单向板肋形楼盖.ppt

第第1414章章 单向板肋形楼盖单向板肋形楼盖 14.1 概说 14.2 楼盖结构的型式 14.3 楼盖结构布置 14.4 肋形楼盖的受力体系 14.5 钢筋混凝土连续梁的内力计算 14.6 单向板的计算和配筋 14.7 次梁的计算和配筋 14.8 主梁的计算和配筋 14.9 单向板肋形楼盖设计例题 14.1 14.1 概说概说 梁板结构是工业与民用建筑和构筑物中常用的结 构形式。例如楼盖和屋盖、筏式基础、挡土墙、储液 池的底板和顶盖，以及楼梯、阳台和雨篷等。 现浇钢筋混凝土肋形楼盖由板、次梁及主梁组成，楼 盖主要用于承受楼面竖向荷载。其中梁的构造我们在 前面讨论过，在此重点讨论板的构造。 其它梁板结构： 1）地下室底板结构 2）挡土墙结构 3）桥梁桥面板结构 14.2 14.2 楼盖结构的型式楼盖结构的型式 楼（屋）盖是建筑结构的重要组成部分。 楼盖结构楼盖结构将楼面荷载传递给竖向承重结构竖向承重结构，通 过竖向承重结构传递给基础基础，再由基础传递给 地基地基。 钢筋混凝土楼盖按施工方法分类，可分为 现浇式 装配式 装配整体式 现浇楼盖刚度大，整体性好，抗震 抗冲击性能好，防水性好，对不规则平 面的适应性强；其缺点是费工、费模板 ，施工工期长。 l 现浇楼盖 现浇楼盖、屋盖的整体性好，刚度大，抗渗性好 p近年来，在一些新建的高层 建筑中，整浇楼 盖得到了较 广泛的应用。 p现浇楼盖、屋盖易于适应各 种特殊的情况。例如， 平面 形状不规则，有较重的集中设 备荷载，或者有较复杂的洞孔 等。 p现浇楼盖、屋盖需要现场支 模和铺设钢筋，混凝土的浇筑 和养护等劳动量大，且工期较 长。 p随着施工技术的改 进和工具 式钢模板的广泛应用，以上缺 点正在逐渐被克服。 装配式楼盖施工进度快，节省模板，工 业化程度高，但整体性较差，且易裂缝 ，主要用于多层房屋，如多层住宅。 l 装配式楼盖 装配式楼盖 装配式楼盖、屋盖由预制 构件在现场安装连接而成 ，有节约劳动力，加快施 工进度，便于工业化生产 和机械化施工等优点，但 结构的整体性和刚度较差 ，在我国多层住宅中应用 最为普遍。 装配整体式楼盖、屋盖是将各预制梁或板(包括叠合 梁、叠合板中的预制部分)，在现 场吊装就位后，通 过整结措施和现浇混凝土构成整体。 l 装配整体式楼盖 装配整体式楼盖兼有现浇式和装配式的 某些优缺点，主要用于整体性要求较高 的建筑。 预制板（梁）上现浇一叠合层而成为一个 整体。这种楼盖兼有预制及现浇楼盖的优点， 抗震性能较好，因此近年来在抗震结构中应用 较多。 装配整体式楼盖、屋盖是将各预制梁或板( 包括叠合梁、叠合板中的预制部分)，在现场吊 装就位后，通过整结措施和现浇混凝土构成整 体。装配式楼盖、屋盖由预制构件在现场安装 连接而成，有节约劳动力，加快施工进度，便 于工业化生产和机械化施工等优点，但结构的 整体性和刚度较差，在我国多层住宅中应用最 为普遍。 l 装配整体式楼盖 单向板肋形楼盖 双向板肋形楼盖 井式楼盖 密肋楼盖 无梁楼盖 钢筋混凝土楼盖按结构形式分类 图7.1 楼盖的结构形式 （a）单向板肋形楼盖；（b）双向板肋形楼盖；（c）井式楼盖； （d）密肋楼盖；（e）无梁楼盖 单向板和双向板 楼板承受着竖向荷载，当板 面较大时，可设梁将板划分 成多个区格。每一板区格一 般四边都有梁或墙支承着， 对于两对边支承的板，竖向 荷载将通过板的受弯传到两 对边的支承梁或墙上. 荷载向两个方向传递的多少，将随着板区格的长边计算跨度l02与 短边计算跨度l01的比值而变化。当l02 /l01的比值较大时，板上的荷 载主要沿l01方向传递给支承构件，而沿l02方向传递的荷载很少， 以至可以略去。 这种主要沿短跨受弯的板称单向板，又称梁式板。单向板的受力 钢筋应沿短向配置，沿长向仅按构造配筋。 l02 l01 当l02 /l01的比值较小时，沿长跨方向传递的荷载将不 能略去，这种在两个方向受弯的板 称双向板。双向板 的受力钢筋应沿两个方向配置。 