《混凝土樓蓋設(shè)計(jì)》PPT課件.ppt

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1、第八章：混凝土樓蓋設(shè)計(jì) 內(nèi)容提要,一、板的結(jié)構(gòu)分析方法 二、單向板的設(shè)計(jì)方法 三、雙向板的設(shè)計(jì)要點(diǎn),第八章：混凝土樓蓋設(shè)計(jì) 一、板的結(jié)構(gòu)分析,1、板的類型 （1）雙向板 多邊支撐在梁（墻）上 兩鄰邊支承在梁（墻）上 支撐在柱子上 （2）單向板 兩對(duì)邊支撐在梁（墻）上 四邊支撐的矩形板，長(zhǎng)短跨度相差很大,第八章：混凝土樓蓋設(shè)計(jì) 一、板的結(jié)構(gòu)分析,2、板的彈性設(shè)計(jì)理論 （1）連續(xù)單向板的彈性分析 活荷載的最不利布置 活荷載的位置是變化的 設(shè)計(jì)應(yīng)考慮最不利內(nèi)力 不同目標(biāo)的最不利布置 跨中最大正彎矩：本跨布置，隔跨布置 跨中最大負(fù)彎矩：左右布置，隔跨布置 支座最大負(fù)彎矩：左右布置，隔跨布置

2、 支座最大剪力：同支座最大負(fù)彎矩的布置,,第八章：混凝土樓蓋設(shè)計(jì) 一、板的結(jié)構(gòu)分析,內(nèi)力計(jì)算 方法：結(jié)構(gòu)力學(xué) 應(yīng)用：制表，查系數(shù) 內(nèi)力包絡(luò)圖：由內(nèi)力疊合圖形的外包線構(gòu)成 （2）邊支承雙向板的彈性分析 四邊支承板的受力特點(diǎn) 雙向傳力明顯 四角有翹起的趨勢(shì) 支撐邊反力不均勻 單區(qū)格雙向板的內(nèi)力計(jì)算 方法：彈性薄板理論 應(yīng)用：制表，查系數(shù) m=表中系數(shù)ql012,,,,第八章：混凝土樓蓋設(shè)計(jì) 一、板的結(jié)構(gòu)分析,多跨連續(xù)雙向板的內(nèi)力計(jì)算 方法：分割成獨(dú)立板 分割方法： 滿布荷載，四邊固定 間隔（反向）布置，四邊簡(jiǎn)支。 荷載最不利布置 跨中最大正彎矩： 活荷載按棋盤式布置: 分解成滿布荷載g

3、+q/2及間隔布置q/2兩種情況 支座最大負(fù)彎矩：近似按滿布活荷載考慮。,,第八章：混凝土樓蓋設(shè)計(jì) 一、板的結(jié)構(gòu)分析,3、板的塑性設(shè)計(jì)理論 （1）超靜定結(jié)構(gòu)的塑性內(nèi)力重分布 塑性鉸的概念 塑性鉸：截面彎矩不變，曲率不斷增加，截面可自由轉(zhuǎn)動(dòng)。 與一般鉸的區(qū)別：承受力；單向；有一定長(zhǎng)度；轉(zhuǎn)動(dòng)有限 鋼筋混凝土塑性鉸：受拉鋼筋屈服至混凝土壓碎。 內(nèi)力重分布 條件：剛度變化，超靜定結(jié)構(gòu)。 內(nèi)力重分布過(guò)程： 隨著截面剛度比例的變化，內(nèi)力分配比例發(fā)生變化,第八章：混凝土樓蓋設(shè)計(jì) 一、板的結(jié)構(gòu)分析,荷載很小：未開(kāi)裂，接近彈性，彎矩按彈性分布 荷載增大：支座開(kāi)裂，剛度減小 支座截面彎矩增長(zhǎng)減緩 繼續(xù)加

4、載：跨中截面開(kāi)裂，剛度比 又變化彎矩增加速度又發(fā)生變化 支座鋼筋屈服：塑性鉸形成，新增 荷載下支座彎矩不增加 從兩端固定梁變成簡(jiǎn)支梁 荷載增加：跨中出現(xiàn)塑性鉸，可變體系 影響內(nèi)力重分布的因素 塑性鉸的轉(zhuǎn)動(dòng)能力；除受彎以外的其它承載能力； 正常使用條件（裂縫、變形等）,,第八章：混凝土樓蓋設(shè)計(jì) 一、板的結(jié)構(gòu)分析,考慮內(nèi)力重分布的意義和適用范圍 意義：結(jié)構(gòu)分析和截面設(shè)計(jì)概念協(xié)調(diào)； 充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)的潛力，有效地節(jié)約材料。 利用重分布的特性，合理調(diào)整鋼筋布置，便于施工 限制：裂縫控制較嚴(yán)格；承受動(dòng)力和重復(fù)荷載； 預(yù)應(yīng)力和疊合構(gòu)件；安全儲(chǔ)備要求較高。 （2）連續(xù)單向板按調(diào)幅法的內(nèi)力計(jì)算 一般方法：

