第一章钢筋混凝土梁板结构
《混凝土结构设计原理》第一章课堂笔记

《混凝土结构设计原理》第一章绪论课堂笔记◆主要知识点本章讲述混凝土结构的一般概念。
这些概念能启发以后的学习,而学过以后各章内容再重新学习本章内容的话,将会对这些概念有进一步的认识.◆主要内容混凝土和钢筋的基本材料特性混凝土结构的概念钢筋与混凝土共同工作的条件钢筋混凝土结构的优、缺点混凝土结构的发展与运用简况◆学习要求了解混凝土和钢筋的基本材料特性和配筋的主要作用及基本要求;认识钢筋与混凝土共同工作的条件;了解钢筋混凝土结构的主要优、缺点;了解本课程的性质和学习中需注意的问题。
◆本章的重点:配筋的主要作用及对配筋的基本要求。
钢筋与混凝土共同工作的条件。
学习本课程需注意的问题。
◆本章的难点:配筋的主要作用及对配筋的基本要求一、混凝土结构的一般概念(一)混凝土结构的分类主要以混凝土材料,并根据需要配置钢筋、预应力筋、钢骨、钢管等,作为主要承重材料的结构,均可称为混凝土结构,主要有:素混凝土结构钢管混凝土结构钢筋混凝土结构钢骨混凝土结构预应力混凝土结构钢-混凝土结构钢筋混凝土结构(二)钢筋混凝土的概念1。
混凝土的基本特性混凝土是一种人工石材,简称“砼”,其抗压强度较高,而抗拉强度却很低,一般只有抗压强度的1/8~1/20,因此不宜用来受拉,而主要用来承受压力。
2。
钢筋混凝土的概念钢筋混凝土=混凝土+钢筋钢筋和混凝土是性能完全不同的材料,将它们按一定的方式和比例有机地结合在一起,可取长补短,充分利用其材料性能优点,使构件性能得到大大改善.下面通过素混凝土梁和钢筋混凝土梁的受力过程对比,说明这一概念。
3。
素混凝土梁的受力特点(1)跨中受拉边缘混凝土应力达到抗拉强度时,梁底将开裂,梁随即破坏,表现为脆性断裂,明显预兆.(2)破坏时跨中截面受压边缘的压应力与抗拉强度相近,远未达到砼的抗压强度,混凝土抗强度高的特点未得到充分利用。
(3)钢筋混凝土梁受力性能的主要特点当梁底砼应力达到f tk时,梁受拉区将开裂。
砼开裂后拉力由钢筋承担,可继续增加荷载.钢筋屈服后,钢筋拉力不再继续增加,最后受压区混凝土压碎而达到极限承载力。
钢筋混凝土结构设计

适用专业:土木工程
绪论
结构的定义
广义定义:房屋建筑和土木工程的建筑物、构筑物 及其相关组成部分的实体。
狭义定义:工程实体的承重骨架。 具体关系:结构和荷载的相互转化。
结构的种类:
钢筋混凝土结构、砌体结构、钢结构、木结构等。
结构的分类
1.水平承重结构:水平布置,主要承受水平荷载。
混凝土结构的分析方法:基本源自则:按照国家规范、规定执行; 确定最不利状况; 计算模式和计算图形符合实际; 采用合理的计算方法; 不轻信计算机计算结果。 附:现中国主要采用的计算机结构计算软件:PKPM
系列、TBSA系列、SAP系列
混凝土结构的分析方法:
各种分析方法:
线弹性分析方法: 考虑塑性内力重分布的分析方法: 塑性极限分析方法: 非线性分析方法: 实验分析方法:
6、了解无梁楼盖的设计方法和构造要求。
【难点】 1、内力重分布概念的建立和应用;
2、板上最不利荷载布置。
有关的概念
1、梁板结构:
简单地说,梁板结构指由梁和板共同组成的受力体 系(骨架),广泛应用于屋盖、楼盖、楼梯和雨篷 等处。
2、屋盖:建筑上也叫屋顶,通常由防水层、(找 坡层)、保温层、(找平层)和结构层组成,在结 构概念上特指结构层。
计值; q’ ,g’—结构分析时采用的折算荷载设计值。
荷载的数值确定
标准值--设计值--折算荷载 【提问】:当只有一项恒荷载和一项活荷载时,
恒荷载和活荷载设计值的组合系数(分项系 数)是如何确定的?
