建筑结构-第六章 钢筋混凝土板
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在确定计算简图中,认为连续板在次梁处,次梁在主梁 处均为铰支座,没有考虑次梁对板,主梁对次梁转动的弹性 约束作用,使计算结果与实际情况存在差异。
当板受荷发生弯曲转动时,将带动次梁产生扭转, 次梁的抗扭刚度则将部分地阻止板自由转动,这就与理
想的铰支座不同。此时板支座截面转角 ' ,相当于
降低了板跨中的弯距值,类似的情况也发生在次梁和主 梁之间。
各跨荷载相同,跨数超过五跨的等跨等截面连续梁,除两 边第1、2跨外,所有中间各跨的内力十分接近,为简化计算, 中间跨均以第三跨代表。
对于超过五跨的多跨连续梁、板可按五跨计算内力,见下 图
五跨及五跨以内的等跨连续梁内力系数可按附录3采用。
③荷载 当楼面承受均布荷载时,取1m宽的板带作为板的计算单
元,次梁承受左右两边板上传来的均布荷载及次梁自重,主 梁承受次梁传来的集中荷载及主梁自重(为便于计算,一般 将主梁自重折算为几个集中荷载,分别加在次梁的集中荷载 上)。 ④折算荷载
②塑性铰与塑性内力重分布的概念
塑性铰与普通铰的区别:塑性铰能承受一定的弯矩, 并能沿弯矩作用方向作一定限度的转动。普通的理想铰 不能承受弯矩,但能自由转动。
简支梁跨中出现塑性铰后,即成为几何可变体系, 将失去承载能力。而对于多跨连续的钢筋砼梁是超静定 结构,支座截面出现塑性铰后,只是减少一个多余联系, 还未使结构变为几何可变体系,还能继续承担后续荷载。
但这时梁的工作简图己有所改变,内力不再按原来的 规律分布,支座弯矩向跨中进行了转移,即出现了塑性内 力重分布。
值得指出的是,如按弯矩包络图配筋,支座的最大 负弯矩与跨中的最大正弯距并不是在同一组荷载作用下 产生的,所以当下调支座负弯矩时,在这一组荷载作用 下增大后的跨中正弯矩,实际上并不大于包络图上外包 线的正弯矩,因此跨中截面并不会因此而增加配筋。
剪力包络图的绘制 第一步:确定荷载作用位置,恒荷载应满布于各跨,活荷 载布置只须考虑分别使该跨两端支座剪力为最大的两种情况。 第二步:分别求出上述两种荷载组合下的支座剪力值。 第三步:绘出上述两种荷载组合下的剪力图,并按相同比 例叠画在同一个图上。 第四步:连接剪力图上的最外轮廓线,并加粗以示区分。
计算中难以十分准确地考虑次梁对板及主梁对次梁 的这种约束影响,采用增大永久荷载和减小可变荷载的 办法,以折算荷载代替实际荷载近似地考虑这一约束影 响。
折算荷载的取值:
板
g'
g
q 2
,
次梁 g' g q ,
4
主梁 g' g ,
q' q 2
q' 3q 4
q' q
主梁不进行荷载折减,如果支承主梁的柱刚度较大, 应按框架结构计算内力,如柱刚度较小,则柱对主梁的 约束作用很小,可按铰支座考虑。
活荷载最不利位置的布置原则:
●如求某跨跨中截面最大正弯矩时,除应在该跨布 置活荷载个,还应在其左,右每隔一跨布置活荷载。
●如求各中间支座最大负弯矩时,除应在该支座左 右两跨布置活荷载外,还应每隔一跨布置活荷载。
③内力包络图绘制 内力包络图(包括弯矩包络图和剪力包络图)是指 在恒荷载内力图上以相同比例叠画上各种最不利活荷载 位置作用下的内力图,在同一个图上的这些曲线的最外 轮廓线所围成的内力图就是内力包络图。 绘制变矩包络图和剪力包络图的目的,在于能合理 地确定连续梁钢筋弯起和截断的位置,还可以检查构件 截面强度是否可靠,材料用量是否节省。
第六章 钢筋混凝土板
第一节 单向板
ห้องสมุดไป่ตู้
1. 单向板的受力特点 单向板上的荷载主要沿短边方向传递,沿长边方向 传递的荷载很少,受力钢筋沿短边方向布置,长边方向只 布置构造钢筋。 单向板肋形楼盖构造简单,施工方便,是整体式楼盖 结构中最常用的形式。因板、次梁和主梁为整体现浇,所 以将板视为多跨超静定连续板,而将梁视为多跨超静定梁 。其荷载的传递路线是:板→次梁→主梁→柱或墙。可见 ,板的支座为次梁,次梁的支座为主梁,主梁的支座为柱 或墙。
2. 钢筋混凝土连续梁、板内力计算
(1) 弹性理论计算法 1)计算简图 计算简图应表示梁、板的支座情况,各跨跨数以及荷 载的形式,位置大小等。
