第9章钢筋混凝土楼盖、楼梯及雨篷

1、 梁板结构是土木工程中常见的结构形式，例如楼（屋）盖、楼梯、阳台、雨蓬、地下室底板和挡土墙等，还用于桥梁的桥面结构，特种结构中水池的顶盖、池壁和底板等。 (a) 肋梁楼盖 （d）地下室底板 （b）梁式楼梯 柱 板 次梁 主梁 （c）雨蓬 （e）带扶壁挡土墙 楼盖是建筑结构中的重要组成部分，混凝土楼盖在整个房屋的材料用量和造价方面所占的比例是相当大的，因此合理选择楼盖的形式，正确地进行设计计算，将对整个房屋的使用和技术经济指标具有一定的影响。第一节第一节 钢筋混凝土楼盖的分类钢筋混凝土楼盖的分类1混凝土楼盖按施工方法可分为现浇式、装配式和装配整体式楼盖。 现浇式楼盖现浇式楼盖整体性好、刚度大、防

2、水性好和抗震性强，并能适应于房间的平面形状、设备管道、荷载或施工条件比较特殊的情况。其缺点是费工，费模板、工期长、施工受季节的的限制，故现浇式楼盖通常用于建筑平面布置不规则的局部楼面或在运输吊装设备不足的情况。 装配式楼盖装配式楼盖，楼板采用混凝土预制构件，便于工业化生产，在多层民用建筑和多层工业厂房中得到广泛应用。但是，这种楼面由于整体性、防水性和抗震性较差，不便于开设孔洞，故对于高层建筑、有抗震设防要求的建筑以及使用上要求防水和开设孔洞的楼面，均不宜采用。 装配整体式楼盖装配整体式楼盖，其整体性较装配式的好，又较现浇式的节省模板和支撑。但这种楼盖需要进行混凝土的二次浇筑，有时还须增加焊接工

3、作量，故对施工进度和造价都带来一些不利影响。因此，这种楼盖仅适用于荷载较大的多层工业厂房、高层民用建筑及有抗震设防要求的建筑。采用装配式楼盖可以克服现浇楼盖的缺点，而装配整体式楼盖则兼具现浇式楼盖和装配式楼盖的优点。 2混凝土楼盖按预加应力情况可分为钢筋混凝土楼盖和预应力混凝土楼盖。 预应力混凝土楼盖用的最普遍的是无粘结预应力混凝土平板楼盖，当柱网尺寸较大时，它可有效减小板厚，降低建筑层高。3混凝土楼盖按结构型式可分为单向板肋梁楼盖、双向板肋梁楼盖、井式楼盖、密肋楼盖和无梁楼盖（又称板柱楼盖）。（1）肋梁楼盖肋梁楼盖：一般由板、次梁和主梁组成。其主要传力途径为板次梁主梁柱或墙基础地基。肋梁楼盖

4、的特点是用钢量较低，楼板上留洞方便，但支模较复杂。肋梁楼盖是现浇楼盖中使用最普遍的一种。（2）井式楼盖井式楼盖 ：两个方向的柱网及梁的截面相同，由于是两个方向受力，梁的高度比肋梁楼盖小，故宜用于跨度较大且柱网呈方形的结构。（3）密肋楼盖密肋楼盖：由于梁肋的间距小，板厚很小，梁高也较肋梁楼盖小，结构自重较轻。双向密肋楼盖近年来采用预制塑料模壳克服了支模复杂的缺点而应用增多。 （4）无梁楼盖无梁楼盖：板直接支承于柱上，其传力途径是荷载由板传至柱或墙。无梁楼盖的结构高度小，净空大，支模简单，但用钢量较大，常用于仓库、商店等柱网布置接近方形的建筑。当柱网较小时(34m)，柱顶可不设柱帽；当柱网较大 (

