（水工结构工程专业论文）楼盖结构体系在不同跨度下的技术经济比较.pdf

大连理工大学硕士学位论文 摘要 一个建筑物中，楼盖约占土建总造价的2 0 3 0 ；在钢筋混凝土高层建筑中，楼 盖的自重约占总自重的5 0 6 0 ，因而降低楼盖的造价和自重对整个建筑物来讲是至 关重要的。此外，楼盖设计对于建筑隔声、隔热和美观等建筑效果有直接影响；对于保 证建筑物的承载力、刚度、耐久性，以及提高抗风、抗震性能也有重要的作用。因此， 正确、合理的设计楼盖，不仅是必要的，而且是重要的，它会带来明显的经济效益和社 会效益。 本文通过对不同跨度下( 6 m x 6 m - - 1 5 m 1 5 m ，每1 5 m 双向渐变) 实际工程中使用 最多的几种楼盖结构体系( 单向板肋梁楼盖、双向板肋粱楼盖、并式楼盖、密肋楼盖、 无梁楼盖及预应力混凝土主次梁楼盖、预应力混凝土框架梁平板楼盖、预应力混凝土井 式楼盖、预应力混凝土密肋楼盖、预应力混凝土无梁平板楼盖) 的计算、分析，给出了 各楼盖结构体系在不同跨度下的材料用量、造价、结构高度、裂缝、挠度等经济技术指 标，通过综合分析得出选型方案，以供设计人员在前期设计时参考，避免了从头进行分 析的步骤，节约时间，提高效率。本文首先介绍了各楼盖结构体系的特点、适用条件、 常用计算方法等；计算得出各楼盖结构体系在各个跨度下的材料用量、结构高度、挠度、 裂缝宽度、造价等经济技术指标。衡量一种楼盖结构体系的经济效益，不能只看其造价， 而要着眼于它的使用功能、施工管理等综合指标，合理的选择楼盖方案，以适应市场经 济发展的需要。本文从建筑结构体系以及各楼盖结构体系的建筑结构体系、力学、使用 功能、空间利用率、建筑装饰、施工管理几方面着手，进行了各楼盖结构体系的综合分 析，得出在各跨度下的优选方案。最后，通过p m 、p r e c 和s a t w e 计算软件的辅助计 算，选择一个实际工程算例进行计算分析以验证优选方案的可行性。 关键词：楼盖结构体系；不同跨度；造价；综合分析；优选方案 堂苎竺塑堡墨垄至旦堕曼! 塑苎查丝蓬些墼一 e c o n o m i ea n dt e c h n i c a lc o m p a r i s o na m o n g f l o o rs t r u c t u r es y s t e m s o fd i f f e r e n ts p a n s a b s t r a c t f l o o r st a k eu pa sm u c h a s2 0 3 0 o ft h ec o s to fab u i l d i n g ；i na h i g h - r i s er e i n f o r c e d c o n c r e t e b u i l d i n g t h e i rd e a d w e i g h t a c c o u n t sf o r5 0 一6 0 o ft h eo v e r a l l d e a d w e i g h t t h e r e f o r ei ti si m p o r t a n tt ol o w e rt h ec o s ta n dd e a d w e i g h to f t h ef l o o r s m o r e o v e r , t h ed e s i g n o f t h ef l o o ri n f l u e n c e st h es o u n da n dh e a ti n s u l a t i o na n da e s t h e t i ce f f e c t ；i tp l a y sa ni m p o r t a n t r o l ei ns 疵g u a r d i n gt h el o a db e a t i n g ，r i g i d i t ya n dd u r a t i o na n di np r o m o t i n gs h o c ka n dw i n d r e s i s t a n c e t h u sac o r r e c ta n dr e a s o n a b l ed e s i g no ff l o o ri sn o to n l yn e c e s s a r yb u ta l s o i m p o r t a n t f o ri tc a nb r i n g s o c i a la n