楼盖布置方案和创新设计

1、4.2 楼盖的布置方案和设计 l楼盖布置原则和方案楼盖布置原则和方案 l压型钢板组合楼盖的设计压型钢板组合楼盖的设计 l组合梁和组合板的构造要求组合梁和组合板的构造要求 内容提示 1.楼盖结构的作用 直接承受竖向荷载的作用，直接承受竖向荷载的作用， 并将其传递给竖向构件；并将其传递给竖向构件； 起横隔作用。起横隔作用。 4.2.1 楼盖布置原则和方案 满足建筑设计要求满足建筑设计要求 较小自重较小自重 便于施工便于施工 有足够的整体刚度有足够的整体刚度 一般性的原则一般性的原则 2.楼盖结构的方案选择原则 楼板楼板 梁系梁系 3.多高层建筑的楼盖结构组成 固定作用、传递水平剪力作用固定作用、传

2、递水平剪力作用 4.用于多、高层建筑的楼板 现浇钢筋混凝土楼板现浇钢筋混凝土楼板 预制楼板预制楼板 压型钢板组合楼板压型钢板组合楼板 现浇钢筋混凝土现浇钢筋混凝土 楼板楼板 预制楼板预制楼板 压型钢板组合压型钢板组合 楼板楼板 卫生间卫生间 开洞较多处开洞较多处 高度不大高度不大 且无地震设防的建筑且无地震设防的建筑 （较少采用）（较少采用） 应与钢梁可靠连接，且在板上浇注刚性面层 预制楼板通过其底面四角的预埋件与钢梁焊接 1）焊脚高度不应小于6mm 2）焊缝长度不应小于80mm 板缝的灌缝构造宜一律按抗震设防要求进行。必要时可在板缝间的梁 上设抗剪件(如抗剪栓等) 多用于工多用于工 业建筑业

3、建筑 5.框架布置方案 6.梁系构成 梁系布置注意事项： n钢梁的间距，尽量取楼板经济跨度以内；钢梁的间距，尽量取楼板经济跨度以内； n主梁应与竖向抗侧力构件直接相连；主梁应与竖向抗侧力构件直接相连； n竖向构件纵横两个方向均应有主梁与之相连，以保竖向构件纵横两个方向均应有主梁与之相连，以保 证两个方向的长细比不致相差悬殊；证两个方向的长细比不致相差悬殊； n梁系布置应能使尽量多的楼面重力荷载份额传递到梁系布置应能使尽量多的楼面重力荷载份额传递到 竖向构件；竖向构件； n主次梁通常不采取叠接方式。主次梁通常不采取叠接方式。 主梁 次梁 斜向主梁的作用：斜向主梁的作用： 在框筒体系中，角柱往往产

4、生高额轴向拉力，在框筒体系中，角柱往往产生高额轴向拉力， 可通过斜向布置主梁得到向角柱传递较大的可通过斜向布置主梁得到向角柱传递较大的 竖向荷载的目的。竖向荷载的目的。 n主梁和次梁的连接宜采用简支连接；（其传递荷载为次主梁和次梁的连接宜采用简支连接；（其传递荷载为次 梁的梁端剪力，并考虑连接的偏心引起的附加弯矩，可梁的梁端剪力，并考虑连接的偏心引起的附加弯矩，可 不考虑主梁扭转）不考虑主梁扭转） n必要时也可采用刚性连接必要时也可采用刚性连接 。 7.主次梁连接（铰接连接） 主梁与次梁的铰接连接 主次梁连（刚性连接） 4.2.2 压型钢板组合楼盖的设计 组合楼板一般以板肋平行于主梁的方式布置

5、于次梁上，如果不设组合楼板一般以板肋平行于主梁的方式布置于次梁上，如果不设 次梁，则以板肋垂直于主梁的方式布置于主梁上次梁，则以板肋垂直于主梁的方式布置于主梁上( (图图4-13)4-13)。 压型钢板与抗剪栓钉的连接 cc vstccvst 0.430.7NAE fNAf 且 搁置楼板的钢梁上冀缘通长设置抗剪连接件，以 保证楼板和钢梁之间可靠地传递水平剪力，常见 的抗剪连接件是栓钉(图4-13)。 抗剪连接件的承载力不仅与其本身的材质及型号 有关，并和混凝土的等级品种等有关。栓钉连接 件的受剪承载力设计值为： 栓钉连接件的受剪承载力修正（一） 位于梁负弯矩区的栓钉，周围混凝土对其约束的位于梁

