第12章梁板结构孟宪宏
结构试验课程大纲-上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院

《结构试验》课程大纲课程代码CV307课程名称中文名:结构试验英文名:Structural Experiment课程类别专业课修读类别必修学分 2 学时34 开课学期第5学期开课单位船舶海洋与建筑工程学院土木工程系适用专业土木工程专业先修课程材料力学、结构力学、建筑材料等教材及主要参考书1.姚振纲,刘祖华. 建筑结构试验,同济大学出版社,1996,ISBN: 978-7-5608-1698-22.易伟建,张望喜编著. 中国建筑工业出版社,2016,ISBN: 978-7-112-18684-63.张家启,李国胜,惠云玲. 建筑结构检测鉴定与加固设计,2011, ISBN: 978-7-112-12902-7.4.混凝土结构试验方法标准(GB/T50152-2012),中国建筑工业出版社,2012,ISBN:1511221818一课程简介《结构试验》是土木工程专业的一门专业核心课程,其基本概念和技术是土木工程师从事建筑结构工程建设和研究的必备知识。
该课程主要教学内容包括两大部分:一部分是课堂教学,主要讲解结构试验设计、测试仪器和加载设备、结构单调和低周反复加载静力试验、结构动力特性测试以及结构可靠性检测的基本理论和方法。
另一部分为试验教学:主要包括等强度梁应变测试试验、钢桁架单调静力加载试验、钢框架动力特性测试以及混凝土强度现场检测试验等。
该课程的主要目的是通过理论和实践教学,使学生获得建筑结构试验方面的基础知识和基本技能,能够进行一般建筑物结构试验的设计和规划,完成对所测目标的观察、记录和分析。
并且能够通过试验结果对建筑结构的性能进行合理的评价,发展新的结构设计理论和计算方法。
同时具备能够针对既有建筑可靠性评价的能力。
二本课程支撑的毕业要求本课程支撑的毕业要求及比重如下:序号毕业要求指标点毕业要求指标点具体内容支撑比重1 毕业要求4.1 具有基于科学原理和方法,进行复杂土木工程结构试验设计、实施和分析的能力。
材料力学全套最新版本

古代建筑结构
传统具有柱、梁、檩、椽的木 制房屋结构
建于隋代(605年)的河北赵州桥桥 长64.4米,跨径37.02米,用石2800 吨
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目录
3
§1.1 材料力学的任务
古代建筑结构
建于辽代(1056年)的山西应县佛宫寺释迦塔 塔高9层共67.31米,用木材7400吨
900多年来历经数次地震不倒,现存唯一木塔
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目录
13
§1.2 变形固体的基本假设
3、各向同性假设: 认为在物体内各个不同方向的力学性能相同
(沿不同方向力学性能不同的材料称为各向异性 材料。如木材、胶合板、纤维增强材料等)
4、小变形与线弹性范围
A
认为构件的变形极其微小,
比构件本身尺寸要小得多。
如右图,δ远小于构件的最小尺寸,
所以通过节点平衡求各杆内力时,把支
架的变形略去不计。计算得到很大的简
化。
C
δ1
B δ2
F
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目录
14
§1.3 外力及其分类
外力:来自构件外部的力(载荷、约束反力)
按外力作用的方式分类
体积力:连续分布于物体内部各点 的力。如重力和惯性力
表面力:
分布力:
连续分布于物体表面上的力。如油缸内壁 的压力,水坝受到的水压力等均为分布力
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目录
