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1、混凝土结构设计,王 晖Tel：办公室：工程实验南楼306,混凝土结构设计主要内容,绪论1 梁板结构 2 单层工业厂房 3 混凝土框架结构,1 梁板结构,1 梁板结构,1.1 概 述1.2 现浇单向板肋梁楼盖 1.3 现浇单向板肋梁楼盖设计实例1.4 现浇双向板肋梁楼盖1.5 现浇双向板肋梁楼盖设计实例1.6 装配式混凝土楼盖 1.7 无梁楼盖 1.8 无粘结预应力混凝土楼盖 1.9 楼梯和雨蓬,1.1 概 述,1 梁板结构,1 梁板结构 1.1 概 述,梁板结构是土木工程中常见的结构形式,(a)肋梁楼(屋)盖,1.1 概 述,1 梁板结构,（b）梁式楼梯,（c）雨蓬,（d）地下室底板,（e）带
2、扶壁挡土墙,本章着重讲述建筑结构中的楼(屋)盖设计,1.1 概 述,1 梁板结构,楼盖类型,1.混凝土楼盖按施工方法分为：,现浇式楼盖装配式楼盖装配整体式楼盖,2.混凝土楼盖按预加应力情况分为：,钢筋混凝土楼盖预应力混凝土楼盖,3.混凝土楼盖按结构型式分为：,单向板肋梁楼盖双向板肋梁楼盖井式楼盖密肋楼盖无梁楼盖,1.1 概 述,1 梁板结构,楼盖类型,(a)单向板肋梁楼盖,(b)双向板肋梁楼盖,(c)井式楼盖,(d)密肋楼盖,(e)无梁楼盖,(a)单向板肋梁楼盖,(b)双向板肋梁楼盖,(c)井式楼盖,(e)无梁楼盖,1.1 概 述,1 梁板结构,单向板和双向板,单向板:在荷载作用下，只在一个方
3、向弯曲 或者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，且不能忽略任一方向弯曲的板,1.1 概 述,1 梁板结构,单向板和双向板,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：（1）当长边与短边长度之比大于或等于3时，宜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；当按沿短边方向受力的单向板计算时，应沿长边方向布置足够数量的构造钢筋。,1.2 现浇单向板肋梁楼盖,1 梁板
4、结构,1.2 现浇单向板肋梁楼盖,单向板肋梁楼盖的设计步骤为：（1）结构平面布置，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；（2）确定板和主、次梁的计算简图；（3）梁、板的内力计算及内力组合；（4）截面配筋计算及构造措施；（5）绘制施工图。,1.2 现浇单向板肋梁楼盖,1 梁板结构,结构平面布置,1.单向板肋梁楼盖结构平面布置通常有以下三种方案：,(a)主梁沿横向布置,(b)主梁沿纵向布置,(c)有中间走道,（1）主梁横向布置，次梁纵向布置（2）主梁纵向布置，次梁横向布置（3）只布置次梁，不设主梁,1.2 现浇单向板肋梁楼盖,1 梁板结构,结构平面布置,1.单向板肋梁楼盖结构平面
5、布置通常有以下三种方案：,2.进行楼盖的结构平面布置时，应注意以下问题：,（1）单向板、次梁和主梁的经济跨度为：,单向板:（1.72.5）m，一般不宜超过3m,次梁:（46）m,主梁:（58）m,（2）受力合理:荷载传递要简捷，梁宜拉通；尽量避免把梁，特别是主梁搁置在门、窗过梁上；,（3）满足建筑要求:,（4）方便施工:梁的截面种类不宜过多，梁的布置尽可能规则,1.2 现浇单向板肋梁楼盖,1 梁板结构,计算简图1.计算模型及简化假定,（1）计算模型,在现浇单向板肋梁楼盖中，板、次梁和主梁的计算模型一般为连续板或连续梁。,单向板肋梁楼盖,当 时，按梁、柱刚接的框架模型（框架梁）计算主梁。,1.2
6、 现浇单向板肋梁楼盖,1 梁板结构,计算简图1.计算模型及简化假定,（2）简化假定,支座可以自由转动，但没有竖向位移；在确定板传给次梁的荷载以及次梁传给主梁的荷载时，分别忽略板、次梁的连续性，按简支构件计算竖向反力；当连续梁、板跨数五跨时，应按实际跨数计算；当连续梁、板跨数五跨时，若各跨荷载相同，且跨度 相差不超过10%时，可按五跨的等跨连续梁、板计算。,1.2 现浇单向板肋梁楼盖,1 梁板结构,计算简图2.计算单元,结构内力分析时，为减少计算工作量，一般不是对整个结构进行分析，而是从实际结构中选取有代表性的一部分作为计算的对象，称为计算单元。,主梁间距,1.2 现浇单向板肋梁楼盖,1 梁板结