de c o n o m i cb e n e f i t f i r s t ，t h ep r e s e n tp a p e r b r i e f st h ef e a t u r e s ，c o n d i t i o n so fa p p l i c a t i o na n dc o m m o n l yu s e d a l g o r i t h m so fe a c ht y p eo f f l o o rs t r u c t u r es y s t e m ( o n e - w a ys l a bf l o o r , t w o - w a ys l a bf l o o r , c r o s sb e a mf l o o r , r i bf l o o ri np l a s t i cf o r m ，f i a ts l a bf l o o r , o n e w a yp r e s t r e s s e dc o n c r e t es l a b f l o o r , t w o - w a yp r e s t r e s s e d c o n c r e t es l a b f l o o r , p r e s t r e s s e d c o n c r e t ec r o s sb e a mf l o o r ， p r e s t r e s s e dc o n c r e t er i bf l o o ri np l a s t i cf o r m a n d p r e s t r e s s e dc o n c r e t ef l a ts l a bf l o o r ) t h e ni t w o r k so u tt h em a t e r i a lv o l u m e ，c o s t ，h e i g h to f s t r u c t u r e ，f l e x i b i l i t ya n dc r a c ko fe a c ht y p eo f f l o o rs t r u c t u r es y s t e mr e s p e c t i v e l y h o w e v e rc o s ti sn o tt h eo n l yy a r d s t i c ki nt h ee v a l u a t i o no f d i f f e r e n tf l o o rs t r u c t u r es y s t e m s i n s t e a d ，t h ec o m p o s i t ei n d e xo ff u n c t i o n s ，c o n s t r u c t i o n m a n a g e m e n te t c s h o u l db et a k e ni n t oc o n s i d e r a t i o n i nd e c i d i n gt h ef l o o rs t r u c t u r es y s t e ms o a st om e e tt h ed e m a n do ft h em a r k e te c o n o m y i nt h el a t t e rp a r t ，t h i sp a p e rm a k e sa na n a l y s i s a n dc o m p a r i s o na m o n gt h ec o m p o s i t ei n d e x e so ff l o o rs t r u c t u r es y s t e m so fd i f f e r e n ts p a n s w i t h r e g a r d t os y s t e mo fs t r u c t u r e ，a r c h i t e c t u r a lm e c h a n i c s ，f u n c t i o n s ，u t i l i z er a t eo fi n t e r s p a c e ， a r c h i t e c t u r a la e s t h e t i c s ，c o n s t r u c t i o nm a n a g e m e n te t c a n dp r o v i d e sp l a