7
§1.1 材料力学的任务
{弹性变形 — 随外力解除而消失 塑性变形(残余变形)— 外力解除后不能消失 刚度:在载荷作用下,构件抵抗变形的能力。 3、内力:构件内由于 发生变形而产生的相 互作用力。(内力随 外力的增大而增大) 强度:在载荷作用下, 构件抵抗破坏的能力。
材料力学(孙训方课件)

2--2截面处截取的分离体如图(c)
Y qL Q q( x a) 0 Q2 q x 2 a qL
2 2
qL
1
2
q
剪力等于梁保留一侧横 向外 力的代数和。外力对截 面的 形心顺时针为正。
( Fi ) 0 , 1 qLx2 M 2 q( x 2 a ) 2 0 2 1 M 2 q( x 2 a ) 2 qLx 2 2
A
O
x
B
M ( ) Px P(R Rcos ) PR(1 cos ) (0 )
Q( ) P 1 Psin (0 ) N ( ) P (0 ) 2 Pcos
③根据方程画内力图
M图 R P
A
O +
x
每一段的内侧点、驻点(Q=0点)
qa A B Q a
q
a
C x
BA段: Q BA qa;M BA 0; Q AB qa;M AB qa 2
若载荷、剪力、弯矩三图上下对齐,则下图函数的 增量等于上图的面积。
简易作图法: 利用内力和外力的几何关系、图形的突变规律及 面积增量关系(或特殊点的内力值)作图的方法。
[例4-4-1] 用简易作图法画下列各图示梁力图。
qa A B C a a 特殊点: q 解: 利用内力和外力的关系及
特殊点的内力值来作图。
§4–3 剪力方程和弯矩方程 · 剪力图和弯矩图
1. 内力方程:内力与截面位置坐标(x)间的函数关系式。
Q Q ( x)
M M ( x)
剪力方程 弯矩方程
2. 剪力图和弯矩图:
剪力图
(新)建筑力学与结构课程标准

《建筑力学与结构》课程标准专业名称:建筑工程技术课程名称:建筑力学与结构课程代码:411B04所属学习领域:单项职业能力学习领域课程性质:核心课程开设学期:第1、2学期1材、2能识每个项目又下设工作任务,以项目、任务为载体,序化教学内容,并采用项目导向,任务驱动等行动导向教学模式,使学生不再觉得问题那么枯燥,学习目的明确,进而提高学生主动性、积极性。
3课程目标通过本课程的学习,使学生掌握材料的力学性能及构件的承载能力,为保证结构(或构件)安全可靠及经济合理提供理论基础和计算方法;熟悉建筑结构计算的一般规定和主要要求,具备结构计算的初步能力,为发展岗位群的职业能力奠定基础,达到施工技术指导与施工管理岗位职业标准的相关要求,养成认真、负责、善于沟通和协作的思想品质,培养学生对结构的大局观和整体感,培养处理和解决工程问题的综合能力及创新意识,树立服务意识,具备从事本专业岗位需求的施工技能,为混凝土结构工程施工、砌体结构工程施工、施工组织与管理、屋面与防水工程施工等专业课程奠定基础。
3-1知识目标在整个教学过程中应从高职培养目标和学生的实际出发,重点学习结构的受力分析和内力分析以及建筑结构的基本理论和基本知识、常用结构及构件的设计方法。
3-2能力目标具有对一般结构、构件进行受力分析、内力分析能力;能进行各种结构基本构件的设计和一般民用房屋的结构设计;并能解决与施工和工程质量有关的结构问题。
3-3素质目标培养学生勤奋向上、严谨细致的良好学习习惯和科学的工作态度;具有创新与创业的基本能力;44-1内4-2基本》,计结构4-2-2-3组织形式根据工程要求确定结构方案与结构布置,确定构件截面尺寸及材料强度等级,统计荷载,计算内力,设计截面,进行配筋,并进行变形验算,绘制施工图。
