《建筑结构设计》东南大学邱洪兴 第二章 梁板结构课件电子教案

《建筑结构 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 》东南大学邱洪兴第二章梁板结构课件Stillwatersrundeep.流静水深,人静心深Wherethereislife,thereishope。有生命必有希望*2.1梁板结构种类及布置按结构材料2.1.1梁板结构种类钢工作平台柱主梁次梁铺板支撑混凝土梁板结构钢梁板结构木梁板结构组合梁板结构木楼盖木梁木搁栅企口地板剪刀撑组合梁板结构钢—混凝土组合钢梁—木板组合《建筑结构设计》课件2013版.东南大学邱洪兴*梁板结构2.1种类及布置2.1.1种类钢—混凝土组合钢梁—混凝土面板型钢混凝土梁—混凝土面板钢梁——混凝土面板混凝土板钢梁连接件钢梁混凝土抗剪连接件压型钢板钢梁——压型钢板组合板混凝土板型钢混凝土梁型钢混凝土梁——混凝土板钢梁—压型钢板混凝土组合板《建筑结构设计》课件2013版.东南大学邱洪兴*混凝土楼盖现浇楼盖装配式楼盖按施工方法装配整体式楼盖《建筑结构设计》课件2013版.东南大学邱洪兴*双向板肋梁楼盖单向板肋梁楼盖按结构形式密肋楼盖无梁楼盖单向板肋梁楼盖双向板肋梁楼盖密肋楼盖无梁楼盖《建筑结构设计》课件2013版.东南大学邱洪兴*梁板结构2.1种类及布置2.1.1种类一、单向板肋梁楼盖布置 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 2.1.2混凝土楼盖结构布置2.1.2混凝土楼盖结构布置次梁纵向布置，主梁横向布置次梁横向布置，主梁纵向布置次梁：支承在主梁上的梁主梁：支承在竖向构件上（柱或墙）、支承次梁的梁主梁沿横向布置主梁次梁主梁沿纵向布置主梁次梁《建筑结构设计》课件2013版.东南大学邱洪兴*梁板结构2.1种类及布置2.1.1种类二、双向板楼盖布置方案2.1.2混凝土楼盖结构布置不设次梁，板四周支承在框架梁上板三边支承在主梁上、另一边支承在次梁上不设内柱，两个方向布置支承梁。l02l02l02l01l01l01无次梁双向板楼盖l01l02l02l02次梁l01l01l01l01l01有次梁双向板楼盖l02l02l02l01l01l01井式楼盖《建筑结构设计》课件2013版.东南大学邱洪兴*梁板结构2.1种类及布置2.1.1种类三、截面尺寸估算2.1.2混凝土楼盖结构布置板单向板厚度不应小于跨度的1/30；双向板厚度不应小于1/40；悬臂板根部厚度不应小于1/12。次梁梁高可取跨度的1/18~1/12；主梁梁高可取跨度的1/15~1/10；梁宽可取梁高的1/3~1/2。双向梁系梁高可取跨度的1/18~1/16，梁宽取梁高的1/4~1/3梁《建筑结构设计》课件2013版.东南大学邱洪兴*梁板结构2.1种类及布置2.1.1种类2.1.3钢楼盖结构布置2.1.2混凝土楼盖结构布置一、组成2.1.3钢楼盖结构布置钢楼盖由铺板、次梁和主梁组成。梁采用型钢或由钢板焊制；常用的平台铺板有轻型钢板、预制混凝土板和钢—混凝土组合板三类。(a)(b)加劲肋防滑条8080(c)防滑带肋平钢板(b)和冲泡钢板(c)等形式轻型钢板有花纹钢板(a)、《建筑结构设计》课件2013版.东南大学邱洪兴*二、布置方案主梁(a)单向式，仅在一个方向布置主梁，不设次梁(b)双向式，柱距较大的方向布置主梁、较小的方向布置次梁主梁次梁(c)复式，在次梁之间再增设与次梁方向垂直的小梁主梁次梁小梁《建筑结构设计》课件2013版.东南大学邱洪兴*三、连接方案轻型钢板和预制混凝土板通常做成单体，两端与梁牢固相连。轻型钢板与梁的连接一般采用焊接；组合楼板则通常做成连续的，通过次梁上的栓钉（抗剪连接件）增强与楼板的连接。铺板次梁与主梁的连接按相对位置可分为叠接和平接次梁与主梁叠接次梁主梁主梁次梁次梁与主梁平接按受力性能分为刚接和铰接两种。《建筑结构设计》课件2013版.东南大学邱洪兴*四、构件选型轻型钢板的厚度不宜小于跨度（净跨）的1/150~1/120；挠度不应大于l0/150铺板型钢梁先按梁的跨度、荷载和支座约束条件估算截面最大弯矩；根据强度设计值求出所需的截面抵抗矩；最后查出型钢的型号。梁焊接工字形截面尺寸的初步选择可按下列次序：选择截面高度→腹板厚度→翼缘尺寸→翼缘宽度和厚度。梁板结构2.1种类及布置2.1.1种类2.1.2混凝土楼盖结构布置2.1.3钢楼盖结构布置《建筑结构设计》课件2013版.