計值: 2bqgVVb 均布荷載

7、按彈性理論計算連續梁內力時,中間跨的計算跨度取為支座中心線間的距離,故所求得的支座彎矩和支座剪力都是指支座中心線的。實際上,正截面受彎承載力和斜截面承載力的控制截面應在支座邊緣,內力設計值應以支座邊緣截面為準。M、V分別為支承中心處的彎矩和剪力設計值。V0為按簡支梁計算的支座剪力設計值。 b支座寬度。第28頁/共77頁第29頁/共77頁考慮塑性內力重分布的計算方考慮塑性內力重分布的計算方法法。第30頁/共77頁第31頁/共77頁 在鋼筋屈服截面,從鋼筋屈服到達到極限承載力,截面在外彎矩增加很小的情況下產生很大轉動,表現得猶如一個能夠轉動的鉸,稱為“塑性鉸” 。第32頁/共77頁第33頁/共77

8、頁如下圖所示兩跨連續梁,跨中承受集中荷載P的作用。現已知bh200450,砼C20,跨內下部和支座上部均配有318,D和B截面的極限彎矩均為Mu84.23kNm。試分析內力重分布規律。第34頁/共77頁B點最先出現破壞。kNPmkNMlPeBue112.123.84188. 0 mkNMmkNlPMDueD 23.8495.69156. 0第35頁/共77頁彈性理論計算內力Pe112.1kN,而MD69.95kNm 故MD84.2369.9514.28kNmv說明結構仍能繼續承載。隨著P的增加,B點因形成塑性鉸出現轉動,并保持截面彎矩MBu不變。此時結構由連續梁轉變為簡支梁工作,只要B點塑性鉸

9、有足夠的轉動能力,荷載就能繼續增加。kNlMPmkNMDD28.144/28.14 第36頁/共77頁kNPPPeu38.12628.141 .112 連續梁的最大承載能力為:若保持最大承載力Pu=126.38kN不變,按照彈性方案計算, MD0.156Pl79kNm,MB0.188Pl95kNm94kN.m79kN.m塑性材料構成的超靜定結構,達到結構承載能力極限狀態的標志不是一個截面屈服,而是結構形成了破壞機構。第37頁/共77頁 對于超靜定結構,當結構的某個截面出現塑性鉸后,結構的內力分布發生了變化,經歷了一個重新分布的過程,這個過程成為“塑性內力重分布”。1超靜定結構的塑性內力重分布現

10、象第38頁/共77頁2.內力重分布的過程 第一階段發生在受拉混凝土開裂到第一個塑性鉸形成之前,彈塑性內力重分布。原因為裂縫的形成和開展。 第二階段發生在第一個塑性鉸形成后直到形成機構、結構破壞,塑性內力重分布。原因為塑性鉸的轉動。兩跨連續梁內力變化圖第39頁/共77頁第40頁/共77頁第41頁/共77頁要求有較高安全儲備的結構。要求有較高安全儲備的結構。(梁板梁板結構中的主梁結構中的主梁)第42頁/共77頁第43頁/共77頁第44頁/共77頁第45頁/共77頁試驗研究表明,塑性鉸轉角的大小,隨配筋率的提高而降低,主要取決于截面相對受壓區高度值。對受彎構件,受壓區高度直接受配筋率的影響。第46頁

11、/共77頁鋼材品種也影響截面的延性,普通熱軋鋼筋具有明顯的屈服臺階,延伸率也較高;混凝土強度等級低,其極限壓應變值較高,這些對實現 內力重分布都是有利的。 yuu第47頁/共77頁第48頁/共77頁性鉸的允許轉動量予以控制,性鉸的允許轉動量予以控制,也就是要也就是要控制內力重分布的幅控制內力重分布的幅度度。第49頁/共77頁 超靜定混凝土結構考慮塑 性內力重分布的計算方法極限平衡法塑性鉸法變剛度法強迫轉動法彎矩調幅法非線性全過程分析方法我國行業標準鋼筋混凝土連續梁和框架考慮內力重分布設計規程(CECS 51 93)主要推薦用彎矩調幅法計算鋼筋混凝土連續梁、板和框架的內力。第50頁/共77頁e(

12、1)MM式中 M調幅后的彎矩設計值; Me按彈性方法計算得的彎矩設計值; 截面的彎矩調幅系數。第51頁/共77頁第52頁/共77頁第53頁/共77頁式中 MB、MC連續梁任一跨調幅后支座截面彎矩值; M調整后跨中截面彎矩值; M0該跨按簡支梁計算跨中截面彎矩值 )(210CBMMMM 第54頁/共77頁 調整后的結構內力必須滿足靜力平衡條件。剪力設計值按荷載最不利布置和調幅后的支座彎矩由靜力平衡條件計算確定。 2)(241lqgM 第55頁/共77頁 必須滿足正常使用階段變形及裂縫寬度的要求,在使用階段不應出現塑性鉸。yvtsvsvffbsA36. 0 第56頁/共77頁承受均布荷載時2M0M