4-2-3工作要求能根据计算及规范要求正确选择和配置构件中的各种钢筋及绘制简单设计图;能合理选择钢筋混凝土梁、板、柱的截面尺寸,进行受力钢筋的计算并布置;初步具有设计钢筋混凝土单向板肋形结构、楼梯、雨篷等结构及施工图绘制能力。
梁板结构-绍兴文理学院

1ck h0 0h0
h0
ck
ck sk sk ck
ck Ec sk
Es Mk Ash0 Mk 1 0bh02
As Asss
平均应变
sm sk
Mk Es Ash0 Es
sk
cm c ck c
B随弯矩增大而减小,随 荷载作用时间增加而减小 NhomakorabeaM III
钢筋混凝土纯弯段截面抗弯刚度的特点 : *随着弯矩增大B不断降低
恒+活
II
*短期荷载效应时的挠度对应短期刚度Bs
恒+活载中的恒载部分
I
0 1
2
*长期荷载效应时的挠度对应长期刚度B(徐变、 裂缝的不断发展等等)
二、受弯构件的变形与刚度
6 E 1 3.5 'f
二、受弯构件的变形与刚度
2. 短期刚度Bs
解析刚度法
Bs Mk
受拉钢筋应变不均匀系数 sm / sk
6 E 1.15 0.2 1 3.5 'f
2 Es As h0
0.2 1.1 0.65
te sk
ck Mk Mk c Ec 10bh0 2Ec bh02 Ec
二、受弯构件的变形与刚度
2. 短期刚度Bs
解析刚度法
M k h0 Bs cm sm
E 6 E 0.2 1 3.5 'f
Mk
1 3 Ash02 Es bh0 Ec
M 0.5 ~ 0.7M u
0 1
2
二、受弯构件的变形与刚度
2. 短期刚度Bs
材料力学_孟广伟_chapter1

加拿大魁北克大桥
© 2008.Wei 2006.Wei Yuan. All rights reserved.
垮塌后加拿大魁北克大桥
© 2008.Wei 2006.Wei Yuan. All rights reserved.
重庆綦江彩虹桥
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构件
Component
可变形固体
Solid deformable body
各种材料
All finds of materials
1.连续性 Continuity 2.均匀性 Homogeneity 3.各向同性 Isotropy
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一.工程要求
设 Design 计
Mechanism
Engineering practice
Components
机械 结构
零件
Structure
构件 (可变形固体)
Deformable bodies
members
要求:构件具有足够的承载能力
Request: members have adequate carrying capacity
第一章 绪论
§1 材料力学的任务
The task of mechanics of materials Fundamental assumptions
Introduction
§2 可变形固体的性质及其基本假设 §3 内力、截面法和应力的概念
Internal force, method of section and stress
混凝土结构设计(第三版沈蒲生主编)之梁板结构ppt

(二)荷载计算单元
单向板:除承受结构自重、抹灰荷载外,还要承受作用 在其上的使用活荷载;通常取1m宽度作为荷载计算单元。
次梁:除承受结构自重、抹灰荷载外,还要承受板传来 的荷载。计算板传来的荷载时,为简化计算,不考虑板 的连续性,通常将连续板视为简支板,取宽度为次梁跨 度的荷载带作为荷载计算单元。
梁板结构设计
一.概论 二.整体式单向板梁板结构 三.整体式双向板梁板结构 四.整体式无梁楼盖 五.装配式梁板结构(自学) 六.整体式楼梯和雨篷