东南大学邱洪兴*简支组合板的高跨比不宜小于1/25、连续组合板不宜小于1/35；组合板的总厚度h不应小于90mm，压型钢板顶面以上的混凝土厚度hc1不应小于50mm；压型钢板厚度不应小于0.75mm，波槽平均宽度不应小于50mm；当采用在槽内设置栓钉时，压型钢板的总高度不应超过80mm。钢梁hc1h槽宽2.1.4组合楼盖结构布置要点一、布置方案组合楼盖梁的布置参照钢楼盖压型钢板-组合板通常布置成连续的，有单向受力和双向受力两种二、构件选型与尺寸估算组合梁的高跨比取1/15~1/16，其中钢梁的高度不宜小于组合梁截面高度的1/4《建筑结构设计》课件2013版.东南大学邱洪兴*2.2梁板结构 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 2.2.1分析模型一、砼单向板楼盖次梁主梁板Ⅰ—ⅠⅠⅠl1l2l2l2l2l2l1l1l1l1l1l3l3ⅡⅡⅡ—Ⅱ板次梁　单向板肋梁楼盖设计时主梁、次梁、板一般分开计算。ⅢⅢⅢ—Ⅲ板次梁主梁柱　从实际结构中选取有代表性的一部分，作为计算、分析的对象，这一部分称为计算单元。计算单元板计算单元b=1m板——1m宽度的板带次梁：计算单元宽度取相邻次梁中心距的一半；主梁：计算单元宽度取相邻主梁中心距的一半。主梁计算单元次梁计算单元l1《建筑结构设计》课件2013版.东南大学邱洪兴*因单向板忽略长跨向内力，所以板带之间的边界可作为自由边；l1l2l2l2l2l2l1l1l1l1l1l3l3计算简图计算单元是从整体结构中截取出来的，确定其计算简图时需要分析它的边界情况，用适当的支座模拟。板带有两类边界：板带(单元)之间以及板带与次梁之间。边界条件可以从力的方面分析，也可以从变形方面分析。次梁q1次梁对板在该处的竖向位移和转角位移有约束；如果忽略竖向位移和转动约束，板可以简化为连续梁计算简图。板计算简图l01l01l01l01l01l01q1次梁板面分布荷载q1*次梁的边界情况又如何呢？l1次梁主梁q2主梁次梁次梁单元之间的边界上有分布力矩作用，无剪力；但这些分布力矩对次梁轴线方向的内力没有影响；次梁与主梁的边界与板与次梁的边界类似；在相同的假定下，次梁也可以简化为连续梁计算简图。次梁计算简图l02l02l02l02l02q2板短跨向跨中分布弯矩梁板结构2.1种类及布置2.2.1分析模型2.2结构分析《建筑结构设计》课件2013版.东南大学邱洪兴*通过类似的分析，主梁的计算简图也可以按连续梁。如果主梁尚需与竖向构件一起共同承担水平作用（如风载、地震作用等），则应按框架梁计算梁板结构2.1种类及布置2.2.1分析模型2.2结构分析次梁次梁线分布荷载q2l2l03l03FFFF《建筑结构设计》课件2013版.东南大学邱洪兴*荷载l1l2l2l2l2l2l1l1l1l1l1l3l3板带负荷范围b=1m次梁负荷范围主梁集中荷载范围板：线分布荷载q1为板面分布荷载q乘以计算单元宽度1，q1=q×1次梁：由板传来的线分布荷载q2为板面分布荷载q乘以次梁的计算单元宽度l01，q2=q×l01主梁：由次梁传来的集中荷载F为次梁线分布荷载q2乘以主梁的计算单元宽度l02，F=q2×l02=q×l01×l02　将整体结构拆分后，需要确定每一部分的荷载，即要分析荷载的传递路线。荷载从直接作用构件依次传递给支承构件的路径称荷载传递路线可见，对于单向板楼盖，楼面竖向荷载通过板传给次梁、由次梁传给主梁，最后由主梁传给柱、墙等竖向承重构件*计算跨度123aln1ln2ln3bbl01=ln1+b/2+a/2或l01=ln1+b/2+0.025ln1l02=ln2+bl03=ln3+b　计算跨度，从理论上讲应该取该跨两端支座处转动点之间的距离。中间各跨取支承中心线之间的距离；边跨如果端部搁置在支承构件上，则对于梁，边跨计算长度在(1.025ln1+b/2)与[ln1+(a+b)/2]两者中取小值；对于板，边跨计算长度在(1.025ln1+b/2)与[ln1+(h+b)/2]两者中取小值；梁、板在边支座与支承构件整浇时，边跨也取支承中心线之间的距离。按弹性理论计算时：h《建筑结构设计》课件2013版.东南大学邱洪兴*梁板结构2.1种类及布置2.2.1分析模型2.2结构分析计算跨度按塑性理论计算时：搁置时塑性铰位置整体连接时塑性铰位置塑性铰塑性铰当内支座与被支承构件整体连接时，由于塑性铰出现在支承边，中间各跨计算长度取净跨ln当内支座被支承构件搁置在支承构件上时，由于塑性铰出现在支承中心处，中间各跨计算长度取支承中心线之间的距离边跨端部搁置在支承构件上时取值方法同弹性理论《建筑结构设计》课件2013版.