结构计算跨度(l)
1、定义:整体式梁板结构中,梁、板计算跨
度是指单跨梁、板支座反力的合力作用线间 的距离。
1、板:整体式单向板梁板结构中,板结构计 算单元与板荷载计算单元相同――取1m宽的 矩形截面板带作为板结构计算单元;
钢筋混凝土梁板结构概述

• 装配整体式楼盖是将各预制构件在现场吊装就位 后,通过联结措施和现浇混凝土形成整体。此种 结构形式兼有现浇整体式和装配式的优点,但装 配整体式的焊接工作量较大,而且还要进行二次 浇筑。
• 现浇混凝土楼盖主要有单向板肋梁楼盖、双向板 肋梁楼盖、井字楼盖、无梁楼盖等四种形式 (图 9.1) 。
图9.1 楼盖的主要形式 (a)单向板肋梁楼盖;(b)双向板肋梁楼盖;(c)井式楼盖;(d)无梁楼盖
• 肋梁楼盖由板、次梁、主梁组成。板的四周支承
在次梁、主梁上,一般将四周支承在主、次梁上
的板称为一个区格。当板区格的长边l2与短边l1的 比值l2 /l1>2时,板上的荷载主要沿短边l1的方向传 递到支承梁上,而沿长边l2方向传递的荷载很小, 可以忽略不计。板仅沿单方向(短方向)受力时,
称为单向板肋梁楼盖。当板区格的长边l2与短边l1 比值l2 /l1≤2 时板上荷载将通过两个方向传递到相 应支承梁上。
混凝土结构
混凝土结构
钢筋混凝土梁板结构概述
• 钢筋混凝土梁板结构是土建工程中应用最广泛的一种结构。例如房 屋中的楼盖和屋盖、筏式基础、 贮液池的底板和顶盖、扶壁式挡土 墙,桥的桥面以及楼梯、阳台、雨篷等,其中楼盖(屋盖)是最典型 的梁板结构。按施工方法不同,其又分为现浇整体式、装配式、装 配整体式三种形式。
• 钢筋混凝土楼盖目前应用最广的为现浇整体式钢 筋混凝土楼盖。现浇混凝土楼盖具有整体性好、 刚度大、防水性好等优点。此外现浇式梁板结构 还用于平面形状不规则或有较重集中设备荷载等 特殊情况。现浇式楼盖由于施工方法所致,具有 现场劳动量大、模板用量多、工期长的缺点。
• 除现浇混凝土楼盖以外,还有装配式和装配整体 式。装配式楼盖可以由现浇梁和预制板结合而成, 也可以由预制梁和预制板结合而成。由于采用了 预制构件,所以装配式楼盖具有工作效率高和便 于机械化施工等优点。但结构的整体性差、刚度 小、防水性不好,不便于开设孔洞。
混凝土第一章

5
or
10
l
l0 l0
%
弹性模量Es:为常数,为应力-应变上升直线的斜率。
1.3 钢筋
b.无明显流幅的s-曲线(硬钢) sb
0.2
1.3 钢筋
2.钢筋拉伸的塑性指标 伸冷长弯率试:验δ。5,δ10
图中D称为弯心直径;α为冷弯角度。 冷弯试验的合格标准为在规定的D和α下冷弯后的 钢筋应无裂纹、鳞落、起皮或断裂现象。 冷弯试验不但可以检验钢筋塑性,同时可以检验 钢筋内部是否有缺陷,是对质量较严格的检验。
3.混凝土的收缩——体积变形 ★定义:
混凝土在空气中结硬时其体积会缩小的现象。
★收缩的原因
凝缩和干缩。 干缩指干燥失水导致的收缩为收缩主要原因。
★混凝土收缩变形与时间曲线见图
1.2.2.混凝土的变形
★混凝土收缩的特点 ➢ 结硬初期收缩变形发展很快,一个月完成50%, 三个月后增长缓慢。最终收缩值约为(2~6)×10-4。 ➢ 蒸汽养护比常温养护的收缩变形小。
1.2 混凝土
一、混凝土的组成
水泥、水、粗骨料、 细骨料、 外加剂;掺合料(硅 粉、矿渣、粉煤灰等)
二、内部构造
