建筑结构及受力分析钢筋混凝土楼盖PPT课件

11钢筋混凝土楼盖 建筑结构及受力分析 11 1装配式钢筋混凝土楼盖 11 2现浇钢筋混凝土楼盖的结构型式 11 3计算单向板肋梁楼盖 目录 11 4双向板的受力与构造特点 11 1装配式钢筋混凝土楼盖 11 1 1结构选型 装配式钢筋混凝土楼盖的型式主要有铺板式楼盖 密肋式楼盖及无梁式楼盖三种 其中以铺板式楼盖的应用最为广泛 钢筋混凝土铺板式楼盖是由单跨预制板两端支承在楼面梁或墙上而构成 目前常用的预制铺板有实心板 空心板 槽形板等 其中尤以预应力空心板应用最多 常见预制铺板的特点及适用范围详见表11 1 11 1 1结构选型 11 1 1结构选型 11 1 1结构选型 11 1 2结构平面布置 结构平面布置就是按照技术先进 经济合理的原则 确定楼盖结构构件的平面位置及平面尺寸 结构平面布置是楼盖设计中一个非常重要的环节 铺板式楼盖的结构布置与建筑平面和墙体 或柱网 的布置密切相关 根据铺板方向的不同 有沿房屋纵向布置 横向布置和纵横向布置三种方案 11 1 3装配式楼盖的联接构造 1 铺板的标志尺寸与构造尺寸构件的标志尺寸是根据建筑模数确定的构件名义尺寸 它主要用来确定预制构件的规格 标注构件的位置 如果构件按标志尺寸制作 考虑到制作时可能发生的正公差 安装铺板时有可能铺设不下 因此 构件的设计尺寸应比标志尺寸小些 该尺寸叫做构件的构造尺寸 通常标志尺寸减去构件之间的缝隙即为构造尺寸 预制铺板的构造尺寸一般比标志尺寸小10 20mm 11 1 3装配式楼盖的联接构造 2 板缝处理板缝除了采用不同宽度的预制板搭配布置外 根据所剩空隙的大小 还可采用下列措施加以处理 选用调缝板 这种板是专门为调节板缝而设计的特型板 通常它和相应的预制板都编入标准图集中供选用 调缝板的标准宽度一般为300mm 增大板缝 一般预制板之间的板缝宽度为10mm 必要时可将板缝加大至20mm 超过20mm的板缝内应配钢筋 用于排板后 60mm的空隙 采用挑砖 由平行于板边的墙挑砖 挑出的砖与板的上下表面平齐 挑出的尺寸不得大于半砖 120mm 但这种做法的坚固性和耐久性都较差 采用不多 交替采用不同宽度的板 例如在采用600mm宽的板时 换用一块宽度为900mm的板 总宽度增加300mm 相当于半块600mm的板宽 可用以填充 300mm的空隙 现浇板带 当排板下来所剩空隙较大或楼盖板缝内需设置管道时 可采用现浇钢筋混凝土板填缝 钢筋配置在空隙之内 混凝土的强度等级应不低于预制板混凝土的强度等级 11 1 3装配式楼盖的联接构造 3 铺板式楼盖的联接 1 板与板的联接一般情况下 板与板的联接可采用灌缝的办法 即用强度等级不低于M15的水泥砂浆或C15的细石混凝土灌注密实 当楼面有振动荷载或对楼盖整体性要求较高时 还应在板缝中设置拉结筋 2 板与支承墙 梁的联接板与支承构件之间用强度等级不低于M5 厚度为10 20mm的水泥砂浆 坐浆联接 板在墙上的支承长度 100mm 在预制梁上的支承长度 80mm 板的端缝亦应灌浆填实 当采用空心板时 空心板两端的孔洞须用混凝土块或砖填实 11 2现浇钢筋混凝土楼盖的结构型式 11 2 1单向板肋梁楼盖 单向板肋梁楼盖一般由板 次梁和主梁组成 当房屋的进深不大时 也可直接将次梁支承于砌体上而不需设置主梁 单向板肋梁楼盖的荷载传递路径为 板 次梁 主梁 柱 或墙 基础 地基 次梁的间距即为板的跨度 主梁的间距又为次梁的跨度 在单向板肋梁楼盖中主梁跨度一般为5 8m 次梁跨度一般为4 6m 板常用跨度为1 7 2 7m 板厚不小于60mm 且不小于板跨的l 40 单向板肋梁楼盖受力合理 构造简单 施工方便 也较经济 应用广泛 