7、构,计算简图 2.计算单元,次梁间距,主梁间距,1m,主梁的集中荷载范围,1.2 现浇单向板肋梁楼盖,1 梁板结构,计算简图3.计算跨度,梁、板的计算跨度是指在计算弯矩、剪力时所采用的跨间长度。从理论上讲，某一跨的计算跨度应取该跨两端支座处转动点之间的距离。,（1）当按弹性理论计算时：,当板、梁边跨端部搁置在支承构件上,中间跨：,（板和梁）,边跨：,（板）,（梁）,1.2 现浇单向板肋梁楼盖,1 梁板结构,计算简图3.计算跨度,（1）当按弹性理论计算时：,当板、梁边跨端部与支承构件整浇时,中间跨：,（板和梁）,边跨：,（板和梁）,（2）当按塑性理论计算时：计算跨度则由塑性铰的位置确定 计算跨度
8、取值见P24表1-1,1.2 现浇单向板肋梁楼盖,1 梁板结构,计算简图4.折算荷载,g,g,1.2 现浇单向板肋梁楼盖,1 梁板结构,计算简图4.折算荷载,q,q,q,q,1.2 现浇单向板肋梁楼盖,1 梁板结构,计算简图4.折算荷载,1.2 现浇单向板肋梁楼盖,1 梁板结构,计算简图4.折算荷载,连续板,连续次梁,a）理想铰支座的变形 b)支座弹性约束时的变形 c）采用折算荷载时的变形 图1-8 梁抗扭刚度的影响,1.2 现浇单向板肋梁楼盖,1 梁板结构,1.2.3 连续梁、板按弹性理论方法的内力计算 1.活荷载的最不利布置,连续梁活荷载最不利布置的原则：,（1）求某跨跨内最大正弯矩时，应
9、在本跨布置活荷载，然 后隔跨布置,（2）求某跨跨内最大负弯矩时，本跨不布置活荷载，而在其 左右邻跨布置，然后隔跨布置,（3）求某支座最大负弯矩或支座左、右截面最大剪力时，应在该支座 左右两跨布置活荷载，然后隔跨 布置。,1.2 现浇单向板肋梁楼盖,1 梁板结构,1.2.3 连续梁、板按弹性理论方法的内力计算 1.活荷载的最不利布置,以五跨连续梁为例，说明该连续梁活荷载最不利布置方式的种类：,(a),(b),(c),(d),(e),(f),1.2 现浇单向板肋梁楼盖,1 梁板结构,1.2.3 连续梁、板按弹性理论方法的内力计算 2.荷载的最不利组合及内力计算,根据以上原则可以确定活荷载最不利布置
10、的各种情况，它们分别与永久荷载组合在一起，就得到荷载的最不利组合，即可按结构力学的方法进行内力计算。,(a)图,(b)图,(c)图,(d)图,(e)图,(f)图,1.2 现浇单向板肋梁楼盖,1 梁板结构,1.2.3 连续梁、板按弹性理论方法的内力计算 2.荷载的最不利组合及内力计算,（1）在均布及三角形荷载作用下：,（2）在集中荷载作用下：,对于跨度相对差值小于10%的不等跨连续梁、板，其内力也可近似按等跨度结构进行分析。计算跨内截面弯矩时，采用各自跨的计算跨度；计算支座截面弯矩时，采用相邻两跨计算跨度的平均值。,1.2 现浇单向板肋梁楼盖,1 梁板结构,1.2.3 连续梁、板按弹性理论方法的
11、内力计算 2.荷载的最不利组合及内力计算,（1）在均布及三角形荷载作用下：,（2）在集中荷载作用下：,P277,P277,1.2 现浇单向板肋梁楼盖,1 梁板结构,1.2.3 连续梁、板按弹性理论方法的内力计算 3.内力包络图,将同一结构在各种荷载的最不利组合作用下的内力图(弯矩图或剪力图)叠画在同一坐标图上，其外包线所形 成的图形称为内力包络图它反映出各截面可能产生的最大内力值，是设计时选择截面和布置钢筋的依据。,1.2 现浇单向板肋梁楼盖,1 梁板结构,1.2.3 连续梁、板按弹性理论方法的内力计算 3.内力包络图,将同一结构在各种荷载的最不利组合作用下的内力图(弯矩图或剪力图)叠画在同一坐标图上，其外包线所形 成的图形称为内力包络图它反映出各截面可能产生的最大内力值，是设计时选择截面和布置钢筋的依据。,1.2 现浇单向板肋梁楼盖,1 梁板结构,1.2.3 连续梁、板按弹性理论方法的内力计算 3.内力包络图,1.2 现浇单向板肋梁楼盖,1 梁板结构,1.2.3 连续梁、板按弹性理论方法的内力计算 4.支座弯矩和剪力设计值,弯矩设计值M,剪力设计值V,均布荷载,集中荷载,M、V支座边缘处的弯矩、剪力设计值；Mc、Vc支座中心处的弯矩、剪力设计值；V0按简支梁计算的支座中心处的剪力设计值，取绝对值；b支座宽度。,
