1、1.工程实例工程实例 肋形结构肋形结构是水工结构中常见的结构形式，典型的梁板结构，是水工结构中常见的结构形式，典型的梁板结构，如水电站厂房的楼如水电站厂房的楼(屋屋)面。面。楼盖（屋盖）楼盖（屋盖）第第9章章 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 2.组成组成 肋形结构肋形结构由由板、次梁、主梁板、次梁、主梁组成组成肋形楼盖，肋形楼盖，三者整体三者整体相连，通常为多跨连续的相连，通常为多跨连续的超静定结构超静定结构。板面上的板面上的荷载传递路径荷载传递路径：板：板次梁次梁主梁主梁柱柱(或墙体或墙体)。每一区格的板一般来说四边每一区格的板一般来说四边均有支承。均有支承。主梁支
2、撑在柱上，所以主梁支撑在柱上，所以柱柱距距决定了决定了主梁的跨度主梁的跨度。次梁支撑在主梁上，所以次梁支撑在主梁上，所以主梁的间距主梁的间距决定了决定了次梁的跨度次梁的跨度。板的跨度板的跨度取决于取决于次梁的间距次梁的间距。第第9章章 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 3.梁板结构的梁板结构的分类分类(1)按按施工方法施工方法的不同，可分为：的不同，可分为：现浇式现浇式楼盖：楼盖：整体性好，刚度大，抗渗性好，但费模、费整体性好，刚度大，抗渗性好，但费模、费工工 装配式装配式楼盖：节约人力，加快施工进度，但楼盖：节约人力，加快施工进度，但整体性差整体性差。装配整体式装配整
3、体式楼盖楼盖 (2)按按预加应力预加应力情况可分为：情况可分为：钢筋混凝土钢筋混凝土楼盖楼盖 预应力混凝土预应力混凝土楼盖楼盖 (3)按按结构型式结构型式可分为可分为：单向板肋梁单向板肋梁楼盖楼盖 双向板肋梁双向板肋梁楼盖楼盖 井式井式楼盖楼盖；密肋；密肋楼盖楼盖；无梁；无梁楼盖楼盖 第第9章章 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单向板肋梁楼盖单向板肋梁楼盖 双向板肋梁楼盖双向板肋梁楼盖 井式楼盖井式楼盖 无梁楼盖无梁楼盖 密肋楼盖密肋楼盖 第第9章章 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。21ppp441 12 21255384384Accp lp
4、lfE IE I41221()plpl当当212ll时，得：时，得：1716,1712pppp第第9章章 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 因此，对于因此，对于四边支承四边支承()的板的板。当板的长、短跨之比当板的长、短跨之比l2/l13时，则板上荷载绝大部分沿短时，则板上荷载绝大部分沿短跨跨l1方向传递，计算时可按沿短跨方向受力的方向传递，计算时可按沿短跨方向受力的单向板单向板计算，计算，沿长跨方向布置沿长跨方向布置构造钢筋构造钢筋；当当l2/l12时，板上荷载沿两个方向传递，按时，板上荷载沿两个方向传递，按双向板双向板计算。计算。当当 2l2/l1 3时，宜按时，宜
5、按双向板双向板计算，当按单向板计算时，计算，当按单向板计算时，则沿长跨方向布置足够数量的则沿长跨方向布置足够数量的构造钢筋构造钢筋 第第9章章 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第第9章章 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1单向板单向板肋梁楼盖肋梁楼盖结构平面布置结构平面布置通常有以下三种方案：通常有以下三种方案：优点优点:主梁和柱可形成主梁和柱可形成横向框架横向框架，房屋，房屋横向抗侧移刚度大横向抗侧移刚度大，各，各榀横向框架间由纵向次梁相连，榀横向框架间由纵向次梁相连，整体性较好整体性较好。此外，由于次。此外，由于次梁沿外纵墙方向布置，使外纵墙
6、上窗户高度可开得大些，对梁沿外纵墙方向布置，使外纵墙上窗户高度可开得大些，对室内采光有利。室内采光有利。原则原则：首先要满足首先要满足使用要求使用要求。计算方便，尽量计算方便，尽量对称对称、等跨等跨、等截面等截面和和同材料同材料，符合，符合模数模数的要求。的要求。9.1 单向板肋形结构按弹性方法的计算单向板肋形结构按弹性方法的计算主梁沿横向布置，次梁纵向布置主梁沿横向布置，次梁纵向布置 主梁沿纵向布置、次梁横向布置，主梁沿纵向布置、次梁横向布置，适用于横向柱距比纵适用于横向柱距比纵向柱距大得多的情况。向柱距大得多的情况。其优点是：其优点是：减小了主梁的截面高度，减小了主梁的截面高度，增加了室内