东南大学邱洪兴*二、混凝土双向板楼盖双向板等跨连续双向板，计算单元取一个区格(由纵横支承梁组成的网格)单区格板有两类边界：板与支承梁的边界和板与板的边界l2l2l2l2l1l1l1ⅠⅠl02l02l02l02处理板与支承梁的边界时忽略支承梁挠度对板内力的影响，即假定支承处无竖向位移；忽略支承梁对板的转动约束。于是支承梁可简化为板的铰支座《建筑结构设计》课件2013版.东南大学邱洪兴*l2l2l2l2l1l1l1g+qg(a)可变荷载的棋盘式布置l02l02l02l02gqq(b)Ⅰ—Ⅰ剖面ⅠⅠl02l02l02l02gq/2(c)正对称荷载分布l02l02l02l02(d)反对称荷载分布q/2BABABABABBBBBCBCBCBCBDBD内支承处涉及板与板的边界问题棋盘式的可变荷载布置，可以分解为对称荷载分布和反对称荷载分布对称荷载分布下，内支承处板的负弯矩接近固支下的弯矩，近似简化为固支，反对称荷载分布下，内支承处板的负弯矩接近为0，近似简化为铰支，各区格板的计算简图为四边简支板l02BAl01l02BBl01l02BCl01l02BDl01《建筑结构设计》课件2013版.东南大学邱洪兴*l01塑性铰线短跨方向支承梁计算单元长跨方向支承梁计算单元l02l02l02l01l01l01θ′(b)计算模型变形情况(a)实际变形情况现象：次梁的扭转刚度将约束板的弯曲转动，使板在支承处的实际转角比理想铰支承时的转角小。处理方法：考虑到等跨连续板或次梁在支承处的转动主要由可变荷载的不利布置产生，采取增大永久荷载、相应减小可变荷载，维持总荷载不变的方法处理，即计算连续板、次梁内力时，采用折算荷载。《建筑结构设计》课件2013版.东南大学邱洪兴*三、薄膜力效应混凝土板的中和轴临近破坏时非常接近板的表面，在纯弯矩作用下，板中平面位于受拉区，存在拉应变；当周边变形受到约束时(周边与梁整浇)，板内将存在轴向压力，这种轴向力称为薄膜力。内拱由偏压构件正截面承载力理论可知，在一定程度内轴压力将提高构件的受弯承载力。当受拉混凝土开裂后，实际中和轴成拱形（对于双向板则形成穹顶），板周边支承构件提供的水平推力将减少板在竖向荷载下的截面弯矩。可见，薄膜力一方面减小截面弯矩，另一方面提高截面抗弯承载力。处理方法：将内区格板的弯矩进行折减。例2.8《建筑结构设计》课件2013版.东南大学邱洪兴*2.3梁板结构构件设计2.3.1混凝土板、梁的截面计算及构造要求一、计算要点承载能力极限状态计算次梁、主梁进行受弯、受剪承载力计算,板仅进行受弯承载力计算；对于现浇肋梁楼盖，次梁和主梁跨内截面按T形截面计算；在支座附近的负弯矩区段，按矩形截面计算纵向受拉钢筋；当梁按考虑内力重分布方法设计时，调幅截面应满足ξ≤0.35的限制，此外在斜截面承载力计算中，还应将计算所需的箍筋面积增大20%；如果主梁与竖向构件尚需共同承担水平作用（如风载、地震作用等），则应按框架梁设计；《建筑结构设计》课件2013版.东南大学邱洪兴*sh1h1h1hbbb吊筋≥20dα次梁与主梁相交处，在主梁高度范围内受到次梁传来的集中荷载的作用，此集中荷载依靠次梁的剪压区传递至主梁的腹部。所以在主梁局部长度上将引起主拉应力，并有可能使梁腹部出现斜裂缝；为了防止斜裂缝出现而引起的局部破坏，需设置横向附加钢筋，把此集中荷载传递到主梁顶部受压区。所需附加横向钢筋的总截面面积按下式计算：Fl≤2fyAsbsinα+m·nfyvAsv1(2.4.1)sh1h1h1hbbb附加箍筋h1h剪压区裂缝Fl《建筑结构设计》课件2013版.东南大学邱洪兴*梁板结构2.1种类及布置2.2结构分析2.3.1混凝土构件2.3构件设计正常使用极限状态验算楼盖结构的裂缝控制等级为三级，即允许在正常使用情况下出现裂缝，但按荷载效应的准永久组合并考虑长期作用影响计算的最大裂缝宽度wmax应小于限值wlim，这一裂缝宽度限值对于一、二、三类环境分别为0.3、0.2和0.2mm；当裂缝宽度不满足要求相差不多时，可通过减少钢筋直径解决；如相差较大，则应增加钢筋面积。挠度不满足要求时需要增大截面尺寸。《建筑结构设计》课件2013版.东南大学邱洪兴*板弯矩折减对单向板，中间跨跨中截面和支座截面弯矩各折减20%，边跨的跨中截面和第一内支座截面弯矩不折减；对双向板，其截面弯矩按下列情况进行折减：(1)中间跨的跨中截面及中间支座截面，折减20%；l0lblbl0(2)边跨的跨中截面及楼板边缘算起的第二个支座截面，当lb/l0　<1.5时折减20%；当1.5≤lb/l0≤2.0时折减10%，(3)楼板的角区格不折减。lb——沿楼板边缘方向的计算跨度；l0——垂直沿楼板边缘方向的计算跨度《建筑结构设计》课件2013版.