第9章 肋形结构及刚架结构.ppt
《第9章 肋形结构及刚架结构.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第9章 肋形结构及刚架结构.ppt(68页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、水工混凝土结构水工混凝土结构授课教师:安旭文第第9 9章章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构钢筋混凝土肋形结构及刚架结构1.工程工程实例例 肋形肋形结构构是水工是水工结构中常构中常见的的结构形式,典型的梁板构形式,典型的梁板结构,构,如水如水电站厂房的楼站厂房的楼(屋屋)面。面。楼盖(屋盖)楼盖(屋盖)第第9章章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构钢筋混凝土肋形结构及刚架结构楼梯楼梯 雨蓬雨蓬 地下室底板地下室底板 扶壁式扶壁式挡土土墙 第第9章章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 2.组成组成 肋形肋形结构构由由板、次梁、主梁板、次梁、主梁组成组成肋形楼盖,肋形楼盖,三者整体三
2、者整体相连,通常为多跨连续的相连,通常为多跨连续的超静定结构超静定结构。板面上的板面上的荷载传递路径荷载传递路径:板:板次梁次梁主梁主梁柱柱(或墙体或墙体)。每一区格的板一般来说四边每一区格的板一般来说四边均有支承。均有支承。主梁支撑在柱上,所以主梁支撑在柱上,所以柱柱距距决定了决定了主梁的跨度主梁的跨度。次梁支撑在主梁上,所以次梁支撑在主梁上,所以主主梁的间距梁的间距决定了决定了次梁的跨度次梁的跨度。板的跨度板的跨度取决于取决于次梁的间距次梁的间距。第第9章章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 3.梁板结构的梁板结构的分类分类(1)按按施工方法施工方法的不同,可分的不
3、同,可分为:现浇式式楼盖:楼盖:整体性好,整体性好,刚度大,抗渗性好,但度大,抗渗性好,但费模、模、费工工 装配式装配式楼盖:楼盖:节约人力,加快施工人力,加快施工进度,但度,但整体性差整体性差。装配整体式装配整体式楼盖楼盖 (2)按按预加加应力力情况可分情况可分为:钢筋混凝土筋混凝土楼盖楼盖 预应力混凝土力混凝土楼盖楼盖 (3)按按结构型式构型式可分可分为:单向板肋梁向板肋梁楼盖楼盖 双向板肋梁双向板肋梁楼盖楼盖 井式井式楼盖楼盖;密肋;密肋楼盖楼盖;无梁;无梁楼盖楼盖 第第9章章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构钢筋混凝土肋形结构及刚架结构单向板肋梁楼盖向板肋梁楼盖 双向板肋梁楼盖双向板肋梁楼
4、盖 井式楼盖井式楼盖 无梁楼盖无梁楼盖 密肋楼盖密肋楼盖 第第9章章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 4.4.单向板和双向板单向板和双向板单向板和双向板单向板和双向板 单向板单向板单向板单向板在荷载作用下,只在一个方向受力或者主要在荷载作用下,只在一个方向受力或者主要在荷载作用下,只在一个方向受力或者主要在荷载作用下,只在一个方向受力或者主要在一个方向受力的板。在一个方向受力的板。在一个方向受力的板。在一个方向受力的板。双向板双向板双向板双向板在荷载作用下,在两个方向受力,在荷载作用下,在两个方向受力,在荷载作用下,在两个方向受力,在荷载作用下,在两个方向受力,且不能
