混凝土楼盖屋盖结构 PPT课件

3 1混凝土梁板构件基础知识 3 1 1截面形状和尺寸 项目三混凝土楼盖屋盖结构 截面上有弯矩和剪力共同作用 轴力可以忽略不计的构件称为受弯构件 梁 beam 和板 slab board 是典型的受弯构件 梁的截面形式主要有矩形 形 倒 形 形 形 十字形 花篮形等 板的截面形式一般为矩形 空心板 槽形板等 1 3 1混凝土梁板构件基础知识 项目三混凝土楼盖屋盖结构 按刚度要求 根据经验 梁和板的截面高度 不宜小于所规定数值 表3 2 表3 3 按模数要求 梁的截面高度h一般可取250 300 800 900 1000 等 h 800mm时以50mm为模数 h 800mm时以100mm为模数 矩形梁的截面宽度和T形截面的肋宽b宜采用100 120 150 180 200 220 250mm 大于250mm时以50mm为模数 梁适宜的截面高宽比h b 矩形截面为2 2 5 T形截面为2 5 4 3 1 1截面形状和尺寸 2 3 1构造要求 板最小厚度 项目三混凝土楼盖屋盖结构 按构造要求 现浇板的厚度不应小于下表的数值 现浇板的厚度一般取为10mm的倍数 现浇板的最小厚度 mm 3 1 1截面形状和尺寸 3 项目三混凝土楼盖屋盖结构 3 1构造要求 梁 板钢筋 梁钢筋示意图 4 3 1构造要求 梁的配筋 项目三混凝土楼盖屋盖结构 梁钢筋骨架 5 3 1构造要求 梁的配筋 项目三混凝土楼盖屋盖结构 梁钢筋骨架 6 3 1构造要求 梁的配筋 项目三混凝土楼盖屋盖结构 梁钢筋骨架 7 3 1构造要求 梁的配筋 项目三混凝土楼盖屋盖结构 单筋截面和双筋截面 前者指只在受拉区配置纵向受力钢筋的受弯构件 后者指同时在梁的受拉区和受压区配置纵向受力钢筋的受弯构件 纵向受力钢筋 作用 配置在受拉区的纵向受力钢筋主要用来承受由弯矩在梁内产生的拉力 配置在受压区的纵向受力钢筋则是用来补充混凝土受压能力的不足 直径 直径应当适中 太粗不便于加工 与混凝土的粘结力也差 太细则根数增加 在截面内不好布置 甚至降低受弯承载力 梁纵向受力钢筋的常用直径d 12 28mm 当h 300mm时 d 8mm 当h 300mm时d 10mm 8 3 1构造要求 梁的配筋 项目三混凝土楼盖屋盖结构 纵向受力钢筋 根数 梁中受拉钢筋的根数不应少于2根 最好不少于3 4根 纵向受力钢筋应尽量布置成一层 当一层排不下时 可布置成两层 但应尽量避免出现两层以上的受力钢筋 以免过多地影响截面受弯承载力 9 混凝土结构设计规范 GB50010 2010 提出了并筋的配筋形式 规定如下 构件中的钢筋可以采用并筋的形式 直径28mm及以下的钢筋并筋数量不超过3根 直径32mm的钢筋并筋数量宜为2根 直径36mm及以上的钢筋不应采用并筋 项目三混凝土楼盖屋盖结构 10 3 1构造要求 梁的配筋 项目三混凝土楼盖屋盖结构 架立钢筋 架立钢筋的最小直径 mm 位置 设置在受压区外缘两侧 并平行于纵向受力钢筋 作用 一是固定箍筋位置以形成梁的钢筋骨架 二是承受因温度变化和混凝土收缩而产生的拉应力 防止发生裂缝 受压区配置的纵向受压钢筋可兼作架立钢筋 11 3 1构造要求 梁的配筋 项目三混凝土楼盖屋盖结构 弯起钢筋 弯起钢筋在跨中是纵向受力钢筋的一部分 在靠近支座的弯起段弯矩较小处则用来承受弯矩和剪力共同产生的主拉力 即作为受剪钢筋的一部分 钢筋的弯起角度一般为45 梁高h 800mm时可采用60 弯起钢筋的布置 12 3 1构造要求 