【正文】 斜截面承載力不足而引起的破壞，否則將阻礙內力重分布繼續(xù)進行。由上述可見，內力重分布需考慮以下三個因素：塑性鉸的轉動能力塑性鉸的轉動能力，主要取決于縱筋的配筋率r（或以截面的相對受壓區(qū)高度x表示）, 其次是鋼筋的種類及砼的極限壓應變。如果支座處的塑性鉸轉動角度過大而導致支座處裂縫開展過寬，跨中撓度增大很多，造成構件剛度的過分降低，在實際工程中也是不允許的?！?如果在形成破壞機構之前，截面因受剪承載力不足而破壞，內力也不可能充分地重分布。但是，塑性鉸的轉動能力是有限的，受到截面配筋率和材料極限應變值的限制。為滿足使用要求，通常的作法是控制內力重分布的幅度，使構件在使用荷載下不發(fā)生塑性內力重分布。如上面例題中，極限荷載相同，但內力重分布情況是不同的。這說明塑性材料構成的超靜定結構，從出現塑性鉸到破壞機構形成之間，還有相當大的強度儲備，利用這一儲備，可以達到節(jié)約材料的效果。實際上鋼筋砼構件在帶裂縫工作階段就有內力重新分布，構件有剛度變化就必然有內力的重分布。（3）、出現塑性鉸前后，結構的內力分布規(guī)律是完全不同的。從上面分析，可以得出如下一些具有普遍意義的結論：（1）、塑性材料構成的超靜定結構，達到結構承載能力極限狀態(tài)的標志不是一個截面的屈服，而是結構形成了破壞機構。m，如圖3．25（f）。當跨中截面 D 點也出現塑性鉸時，結構形成了可變機構，這時結構才真正達到其承載能力極限，如圖3．25（e）。在繼續(xù)加載時，B 點因形成塑性鉸出現轉動，并保持截面彎矩不變。按彈性理論認為，這時連續(xù)梁已達到承載力極限，彎矩分布如圖3．25（c）。1．按彈性理論計算該連續(xù)梁所能受的最大荷載 。試：分析內力重分布規(guī)律。 【例 3．3】 如圖3．25（a）所示的兩跨連續(xù)梁，跨中作用集中荷載 P。這說明塑性鉸的存在或形成，可以提高超靜定結構的承截能力，超靜定結構出現塑性鉸后，結構內力分布規(guī)律發(fā)生了變化，即出現了內力重分布，其結果是使結構的材料強度得以充分發(fā)揮作用。塑性鉸的出現是靜定結構達到極限承載能力的標志。這種具有明顯預兆的破壞對結構是有好處的。如前所述塑性鉸不是一個點，而是集中在彎矩圖中 M ≥ My的一定長度之內。分析截面在鋼筋屈服后的應變變化，不難看出該轉角大小主要與截面相對受壓區(qū)高度（）有關。受彎構件截面形成塑性鉸，是從受拉鋼筋屈服開始的，最后以受壓區(qū)砼壓壞而告終，在這一過程中，塑性鉸發(fā)生的轉角是有限的。塑性鉸是構件截面受拉鋼筋屈服后形成的，在截面轉動過程中，始終承受著一個屈服彎矩，直至破壞。塑性鉸是適筋受彎構件截面進入第Ⅲ階段后，發(fā)生集中轉角變形的一種形象，它是在彎矩作用下形成的，因此該鉸只能沿著彎矩作用方向轉動。由此塑性鉸的轉角可表示為：圖 3．24 塑性鉸的特點前面分析表明，塑性鉸是受彎構件某一截面位置處，一定長度范圍內，塑性變形集中發(fā)展的結果。塑性鉸的轉角――理論上可由塑性曲率的積分求得。由曲率含義可知，跨中截面全部塑性轉動的曲率可用（）表示。圖 3．24（e）為梁的曲率分布。就是說當截面A處外彎矩達到，受拉區(qū)鋼筋屈服之后，在外彎矩增加很小的情況下，鋼筋應變隨著荷載迅速增加；截面受壓區(qū)高度不斷減小，直至受壓區(qū)砼壓碎。