7、净高，增加了室内净高，一、结构平面布置一、结构平面布置只布置次梁，不布置主梁只布置次梁，不布置主梁仅适用于有中间走道的砌体仅适用于有中间走道的砌体墙承重的混合结构房屋。墙承重的混合结构房屋。一、结构平面布置一、结构平面布置 在满足在满足使用要求使用要求的基础上，结的基础上，结构布置应尽量做到构布置应尽量做到经济和技术经济和技术上的上的合理。如果梁布置得比较稀，施工合理。如果梁布置得比较稀，施工时可省模板和省工，但板的跨度却时可省模板和省工，但板的跨度却加大了，板厚也随之增加，主梁的加大了，板厚也随之增加，主梁的受力受力也不太合理。如果梁布置得比也不太合理。如果梁布置得比较密，可使板的跨度减小，
8、板厚减较密，可使板的跨度减小，板厚减薄，结构自重减轻，但施工时要费薄，结构自重减轻，但施工时要费模板和费工。模板和费工。在一般建筑中，在一般建筑中，板的跨度板的跨度以以1.72.8m为宜。为宜。次梁的跨度次梁的跨度一般以一般以46m为宜，为宜，主梁的跨度主梁的跨度一般以一般以58m为宜。为宜。梁、板截面的常用尺寸梁、板截面的常用尺寸/h l/h l/b hhhhhhh/h llh一、结构平面布置一、结构平面布置9.1 单向板梁板结构按弹性方法的计算单向板梁板结构按弹性方法的计算 整体式梁板结构整体式梁板结构是由板、次梁和主梁整体浇注而成，设是由板、次梁和主梁整体浇注而成，设计时应分别对板、次梁
9、和主梁进行计算。要计算其内力，计时应分别对板、次梁和主梁进行计算。要计算其内力，应先根据支承情况及构件刚度确定相应构件的应先根据支承情况及构件刚度确定相应构件的计算简图计算简图。二、二、计算简图计算简图1.板的计算简图板的计算简图(1)计算单元：计算单元：1m宽板带。宽板带。(2)支承条件：不论支承在支承条件：不论支承在次梁、还是支承在墙上次梁、还是支承在墙上,均简化为均简化为板的板的不动铰支座，不动铰支座，由此引起的误差采用由此引起的误差采用折算荷载折算荷载来消除。来消除。(3)荷载：均布线荷载荷载：均布线荷载(4)计算跨度计算跨度 中间跨中间跨：边跨：边跨：(边支座为砌体墙边支座为砌体墙)
10、通常通常a为为120mm nll 11112222nnballbhll取小值取小值nllb计算弯矩计算弯矩计算剪力计算剪力二、二、计算简图计算简图 2.次梁的计算简图次梁的计算简图(1)计算单元：次梁左右两跨各取半跨计算单元：次梁左右两跨各取半跨(2)支承条件：不论支承在主梁、还是支承在墙上，均作为支承条件：不论支承在主梁、还是支承在墙上，均作为次梁的次梁的不动铰支座。不动铰支座。由此引起的误差采用由此引起的误差采用折算荷载折算荷载来消除。来消除。(3)荷载：均布荷载。荷载：均布荷载。恒载：板左右各半跨板自重、次梁自重；恒载：板左右各半跨板自重、次梁自重；活载：板左右各半跨板上活载活载：板左右
11、各半跨板上活载(4)计算跨度计算跨度nllb 1111221.0252nnballbll取小值取小值计算弯矩计算弯矩计算剪力计算剪力边跨：边跨：中间跨：中间跨：nll(边支座为砌体墙边支座为砌体墙)通常通常a为为250mm二、二、计算简图计算简图 3.主梁的计算简图主梁的计算简图 (1)计算单元：主梁左右各半个主梁间距。计算单元：主梁左右各半个主梁间距。(2)支承条件：当梁柱线刚度相差支承条件：当梁柱线刚度相差较大，较大，可将柱作可将柱作为主梁的为主梁的不动铰支座不动铰支座，按，按多跨连续梁多跨连续梁设计。设计。当当 ，应考虑应考虑柱对主梁的转动约束柱对主梁的转动约束作用，按作用，按内框架结构
12、内框架结构考虑。考虑。(3)荷载：次梁传来的荷载：次梁传来的集中集中荷载、次梁自重及主梁自重荷载、次梁自重及主梁自重(4)计算跨度计算跨度：与次梁相同，通常与次梁相同，通常a为为370mm 4iiii左梁右梁上柱下柱4iiii左梁右梁上柱下柱二、二、计算简图计算简图 4.折算荷载折算荷载 当板、次梁和主梁当板、次梁和主梁整体浇注整体浇注时，次梁的抗扭刚度对板的转时，次梁的抗扭刚度对板的转动有动有约束作用约束作用，将减小跨中弯矩，对板的受力是有利的，设，将减小跨中弯矩，对板的受力是有利的，设计中采用计中采用折算荷载折算荷载来考虑；同样主梁对次梁的转动也有约束来考虑；同样主梁对次梁的转动也有约束作