东南大学邱洪兴*梁板结构2.1种类及布置2.2结构分析2.3.1混凝土构件2.3构件设计梁支座弯矩的折减当梁的内力采用弹性方法计算时，因计算跨度取支承中心线之间的距离，得到的支座弯矩是支承中心线处的，而与支承构件整体连接的梁，其危险截面在支承构件边。M=M0–V0b/2bM0b/2?M支承边的截面弯矩可近似按下式确定：M0、V0——内力分析得到的支座弯矩和剪力(2.4.2)《建筑结构设计》课件2013版.东南大学邱洪兴*梁板结构2.1种类及布置2.2结构分析2.3.1混凝土构件2.3构件设计二、板的构造要求板的支承　板的支承长度应满足其受力钢筋在支座内的锚固要求；当搁置在砌体墙上时，不应小于120mm。板中受力钢筋连续单向板内受力钢筋的弯起和截断，一般可以按下图确定alnln/6ln/6aln/6ln/6aaln/10ln/10ln/5lnln*lnaln/7ln/5lnlnaaa分离式完全简支可不用梁板结构2.1种类及布置2.2结构分析2.3.1混凝土构件2.3构件设计当比值q/g≤3时，a=ln/4；当q/g>3时，a=ln/3当连续板的相邻跨度之差超过20%，或各跨荷载相差很大时，则钢筋的弯起与切断应按弯矩包络图确定。《建筑结构设计》课件2013版.东南大学邱洪兴*双向板按弹性理论方法设计时，可按下述方法配置：将板在l01和l02方向各分为三个板带；在中间板带上，按跨内最大正弯矩求得的单位板宽内的钢筋数量均匀布置；而在边缘板带上，按中间板带单位板宽内的钢筋数量一半均匀布置。双向板板带的划分l02l01l02-l01/2l01/4l01/4l01/4l01/4l01/2边缘板带边缘板带边缘板带边缘板带中间板带中间板带　双向板按塑性铰线法设计时，其配筋应符合内力计算的假定，正弯矩钢筋或全板均匀布置；或划分成中间及边缘板带后，分别按计算值的100%和50%均匀布置，正弯矩钢筋钢筋的全部或一部分伸入支座下部。支座上的负弯矩钢筋按计算值沿支座均匀布置。弹性弯矩设计弯矩MmaxMmax/2《建筑结构设计》课件2013版.东南大学邱洪兴*梁板结构2.1种类及布置2.2结构分析2.3.1混凝土构件2.3构件设计分布钢筋：平行于单向板的长跨，与受力钢筋垂直；截面积不应少于受力钢筋的15%，且不宜小于该方向板截面面积的0.15%；间距不宜大于250mm，直径不宜小于6mm。作用：固定受力钢筋；承受收缩和温度应力；分布局部荷载；承受未计及的长跨方向弯矩。板中构造筋l0《建筑结构设计》课件2013版.东南大学邱洪兴*与主梁垂直的附加负筋：数量不少于每米5Φ8，且单位长度内的总截面积不宜小于板受力钢筋截面积的1/3；伸入板中的长度从主梁梁肋边算起不小于板计算跨度的l0的１/4l0/4板受力钢筋l0/4附加负筋≥l0/4≥l0/4Ф8@200双向≥l0/7Ф8@200≥l0/7Ф8@200l0与承重墙垂直的附加负筋板角附加短钢筋《建筑结构设计》课件2013版.东南大学邱洪兴*板上开洞当孔洞的最大尺寸D≤300mm时，可将受力钢筋直接饶过孔洞；当300mm≤D<800mm时，应在洞边每侧设置附加钢筋，其面积不少于洞口被截断受力钢筋面积的一半，且不少于2Φ8；当D>1000mm时，应在孔洞四周设置小梁。梁板结构2.1种类及布置2.2结构分析2.3.1混凝土构件2.3构件设计洞边加强筋洞边小梁《建筑结构设计》课件2013版.东南大学邱洪兴*三、梁的构造要求支承长度当梁支承在砌体墙上时，其支承长度对于次梁不应小于240mm；对于主梁一般不应小于370mm；主梁下一般还需要设置梁垫。主梁的截面有效高度板负筋次梁负筋主梁负筋次梁主梁板主梁有效高度在主梁支座处，主梁与次梁截面的上部纵向钢筋相互交叉重叠，致使主梁承受负弯矩的纵筋位置下移，梁的有效高度减小。计算主梁支座截面负钢筋时，截面有效高度应扣去板和次梁负筋的直径《建筑结构设计》课件2013版.东南大学邱洪兴*梁板结构2.1种类及布置2.2结构分析2.3.1混凝土构件2.3构件设计纵向钢筋　对于相邻跨跨度相差不超过20%、可变荷载和永久荷载的比值q/g≤3的连续次梁，可参考下图布置纵向钢筋。ln50≥20d≤As/2lnh50hln/5+20dln/3ln/5+20dln/3≥As/4且不少于2根Asla≥las≤As/2≥As/4且不少于2根h《建筑结构设计》课件2013版.东南大学邱洪兴*简支端的下部纵向钢筋伸入支座范围的锚固长度las应满足：当V≤0.7ftbh0时，las≥5d；当V>0.7ftbh0时，带肋钢筋las≥12d，光面钢筋las≥15d。　