應當說這種“鉸”的形成是受彎構件塑性變形相對集中、發(fā)展的結果，因此這種“鉸”通常稱為“塑性鉸”。從圖中可見，在鋼筋屈服后，彎矩—曲率關系基本為一水平線。第Ⅲ階段：從受拉鋼筋屈服到受壓區(qū)砼壓壞，該階段構件塑性充分發(fā)揮，M－φ 曲線接近水平。（一）鋼筋砼受彎構件的塑性鉸塑性鉸的形成（1）、以一鋼筋砼適筋梁截面從開始加載到破壞，經歷了如下三個階段：第Ⅰ階段：從開始加載到砼開裂，構件基本處于彈性階段，彎矩—曲率（M－φ）關系曲線基本為直線段。為解決上述問題，充分考慮鋼筋砼構件的塑性性能，挖掘結構潛在的承載力，達到節(jié)省材料和改善配筋的目的，提出了按塑性內力重分布的計算方法。 （5）．按彈性理論方法所得的支座彎矩一般大于跨中彎矩，按此彎矩配筋計算結果，使支座處鋼筋用量較多，甚至會造成擁擠現象，不便施工。而在梁、板的內力計算時，按彈性理論計算，未考慮塑性變形。如仍按彈性理論計算其內力，則不能反映結構內材料的實際工作狀況。按各自最大內力配筋后，實際使用時，跨中和支座截面的承載力不能同時充分利用，造成材料浪費。按彈性理論設計，存在以下幾個問題： （1）．對于脆性材料構成的超靜定結構或靜定結構，按彈性理論分析是合適的；而對塑性材料組成的超靜定結構就不符合實際情況了。因為按彈性理論的破壞準則是：當連續(xù)梁任意一截面上的內力達到其極限值時，即認為整個結構已達到破壞。因此，可取支座邊緣截面作為計算控制截面，其彎矩和剪力的計算值，近似地按下式求得（圖3．23）式中：、一－ 支座中心線處截面的彎矩和剪力； 　 一－ 按簡支梁計算的支座剪力； 、一－ 均布恒載和活荷載； 一－ 支座寬度。 【例 3．2】 圖3．22所示兩跨連續(xù)梁，跨度為 4 m，承受恒載 G = 10 kN，活載P = 10 kN，均作用于跨中求該梁的內力包絡圖。連續(xù)梁的彎矩包絡圖和剪力包絡圖是確定連續(xù)梁縱筋、彎起鋼筋、箍筋的布置和繪制配筋圖的依據。圖3．21 【例3．1】各控制截面內力 如圖3．21（a）所示，某兩跨連續(xù)梁上，作用有恒載設計值 g = 5 kN/m，活載設計值p = 15 kN/m，求各控制截面內力。V：在構件上取單元體，使單元體產生順時針轉動的剪力為正，反之為負。由附表 3．1 可直接查得各種荷載布置情況下的內力系數，求等跨連續(xù)梁某控制截面內力時，按下面各式計算。計算時注意疊加原理的運用。圖3．20 各控制截面最大內力的荷載布置3．連續(xù)梁活荷載最不利布置圖根據上面的原則，對常用的五跨連續(xù)梁，可得各控制截面上最大內力的活載和恒載布置，如圖3．20所示。（2）求某跨跨中最大負彎矩（或最小彎矩）時，該跨不布置活載，而在左、右相鄰兩跨布置活載，然后隔跨布置活載。根據前面確定的計算簡圖，為了充分認識活荷載的不利布置，取常用的五跨連續(xù)梁分析活荷載位置變化時連續(xù)梁的內力變化情況，如圖3．19。圖3．18單向板肋梁樓蓋板、梁計算簡圖（二）、荷載最不利布置因可變荷載的位置是變化的(活荷載是以一跨為單位來改變其位置的)，因此在設計連續(xù)梁、板時，應研究活荷載如何布置將使梁、板內某一控制截面上的內力絕對值最大，這種布置稱為活荷載的最不利布置。主梁的荷載是主梁自重和次梁傳來的集中荷載。次梁的荷載為次梁自重及左右兩側板傳來的均布荷載。