5、結(jié)構(gòu)力學(xué)中的機(jī)動(dòng)法和靜力法。 實(shí)用設(shè)計(jì)方法-彎矩調(diào)幅法： 方法：對(duì)彈性內(nèi)力值進(jìn)行調(diào)整，按調(diào)整后內(nèi)力進(jìn)行設(shè)計(jì) 彎矩調(diào)幅系數(shù) :=(Me-M)/Me 其它截面的內(nèi)力：根據(jù)靜力平衡條件確定。,,第八章：混凝土樓蓋設(shè)計(jì) 一、板的結(jié)構(gòu)分析,（3）雙向板按塑性鉸線法的計(jì)算 塑性鉸線:塑性鉸：把桿分成多段變成幾何可變體系 塑性鉸線：把板分成多幾塊形成幾何可變體系。 塑性鉸線法的基本假定 沿鉸線單位長(zhǎng)度上的彎矩為常數(shù)，等于板的極限彎矩； 形成破壞機(jī)構(gòu)時(shí)，若干個(gè)剛性板塊和若干條塑性鉸線組成 破壞機(jī)構(gòu)的確定原則 對(duì)稱結(jié)構(gòu)具有對(duì)稱的塑性鉸線分布 正彎矩部位出現(xiàn)正塑性鉸線，負(fù)彎矩區(qū)域出現(xiàn)負(fù)塑性鉸線 應(yīng)滿足板塊

6、轉(zhuǎn)動(dòng)要求：塑性鉸線通過(guò)相鄰板塊轉(zhuǎn)動(dòng)軸交點(diǎn) 塑性鉸線的數(shù)量應(yīng)使整塊板成為一個(gè)幾何可變體系。,第八章：混凝土樓蓋設(shè)計(jì) 一、板的結(jié)構(gòu)分析,塑性鉸線法基本原理 原理：虛功原理，外力所做功應(yīng)該等于內(nèi)力所做功。 應(yīng)用思路： 假設(shè)破壞機(jī)構(gòu)：（變形、彎折圖形） 控制參數(shù)xi 設(shè)虛變形求內(nèi)功U：各鉸線彎矩與轉(zhuǎn)角的乘積總和 求外功W：外力與該處豎向位移乘積總和 內(nèi)外功相等：求荷載q（x1,x2,xn） 求q最小值確定控制參數(shù)xi,,第八章：混凝土樓蓋設(shè)計(jì) 二、混凝土單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì),1、結(jié)構(gòu)布置和一般跨度 （1）結(jié)構(gòu)布置 （2）一般跨度 單向板：1.7-2.5m；次梁：4-6m；主梁：5-8m。

7、2、計(jì)算簡(jiǎn)圖 （1）簡(jiǎn)化假定 板、次梁、主梁在支座處沒(méi)有豎向位移 忽略梁對(duì)板（次梁）的轉(zhuǎn)動(dòng)約束，誤差用折算荷載考慮。 柱子對(duì)梁的約束按照剛度比考慮 不考慮薄膜效應(yīng)對(duì)板內(nèi)力分析的影響 在確定荷載時(shí)，忽略連續(xù)性，按簡(jiǎn)支構(gòu)件計(jì)算支座反力。 跨度相近、跨數(shù)超過(guò)五跨的連續(xù)梁、板按五跨計(jì)算。,第八章：混凝土樓蓋設(shè)計(jì) 二、混凝土單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì),（2）計(jì)算單元及荷載 計(jì)算單元 取1m寬度的板帶 梁取相鄰梁中心距的一半 計(jì)算跨度：內(nèi)力計(jì)算采用的跨度 一般情況下：取支承中心線之間的距離； 端部擱置時(shí)：邊支座可在0.025Ln和a/2兩者中取小值 荷載：恒荷載和活荷載 折算荷載的目的：減少忽略支承構(gòu)件轉(zhuǎn)動(dòng)的

