钢筋混凝土梁板结构选型PPT课件

1、2022-7-21 楼盖或屋盖作为建筑结构的水平分体系，是建筑结构的重要组成部分，其主要的结构功能是把楼盖或屋盖上的竖向荷载传递给竖向结构分体系，作为竖向结构分体系的水平刚性隔板，将水平荷载分配给各竖向结构构件。 第1页/共55页2022-7-22 因此，水平分体系的方案选择与设计和竖向分体系的结构布置密切有关，在具体工程项目的设计中，必须同步综合协调考虑水平分体系和竖向分体系的结构平面布置与类型。 水平分体系和竖向分体系密不可分！第2页/共55页2022-7-232、楼盖的结构高度对建筑结构整体的影响第3页/共55页2022-7-24 对于高层建筑来讲，尽管其楼盖体系和多层建筑基本相同，但确

2、有一些问题会在高层建筑中变得更加突出和重要。 最突出的问题就是楼盖的结构高度！第4页/共55页2022-7-25 房间的净高是指楼地面到结构层底面或顶棚下表面之间的距离； 层高是指该层楼地面到上一层楼面之间的距离如图所示。第5页/共55页2022-7-26 高层建筑往往都有几十层，由于楼盖的结构高度将直接影响建筑物的总高度及其抗侧力效应。第6页/共55页2022-7-27 所以高层建筑中的楼盖结构高度就变得非常的重要，必须认真地比较和选择最佳的楼盖体系设计方案，并认真确定其构件的截面高度。第7页/共55页2022-7-283、楼盖结构自重对建筑结构整体的影响第8页/共55页2022-7-29

3、不同楼盖体系的结构自重也会直接影响基础的造价。 较重的楼盖结构势必会要求较大截面尺寸的柱子和剪力墙，这不但会增加上部结构的材料和施工费用，同时也会加大基础的用量和造价； 此外，较重的楼盖结构还势必会加大地震作用下的惯性力，反过来又加大抗侧力结构构件的截面尺寸来进行抗震补强。第9页/共55页2022-7-210 在高层建筑中，钢筋混凝土楼盖的自重大约占总自重的50%60%，只要将每层楼盖的结构自重减轻一点，就可以使整幢建筑的重量减轻很多，这无论从经济还是从受力上来讲都是及其有利的。 因此，选择合适的楼盖结构型式对整个建筑物的使用和技术经济指标至关重要。第10页/共55页2022-7-2114、楼

4、盖结构的跨度对建筑结构整体的影响第11页/共55页2022-7-212 在高层建筑中，倾覆力矩是一个很重要而且必须关注的问题。 一方面要尽可能采用大跨度的楼盖结构体系，以加宽抗倾覆力矩的力臂； 第12页/共55页2022-7-213 但需要注意的是，大跨度的楼盖结构必须满足承受竖向荷载作用下的挠度要求； 大跨度的楼盖结构还要作为竖向结构分体系的水平刚性隔板作用，将水平荷载分配给各竖向结构构件。 第13页/共55页2022-7-214第一节 钢筋混凝土梁板结构型式 按其结构型式可分为无梁楼盖、单向板肋梁楼盖体系、双向板肋梁楼盖体系、井式楼盖、密梁楼盖等，如下图所示。第14页/共55页第15页/共

5、55页2022-7-216 下面几节内容将着重讨论各种楼盖结构体系的选型相关的一些基本概念，并讨论他们各自在： （1）所需要的结构空间高度、 （2）所适用的最佳跨度及其长宽比、 （3）单位面积的平均折算重量、 （4）以及对整体结构刚度的贡献等各方面的优势与弱势。第16页/共55页2022-7-217第二节 现浇肋梁楼盖体系的概念设计现浇肋梁楼盖体系具有下列的优势：（1）合理设计的肋梁楼盖混凝土平均折算厚度较小，重量较轻； 双向密肋楼盖体系的平均混凝土折算厚度是所有楼盖体系中最小的。第17页/共55页2022-7-218 （2）对于预应力混凝土肋梁楼盖来讲，它的经济适用跨度可做到（912）m（1