5、68m) 且荷载较大时，柱顶设柱帽以提高板的抗冲切能力。（a）单向板肋梁楼盖（b）双向板肋梁楼盖（c）井式楼盖（d）密肋楼盖（e）无梁楼盖第二节第二节 现浇单向板肋梁楼盖现浇单向板肋梁楼盖在肋梁楼盖中，结构布置包括柱网、承重墙、梁格和板的布置。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，柱距则决定了主梁的跨度。进行结构平面布置时，应综合考虑建筑功能、造价及施工条件等，合理确定梁的平面布置。根据工程实践，单向板、次梁和主梁的常用跨度为： 单向板：（1.72.7）m，荷载较大时取较小值，一般不宜超过3m； 次梁 ：（46）m； 主梁 ：（58）m。1、单向板肋梁楼盖结构

6、平面布置通常有以下三种方案：（1）主梁横向布置，次梁纵向布置其优点是主梁和柱可形成横向框架，房屋的横向刚度大，而各榀横向框架之间由纵向次梁相连，故房屋的纵向刚度亦大，整体性较好。此外，由于主梁与外纵墙垂直，在外纵墙上可开较大的窗口，对室内采光有利。 （2）主梁纵向布置，次梁横向布置这种布置适用于横向柱距比纵向柱距大的多的情况。它的优点是减小了主梁的截面高度，增大了室内净高。（3）只布置次梁，不设主梁它仅适用于有中间走道的楼盖。（a）主梁沿横向布置 （b）主梁沿纵向布置 （c）有中间走道2进行楼盖的结构平面布置时，应注意以下问题：（1）受力合理：荷载传递要简捷，梁宜拉通；主梁跨间最好不要只布置1

7、根次梁，以减小主梁跨间弯矩的不均匀；尽量避免把梁，特别是主梁搁置在门、窗过梁上；在楼、屋面上有机器设备、冷却塔、悬挂装置等荷载比较大的地方，宜设次梁；楼板上开有较大尺寸 (大于800mm)的洞口时，应在洞口周边设置加劲的小梁。（2）满足建筑要求：不封闭的阳台、厨房和卫生间的楼板面标高宜低于其他部位3050mm(目前，有室内地面装修的，也常做平)；当不做吊顶时，一个房间平面内不宜只放l根梁。（3）方便施工：梁的截面种类不宜过多，梁的布置尽可能规则，梁截面尺寸应考虑设置模板的方便，特别是采用钢模板时。 肋梁楼盖中每一区格的板一般在四边都有梁或墙支承，形成四边支承板，荷载将通过板的双向受弯作用传到四

8、边支承的构件（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与短边长度的比值而变化。 根据板的支承形式及在长、短两个长度上的比值，板可以分为单向板单向板和双向板双向板两个类型，其受力性能及配筋构造都各有其特点。 在荷载作用下，只在一个方向弯曲或者主要在一个方向弯曲的板，称为单向板；在荷载作用下，在两个方向弯曲，且不能忽略任一方向弯曲的板，称为双向板。 （P225）二、计算简图（二、计算简图（P226)P226)混凝土板应按下列原则进行计算：1两对边支承的板和单边嵌固的悬臂板，应按单向板计算； 2四边支承的板（或邻边支承或三边支承）应按下列规定计算： （1）当长边与短边长度之比大于或等

9、于3时，可按沿短边方向受力的单向板计算； （2）当长边与短边长度之比小于或等于2时，应按双向板计算； （3）当长边与短边长度之比介于2和3之间时，宜按双向板计算；当按沿短边方向受力的单向板计算时，应沿长边方向布置足够数量的构造钢筋。1、计算模型在现浇单向板肋梁楼盖中，板、次梁和主梁的计算模型一般为连续板或连续梁连续板或连续梁。板板一般可视为以次梁和边墙（或梁）为铰支承的多跨连续板；次梁次梁一般可视为以主梁和边墙（或梁）为铰支承的多跨连续梁；对于支承在混凝土柱上的主梁主梁，其计算模型应根据梁柱线刚度比而定。当主梁与柱的线刚度比大于等于3时，主梁可视为以柱和边墙（或梁）为铰支承的多跨连续梁，否则应