8、影響 處理方法：增大恒載、減小活載，總荷載不變。 折算荷載取值：連續(xù)板 連續(xù)梁,,,,,,第八章：混凝土樓蓋設(shè)計(jì) 二、混凝土單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì),3、按調(diào)幅法計(jì)算連續(xù)梁、板 （1）原則 鋼筋的應(yīng)具有明顯屈服臺(tái)階 彎矩調(diào)幅系數(shù)不應(yīng)過(guò)大（一般小于0.2） 截面延性好x0.35h0 跨中截面不宜調(diào)幅 在正常使用階段不應(yīng)出現(xiàn)塑性鉸，變形和裂縫應(yīng)符合規(guī)定 箍筋適當(dāng)增大 經(jīng)調(diào)整后，仍應(yīng)滿足靜力平衡條件,第八章：混凝土樓蓋設(shè)計(jì) 二、混凝土單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì),(2) 等跨連續(xù)梁、板的計(jì)算方法 連續(xù)梁：均布荷載下： 集中荷載下： 連續(xù)板 （3）不等跨連續(xù)梁、板的計(jì)算方法 連續(xù)梁 按荷載最不利布置，用彈性方法

9、求控制截面的最不利Me 支座彎矩：對(duì)支座彎矩調(diào)幅（小于20%） 跨中彎矩：取大值:與調(diào)幅相應(yīng)彎矩，彈性求出最不利彎矩 支座剪力：根據(jù)調(diào)整后的支座彎矩用靜力平衡條件計(jì)算。,,,,,,第八章：混凝土樓蓋設(shè)計(jì) 二、混凝土單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì),連續(xù)板 從較大跨度板開(kāi)始，選定跨中的彎矩設(shè)計(jì)值 邊跨： 中跨： 按選定的跨中彎矩，根據(jù)靜力平衡確定兩端支座彎矩 以此支座彎矩為已知值，繼續(xù)確定鄰跨跨中和支座彎矩 4板、次梁、主梁的截面設(shè)計(jì)及構(gòu)造 （1）板 截面尺寸： 連續(xù)板1/40跨度；簡(jiǎn)支板1/35；懸臂板1/12 拱效應(yīng)的影響：四邊與梁整澆，中間跨可折減20%,,第八章：混凝土樓蓋設(shè)計(jì) 二、混凝土單向板

10、肋梁樓蓋設(shè)計(jì),受力鋼筋 構(gòu)造鋼筋 分布鋼筋：固定受力鋼筋；承受收縮和溫度變化內(nèi)力； 承受并分布部荷載；可承受長(zhǎng)跨方向的彎距。 與主梁垂直的附加負(fù)筋：承擔(dān)實(shí)際存在的負(fù)彎距 與承重墻垂直的附加負(fù)筋：承擔(dān)實(shí)際存在的負(fù)彎 板角附加短鋼筋：承擔(dān)實(shí)際存在的負(fù)彎 （2）次梁的截面尺寸：h=1/18-1/12跨度；b=1/3-1/2h （3）主梁 截面尺寸：h=1/15-1/10跨度；b=1/3-1/2h 與次梁相交處的橫向附加鋼筋： 防止斜裂縫出現(xiàn)而引起的局部破壞,第八章：混凝土樓蓋設(shè)計(jì) 三、混凝土雙向板設(shè)計(jì)要點(diǎn),1、計(jì)算方法：彈性方法和塑性方法 2、雙向板塑性設(shè)計(jì)方法 （1）塑性設(shè)計(jì)方法的問(wèn)題：多

11、解 （2）處理方法：增加約束條件： （3）基本設(shè)計(jì)公式：帶入塑性鉸線法計(jì)算公式 3、截面設(shè)計(jì)及構(gòu)造 （1）板厚：簡(jiǎn)支板：h/l011/45；連續(xù)板：h/l011/50 （2）考慮拱效應(yīng)：跨中截面及中間支座截面，減小20%， 其它截面折減<20%。 （3）構(gòu)造要求,,,,第八章：混凝土樓蓋設(shè)計(jì) 三、混凝土雙向板設(shè)計(jì)要點(diǎn),4、支承梁設(shè)計(jì)要點(diǎn) （1）荷載分布：短跨支承梁三角形分布荷載； 長(zhǎng)跨支承梁梯形分布荷載。 （2）荷載等效均勻分布的原則：支座彎矩相等 （3）等效結(jié)果： 三角形荷載： 梯形荷載:,,,第八章：混凝土樓蓋設(shè)計(jì) 四、本章要點(diǎn),1、樓蓋結(jié)構(gòu)的組成 （1）板-雙向板、單向板 （2）次梁 （3）主梁 2、塑性鉸及內(nèi)力重分布的概念 （1）塑性鉸 （2）內(nèi)力重分布 3、板的塑性內(nèi)力計(jì)算方法 （1）連續(xù)梁（板）的彎矩調(diào)幅法 （2）雙向板的塑性絞線法 4、綜合應(yīng)用,