在實際工程中常遇到現澆鋼筋混凝土肋梁樓蓋。樓板可分為連續多跨的單向板和雙向板,梁可分為連續多跨的主梁與次梁。地下室底板結構、現燒鋼筋棍凝土樓梯結構、橋梁的橋麵結構、擋土牆結構,以及儲水池的池壁和頂板等均屬梁板結構。鋼筋混凝土肋形樓蓋的受力體係和計算簡圖已於一、二章做了介紹。
第一節連續梁、板的內力計算方法
鋼筋混凝土連續梁的內力計算打兩種方法:按彈性理論計算和考慮塑性變形內力重分布方法計算。
一、按彈性理論計算
該法是假定結構構件為彈性勾質材料,內力計算按結構力學方法進行。對於等跨或跨度相差不超過10%的多跨連續梁可查附錄1計算。
1.荷載的最不利組合
連續梁所承受的荷載包括荷載及活載兩部分。恒載始終作用於梁的各跨,而活載作用的位置卻經常變動。為使構件在各種可能的荷載布置下均能安全可靠,則需考慮荷載不利組合下在各截麵上可能發生的最大內力,即確定截麵內力的包絡圖。
恒載作用時梁的彎矩、剪力圖;為活載依次布置在1-5跨時的彎矩、剪力圖。當活荷載隻作用於某跨時,該跨跨中彎矩為正,鄰跨的跨中彎矩為負。彎矩的絕對值,本跨最大,餘跨漸次變小。因此,僅在1、3、5跨布置活荷載時,1、3、5跨的跨中正彎矩最大;若在2、4跨布置活荷載時,可使1、3、5跨的跨中正彎矩值減小。僅在1、2、4跨布置活荷載時,支座B負彎矩值最大;若在3、5布置活荷載時,可使支座負彎矩值減小。連續梁最不利活荷載布置的原則為:
(1)求某跨跨中最大正彎矩時,除將活載布置在該跨外,兩邊每隔一跨均應布置活載。
(2)求某支座截麵最大負彎矩時,該支座兩側跨上應布置活載,並向兩邊每隔一跨布置活載。
(3)求某支座最大剪力時,活載布置與求該截麵最大負彎矩時相同。
(4)求某跨跨中最小彎矩時,該跨應不布置活載,而在兩相鄰跨布置,然後每隔一跨布置。
2.等跨連續梁、板的內力計算
根據上述原則可列出五跨連續梁六種最不利荷載組合,然後,按結構力學方法進行內力計算。為計算簡便,對於2-5跨等跨連續梁已製成內力計算表,查得相應的內力係數,代入下列公式,即可求得該梁相應截麵內力。
當跨數超過五跨時,可簡化為五跨計算,中間各跨均取用第三跨內力值。
當跨度不等但相差不超過10%時,仍可按等跨計算。但求跨中彎矩時,取該跨的計算跨度;求支座彎矩時,取相鄰兩跨計算跨度的平均值。
3.內力包絡圖
根據每一種最不利荷載組合計算出的內力在同一坐標圖上疊畫出內力圖,該疊合圖的輪廓線稱為內力包絡圖。內力包絡圖包括彎矩包絡圖和剪力包絡圖。作內力包絡圖的目的是求出梁各截麵可能出現的最不利內力,並以此作為截麵配筋計算和鋼筋布置的依據。
4.支座抗扭剛度對連續梁板的內力影響
在連續梁板的計算簡圖中,假定支座為鉸接,忽略支座對梁板轉動約束的實際作用。對於連續板來講,次梁是它的支座。由於梁兩端被主梁所約束,次梁的扭轉剛度將部分地阻止板的自由轉動。對於次梁來說,主梁是它的支座,同樣有這種影響。因而支座的實際轉角y比鉸支座的轉角要小。其效果是減少了垮中最大正彎矩和支座最大負彎矩即降低了活荷載的不利影響。工程上通常采用加大恒載,減小活載的近似方法考慮這種影響效果。在進行荷載最不利組合及內力計算時,用折算荷載代替實際的計算荷載。