!!【教学要求】
熟练掌握整体式单向梁板结构的内力按弹性及考虑塑性内力 重分布的计算方法和构造要求;
熟练掌握整体式双向梁板结构的内力弹性计算方法和构造要 求;
密肋楼盖
密肋楼盖 密肋楼盖由薄板和间距较小(0.5~1m)的肋梁组成。 板厚很小,梁高也较肋梁楼盖小,结构自重较轻。
井式楼盖
井式楼盖 井字梁楼盖由双向板和交叉梁系(两个方向的梁截面相 同)组成。能满足建筑物有较大空间的使用要求,受力合理, 其截面高度明显低于单跨梁, 可降低层高,宜用于跨度较大 且柱网呈方形的结构。
同理,对于两正交梁x、y:
若x方向梁的高跨比远大于y方向时,梁的 荷载主要由x方向梁承受,而y方向梁所承 受的荷载很小,可忽略不计,则称x方向 梁为主梁,y方向梁为次梁。主梁是次梁 的支座。
二、整体式单向板梁板结构设计
结构平面布置及确定基本尺寸 计算简图 结构最不利荷载组合 连续梁、板按弹性理论方法的内力计算 连续梁、板按塑性理论方法的内力计算 单向板肋梁楼盖的截面设计与构造要求
结构布置及确定基本尺寸
结构布置 梁板基本尺寸
结构布置
单向板肋梁楼盖结构平面布置通常有以下三种方案:
预制楼板在房建工程中的施工与管理分析孟宪鹏

预制楼板在房建工程中的施工与管理分析孟宪鹏发布时间:2021-11-03T05:23:17.506Z 来源:基层建设2021年第24期作者:孟宪鹏[导读] 近年来,住宅类建筑正朝着高层、超高层不断发展,其主要采用现浇钢筋混凝土结构形式。
这样的结构形式往往会带来施工现场杂乱、楼板或其他构件存在裂缝、人员劳动力成本较高、资源浪费大、施工工期难以保证等问题身份证号码:32032319940728xxxx摘要:近年来,住宅类建筑正朝着高层、超高层不断发展,其主要采用现浇钢筋混凝土结构形式。
这样的结构形式往往会带来施工现场杂乱、楼板或其他构件存在裂缝、人员劳动力成本较高、资源浪费大、施工工期难以保证等问题。
为了解决上述问题,国家近年来大力发展装配式建筑,其中以预制楼板为代表的预制构件,在房建工程中的运用最为广泛。
但如何对预制楼板进行深化设计、安装运输等过程的管控,是现代设计、施工人员的研究的重点之一。
关键词:预制楼板;房建工程;施工;管理引言过去,中国建筑业主要采用现场脚手架、模板、钢筋粘结和混凝土浇筑,导致劳动强度高、建材消耗高、施工现场混乱、垃圾较多、劳动力成本高。
随着我国建筑业预制房屋的快速发展,工业和民用建筑中使用预制房屋的情况越来越多。
近年来,我国建筑业大力推广预制房屋。
现场预制地板构件的安装和安装节能环保,符合安装的发展趋势,配套的安装支撑系统也需要升级。
现场组装安装预制构件简单快捷,大大缩短了施工时间,降低了施工成本,提高了施工效率,确保了施工现场的清洁,降低了潜在的安全风险,大大节约了社会资源。
1预制楼板的优势1.1施工效率高预制楼板施工效率相较于传统现浇楼板施工效率有着显著提高。
装配式建筑具有标准化设计、工业化生产的特点,将楼板提前在工厂中预制好,可有效地减少传统施工工艺中楼板钢筋绑扎等工序,实现节约工期的目的。
对于预制楼板施工而言,能缩短25%左右的施工时间,也可以节省30%左右的用工数量,不仅节约了施工工期,还降低了劳动力成本,实现双赢。
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(1)永久荷载
(2)可变荷载
计算单元:梁按T形截面计算(60页表4-4)
单向板计算单 主梁集中力负载面 主梁负载面
1m
元次梁负载面 积
4.按弹性理论计算内力 (elastic analysis )
1)表格系数法(等跨的板或梁)
假定梁、板为理想的弹性体,按结构力学的方法求 内力。(382页附表6)
按弹性理论计算时:
对于单跨板和梁
