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2020-04-09 21:00

厚度远小于其平面尺度的平面受力构件。

板主要承受垂直于板面的荷载作用。根据形状的不同,板可分为矩形板、圆形板、环形板、弧形板及其他不规则形状的异形板等多种。在土木、水利工程中,最常用的板是矩形板。

板一般支撑在梁或墙上,也可以直接支撑在柱上。根据支撑条件的不同,矩形板有四边支撑(图1)、三边支撑一边自由、两对边支撑两对边自由、两邻边支撑两邻边自由及单边支撑等多种形式,其支撑边的约束条件可以是固定支撑,也可以是简支支撑(单边支撑的板是悬臂板,其支撑约束一定是固定支撑)。直接支撑在柱顶的板称为无梁板,当其用作楼盖或屋盖时,称为无梁楼盖。

图1 四边支撑板

(a)四边简支;(b)四边固定 ly—板的长边尺寸;lx—板的短边尺寸

板可用木材、钢筋混凝土、预应力混凝土和钢材制成。其中钢筋混凝土板应用最为广泛,例如各种房屋建筑的楼面板和屋面板、桥梁的桥面板、水闸底板、码头的面板及挡土墙的面板和底板等。

在对板进行内力分析时,除悬臂板和两对边简支支撑的单块板为静定结构外,其他支撑情况下的板(包括多跨连续板)均为超静定结构。对于超静定板,其内力计算可采用弹性理论进行,根据挠曲面的平衡微分方程,并结合边界条件求解板的挠度和内力。对钢筋混凝土板还可以根据具体情况采用考虑塑性内力重分布的方法进行内力计算。在实际工程设计中,当采用弹性理论对板进行内力计算时,若相邻两边边长之比不小于2,可只考虑板沿短跨方向传递荷载,将其简化为单向板(梁式板)进行计算;否则应考虑板沿两个方向传递荷载,按双向板进行计算。当采用考虑塑性内力重分布的方法进行内力计算时,若相邻两边边长之比不小于3,可按单向板进行计算,否则应按双向板进行计算。无论是按弹性理论进行板的内力计算,还是根据具体情况采用考虑塑性内力重分布的方法进行板的内力计算,均可由有关实用计算图表直接或间接查得板在一些典型荷载作用下的内力,用于板的承载力设计。

对于一些形状和支撑条件比较复杂的板,可采用有限差分法或有限单元法等数值方法计算其内力。

钢筋混凝土板可在施工现场整体浇筑,也可在构件预制厂预制。现浇板常与梁整浇成一整体,形成肋形梁板结构,可构成单跨或多跨连续板,主要用于房屋建筑的楼盖、屋盖和公路桥及工作桥的桥面等。预制板的种类很多,广泛应用于各类工程,如实心平板、多孔板、槽形板、大型屋面板及大型墙板等(图2)。实心板制作简单,适合在跨度不大且荷载较小时采用;多孔板常配置预应力高强钢丝,适用于装配式楼盖或屋盖;槽形板便于在板面上开洞,适用于有管道穿过的楼面或屋面;大型屋面板则广泛用于装配式单层厂房的无檩体系屋盖。预制板之间以及板与梁之间的连接极为重要,必须严格掌握。

图2 预制板的截面形式

(a)实心板;(b)多孔楼板;(c)槽形板;(d)肋形板

当板的跨度很大时,可采用预应力混凝土板,以提高板的刚度,减小板在竖向荷载作用下的挠度变形。

钢筋混凝土板应进行正截面受弯承载力计算,配置纵向受力钢筋。对于建筑工程中常用的厚度远小于其平面尺寸的钢筋混凝土薄板,通常不需进行斜截面受剪承载力计算和配置受剪钢筋。但对于水利工程和港口工程中的船闸底板、水电站厂房底板和码头面板等厚度达几米,甚至更大,其剪切变形与弯曲变形属同一数量级,必须考虑剪力对板的影响,并配置受剪钢筋。

钢板在土木、水利工程中的应用也很多,例如钢闸门面板、钢桥面板以及钢结构的支座底板等。

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