13、用作用连续板连续板 2qgg2qq 连续次梁连续次梁 4qgg43qq 二、二、计算简图计算简图5.连续梁、板的连续梁、板的计算跨数计算跨数 当连续梁、板的跨数少于当连续梁、板的跨数少于五跨五跨时，按时，按实际跨数实际跨数计算。计算。对于等刚度、等跨度对于等刚度、等跨度(或或跨度相差不超过跨度相差不超过10%)的连续梁、的连续梁、板，当跨数板，当跨数超过五跨超过五跨，且各跨，且各跨荷载相同时荷载相同时，可按五跨的，可按五跨的等跨等跨连续梁、板连续梁、板计算。计算。中间各跨内力与中间各跨内力与3跨相同，中间支座的内力与跨相同，中间支座的内力与C支座相同。支座相同。二、二、计算简图计算简图 连续梁
14、、板的内力连续梁、板的内力计算方法计算方法：力法或力矩分配法。：力法或力矩分配法。实际工程中，一般将内力系数制成一定的表格，查表计算实际工程中，一般将内力系数制成一定的表格，查表计算连续梁、板的内力。连续梁、板的内力。(1)在在均布均布及及三角形荷载三角形荷载作用下：作用下：2221qlkglkMqlkglkV43(2)在在集中荷载集中荷载作用下：作用下：12Mk Glk Ql34Vk Gk Q9.2 单向板肋形结构按弹性方法的计算单向板肋形结构按弹性方法的计算 一、连续梁、板的内力计算一、连续梁、板的内力计算9.2 单向板肋形结构按弹性方法的计算单向板肋形结构按弹性方法的计算1.可变荷载的最
15、不利布置可变荷载的最不利布置 连续梁连续梁可变荷载最不利布置可变荷载最不利布置的原则：的原则：(1)求某跨求某跨跨内最大正弯矩跨内最大正弯矩时，应时，应在本跨布置活荷载，然后隔跨布置在本跨布置活荷载，然后隔跨布置 (2)求某跨求某跨跨内最大负弯矩跨内最大负弯矩时，本时，本跨不布置活荷载，而在其邻跨布置，跨不布置活荷载，而在其邻跨布置，然后隔跨布置；然后隔跨布置；(3)求某求某支座最大负弯矩支座最大负弯矩时，应在时，应在该支座左右两跨布置活荷载，然后该支座左右两跨布置活荷载，然后隔跨布置。隔跨布置。(4)求某求某支座最大剪力支座最大剪力时，应在该时，应在该支座左右两跨布置活荷载，然后隔支座左右两
16、跨布置活荷载，然后隔跨布置。跨布置。二、连续梁板的内力包络图二、连续梁板的内力包络图2.内力包络图内力包络图 将恒载和各种最不利位置的可变荷载共同作用下的内力,按同一比例绘制在同一基线上，其外包线所形成的图形称为内力包络图。二、连续梁板的内力包络图二、连续梁板的内力包络图(1)内力计算与截面设计不协调；内力计算与截面设计不协调；(2)浪费材料浪费材料;(3)支座钢筋过密，施工质量不易保证支座钢筋过密，施工质量不易保证3.支座弯矩和剪力设计值支座弯矩和剪力设计值 弯矩设计值：弯矩设计值：220bVMbVMMccc剪力设计值：剪力设计值：2bqgVVccVV 均布荷载均布荷载集中荷载集中荷载按弹性
17、理论进行设计按弹性理论进行设计存在的问题存在的问题 二、连续梁板的内力包络图二、连续梁板的内力包络图如果板或梁直接搁置在墩墙上，则不存在支座弯矩的削减问题如果板或梁直接搁置在墩墙上，则不存在支座弯矩的削减问题 在钢筋屈服截面，从钢筋屈服到达到极限承载力，截面在在钢筋屈服截面，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，称为够转动的铰，称为“塑性铰塑性铰”。1塑性铰的概念塑性铰的概念9.3 单向板肋形结构按塑性方法的计算单向板肋形结构按塑性方法的计算一、基本原理一、基本原理 按弹性理论方法：
18、按弹性理论方法：(1)截面之间内力的分布规律是不变的；截面之间内力的分布规律是不变的；(2)任一截面内力达到其极限承载力时，认为整个结构达到任一截面内力达到其极限承载力时，认为整个结构达到破坏。破坏。对于对于静定结构静定结构来说是合理的。来说是合理的。对于对于超静定结构超静定结构来说，在其加载过程中，由于材料的非来说，在其加载过程中，由于材料的非弹性性质，各截面之间的内力可以重新调整。当任意截面弹性性质，各截面之间的内力可以重新调整。当任意截面的内力达到其极限承载力时，该截面出现一个的内力达到其极限承载力时，该截面出现一个塑性铰塑性铰。只。只要整个结构还是几何不变的，结构所承受荷载还可继续增要