n sf o ro p t i m i z a t i o n f i n a l l y , t h i sp a p e rt e s t st h ef e a s i b i l i t yo f t h e s ep l a n sb yu s i n gp m 、p r c ea n ds a t w et o a n a l y z e d a t ac o l l e c t e df r o ma p r a c t i c a lc o n s t r u c t i o n w o r k k e yw o r d s ：f l o o rs t m c m r es y s t e m ；d i f f e r e n ts p a n s ；c o s t ；c o m p o s i t ei n d e x ；p l a n f o r o p t i m i z a t i o n 独创性说明 作者郑重声明：本硕士学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工 作及取得研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外， 论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得大连理 工大学或其他单位的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对 本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：j 啦日期：垒哩曼j 声 大连理工大学硕士学位论文 引言 本文主要论述了钢筋混凝土楼盖结构体系在不同跨度下的技术经济比较。其中， 钢筋混凝土楼盖结构体系包括单向板肋梁楼盖、双向板肋梁楼盖、井式楼盖、密肋楼 盖和无梁楼盖以及上述楼盖结构体系加预应力后的情况。楼板的跨度从6 m x 6 m 到 1 5 m 1 5 m ，每1 5 m 双向变化。得到各楼盖结构体系在各跨度下的经济技术指标后， 综合分析力学、使用功能、建筑装饰、施工管理等几方面因素，最后得出优选方案。 关于本论文的研究内容，国内已经做过相关的工作有：机械工业部设计研究院的 欧永成、李昂在1 9 9 6 年1 2 月的建筑结构学报第1 7 卷第6 期上刊出民用建筑 楼盖的技术经济比较，文中通过对某高层建筑裙房六种楼盖方案的分析，给出了其 技术经济指标，标准柱网尺寸为8 4 m 9 m ；华南理工大学建筑工程系的蔡健、黄泰 赞和汕头市建筑设计院的李建芬在2 0 0 0 年4 月的华南理工大学学报( 自然科学版) 第2 8 卷第4 期上刊出钢筋混凝土楼盖结构体系的技术经济比较初探，文中通过对 三种跨度下六种常用楼盖体系的分析计算，给出了各种体系在三种跨度下的材料用 量、造价、结构高度、挠度等经济技术指标并加以讨论，其中三种跨度分别为6 m 6 m 、 9 m x 9 m 和1 2 m x l 2 m 。上述两篇文章选取的六种楼盖结构体系均为单向板肋粱楼盖、 扁梁加大板楼盖、井式楼盖、密肋楼盖、无梁楼盖和无粘结预应力混凝土平板楼盖。 南阳理工学院的王长永、赵权在2 0 0 3 年l o 月建筑技术开发第3 0 卷第1 0 期上刊 出常见现浇混凝土楼盖的工程应用计造价分析，文中结合工程实际分别对钢筋混 凝土密肋楼盖、无粘结预应力密肋楼盖和井式楼盖进行了技术经济分析，阐述了楼盖 的选型要从使用功能和经济效益等方面综合考虑。还有其他研究者从一种楼盖结构形 式着手，重点研究了该楼盖结构形式的特点，他们都为本文的研究作了很好的理论和 现实基础。 本文的研究内容是上述工作的延伸，分别从跨度和形式上进行扩展，并考虑了风 荷载和地震荷载的作用，加入了模板的工程量，分析更为详尽，使得出的结论更全面， 在实际工程中更好的为设计人员提供参考。 楼盖结构体系在不同跨度下的技术经济比较 1 绪论 楼盖，也叫楼层，通常由面层、结构层和顶棚三部分组成【i 】。 1 1 楼盖的作用 1 , 2 1 楼盖是水平承重结构，是建筑的重要组成部分。楼盖结构将楼面荷载传递给竖向 承重结构，通过竖向承重结构传递给基础，再由基础传递给地基。 在框架结构中，当楼面采用单向板肋梁楼盖时，框架的横粱也是楼盖的主梁。因 此，楼盖结构中的梁或板有时也是竖向承重结构的组成部分。 