13、gq lVnVgq l等跨連續梁、板g、q-沿梁單位長度上的恒荷載設計值、活荷載設計值;m 、v-考慮塑性內力重分布的彎矩、剪力計算系數;l0-計算跨度,按表3.6采用;ln-凈跨。第57頁/共77頁第58頁/共77頁第59頁/共77頁公式適用于:q/g0.3的等跨連續梁、板,相鄰兩跨跨度相差小于10%的不等跨連續梁、板。 跨度值 : 計算跨中彎矩和支座剪力: 取本跨跨度 計算支座彎矩: 取相鄰兩跨較大跨度 次梁對板、主梁對次梁的轉動約束作用,以及活荷載的不利布置等因素,在按彎矩調幅法分析結構時均已考慮 。第60頁/共77頁現澆整體式樓蓋結構內力分析方法 彈性理論 有較大的安全儲備。 塑性理論

14、 內力分析與截面計算相協調,結果比較經濟, 但一般情況下結構的裂縫較寬,變形較大。 板和次梁:按塑性理論分析內力 主 梁 :按彈性理論分析內力 主梁為樓蓋中的主要構件,要保證使用中有 較好的性能。現澆鋼筋混凝土肋梁樓蓋第61頁/共77頁板的承載力計算-因跨高比和板寬皆大,故只需按彎矩計算縱向鋼筋,一般不需抗剪計算。且彎矩由內力重分布之調幅法計算。正彎矩使板下部開裂負彎矩使板上部開裂板的內拱作用周邊梁的約束使板產生推力第62頁/共77頁板的內拱作用使其承載力有所提高。對四周與梁整體連接的單向板 (現澆連續板的內區格就屬于這種情況),其中間跨的跨中截面及中間支座截面的計算彎矩可減少20,其它截面則

15、不予降低(如板的角區格、邊跨的跨中截面及第一內支座截面的計算彎矩則不折減)。板的內拱作用次梁板1.01.01.01.00.80.80.80.80.8第63頁/共77頁1、板的厚度2、板的支承長度 (通常為120mm )3、板中受力鋼筋鋼筋種類鋼筋種類 一般采用一般采用HPB235、HRB335常用直徑常用直徑 6mm、8mm、10mm、12mm,負鋼筋宜采用較大直徑負鋼筋宜采用較大直徑 間間 距距 一般不小于一般不小于70mm; 板厚板厚h150mm時,不宜大于時,不宜大于200mm; 板厚板厚h 150mm時,不宜大于時,不宜大于1.5h,且每米寬度內不少于,且每米寬度內不少于3根。根。 彎

16、彎 起起 式式 錨固好錨固好 ,整體性好,整體性好 ,節約鋼筋,施工復雜。,節約鋼筋,施工復雜。 分分 離離 式式 錨固較差錨固較差 ,用鋼量稍高,但施工方便,為,用鋼量稍高,但施工方便,為工程中主要采用的工程中主要采用的配筋方式配筋方式。鋼筋彎鉤鋼筋彎鉤 板底鋼筋:半圓彎鉤板底鋼筋:半圓彎鉤 上部負彎矩鋼筋:直鉤上部負彎矩鋼筋:直鉤 彎彎 起起截截 斷斷 一般按構造處理。板相鄰跨度相差超過一般按構造處理。板相鄰跨度相差超過20%或各跨荷載相差或各跨荷載相差較大時,應按彎矩包絡圖確定。較大時,應按彎矩包絡圖確定。第64頁/共77頁當q / g3時,a ln /4;當q / g3時,a ln /

17、3連續板受力鋼筋兩種配置方式第65頁/共77頁數數 量量 單向板中單位長度上的分布鋼筋,截面面積不應小于單向板中單位長度上的分布鋼筋,截面面積不應小于單位寬度上受力鋼筋截面面積的單位寬度上受力鋼筋截面面積的10%,且每米寬度內不少,且每米寬度內不少于于3根,且不宜小于該方向板截面面積的根,且不宜小于該方向板截面面積的0.15% 。間間 距距不宜大于不宜大于250mm直直 徑徑不宜小于不宜小于6mm作作 用用1)澆筑混凝土時固定受力鋼筋的位置)澆筑混凝土時固定受力鋼筋的位置2)抵抗收縮和溫度變化產生的內力)抵抗收縮和溫度變化產生的內力3)承擔并分布板上局部荷載產生的內力)承擔并分布板上局部荷載產

18、生的內力位位 置置與受力鋼筋垂直,均勻布置于受力鋼筋的內側與受力鋼筋垂直,均勻布置于受力鋼筋的內側板中分布鋼筋構造要求 分布鋼筋 4、板中構造鋼筋第66頁/共77頁墻邊和墻角的上部構造鋼筋 截面面積不宜小于該方向跨中受力鋼筋截面面積的1/3;沿非受力方向配置的上部構造筋,可適當減少。整澆肋梁樓蓋板嵌入墻內時,計算時是按簡支考慮,實際上它有部分嵌固作用,將產生局部負彎矩。沿墻設板面附加筋,承擔板傳來的負彎矩,并減小裂縫寬度 。第67頁/共77頁垂直于主梁的上部構造鋼筋 截面面積不宜小于板中受力鋼筋截面面積的1/3。第68頁/共77頁(三) 次梁的截面設計與構造要求1、截面設計要點2)當次梁的截面尺寸滿足表3-4的要求時,一般不必作使用階段的撓度和裂縫寬度驗算。正截面受彎承載

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