19、整个结构还是几何不变的，结构所承受荷载还可继续增加。加。9.3 单向板肋形结构按塑性方法的计算单向板肋形结构按塑性方法的计算二、塑性内力重分布二、塑性内力重分布1.塑性内力重分布的概念塑性内力重分布的概念 对于对于超静定结构超静定结构，当结构的某个截面出现塑性铰后，结构，当结构的某个截面出现塑性铰后，结构的内力分布发生了变化，经历了一个重新分布的过程，这个的内力分布发生了变化，经历了一个重新分布的过程，这个过程成为过程成为“塑性内力重分布塑性内力重分布”。当荷载较小时，整个结构处当荷载较小时，整个结构处于于弹性状态弹性状态，其内力分布如图。，其内力分布如图。随着随着荷载的增大荷载的增大，首先，
20、首先支座截支座截面面出现出现塑性铰塑性铰，承担的弯矩为，承担的弯矩为MuB。荷载还可增加，随着荷。荷载还可增加，随着荷载的增加，支座截面的载的增加，支座截面的MuB不不再增加，再增加，跨中弯矩跨中弯矩还可增加还可增加。直到跨中截面钢筋屈服，形成直到跨中截面钢筋屈服，形成塑性铰塑性铰，结构成为，结构成为机动体系机动体系。2.考虑考虑塑性内力重分布塑性内力重分布的意义的意义 (1)内力计算方法与截面设计方法相协调；内力计算方法与截面设计方法相协调；(2)可以适当地调整截面的内力分布情况，更合适地布置钢筋可以适当地调整截面的内力分布情况，更合适地布置钢筋 按按弹性方法设计弹性方法设计时，连续梁的支座
21、时，连续梁的支座M通常都比较大，由此通常都比较大，由此进行截面设计导致支座钢筋比较拥挤，施工不便。进行截面设计导致支座钢筋比较拥挤，施工不便。按按塑性方法设计塑性方法设计时，可适当降低支座的弯矩设计值，允时，可适当降低支座的弯矩设计值，允许梁在支座处出现塑性铰，适当增大跨中弯矩。许梁在支座处出现塑性铰，适当增大跨中弯矩。3.影响塑性内力重分布的因素影响塑性内力重分布的因素 塑性铰的转动能力；塑性铰的转动能力；斜截面承载能力；斜截面承载能力；正常使用条件正常使用条件 截面要有合适的截面要有合适的受压区高度受压区高度；构件必须要有足够的；构件必须要有足够的受剪承受剪承载力载力。二、塑性内力重分布板
22、二、塑性内力重分布板 考虑塑性内力重分布的方法：考虑塑性内力重分布的方法：极限平衡法极限平衡法、塑性铰法塑性铰法、弯矩调幅法弯矩调幅法及及非线性受力全过程分析法非线性受力全过程分析法。1.定义定义:弯矩调幅法简称弯矩调幅法简称调幅法调幅法，它是在弹性方法计算的，它是在弹性方法计算的基础上，根据需要，适当调整某些截面弯矩值。基础上，根据需要，适当调整某些截面弯矩值。通常对通常对弯矩绝对值较大的支座截面弯矩绝对值较大的支座截面进行调整，然后按调整进行调整，然后按调整后的内力进行后的内力进行截面设计和配筋截面设计和配筋，是一种适用的设计方法。，是一种适用的设计方法。截面弯矩调整的幅度用截面弯矩调整的
23、幅度用弯矩调幅系数弯矩调幅系数表示表示 1eaaeeMMMMM eaMM)1(9.3 单向板肋形结构按塑性方法的计算单向板肋形结构按塑性方法的计算2 弯矩调幅法弯矩调幅法的计算步骤的计算步骤 按弹性方法计算各截面的计算弯矩按弹性方法计算各截面的计算弯矩Me；对支座弯矩调幅，为防止裂缝过宽，调幅系数对支座弯矩调幅，为防止裂缝过宽，调幅系数不宜超过不宜超过0.25；调幅后的跨中、支座弯矩值不宜小于调幅后的跨中、支座弯矩值不宜小于M0的的1/3；剪力设计值按荷载最不利布置和调幅后的跨中弯矩由剪力设计值按荷载最不利布置和调幅后的跨中弯矩由静静力平衡条件力平衡条件计算确定计算确定.三、弯矩调幅法三、弯矩
24、调幅法0ara/2lMMMMae(1)MM 调整之后，连续梁、板各调整之后，连续梁、板各跨中截面的弯矩跨中截面的弯矩应不小于弯矩应不小于弯矩包络图及下式计算的值。包络图及下式计算的值。M0按简支梁计算的跨中弯矩。按简支梁计算的跨中弯矩。三、弯矩调幅法三、弯矩调幅法等跨连续梁等跨连续梁承受均布荷载时：承受均布荷载时：2mbMgq lvbnVgq l承受间距相同、大小相等的集中荷载时承受间距相同、大小相等的集中荷载时：mbMGQ lvbVnGQ 等跨连续板等跨连续板 2mpMgq l9.3 单向板肋形结构按塑性方法的计算单向板肋形结构按塑性方法的计算 对四周与梁整体连接的单向板对四周与梁整体连接的
25、单向板(现浇连续板的内区格就现浇连续板的内区格就属于这种情况属于这种情况)，其，其中间跨的跨中截面及中间支座截面中间跨的跨中截面及中间支座截面的计的计算弯矩可算弯矩可减少减少20，其它截面则不予降低，其它截面则不予降低（如板的角区格、（如板的角区格、边跨的跨中截面及第一内支座截面的计算弯矩则不折减）。边跨的跨中截面及第一内支座截面的计算弯矩则不折减）。四、四、内力重分布法计算内力重分布法计算计算连续梁的内力计算连续梁的内力1.截面截面设计要点设计要点(1)板通常取为板通常取为1m宽的板带，按宽的板带，按单筋矩形截面单筋矩形截面设计；设计；(2)板一般能板一般能满足斜截面受剪承载力满足斜截面受剪