下部纵向钢筋在中间支座的锚固，当计算中不利用该钢筋的强度时，按简支端支座中V>0.7ftbh0的要求处理；当计算中充分利用钢筋的抗拉强度时，不应小于基本锚固长度la；当计算中充分利用钢筋的抗压强度时不应小于0.7la。　当梁的腹板高度hw≥450mm时，应在梁的两个侧面沿高度配置纵向构造钢筋，每侧纵向构造钢筋的截面面积不应小于腹板截面面积bhw的0.1%，且其间距不宜大于200mm。箍筋全长配置封闭式箍筋，第一根箍筋距支座边50mm，同时在简支端的支座范围内布置一根箍筋；箍筋的直径、间距需满足相应要求。《建筑结构设计》课件2013版.东南大学邱洪兴*梁板结构2.1种类及布置2.2结构分析2.3.1混凝土构件2.3构件设计2.3.2钢铺板、钢梁的截面计算及连接构造2.3.2钢构件截面设计内容包括抗弯强度计算和挠度验算；一、铺板对于无肋铺板或加劲肋间距大于两倍铺板跨度的有肋铺板，可直接按矩形截面简支构件计算板的正应力和挠度；对于有肋铺板，加劲肋作为铺板的支承，铺板按周边简支板计算弯矩和挠度，可直接查附表;有肋铺板的加劲肋按T形截面简支梁计算，翼缘宽度取30t，t是铺板厚度。《建筑结构设计》课件2013版.东南大学邱洪兴*梁板结构2.1种类及布置2.2结构分析2.3.1混凝土构件2.3构件设计2.3.2钢构件当梁的上翼缘有密铺铺板与其牢固连接、能阻止其侧向位移时，或H型钢、等截面工字形截面、箱形截面简支梁满足一定条件时，可不计算整体稳定性；当无很大孔洞削弱时，抗剪强度也可不计算。型钢梁的截面设计内容包括承载能力极限状态的强度、整体稳定计算和正常使用极限状态的挠度验算；二、型钢梁《建筑结构设计》课件2013版.东南大学邱洪兴*梁板结构2.1种类及布置2.2结构分析2.3.1混凝土构件2.3构件设计2.3.2钢构件焊接梁的强度计算除了抗弯、抗剪外，如果次梁传给腹板的集中荷载较大、而又未设置支承加劲肋时，尚应进行腹板计算高度边缘的局部承压强度计算；若同时受有较大的正应力、剪应力和局部压应力时，还需计算其折算应力；三、焊接梁翼缘与腹板的连接通常采用角焊缝，其焊缝高度hf应大于腹板厚度的一半和1.5(t为翼缘板厚度)，且不小于6mm；焊接梁满足上述条件也可不计算整体稳定性；梁受压翼缘的局部稳定可通过板件宽厚比控制；腹板的局部稳定不满足时可通过设置加劲肋。《建筑结构设计》课件2013版.东南大学邱洪兴*梁板结构2.1种类及布置2.2结构分析2.3.1混凝土构件2.3构件设计2.3.2钢构件四、连接构造次梁与主梁铰接次梁与主梁叠接铰接次梁主梁次梁主梁中心垫板主梁次梁主梁次梁次梁与主梁平接铰接a次梁主梁承托a/3RR《建筑结构设计》课件2013版.东南大学邱洪兴*梁板结构2.1种类及布置2.2结构分析2.3.1混凝土构件2.3构件设计2.3.2钢构件次梁与主梁刚接主梁次梁连接盖板a主梁次梁承托a/3RR次梁与主梁的平接刚接连接盖板承托顶板NN=M/h1h1MM　次梁上、下翼缘与连接板的连接强度按承受N计算，N可近似取N=M/h1；　次梁的竖向支座反力R则通过螺栓传给主梁腹板的加劲肋，或直接传给主梁的承托。对于前者，支座反力的合力点在螺栓位置；对于后者，支座反力的合力点距承托外边缘a/3。《建筑结构设计》课件2013版.东南大学邱洪兴*梁板结构2.1种类及布置2.2结构分析2.3.1混凝土构件2.3构件设计2.3.2钢构件梁与柱的连接梁支承于柱顶的铰接连接柱梁顶板顶板填板加劲肋突缘板竖向隔板端缀板梁支承于柱侧面的铰接连接承托承托突缘板填板《建筑结构设计》课件2013版.东南大学邱洪兴*梁板结构2.3.1混凝土构件2.3.2钢构件2.3.3组合板、组合梁截面计算及构造要求2.1种类及布置2.2结构分析2.3构件设计2.3.3组合构件一、组合板截面计算使用阶段承载能力极限状态正常使用极限状态正截面受弯承载力斜截面承载力变形验算裂缝宽度验算施工阶段承载力计算（承载能力极限状态）变形验算（正常使用极限状态）针对压型钢板《建筑结构设计》课件2013版.东南大学邱洪兴*梁板结构2.3.1混凝土构件2.3.2钢构件2.1种类及布置2.2结构分析2.3构件设计2.3.3组合构件1、强边方向正弯矩截面受弯承载力bxhc1h0**α1fcbxApfh0-x/2xApMu=α1fcx(h0-0.5x)中和轴在槽顶以上（x≤hc1）(2.4.3)(2.4.4)《建筑结构设计》课件2013版.