楼盖结构不但将其上的荷载传递给竖向承重结构，同时也将各竖向承重结构连接 成一个整体，成为竖向承重结构的水平支撑，从而增加了竖向承重结构的稳定性，使 之能更好的发挥其承载作用。楼盖结构与竖向承重结构牢固连接后，使房屋结构的整 体性增加，刚度增大，变形减少，受力性能可以更好的发挥。 因此，结构对楼盏的要求是：在竖向荷载的作用下，要满足承载力和竖向刚度要 求：在楼盖自身水平面内要有足够的水平刚度和整体性；要与竖向结构有可靠的连接， 以保证竖向力和水平剪力的传递。 1 2 楼盖的分类f 1 ，2 】 楼盏按结构形式，可分为有梁楼盖和无梁楼盖( e ) 两大类。在有梁楼盖中，根据梁、 柱的结构布置情况，又可分为单向板肋梁楼盖( a ) 、双向板肋梁楼盖( b ) 、井式楼盖( c ) 和密肋楼盖( d ) ，如图1 1 所示。井式楼盖和密肋楼盖的区别是，密肋楼盖中粱与梁的 间距较小，通常将两个方向梁间距不大于1 5 m 的楼盖成为密肋楼盖。无梁楼盖不设 梁，楼盖直接支承在柱和墙上。 此外，还可以将楼盖做成压型钢板一混凝土组合楼盖、钢梁一混凝土组合楼盖、 网架一混凝土组合楼益等多种形式。 楼盖结构中，梁是板的支承处，板的荷载通过梁传给柱和墙。因此，梁设置得较 多时，楼盏的厚度可以减薄，材料节省，自重减轻，比较经济。无梁楼盖不设梁，楼 板底面平整，较力美观，但楼板较厚，材料用量较多，自重较大，造价较高。最近几 年，在柱网较大的楼盖中，为了减轻结构自重，有时将其做成空心无梁楼盖。当无梁 板全部支承在柱上时，这种结构称为板柱结构。板柱结构的抗侧刚度弱，不适合在高 大连理工大学硕士学位论文 层建筑中采用。 井 l i 密肋桨 ， l i 匦一 缸一圃 ( e ) 图1 1 钢筋混凝土楼盖按结构型式分类 f i g 1 1r e i n f o r c e dc o n c r e t ef l o o r sc l a s s i f i e db y s t r u c t u r et y p e s 拄帽 楼盖按施工方法可以分为装配式、装配整体式和现浇式三种类型。装配式楼盖中， 楼板是预制后安放在梁或墙上的，板与梁或墙之间无牢固的结构上的连系。这种楼盖 施工简便，经济性好，但整体性差。装配整体式楼盖是在装配式楼盖的楼面上做一层 刚性面层，面层通常用4 0 m m 厚细石混凝土现浇而成，面层内配有钢筋网。与装配式 楼盖相比，装配整体式楼盖的整体性要好得多，但造价略高一些。如果在预制板上预 留钢筋或将板面预留许多有一定深度的槽，使后浇的结构与预制结构结合很好，能共 同工作，这种楼盖称为叠合式楼盖。叠合式楼盖的受力性能比普通装配整体式楼盖好 一些。现浇式楼盖是在梁和板的钢筋绑扎好以后，用混凝土一次浇灌而成的。由于梁 和板的钢筋相互交织，混凝土一次浇灌，其整体性和受力性能比装配式和装配整体式 都好。当然，现浇楼盖的模板用量较多，施工麻烦一些，造价也高一些。 楼盖按是否对其施加预应力可分为普通钢筋混凝土楼盖和预应力混凝土楼盖。普 通钢筋混凝土楼盖旌工简便，但变形和抗裂性能不如预应力混凝土楼盖好。当柱网较 大时，预应力楼盖可以有效减小板厚，降低建筑层高。最近2 0 多年来，无粘结预应 力混凝土楼盖在工程中得到了一定的应用。 1 3 楼盖的常用材料2 】 楼盖结构的主要材料为钢筋和混凝土。 楼盖结构体系在不同跨度下的技术经济比较 普通钢筋混凝土楼盖常用的钢筋为h p b 2 3 5 级、h p b 3 3 5 级、h p b 4 0 0 级和 r r b 4 0 0 级，也可以采用c r b 5 5 0 级冷轧带肋钢筋和冷轧扭钢筋。预应力混凝土楼盖 常用的钢筋为钢绞线、钢丝、热处理钢筋以及强度较高的冷轧带肋钢筋。对于普通钢 筋混凝土结构而言，常用的混凝土强度等级为c 2 0 c 4 0 ；对于预应力混凝土结构而 言，常用的混凝土强度等级为c 3 0 - - c 5 0 。 1 4 楼盖的设计方法f 1 ，2 楼盖结构当前常用的内力分析方法有：线弹性分析法、考虑塑性内力重分布的分 析法、塑性极限分析法。 弹性设计法是假定材料是弹性的，应力与应变成比例，可采用结构力学方法计算 其内力和变形，对于尺寸和荷载都很规整的结构，有现成的表格可以利用。但是，混 凝土材料的抗拉强度低，混凝土结构在较低的荷载下有可能开裂。结构开裂后，刚度 降低，变形加大，内力出现重分布，实际内力与按弹性方法计算的内力有出入，而且， 随着荷载的进一步增加，裂缝的不断发展，混凝土与钢筋之间的粘结发生破坏，受拉 钢筋屈服，这种出入会越来越大。因此。按弹性方法进行设计不适合结构开裂后的情 况。 