整体式单向板梁板结构(课件)

1.2 整体式单向板梁板结构

1.2.1 结构布置及梁、板基本尺寸确定

1、结构布置

2、梁、板基本尺寸确定

1.2.2 结构的荷载及荷载计算单元

1、结构的荷载

2、荷载计算单元

1.2.3 结构的计算简图

1、结构计算单元

2、结构支承条件和折算荷载（支座约束影响）

3、结构计算跨度

4、结构计算跨数

1.2.4 结构最不利荷载组合

1、结构的控制截面

2、结构最不利荷载组合

1.2.5 连续梁、板结构按弹性理论的分析方法

1、结构内力分析

2、结构内力包络图

1.2.6 连续梁、板结构按塑性理论的分析方法

按弹性理论计算连续梁板结构的内力时，存在两个主要问题：

●内力重分布或塑性内力重分布

●结构承载力极限状态

内力重分布与应力重分布。

●应力重分布，是指构件出现裂缝后，在裂缝截面上，混凝土与钢筋的应

力发生重分布的现象。

● 内力重分布，指超静定钢筋混凝土结构的截面上，内力之间的关系不再

服从线弹性分布规律。 1、结构塑性铰

考察适筋梁从开始加载到破坏的整个过程。重点第Ⅲ阶段。

在承载力（弯矩值）基本不变的情况下，截面发生较大幅度的转动，犹如形成一个“铰”。这种转动是受拉钢筋塑性变形、受拉区混凝土裂缝开展及受压区混凝土塑性变形不断积累发展的结果。我们把这样的“铰”，称为“塑性铰”。

● 使“塑性铰”产生转动的弯矩u M ，称为塑性弯矩； ● 截面的塑性转动值()u

y

j

j

-，称为塑性极限转角，它表示“塑性铰”的塑性

转动能力。

在混凝土连续梁、板结构中，塑性铰一般出现在支座截面或跨内截面。 ● 支座截面塑性铰，一般均在板与次梁、次梁与主梁、以及主梁与柱的交

界处出现，见图1.2.8a 。

● 当结构中间支座为砖墙、柱时，一般将在墙体中心线处出现塑性铰，见

图1.2.8b 。

如果超静定结构中各塑性铰都具有足够的转动能力，保证结构加载后能按照预期的顺序，先后形成足够数目的塑性铰，以致最后形成机动体系而破坏，这种情况称为充分的内力重分布。

塑性铰是钢筋混凝土超静定结构实现充分的塑性内力重分布的关键。为了保证实现充分的塑性内力重分布，要求：

● 塑性铰有足够的转动能力 ● 塑性铰的转动幅度不宜过大

需要考虑以下三个因素：

●塑性铰的转动能力

●斜截面的受剪承载力

●正常使用条件

具体设计时，对于直接承受动力荷载的结构，以及对承载力、构件刚度和裂缝控制有较高要求的结构，不应采用塑性内力重分布的分析方法。

在一般梁板结构中板、次梁，大多按塑性理论进行计算，而主梁大多按弹性理论进行计算。

2、结构承载力极限状态

弹性理论分析方法认为：当结构的某一截面达到承载力极限状态时，即，结构某一截面上的内力达到其内力设计值时，整个结构达到结构承载力极限状态。

对于混凝土静定结构，见图 1.2.9a。当出现一个塑性铰后，结构变为几何可变体系，即达到结构承载力极限状态。

但对于混凝土超静定结构，如两跨混凝土连续梁，见图 1.2.9b，在荷载作用下，如果结构在支座B处首先出现塑性铰，则结构由两跨超静定连续梁，变为两个静定的简支梁，但结构并没有成为几何可变体系，它还能继续承受荷载，只有当两个简支梁中的某一跨内出现塑性铰，使结构局部或整体成为几何可变体系，结构才达到结构承载力极限状态。

因此，塑性理论分析方法认为，混凝土超静定结构出现一个塑性铰，超静定结构只减少一个多余约束，即，减少一次超静定，但结构还能继续承受荷载，只有当结构出现若干个塑性铰，使结构局部或整体成为几何可变体系时，结构才能达到承载力极限状态。所以，塑性理论分析方法把极限状态的概念，从弹性理论的某一个截面的承载力极限状态，扩展到整个结构的承载力极限状态，这样，可充分利用和挖掘混凝土结构实际潜在的承载能力，可以使结构设计更加经济、合理。

3、结构塑性内力重分布

4、结构塑性内力重分布的限制条件

5、结构塑性内力重分布的一般分析方法——弯矩调幅法

所谓弯矩调幅法，就是对结构按弹性理论所计算的弯矩值和剪力值，进行适当的调整，用以考虑结构因非弹性变形引起的内力重分布，又要保证结构在正常使用阶段的变形和裂缝满足《规范》的要求。

截面弯矩的调整幅度，用弯矩调幅系数b来表示，即，

e a

e

M M M b -=

其中，e M ——按弹性理论计算的弯矩值的绝对值；

a M ——调幅后的弯矩值的绝对值。

我国《钢筋混凝土连续梁和框架梁考虑内力重分布设计规程》（CECS51：93）规定，钢筋混凝土连续梁、单向连续板截面的弯矩调幅系数b ，一般不宜超过0.20，任何情况下不得超过0.25。

以下两跨等跨连续梁为例，我们讨论弯矩调幅法的计算方法。

在两跨等跨连续梁的跨中截面1和跨中截面2，分别作用有集中荷载F 。

按照弹性理论计算，支座截面B 的弯矩为：Be

00.188M Fl =-（负号表示负弯

矩），跨中截面1和跨中截面2的弯矩分别为：1e 2e 00.156M M Fl ==，结构荷载与内力为线性关系。

现在，人为地将支座截面B 的弯矩调整为Ba

00.15M Fl =-，则，支座弯矩的

调幅系数为

()0

Be Ba B Be 0

0.1880.150.20220.2%0.188Fl M M M Fl b --=

===

当调整支座弯矩后，相应的（指同一荷载组合下）跨内弯矩也要有相应的变动。

弯矩调幅法的一个基本原则是，在确定调幅后的跨内弯矩时，应满足静力平衡条件，即，连续梁任一跨（如A 、B 跨）调幅后的两端支座弯矩Aa M 、Ba M （绝对值）的平均值，与调幅后的跨中截面弯矩值1a M 之和，应大于或等于按简支梁计算的跨中截面弯矩0M ，即，

Aa Ba

01a

2

M M M M +?

于是，得跨中截面1调幅后的弯矩值为