梁的配筋 项目三混凝土楼盖屋盖结构 1 箍筋主要用来承受由剪力和弯矩在梁内引起的主拉应力 2 并通过绑扎或焊接把其他钢筋联系在一起 形成空间骨架 箍筋 设置范围 按计算不需要箍筋的梁 当梁的截面高度h 300mm 应沿梁全长按构造配置箍筋 当h 150 300mm时 可仅在梁的端部各1 4跨度范围内设置箍筋 但当梁的中部1 2跨度范围内有集中荷载作用时 仍应沿梁的全长设置箍筋 若h 150mm 可不设箍筋 钢筋级别 梁内箍筋宜采用HPB300 HRB335 HRB400级钢筋 13 直径 当梁截面高度h 800mm时 不宜小于6mm 当h 800mm时 不宜小于8mm 当梁中配有计算需要的纵向受压钢筋时 箍筋直径还不应小于纵向受压钢筋最大直径的1 4 为了便于加工 箍筋直径一般不宜大于12mm 箍筋的常用直径为6 8 10mm 间距 应符合规范的规定 当梁中配有计算需要的纵向受压钢筋时 箍筋的间距不应大于15d d为纵向受压钢筋的最小直径 同时不应大于400mm 当一层内的纵向受压钢筋多于5根且直径大于18mm时 箍筋间距不应大于10d 项目三混凝土楼盖屋盖结构 14 3 1构造要求 梁的配筋 项目三混凝土楼盖屋盖结构 箍筋的形式可分为开口式和封闭式两种 当b 400mm 且一层内的纵向受压钢筋多于3根 或当梁的宽度不大于400mm但一层内的纵向受压钢筋多于4根时 应设置复合箍筋 梁中一层内的纵向受拉钢筋多于5根时 宜采用复合箍筋 箍筋的肢数 当梁的宽度b 150mm时 可采用单肢 当b 400mm 且一层内的纵向受压钢筋不多于4根时 采用双肢箍筋 端部构造 应采用135 弯钩 弯钩端头直段长度不小于50mm 且不小于5d 15 3 1构造要求 梁的配筋 项目三混凝土楼盖屋盖结构 箍筋的弯制过程 16 3 1构造要求 梁的配筋 项目三混凝土楼盖屋盖结构 纵向构造钢筋及拉筋 当梁的截面高度较大时 为了防止在梁的侧面产生垂直于梁轴线的收缩裂缝 同时也为了增强钢筋骨架的刚度 增强梁的抗扭作用 梁的腹板高度hw 450mm时 应在梁的两个侧面沿高度配置纵向构造钢筋 亦称腰筋 并用拉筋固定 17 3 1构造要求 梁的配筋 项目三混凝土楼盖屋盖结构 纵向构造钢筋及拉筋 梁侧纵向构造钢筋的截面面积不应小于腹板截面面积bhw的0 1 且其间距不宜大于200mm 18 项目三混凝土楼盖屋盖结构 梁板钢筋图 一 19 项目三混凝土楼盖屋盖结构 梁板钢筋图 二 20 3 1构造要求 板的配筋 项目三混凝土楼盖屋盖结构 板通常只配置纵向受力钢筋和分布钢筋 1 受力钢筋 Tensionedbar 作用 板受力钢筋用来承受弯矩产生的拉力直径 钢筋常用直径d 6 8 10 12mm 间距 当h 150mm时 不宜大于200mm 当h 150mm时 不宜大于1 5h 且不宜大于300mm 板的受力钢筋间距通常不宜小于70mm 21 3 1构造要求 板的配筋 三混凝土楼盖屋盖结构 2 分布钢筋 Spreadbar 作用 一是固定受力钢筋的位置 形成钢筋网 二是将板上荷载有效地传到受力钢筋上去 三是防止温度或混凝土收缩等原因沿跨度方向的裂缝 数量 梁式板中单位长度上分布钢筋的截面面积不宜小于单位宽度上受力钢筋截面面积的15 且不宜小于该方向板截面面积的0 15 分布钢筋的直径不宜小于6mm 常用直径为6 8mm 间距 不宜大于250mm 当集中荷载较大时 分布钢筋截面面积应适当增加 间距不宜大于200mm 分布钢筋应沿受力钢筋直线段均匀布置 