第6章梁板结构体系分析详解

100
80 转折点2
60
40
转折点1
20
Ⅲ Ⅲa Ⅱa
Ⅱ
Ⅰ Ⅰa
曲线有两个明 显转折点，梁 受力和变形可 分为三个阶段
0 10 20 30 40 50 60 70 80 f （mm）
➢ 钢筋混凝土梁正截面工作的Βιβλιοθήκη 个阶段应力状态与 计算关系
第Ⅰ阶段 （弹性工作阶段）
加载→开裂
Ⅰa状态：计算Mcr的依据
构造钢筋： （a）、分布钢筋 ≥受力钢筋的15%，直径≥6mm，间距≤250 集中荷载较大或露天构件， 分布钢筋间距≤200mm
（b）、板面构造负筋 墙 边：≥ln/7 墙 角：≥ln/4 主梁边：≥ln/4
梁的配筋构造
⑴纵向受力钢筋
◆净距：上部筋：≥30mm，且≥1.5d 下部筋：≥25mm，且≥d 垂直净距（层距）：≥25mm且≥d
弹性法和塑性法的概念
塑性铰与内力重分布
塑性铰与普通铰比较，有 以下特点：
①“塑性铰”能承受相应 于截面“屈服”的极限 弯矩；
②“塑性铰”不是集中于 一点，而是发生在一小 段局部变形很大的区域；
③“塑性铰”只能沿弯矩 内作力用重分方布向：作有限的转动。
构件开裂引起刚度变化，并出现塑性铰，各截面内力 发生重分布，其大小与弹性分析结果不一致。
用附加箍筋。
三、混凝土保护层厚度
◆定义：纵向受力钢筋的外表面到截面边缘的垂直距离， ◆保护层作用：
①保护纵向钢筋不被锈蚀； ②在火灾等情况下，使钢筋的温度上升缓慢； ③使纵向钢筋与混凝土有较好的粘结。
钢筋混凝土简支梁的设计 正截面承载力计算
相关知识一、 钢筋混凝土梁的破坏形式
正截面受弯破坏
斜截面受剪（弯）破坏
◆作用：承受由M产生的拉（压）应力 ◆布置：位于梁受拉（压）区，数量计算定 ◆种类：HRB400级、HRB335级 ◆直径：12～25mm，一般≯28mm
⑵架力钢筋
◆作用：①固定箍筋的正确位置，与梁底纵筋形成钢 筋骨架；
②承受混凝土收缩及温度变化产生的拉力
◆设置： ≮2根，位于梁的角部 ◆直径： l0＜4m：≮8 mm
建筑结构概论
第六章 梁板结构体系分析
常见楼盖形式
单向板肋梁楼盖
双向板肋梁楼盖
井式楼盖
无梁楼盖
密肋楼盖
单向板与双向板的概念
单向板——在荷载作用下，只在一个方向弯曲 或主要在一个方向弯曲的板 双向板——在荷载作用下，在两个方向弯曲， 且不忽略任一方向弯曲的板
•《规范》规定：混凝土板应按下列原则进行计算： •1．两对边支承的板和单边嵌固的悬臂板，应按单向板计算； •2．四边支承的板（或邻边支承或三边支承）应按下列规定计算：
原因： 由弯矩 M 引起
措施： 计算配 置纵筋
措施： 计算箍筋、 构造措施
原因：
由弯矩剪 力引起
如何计算保证？
问题的引入
钢筋混凝土梁 如何保证在弯矩作用下
其正截面承载力？
其可能破坏的 形式如何？
其受力性能如何？
正截面承载能力计算
一、受弯构件正截面的受力性能
➢钢筋混凝土梁正截面工作的三个阶段
试验梁：
配筋计算和构造（配钢筋）
1、单向板计算特点： （1）取一米作为计算单元 （2）一般不需进行斜截面受剪承载力计算。 （3）利用支座反推力的有利作用，可减少中间跨截
面和中间支座截面弯矩设计值20%，边跨跨中和第 一内支座截面弯矩设计值不调整。
2、单向板构造要求
配筋方式：弯起式和分离式 弯起式整体性好，但施工不便，分离式整体性稍 差，但施工方便，工程实际中，分离式运用的更 为普遍。
⑷弯起钢筋
◆作用：跨中平直部分承受由M 产生的拉应力， 弯起段承受主拉应力， 弯起段平直部分可承受压力。
◆数量位置：由计算确定 ◆弯起角度 ： h≤800mm时α＝45°
h＞800mm时α＝60° ◆间距：第一排弯筋上弯点距支座边缘≮50mm
相邻弯筋上弯点距离≤smax
⑸梁侧构造钢筋（腰筋）
◆作用：①承受混凝土收缩及温度变化的拉力， ②增强钢筋骨架刚度。
Ⅱ阶段：计算裂缝、刚度的依据
结构正常使用极限状态
第Ⅱ阶段
第Ⅲ阶段
（带裂Ⅲ缝a状工作态阶：段计）算Mu（的破依坏据阶段）
开裂→屈服
屈服→压碎
对应开裂弯矩Ｍcr 对应屈服弯矩My 对应极限弯矩Mu
➢受弯构件正截面破坏形态
适筋梁： ρmin ≤ρ≤ρmax
破坏特征：钢筋先屈服，混凝土 后压碎
l0＝4～6m：≮10mm≮2根 l0＞6m：≮12 mm
⑶箍筋
◆作用：①承受由M 和V 引起的主拉应力； ②固定纵筋位置形成骨架。
◆形式：开口式、封闭式，单肢、双肢、 四肢（多用封闭双肢箍）
◆直径 ：h＜800mm时≮6 mm h＞800mm时≮8 mm
◆数量：由计算确定 ◆间距：s≤smax， smax见表3-5
（1）当长边与短边长度之比大于或等于3时，可按沿短边方向受力的 单向板计算；
（2）当长边与短边长度之比小于或等于2时，应按双向板计算； （3）当长边与短边长度之比介于2和3之间时，宜按双向板计算；
肋梁楼盖结构力学模型的形成
杆件的简化 支座的简化 荷载的简化
折算荷载和计算内力
为减少采用铰支座进行 设计所带来的误差， 可采用折算荷载的方法 来计算内力。
位移计 P支应承变测约点 束P：配位移筋计 适中的理想简支梁 荷载作用：两点对称逐级加荷 h
（忽略自重）As
h0
a 受力位移区计 段：a “纯弯段”
剪弯区
纯弯段
剪弯区
M=Pa
b as
V=P
➢ 钢筋混凝土梁正截面工作的三个阶段
实测：梁的挠度、混凝土及钢筋的纵向应变等，
绘制M/Mu~f 曲线
M/Mu
特点：
连续板： g′＝g＋q/2 q′＝q/2
连续次梁 g′＝g＋q/4 q′＝3q/4
连续主梁：不折算
三、结构内力计算（求内力）
受弯构件所需要求的内力：M和V 计算方法：弹性法和塑性法
弹性法严谨，配筋量多。 塑性法经济，但易开裂，下列构件不能采用，
①、直接承受动力荷载的结构； ②、对裂缝宽度有较高要求的结构； ③、重要部位的结构。
◆设置：hw ≥450mm时 ◆要求：间距≯200mm，每侧面积≮0.1% bhw ◆拉筋：直径同箍筋
腹板高度hw ：矩形截面取有效高度h0 T形和I形截面取梁高减去上、下翼缘后的腹板净高。
（6）附加横向钢筋： 主梁与次梁交接处，应设置附加横向钢筋，以承受集中力的作
用。 附加横向钢筋有附加箍筋和附加吊筋两种类型，宜优先选