由于板 次梁和主梁为整体浇筑 所以一般是多跨连续的超静定结构 这是整体式单向板肋梁楼盖的主要特点 11 2 2双向板肋梁楼盖 当l2 l1 2时 板在两个方向同时发生弯曲变形 且不能忽略任一方向的弯曲变形 板双向受弯 板上的荷载沿两个方向传到梁上 这种板叫双向板 其传力途径为板上荷载传至次梁 墙 和主梁 墙 次梁和主梁上荷载传至墙 柱 最后传至基础和地基 双向板肋梁楼盖的跨度可达12m或更大 适用于较大跨度的公共建筑和工业建筑 相同跨度时双向板厚度比单向板薄 11 2 2双向板肋梁楼盖 与单向板肋梁楼盖相比 井字梁楼盖梁较小 天棚较美观 但造价略贵 且结构计算及构造都较复杂 施工不够方便 一般多用于建筑物的门厅部分或公共建筑中的楼盖等 11 2 3双向板肋梁楼盖 无梁楼盖在楼盖中不设置梁 而将楼面板直接支承于柱的上端 为了改善板的受力条件 加强柱对板的支承作用 一般在柱上端设置柱帽 无梁楼盖的主要优点是 在同样净高的条件下 其层高较一般型式楼盖为低 从而降低了房屋的总高度 且天棚平整 采光通风好 在柱距较小 楼层荷载大时比较经济 但结构计算及配筋复杂 11 3计算单向板肋梁楼盖 11 3 1单向板肋梁楼盖的设计要点 1 结构平面布置结构平面布置是肋梁楼盖设计的主要步骤 布置时 一般应注意以下几方面 柱网尺寸的确定首先应满足使用要求 同时应考虑到梁 板构件受力的合理性 对于单向板肋梁楼盖 柱网尺寸决定了主梁与次梁的跨度 次梁的间距又决定了板的跨度 梁的布置方向应考虑生产工艺 使用要求及支承结构的合理性 一般以主梁沿房屋的横向布置居多 这样可以提高房屋的侧向刚度 增加房屋抵抗水平荷载的能力 对采光也有利 梁格的布置应尽量规整和统一 减少梁 板跨度的变化 从而获得最佳的建筑效果和经济效果 11 3 1单向板肋梁楼盖的设计要点 11 3 1单向板肋梁楼盖的设计要点 2 计算简图计算简图就是把实际的工程结构构件简化为既能反映构件实际受力情况又便于计算的图形 它是构件内力计算时用来代替实际构件的力学模型 计算简图应表示出构件的支座情况 跨数 各跨的跨度以及作用在构件上的荷载形式 大小和位置关系 11 3 1单向板肋梁楼盖的设计要点 3 内力计算方法 1 按弹性理论的方法计算按弹性理论计算钢筋混凝土多跨连续梁的内力 就是假定钢筋混凝土梁为理想的均质弹性体 按结构力学中所阐述的方法进行计算 为计算简便起见 当连续梁各跨跨度不等时 如各跨计算跨度之差不超过10 可按等跨连续梁计算 等截面等跨连续梁在常见荷载作用下的内力系数已编制成表格 设计时可直接查表进行计算 由于作用在楼盖上可变荷载的作用位置是可变的 因此 在计算连续梁内力时 应按荷载的最不利位置来计算构件各截面上可能出现的最不利内力 并以此作为梁截面承载力计算的依据 如果将计算所得连续梁各截面上可能出现的同类最不利内力 弯矩或剪力 在同一图中按一定的比例表示出来 所得的图形称为内力包络图 梁的内力包络图有弯矩包络图和剪力包络图 它们表明在永久荷载和可变荷载共同作用下 连续梁各截面可能产生的最不利内力的范围 不论可变荷载处于何种位置 截面上的内力都不会超出这个范围 11 3 1单向板肋梁楼盖的设计要点 11 3 1单向板肋梁楼盖的设计要点 4 截面计算要点梁 板内力确定后 即按 混凝土结构设计规范 所述方法 进行构件截面的承载力计算 并注意下述各点 对于四周与梁整体相连的多跨连续板 中间各跨的跨中截面和中间支座 从边支座算起的第二支座除外 截面 设计弯矩值可按计算所得弯矩降低20 采用 板的斜截面受剪承载力一般均能满足要求 设计时可不进行计算 在进行梁的正截面受弯承载力计算时 一般跨中截面承受正弯矩 按 形截面计算 支座截面则按矩形截面计算 