為減少計算工作量，結構內力分析時，常常不是對整個結構進行分析，而是從實際結構中選取有代表性的一部分作為計算的對象，稱為計算單元。民用建筑樓面上的均布活荷載標準值可以從《建筑結構荷載規(guī)范》中查得?；詈奢d包括人群、堆料和臨時設備等。計算荷載與計算單元樓蓋上的荷載有恒荷載和活荷載兩類。滿足該表要求時可不驗算撓度。配筋計算時除兩端的兩邊跨外，中間各跨配筋相同。為簡化設計，工程上可將中間各跨內力均取與第3跨相同。當手算內力時，為了簡化計算，假定當相鄰跨度相差 ≤10% 時，仍按等跨計算，這時支座彎矩按相臨兩跨跨度的平均值計算。板和梁的計算跨度表3．6。計算跨度計算跨度為相鄰支座反力之間的距離。（３）、主梁不進行荷載折算。調整后的折算荷載取為：（１）、對于板： （２）、對于次梁： 式中： 、一一 實際均布恒荷載、均布活荷載?？紤]次梁對板、主梁對次梁轉動約束作用的有利影響，按彈性理論計算時，通常采用減少活荷載增加恒荷載的方法進行調整處理，即以“折算荷載”代替實際計算荷載。由于次梁的兩端被主梁所約束及次梁本身的側向抗扭剛度，將使板的撓度大大減少，使板在支承處的實際轉角q’比理想鉸支承時的轉角q小，如教材圖3．17（ P117 ）所示。但按彈性理論計算時須考慮約束影響。不考慮板、梁的各支承構件（次梁或主梁）的豎向變形(即支座下沉)。● 一般取一個有代表性的單元，確定單元的計算簡圖，然后再進行內力計算。由于板的剛度很小，次梁的剛度又比主梁的剛度小很多，因此可以將板看做被簡單支承在次梁上的結構部分，將次梁看做被簡單支承在主梁上的結構部分；則整個樓蓋體系即可以分解為板、次梁和主梁幾類構件單獨進行計算。二、單向板肋梁樓蓋按彈性理論的計算 按彈性理論的計算是指在進行梁（板）結構的內力分析時，假定梁（板）為理想的彈性體，可按“結構力學”的一般方法進行計算。因此，為了盡可能減少板厚，～ m，次梁跨度為4～7m，主梁跨度為5～8m。 　?。?）、只布置次梁，不設主梁（圖3．16b）圖3．16單向板肋梁樓蓋結構的布置這種布置僅適用于有中間走廊的房屋，常可利用中間縱墻承重，這時可僅布置次梁而不設主梁。（2）、主梁縱向布置，次梁橫向布置（圖3．16b）這種布置適用于橫向柱距大于縱向柱距較多時，或房屋有集中通風要求的情況，因主梁沿縱向布置，減小了主梁的截面高度，增加室內凈高,可使房屋層高降低。２、單向板肋梁樓蓋結構平面布置方案：通常有以下三種 　 （1）、主梁橫向布置，次梁縱向布置（圖3．16a）這種布置其優(yōu)點是抵抗水平荷載的側向剛度較大，主、次梁和柱可構成較剛性體系，因而房屋整體剛度好。其中，次梁的間距決定了板的跨度；主梁的間距決定了次梁的跨度；柱或墻的間距決定了主梁的跨度。其結構布置一般取決于建筑功能要求，在結構上應力求簡單、整齊、經濟適用。以上各步驟可以用上面圖3．15（ P115 ）的框圖表示。需要說明的是，在實際工程設計中，構件尺寸初定時，就考慮了撓度和裂縫的寬度要求，因此一般不需進行此項驗算，除非有超載或其它影響構件變形的原因存在。（7）、按正常使用極限狀態(tài)要求，驗算構件的撓度和裂縫寬度。 （6）、對梁、板進行正截面、斜截面的配筋計算并驗算。 （4）、進行樓面梁、板計算單元上的荷載組合，確定最不利荷載布置。 （2）、初選梁、板構件的截面尺寸。表3．