工程设计中 ： l02 /l01 3时 按单 向板设计； l02 /l01 2时 按双 向板设计。 肋梁楼盖和无梁楼盖 用梁将楼板分成多个区格，从而形成整浇的连续 板和连续梁，因板厚也是梁高的一部分，故梁的 截面形状为t形。这种由梁板组成的现浇楼盖，通 常称为肋梁楼盖。随着板区格平面尺寸比的不同 ，又可分成单向板肋梁楼盖和双向板肋梁楼盖。 肋梁楼盖一般由板、次梁和主梁组成。 传力路线是：板次 梁主梁柱(墙)基 础。肋梁楼盖中的主 梁可以是连续梁，也 可以与柱子构成框架 结构。 将楼板划分成若干个正方形或接近正方形的小区 格，两个方向的梁截面相同，不分主梁和次梁， 都是直接承受板传来的荷载，这种楼盖称为井式 楼盖。井式楼盖的梁是以楼盖四周的柱或墙作为 支承的，两个方向梁的相交点会产生一定数量的 挠度，整个楼盖的变形类似一块很大的双向板。 不设梁，而将板直接支承在柱上的楼盖 称为无梁楼盖,无梁楼盖与柱构成板柱 结构，在柱的上端通常还设置柱帽。 楼盖结构钢的布置取决于所满足的功能要求。常见的布 置形式有以下两种： 1柱网布置 柱网布置对于房屋的适用性及造价等影响较大，是个 综合性的问题。其布置得原则是： 1）使用要求 如公共建筑的大厅一般要求较大的柱网尺寸，居住建筑则主要 取决于居室标准，工业厂房视设备尺寸和设备布置等工艺要求而 定。 2）经济 柱网大则楼盖跨度大，楼盖的材料用量增加，但柱子少，建筑 面积利用率高；柱网过小柱子增多，而梁板结构由于跨度小而按 构造要求设计则未必经济。目前较经济的柱网尺寸为58m。 14.3 14.3 楼盖结构布置楼盖结构布置 14.3 14.3 楼盖结构布置楼盖结构布置 2肋形楼盖的梁格布置 在柱网已定的条件下，梁格布置的原则是： 1）使用要求中的大型设备应直接由梁来支承，在大的 孔洞边布置有梁，另外隔断墙下也宜布置有梁。 2）为了提高建筑物的侧向刚度，主梁宜沿建筑物的横 向布置。 3）在混合结构中，梁的支承点应避开窗洞口。 4）板的经济跨度单向板为1.53m，双向板为46m， 次梁的经济跨度为46m。 14.4.1 板 1.荷载 2. 板厚 按表14-1取值。 作用在板上的荷载有： 永久荷载（恒载）和可变荷载（活载） 建筑结构荷载规范（gb50009） 14.4 14.4 肋形楼盖的受力体系肋形楼盖的受力体系 3.单向板与双向板 对于一个矩形板，我们将矩形的长称为长跨（ l2 ）；矩形的 宽称为短跨（l1 ）。 试验表明，随跨长比（n=l2/l1）的不同，两个方向的弯矩分 布图形的变化如图所示。可见，随比值n的增大，长向弯矩m2减 小，短向m1增大，当n超过一定数值时，可近似认为全部荷载通 过短跨方向受弯传至长边支座，计算上可忽略长向弯矩，配筋上 按构造处理，这种板在受力上称为单向板。计算上必须考虑两个 方向受弯作用的板，称为双向板。 设计上通常：取l2/l1=3的板称为单向板； 当l2/l13时， a ln/3 5）钢筋的构造措施：钢筋末端一般做成半圆弯钩（1级钢筋），但板的 上部钢筋应做成直钩以便撑在模板上，这样在施工时有利于保持板的有 效高度。下部伸人支座的钢筋至少要保留13跨内受力钢筋的截面面积 ，间距不得大于400mm。 6）配筋方式：连续板中的受力钢筋可采用弯起式或分离式配筋。 2、长向支座处的负弯矩钢筋 在单向板长向支座处，为了承担实际存在的负弯矩 ，要配置一定数量的能承受负弯矩的构造钢筋。按 每米宽计，其数量不得少于短向正弯矩钢筋的1/3， 且不少于每米58。这些钢筋可在距支座边线ln/4处 切断（弯直钩）。此处ln为板的短向净跨。 对嵌固在承重墙内的单向板，由于墙的约束作用， 板在墙边也会产生一定的负弯矩，因此在每米板宽 内也应配置不少于58的钢筋，伸出墙边的长度不少 于ln/7。 对两边嵌固在墙内的板角处，应在ln/4范围内双向布 置上述构造钢筋，该筋伸出墙边的长度不小于ln/4。 3、分布钢筋 1)分布钢筋：单向板除沿弯矩方向布置受力钢筋外 ，还要在垂直于受力钢筋的方向布置分布钢筋。