《梁板结构设计》课件 .ppt

梁板结构设计本课程详细介绍梁板结构设计的基本原理、计算方法和工程应用

绪论：课程内容与目标梁板结构设计课程简介掌握梁板结构基本理论学习目标与应用范围培养实际工程设计能力本课程在土木工程专业中的地位专业核心课程

梁板结构发展简史1古代结构石梁木板结构应用2工业革命钢结构大跨度梁板3现代技术预应力、复合材料应用

常见梁板结构体系简支梁、连续梁简支梁两端自由转动连续梁跨越多个支点单向板、双向板单向板主要向一个方向受力双向板向两个方向均承受弯矩框架-板结构体系梁柱框架支撑板体系整体性好，空间利用率高

梁板结构的适用范围与特点适用于建筑类型住宅、办公、商业建筑经济性造价适中，施工便捷结构性能刚度较好，抗震性能适中与其他结构对比比剪力墙灵活，比钢结构经济

基本力学概念回顾内力与外力外力作用下产生内力平衡荷载与支撑荷载传递路径至支座材料性能参数强度、弹性模量、泊松比

梁的定义与工作原理梁的基本受力状态承受弯矩和剪力上部受压、下部受拉变形与内力关系弯矩导致弯曲变形剪力导致剪切变形梁的类型裙边梁：边缘加固暗梁：隐藏于板中悬挑梁：一端固定一端自由

板的定义与工作原理板的主要受力特征承受垂直于板面的荷载产生弯曲和扭转变形板的截面形式实心板、空心板肋形板、波形板单向板种类简支板、连续板悬臂板、嵌固板

配筋混凝土梁板结构的特点结构整体性良好的整体受力性能协同工作钢筋承受拉力，混凝土承受压力耐久性适当配筋控制裂缝，提高结构寿命延性与韧性合理设计可具备良好的变形能力

梁板结构荷载类型恒载、活载结构自重与使用荷载风荷载、地震作用水平力荷载温度荷载、收缩徐变长期变形影响

恒载的取值与计算25kN/m3混凝土密度标准取值5-6kN/m2典型楼面自重含装修层0.5kN/m2施工附加荷载施工期考虑

活载的标准值与设计值建筑类型活载标准值(kN/m2)住宅2.0办公楼2.5商场3.5-5.0工业建筑5.0-10.0

特殊荷载考虑层间位移影响二阶效应考量震动与人群荷载动力荷载分析事故荷载撞击、爆炸、火灾

梁板结构的结构布置布置原则受力明确，构造合理梁布置方式横梁承受主要荷载纵梁连接支承系统板跨尺寸板跨一般不超过6米跨高比控制在20-25

结构设计流程总览设计输入信息建筑功能、荷载需求、场地条件荷载分析与结构分析确定荷载、分析内力、确定受力模式构件设计与详图绘制截面设计、配筋计算、绘制施工图

计算简图的选取结构简化方法将复杂结构简化为基本单元支座条件假定铰接、固定或弹性支座板跨荷载分配荷载三角形或梯形分布内力分析方法选择根据简图复杂度选择计算方法

梁结构的计算简图

板结构的计算简图单向板计算简图视为一系列并列梁长宽比2时适用双向板计算简图采用系数法计算应用弹性薄板理论有限元法复杂板结构分析通过软件求解

支座条件与实际工程考虑固定端转角位移为零实际工程中难以实现完全固定铰支端允许转动不允许位移滚动支座可允许水平位移非理想支座考虑支座弹性考虑支座沉降影响

内力计算原理弯矩使截面转动的内力剪力使截面滑移的内力轴力使截面压缩或拉伸的内力

梁的内力计算方法弯矩值剪力值

板的内力计算方法边界条件短向系数K1长向系数K2四边简支0.0480.024两边固定两边简支0.0250.014四边固定0.0180.018

连续梁及板的内力分配计算方法弹性理论或极限平衡法超静定结构求解力法、位移法、矩阵法内力分配支座负弯矩与跨中正弯矩平衡

复杂结构分析方法计算软件应用SATWE、PKPM、YJK等模型建模原则合理简化，精确反映关键特性误差与校核手算校核，误差控制

截面设计：基本原则1承载能力极限状态满足结构强度要求2正常使用极限状态满足裂缝、挠度控制3构造要求满足最小尺寸与施工要求

梁的截面类型与尺寸确定

混凝土梁截面分析正截面承载力计算配筋率μ=As/(b·h0)相对受压区高度ξ=x/h0斜截面承载力剪跨比影响剪力承载力校核钢筋屈服行为钢筋屈服先于混凝土压溃保证延性破坏

钢筋布置原则主筋承受拉力，底部和顶部布置箍筋抵抗剪力，加密区特殊布置锚固与弯折保证受力传递保护层防腐蚀，防火

板的截面厚度设计1/30板厚跨度比最小板厚与跨度比例100mm最小板厚一般住宅楼板120mm公共建筑板厚荷载较大区域

板的配筋计算合理配筋率经济高效，满足要求双向分布主筋与分布筋合理布置最小配筋率满足规范最低要求

支座负筋设置板端支托支座区加强配筋防止支座负弯矩破坏裂缝控制合理配筋密度避免集中裂缝形成锚固处理负筋伸入支座足够长度弯钩锚固或直锚

剪力与抗剪设计梁剪力计算支座区剪力最大V=Asfy/(cotθ·s)剪跨比影响剪跨比小时斜压破坏λ=L/h影响设计方法抗剪构造箍筋间距不大于0.75h支座区箍筋加密

梁板结构裂缝宽度控制裂缝影响因素配筋率及分布混凝土保护层厚度钢筋应力水平裂缝宽度限值一般环境：