26、承载力要求，设计时可不进行要求，设计时可不进行受剪承载力验算；受剪承载力验算；9.4 单向板梁板结构的单向板梁板结构的截面设计与构造要求截面设计与构造要求2.构造要求构造要求(1)板厚度的确定，应满足板厚度的确定，应满足构造要求构造要求和和刚度要求刚度要求见前面。见前面。(2)板的支承长度，一般为板的支承长度，一般为120mm。(3)板中受力钢筋板中受力钢筋 钢筋的钢筋的直径直径:612mm，为便于施工，支座上部钢筋，为便于施工，支座上部钢筋d8mm。一般采用。一般采用热轧热轧I级钢筋。级钢筋。钢筋的间距钢筋的间距：不小于：不小于70mm；当板厚；当板厚h150mm，间距，间距 1.5h；且每
27、；且每m板宽内不应少板宽内不应少于于3根钢筋。根钢筋。配筋方式配筋方式 分离式配筋分离式配筋：跨中和支座分别按各自内力配置，：跨中和支座分别按各自内力配置，全部采用直钢筋全部采用直钢筋方便施工，但用钢量大。方便施工，但用钢量大。弯起式配筋弯起式配筋：将跨中的：将跨中的1/22/3的钢筋弯起，用的钢筋弯起，用以承受负弯矩以承受负弯矩节约钢筋，锚固性好。节约钢筋，锚固性好。一、连续板的一、连续板的截面设计与构造要求截面设计与构造要求板钢筋的弯起角度一般为板钢筋的弯起角度一般为30，当，当h120mm时，也可采用时，也可采用45 一、连续板的一、连续板的截面设计与构造要求截面设计与构造要求当当q/g
28、3时，时，a=ln/4 当当q/g3时，时，a=ln/3钢筋的弯起和截断钢筋的弯起和截断(4)板中板中构造钢筋构造钢筋分布钢筋分布钢筋 作用作用:a、固定受力钢筋、固定受力钢筋;b、承受并传递板面荷载、承受并传递板面荷载;c、承受混凝、承受混凝土因收缩和温度变化产生的内力；土因收缩和温度变化产生的内力；d、承担计算中未考虑的因素。、承担计算中未考虑的因素。每每m宽度内不少于宽度内不少于3根，分布钢筋的面积不小于受力钢筋面积的根，分布钢筋的面积不小于受力钢筋面积的15%。垂直于受力钢筋，放置在受力钢筋内侧。垂直于受力钢筋，放置在受力钢筋内侧。垂直于主梁垂直于主梁的板面构造钢筋的板面构造钢筋 嵌入
29、承重墙嵌入承重墙内的板面构造钢筋内的板面构造钢筋 墙角墙角上的板面构造钢筋上的板面构造钢筋 一、连续板的一、连续板的截面设计与构造要求截面设计与构造要求1.截面设计要点截面设计要点(1)截面形式截面形式支座：支座：矩形截面矩形截面；跨中：；跨中：T形截面形截面。(2)当次梁的截面尺寸满足前述刚度要求时，一般不必作当次梁的截面尺寸满足前述刚度要求时，一般不必作使用阶段的使用阶段的挠度挠度验算。验算。10.4 单向板梁板结构的单向板梁板结构的截面设计与构造要求截面设计与构造要求2.构造要求构造要求 配筋方式配筋方式 分离式配筋分离式配筋弯起式配筋弯起式配筋 钢筋的弯起角度一般为钢筋的弯起角度一般为
30、45，当，当h700mm时，也可采用时，也可采用60.钢筋的钢筋的弯起和截断弯起和截断原则上按原则上按MR图确定，但当跨长相差图确定，但当跨长相差不超过不超过20，且，且q/g3时，按下图确定，否则按时，按下图确定，否则按MR图确定。图确定。二、二、次梁次梁截面设计与构造要求截面设计与构造要求(1)截面形式截面形式(2)主梁支座截面的主梁支座截面的有效高度有效高度h0 单排钢筋时单排钢筋时h0=h-(5060)mm双排钢筋时双排钢筋时h0h-(7080)mm (3)主梁的内力计算通常按主梁的内力计算通常按弹性理论弹性理论方法进行，方法进行，不考虑塑不考虑塑性内力重分布性内力重分布。(4)当主梁
31、的截面尺寸满足前述刚度的要求时，一般不必当主梁的截面尺寸满足前述刚度的要求时，一般不必作使用阶段的挠度验算。作使用阶段的挠度验算。9.4 单向板梁板结构的单向板梁板结构的截面设计与构造要求截面设计与构造要求(5)梁纵筋的弯起和截断梁纵筋的弯起和截断按按弯矩包络图弯矩包络图确定确定 0dysbyvsv12sinFf Amnf A 附加箍筋附加箍筋和和吊筋吊筋的总截面面积按下式计算：的总截面面积按下式计算：三、主梁的三、主梁的截面设计与构造要求截面设计与构造要求(6)主梁附加主梁附加横向钢筋横向钢筋 在荷载的作用下在荷载的作用下,在两个方向上都受力在两个方向上都受力,且不能忽略任一方向且不能忽略任