①支座 梁,板支承在砖墙或砖柱上时,可视为铰支座;当梁, 板的支座与支承梁,柱整体连接时,为简化计算,仍可视为 铰支座,并忽略支座宽度的影响。板,次梁、主梁均可简化 为支承在相应的支座上的多跨连续梁。 ②跨数与计算跨度 跨数:当连续梁、板各跨跨度不等时,各跨计算跨度相 差不超过10%,则可按等跨连续梁、板的内力系数表查取各 截面的内力系数。
2.钢筋混凝土连续梁、板内力计算 (2)塑性理论计算法 1)塑性内力重分布计算方法的基本概念 ①按弹性理论计算法的缺陷: a 钢筋砼是两种材料组成的非匀质弹性体,在构件的 截面设计中己充分考虑了其塑性性能,按破坏阶段的构件 截面计算方法与按弹性理论计算的结构内力是互不协调的, 材料强度未能得到充分发挥。
2)内力计算 假定结构构件(梁、板)为理想的匀质弹性体,内 力可按结构力学方法分析,为简便计算,可直接查附录3 跨中和支座的内力系数,按弹性计算法的结果是非常可 靠的。
①荷载的最不利组合 对于多跨连续梁,永久荷载必须每跨满布,可变荷 载往往不是满布于梁上时出现最大内力,因此需要研究 可变荷载作用的位置对连续梁内力的影响。见下图。
由此可见,采用塑性内力重分布方法设计,可调整 连续梁的支座弯矩和跨中变矩,在不增加跨中截面配筋 的情况下,减少了支座截面的配筋,即方便了施工,又 节省了材料,也更符合构件的实际工作情况。
2)塑性内力重分布的基本规律 根据上节课所讲内容可得出钢筋砼连续梁塑性内力 重分布的基本规律如下: ①钢筋砼连续梁达到承载力极限状态的标志,不是 某个截面达到极限弯距,而是必须出现足够的塑性铰, 使整个结构形成可变体系。 ②塑性铰出现以前,连续梁的弯矩服从弹性的内力 分布规律,塑性铰出现以后,结构计算简图发生改变, 随着荷载的增加,结构内力将重新分布,这种现象称为 塑性内力重分布。
b 弹性理论计算法是按活荷载的最不利位置时的内 力包络图来配筋的,但各跨中和各支座截面的最大内力实 际上并不能同时出现。
c 由于超静定结构具有多余约束,某一支座进入破 坏阶段时,只是少一个多余联系,整个结构并未破坏。
d 按弹性理论计算法计算时,支座弯矩总是远大于跨 中弯矩,支座配筋拥挤,构造复杂,施工不便。
当板受荷发生弯曲转动时,将带动次梁产生扭转, 次梁的抗扭刚度则将部分地阻止板自由转动,这就与理
想的铰支座不同。此时板支座截面转角 ' ,相当于
降低了板跨中的弯距值,类似的情况也发生在次梁和主 梁之间。
各跨荷载相同,跨数超过五跨的等跨等截面连续梁,除两 边第1、2跨外,所有中间各跨的内力十分接近,为简化计算, 中间跨均以第三跨代表。
对于超过五跨的多跨连续梁、板可按五跨计算内力,见下 图
五跨及五跨以内的等跨连续梁内力系数可按附录3采用。
③荷载 当楼面承受均布荷载时,取1m宽的板带作为板的计算单
元,次梁承受左右两边板上传来的均布荷载及次梁自重,主 梁承受次梁传来的集中荷载及主梁自重(为便于计算,一般 将主梁自重折算为几个集中荷载,分别加在次梁的集中荷载 上)。 ④折算荷载
②塑性铰与塑性内力重分布的概念
塑性铰与普通铰的区别:塑性铰能承受一定的弯矩, 并能沿弯矩作用方向作一定限度的转动。普通的理想铰 不能承受弯矩,但能自由转动。
简支梁跨中出现塑性铰后,即成为几何可变体系, 将失去承载能力。而对于多跨连续的钢筋砼梁是超静定 结构,支座截面出现塑性铰后,只是减少一个多余联系, 还未使结构变为几何可变体系,还能继续承担后续荷载。
但这时梁的工作简图己有所改变,内力不再按原来的 规律分布,支座弯矩向跨中进行了转移,即出现了塑性内 力重分布。
值得指出的是,如按弯矩包络图配筋,支座的最大 负弯矩与跨中的最大正弯距并不是在同一组荷载作用下 产生的,所以当下调支座负弯矩时,在这一组荷载作用 下增大后的跨中正弯矩,实际上并不大于包络图上外包 线的正弯矩,因此跨中截面并不会因此而增加配筋。
剪力包络图的绘制 第一步:确定荷载作用位置,恒荷载应满布于各跨,活荷 载布置只须考虑分别使该跨两端支座剪力为最大的两种情况。 第二步:分别求出上述两种荷载组合下的支座剪力值。 第三步:绘出上述两种荷载组合下的剪力图,并按相同比 例叠画在同一个图上。 第四步:连接剪力图上的最外轮廓线,并加粗以示区分。