5、忽且不能忽且不能忽且不能忽略任一方向受力的板略任一方向受力的板略任一方向受力的板略任一方向受力的板。当当时,得:时,得:第第9章章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 因此,因此,对于于四四边支承支承(或或或或邻边支承邻边支承邻边支承邻边支承或或或或三边支承三边支承三边支承三边支承)的板的板。当板的长、短跨之比当板的长、短跨之比l2/l13时,则板上荷载绝大部分沿短时,则板上荷载绝大部分沿短跨跨l1方向传递,计算时可按沿短跨方向受力的方向传递,计算时可按沿短跨方向受力的单向板单向板计算,计算,沿长跨方向布置沿长跨方向布置构造钢筋构造钢筋;当当l2/l12时,板上荷载沿两个
6、方向传递,按时,板上荷载沿两个方向传递,按双向板双向板计算。计算。当当 2l2/l1 3时,宜按时,宜按双向板双向板计算,当按单向板计算时,计算,当按单向板计算时,则沿长跨方向布置足够数量的则沿长跨方向布置足够数量的构造钢筋构造钢筋 对对两对边两对边支承的板或支承的板或单边嵌固的单边嵌固的单边嵌固的单边嵌固的悬臂板悬臂板悬臂板悬臂板,按,按单向板单向板计算。计算。第第9章章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构钢筋混凝土肋形结构及刚架结构 5.5.梁板结构的梁板结构的梁板结构的梁板结构的设计步骤设计步骤设计步骤设计步骤为:为:为:为:(1)(1)结构平面布置结构平面布置结构平面布置结构平面布置,并对梁
7、板进行分类编号,初步确定板厚,并对梁板进行分类编号,初步确定板厚,并对梁板进行分类编号,初步确定板厚,并对梁板进行分类编号,初步确定板厚和主、次梁的截面尺寸;和主、次梁的截面尺寸;和主、次梁的截面尺寸;和主、次梁的截面尺寸;(2)(2)确定板和主梁、次梁的确定板和主梁、次梁的确定板和主梁、次梁的确定板和主梁、次梁的计算简图计算简图计算简图计算简图(包括荷载计算包括荷载计算包括荷载计算包括荷载计算);(3)(3)梁、板的梁、板的梁、板的梁、板的内力计算内力计算内力计算内力计算及及及及内力组合内力组合内力组合内力组合;(4)(4)截面截面截面截面配筋计算配筋计算配筋计算配筋计算及构造措施;及构造措
8、施;及构造措施;及构造措施;(5)(5)绘制绘制绘制绘制施工图施工图施工图施工图。第第9章章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构钢筋混凝土肋形结构及刚架结构1单向板向板肋梁楼盖肋梁楼盖结构平面布置构平面布置通常有以下三种方案:通常有以下三种方案:一、结构平面布置一、结构平面布置一、结构平面布置一、结构平面布置优点优点:主梁和柱可形成主梁和柱可形成横向框架横向框架,房屋,房屋横向抗侧移刚度大横向抗侧移刚度大,各,各榀横向框架间由纵向次梁相连,榀横向框架间由纵向次梁相连,整体性较好整体性较好。此外,由于次梁。此外,由于次梁沿外纵墙方向布置,使外纵墙上窗户高度可开得大些,对室内沿外纵墙方向布置,使外纵墙上
9、窗户高度可开得大些,对室内采光有利。采光有利。原则原则:首先要满足首先要满足使用要求使用要求。计算方便,尽量计算方便,尽量对称对称、等跨等跨、等截面等截面和和同材料同材料,符合,符合模数模数的要求。的要求。9.1 单向板肋形结构按弹性方法的计算单向板肋形结构按弹性方法的计算主梁沿横向布置主梁沿横向布置,次梁纵向布置,次梁纵向布置 主梁沿纵向布置、主梁沿纵向布置、次梁横向布置,次梁横向布置,适用于横向柱距比纵适用于横向柱距比纵向柱距大得多的情况。向柱距大得多的情况。其其优点是:优点是:减小了主梁的截面高度,减小了主梁的截面高度,增加了室内净高,增加了室内净高,一、结构平面布置一、结构平面布置只布