32、一方向弯曲的板称为弯曲的板称为双向板双向板。9.5 双向板梁板结构的双向板梁板结构的设计设计 双向板双向板可以是可以是四边支承四边支承、三边支承三边支承和和两邻边支承两邻边支承。对于四边支承的板，当长短跨之比对于四边支承的板，当长短跨之比l01/l022按按双双向板向板设计。设计。四边简支的四边简支的正方形板正方形板，因跨中两个方向的弯矩，因跨中两个方向的弯矩M1=M2，主弯矩，主弯矩M=1.414M1，沿对角线方向，故，沿对角线方向，故第一批裂缝出现在板底中部，沿对角线向四角发第一批裂缝出现在板底中部，沿对角线向四角发展，直至板底钢筋屈服而破坏，板顶面也出现了展，直至板底钢筋屈服而破坏，板顶
33、面也出现了与对角线垂直且大致呈圆形的裂缝。与对角线垂直且大致呈圆形的裂缝。一、双向板的受力分析和试验研究一、双向板的受力分析和试验研究 对于四边简支的矩形板，由于短跨跨中对于四边简支的矩形板，由于短跨跨中的弯矩的弯矩M1大于长跨跨中弯矩大于长跨跨中弯矩M2,故第一批裂故第一批裂缝缝平行于长边平行于长边，随着荷载的加大，板底裂缝，随着荷载的加大，板底裂缝进一步加长，然后沿对进一步加长，然后沿对45度角向板的度角向板的四角发四角发展展，接近破坏时，接近破坏时，板顶面四角也出现了板顶面四角也出现了垂直垂直于对角线的裂缝于对角线的裂缝。最后跨中受力。最后跨中受力钢筋屈服钢筋屈服，板随之破坏。板随之破坏
34、。理论上来说，板中钢筋应理论上来说，板中钢筋应垂直于垂直于裂缝方裂缝方向布置，但试验表明，板中钢筋的布置方向向布置，但试验表明，板中钢筋的布置方向对破坏荷载影响不大，但对破坏荷载影响不大，但平行于四边配筋的平行于四边配筋的板板，施工方便施工方便。肋形楼盖肋形楼盖 四边四边简支简支的双向板，在荷载作用下，板的四角有的双向板，在荷载作用下，板的四角有翘翘起起的的趋势趋势，导致板传递给四边支座的，导致板传递给四边支座的压力沿边长压力沿边长不是均匀分布的不是均匀分布的，而，而是支承边是支承边中部大中部大，两端小两端小。一、双向板的受力分析和试验研究一、双向板的受力分析和试验研究9.5 双向板梁板结构的
35、双向板梁板结构的设计设计单块双向板单块双向板的弯矩为的弯矩为:21Mq l M跨中或支座单位板宽内的弯矩设计值跨中或支座单位板宽内的弯矩设计值(kNmm)；l1短跨方向的计算跨度短跨方向的计算跨度(m)弯矩系数，按附录弯矩系数，按附录6中的相应表格查表确定。中的相应表格查表确定。二、按弹性方法计算内力计算二、按弹性方法计算内力计算 设计时将这种荷载分布看作是设计时将这种荷载分布看作是g+q/2的的满布满布和和q/2的的间隔布置间隔布置。在在正对称荷载正对称荷载g+q/2作用下：作用下：中间支座近似的看作中间支座近似的看作固定支座固定支座，中间区格均可视为四边中间区格均可视为四边固定的双固定的双
36、向板向板；二、按弹性方法计算内力计算二、按弹性方法计算内力计算 求支座最大弯矩时，可将求支座最大弯矩时，可将二、按弹性方法计算内力计算二、按弹性方法计算内力计算(2)支座最大弯矩的计算支座最大弯矩的计算 在在反对称荷载反对称荷载q/2作用下：作用下：中间支座视为中间支座视为简支简支，中间各区，中间各区格板均可视为格板均可视为四边简支的双向板四边简支的双向板。9.6 双向板的截面设计与构造要求双向板的截面设计与构造要求一、双向板的截面设计要点一、双向板的截面设计要点(1)双向板的厚度：双向板的厚度：80mm；还应满足；还应满足刚度条件刚度条件。(2)钢筋的配置钢筋的配置弯起式和分离式弯起式和分离
37、式沿墙边及墙角的板内构造钢筋与单向板楼盖相同沿墙边及墙角的板内构造钢筋与单向板楼盖相同。受力钢筋的直径、间距、弯起点及截断点的位置等受力钢筋的直径、间距、弯起点及截断点的位置等均可参照均可参照单向板配筋单向板配筋的有关规定的有关规定。9.6双向板的截面设计与构造要求双向板的截面设计与构造要求 双向板沿双向板沿两个方向两个方向将其所受的荷载传给将其所受的荷载传给支承梁支承梁，计算中近，计算中近似沿似沿对角线对角线将板上荷载传递给附近的梁；将板上荷载传递给附近的梁；次梁和主梁的设计方法和构造要求同单向板肋梁楼盖次梁和主梁的设计方法和构造要求同单向板肋梁楼盖三、双向连续板中支承梁的设计三、双向连续板
