水工钢筋混凝土结构学PPT课件

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M gl02 1ql02
V qln 1qln
α1、α2和β1、β2——分别为弯矩系数和剪力系数; l0、ln——分别为板、梁的计算跨度和净跨度。
第18页/共82页 9.3 单向板肋形结构按弹性理论的计算
第九章 钢筋砼肋形结构及刚架结构
两端带悬臂的板或梁内力用叠加方法确定。
短悬臂上有荷载时,连续板、梁的弯矩和剪力:
❖板上荷载由互相垂直的两
个方向的板条传给支承梁, 荷载p分为p1及p2,p1由l1方向 的板条承担,p2由l2方向的板 条承担:
p1+p2 = p
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9.1 概

第九章 钢筋砼肋形结构及刚架结构
❖略去相邻板带间扭矩影响,
两个板带在跨中的挠度为:
❖位移协调: f1 = f2
第5页/共82页
❖如连续板或梁的跨度不等,但相差不超过10%,可
用等跨度表计算。求支座弯矩,取相邻两个计算跨度 的均值;求跨中弯矩,用该跨计算跨度。
❖如板或梁各跨的截面尺寸不同,但相邻跨截面惯性
矩的比值不大于1.5时,可作为等刚度计算。
第20页/共82页 9.3 单向板肋形结构按弹性理论的计算
第九章 钢筋砼肋形结构及刚架结构
第12页/共82页 9.2 单向板肋形结构的结构布置和计算简图
第九章 钢筋砼肋形结构及刚架结构
❖主梁跨度5~8m,次梁跨度4~6m。
❖建筑物平面尺寸大,避免温度变化
及砼干缩裂缝,应设置永久的伸缩缝。
❖伸缩缝需将梁、柱分开,基础可不
分开。伸缩缝间距根据气候条件、结 构型式和地基特性等情况确定。
❖结构的建筑高度不同,或上部结构
❖内力包络图的绘制
承受均布荷载的等跨连续梁,可利用附录九的表格直接绘 制弯矩包络图。
第27页/共82页 9.3 单向板肋形结构按弹性理论的计算
第九章 钢筋砼肋形结构及刚架结构
连续板或梁与支座整浇,危险截面在支座边缘。 支座边缘的弯矩M:
M
Mc
V0
b 2
V0——支座边缘处的剪力,近似按单跨简支梁计算; b——支承宽度。
第24页/共82页 9.3 单向板肋形结构按弹性理论的计算
第九章 钢筋砼肋形结构及刚架结构
❖内力包络图的绘制
第25页/共82页 9.3 单向板肋形结构按弹性理论的计算
第九章 钢筋砼肋形结构及刚架结构
❖内力包络图的绘制
第26页/共82页 9.3 单向板肋形结构按弹性理论的计算
第九章 钢筋砼肋形结构及刚架结构
(1)永久荷载 构件自重、面层重及固定设备重等,设计值用符号g(均布) 和G(集中)表示。 (2)可变荷载 人 群 荷 载 和 可 移 动 的 设 备 等 , 设 计 值 用 符 号 q( 均 布 ) 和 Q(集中)表示。考虑最不利布置方式。 板和梁上荷载分配范围如图。
❖板取单位宽度板条计算,沿板跨方向受均载g或q; ❖次梁承受板传来的均载gl1或qll及次梁自重; ❖主梁承受由次梁传来的集载G=gl1l2或Q=ql1l2及主梁
自重,主梁自重比次梁传来的荷载小得多,可折算成集
载G、Q一并计算。
第16页/共82页 9.2 单向板肋形结构的结构布置和计算简图
第九章 钢筋砼肋形结构及刚架结构
(三)计算跨度
❖板或梁计算时作为铰支。 ❖弹性方法弯矩计算的计算跨度
l0,取支座中心线间的距离lc ;
支座宽度b较大时:
板 b>0.1lc,l0=1.1ln; 梁b>0.05lc,l0。=1.05 ln ln——净跨度。
化为平面结构计算。
❖电站厂房上部结构简化为
由板与梁组成的肋形结构和 由屋面大梁与柱组成的刚架 结构分别进行计算。
(平、立、剖面)
第2页/共82页
9.1 概