东南大学邱洪兴*梁板结构2.3.1混凝土构件2.3.2钢构件2.1种类及布置2.2结构分析2.3构件设计2.3.3组合构件α1fcbhc1(AP-APc)fyP1APcfyP2xMu=α1fchc1yp1+APcfyp2(2.4.5)中和轴位于压型钢板内(2.4.6)bxhc1h0**ApyP1、yP2——压型钢板受拉区截面应力合力至受压区混凝土截面压应力合力点、压型钢板受压区截面应力合力点的距离*梁板结构2.3.1混凝土构件2.3.2钢构件2.1种类及布置2.2结构分析2.3构件设计2.3.3组合构件2、强边方向负弯矩截面受弯承载力受拉钢筋近似对压型钢板截面形心取矩(2.4.7)basaPh**ApAs《建筑结构设计》课件2013版.东南大学邱洪兴*3、斜截面承载力Vu=0.7ftbwh0(2.4.8)4、挠度验算按强边方向的简支单向板，分别进行荷载效应的 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 组合和准永久组合下的挠度计算；按标准组合计算时，采用短期刚度；按准永久组合计算时，采用长期刚度。B=EIeq(2.4.9)(2.4.10)计算长期刚度时，上式中的αE用2αE代入计算。5、裂缝验算按混凝土板及其所配的负钢筋计算板的最大裂缝宽度《建筑结构设计》课件2013版.东南大学邱洪兴*梁板结构2.3.1混凝土构件2.3.2钢构件2.1种类及布置2.2结构分析2.3构件设计2.3.3组合构件二、组合板构造要求1、栓钉的设置要求栓钉应布置在端支座的压型钢板凹肋处，穿透压型钢板，将栓钉和压型钢板均焊于钢梁的翼缘上。组合板在钢梁上的支承长度不应小于75mm，其中压型钢板的支承长度不小于50mm；支承在钢筋混凝土梁或砌体墙的最小长度分别为100mm和75mm。2、支承要求栓钉的直径按下列规定采用：板跨度l小于3m时，直径为13或16mm；跨度l在3~6m时，直径为16或19mm；跨度l大于6m时，直径为19mm。《建筑结构设计》课件2013版.东南大学邱洪兴*组合板在下列情况下应配置钢筋：(1)为组合板提供储备承载力，在压型钢板槽内的混凝土中设置附加抗拉钢筋；(2)在连续组合板或悬臂组合板的负弯矩区内应配置连续钢筋；(3)在集中荷载区段或孔洞周围应配置分布筋；(4)为改善防火性能配置受拉钢筋；(5)为改善界面的结合性能。梁板结构2.3.1混凝土构件2.3.2钢构件2.1种类及布置2.2结构分析2.3构件设计2.3.3组合构件3、配筋要求连续组合板按简支板计算时，抗裂钢筋的配筋率不少于0.2%《建筑结构设计》课件2013版.东南大学邱洪兴*三、组合梁截面计算组合梁形式钢梁混凝土板钢梁压型钢板组合板板肋垂直于钢梁板肋平行于钢梁计算阶段设计理论使用阶段施工阶段弹性设计（将混凝土部分等效换算成钢截面）塑性设计(不考虑砼作用，按钢梁计算强度、稳定和挠度)承载能力极限状态正常使用极限状态挠度翼板裂缝宽度受弯承载力完全抗剪连接部分抗剪连接(塑性设计方法)受剪承载力(不考虑混凝土作用)纵向界面受剪抗剪连接件设计横向配筋设计*梁板结构2.3.1混凝土构件2.3.2钢构件2.1种类及布置2.2结构分析2.3构件设计2.3.3组合构件1、完全抗剪连接组合梁的受弯承载力(混凝土和钢梁完全共同工作)α1fcbexAfyxxhc1be(翼板有效宽度)正弯矩截面，中和轴位于受压翼板内（x≤hc1）Mu=bexα1fcy(2.4.11)x=Af/(beα1fc)（2.4.12)α1fcbehc1(A-Ac)fy1Acfy2x正弯矩截面，中和轴位于钢梁截面Mu=behc1α1fcy1+Acfy2(2.4.13)Ac=0.5(A-behc1α1fc/f)(2.4.14)《建筑结构设计》课件2013版.东南大学邱洪兴*负弯矩截面（中和轴一般位于钢梁截面内）y4y3AstfyAstffMsffAstfy2fy3+y4/2twMu=Ms+Astfy(y3+y4/2)(2.4.15)y4=Astfy/(2twf)(2.4.16)y4——组合梁塑性中和轴至钢梁塑性中和轴的距离；y3——纵向钢筋截面形心至组合梁塑性中和轴的距离；Ms——钢梁截面的全塑性受弯承载力。组合梁塑性中和轴钢梁塑性中和轴y3=纵向钢筋截面形心至钢梁顶距离+钢梁顶到组合梁中和轴距离《建筑结构设计》课件2013版.东南大学邱洪兴*梁板结构2.3.1混凝土构件2.3.2钢构件2.1种类及布置2.2结构分析2.3构件设计2.3.3组合构件2、部分抗剪连接组合梁的受弯承载力xbey1fcbexfffc(A-Ac)fAcfy2组合梁塑性中和轴零弯矩截面最大弯矩截面fcfcbexfcbex=nrNcv(2.4.17)Mu=nrNcvy1+Acfy2(2.4.18)Ac=0.5(A-nrNcv/f)(2.4.19)负弯矩作用下的部分抗剪连接组合梁，混凝土翼板受拉，其拉力的合力取nrNcV和Astfy中的较小值。