38、中支承梁的设计9.6双向板的截面设计与构造要求双向板的截面设计与构造要求柱下独立基础的构造柱下独立基础的构造底板配筋底板配筋：一般采用：一般采用HPB235级或级或HRB335级钢筋，级钢筋，d不宜小不宜小于于10mm，间距不宜大于，间距不宜大于200mm，也不宜小于，也不宜小于100mm。当基础底面边长大于或等于当基础底面边长大于或等于3m时，底板受力钢筋的长度时，底板受力钢筋的长度可取边长的可取边长的0.9倍，并宜交错布置。倍，并宜交错布置。保护层厚度保护层厚度：有垫层时，：有垫层时，c40mm；无垫层时，无垫层时，c70mm。混凝土强度等级混凝土强度等级：基础的混凝土强度等级不宜低于：基
39、础的混凝土强度等级不宜低于C20。基基础底部通常浇注一层础底部通常浇注一层C10的的素混凝土垫层素混凝土垫层，便于绑扎底板钢筋，便于绑扎底板钢筋，保证施工质量，垫层厚度为保证施工质量，垫层厚度为50100mm，四周伸出底板，四周伸出底板100mm。9.9 钢筋混凝土柱下基础设计钢筋混凝土柱下基础设计一、柱下独立基础的形式一、柱下独立基础的形式9.9 钢筋混凝土柱下基础设计钢筋混凝土柱下基础设计 (1)柱下独立基础根据其柱下独立基础根据其形状形状的不同；可分为：的不同；可分为：锥形锥形基础和基础和阶梯形阶梯形基础。基础。锥形基础锥形基础的边缘高度的边缘高度H1不宜小不宜小于于200mm，也不宜大
40、于，也不宜大于500mm。锥形基础顶面的坡度。锥形基础顶面的坡度 a30。阶梯形阶梯形基础每阶高度一般为基础每阶高度一般为300500mm。基础顶。基础顶面四边应比柱子宽面四边应比柱子宽50mm，便于安装柱子模板。，便于安装柱子模板。(2)柱下独立基础根据其柱下独立基础根据其受力状态受力状态可分为：可分为：轴心受压基础轴心受压基础，底面一般采用，底面一般采用正方形正方形，也可采用，也可采用矩形矩形；偏心受压基础偏心受压基础，底面一般采用，底面一般采用矩形矩形，长宽比，长宽比b/a一般为一般为1.52.0，最大不超过，最大不超过3.0。ab (3)根据其根据其施工方法施工方法可分为：可分为：预制
41、柱下基础预制柱下基础；现浇柱下基础现浇柱下基础 一、柱下独立基础的形式一、柱下独立基础的形式 (3)基础的基础的设计内容设计内容：基础的形式基础的形式：阶梯形或锥形；：阶梯形或锥形；基础底面尺寸基础底面尺寸根据根据地基承载力地基承载力确定；确定；基础高度基础高度抗冲切抗冲切承载力和柱内钢筋的承载力和柱内钢筋的锚固长度锚固长度确定；确定；底板的配筋计算底板的配筋计算倒置的悬臂梁倒置的悬臂梁确定。确定。对一些重要的建筑物或土质较为复杂的地基，尚应进行对一些重要的建筑物或土质较为复杂的地基，尚应进行变变形形或或稳定性稳定性验算；验算；当独立基础的混凝土强度等级小于柱的混凝土强度等级时，当独立基础的混
42、凝土强度等级小于柱的混凝土强度等级时，尚应验算柱下独立基础顶面的尚应验算柱下独立基础顶面的局部受压承载力局部受压承载力。一、柱下独立基础的形式一、柱下独立基础的形式 1.基础底面尺寸基础底面尺寸的确定的确定 在轴向荷载作用下，基础底面的压力为均匀分布，设计在轴向荷载作用下，基础底面的压力为均匀分布，设计时应满足：时应满足：kkkaNGpfA 若基础的若基础的埋置深度埋置深度为为d，基础及其上，基础及其上填土的平均重度为填土的平均重度为 (设计时取设计时取 20kN/m3)则则 ，可得基础底面面，可得基础底面面积为：积为：mmGAdkamNAfd二、轴心受压独立基础设计二、轴心受压独立基础设计9
43、.9 钢筋混凝土柱下基础设计钢筋混凝土柱下基础设计mabA基底为正方形时基底为正方形时ab 2.基础高度的验算基础高度的验算 独立基础的高度独立基础的高度除应满足柱筋的除应满足柱筋的锚固长度锚固长度外，还应根据柱外，还应根据柱与基础交接处的与基础交接处的受冲切承载力受冲切承载力计算确定。对于阶梯形基础计算确定。对于阶梯形基础,还还应对应对变阶处变阶处混凝土的混凝土的受冲切承载力受冲切承载力进行计算进行计算.基础冲切破坏面的倾角一般按基础冲切破坏面的倾角一般按45o考虑。考虑。二、轴心受压独立基础设计二、轴心受压独立基础设计 试验表明，对于不配置抗冲切钢筋的基础，影响受冲切承试验表明，对于不配置