6、3.518）m。 若在一个方向具有抗弯和抗扭刚度都很大的边支承时，其正交方向的跨度可以做到2136m或更大； 第18页/共55页2022-7-219（3）承载能力大，活荷载可达1020kN/m2甚至更大； 第19页/共55页2022-7-220 （4）对建筑结构的整体刚度贡献比平板体系和双向密肋体系要大得多； 第20页/共55页2022-7-221（5）与平板体系和双向密肋楼盖体系相比较，肋梁楼盖结构体系的受力清楚，传力途径简单明确。第21页/共55页2022-7-222 但是肋梁楼盖体系也具有下列的缺点： （1）与平板体系和双向密肋楼盖体系相比，肋梁楼盖体系存在结构高度较大； 第22页/共5

7、5页2022-7-223 （2）与平板体系相比较，模板工程比较复杂。第23页/共55页2022-7-224一、单向板与双向板的概念 第24页/共55页2022-7-225第25页/共55页2022-7-226第26页/共55页单向板的受力特点单向板上的荷载主要沿短边方向传递，沿长边方向传递的荷载很少，受力钢筋沿短边方向布置，长边方向只布置构造钢筋。第27页/共55页双向板的受力特点双向板受荷后第一批裂缝出现在板底中部，然后逐渐沿4545向板四角扩展，当钢筋应力达到屈服点后，裂缝显著增大。板即将破坏时，板面四角产生环状裂缝，这种裂缝的出现促使板底裂缝进一步开展，最后板告破坏。第28页/共55页2

8、022-7-229 究竟应该选择短跨为主梁还是选择长跨为主梁？ 需要考虑的问题！二、肋梁楼盖的结构布置 第29页/共55页2022-7-230 如何有意识地对连续框架的端跨进行调整会更有利？ 需要考虑的问题！第30页/共55页2022-7-231 以及如何利用边支承的优势来开拓大跨度的结构设计等等。 这些都值得在结构选型或初步设计阶段时，设计人员进一步推敲和思考的问题。需要考虑的问题！第31页/共55页2022-7-2321、肋梁楼盖结构布置的一般原则 设计肋梁楼盖体系时，结构布置包括柱网、梁格及板的布置，为得到一种合理的结构布置方案，一般可按下列原则进行： （1）在满足建筑物使用功能的前提条

9、件下，柱网和梁格的划分应尽可能的规整，结构布置力求简单、整齐，梁尽可能的连续贯通，避免楼板直接承受集中荷载；第32页/共55页2022-7-233 （2）柱网的间距决定了框架梁的跨度，框架梁间距决定了次梁的跨度，次梁的间距往往决定了板的跨度； 第33页/共55页2022-7-234 （3）梁的跨度不宜过大。根据抗侧力体系布置的要求，为提高结构的横向刚度，一般将主梁横向布置。如果主梁沿着长跨方向布置，经验表明主梁的跨度在58米，次梁跨度在46米为宜； 第34页/共55页2022-7-235 当柱网为矩形时，根据荷载最短路径传递的原则，主梁应尽可能沿柱网的短跨方向布置；第35页/共55页2022-

10、7-236 （4）通常在肋梁楼盖结构体系中，板的混凝土用量可高达70%，对整个楼盖的经济性和自重有重要的影响，因此，板的跨度不宜太大，板尽可能的薄。 通常，单向板的跨度取23m，双向板的跨度取46m较为合适。第36页/共55页2022-7-237（5）框架结构的主梁截面高度可按计算跨度的110118确定。 过去规定框架主梁的截面高度为计算跨度的18112，已不能满足近年来大量兴建的高层建筑对于层高的要求。 近来我国一些设计单位，已大量设计了梁高较小的工程，对于8m左右的柱网，框架主梁截面高度为450mm左右，宽度为350mm400mm的工程实例也较多。 第37页/共55页2022-7-238（