两端搁置在墙上的板: l0 ln a ≤ l0 h
板
两端与梁整体连接的板:
l l 0
n b 1.05ln
梁
l 0 l n a ≤ 1.05l n
对于多跨连续板和梁
a
ln
b
板边跨:l 0
ln
a
2
b
2
且
l0≤
l
n
h
2
b
2
梁边跨:
l0
4
4
q q ll q ll q
1
1 4
2
1 1
1 4
2
1
4 4
q l l q 2 4 1 1 l2
所以
4
q l q 1
2
4
4
l l 1
2
同理可得
4
q l q 2
1
4
4
l l 1
2
若 l2 2 则 l1
q 0.94q 1
q 0.06q 2
跨1、2的支座-Mmax 跨2、3的支座-Mmax
++ + + ++
与和
弯矩包络图 剪力包络图
4)中支座内力计算
M
M
c
V
0
b
2
M
Mc
V
V c g
q
b
2
V
V0
按简直梁计算的支座剪力
Vc
Mc Vc
支撑中心处弯矩、剪力设计值
b
支座宽度
5.按塑性理论计算内力 (plastic analysis )
在计算跨中弯矩时,则取本跨度计算;
当各跨板厚或梁截面不同时,但其截面的惯性矩之比不大 于1.5时,可不考虑刚度变化对内力的影响,仍按表中系数 计算。
2)荷载的最不利组合(combination of live loads and dead loads)
可变荷载最不利布置原则:
(1)求某跨中最大正弯矩
如果忽略板带间扭距的影响,则两板带的跨中挠度分别为:
f
1
5 384
q l4 11
E I1
f
2
5 384
q l4 22
E I2
若 I 1 I 2 (忽略两个方向配筋不同和裂缝开展差异对刚度
的影响)。则由
f
1
f
2 条件可得
4
q l 1
2 4
q l 2
1
4
q l q 2
1 4
1
l2
装配整体式楼盖
1. 单向板(one-way slab) 与双向板(two-way slab)
楼板被梁将板分成若干个区格,每个区格支承在梁或墙上。 由于梁的刚度比板的刚度大很多,故分析板的受力时可忽略 梁的挠曲变形对板的影响。因此,假定梁(或墙)为板的不 动铰支座。以一块板为例,在均布荷载 q 的作用下
l2 l1
≤
3
时,为双向板。
《规范》规定 1.长短边之比小于等于2时,应按双向板设计。
2.长短边之比大于2小于3,宜按双向板设计。
3.长短边之比大于等于3时,可按单向板设计。
2. 楼盖的结构布置
单向板的荷载传递路径 荷载 板 次梁 主梁 柱(墙) 基础
板 次梁
主梁 柱
次梁的间距决定板的跨度;主梁的间距决定次梁的跨度;柱的间 距决定主梁的跨度。因此,如何选取柱网、梁的网格不仅直接影 响建筑的使用功能,而且会影响建筑内部的美观和工程造价。
支座的负弯矩一般大于跨中弯矩。因此,抵抗负弯矩钢筋 的配筋量较大,给施工带来苦难,且不易保证工程质量。
为了解决上述问题,充分发挥构件的塑性性能,挖掘构件的 承载潜力,节约材料和方便施工,提出塑性法计算内力。
1)塑性内力重分布的基本原理
受弯构件的塑性铰(plastic hinge)
P
Ⅰ
Ⅱ Ⅲ
实际 假定
ly
塑性铰区的长度
塑性铰与理想铰的区别
理想铰不能传递弯矩,且可以自由无限地转动; 塑性铰可传递弯矩 Mu ,在 Mu作用下,只能在弯矩作用方 向发生有限转动,故其为单向铰; 塑性铰不是集中于一点(或一条线),而是形成一个局部 塑性变形区域,故称塑性铰区。
超静定结构内力重分布
As
以两跨连续梁为例 按弹性理论计算,在F1的 作用下:
超静定结构出现第一个塑性铰至结构成为几何可变体系的 过程中,有一定的承载潜力;
考虑结构内力重分布这一特性,可适当减小支座截面负弯 矩设计值,故实配筋减少;减少某些弯矩较大的区域的钢筋 的密度,简化配筋构造,方便混凝土浇捣,提高施工的效率 和质量。