10、置次梁,不布置主梁只布置次梁,不布置主梁仅适用于有中间走道的砌体墙仅适用于有中间走道的砌体墙承重的混合结构房屋。承重的混合结构房屋。一、结构平面布置一、结构平面布置 在满足在满足使用要求使用要求的基础上,结的基础上,结构布置应尽量做到构布置应尽量做到经济和技术经济和技术上的上的合理。如果梁布置得比较稀,施工合理。如果梁布置得比较稀,施工时可省模板和省工,但板的跨度却时可省模板和省工,但板的跨度却加大了,板厚也随之增加,主梁的加大了,板厚也随之增加,主梁的受力受力也不太合理。如果梁布置得比也不太合理。如果梁布置得比较密,可使板的跨度减小,板厚减较密,可使板的跨度减小,板厚减薄,结构自重减轻,但施
11、工时要费薄,结构自重减轻,但施工时要费模板和费工。模板和费工。在一般建筑中,在一般建筑中,板的跨度板的跨度以以1.72.8m为宜。为宜。次梁的跨度次梁的跨度一般以一般以46m为宜,为宜,主梁的跨度主梁的跨度一般以一般以58m为宜。为宜。构件种类构件种类构件种类构件种类高跨比(高跨比(高跨比(高跨比()备备备备 注注注注多跨连续次梁多跨连续次梁多跨连续次梁多跨连续次梁多跨连续主梁多跨连续主梁多跨连续主梁多跨连续主梁单跨简支梁单跨简支梁单跨简支梁单跨简支梁1/181/121/181/121/141/81/141/81/141/81/141/8梁的宽高比(梁的宽高比(梁的宽高比(梁的宽高比()一般为
12、)一般为)一般为)一般为1/31/21/31/2,单向板单向板单向板单向板简支板简支板简支板简支板连续板连续板连续板连续板 1/351/351/401/40最小板厚:最小板厚:最小板厚:最小板厚:屋面板屋面板屋面板屋面板 60mm60mm;民用建筑楼板;民用建筑楼板;民用建筑楼板;民用建筑楼板 70mm70mm;工业建筑楼板;工业建筑楼板;工业建筑楼板;工业建筑楼板 80mm80mm双向板双向板双向板双向板四边简支四边简支四边简支四边简支四边连续四边连续四边连续四边连续 1/451/451/501/50高跨比高跨比高跨比高跨比 中的中的中的中的 取短向跨度取短向跨度取短向跨度取短向跨度板厚一般
13、宜为板厚一般宜为板厚一般宜为板厚一般宜为80mm 160mm80mm 160mm密肋板密肋板密肋板密肋板单跨简支单跨简支单跨简支单跨简支多跨连续多跨连续多跨连续多跨连续 1/201/201/251/25高跨比高跨比高跨比高跨比 中的中的中的中的 为肋高为肋高为肋高为肋高 板厚:当肋间距板厚:当肋间距板厚:当肋间距板厚:当肋间距 700mm700mm,40mm 40mm 当肋间距当肋间距当肋间距当肋间距700mm700mm,50mm50mm悬悬悬悬 臂臂臂臂 板板板板 1/121/12板的悬臂长度板的悬臂长度板的悬臂长度板的悬臂长度 500mm500mm,60mm60mm板的悬臂长度板的悬臂长度
14、板的悬臂长度板的悬臂长度500mm500mm,80mm80mm梁、板截面的常用尺寸梁、板截面的常用尺寸 一、结构平面布置一、结构平面布置9.1 单向板梁板结构按弹性方法的计算单向板梁板结构按弹性方法的计算二、二、二、二、计算简图计算简图计算简图计算简图 整体式梁板结构整体式梁板结构是由板、次梁和主梁整体浇注而成,设计是由板、次梁和主梁整体浇注而成,设计时应分别对板、次梁和主梁进行计算。要计算其内力,应先时应分别对板、次梁和主梁进行计算。要计算其内力,应先根据支承情况及构件刚度确定相应构件的根据支承情况及构件刚度确定相应构件的计算简图计算简图。二、二、计算简图计算简图1.板的计算简图板的计算简图
15、(1)计算单元:计算单元:1m宽板带。宽板带。(2)支承条件:不论支承在支承条件:不论支承在次梁、还是支承在墙上次梁、还是支承在墙上,均简化为均简化为板的板的不动铰支座,不动铰支座,由此引起的误差采用由此引起的误差采用折算荷载折算荷载来消除。来消除。(3)荷载:均布线荷载荷载:均布线荷载(4)计算跨度计算跨度 中间跨中间跨:边跨:边跨:(边支座为砌体墙边支座为砌体墙)通常通常a为为120mm 取小取小值计算弯矩计算弯矩计算剪力计算剪力二、二、计算简图计算简图 2.次梁的计算简图次梁的计算简图(1)计算单元:次梁左右两跨各取半跨计算单元:次梁左右两跨各取半跨(2)支承条件:不论支承在主梁、还是支