考虑塑性内力重分布的设计方法能较好地反映混凝土结构开裂后的真实受力情 况，而且只要将内力重分布的大小控制得好，既能使结构的承载力较好的发挥，又能 保证结构在正常使用情况下的变形不会过大，裂缝不会过宽。当然，塑性内力重分布 是以结构开裂和塑性变形得到一定的发展为先决条件，因此，对于那些在使用过程中 对抗裂等级要求较高的结构、对于处于浸蚀性环境和潮湿环境的结构、对于直接承受 动力荷载和疲劳荷载的结构、对于处于负温的结构和对于特别重要的机构，不应采用 考虑塑性内力重分布的设计方法。 塑性极限设计法以结构形式几何可变体系和进一步加载时将导致结构破坏为前 提。这种方法用于估算结构的极限承载能力是十分有用的。当然，采用这种方法设计 时，应注意变形和裂缝是否满足使用要求的问题。 受弯构件的挠度限值和最大裂缝宽度限值如下表1 1 和表1 2 t 。 表1 1 受弯构件挠度限值 t a b 。i 1l i m 迁v a l u eo f f l e x u r a lm e m b e rd e f l e x i o n 构件类型挠度限值 大连理工大学硕士学位论文 吊车梁：手动吊车 电动吊车 屋盏、楼盖及楼梯构彳牛：当l o 2 时，按跨度为，0 。的单向板设计。单向板肋梁楼盖是用得最普遍的 一种楼盖。单向板肋梁楼盖一般由板、次梁和主梁组成，支承在墙和柱上。当楼盖支 承在墙上时，板下可以设梁，也可以不设梁。现浇单向板肋梁楼盖中，梁和板一般采 用相同的混凝土强度等级，并且同时浇筑混凝土。单向板肋梁楼盖的特点是：楼板厚 度较薄、材料用量较少、结构自重较轻、板上开洞方便，但支模较复杂f l 】。 2 1 1 单向板受力特点 单向板作用在板上的9 4 以上的均布荷载沿短跨方向传递，使板主要在短跨方向 弯曲，荷载在长跨方向的传递及板在长跨方向的弯曲都比较小可忽略，因此，单向板 是主要在一个方向受力的板。单向板肋梁楼盖中，次梁的间距决定了板的跨度，主梁 的间距决定了次梁的跨度，柱距或墙距或柱至梁的距离决定了主梁的跨度。次粱、主 梁、墙和柱设置得多，楼盖刚度大、受力好，但材料用量大，不经济，不美观，还可 能造成使用上的不便。反过来，次梁、主梁、墙和柱设置得过少时，梁和板的跨度增 大，截面尺寸加大，同样也不经济，室内的有效高度也会减少【2 l 】。单向板肋梁楼盖荷 载的传递途径是：荷载一板一次梁一主梁一柱或墙一基础一地基。 2 1 2 常用跨度 实际工程中，单向板肋梁楼盖的板、次梁和主梁的常用跨长为： 板：1 7 以7 m ；次梁：4 - 6 m ；主梁：5 8 m 。 这些跨长是长期工程实践中总结出来的，也是比较合理的跨长，可以作为单向板 肋梁楼盖结构布置时参考采用。 2 1 3 板厚构造要求 在满足承载能力、刚度和裂缝控制要求的前提下，板厚应尽量薄，但应满足下列 要求： 一般屋面板：h 一 6 0 m m ； 民用建筑的层间楼板：h 一6 0 m m ； 工业建筑楼板：h 7 0 m m ； 行车道下的楼板h 8 0 r a m 大连理工大学硕士学位论文 为了使板具有足够的刚度，板厚应不小于跨度的右连续板) 、而1 ( 筒支板) 、 圭( 悬臂板) 。常用跨度4 m ，当z 4 m 时，应适当加厚板厚。 1 2 1 本文满足h 6 0 m m ，同时板厚不小于跨度的去。 珥u 2 1 4 梁截面尺寸的构造要求 次梁常用的截面高度和截面宽度为 = ( 壶寺f 06 = ( 壹一；) 6 式中，矗为次梁的计算跨长。 梁的常用截面高度为2 0 0 r a m ，2 5 0 m m ，3 0 0 m m ，3 5 0 r a m ，4 0 0 m m ，4 5 0 m m ，5 0 0 m m ， 6 0 0 m m ，7 0 0 r a m ，8 0 0 m m 等。次梁的截面宽度不应小于1 5 0 m m ，常用截面宽度为 1 5 0 m m ，1 8 0 r a m ，2 0 0 r a m ，2 5 0 m m ，3 0 0 m m ，3 5 0 m m ，4 0 0 r a m 等。 主梁常用的截面高度和截面宽度为 。咭吉) f 06 2 ( 壹吉) 矗式中，o 为主梁的计算跨长。 主梁的截面高度至少应比次梁的截面高度高5 0 m m ，如果主梁下部钢筋为双层配 筋，或附加钢筋采用吊筋时，应高出1 0 0 m m 。当梁高跨比满足前面的要求时，一般 可满足使用阶段的挠度要求。 当楼层层高较小时，允许将主梁设计成扁梁，扁梁的截面高度宜满足 磊t - f 0 ， 其中，厶为扁梁的计算跨长。