11 3 1单向板肋梁楼盖的设计要点 在主梁的支座位置 板 次梁 主梁的负筋相互交叉通过 通常情况下 板的负筋放置在次梁负筋的上面 次梁的负筋放置在主梁负筋的上面 因此 支座截面次梁与主梁受拉钢筋合力点至梁顶面的距离aS应按图中所示采用 11 3 1单向板肋梁楼盖的设计要点 11 3 2构造要求 单向板肋梁楼盖中 板的厚度一般不应小于l0 30 次梁的截面高度不应小于l0 20 主梁的截面高度不应小于l0 15 l0为构件计算长度 通常情况下 板在砖墙上的支承长度为120mm 次梁在墙上的支承长度为240mm 主梁在墙上的支承长度为370mm 多跨连续板的配筋可采用弯起式和分离式两种方式 如图11 12所示 当采用弯起式配筋时 弯起钢筋的弯起角通常为30 由板中伸入支座的下部受力钢筋 其截面面积不应小于跨中受力钢筋截面面积的1 3 间距不应大于400mm 11 3 2构造要求 11 3 2构造要求 简支板的下部纵向受力钢筋应伸入支座 其锚固长度las不应小于5d 且宜伸过支座中心线 当采用焊接网配筋时 其末端至少应有一根横钢筋配置在支座边缘内 如不满足时 应在受力钢筋末端制成弯钩或加焊附加的横向锚固钢筋 11 3 2构造要求 单向板中单位长度上的分布钢筋 其截面面积不应小于单位长度上受力钢筋截面面积的15 其间距不应大于250mm 板的分布钢筋应配置在受力钢筋的内侧 并沿受力钢筋直线段均匀分布 受力钢筋的所有弯折处均应配置分布钢筋 但在梁的范围内不必配置 11 3 2构造要求 对嵌固在承重墙内的现浇板 在板的上部应配置直径 8mm 间距 200mm的构造钢筋 包括弯起钢筋在内 其伸出墙边的长度 l1 7 l1为单向板的跨度 同时 沿受力方向配置的上部构造钢筋 包括弯起筋 的截面面积还不宜小于跨中受力钢筋截面面积的1 3 对于两边均嵌固在墙内的板角部分 应在其上部双向配置 6 200的构造钢筋 其伸出墙边的长度 l1 4 11 3 2构造要求 主梁上部应沿主梁纵向配置不少于 6 200 且与梁肋垂直的构造钢筋 其单位长度内的总截面面积不应小于板中单位长度内受力钢筋截面面积的1 3 伸入板中的长度从肋边算起每边不应少于l0 4 l0为板的计算跨度 11 3 2构造要求 梁中受力钢筋的弯起和截断 原则上应通过在弯矩包络图上作抵抗弯矩图来确定 但对于跨度差不超过20 且以承受均布荷载为主的多跨连续次梁 当可变荷载q与永久荷载g的比值q g 3时 可以按照下图所示的构造规定布置钢筋 而不需按弯矩包络图确定纵向受力钢筋的弯起和截断 11 4双向板的受力与构造特点 11 3 2构造要求 一套完整的楼盖结构施工图由结构平面布置图 结构构件配筋图 钢筋表及图纸说明等四部分组成 楼盖结构平面布置图 主要表示楼盖梁 板构件的平面位置 尺寸及相互之间的关系 构件配筋图包括板 次梁及主梁的配筋图 一般应详细表示出构件尺寸 钢筋级别 直径 形式 尺寸 数量及钢筋编号等 材料图是按实际配筋画出的梁各正截面所能承受的弯矩图 画材料图的目的 是为了更加合理 准确地确定梁中纵向受力钢筋的弯起和截断位置 使梁在保证各正截面都具有足够受弯承载力的前提下 获得最佳的经济效果 编制钢筋图表的目的 主要是为了统计钢筋用量 编制施工图预算 进行钢筋加工等 钢筋表一般应包括 构件名称 数量 钢筋编号 钢筋简图以及钢筋级别 根数 直径 长度等 图纸说明主要是对材料等级 结构对施工的要求以及用图无法表示的内容等的说明 11 4双向板的受力与构造特点 试验研究结果表明 双向板受力后有以下几个特点 双向板在荷载作用下 荷载将沿板的长短两个方向传递给周边支承构件 板双向受弯 板在短跨方向上传递的荷载及在荷载作用下产生的弯矩