6、负弯矩区的栓钉，周围混凝土对其约束的 程度不如受压区，按式程度不如受压区，按式(4-4)(4-4)算得的栓钉受剪承载算得的栓钉受剪承载 力设计值应予折减：力设计值应予折减： (a)(a)位于连续梁中间支座上负弯矩段时：位于连续梁中间支座上负弯矩段时： 取折减系数取折减系数0.9 0.9 (b) (b)位于悬臂梁负弯矩段时：位于悬臂梁负弯矩段时： 取折减系数取折减系数0.80.8 栓钉连接件的受剪承载力修正（二） （Nvc应折减） 2 spp 0.6 ()/1.0b hhh 且 sp 2 p 0 () 0.85 1.0 b hh hn 且 水平剪力的传递形式 纵向波槽纵向波槽 压痕、小洞或冲压痕

7、、小洞或冲 成的不闭合的孔成的不闭合的孔 眼眼 横向钢筋横向钢筋 锚固件锚固件 组合楼板和组合梁 组组 合合 楼楼 板板 组合板组合板 非组合板非组合板 考虑压型钢板对组合考虑压型钢板对组合 楼板承载力的贡献楼板承载力的贡献 一般形式组合梁一般形式组合梁 压型钢板组合梁压型钢板组合梁 组组 合合 梁梁 预制钢筋混凝土板组合梁预制钢筋混凝土板组合梁 压压 型型 钢钢 板板 组组 合合 楼楼 板板 组合楼板设计 施工阶段施工阶段 对作为浇注混凝土底模的压型钢对作为浇注混凝土底模的压型钢 板进行强度和变形验算板进行强度和变形验算 使用阶段使用阶段 对于非组合板，压型钢板仅作为对于非组合板，压型钢板仅

8、作为 模板使用；验算组合板在永久荷模板使用；验算组合板在永久荷 载和使用段的可变荷载作用下的载和使用段的可变荷载作用下的 强度和变形强度和变形 压型钢板的跨中挠度压型钢板的跨中挠度w0大于大于20mm时，确定时，确定 混凝土自重应考虑挠曲效应，在全跨增加混混凝土自重应考虑挠曲效应，在全跨增加混 凝土厚度凝土厚度0.7 w0 ,或增设临时支撑或增设临时支撑. 荷载计算荷载计算截面特性截面特性力学模型力学模型 验算验算 弹性方法弹性方法 永久荷载永久荷载: 压型钢板、压型钢板、 钢筋和混凝土的自重钢筋和混凝土的自重. 可变荷载可变荷载: 施工荷载和施工荷载和 附加荷载附加荷载. 附加荷载附加荷载:

9、 当有过量冲当有过量冲 击、混凝土堆放、管击、混凝土堆放、管 线和泵的荷载时考虑线和泵的荷载时考虑 参见第参见第 1章章 如果承载能力如果承载能力 和变形能力不和变形能力不 满足要求，可满足要求，可 加在板下设置加在板下设置 临时支护临时支护,以减以减 小板跨加以验小板跨加以验 算算 施工阶段的设计 使用阶段设计 非组合板非组合板: :按常规钢筋混凝土楼板设计按常规钢筋混凝土楼板设计, ,应在压型钢应在压型钢 板波槽内设置钢筋，并进行相应计算板波槽内设置钢筋，并进行相应计算. . 组合板组合板: :在永久荷载和使用阶段的可变荷载作用下的在永久荷载和使用阶段的可变荷载作用下的 强度和变形进行验算

10、。强度和变形进行验算。 变形变形 验验 算：算： 承载力验算：承载力验算： 单向弯曲简支板单向弯曲简支板 双向弯曲板或单向弯曲板双向弯曲板或单向弯曲板 模型模型 正截面抗弯承载力、抗冲剪承载正截面抗弯承载力、抗冲剪承载 力、斜截面抗剪承载力力、斜截面抗剪承载力 1.组合板的力学模型 承载力验算的力学模型承载力验算的力学模型 板厚不超过板厚不超过100mm100mm时时 1)1)正弯矩计算的力学模型正弯矩计算的力学模型: :单向弯曲简支板：单向弯曲简支板： 2)2)负弯矩计算的力学模型负弯矩计算的力学模型: :单向弯曲固支板单向弯曲固支板. . 板厚超过板厚超过100mm100mm时时 1 1）