扁梁的宽度通常是高度的1 3 倍。由于梁内钢筋的配筋 量与截面宽度的一次方成反比，与截面有效高度的平方成反比；梁的截面刚度在构件 开裂前与截面高度的立方成正比，在构件开裂后与截谣高度的平方成正比。因此，扁 梁的刚度弱，所需钢筋面积多，不经济，应尽量避免将梁设计成扁梁。 2 1 5 单向板肋梁楼盖的技术经济指标 将基本参数输入p m 软件，建模，s a t w e 计算。单向板肋梁楼盖在各跨度下的 构件尺寸和经济指标、技术指标分别见表2 1 、表2 2 。 表2 i 单向板肋梁楼盖构件尺寸和经济指标 t a b 2 1 c o m p o n e n t s i z e sa n de c o n o m i ci n d i c a t o r so f o n e - w a ys l a bf l o o r 楼盖结构体系在不同跨度下的技术经济比较 75 1 3 59 03 5 0 x 9 0 0 2 0 0 x 4 5 07 0 0 7 0 03 2 302 1 02 0 22 4 4 75 x 1 50 9 04 0 0 x 1 0 0 02 0 0 x 4 5 07 0 0 x 7 0 03 26 0 2 2 82 。0 62 5 1 9 0 x 9 08 0 3 5 0 x 7 0 02 0 0 x 5 0 05 0 0 x 5 0 02 8 10 1 7 7i 9 i 2 1 6 90 x 1 0 5 8 03 5 0 x 8 0 02 5 0 x 5 0 06 0 0 x 6 0 03 260 1 9 0 18 62 3 4 9o x l 2 9 03 5 0 x 9 0 0 2 5 0 x 5 0 06 0 0 x 6 0 03 1 70 2 0 5 19 02 3 6 9 0 x 1 3 59 0 4 5 0 x 9 0 02 5 0 x 5 0 07 n ) x 7 0 03 3 80 2 1 518 5 2 4 4 9 o 1 5 01 0 04 5 0 x 1 0 0 02 5 0 x 5 0 07 0 0 x 7 0 0 3 9io 2 3 21 9 82 7 3 1 05 x 1 059 04 0 0 9 0 02 5 0 x 6 0 07 0 0 x 7 0 0 3 2 00 2 1 62 0 12 4 4 1 0 5 x 1 2 。09 04 5 0 9 0 02 5 0 x 6 0 07 0 0 x 7 0 0 3 5 50 ，2 1 01 9 i 2 5 l 1 0 5 x t 35t o o4 5 0 xl 0 0 0 2 5 0 6 0 08 0 0 x 8 0 03 7 20 2 3 4l - 8 72 6 3 1 0 ，5 x 1 5 01 0 05 0 0 k 1 0 0 02 5 0 x 6 0 0 $ 0 0 ) c 8 0 04 0 0 02 3 i 19 12 7 3 1 2 0 x1 2 01 0 05 0 0 ，( 9 0 03 0 0 7 0 07 0 0 x 7 0 0 3 9 602 3 718 72 7 2 1 2 o x l 3 51 l o5 0 0 x l o o o3 0 0 x 7 0 0 8 0 0 x s 0 04 1l0 7 4 71 b 32 7 9 1 2 1 5 01 1 05 0 0 ) c 1 1 0 03 0 0 x 7 0 0 8 0 0 x 8 0 04 6 90 2 4 3i 7 82 9 7 1 35 1 3 51 1 05 0 0 x 1 1 0 03 0 0 x 8 0 08 0 0 x 8 0 0 4 2 60 2 5 21 6 32 7 8 1 35 x 1 501 2 05 0 0 x 1 2 0 03 0 0 x 8 0 09 0 0 9 0 04 4 2 o 2 6 2i7 82 9 2 1 5 ，0 1 5 01 2 06 0 0 x 1 2 0 04 0 0 x 9 0 0 9 0 0 x 9 0 05 0 70 2 9 718 03 2 6 表2 2 单向板肋梁楼益技术指标 t a b ：! ：! 里垫坐! 坚坚! ! 苎垩! ! ! 型型：! 