并且受力钢筋所有转折处的内侧也应配置 22 3 1构造要求 板的配筋 项目三混凝土楼盖屋盖结构 绑扎板钢筋 23 3 1构造要求 3 1 3混凝土保护层厚度 项目三混凝土楼盖屋盖结构 主要作用 一是保护钢筋不致锈蚀 保证结构的耐久性 二是保证钢筋与混凝土间的粘结 三是在火灾等情况下 避免钢筋过早软化 混凝土保护层的最小厚度c mm 24 3 1构造要求 3 1 3混凝土保护层厚度 项目三混凝土楼盖屋盖结构 现浇板保护层做法 25 3 2正截面承载力计算3 2 1单筋矩形截面 项目三混凝土楼盖屋盖结构 纵向受拉钢筋配筋率 适筋梁超筋梁少筋梁 min max max min 1 单筋截面受弯构件沿正截面的破坏特征根据梁纵向钢筋配筋率的不同 钢筋混凝土梁可分为适筋梁 超筋梁和少筋梁三种类型 不同类型梁的具有不同破坏特征 26 3 2正截面承载力计算 三种梁的破坏特征 项目三混凝土楼盖屋盖结构 M Mcr 第I阶段 弹性工作阶段 加载 开裂荷载很小时 混凝土的压应力及拉应力都很小 应力和应变几乎成直线关系 截面达到将裂未裂的极限状态时 即第I阶段末 用Ia表示 Ia阶段的应力状态是抗裂验算的依据 cr开裂弯矩 适筋梁 配置适量纵向受力钢筋的梁称为适筋梁 27 3 2正截面承载力计算 三种梁的破坏特征 项目三混凝土楼盖屋盖结构 M My 第 阶段 带裂缝工作阶段 开裂 屈服第 阶段的应力状态是裂缝宽度和变形验算的依据 钢筋应力达到屈服强度fy时 标志截面进入第 阶段末 以 a表示 My屈服弯矩 28 3 2正截面承载力计算 三种梁的破坏特征 项目三混凝土楼盖屋盖结构 M Mu Mu极限弯矩 第 阶段 破坏阶段 屈服 压碎到本阶段末 即 a阶段 受压边缘混凝土压应变达到极限压应变 受压区混凝土产生近乎水平的裂缝 混凝土被压碎 甚至崩脱 截面宣告破坏 此时截面所承担的弯矩即为破坏弯矩Mu a阶段的应力状态作为构件承载力计算的依据 29 3 2正截面承载力计算 三种梁的破坏特征 项目三混凝土楼盖屋盖结构 适筋梁的破坏始于受拉钢筋屈服 从受拉钢筋屈服到受压区混凝土被压碎 即弯矩由My增大到Mu 需要经历较长过程 有明显的三个阶段 由于钢筋屈服后产生很大塑性变形 使裂缝急剧开展和挠度急剧增大 给人以明显的破坏预兆 这种破坏称为延性破坏 适筋梁的材料强度能得到充分发挥 30 3 2正截面承载力计算 三种梁的破坏特征 项目三混凝土楼盖屋盖结构 超筋梁 纵向受力钢筋配筋率大于最大配筋率的梁为超筋梁 特征 受压区混凝土在钢筋屈服前即达到极限压应变被压碎而破坏 破坏时钢筋的应力还未达到屈服强度 因而裂缝宽度均较小 且形不成一根开展宽度较大的主裂缝 梁的挠度也较小 属于 脆性破坏 31 3 2正截面承载力计算 三种梁的破坏特征 三混凝土楼盖屋盖结构 少筋梁 配筋率小于最小配筋率的梁为少筋梁 破坏特征 梁破坏时 裂缝往往集中出现一条 不但开展宽度大 而且沿梁高延伸较高 一旦出现裂缝 钢筋的应力就会迅速增大并超过屈服强度而进入强化阶段 甚至被拉断 属于 脆性破坏 结论 适筋梁的材料强度能得到充分发挥 安全经济 是正截面承载力计算的依据 而少筋梁 超筋梁都应避免 32 3 2正截面承载力计算 三混凝土楼盖屋盖结构 2 单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算 1 计算原则1 基本假定 平截面假定 钢筋的应力等于钢筋应变与其弹性模量的乘积 但不得大于其强度设计值 即 