1)固体颗粒: 为粗骨料和未水化的水泥团; 2)硬化的水泥砂浆; 3)气孔和微裂缝。
1.2 混凝土
三、混凝土力学性能
强度
变形
单轴受力 强度
立棱抗 方柱拉 体体强 抗抗度 压压 强强 度度
相对湿度95%以上;养护28
天
➢标准试验方法
接触面不涂润滑油;
加载速度0.3-0.5MPa/s。
单轴强度测试时不涂润滑油。 加载速度越快,强度越高。
2.轴心抗压强度 fc(棱柱体抗压强度)—强度设计指标
水工钢筋混凝土结构学课件第一章

钢筋混凝土结构的优势与局限性
• 施工方便:混凝土浇筑方便,可塑性强,可根据需要制作 各种形状的结构。
钢筋混凝土结构的优势与局限性
自重大
相对于其他结构形式,钢筋混凝土结 构自重较大,增加了基础和地基的负 担。
维护成本高
长期暴露在自然环境中,需要定期进 行维修和保养,以保持其性能和外观 。
钢筋混凝土结构的
总结词
学习水工钢筋混凝土结构学有助于培养解决实际工程问题的能力,提高专业素养和职业 竞争力。
详细描述
学习水工钢筋混凝土结构学对于水利工程、土木工程等专业的学生来说具有重要的意义 。通过学习这门学科,学生可以掌握钢筋混凝土结构的设计原理、施工技术和工程管理 方法,从而更好地解决实际工程问题。同时,这门学科的学习也有助于提高学生的专业
钢筋在结构中起到抗拉作用,提高结构的抗 拉性能。
抗拉强度低
混凝土抗拉强度较低,容易在受拉区域出现 裂缝。
复合受力
钢筋和混凝土共同工作,发挥各自的优势, 提高结构的承载能力。
钢筋混凝土结构的优势与局限性
耐久性好
混凝土对水和空气具有良好的隔 离作用,能够抵御腐蚀和氧化。
抗震性能好
钢筋混凝土结构具有一定的延性 ,能够吸收地震能量,减轻地震 对结构的破坏。
水工钢筋混凝土结构学 课件第一章
目 录
• 引言 • 钢筋混凝土的组成与特性 • 钢筋混凝土结构设计原理 • 钢筋混凝土结构的分类与受力特点 • 钢筋混凝土结构的发展历程与展望
引言
01
水工钢筋混凝土结构学的定义
总结词
水工钢筋混凝土结构学是一门研究钢筋混凝土在水工建筑物中的设计、施工和管理的学科。
详细描述
水工钢筋混凝土结构学是一门涉及多个领域的综合性学科,主要研究钢筋混凝土在水工建筑物中的设计、施工和 管理。这门学科涉及到水利工程、土木工程、材料科学等多个领域的知识,旨在解决水利工程中钢筋混凝土结构 的设计、施工和管理问题。
钢筋混凝土结构的基本概念及其的力学性能

50
2
0 5 10 15 20 25
1 (‰)
第二十五页,共74页。
工程应用——钢管混凝土、密配螺旋箍筋
• 工程(gōngchéng)应用——钢管砼、 密配螺旋箍筋
纵向(zònɡ xiànɡ)钢筋
螺旋(luóxuán)
箍筋
第二十六页,共74页。
二、混凝土的变形(biàn xíng) 1、混凝土变形(biàn xíng)性能的特点
2 2c1 1.5 fc
1 / fc
0.1 1.2 1.0
0.8 0.6 0.4 0.20 0.2
1
0.4
2 / fc
2
2
0.6 0.8
1
1.0
1.2
➢(第三象限) ➢1, 2 (拉-压) 混
凝土强度降低 ➢(第二、四象限) ➢1, 2 (拉-拉) 混
max1 1.27 fc 1 0.5 fc
• 影响因素——加载方式、荷载作用时间、温度、湿