第九章 钢筋砼肋形结构及刚架结构
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9.1 概

第九章 钢筋砼肋形结构及刚架结构
❖梁布置不同,板上荷载传
给支承梁的途径不同,板的 受力情况不同。
第九章 钢筋砼肋形结构及刚架结构
一、梁格布置 梁格布置首先要满足使用要求。
第10页/共82页 9.2 单向板肋形结构的结构布置和计算简图
第九章 钢筋砼肋形结构及刚架结构
第11页/共82页 9.2 单向板肋形结构的结构布置和计算简图
第九章 钢筋砼肋形结构及刚架结构
❖梁格布置应求得经济和技术上的合理。 ❖梁布得稀,省模板和省工,但板的跨度加大,板厚增
❖剪力计算跨度l0=ln 。
(a)与支座整体连接 (b)搁置在墩墙上
第17页/共82页 9.2 单向板肋形结构的结构布置和计算简图
第九章 钢筋砼肋形结构及刚架结构
第三节 单向板肋形结构按弹性理论的计算
内力计算有按弹性理论和考虑塑性变形内力重分布两种。 水工建筑按弹性理论计算。
一、利用图表计算连续板、梁的内力 等跨度、等刚度连续板、梁承受均载的弯矩和剪力:
❖静定结构形成一个塑性铰,变成破坏机构。 ❖超静定结构出现一个塑性铰减少—次超静定次数,荷载可继
续增加,直到塑性铰陆续出现变成破坏机构。
第32页/共82页9.4 单向板肋形结构考虑塑性内力重分布的计算
第九章 钢筋砼肋形结构及刚架结构
承受均载单跨固端梁,l=6m, 各截面尺寸及上下配筋量相同, 正负极限弯矩Mu=36kN·m。 按弹性方法计算, p1=12kN/m, 支座弯矩MA=MB=-36kN·m, 跨中弯矩Mc=18 kN·m。
各部分传到地基上的压力相差大,及 地基情况变化显著时,应设置沉陷缝, 避免地基不均匀沉陷。
❖沉陷缝从基础直至屋顶全部分开,
沉陷缝可同时起伸缩缝的作用。
第13页/共82页 9.2 单向板肋形结构的结构布置和计算简图
第九章 钢筋砼肋形结构及刚架结构
二、计算简图 设计时把肋形结构分解为板、次梁和主梁分别计算。
经济美观,计算、构造及施工
较复杂。
肋形结构设计步骤:
梁格布置,计算简图,内力计
算,截面设计,配筋图。
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9.1 概

第九章 钢筋砼肋形结构及刚架结构
第二节 单向板肋形结构的结构布置和计算简图
一、梁格布置 梁格布置首先要满足使用要求。
第9页/共82页 9.2 单向板肋形结构的结构布置和计算简图
钢筋和混凝土的塑性性质,采用塑性计算理论。
❖连续梁、板结构内力按弹性理论计算,截面承
载力计算采用塑性理论,二者不统一。
❖结构中某截面发生塑性变形后,刚度降低,按
弹性方法计算得出内力不能正确反映结构实际内 力分布。
❖考虑材料塑性性质分析结构内力更加合理、更
符合梁板结构的实际工作状态。
❖考虑材料塑性性质可充分发挥结构的承载力,
❖板是以边墙和次梁为铰支的多跨连续板。 ❖次梁是以边墙和主梁为铰支的多跨连续梁。 ❖主梁的中间支承是柱,主梁与柱的线刚度之比
大于4,主梁是以边墙和柱为铰支的连续梁。小 于4,柱和主梁成为刚架计算。
第15页/共82页 9.2 单向板肋形结构的结构布置和计算简图
第九章 钢筋砼肋形结构及刚架结构
(二)荷载计算
第九章 钢筋砼肋形结构及刚架结构
❖内力包络图
➢活荷载作用位置不同,弯矩图和剪力图也不同。 ➢将每一种最不利位置的活载与恒载共同作用下产生的弯 矩(或剪力),用同一比例画在同一基线上,取其外包线即 为弯矩(或剪力)包络图。 ➢内力包络图代表连续梁各截面的最大(最小)内力。 ➢不论活载如何布,各截面的内力值不会超出内力包络图。 ➢弯矩包络图用来计算和配置梁的纵向钢筋; ➢剪力包络图用来计算和配置箍筋和弯起钢筋。
g ' g 1 q

2
q ' 1 q
g '
2 g
1q
次梁
4 q ' 3 q
4
g’、q’——折算恒载及活载;
g、q——实际恒载及活载。
主梁可不作调整。
第29页/共82页 9.3 单向板肋形结构按弹性理论的计算
第九章 钢筋砼肋形结构及刚架结构
第四节 单向板肋形结构考虑塑性内力重分布的计算
一、基本原理
第九章 钢筋砼肋形结构及刚架结构
第九章 钢筋砼肋形结构及刚架结构 第—节 概 述
肋形结构是由板和支承板的梁所组成的板梁结构。 板、次梁和主梁组成的整体式楼面
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9.1 概