水平力平衡《建筑结构设计》课件2013版.东南大学邱洪兴*梁板结构2.3.1混凝土构件2.3.2钢构件2.1种类及布置2.2结构分析2.3构件设计2.3.3组合构件3、抗剪连接件设计(a)栓钉(b)槽钢(c)弯筋+M+M-M+Mm1m2m1m2m3m4m5m6连接件种类剪跨区划分连接件数量nf=Vs/Ncv(2.4.20)Vs——为界面纵向剪力设计值，负弯矩区段取Vs=Astfy；在正弯矩段，偏保守取Af（钢梁全截面受拉）和behc1fc（混凝土翼板全截面受压）中的较小值。《建筑结构设计》课件2013版.东南大学邱洪兴*梁板结构2.3.1混凝土构件2.3.2钢构件2.1种类及布置2.2结构分析2.3构件设计2.3.3组合构件——每个抗剪连接件的受剪承载力，对于圆柱头栓钉，按下式计算：（2.4.21）其中Ec——翼板混凝土的弹性模量；As——圆柱头焊钉钉杆的截面面积；f——圆柱头焊钉的抗拉强度设计值；γ——栓钉材料抗拉强度最小值与屈服强度之比，当栓钉材料性能等级为4.6级时，取f=215MPa，γ=1.67；βv—压型钢板混凝土组合板做翼板时，栓钉受剪承载力的折减系数《建筑结构设计》课件2013版.东南大学邱洪兴*梁板结构2.3.1混凝土构件2.3.2钢构件2.1种类及布置2.2结构分析2.3构件设计2.3.3组合构件4、横向配筋设计bbbbaaAstAsbbbbbccAstAsbAshhe0V1≤Vu(2.4.22)a-a、c-c界面取：V1=nsNcv/p(2.4.23a)V1=nsNcv/p×(bc/be)(2.4.23b)b-b界面取：《建筑结构设计》课件2013版.东南大学邱洪兴*梁板结构2.3.1混凝土构件2.3.2钢构件2.1种类及布置2.2结构分析2.3构件设计2.3.3组合构件bbbbaaAstAsbbbbbccAstAsbAshhe0Vu=0.9u+0.8Asvfyv≤0.25ufc(2.4.24)u——纵向受剪界面的周长，单位mm；Asv——沿梁单位长度纵向受剪界面上与界面相交的横向钢筋面积，对于b-b界面，取Asv=Asb+Ast；对于a-a界面，取Asv=2Asb；对于c-c界面，he0≤30mm时Asv=2Ash，he0>30mm时Asv=2(Asb+Ash)《建筑结构设计》课件2013版.东南大学邱洪兴*梁板结构2.3.1混凝土构件2.3.2钢构件2.1种类及布置2.2结构分析2.3构件设计2.3.3组合构件5、挠度和裂缝宽度验算支座截面混凝土翼板处于受拉状态，使用阶段会出现裂缝；裂缝宽度按混凝土构件的计算方法。B=EIeq/(1+ζ)(2.4.26)采用折减刚度来考虑混凝土翼板与钢梁之间的滑移效应Ieq——对荷载的标准组合，将翼板有效宽度除以钢与混凝土的弹性模量之比αE换算成钢截面宽度后，计算整个截面的惯性矩；对于荷载的准永久组合，则除以2αE进行换算；对于用压型钢板混凝土组合板做翼板的组合梁，取其较弱截面的换算截面进行计算，且不计压型钢板的作用；ζ——刚度折减系数。《建筑结构设计》课件2013版.东南大学邱洪兴*2.4楼梯设计2.4.1楼梯的组成与种类一、组成梯段（连接两个不同标高、设置踏步的倾斜构件）双跑单跑三跑栏杆扶手（设在梯段及平台边缘的安全保护构件）平台楼层平台中间平台（休息平台）二、种类按材料混凝土楼梯木楼梯钢楼梯《建筑结构设计》课件2013版.东南大学邱洪兴*梁板结构2.1种类及布置2.2结构分析2.4.1组成与种类2.3构件设计2.4楼梯设计按结构形式板式楼梯楼面梁平台柱楼面楼面休息平台平台梁梯段板平台板楼面梁平台梁《建筑结构设计》课件2013版.东南大学邱洪兴*梁板结构2.1种类及布置2.2结构分析2.4.1组成与种类2.3构件设计2.4楼梯设计按结构形式：板式楼梯梁式楼梯梯段梁楼面楼面休息平台平台梁梯段梁踏步板平台板楼面梁《建筑结构设计》课件2013版.东南大学邱洪兴*剪刀式楼梯梁板结构2.1种类及布置2.2结构分析2.4.1组成与种类2.3构件设计2.4楼梯设计按结构形式：板式楼梯梁式楼梯剪刀式楼梯螺旋形楼梯螺旋形楼梯弧形楼梯弧形楼梯《建筑结构设计》课件2013版.东南大学邱洪兴*梁板结构2.1种类及布置2.2结构分析2.4.1组成与种类2.3构件设计2.4楼梯设计2.4.2结构布置楼梯结构布置包括平台梁、平台柱（楼梯柱）、梯段和平台板。