度、试验的尺寸(chǐ cun)、形状、 混凝土强度载(hèzài)作用而产生的受力变形:长期荷载作用下的变形
重复荷载作用下的变形
体积变形:包括温度变形和收缩变形
第二十七页,共74页。
2. 混凝土在单调、短期加载作用下的变形(biàn xíng)性能
F
200
A
300
A 4000
a)
B
A-A
200
210
300
4000 B
b)
第六页,共74页。
316
B-B
试验(shìyàn)结果: a)图中,素砼梁极限荷载(hèzài) P=8kN,由砼抗拉 强度控制,破坏形态:脆性破坏
b)图中,钢筋砼梁极限荷载 P=36kN,由钢筋受拉、 砼受压而破坏(pòhuài),破坏(pòhuài)形态:延性破坏 (pòhuài)(配筋适量)
钢筋混凝土梁板结构

该外包线即为弯矩包络图曲线,如图8.8(a),同样道理也可作出剪力包络 图,如图8.8(b)
(3) 弯矩、剪力计算值。 计算内力值应取支座边缘处的内力。该内力值可通过取隔离体的方法计算求
线弹性分析方法假定结构材料为理想的弹性体,变形模量和刚度均为常值。 1.计算简图
计算简图是按照既符合实际又能简化计算的原则对结构构件进行简化的力
(1) 支承条件。如图8.4所示的混合结构,楼盖四周支承于砌体上,中间 部分的楼板支承在次梁上,次梁支承在主梁上,主梁支承在柱上。
(2)计算跨度。该值与支座反力的分布有关,即与构件的搁置长度a和构 件刚度有关(图8.5 )。
M=Mc-V0×b/2 剪力设计值:在均布荷载作用下V=Vc-(g+q)×b/2
V=Vc 当板、梁中间支座为砖墙时,或板、梁是搁置在钢筋混凝土构件上时,不作 此调整(图8.9)。
图8.4 板梁的荷载计算范围及计算简图
图8.5 计算跨度
图8.6 连续梁的变形
(a) 理想铰支座时的变形;(b) 支座弹性约束时的变形; (c) 采用折算荷载时的变形
6.用调幅法计算不等跨连续梁、 (1)
① 按荷载的最不利布置,用弹性理论分别求出连续梁各控制截面的弯矩最大值Me
② 在弹性弯矩的基础上,降低各支座截面的弯矩,其调幅系数β不宜超过0.2; 在进行正截面受弯承载力计算时,连续梁各支座截面的弯矩设计值可按下列公式 计算:
M=(1-β)Me
当连续梁两端与梁或柱整体连接时: M=(1-β)Me-V0b/3
20
钢筋混凝土梁板结构设计的一般步骤

钢筋混凝土梁板结构设计的一般步骤
1. 确定结构用途和加载条件,包括荷载种类、大小、作用方式和组合等信息。
2. 根据荷载条件进行轴力、剪力和弯矩计算,并确定截面形状和尺寸。
3. 确定混凝土强度等级、钢筋材质和规格。
4. 通过截面计算确定钢筋配筋方案,设计钢筋加工图,并确定钢筋间距、弯曲长度和转换处的长度。
5. 根据混凝土收缩、温度变形等因素对结构进行设计和计算。
6. 完成整个结构的细节设计,包括节点、板、柱等连接部分。
7. 完成结构的施工图设计和技术说明,指导施工实现设计要求。
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次 梁 单 向 板 肋 梁 楼 盖 的 组 成
(双向板的支承梁为两个方向 均支承在边墙或柱上。)
板、次梁、主梁——跨度、跨数? 经济跨度:板2~4m,次梁4~6m,主梁6~8m。
第一章钢筋混凝土梁板结构
主梁的布置方向:
主梁
板、次梁、主梁
主梁的布置方向 的跨度、跨数?