不考虑截面受拉区混凝土的抗拉强度 受压混凝土采用理想化的应力 应变关系 当混凝土强度等级为C50及以下时 混凝土极限压应变 0 0033 33 3 2正截面承载力计算 项目三混凝土楼盖屋盖结构 混凝土应力应变曲线 34 3 2正截面承载力计算 项目三混凝土楼盖屋盖结构 2 等效矩形应力图简化原则 按照受压区混凝土的合力大小不变 受压区混凝土的合力作用点不变的原则 等效矩形应力图形的混凝土受压区高 等效矩形应力图形的应力值为 35 3 2正截面承载力计算 项目三混凝土楼盖屋盖结构 3 适筋梁与超筋梁的界限 界限相对受压区高度 适筋梁的破坏 受拉钢筋屈服后混凝土压碎 超筋梁的破坏 混凝土压碎时 受拉钢筋尚未屈服 界限配筋梁的破坏 受拉钢筋屈服的同时混凝土压碎 受弯构件等效矩形应力图形的混凝土受压区高度x与截面有效高度h0之比称为相对受压区高度 用 表示 x h0 适筋梁界限破坏时等效受压区高度与截面有效高度之比称为界限相对受压区高度 用 b表示 若 构件破坏时受拉钢筋不能屈服 表明构件超筋破坏 若 构件破坏时受拉钢筋已经达到屈服强度 表明发生的破坏为适筋破坏 36 3 2正截面承载力计算 项目三混凝土楼盖屋盖结构 4 适筋梁与少筋梁的界限 截面最小配筋率 最小配筋率的确定原则 配筋率为的钢筋混凝土受弯构件 按 a阶段计算的正截面受弯承载力应等于同截面素混凝土梁所能承受的弯矩Mcr Mcr为按 a阶段计算的开裂弯矩 对于受弯构件 按下式计算 37 3 2正截面承载力计算 最小配筋率 项目三混凝土楼盖屋盖结构 钢筋混凝土结构构件中纵向受力钢筋的最小配筋率 例如 现有一钢筋混凝土梁 混凝土强度等级采用C30 配置HRB335钢筋作为纵向受力钢筋 最小配筋率为 0 214 38 3 2正截面承载力计算 基本公式 项目三混凝土楼盖屋盖结构 截面高度 h截面有效高度 h0受压区高度 相对受压区高度 相对界限受压区高度 M 弯矩设计值fc 混凝土轴心抗压强度设值fy 钢筋抗拉强度设计值X 混凝土受压区高度 39 3 2正截面承载力计算 适用条件 项目三混凝土楼盖屋盖结构 防止超筋的条件 防止少筋的条件 在式 3 2 3 中 取x bh0 即得到单筋矩形截面所能承受的最大弯矩的表达式 混凝土受压区高度计算式 40 3 2正截面承载力计算 计算方法 项目三混凝土楼盖屋盖结构 1 截面设计己知 弯矩设计值M 混凝土强度等级fc 钢筋级别fy 构件截面尺寸b h求 所需受拉钢筋截面面积As 计算步骤如下 确定截面有效高度h0h0 h as 计算混凝土受压区高度x 并判断是否属超筋梁 若x bh0 则不属超筋梁 否则为超筋梁 应加大截面尺寸 或提高混凝土强度等级 或改用双筋截面 计算钢筋截面面积As 并判断是否属少筋梁 若As minbh 则不属少筋梁 否则为少筋梁 应取As minbh 选配钢筋 h 梁的截面高度as 受拉钢筋合力点到截面受拉边缘的距离 41 3 2正截面承载力计算 计算方法 项目三混凝土楼盖屋盖结构 室内正常环境下的梁 板as的近似值表 42 3 2正截面承载力计算 计算方法 项目三混凝土楼盖屋盖结构 计算步骤如下 确定截面有效高度h0 判断梁的类型 计算截面受弯承载力Mu 适筋梁 超筋梁 对少筋梁 应将其受弯承载力降低使用 已建成工程 或修改设计 判断截面是否安全若M Mu 则截面安全 2 复核己知截面的承载力己知 构件截面尺寸b h 钢筋截面面积As 混凝土强度等级fc 钢筋级别fy 弯矩设计值M 求 复核截面是否安全 