钢筋混凝土

第6章 钢筋混凝土梁板结构,第6章 钢筋混凝土梁板结构,6.1概述6.2整体式单向板肋梁楼盖6.3整体式双向板肋梁楼盖6.4井式楼盖6.5钢筋混凝土楼梯6.6钢筋混凝土雨篷,6.1 概 述,楼盖、屋盖、楼梯和雨蓬均为梁板结构。,现浇楼盖的钢筋网片,现浇整体式钢筋混凝土楼盖,优点：整体刚度好、抗震性强、防水性能好，缺点：是模板用量多、施工作业量较大。,按楼板受力和支承条件的不同,现浇肋梁楼盖,无 梁 楼 盖,井 字 楼 盖,装配式楼盖：预制梁、预制板（或现浇板），组合而成，工厂化生产，广泛用于多层民用和工业厂房中。,其整体性、抗震性、防水性都较差，不便于开设孔洞，不适合用于高层和有抗震设防要求的房屋，也不适合有防水和开洞要求的楼面。,装配整体式楼盖：在预制板上现浇混凝土叠合层形成整体楼盖。,兼具有现浇整体式楼盖和装配式楼盖的优点。但需要进行混凝土二次浇灌，有时还需增加焊接工作量。,6.2整体式单向板肋梁楼盖（第一讲）,6.2整体式单向板肋梁楼盖,分析单向板和双向板的受力特点：,单向板是指： 仅仅在一个方向或主要在一个方向受弯的板；双向板是指： 两个方向均受弯的板。, 单双向的设计判断:,l2/l13 按单向板设计；2l2/l13 宜按双向板设计； l2/l12 应按双向板设计。,沿短边l1传到支座的荷载q1；沿长边l2传到支座的荷载q2； q1/q2=（l2/l1）4当长短边比值达到一定值时，可忽略q2，只考虑q1，当成单向弯曲板进行设计。,楼盖的传力路线,单向板楼盖传力路线： 荷载板（沿短边）次梁主梁柱或墙,双向板楼盖传力路线： 荷载板（沿短边和长边）次梁和主梁柱或墙,无梁楼盖传力路线： 荷载 板 柱帽 柱,楼盖的传力路线,单向板肋梁楼盖设计,设计步骤：,布结构,定简图,求内力,配钢筋,绘图纸,经济跨度,板：2-4m 次梁：4-6m 主梁：6-8m,一、结构平面布置（布结构）,二、计算简图（定简图）,在计算简图中，需反映出构件的支承条件、计算跨度、计算跨数、荷载分布、荷载大小等。, 支承条件墙体作为构件的铰支座；次梁作为板的铰支座；主梁作为次梁的铰支座；主梁与柱的线刚度比大于5时，柱作为主梁的铰支座，反之，按框架结构计算。,支座的简化、计算跨度和跨数,弹性取中心 塑性取边线,计算简图,荷载分布和大小恒载:结构自重、构造层重、隔墙、永久性设备重活载:人员荷载、家具荷载、临时性设备重量,跨数不超过5跨，按实际情况， 超过5跨，可按5跨计算。,单向板楼盖荷载情况,荷载计算：,板： 负载宽度b=1M板受到的均布恒荷载设计值g板 恒载分项系数rg钢混材料重度r板厚h 负载宽度b板面及板底构造层重量板受到的均布活荷载设计值q板 活载分项系数rq均布活荷载标准值qk 负载宽度b,荷载计算：,次梁： 负载宽度L1次梁受到的均布恒荷载设计值g次 板面恒载设计值g板负载宽度L1恒载分项系数rg钢混材料重度r次梁宽度b(次梁高度h次-板的厚度h板)梁侧抹灰重量次梁受到的均布活荷载设计值q次 板面活载设计值q板负载宽度L1,荷载计算：,主梁： 负载面积L1L2 主梁受到的集中恒荷载设计值主 次梁恒载设计值g次负载宽度L2恒载分项系数rg钢混材料重度r主梁宽度b(主梁高度h主-板的厚度h板) 负载宽度L1梁侧抹灰重量主梁受到的集中活荷载设计值主 板面活载设计值q板负载面积L1L2,三、结构内力计算（求内力）,受弯构件所需要求的内力：M和V,计算方法：弹性法和塑性法,弹性法严谨，配筋量多。