在两个方向弯曲,且不能忽略任一方向弯曲的板,即纵横两个方向的受力都不能忽略的板,称为双向板。双向板的支承形式可以是四边支承、三边支承、两邻边支承或四点支承;承受的荷载可以是均布荷载、局部荷载或三角形分布荷载;板的平面形状可以是正方形、矩形、圆形、三角形等各种形状。在楼屋盖设计中,最常见的是四边支承的矩形板。对四边支承的矩形板,其纵横两个方向的跨度比l02/l01≤2,称为双向板。
1.双向板的受力特点
图1.27中从四边支承板内截出的任意两个板带并不是孤立的,它们受到相邻板带的约束,这使得实际的竖向位移和弯矩有所减小。
图1.28 双向板中的扭转变形
两个相邻板带的竖向位移是不相等的,靠近双向板边缘的板带,其竖向位移比靠近中央的相邻板带的竖向位移小,可见在相邻板带之间必定存在着竖向剪力。这种竖向剪力构成了扭矩。对此,还可以从图1.28中微元体1234的变形情况来理解:34面的曲率比12面小,故34面与12面之间有扭转角;23面与14面之间也是同理。
2.双向板的主要试验结果(www.daowen.com)
四边简支的正方形和矩形双向板,在均布荷载作用下,板的四角有翘起的趋势,试验表明,在裂缝出现之前,基本上处于弹性工作阶段,短跨方向的最大正弯矩出现在中点,而长跨方向的最大正弯矩偏离跨中截面。
在两个方向配筋相同的正方形板的试验中,当荷载逐渐增大时,由于跨中正弯矩最大,板底对角线方向上出现第一批裂缝,随着荷载不断增大,裂缝宽度也不断并向两个正交的对角线方向发展,当钢筋应力达到屈服后,裂缝显著扩大。如图1.29(a)所示。在矩形板的试验中,当荷载逐渐增大时,第一批裂缝出现在板底中部,平行于长边方向。随着荷载不断增加,裂缝不断展开,并逐渐伸向板的四角,如图1.29(b)所示。裂缝与板边大体呈45°夹角。即将破坏时,正方形和矩形板还在板顶靠近四角处,出现垂直于对角线方向的裂缝,如图1.29(c)所示。裂缝大体上呈圆形的环状。这些裂缝的出现,又促进了板底对角线方向裂缝的进一步扩展,此后板即告破坏。
图1.29 均布荷载下双向板的裂缝分布
(a)正方形板底裂缝;(b)矩形板底裂缝;(c)矩形板板面裂缝
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