塑性铰的出现顺序可以人为确定;
按塑性理论计算,挠度和裂缝宽度相对较宽。
ln
a
2
b
2
且
l0
≤
1.025l
n
b
2
板中跨: l0 ln b 梁中跨: l0 ln b
且 l 0≤ 1.1 l n 且 l 0≤ 1.05 l n
按塑性理论计算时:
板边跨:
l
0
l
n
a
2
梁边跨:
l
0
l
n
a
2
且
l0≤
l
n
h
2
且 l 0≤ 1.025ln
板、梁中跨: l0 ln
按弹性理论方法计算内力存在的问题
混凝土是弹塑材料,钢筋屈服后表现出塑性特点,即两种 材料是非匀质弹性材料。当计算简图和荷载确定后,各截面 的 M、V 的分布规律始终不变;
按弹性内力包络图进行截面设计,由于各种最不利荷载组 合不可能同时发生。任意截面达到承载力设计值时,即认为 整个结构达到极限承载力,这与事实不符,其仍有承载潜力;
塑性铰的转动能力越大,内力重分布越充分。但结构挠度 大、裂缝宽度大;
内力重分布越充分,结构承载力的储备越小;
塑性内力重分布方法的适用范围
按塑性内力重分布方法设计构件相对节省材料、改善配筋、计算结 果更符合结构的实际工作状态。但构件在使用阶段的挠度及裂缝宽 度相对较大,因此,下列情况应按弹性理论方法进行设计: 直接承受动荷载作用的结构 裂缝控制等级为一级或二级的结构构件(水池),预应力构件。 处于重要部位而又要求有较大承载力储备的结构构件(主梁)
故因配当此筋ll,,12 >当而2全ll12时部>,荷2 载时q2由,<短可0.方忽06向略q 承长担边。方对向于承这担种荷板载称,为只单进向行板构。造
当故两ll12 个≤方2 向时均,承其担比一值定越的小荷,载两。个对方于向这的种曲板率称半为径双越向接板近。,
按塑性理论
当
l2 l1
>3
时,为单向板;当
若As= A’s,则 Mu=Mbu
由图 M–F 的关系曲线可知,按弹性理论计算, M–F的关系是线 性的,梁各截面的弯矩M随荷载F的增加成一定比例增大,即 弯矩图形状保持不变。但随着梁受力最大截面产生塑性铰, M–F的关系呈非线性,即梁的内力产生了重分布。内力重分布 的两个过程:
在弹塑性阶段(塑性铰形成前):由于|M|max截面混凝
B
C
M1 u
F
随着F1的增大,因为MB>M1,B 支座首先开裂,BB降低,而“1”
Fu F1 u
截面尚未开裂,故BB/B1减小。
因此, MB随F1的增大的增长率
慢,而M1随F1的增大的增长率快,
直到“1”截面开裂。
截面开裂 截面形成塑性铰
跨中截面 支座截面
MB u
Mu
M
图 M–F 的关系
当 B 截面的受拉钢筋屈服,并形成塑性铰,塑性铰处承 担MBu,相应的荷载F1u,梁有两跨连续梁转变为两跨简支梁。 继续加载F2,使“1”截面形成塑性铰,此时,梁由结构变为 机构(几何可变体系)。总承载力为 F=F1u+F2 。
影响内力重分布的因素
内力重分布充分与否主要取决于塑性铰的转动能力(钢筋 铰、混凝土铰);
塑性铰的转动能力取决于纵筋的配筋率、钢材的品种和混 凝土的极限压应变,即取决于 xx/h0 或截面曲率 ec/x 。
确保构件在形成几何可变体系前,不发生斜截面破坏;注 意:出现塑性铰后的斜截面受剪承载力有所降低(约10%左 右);
q
2
g
g
q
4
q
q
2
q
3 4
q
4)内力包络图(envelope diagram)
根据可变荷载最不利布置原则,则有
永久荷载下 可变荷载下 可变荷载下
g q
q
q
可变荷载下
由结构的对称性可知,在可变荷载作用下内力图
与 对称相同。
跨1的跨中Mmax 跨2的跨中Mmax
跨3的跨中Mmax
+++ ++ ++ +
M 1 0.156F1l
A
As
B
C