2.4.2楼梯结构布置一、平面布置梯段（板或梁）支承在平台梁或楼面梁上，平台梁支承在竖向承重构件（柱或墙）或另一方向的楼面梁上。平台梁的位置决定了梯段的支承方式，通常在梯段两段设置平台梁，梯段的支承方式如图a、b所示。梯段梁平台梁平台梁(b)平台梁平台梁梯段板(a)梯段板厚度《建筑结构设计》课件2013版.东南大学邱洪兴*如果省去梯段边的平台梁，板式楼梯的梯段板和平台连成一体，为折板；梁式楼梯的梯段梁为折梁，梯段的支承方式如图c、d所示。平台梁平台梁折梁(d)平台梁平台梁折板(c)踏步高度踏步宽度对于框架结构，墙体为填充墙，休息平台处的平台梁下需另设平台柱（楼梯柱），支承在楼面梁上平台板的支承方式取决于平台梁的布置，楼面平台一般为四边支承板，休息平台板一般为对边支承板。梁板结构2.1种类及布置2.2结构分析2.4.1组成与种类2.3构件设计2.4楼梯设计2.4.2结构布置《建筑结构设计》课件2013版.东南大学邱洪兴*二、尺寸要求梯段宽度根据紧急疏散时要求通过的人流股数确定，每股人流通常按550+（0~150）mm宽度考虑；平台宽度应不小于梯段宽度；踏步高度对于成人一般为150mm左右，不应大于175mm；踏步宽度300mm左右，不应窄于260mm；踏步宽度与高度的比值决定了梯段的坡度，常用的梯段坡度为2：1左右；根据层高和初选的踏步高度确定踏步数量　　　根据坡度选择踏步宽度　　　由踏步宽度和踏步数量计算梯段的水平投影长度。扶手高度根据人体重心高度和楼梯坡度等因素确定，一般不小于900mm；临空高度在24m以下的栏杆高度不应小于1050mm；临空高度在24m以上的栏杆高度不应小于1100mm。踏步宽度踏步高度梯段水平投影长度层高《建筑结构设计》课件2013版.东南大学邱洪兴*梁板结构2.1种类及布置2.2结构分析2.4.1组成与种类2.3构件设计2.4楼梯设计2.4.2结构布置三、截面尺寸估算板式楼梯梯段板的厚度一般取水平投影长度的1/25~1/30；平台板的厚度可按一般楼板的要求取；梁式楼梯梯段梁的截面高度一般取水平投影长度的1/10~1/14；平台梁的截面尺寸可按一般简支梁的要求确定平台柱的截面高度一般与墙厚相同并不小于平台梁的宽度；梁式楼梯踏步板的厚度一般取30~50mm。《建筑结构设计》课件2013版.东南大学邱洪兴*2.4.3内力计算梯段板和梯段梁均可按斜放的简支构件计算，其中梯段板的计算跨度l0取平台梁间净距、梯段梁的计算跨度l0可取平台梁中心之间的距离；梯段的计算简图l0g´g=g´/cosRcosRR梯段上的可变荷载按水平投影面分布，其分布线荷载q为面荷载乘以梯段宽度；梯段的永久荷载沿斜向分布，需将其换算成沿水平方向分布的荷载值g；斜置简支构件的跨中最大弯矩仍然为　　　Mmax=pl02/8支座的最大剪力：Vmax=plncosα/2《建筑结构设计》课件2013版.东南大学邱洪兴*梁板结构2.1种类及布置2.2结构分析2.4.1组成与种类2.3构件设计2.4楼梯设计2.4.４截面计算与构造要求2.4.2结构布置2.4.3内力计算一、混凝土构件截面计算要点2.4.4截面设计梯段板、平台板和踏步板均按受弯构件进行正截面承载力计算；梯段板的截面高度应垂直于斜面量取，并取齿形的最薄处；h1h2踏步计算单元斜梁截面高度梯段板梯段板厚度梯段梁按矩形受弯构件进行正截面承载力和斜截面承载力计算，截面高度取值见右图。踏步板为梯形截面，截面高度可近似取平均高度h=(h1+h2)/2；《建筑结构设计》课件2013版.东南大学邱洪兴*二、混凝土构件的构造要求梯段板两端ln/4范围内应配置板面钢筋，常用8@200；斜板内分布钢筋可采用6或8，每级１根；内折角处的下部受拉钢筋不允许沿板底弯折，应将此处纵筋断开，各自延伸至板面再行锚固；踏步板受力筋每步不少于2Φ6，沿斜向布置的分布筋直径不小于Φ6，间距不大于300mm；lala折板内折角处的配筋构造折梁内折角处的纵向受拉钢筋应分开配置，并各自延伸以满足锚固要求，同时还应在该处增设附加箍筋3/83/8h/2h/2AsAsAs1As1折梁内折角处的配筋构造《建筑结构设计》课件2013版.东南大学邱洪兴*梁板结构2.1种类及布置2.2结构分析2.4.1组成与种类2.3构件设计2.4楼梯设计2.4.2结构布置2.4.3内力计算三、钢楼梯截面计算要点2.4.4截面设计钢楼梯采用梁式楼梯。当跨度较小时，可用钢板作为梯段斜梁；当跨度较大时，梯段斜梁采用槽钢；梯段梁和平台梁均按简支梁计算，由于踏步板的作用，梯段梁可以不进行整体稳定计算踏步板由钢板弯成，有Z形、槽形和L形等形式；《建筑结构设计》课件2013版.东南大学邱洪兴