(1)主梁的沿房屋横向布置; (2)主梁的沿房屋纵向布置
No Image 不考虑折算荷载
计算内力:连续板整浇时,取支座边缘的内力来计算配筋。
Mc
式M中,V0
b
2——支座M中心处弯矩;
——支座边V缘0 剪力; ——支座宽b。
第一章钢筋混凝土梁板结构
4、塑性理论计算内力 荷载较大→明显的塑性 (裂缝→塑性铰)
(1) M m gql02
式中, m ——弯矩系数;
(2) 板不必进行剪力计算;
次梁 Vvgqln
式中, v ——剪力系数;
l n ——净跨。
注:适用范围
剪力系数
q/g的0结.3构,将支座M降低25%所得的
m
q/g时0,.3调幅应≦15%, 应增大m;
塑性理论只用于普通楼盖的连续板和次梁,
主梁及有特殊要求的板、次梁→弹性理论计算。
第一章钢筋混凝土梁板结构
布置。 (2) 内力包络图:内力叠合图的外包线。
分别将恒载作用下的内力与各种活载不利布置情况 下的内力进行组合,求得各组合的内力,将各组合的内力画在同一图上, 以同一条基线绘出。
弯矩包络图 配 纵筋
剪力包络图 配 箍筋
安全+经 济
对于配筋量不大的梁(eg:次梁),也可不画内力包络图,按最大内
力配筋,并按经验方法确定纵筋的弯起和截断位置。
第二节 单向板肋梁楼盖
一、结构平面布置
原则:适用、经济、整齐。 eg: 礼堂、教室——不宜设柱,以免遮挡视线;
商场、仓库——可设柱,以减小梁跨,经济; 在较重的隔墙或设备下宜设梁——避免楼板过厚不经济。
第一章钢筋混凝土梁板结构
单向板肋梁楼盖的组成:
主 梁
单向板:6跨 (以次梁、纵墙为支座) 次梁: 4跨 (横墙、主梁) 板 主梁: 2跨 (纵墙、柱)
能承受弯矩 单向铰,只沿M作用方向旋转 转动限度:钢筋屈服→砼压坏
l 0 ——计算跨度,
弯矩系数
板
a h
l0
ln
和 2 2
较小者
梁
a
l0
ln
2
和0.25l 较小者
n
其中,a:边支座的搁置长度。
对 l 0 相差≤10%的不等跨连续梁板,取支座左、右跨度较大值作为 l 0 计算。
第一章钢筋混凝土梁板结构
单向板:1m宽的板带为计算单元。(均布线荷载的数值=均布面荷载的数值) 次梁: 承受均布线荷载。
梁自重和粉刷、板传来的荷载。 板的面荷载*次梁的负荷范围的宽度
主梁: 次梁传来的集中力;主梁的自重也可分段并入次梁传来的集中力中。
第一章钢筋混凝土梁板结构
单向板肋梁楼盖各构件的荷载情况
板的荷载带
次梁承受的荷载带
三、截面配筋 (一)单向板
1、计算特点 ① 1m板宽; ② 通常能满足抗剪要求,不进行斜截面受剪承载力计算; ③ 中间跨中及中间支座的计算M可减少20%(受支座的反推力作用),
边跨及第一内支座的M不予降低(反推力作用不大)。 2、构造要求 ① 受力筋
l0
ln
b 2
a 和h 较边小 跨不者 计入
2 2
。
2
b 式a中,b:中间支座的宽度;
梁
l0 ln22和0a.2 :边5ln支较 座小 的搁者 置长度。
第一章钢筋混凝土梁板结构
– 跨数 • ≤5跨,按实际考虑; • > 5跨(荷载相同,跨度相近),按如下考虑:
第一内支座 第二内支座
1
2
3
4
边跨跨中
第一章 钢筋混凝土梁板结构
• 第一节 • 第二节 • 第三节 • 第四节 • 第五节
概述 单向板肋梁楼盖 现浇双向板肋梁楼盖设计简介 楼梯 雨篷
第一章钢筋混凝土梁板结构
第一节 概述
应用广泛——楼盖、楼梯、雨篷等
单向板肋梁楼盖
现浇整体式 双向板肋梁楼盖
钢筋混凝土楼盖
无梁楼盖
(按施工方法分) 装配整体式
直接承受动力荷载的结构;
不适用于对裂缝开展宽度有较高要求的结构;
重要部位的结构,如主梁。
2、计算简图
No
(1) 支承条件 – 板与次梁、次梁与主梁——铰支座
Image
– 主梁与柱:线刚度比>5 ——铰支座
≤5 ——刚接
(2) 跨度、跨数
• 跨度
①弹性理论——取支座中心线.
②塑性理论——取净跨。
b
边跨:板
第二跨跨中
第三跨跨中 实际跨数
3
2
1
中间各跨内力均认为相同
第一内支座 第二内支座
1
2
3
2
1
边跨跨中
第二跨跨中
中跨跨中 计算跨数
多跨连续梁板多于5跨时的计算跨数取法
第一章钢筋混凝土梁板结构
(3)荷载计算 • 恒载——自重、构造层重(面层、粉刷层)、隔墙、永久性设备重、保 温或隔热层重。 • 活载——人群、临时性设备。 屋面分上人和不上人。 不上人屋面还需考虑雪荷载,与屋面活载不同时考虑,取较大 者计算。
柱
次梁
板
主梁
主梁传给柱 的荷载范围
次梁传给主梁
的集中荷载
1-1
单向板肋梁楼盖各构件的荷载情况
第一章钢筋混凝土梁板结构
3、弹性理论计算内力 (1) 最不利组合
• 求跨中Mmax ——该跨布置,再隔一跨布置; • 求跨中Mmin ——该跨的邻跨布置,再隔一跨布置; • 求某支座- Mmax 和支座边Vmax ——该支座两边布置,再隔一跨
预制装配式
第一章钢筋混凝土梁板结构
板——单向板、双向板
单向支承 单向板
四边支承
仅在一个方向受弯
L1 L2/L1>2, 短跨L1方向受弯,
L2 L2方向弯矩很小,可忽略。
双向板:四边支承当L2/L1≤2时,在两个方向均受弯。
本章主要介绍单向板肋梁楼盖、楼梯、雨篷 的设计。
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第一章钢筋混凝土梁板结构
主梁的跨中宜布置两根次梁! (主梁的弯矩图较为平缓,有利于节约钢筋。)
第一章钢筋混凝土梁板结构
• 弯矩图
第一章钢筋混凝土梁板结构
二、结构内力计算
荷载传递顺序:板→次梁→主梁
计算方法 计算简图 计算内力值
第一章钢筋混凝土梁板结构
1、计算方法
– 弹性理论
– 塑性理论——较经济,将某些截面的内力适当降低后配筋,构件易开裂。
第一章钢筋混凝土梁板结构
(3) 折算荷载 将活载q减小,恒载g增大。
梁、板与支座整浇——活载不利布置的影响减少。
(支座对其转动有约束)
连续板:
g' g 1 q 2
q' 1 q 2
连续次梁: g' g 1 q 4
q' q 4
注:板或次梁的支座为砖砌体、钢梁或预制砼梁
主梁较重要且支座对其约束较小