些坐! ： 编号器 结构高度毒；害挚g ；最妻款最美袅 m j ( n m )( m m )( m m ) 最大税度最大挠厦 ! ：! ：! ：! ! ! ! ：! ! ：! ! ：坐坐些坐! 1 1 07 5 x 1 0 5l 1 50 ，3 80 3 6 0 1 1 0 d 4 6 1“5 6 4 1 2 - 大连理工大学硕士学位论文 2 21 0 5 1 5 0l 1 50 3 2o ，2 7 0 0 8 3 8 8肼8 2 2 31 2 0 x1 2 0u 1 30 3 9 0 3 20 0 8 3 “5 5 6 4 6 7 2 41 2 0 x 1 3 5u 1 40 3 30 2 9 0 1 i 4 “5 2 7 一8 6 2 51 2o 1 5 0u 1 4 o 3 60 3 l 0 0 9 2州引“5 0 2 2 61 3 5 1 3 5u 1 2o 4 30 3 3 0 1 1 4 “5 8 2k ，4 7 9 2 71 3 5 1 5 0u 1 30 3 70 3 7 o 1 1 7 “5 0 2 h 6 l 2 81 5 o x l 5 o“1 3o 3 90 3 6 o 1 1 7 “5 0 3w 6 6 2 2 双向板肋梁楼盖 工程上，对于四边支撑的矩形板，当其长、短跨计算跨度之比f 0 2 l o l 2 ( 按弹性 理论计算) 或岛2 1 0 1 3 ( 按塑性理论分析) 时，称为双向板。此时。荷载在长跨方向 的传递及板在长跨方向的弯曲已比较大，不能略去，因此这种板是沿两个方向弯曲和 传递荷载的。双向板肋梁楼盖荷载的传力途径是：荷载一板一两个方向的梁一柱或墙 一基础一地基。 2 2 1 结构布置要求 在双向板肋梁楼盖中，由梁划分的区格尺寸不宜过小，板区格过小时，粱的数 量增多，施工复杂，板受力小，材料得不到充分利用：板区格也不宣太大，板区格过 大时，板的厚度增加，材料用量增多，结构自重增大，同样也不经济。双向板肋粱楼 盖中，同一方向梁的间距以4 - 6 米比较合适。当柱网尺寸较大时，可以在柱与柱之间 增设一道梁，使板区格尺寸控制在较为合理的范围之内。 2 2 2 双向板支承梁的设计 精确的确定双向板传给支承梁的荷载是困难的，工程上也是不必要的。所以， 确定双向板传给支承梁的荷载时，可根据荷载传递路线最短的原则按如下方法近似确 定，即从每一区格的四角作4 5 。线与平行于长边的中线相交，把整块板分为四块，每 楼盖结构体系在不同跨度下的技术经济比较 块小板上的荷载就近传至其支承梁上。因此，除梁自重( 均布荷载) 和直接作用载梁 上的荷载( 均布荷载和集中荷载) 外，短跨支承梁上的荷载为三角形分布，长跨支承 梁上的荷载为梯形分布口扪。计算时，先将支承梁的三角形和梯形分布荷载化为等效均 布荷载，再进行下一步计算。如图2 1 所示。 图2 1 双向板支承梁上的荷载分布 f i g 2 1 d i s t r i b u t i o no f l o a do n t h e s u p p o r tb e a mo f t w o - w a y s l a b f l o o r 支承梁的内力按弹性理论计算阁。对于等跨或近似等跨的连续支承梁，可先将 支承梁的三角形或梯形分布荷载化为等效均布荷载，再利用均布荷载下等跨连续梁的 计算表格来计算梁的内力。 图2 2 示出了三角形分布荷载和梯形分布荷载化为等效均布荷载的计算公式，它 是根据支座处弯矩相等的条件求出的【3 9 1 。 ( b ) 图2 2 分布荷载化为等效均布荷载 f i g 2 2d i s t r i b u t e d l o a dc o n v e r t e di n t oe q u i v a l e n te q u i s p a c e dl o a d ( a ) 三角形分布荷载( b ) 梯形分布荷载 ( a ) t r i a n g u l a r d i s t r i b u t e dl o a d ( b ) t r a p e z i f o r m d i s t r i b u t e dl o a d 2 2 3 板厚构造要求 双向板的厚度在任何情况下不得小于8 0 m m 。由于双向板的挠度一般不另外验 算，故为使其有足够的刚度，板厚应符合下述要求： 大连理工大学硕士学位论文 简支板 连续板 旦土 毛1 4 0 鱼土 ，0 1 5 0 式中，f 0 1 为双向板的短跨计算跨度。 2 2 4 梁截面尺寸的构造要求 双向板肋梁楼盖中，梁的截面高度和截面宽度可参照下面的公式估算： 11 1 = ( 亩素) ，ob - 呸1 专) ，其中，f 0 为梁的计算跨度。当梁高跨比满足上面 的要求时，一般可满足使用阶段的挠度要求。 2 2 5 双向板肋梁楼盖的技术经济指标 将基本参数输入p m 软件，建模，s a t w e 计算。