土木工程概论 教学课件 作者 刘俊玲 第八章 土木工程结构体系.ppt

《土木工程概论 教学课件 作者 刘俊玲 第八章 土木工程结构体系.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第八章土木工程结构体系第一节梁、板、柱一、梁梁是将楼板上或屋面上的荷载传至柱子或墙上的受弯构件。梁上作用的荷载一般与梁轴线垂直，在这样的荷载作用下，梁要受弯，其轴线由原来的直线变成曲线，这种弯曲形式称为弯曲变形，产生弯曲变形的构件称为受弯构件（图7-1）。梁和板是建筑工程结构中典型的受弯构件。图7-1平面弯曲的梁梁的截面高度与跨度之比一般为1/8～1/16。高跨比大于1/4的梁称为深梁。梁截面高度一般大于其截面宽度，但因工程需要，梁宽大于梁高时，称为扁梁。梁截面高度沿梁轴线变化的梁，称为变截面梁。（一）梁上作用的荷载作用在梁上的荷载常

2、见的有下列几类：1.集中力即作用在梁微小局部上的横向力，图7-2所示。2.集中力偶即作用在通过梁轴线的平面或与梁轴线平面平行的平面，图7-2中的力偶m。图7-2作用集中力P和集中力偶m的梁。3.分布荷载即沿梁长连续分布的横向力，分布荷载可分为均布荷载（沿梁长均匀分布的荷载，图7-3a）与非均布荷载（沿梁长非均匀分布的荷载，图7-3b）（a）均布荷载（b）非均布荷载图7-3作用分布荷载的梁（二）梁的分类1.建筑工程中，梁按材料分类，常用的有混凝土梁、钢梁及钢—混凝土组合梁。（1）混凝土梁混凝土梁截面形式常用的有矩形、T形及花篮形等（图7

3、-4）。混凝土梁分为现浇钢筋混凝土梁和预应力钢筋混凝土梁。图7-4混凝土梁的截面类型现浇钢筋混凝土梁是目前应用最广泛的梁，是由混凝土、纵向钢筋和箍筋组成。由于混凝土抗拉强度低，所以在梁的受拉区设置纵向钢筋以抵抗弯矩引起的拉力，使梁的承载力得以极大提高，并显著提高梁的变形能力。梁的剪力由混凝土和箍筋共同承担。钢筋混凝土梁的配筋示意图见图7-5。图7-5钢筋混凝土梁的配筋预应力混凝土梁是在梁的受拉区对混凝土施加预压应力，如图7-6所示，并使梁产生向上的预起拱，可有效控制梁的裂缝宽度和挠度。预制的预应力混凝土梁一般均为后张预应力，在非地震区

4、或低烈度地震设防区可采用无粘结预应力梁，在高烈度区宜采用有粘结预应力梁。预应力混凝土梁一般采用高强度的混凝土和高强度钢筋，可有效节省材料，减小截面尺寸。因此，当梁的跨度达到12m以上时宜采用预应力混凝土梁。图7-6施加预压应力的预应力混凝土梁（2）钢梁钢梁的材料强度高，塑性好，钢材便于加工和安装，因此钢梁的使用范围较广。由于材料强度高，所以钢梁的截面尺寸较小，其自重较轻。钢梁可由型钢直接制作，其截面形式如图7-7所示。图7-7钢梁的截面类型（3）钢—混凝土组合梁钢—混凝土组合梁通常情况下由钢筋混凝土翼板、钢梁、板托和抗剪连接件四个部分

5、组成，如图7-8所示。在钢梁上支放混凝土楼板，且在两者之间设置一些抗剪连接件，以阻止混凝土与钢梁在受弯时的相互错动，使之组合成一个整体，这种组合构件称为钢—混凝土组合梁。组合梁中常用的钢梁截面形式如图7-9所示。图7-8钢—混凝土组合梁的组成图7-9组合梁中钢梁的截面形式组合梁的截面高度较小、自重轻、刚度大、延性好。与混凝土梁相比，组合梁具有以下特点：1）可以使混凝土梁的高度降低1/4～1/3，自重减轻40%～60%。2）组合梁的强度提高，在组合梁的正弯矩区，混凝土受压，钢梁受拉，两种不同材料都能充分发挥各自的特长，且受力合理，节约材

6、料。3）可节约施工支模、缩短施工周期。组合梁与钢梁相比具有以下特点：1）可以使钢梁的高度降低1/4～1/3，刚度增大1/4～1/3。2）处于受压区的混凝土板刚度较大，对避免钢梁的整体稳定性和局部失稳有明显的作用，使钢梁用于防止失稳方面的材料大大节省。3）可利用钢梁上组合楼板混凝土的受压作用，增加梁截面的有效高度，提高梁的抗弯承载力和抗弯刚度，从而节省钢材和降低造价。2.梁按支承条件可分为简支梁、连续梁和悬臂梁。（1）简支梁简支梁的两端搁置支承物上，一端可视为可动铰支座，可动铰支座表示梁可绕该支座转动、也可平移；另一端可视为固定铰支座，

7、固定铰支座表示梁可以自由转动但不能平移(图7-10)。简支梁是静定结构，一般用于小跨度结构，经济的截面高度一般为跨度的1/8～1/12。图7-10简支梁（2）连续梁连续梁具有2个以上支座（图7-11），为超静定梁，结构刚度较大，整体性较好。因连续梁的最大弯矩比简支梁小，所以在荷载和跨度相同的情况下，连续梁的截面高度可比简支梁小。图7-11连续梁（3）悬臂梁悬臂梁的一端为固定支座、另一端为自由端（图7-12）。悬臂梁广泛用于阳台、雨棚、体育场的看台等部位。悬臂梁的根部受力最大，在相同的均布荷载作用下，跨度相同的悬臂梁和简支梁相比，悬臂梁

8、根部的最大弯矩是简支梁的4倍，最大挠度是简支梁的10倍，因此，一般悬臂梁的悬臂长度不宜超过根部截面高度的6倍，当悬臂长度较大时，宜把悬臂梁做成变截面梁。图7-12悬臂梁二、板板是将恒荷载和活荷载通过梁（或直接）传递到竖向