11、 0.5e2.0 时：时： 双向弯曲板双向弯曲板； 2）e 0.5 或或 e 2.0 时：时： 单向弯曲板单向弯曲板. . 参数参数e lxly, =(IxIy)1/4（异向性系数）异向性系数） Ix、Iy：组合板顺肋方向和：组合板顺肋方向和 垂直肋方向的截面惯性矩，垂直肋方向的截面惯性矩， 计算计算Iy时只考虑压型钢板顶时只考虑压型钢板顶 面以上的混凝土计算厚度面以上的混凝土计算厚度hc.c. 组合板正截面抗弯承载力计算图 2.组合板正截面抗弯承载力验算 Pcmc A ffh b时， cmP Mfxby0.8 Pcm /xA ff b P0 /2yhx 验算公式验算公式 注：注：0.8 :

12、:考虑到起受拉钢筋作用的压型钢板没有混凝土保护考虑到起受拉钢筋作用的压型钢板没有混凝土保护 层，以及中和轴附近材料强度发挥不充分等因素层，以及中和轴附近材料强度发挥不充分等因素 。 cmcP1P2P2) Mfh byA fy0.8（ Pcmc A ffh b时， P2cmc /) P AAfh b f0.5（ 3.组合板抗冲剪承载力验算 n组合板在集中荷载下的冲切力组合板在集中荷载下的冲切力V1，应满足，应满足: : 1 0.6 tcrc Vf u h 临界周界长度临界周界长度 4.组合板斜截面抗剪承载力验算 注：承受局部荷载时，取有效工作宽度bef进行计算。 n组合板一个波距内斜截面最大剪力

13、设计值组合板一个波距内斜截面最大剪力设计值Vin 应满足应满足: : Vin 0.07ftbh0 5.有效工作宽度bef的最大值 n1. 1. 抗弯计算时抗弯计算时 简支板简支板 ：bef = bf1+2 lP ( 1 - lP/l ) 连续板连续板 ：bef = bf1 + 4 lP ( 1 - lP/l ) /3 n2. 2. 抗剪计算时抗剪计算时 bef = bf1+lP ( 1 - lP/l ) , bf1 = bf+2( hc + hd ) l ：组合板跨度组合板跨度 lP ：荷载作用点到组合板较近支座的距离荷载作用点到组合板较近支座的距离 bf1：集中荷载在组合板中的分布宽度集中荷

14、载在组合板中的分布宽度 bf ：荷载宽度荷载宽度 h c ：压型钢板顶面以上的混凝土计算厚度压型钢板顶面以上的混凝土计算厚度 h d ：地板饰面层厚度地板饰面层厚度 6.组合梁的设计 混凝土翼板有效宽度bce ： bce=bo+bc1+bc2 bo ：钢梁上翼缘宽度 bc1, bc2 ：各取梁跨度l的1/6和翼缘板 厚度hc的6倍中的较小值 混凝土翼板计算厚度： 普通钢筋混凝土翼板： 取原厚度ho 带压型钢板的混凝土翼 板： 取hc 换算宽度的折算 换算公式：换算公式： 荷载标准组合荷载标准组合： beq=bce/E 荷载准永久组合荷载准永久组合： beq=bce/（2E） E：钢材弹性模量与

15、混凝钢材弹性模量与混凝 土弹性模量的比值土弹性模量的比值 7.组合梁的正截面受弯承载力验算公式 （一）正弯矩作用 cmcce Affh b时， cecm Mb xfy ceccmc1 Mb h fyA fy cmcce Affh b时， A : :钢梁截面面积钢梁截面面积 Ac: :钢梁受压区截钢梁受压区截 面面积面面积 Ps34 (/2) sy MMA fyy 组合梁的正截面受弯承载力验算公式 （二）负弯矩作用 4ssyw =/(2)yA ft f As: :翼板有效宽度范围内钢筋截面面积翼板有效宽度范围内钢筋截面面积 Mp:钢梁截面的全塑性弯曲承载力钢梁截面的全塑性弯曲承载力 PP =MW f 9.组合梁栓钉连接件验算 n正弯矩区剪跨段正弯矩区剪跨段 V = A