计算中难以十分准确地考虑次梁对板及主梁对次梁 的这种约束影响,采用增大永久荷载和减小可变荷载的 办法,以折算荷载代替实际荷载近似地考虑这一约束影 响。
折算荷载的取值:
板
g'
g
q 2
,
次梁 g' g q ,
4
主梁 g' g ,
q' q 2
q' 3q 4
q' q
主梁不进行荷载折减,如果支承主梁的柱刚度较大, 应按框架结构计算内力,如柱刚度较小,则柱对主梁的 约束作用很小,可按铰支座考虑。
活荷载最不利位置的布置原则:
●如求某跨跨中截面最大正弯矩时,除应在该跨布 置活荷载个,还应在其左,右每隔一跨布置活荷载。
●如求各中间支座最大负弯矩时,除应在该支座左 右两跨布置活荷载外,还应每隔一跨布置活荷载。
③内力包络图绘制 内力包络图(包括弯矩包络图和剪力包络图)是指 在恒荷载内力图上以相同比例叠画上各种最不利活荷载 位置作用下的内力图,在同一个图上的这些曲线的最外 轮廓线所围成的内力图就是内力包络图。 绘制变矩包络图和剪力包络图的目的,在于能合理 地确定连续梁钢筋弯起和截断的位置,还可以检查构件 截面强度是否可靠,材料用量是否节省。
第六章 钢筋混凝土板
第一节 单向板
ห้องสมุดไป่ตู้
1. 单向板的受力特点 单向板上的荷载主要沿短边方向传递,沿长边方向 传递的荷载很少,受力钢筋沿短边方向布置,长边方向只 布置构造钢筋。 单向板肋形楼盖构造简单,施工方便,是整体式楼盖 结构中最常用的形式。因板、次梁和主梁为整体现浇,所 以将板视为多跨超静定连续板,而将梁视为多跨超静定梁 。其荷载的传递路线是:板→次梁→主梁→柱或墙。可见 ,板的支座为次梁,次梁的支座为主梁,主梁的支座为柱 或墙。
2. 钢筋混凝土连续梁、板内力计算
(1) 弹性理论计算法 1)计算简图 计算简图应表示梁、板的支座情况,各跨跨数以及荷 载的形式,位置大小等。
①支座 梁,板支承在砖墙或砖柱上时,可视为铰支座;当梁, 板的支座与支承梁,柱整体连接时,为简化计算,仍可视为 铰支座,并忽略支座宽度的影响。板,次梁、主梁均可简化 为支承在相应的支座上的多跨连续梁。 ②跨数与计算跨度 跨数:当连续梁、板各跨跨度不等时,各跨计算跨度相 差不超过10%,则可按等跨连续梁、板的内力系数表查取各 截面的内力系数。
2.钢筋混凝土连续梁、板内力计算 (2)塑性理论计算法 1)塑性内力重分布计算方法的基本概念 ①按弹性理论计算法的缺陷: a 钢筋砼是两种材料组成的非匀质弹性体,在构件的 截面设计中己充分考虑了其塑性性能,按破坏阶段的构件 截面计算方法与按弹性理论计算的结构内力是互不协调的, 材料强度未能得到充分发挥。
2)内力计算 假定结构构件(梁、板)为理想的匀质弹性体,内 力可按结构力学方法分析,为简便计算,可直接查附录3 跨中和支座的内力系数,按弹性计算法的结果是非常可 靠的。
①荷载的最不利组合 对于多跨连续梁,永久荷载必须每跨满布,可变荷 载往往不是满布于梁上时出现最大内力,因此需要研究 可变荷载作用的位置对连续梁内力的影响。见下图。
由此可见,采用塑性内力重分布方法设计,可调整 连续梁的支座弯矩和跨中变矩,在不增加跨中截面配筋 的情况下,减少了支座截面的配筋,即方便了施工,又 节省了材料,也更符合构件的实际工作情况。
2)塑性内力重分布的基本规律 根据上节课所讲内容可得出钢筋砼连续梁塑性内力 重分布的基本规律如下: ①钢筋砼连续梁达到承载力极限状态的标志,不是 某个截面达到极限弯距,而是必须出现足够的塑性铰, 使整个结构形成可变体系。 ②塑性铰出现以前,连续梁的弯矩服从弹性的内力 分布规律,塑性铰出现以后,结构计算简图发生改变, 随着荷载的增加,结构内力将重新分布,这种现象称为 塑性内力重分布。
b 弹性理论计算法是按活荷载的最不利位置时的内 力包络图来配筋的,但各跨中和各支座截面的最大内力实 际上并不能同时出现。
c 由于超静定结构具有多余约束,某一支座进入破 坏阶段时,只是少一个多余联系,整个结构并未破坏。
d 按弹性理论计算法计算时,支座弯矩总是远大于跨 中弯矩,支座配筋拥挤,构造复杂,施工不便。