塑性法经济，但易开裂，下列构件不能采用，、直接承受动力荷载的结构；、对裂缝宽度有较高要求的结构；、重要部位的结构。,弹性法计算内力（求内力）,（1）、荷载的最不利组合 满布的恒荷载+最不利的活荷载布置活荷载最不利的布置原则：1）、求某跨跨中最大正弯矩时，应在该跨布置活荷载，然后隔跨布置活荷载；2）、求某支座最大负弯矩时，应在该支座左右两跨布置活荷载，然后隔跨布置活荷载。3）、求某支座边最大剪力时，应在该支座左右两跨布置活荷载，然后隔跨布置活荷载，与支座最大负弯矩的布置相同。,（2）、内力包络图将各种内力组合情况下的内力图，画在同一张图上，形成内力叠合图，其外包线称为“内力包络图”。,折算荷载和计算内力,为减少采用铰支座进行设计所带来的误差，可采用折算荷载的方法来计算内力。,连续板： ggq/2 qq/2 连续次梁 ggq/4 q3q/4 连续主梁：不折算,折算荷载在按弹性理论分析内力时必须予以考虑；在按塑性理论分析内力时可不必考虑，即可直接取用荷载g和q。,按弹性计算法计算连续板、梁的内力时，将钢筋混凝土梁、板视为理想弹性体，按结构力学的方法进行内力计算。为设计方便，对于常用荷载作用下的等跨等截面的连续梁、板，其内力均已制成表格，见附录3附表8,按塑性法计算内力,塑性铰与普通铰比较，有以下特点：“塑性铰”能承受相应于截面“屈服”的极限弯矩；“塑性铰”不是集中于一点，而是发生在一小段局部变形很大的区域；“塑性铰”只能沿弯矩作用方向作有限的转动。,塑性内力重分布的几点结论超静定结构的破坏标志，不是某一截面达到极限弯矩，而是结构出现足够数目的塑性铰。按弹性方法计算，连续梁的内支座截面弯矩通常较大，配筋较多，钢筋拥挤施工不方便。结构塑性内力重分布的限制条件：钢筋宜采用塑性较好的HPB235、HRB335和HRB400级钢筋。塑性铰处截面的相对受压区高度应满足x/h00.35。弯矩调整幅度不宜过大，应控制在弹性理论计算弯矩的20%以内。,内力重分布：构件开裂引起刚度变化，并出现塑性铰，各截面内力发生重分布，其大小与弹性分析结果不一致。,梁板按塑性法计算内力,塑性法：（塑性内力重分布设计法）是指采取弯矩调幅法将支座弯矩调低后进行配筋的一种经济配筋法。适用于板和次梁，但不适用于主梁。,6.2整体式单向板肋梁楼盖（第二讲）,1、单向板计算特点： （1）取一米作为计算单元（2）一般不需进行斜截面受剪承载力计算。（3）利用支座反推力的有利作用，可减少中间跨截面和中间支座截面弯矩设计值20%，边跨跨中和第一内支座截面弯矩设计值不调整。,配筋计算和构造（配钢筋）,2、单向板构造要求配筋方式：弯起式和分离式弯起式整体性好，但施工不便，分离式整体性稍差，但施工方便，工程实际中，分离式运用的更为普遍。,构造钢筋： （a）、分布钢筋受力钢筋的15%，直径6mm，间距250集中荷载较大或露天构件，分布钢筋间距200mm,（b）、板面构造负筋墙 边：ln/7墙 角：ln/4 主梁边：ln/4,3、次梁计算特点：（1）、跨中按T形截面，支座按矩形截面计算；（2）、一般可仅设置箍筋抗剪；（3）、一般不需作挠度与裂缝宽度验算。