11、6）构件的跨度以等跨为宜，考虑到边支座为铰支，为减少边跨的内力，可使板、次梁及主梁的边跨跨度略小于内跨跨度，以10%以内为佳。第38页/共55页2022-7-239 （7）边跨主梁应具有足够的抗扭刚度，特别是在无悬臂次梁的边跨主梁。 第39页/共55页2022-7-240（8）建筑结构的整体受力性能要求主梁的弯曲变形除了满足允许的挠度限值外，还应该控制在次梁的弯曲变形值的1/21/3范围内。第40页/共55页2022-7-241 这样设计出来的主次梁截面高度能协调一致，做到梁底齐平，从而保证楼盖的结构高度最小；主次梁底平整，经济美观，一般情况下不用加吊顶。 2 2、主梁沿短跨方向布置的肋梁楼盖

12、结构 以短跨为主梁，长跨为次梁，而且短跨与长跨的比例小于0.75相对比较经济，一般比较常用的主次梁跨度比取0.650.70比较适宜。第41页/共55页2022-7-242 3 3、单向密肋楼盖单向板肋梁楼盖体系的一种特殊结构型式 第42页/共55页2022-7-243 即一个方向的柱间距要求很大，如21m36m，甚至长达42m45m，而对另一个方向的柱间距则无任何规定和限制。 若建筑空间功能要求建筑物某部位，例如高层宾馆的顶层多功能大厅或裙房大堂等，柱网布置在两个正交方向的柱距相差非常悬殊时。第43页/共55页2022-7-244 在这种情况下，可将对柱距无要求的这个方向的柱距加密，例如69m

13、，根据单向密肋的跨度和楼面荷载情况而定，形成刚度很大的边支承。 而在另一个方向采用大跨度的预应力混凝土单向密肋楼盖体系是比较经济和有效的。第44页/共55页2022-7-245 由于单向密肋楼盖的跨度很大，传递的楼面荷载大，而截面高度和肋宽相对比较小，为控制单向密肋的跨中弯矩和挠度在合理的范围内。 则要求作为边支承的框架梁除具有足够的抗弯刚度外，还必须具有足够的抗扭刚度来约束密肋端部的转动。第45页/共55页2022-7-246 从传力途径来分析，单向密肋楼盖体系可以归类于单向板肋梁楼盖体系。 但其具有适用于一个方向超长跨度，且需正交边支承刚度较大的不同于常规的单向板肋梁楼盖的特点。第46页/

14、共55页2022-7-247第三节 现浇井式梁楼盖体系的概念设计 井式梁楼盖是由双向板与交叉梁系共同组成的楼盖体系，交叉梁系的布置方式主要有正交正放和正交斜放两种形式。第47页/共55页2022-7-248 交叉梁不分主次梁，互为支承，其高度往往相同。交叉梁形成的网格边长，即双向板的边长一般为24m，且边长宜尽量相等。 梁高h通常可取（1/161/18）L，L为井式梁的跨度。第48页/共55页2022-7-249 这种楼盖的结构高度比主次梁肋形楼盖要小，且具有较好的建筑效果。因此，常用于公共建筑的厅、堂。第49页/共55页2022-7-250第四节 现浇双向密肋体系的概念设计 第50页/共55页2022-7-251 双向密肋楼盖体系中两个方向的肋类似于一个小型井式楼盖，其受力较单向密肋楼盖合理，且双向密肋楼盖较单向密肋楼盖的视觉效果更好，可以不吊顶。 选择双向密肋楼盖体系的前提条件之一就是柱网开间最好能接近方形，而不是矩形。第51页/共55页2022-7-252 当开间为方形时，对双向密肋的受力来讲是最为有利的。而随着开间的长宽比的增大，这种效益就迅速消失，当柱网开间的长宽比大于或等于1.5是，双向作用的意义已经微乎其微了。 双向密肋楼盖体系的最大优势就是它的经济适用跨度较大，对于预应力混凝土