弯矩承载力Mu 43 3 2 2单筋T形截面正截面承载力计算 翼缘计算宽度 项目三混凝土楼盖屋盖结构 44 第一类 第二类 形截面的鉴别条件 截面复核时 截面设计时 3 2正截面承载力计算 T形截面分类 项目三混凝土楼盖屋盖结构 根据中性轴位置不同 将 形截面分为两类 x 混凝土受压区高度 hf T形截面受压翼缘的高度 45 项目三混凝土楼盖屋盖结构 3 2正截面承载力计算 1 定义在截面受拉区和受压区同时按计算配置受力钢筋的受弯构件 2 特点采用受压钢筋来承受截面的部分压力 不经济 3 适用范围 构件所承受的弯矩较大 而截面尺寸受到限制 采用单筋梁无法满足要求 构件在不同的荷载组合下 同一截面可能承受变号弯矩作用 为了提高截面的延性而要求在受压区配置受力钢筋 在截面受压区配置一定数量的受力钢筋 有利于提高截面的延性 3 2 3双筋截面受弯构件的概念 46 现浇式 优点 整体性好 刚度大 平面可不规则 防水性好 可承受较大荷载 缺点 现场劳动量大 工期长 模板用量多 装配式 优点 缺点 便于机械化施工 工期短 整体性差 刚度小 抗震性 防水性差 平面形状受限 装配整体式 优点 缺点 现浇和预制楼盖的优点 焊接工作量大 二次浇筑 钢筋混凝土楼盖 3 3现浇钢筋混凝土肋形楼 屋 盖基础知识 项目三混凝土楼盖屋盖结构 47 肋形楼盖一般由板 次梁 主梁组成 楼面板被四周的梁分成了许多的矩形区隔 形成四边支承板 板上的荷载通过板的弯剪传至支承构件上 当长短边之比l2 l1 3时 仅考虑l2向受弯的板 称为单向板 l2 l1 3考虑两个方向受力的板称为双向板 项目三混凝土楼盖屋盖结构 3 3现浇钢筋混凝土肋形楼 屋 盖基础知识 48 为了建筑上的需要或柱间距较大时 将楼板分为若干个接近正方形的小区格 呈井字形布置 称为井字楼盖 项目三混凝土楼盖屋盖结构 3 3现浇钢筋混凝土肋形楼 屋 盖基础知识 49 将板通过柱帽直接支承在柱上的楼盖 称为无梁楼盖 项目三混凝土楼盖屋盖结构 3 3现浇钢筋混凝土肋形楼 屋 盖基础知识 50 现浇单向板肋形楼盖 a d主梁沿横向布置 b主梁沿纵向布置 c中间有走廊房屋 3 4单向板肋形楼盖结构布置与构造要求 项目三混凝土楼盖屋盖结构 51 单向板肋梁楼盖梁板计算简图 项目三混凝土楼盖屋盖结构 3 4单向板肋形楼盖结构布置与构造要求 52 单向板的构造要求 1 楼板的厚度对于一般楼盖及民用建筑楼板 60mm 工业建筑楼盖 70mm 板厚 1 40 连续板 或1 35 简支板 现浇板入墙支承长度 板厚且 120mm 布置形式 弯起式 分离式 整体性好 节省钢筋 锚固可靠 利于承受振动荷载 施工工艺复杂 少用 构造简单 施工方便 分离式配筋跨中正弯矩钢筋宜全部伸入支座锚固 当采用HPB300级钢筋时应加设半圆弯钩 其锚固长度 5d d为下部纵筋的直径 2 板的受力钢筋 项目三混凝土楼盖屋盖结构 3 4单向板肋形楼盖结构布置与构造要求 53 等跨连续板的钢筋布置 项目三混凝土楼盖屋盖结构 3 4单向板肋形楼盖结构布置与构造要求 54 板中受力钢筋一般采用HPB235或HRB335级钢 直径通常采用 6 8 10 12等 受力钢筋间距 一般不小于70mm 当板厚h 150mm时 不应大于200mm 当h 150mm 不应大于1 5h 且不应大于250mm 3 4单向板肋形楼盖结构布置与构造要求 项目三混凝土楼盖屋盖结构 55 板的分布钢筋 分布钢筋按构造要求布置在单向板的垂直受力方向 