分 布钢筋的作用是： 浇筑混凝土时固定受力钢筋的位置； 抵抗收缩或温度变化所产生的内力； 承担并分布板上局部荷载引起的内力； 对四边支承的单向板，可承担在长跨板内实际存在的一 些弯矩。 分布钢筋应配置在受力钢筋的内侧，每m不少于3 根，并不得少于受力钢筋截面面积的110。此外， 在受力钢筋的每一弯折点内侧也应该布置分布钢筋 。对于无防寒或隔热措施屋面板和外露结构，分布 钢筋可适当加密。 2)嵌入承重墙内的板面附加钢筋 14.7.1 设计要点 14.7 14.7 次梁的计算和配筋次梁的计算和配筋 1、荷载 计算由板传来的次梁荷载时，可忽略板的连 续性，即次梁两侧板跨上的荷载各有一半传给次 梁，作为次梁的荷载（图14-30）。次梁在计算荷 载时，还要考虑折算。 14.7.1 设计要点 2、内力计算 次梁通常按塑性内力重分布方法计算内力， 等跨连续次梁内力系数按图14-24采用，不考虑推 力的影响。次梁计算弯矩时跨度的取值如图14-31 所示。计算弯矩时取计算跨径。计算剪力时一律 取净跨。 14.7 14.7 次梁的计算和配筋次梁的计算和配筋 14.7.1 设计要点 3、配筋计算 计算由板传来的次梁荷载时，可忽略板的连 续性，即次梁两侧板跨上的荷载各有一半传给次 梁，作为次梁的荷载（图14-30）。次梁在计算荷 载时，还要考虑折算。 14.7 14.7 次梁的计算和配筋次梁的计算和配筋 14.7.1 设计要点 4、次梁的构造要点 次梁的跨度一般为46m，梁高为跨度为1/181/12； 梁宽为梁高的1/3l/2，因梁与板整结在一起，故梁宽可取 偏小值；纵向钢筋配筋率一般为0.61.5。 在现浇肋梁楼盖中，板可作为次梁的上翼缘，在跨内 正弯矩作用下，板位于受压区，故次梁的跨内截面应按t 形截面计算；在支座附近的负弯矩区段，板处于受拉区， 仍应按矩形截面计算纵向受拉钢筋。当次梁按考虑内力重 分布方法设计时，不考虑支座处水平推力对弯矩的影响； 调幅截面的相对受压区高度应满足x0.35h0的限制。 14.7 14.7 次梁的计算和配筋次梁的计算和配筋 14.7.2 配筋构造 次梁的配筋构造与前面所学受弯构件的配筋相 同。 次梁沿梁长的钢筋布置，应按弯矩及剪力包 络图确定。但对于相邻跨跨度相差不大于20%。 活载和恒载的比小于3的次梁，可按图14-32所示配 筋布置。 14.7 14.7 次梁的计算和配筋次梁的计算和配筋 14.8 14.8 主梁的计算和配筋主梁的计算和配筋 14.8.1 计算要点 1、荷载 主梁除承受自重和直接作用在主梁上的荷载外，主要 是承受由次梁传来的集中荷载。对多跨次梁，计算时可不 考虑次梁的连续性，即按连续梁的反力作用在主梁上。当 次梁仅两跨时应考虑次梁的连续性，即按连续梁反力作用 在主梁上。为了简化计算，可将主梁自重折算为集中荷载( 作用点在次梁位置处)。 如主梁与柱整体浇注形成框架，在计算内力时，主梁 作为框架的一个杆件，不仅承受楼盖传来的竖向荷载，还 应考虑风力、地震力等水平荷载。 14.8.1 计算要点 2、内力计算 1）计算简图 当主梁支承在墙上时，通常将主梁与墙的连结 视为简支，当柱的线刚度小于主梁线刚度的1/5 时，在计算竖向荷载作用下的内力时将主梁简 化为铰接支承在柱顶的连续梁。 2）计算方法 主梁的计算按弹性理论方法进行，不考虑塑性 内力重分布。 14.8 14.8 主梁的计算和配筋主梁的计算和配筋 14.8.1 计算要点 3、截面配筋计算 总的原则是按照受弯构件进行配筋计算。但 还需要考虑以下细节： 1）支座的宽度会使支座处的负弯矩数值减小， 即： 2）主梁的截面有效高度应该取相应的值。根据 主、次梁的交叉分别取相应的值。 14.8 14.8 主梁的计算和配筋主梁的计算和配筋 14.8.2 配筋构造 当现浇板的受力钢筋与梁肋平行时，靠近主梁 梁肋附近的板面荷载将直接传递给主梁而引起负 弯矩，引起板与梁相接的板面产生裂缝。故应沿 主梁梁肋的板面配置每米不少于56的构造筋，其 单位长度内的总截面面积应不小于板中单位长度