双向板肋梁楼盖在各跨度下的 构件尺寸和经济指标、技术指标分别见表2 3 、表2 4 。 表2 3 双向板肋梁楼盖构件尺寸和经济指标 t 唑：! ：里磐罂竺兰罂竺! 竺竺竺! ! 型! ! 丝! 垡竺! 兰型! ! ! ! ! 坦竺 葛( 板n u 厚n ) 鬻+ m 蒙架- m 怒品。砼3 1 m 2 ，茹，器 【”j ( m m )( m n l ) 【“j ( k g ，m ) ( 。) ( “) ( 兀，。) 楼盖结构体系在不同跨度下的技术经济比较 1 05 1 0 51 1 03 5 0 x 8 0 03 5 0 8 0 0 7 0 0 7 0 04 4 90 2 5 21 7 12 9 0 表2 4 双向板肋梁楼盖技术指标 t a b 2 4t e c h n i c a li n d i c a t o r so f t w o - w a ys l a bf l o o r 篇 结构高度攀箨霉筹g 每簇簇簇蔟 l “j ( m m )( m m )( m ) 最大璁厦最大挠厦 ! ：! ：! ：!兰! ! ：垄! ：丝! ：! 丝垒! 丝塑墅 6 0 7 5l 1 5o 3 4o 2 7o 1 3 8 1 d 5 4 7v 5 8 8 1 2 o x l 2 ol 1 50 3 80 3 801 2 2 1 d 5 6 91 0 5 6 6 1 20 1 3 5l 1 50 3 6 0 3 40 1 3 4 郇7 01 c 6 5 9 1 20 1 5 0l 1 50 4 40 3 9 0 1 3 8 b 厂7 0 8k 厂7 0 6 - 1 6 - 大连理工大学硕士学位论文 2 3 井式楼盖 井式楼盖是由双向板与交叉梁系共同组成的楼盖，多用于具有较大跨度的建筑 物的门厅和大空间处，可满足建筑美观的视觉效果。 2 3 。1 井式楼盖的优点 梁的交叉点处不设柱，可以形成较大的使用空间。因而特别适用于车站、候 机楼、图书馆、展览厅、会议厅、影剧院门厅、多功能活动厅、仓库、车库等要求室 内不设或少设柱的建筑。 节省材料，造价较低。由于双向设梁，双向传力，且梁距较密，梁的截面高 度较小，不但楼盖的厚度较薄，而且材料用量较省，与一般楼板体系相比，可以节约 钢材和混凝土3 0 0 一, 4 0 。由于采用大型塑料模壳施工，节省大量木材，施工简便， 速度快，与一般楼盖相比，造价可降低。 j 外形美观。由于两个方向的梁等高，通常两个方向梁的间距也相等，楼盖底 部一个个整齐的方格，加之适当的艺术处理，外形十分美观。 2 3 2 井式楼盖的构造要求 交叉梁系不分主次、互相支承，其高度往往相同。网格的边长一般为2 m 3 m ， 且边长相等。在一般荷载作用下，当板厚为8 0 r a m 时，梁区格的矩形长度宜控制在 3 6 m 左右，梁区格的长短边之比一般不大于1 5 ，此时各次梁可直接搁置在承重墙和 墙梁上；当长短边之比大于1 5 时，为了较好的沿两个方向传力，可用支柱将平面划 分为同样形状的区格，使次梁支承在柱中间主梁上。当为正方形时，梁高 11 h = ( 去熹) ，。f 为井字梁的跨度；但梁宽不宜小于1 2 0 r a m 。 1 )z u 2 3 3 井式楼盖的受力特点【7 】 井式楼盖中的板设计可按双向板进行，不需要考虑梁的挠度影响；井式楼盖是双 向受力的高次超静定结构，其内力和变形计算十分复杂，单跨井字梁考虑活荷载满布， 连续跨井字梁通常要考虑活荷载的不利位置。井字粱楼盖上荷载，当板的边长相同时， 承受的都是三角形分布荷载，当板的边长不同时，则一向承受三角形分布荷载，而另 一向则承受梯形分布荷载。 钢筋混凝土井式楼盖中井字梁承受荷载后可能进入弹塑性状态，故计算时应考虑 楼盖结构体系在不同跨度下的技术经济比较 其对内力和变形的影响i l ”。 变形钢筋混凝土受弯构件( 如梁等) 进入弹塑性状态后，截面出现开裂，从 而刚度降低。长期荷载时，截面开裂程度增大，刚度继续下降，即变形继续增大。国 内外工程调查表明，开裂后的实际变形值通常是按弹性刚度算得的变形值的3 倍。 内力钢筋混凝土连续跨梁板结构进入弹塑性状态后，支座处梁板开裂，因而 梁板在支座处的负弯矩要减小，跨中的正弯矩则相应增大。结合连续跨活荷载的影响， 设计时弯矩设计值可取为：支座的负弯矩取按弹性计算的负弯矩；跨中的正弯矩取支 座负弯矩乘以系数1 1 1 2 。 2 3 4 井式楼益的技术经济指标 将基本参数输入p m 软件，建模，s a t w e 计算。井式楼盖在各跨