,4、次梁构造要求：纵筋布置有弯起式和分离式。,5、主梁计算特点：主梁按弹性理论计算，不考虑塑性内力重分布。截面配筋计算时，跨中可按T形截面计算，但支座只按矩形截面计算。由于支座处板、次梁和主梁的钢筋重叠交错，且主梁负筋位于次梁和板的负筋之下故主梁截面有效高度在支座处有所减少。此时主梁支座截面有效高度应取：受力钢筋一排布置时：h0h（5560）受力钢筋二排布置时：h0h（7080）。,支座处的截面有效高度为：板：h0=h-(2025)次梁：h0=h-(3540)(一排) h0=h-(6065)(两排)主梁：h0=h-(5560)(一排) h0=h-(7080)(两排),6、主梁构造要求：主梁的一般构造要求与次梁相同。但主梁纵向受力钢筋的弯起和截断，应按弯矩包络图确定，并应满足有关构造要求。 主梁伸入墙内的长度一般应不小于370mm。 附加横向钢筋,附加横向钢筋：主梁与次梁交接处，应设置附加横向钢筋，以承受集中力的作用。 附加横向钢筋有附加箍筋和附加吊筋两种类型，宜优先选用附加箍筋。,6.3整体式双向板肋梁楼盖,整体式双向板肋形楼盖,某食堂的现浇双向板肋梁楼盖,整体式双向板肋形楼盖,均布荷载下双向板的裂缝图（a）方形板板底裂缝；（b）矩形板板面裂缝；（c）矩形板板底裂缝,1、双向板的破坏特征,双向板在两个方向受力都较大，因此需在两个方向同时配置受力钢筋。试验表明，在荷载的作用下，简支双向板的四角都有翘起的趋势，板传给四边支承梁的压力并非均匀分布，而是中部较大，两端较小。试验还表明，在其它条件相同时，采用强度等级较高的混凝土较为优越。当用钢量相同时，采用细而密的配筋较采用粗而疏的配筋有利，且将板中间部分钢筋排列较密些要比均匀排列更适宜。,2、双向板的受力特点,整体式双向板肋形楼盖设计,一、结构平面布置（布结构）空间不大，接近正方，可不设中柱，如（a）图；空间较大，宜设中柱，并设纵横梁，如（b）图；空间更大，柱距较大，柱间设井字梁如（c）图。,二、结构内力计算（求内力）,采用弹性法,1、单块双向板内力计算,钢筋混凝土材料的泊松比=1/6(或0.2),附表9中查出相应的弯矩、挠度系数,采用弹性法,2、多跨连续双向板的计算,实用计算法的基本假定是：支承梁的抗弯刚度足够大，其垂直位移忽略不计。,（1）、求跨中最大正弯矩 活荷载棋盘式布置（2）、求支座最大负弯矩 活荷载满区格布置,在对称型荷载g/作用下，连续板的各中间支座两侧的荷载相同，可认为支承处板的转角为零，当作固定支座。 在反对称型荷载q/作用下，连续板的支承处左右截面旋转方向一致，即板在支承处的转动变形基本自由，可将板的各中间支座，当作简支支座。,求跨内最大弯矩 活荷载棋盘式布置,求支座最大负弯矩 活荷载满区格布置,内区格：按四边固定计算；边区格和角区格：按实际情况计算。,当相邻区格计算结果不同时，支座最大负弯矩取两侧区格计算值的平均值。,1、双向板配筋计算要点 双向板若短跨方向跨中截面的有效高度为h01，则长跨方向截面的有效高度h02= h01d，（d为板中受力钢筋直径），若两向钢筋直径不同时，取其平均值。