7 T形及倒L形梁翼緣計算寬度考 慮 因 素T 形 截 面倒L形截面肋形梁（板）獨立梁 肋形梁（板）梁的計算跨度梁（肋）的凈距—翼緣高度當——當當注：表中為梁的腹板寬度；為翼緣的計算寬度；為T形梁截面的有效高度。表3．6 連續(xù)板梁的計算跨度構造圖形邊 跨中 跨備 注塑 性計算方法板 求支座彎矩時，取該支座左、右計算跨度的最大值進行計算梁≤彈 性計算方法板≤ 求支座彎矩時，取該支座相鄰兩跨計算跨度的平均值進行計算梁≤２、Ｔ形梁翼緣的計算寬度現澆整體式樓蓋中，T形梁及倒L形梁跨中截面的上部翼緣處在受壓區(qū)，其翼緣計算寬度按表3．7的最小值確定。五、梁板的計算跨度和T形梁的計算寬度１、梁、板的計算跨度計算跨度，是指梁、板設計進行內力計算時采用的跨度。 （5）、梁寬度確定：梁的高度確定后，梁的寬度 b 通常?。猓剑?/2～1/3）h。 （4）、按經濟配筋率選擇梁的高度：● 矩形梁的經濟配筋率一般取 %～%；● T 形梁的配筋率一般為 %～%。表3表3．4 按 經 驗 估 算 的 梁 高類 型類 別部 位高跨比高寬比整體澆筑的T形架主 梁1/8～1/142～3次 梁1/15～1/18懸臂梁根 部1/6～1/8矩形截面獨立梁1/12～1/152～3 注：表中 h 為梁高；為梁的計算跨度。 （2）、按經驗選擇梁的高度：梁高在經驗高度的范圍內，先由設計者結合實際受荷情況確定，配筋后如不合適再做相應調整。 ② 為便于施工，梁的高度與寬度應滿足 50 mm 的模數；當梁高超過 1 000 mm 時，宜滿足 100 mm 的模數。（4）、按經濟配筋率選擇板的厚度：樓板通常有一個經濟配筋率，一般為 %～%，按單筋梁極限狀態(tài)時的等效應力圖示，由力的平衡方程可得用鋼筋和砼強度表達的相對受壓區(qū)高度：； 式中：b 為板寬，通常取 1000 mm。確定梁板尺寸時通常要考慮施工條件、剛度要求、經濟性并結合經驗選定。 若肋梁樓蓋的梁格布置通常使每個區(qū)格板長短邊之比大于2時，稱為單向板肋梁樓蓋；反之，當長短邊之比小于及等于2時，則稱為雙向板肋梁樓蓋。單向板與雙向板的主要區(qū)別，可用表3．1概述?！?按彈性理論計算內力時，當板時，稱為“單向板”；反之，當時，稱為“雙向板”。從整澆式鋼筋砼樓蓋中取一塊板，樓板通常是四邊支承的。三、單向板與雙向板本章主要介紹鋼筋砼肋梁樓蓋的設計。這種樓蓋所需模板量很少，施工速度快，當為了提高預制裝配樓蓋的整體性或提高預制樓板的承載能力時，常采用裝配整體式樓蓋。板的長度視房屋開間或進深的長度而定，、……6m等。 普通鋼筋砼空心板板厚；預應力砼空心板厚；板厚通常有120mm、180mm和240mm。 空心板的空洞可為圓形、正方形、長方形、橢圓形等，孔洞數目視板寬決定。 （2）、空心板（） 空心板上下表面平整、自重輕、剛度大、隔音隔熱效果較好，但板面不能任意開洞。適用于荷載不大，跨度較小的走道、地溝蓋板和樓梯平臺板等處。（1）、實心板（） 實心板上下表面平整，制作簡單。預制板有實心板、空心板、槽形板、單T板、雙T板等（圖3．13），其中空心板應用最為廣泛。 ①、裝配式鋼筋砼樓蓋圖3．13板的截面型式 裝配式鋼筋砼樓蓋的型式很多，大致可以分為鋪板式、密肋式和無梁式等，現只介紹應用最為廣泛的鋪板式。支承于砼上時，支承長度不應小于100mm，壓型鋼板的支承長度不應小于75mm。