44、抗冲切钢筋的基础，影响受冲切承载力的主要因素：载力的主要因素：混凝土的强度混凝土的强度，截面有效高度截面有效高度h0 0，不考虑板，不考虑板底抗弯钢筋的有利影响。底抗弯钢筋的有利影响。基础自重基础自重不会引起冲切破坏，不会引起冲切破坏，仅考虑仅考虑地基净反力地基净反力。基础的抗冲切承载力应满足下式：基础的抗冲切承载力应满足下式：mtb()/2bbb0dtm00.7lFf b h n/pNA二、轴心受压独立基础设计二、轴心受压独立基础设计nllFp A 3 基础底板配筋基础底板配筋 独立基础底板的受力状态可看作在地基反力作用下支承于独立基础底板的受力状态可看作在地基反力作用下支承于柱上柱上倒置的
45、变截面悬臂板倒置的变截面悬臂板。由于地基反力与基础自重处处平。由于地基反力与基础自重处处平衡，基础底板配筋采用衡，基础底板配筋采用地基净反力地基净反力。将基础底板划分为四个区块，将基础底板划分为四个区块，每个区块都可看作是固定于每个区块都可看作是固定于柱边柱边的悬臂板的悬臂板，且区块之间无联系。，且区块之间无联系。2ncc224pMahbb 2ncc224pMbbah二、轴心受压独立基础设计二、轴心受压独立基础设计a 由于长边方向的钢筋一般置于沿短边方向钢筋的下面，由于长边方向的钢筋一般置于沿短边方向钢筋的下面，此处若假定此处若假定b方向为长边，故沿长边方向为长边，故沿长边b方向的受力钢筋截面
46、面方向的受力钢筋截面面积，可近似按下式计算：积，可近似按下式计算：ysfhMA09.0 如果基础底板两个方向受力钢筋直径均为如果基础底板两个方向受力钢筋直径均为d，则截面，则截面的有效高度为的有效高度为h0-d，故沿短边，故沿短边a方向的受力钢筋截面面积为：方向的受力钢筋截面面积为：00.9syMAhdf二、轴心受压独立基础设计二、轴心受压独立基础设计 1.基础底面尺寸基础底面尺寸 在在偏心荷载偏心荷载作用下，基础底面的压力为作用下，基础底面的压力为线性分布线性分布。基础底。基础底面上的内力为：面上的内力为：根据根据e0的不同，基底应力的分布有三种情况：的不同，基底应力的分布有三种情况：三、偏
47、心受压独立基础设计三、偏心受压独立基础设计botkkbotkkMMV hNNGbotkk0botbot/NNGeMN或或e0a/63cc9.9 钢筋混凝土柱下基础设计钢筋混凝土柱下基础设计当当e0a/6时，基础边缘处的地基反力可按下式计算：时，基础边缘处的地基反力可按下式计算：botbotk,max0223(2)3NNpb a/-ebc三、偏心受压独立基础设计三、偏心受压独立基础设计当当e0a/6时，基础边缘处的地基反力可按下式计算：时，基础边缘处的地基反力可按下式计算：k,maxbotbotbot02k,min66(1)pNMNepabbaababotk,max132Npc02ca/-e在在
48、偏心荷载作用偏心荷载作用下，基础底面的压力值应符合下式要求：下，基础底面的压力值应符合下式要求：在确定偏心荷载作用下基础的底面尺寸时，一般采用在确定偏心荷载作用下基础的底面尺寸时，一般采用试算法试算法。首先按。首先按轴心荷载轴心荷载作用下初步估算基础的作用下初步估算基础的底面面积底面面积；再考虑基础底面弯矩的影响，将基础底面积适当再考虑基础底面弯矩的影响，将基础底面积适当增加增加(20-40)%，a/b1.52.0，初步选定基础底面的边长初步选定基础底面的边长a和和b，然，然后计算偏心荷载作用下基础底面的压力值，验算是否满足要后计算偏心荷载作用下基础底面的压力值，验算是否满足要求；如不满足，应
49、调整基础底面尺寸重新验算，直至满足为求；如不满足，应调整基础底面尺寸重新验算，直至满足为止。止。k,maxa1.2pfk,maxk,mink,ma2pppf三、偏心受压独立基础设计三、偏心受压独立基础设计 2.基础高度验算基础高度验算 基础高度基础高度的验算与轴压基础类似。的验算与轴压基础类似。tm00.7lFf b hn,maxllFpAmtb()/2bbb三、偏心受压独立基础设计三、偏心受压独立基础设计 3.基础底板配筋基础底板配筋 偏心受压基础配筋与轴心受压基础类似，仅在计算截面弯偏心受压基础配筋与轴心受压基础类似，仅在计算截面弯矩时，应考虑矩时，应考虑地基反力的不均匀性地基反力的不均匀性。沿弯矩作用方向在任意。沿弯矩作用方向在任意截面截面处，及垂直于弯矩作用方向在任意截面处，及垂直于弯矩作用方向在任意截面处相处相应于荷载效应基本组合时的应于荷载效应基本组合时的弯矩设计值弯矩设计值可分别按下列公式计可分别按下列公式计算：算：2n,maxn,Icc248ppMaabb 2n,maxn,mincc248ppMbbaaysfhMA09.000.9syMAhdf三、偏心受压独立基础设计三、偏心受压独立基础设计