若板与支座为整体连接并按弹性理论方法计算双向板内力时，应采用支座边缘处的弯矩值为计算弯矩。 对于四边与梁整体连接的板，应考虑周边支承梁对板产生水平推力的有利影响，因此，设计时应将计算所得弯矩值根据下列情况予以减少。,配筋计算与构造要求(配钢筋),（1）板厚 一般80mm，且160mm，简支板l/45，连续板l/50。,（2）受力钢筋分离式配筋，双向受力筋，短边方向钢筋放外侧，长边方向钢筋放内侧。,（3）支座负构造钢筋数量1/3受力钢筋，且8200。伸过支座边ln/4。,构造要求,6.5钢筋混凝土楼梯,6.3 钢筋混凝土楼梯,钢筋混凝土楼梯的类型,按所用材料可分为:木楼梯、钢楼梯、钢筋混凝土楼梯,按楼梯结构的受力状态还可分为梁式、板式、剪刀式和螺旋式,钢筋混凝土楼梯,1、梁式楼梯,在楼梯踏步板的侧面（或底面）设置斜梁，即构成梁式楼梯,建院食堂梁式楼梯,梁式楼梯荷载的传递途径是：踏步板斜梁平台梁（或楼层梁）楼梯间墙（或柱）,钢筋混凝土楼梯,2、板式楼梯,由梯段斜板、平台及平台板组成，梯段斜板两端支承在平台梁上,板式楼梯荷载的传递途径是：斜板平台梁楼梯间墙（或柱）。,钢筋混凝土楼梯,3、剪刀式及螺旋式楼梯,优点: 外形轻巧、美观。缺点: 其受力复杂、施工比较困难（尤其螺旋楼梯），材料用量多，造价较高。,现浇楼梯的受力特点与构造,一、现浇板式楼梯的受力特点与构造,梯段斜板中受力钢筋可采用弯起式或分离式。,梯段板中的分布钢筋按构造配置，要求每个踏步范围内至少放置一根钢筋。,梯段板的计算与构造,，,平台梁是承受自重及斜板传来均布荷载的简支梁，可按简支的倒L形梁计算。平台梁的截面高度hl0/10，l0为平台梁的计算跨度，其他构照要求与一般的梁相同。 平台板视支承条件不同，可能是两对边简支板或悬臂板，其配筋方式及构照与普通板一样。,3、平台梁和平台板的计算与构造,二、.现浇梁式楼梯的受力特点与构造,1、梁式楼梯的受力特点,2、踏步板的计算与构造,3、斜梁的计算与构造,斜梁按简支受弯构件进行设计，梁中最大弯矩和剪力计算的方法同板式楼梯的斜板。若踏步板与斜梁整浇，计算时可考虑踏步板参与斜梁的工作，取斜梁截面为倒L形,图6-40 梯段斜梁的计算简图 图6-41 梯段斜梁的配筋示意图,4、平台梁和平台板的计算与配筋构造同板式楼梯,折线形楼梯的受力特点与构造,当建筑物层高较大、楼梯间进深不够时，也可设计成板式梁式混合形的三折式楼梯,折板式楼梯的计算简化处理,折线形楼梯板在曲折处配筋（a）混凝土保护层剥落，钢筋被拉出（b）转角处钢筋的锚固措施,折线形楼梯平面（a）平面图 （b）折梁配筋示意图,6.6钢筋混凝土雨篷,6.6 钢筋混凝土雨篷,当外挑长度不大于3m时，一般可不设外柱而做成悬挑结构,当外挑长度大于1.5m时 悬臂梁的梁板式雨篷当外挑长度大于1.5m 时 悬臂板式雨篷,悬臂板式雨篷组成,雨篷板,雨篷梁,雨篷可能发生的破坏形式,雨篷板在根部受弯断裂破坏,雨篷整体倾覆破坏,雨篷梁受弯、剪、扭破坏,雨篷板是悬挑板，通常都做成变厚度板，受力图如图所示。,6.6.1雨篷板的受力特点与构造,雨篷板的配筋按悬臂板计算，计算截面在板的根部。,6.6.2雨篷梁的受力特点与构造,雨篷梁的荷载：墙体重量、梁板荷载、雨