作用 浇筑混凝土时固定受力钢筋 承受收缩和温度变化产生的内力 承受并分布板上非均布荷载产生的内力 构造钢筋 分布钢筋置于受力钢筋内侧 其截面面积不应小于单位长度上受力钢筋截面面积的15 且 该方向板截面面积的0 15 其 300mm d 6 项目三混凝土楼盖屋盖结构 3 4单向板肋形楼盖结构布置与构造要求 56 2 温度收缩钢筋 在温度 收缩应力较大的现浇板区域 钢筋间距宜取150 200mm 并应在板的未配筋表面布置温度收缩钢筋 板的上下表面沿纵 横两个方向的配筋率 0 1 3 与周边支承结构整浇时板的上部构造钢筋 设置对象 现浇楼盖周边与混凝土梁或混凝土墙整体浇注的单向板 设置位置及要求 板边上部设置垂直于板边 其截面积 板跨中受力钢筋面积的1 3 且d 8 200mm 自梁 墙 边伸入板内的长度为l1 5 在板角处应沿两个垂直方向布置或按放射状布置 当柱角或墙的阳角突出到板内且尺寸较大时 应沿其布置构造钢筋 伸入支座内的锚固长度为la 项目三混凝土楼盖屋盖结构 3 4单向板肋形楼盖结构布置与构造要求 57 在单向板中 主梁附近 部分荷载将由板直接传递给主梁而产生一定的负弯矩 应在板与主梁连接处板中配置垂直于主梁的上部构造钢筋 200mm d 8mm 且单位宽度内的总截面面积 板中单位宽度内受力钢筋截面面积的1 3 伸入板内的长度从梁边算起每边 板的l0 4 4 与主梁连接的板上部构造筋 项目三混凝土楼盖屋盖结构 3 4单向板肋形楼盖结构布置与构造要求 58 项目三混凝土楼盖屋盖结构 3 4单向板肋形楼盖结构布置与构造要求 59 5 嵌固于砌体承重墙内时板的上部构造钢筋 嵌固在砌体承重墙内的现浇板 上部与板边垂直的构造钢筋伸入板内的长度 从墙边算起不宜小于l1 7 两边嵌固于墙内的板角部分 应配置双向上部构造钢筋 从墙边算起伸入板内的长度 l1 4 d 8mm 200mm 并伸入至板端锚固 项目三混凝土楼盖屋盖结构 3 4单向板肋形楼盖结构布置与构造要求 60 板上开洞时 应予以加固 当圆孔直径d 300mm或矩形孔垂直于受力筋方向的边长b 300mm时 板的受力筋绕过孔边 可不配附加钢筋 当300mm b 1000mm时 当在洞口周边无集中荷载时 应在洞边每侧底板配置附加钢筋 其面积不应小于空洞宽度内被切断的受力钢筋的1 2 且每侧 2 10 项目三混凝土楼盖屋盖结构 3 4单向板肋形楼盖结构布置与构造要求 6 61 项目三混凝土楼盖屋盖结构 3 4单向板肋形楼盖结构布置与构造要求 62 当为圆孔时 应附加2 10 2 12的环形钢筋 搭接长度为30d 且圆形洞口应设放射形钢筋 当b 1000mm时 宜在洞边加设边梁 项目三混凝土楼盖屋盖结构 3 4单向板肋形楼盖结构布置与构造要求 63 次梁的构造要求 1 截面尺寸满足前述高跨比h l0 1 18 1 12和宽高比h l0 1 3 1 2的要求时 一般不必作使用阶段的挠度和裂缝宽度验算 2 端支座的构造1 支撑于砌体内 3 5单向板肋形楼盖梁的结构布置与构造要求 项目三混凝土楼盖屋盖结构 64 主梁的构造要求 1 主梁的高跨比为h l 1 14 1 8 跨度一般为5 8m 构造要求 配筋与次梁相同 2 主梁纵向受力筋的配置 弯起点的确定 截断位置 不宜按构造确定 通常宜根据弯矩包络图绘制抵抗弯矩包络图的方法来确定 3 鸭筋的设置 主梁主要承受集中荷载 一般宜采用箍筋抗剪 跨中受力钢筋数量不足时 可补充鸭筋抗剪 项目三混凝土楼盖屋盖结构 3 5单向