第九章 钢筋砼肋形结构及刚架结构
水电站厂房上部结构是由屋面板、纵梁、屋面大梁及柱组成的空间结构。
❖采用手算时,空间结构简
第九章 钢筋砼肋形结构及刚架结构
根据梁格布置不同,整体式肋
形结构分为:
(一)单向板肋形结构
l2/l1>2时, p绝大部分沿l1传到 次梁,板当作支承在次梁上的
梁计算,称为单向板。
计算及构造简单,施工方便。
(二)双向板肋形结构
l2/l1≤2时, p沿两个方向传到 四边的支承梁,须进行两个方
向的内力计算,称为双向板。
p1 没使梁破坏,仅使支座形成塑性铰, 承担弯矩Mu=36kN·m,继续加载到p2 =4kN/m,跨中弯矩Mc=36kN·m, 达到Mu形成塑性铰,形成破坏机构。 极限荷载p1 +p2=16kN/m, 不是弹性方法计算的12kN/m。
第33页/共82页9.4 单向板肋形结构考虑塑性内力重分布的计算
❖实际跨数多于五跨,按五跨计算。 ❖中间支座(D、E)内力取与C支座相同; ❖中间各跨(4、5跨)跨中内力,取与第3跨相同。 ❖配筋构造按图(c)。
第21页/共82页 9.3 单向板肋形结构按弹性理论的计算
第九章 钢筋砼肋形结构及刚架结构
二、连续梁的内力包络图
第22页/共82页 9.3 单向板肋形结构按弹性理论的计算
❖弹性计算认为结构任一截面内力达到承载能力时,整个结构
破坏,对于静定结构或脆性材料的结构是正确的。
❖具有塑性性能的超静定结构,某一截面达到承载能力并不能
使结构破坏。结构还有强度储备。
第30页/共82页9.4 单向板肋形结构考虑塑性内力重分布的计算
第九章 钢筋砼肋形结构及刚架结构
❖钢筋混凝土构件截面承载能力计算中,考虑了
加,多用砼,自重增大。
❖梁布得密,板跨减少,板厚减薄,自重减轻,但费模
板和费工。
❖板面积大,板较薄时,材料省,造价低。 ❖避免集中荷载直接作用在板上。 ❖板和梁宜尽量布置成等跨度,材料省,造价经济,计
算和构造简便。
❖一般建筑板的跨度为1.5~2.8m,板厚为60~120mm。 ❖水电站厂房发电机层的楼板,板厚常用120~200mm。
计算简图应表示出板或梁的 跨数,支座性质,荷载形式、 大小及作用位置,各跨的计 算跨度等。
第14页/共82页 9.2 单向板肋形结构的结构布置和计算简图
第九章 钢筋砼肋形结构及刚架结构
(一)支座的简化
❖周边搁置在砖墙上,简化为铰支。 ❖板的中间支承为次梁,次梁的中间支承为主梁,
可简化为铰支,不考虑支承的刚性约束,引起的 误差采用折算荷载予以调整。
板或梁直接搁置在墩墙上时,如何处理?
第28页/共82页 9.3 单向板肋形结构按弹性理论的计算
第九章 钢筋砼肋形结构及刚架结构
三、连续板、梁的折算荷载
❖板和次梁中间支座假定为铰支,没考虑受到的约束。
❖板弯曲变形,带动次梁扭转,将阻止板自由变形,降低板
的弯矩,板的弯矩值算大了。
❖采用调整荷载即加大恒载减小活载考虑受到的约束作用。
M M A
V
MA l0
α′、β′——弯矩系数和剪力系数; MA——由悬臂上的荷载产生的端支座负弯矩。
பைடு நூலகம்
第19页/共82页 9.3 单向板肋形结构按弹性理论的计算
第九章 钢筋砼肋形结构及刚架结构
固定或移动集中荷载下的等跨连续梁弯矩和剪力:
M Ql0(或Gl0) V Q(或G)
α、β——弯矩系数和剪力系数; G、Q——固定和移动的集中力。
带来一定的经济效果。
第31页/共82页9.4 单向板肋形结构考虑塑性内力重分布的计算
第九章 钢筋砼肋形结构及刚架结构
❖某一截面达到Mu,截面屈服,梁绕截面转动,出现塑性铰。 ❖理想铰能自由转动但不能传递弯矩; ❖塑性铰能承担弯矩Mu,只在Mu下转动,不能反向转动;不
能无限制转动,压区砼被压碎时,转动幅度达到限值。
第九章 钢筋砼肋形结构及刚架结构
二、连续梁的内力包络图
❖多跨连续梁的最不利活载布置方式:
求跨中最大正弯矩,该跨布活载,再隔跨布活载; 求跨中最小弯矩,该跨不布活载,邻跨布,隔跨布; 求支座最大负弯矩,该支座左右两跨布活载,隔跨布活载; 求支座最大剪力,布置方式同求支座最大负弯矩。
第23页/共82页 9.3 单向板肋形结构按弹性理论的计算
9.1 概

第九章 钢筋砼肋形结构及刚架结构
❖忽略两个板带内钢筋位置
高低和数量不同的影响,取 I1=I2
❖l2/l1>2时, p2仅为p的百
分之几,可不考虑。
❖l2/l1≤2时,应考虑板在两
个方向均传递荷载。
第6页/共82页
9.1 概

第九章 钢筋砼肋形结构及刚架结构
第7页/共82页
9.7 双向板肋形结构的设计
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