16、承在墙上,均作为支承条件:不论支承在主梁、还是支承在墙上,均作为次梁的次梁的不动铰支座。不动铰支座。由此引起的误差采用由此引起的误差采用折算荷载折算荷载来消除。来消除。(3)荷载:均布荷载。荷载:均布荷载。恒载:板左右各半跨板自重、次梁自重;恒载:板左右各半跨板自重、次梁自重;活载:板左右各半跨板上活载活载:板左右各半跨板上活载(4)计算跨度计算跨度 取小取小值计算弯矩计算弯矩计算剪力计算剪力边跨:边跨:中间跨:中间跨:(边支座为砌体墙边支座为砌体墙)通常通常a为为250mm二、二、计算简图计算简图 3.主梁的计算简图主梁的计算简图 (1)计算单元:主梁左右各半个主梁间距。计算单元:主梁左右各
17、半个主梁间距。(2)支承条件:当梁柱线刚度相差支承条件:当梁柱线刚度相差较大,较大,可将柱作可将柱作为主梁的为主梁的不动铰支座不动铰支座,按,按多跨连续梁多跨连续梁设计。设计。(3)当当 ,应考虑应考虑柱对主梁的转动约束柱对主梁的转动约束作用,作用,按按内框架结构内框架结构考虑。考虑。(4)(3)荷载:次梁传来的荷载:次梁传来的集中集中荷载荷载(4)计算跨度计算跨度:与次梁相同,通常与次梁相同,通常a为为370mm 二、二、计算简图计算简图 4.折算荷折算荷载 当板、次梁和主梁当板、次梁和主梁整体浇注整体浇注时,次梁的抗扭刚度对板的转动时,次梁的抗扭刚度对板的转动有有约束作用约束作用,将减小跨
18、中弯矩,对板的受力是有利的,设计中,将减小跨中弯矩,对板的受力是有利的,设计中采用采用折算荷载折算荷载来考虑;同样主梁对次梁的转动也有约束作用来考虑;同样主梁对次梁的转动也有约束作用连续板板 连续次梁次梁 二、二、计算简图计算简图5.连续梁、板的梁、板的计算跨数算跨数 当当连续梁、板的跨数少于梁、板的跨数少于五跨五跨时,按,按实际跨数跨数计算。算。对于等于等刚度、等跨度度、等跨度(或或跨度相差不超跨度相差不超过10%)的的连续梁、梁、板,当跨数板,当跨数超超过五跨五跨,且各跨,且各跨荷荷载相同相同时,可按五跨的,可按五跨的等跨等跨连续梁、板梁、板计算。算。中中间各跨内力与各跨内力与3跨相同,中
19、跨相同,中间支座的内力与支座的内力与C支座相同。支座相同。二、二、计算简图计算简图 连续梁、板的内力梁、板的内力计算方法算方法:力法或力矩分配法。:力法或力矩分配法。实际工程中,一般将内力系数制成一定的表格,工程中,一般将内力系数制成一定的表格,查表表计算算连续梁、板的内力。梁、板的内力。(1)在在均布均布及及三角形荷三角形荷载作用下:作用下:(2)在在集中荷集中荷载作用下:作用下:9.2 单向板肋形结构按弹性方法的计算单向板肋形结构按弹性方法的计算 一、连续梁、板的内力计算一、连续梁、板的内力计算9.2 单向板肋形结构按弹性方法的计算单向板肋形结构按弹性方法的计算二、连续梁板的内力包络图二、
20、连续梁板的内力包络图二、连续梁板的内力包络图二、连续梁板的内力包络图1.可变荷载的最不利布置可变荷载的最不利布置 连续梁连续梁可变荷载最不利布置可变荷载最不利布置的原则:的原则:(1)求某跨求某跨跨内最大正弯矩跨内最大正弯矩时,时,应在本跨布置活荷载,然后隔跨布应在本跨布置活荷载,然后隔跨布置置 (2)求某跨求某跨跨内最大负弯矩跨内最大负弯矩时,本时,本跨不布置活荷载,而在其邻跨布置,跨不布置活荷载,而在其邻跨布置,然后隔跨布置;然后隔跨布置;(3)求某求某支座最大负弯矩支座最大负弯矩时,应时,应在该支座左右两跨布置活荷载,然在该支座左右两跨布置活荷载,然后隔跨布置。后隔跨布置。(4)求某求某
21、支座最大剪力支座最大剪力时,应在时,应在该支座左右两跨布置活荷载,然后该支座左右两跨布置活荷载,然后隔跨布置。隔跨布置。二、连续梁板的内力包络图二、连续梁板的内力包络图2.内力包内力包络图 将恒载和各种最不利位置的可变荷载共同作用下的内力,按同一比例绘制在同一基线上,其外包线所形成的图形称为内力包络图。二、连续梁板的内力包络图二、连续梁板的内力包络图(1)内力计算与截面设计不协调;内力计算与截面设计不协调;(2)浪费材料浪费材料;(3)支座钢筋过密,施工质量不易保证支座钢筋过密,施工质量不易保证3.支座弯矩和剪力支座弯矩和剪力设计值 弯矩弯矩设计值:剪力剪力设计值:均布荷均布荷载集中荷集中荷载
22、按弹性理论进行设计按弹性理论进行设计存在的问题存在的问题 二、连续梁板的内力包络图二、连续梁板的内力包络图如果板或梁直接搁置在墩墙上,则不存在支座弯矩的削减问题如果板或梁直接搁置在墩墙上,则不存在支座弯矩的削减问题 在在钢筋屈服截面,从筋屈服截面,从钢筋屈服到达到极限承筋屈服到达到极限承载力,截面在外力,截面在外弯矩增加很小的情况下弯矩增加很小的情况下产生很大生很大转动,表,表现得犹如一个能得犹如一个能够转动的的铰,称,称为“塑性塑性铰”。1塑性塑性铰的概念的概念9.3 单向板肋形结构按塑性方法的计算单向板肋形结构按塑性方法的计算一、基本原理一、基本原理一、基本原理一、基本原理 2.2.塑性塑
23、性塑性塑性铰铰与与与与理想理想理想理想铰铰的区的区的区的区别别 理想理想理想理想铰铰不能承受任何弯矩不能承受任何弯矩不能承受任何弯矩不能承受任何弯矩,而塑性,而塑性,而塑性,而塑性铰则铰则能承受一能承受一能承受一能承受一 定的弯定的弯定的弯定的弯矩(矩(矩(矩(MMy y MM MMu u););););理想理想理想理想铰铰集中于一点,塑性集中于一点,塑性集中于一点,塑性集中于一点,塑性铰则铰则有一定的有一定的有一定的有一定的长长度度度度 理想理想理想理想铰铰在两个方向都可在两个方向都可在两个方向都可在两个方向都可产产生生生生无限的无限的无限的无限的转动转动,而塑性,而塑性,而塑性,而塑性铰则
24、铰则是是是是有限有限有限有限转动转动的的的的单单向向向向铰铰,只能在弯矩作用方向作有限的,只能在弯矩作用方向作有限的,只能在弯矩作用方向作有限的,只能在弯矩作用方向作有限的转动转动。一、基本原理一、基本原理 按按弹性理性理论方法:方法:(1)截面之截面之间内力的分布内力的分布规律是不律是不变的;的;(2)任一截面内力达到其极限承任一截面内力达到其极限承载力力时,认为整个整个结构达到构达到破坏。破坏。对于对于静定结构静定结构来说是合理的。来说是合理的。对于对于超静定结构超静定结构来说,在其加载过程中,由于材料的非来说,在其加载过程中,由于材料的非弹性性质,各截面之间的内力可以重新调整。当任意截面
25、的弹性性质,各截面之间的内力可以重新调整。当任意截面的内力达到其极限承载力时,该截面出现一个内力达到其极限承载力时,该截面出现一个塑性塑性铰。只要整。只要整个个结构构还是几何不是几何不变的,的,结构所承受荷构所承受荷载还可可继续增加。增加。二、塑性内力重分布二、塑性内力重分布二、塑性内力重分布二、塑性内力重分布9.3 单向板肋形结构按塑性方法的计算单向板肋形结构按塑性方法的计算二、塑性内力重分布二、塑性内力重分布1.塑性内力重分布的概念塑性内力重分布的概念 对于于超静定超静定结构构,当,当结构的某个截面出构的某个截面出现塑性塑性铰后,后,结构构的内力分布的内力分布发生了生了变化,化,经历了一个
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 第9章 肋形结构及刚架结构 结构 刚架
限制150内