10、按梁、柱刚接的框架模型（框架梁）计算主梁。（P226）2、简化假定支座可以自由转动，但没有竖向位移； 在确定板传给次梁的荷载以及次梁传给主梁的荷载时，分别忽略板、次梁的连续性，按简支构件计算竖向反力；跨数超过五跨的连续梁、板，当各跨荷载相同，且跨度相差不超过10%时，可按五跨的等跨连续梁、板计算；当连续梁、板跨数小于等于五跨时，应按实际跨数计算。（P226）3、荷载计算结构内力分析时，为减少计算工作量，一般不是对整个结构进行分析，而是从实际结构中选取有代表性的部分作为计算的对象，称为计算单元。 对于单向板单向板，可取1m宽度的板宽度的板带作为其计算单元，在此范围内，图中用阴影线表示的楼面均布荷

11、载便是该板带承受的荷载，这一负荷范围称为从属面积，即计算构件负荷的楼面面积。楼盖中部主、次梁主、次梁截面形状都是两侧带翼缘（板）的T形截面形截面，楼盖周边处的主、次梁则是一侧带翼缘的。次梁承受板传来的均布线荷载，主梁承受次梁传来的集中荷载。由于主梁的自重所占比例不大，为了计算方便，可将其换算成集中荷载加到次梁传来的集中荷载内。所以从承受荷载的角度看，板和次梁主要承受均布线荷载，主梁主要承受集中荷载。 楼盖上的荷载有恒荷载和活荷载两类 恒荷载包括结构自重、构造层重和固定设备等。 活荷载包括人群、堆料和临时设备等，对于屋盖还有雪荷载和积灰荷载等。4、计算跨度按弹性理论计算时，计算跨度一般可取支座中

12、心线的距离；按塑性理论计算时，一般可取为净跨；但当边支座为砌体时，要按P227表9.1取5、用塑性理论（调幅法）计算等跨连续梁、板(P227) 为了方便计算，对工程中常用的承受均布荷载或间距相同、大小相等的集中荷载的等跨连续梁或等跨连续单向板，用调幅法导出的内力系数，设计时可直接查表得出控制截面的内力系数并按下列公式计算弯矩设计值M和剪力设计值V 。 nlqgVlqgM)()(20板的弯矩系数梁的弯矩系数梁的剪力系数三、三、 单向板肋梁楼盖的截面设计与构造单向板肋梁楼盖的截面设计与构造(P228)1、单向板的截面设计与构造要求（1）截面设计要点1）板的计算单元通常取为1m，按单筋矩形截面设计；

13、2）板一般能满足斜截面受剪承载力要求，设计时可不进行受剪承载力验算；（2）构造要求(P229)板的厚度：应满足表9.4的规定，板的配筋率一般为0.4%0.8%；板的支承长度：应满足其受力钢筋在支座内锚固的要求，且一般不小于板厚，现浇板在砌体墙上的支承长度不宜小于120mm；简支板或连续板下部纵向受力钢筋伸入支座的锚固长度不应小于5d，d为下部纵向受力钢筋的直径。当连续板内温度、收缩应力较大时，伸人支座的锚固长度宜适当增加。 4） 板中受力钢筋(P229)钢筋的直径：受力钢筋一般采用HPB235 (级)、HRB335 (级)和HRB400 (级)钢筋，直径通常采用6mm12mm，当板厚较大时，钢

14、筋直径可用14mm18mm。对于支座负钢筋，为便于施工架立，宜采用较大直径。钢筋的间距：为了便于浇注混凝土，保证钢筋周围混凝土的密实性，板内钢筋间距不宜太密。为了使板能正常的承受外荷载，也不宜过稀。钢筋的间距一般为70200mm；当板厚h150mm时，不宜大于200mm；当板厚h150mm，不宜大于1.5h，且不宜大于250mm。配筋方式：由于板在跨中一般承受正弯矩而在支座处承受负弯矩，因此在板跨中须配底部钢筋，而在支座处往往配板面钢筋，从而有两种配筋方式。分离式配筋：跨中正弯矩钢筋宜全部伸人支座锚固；而在支座处另配负弯矩钢筋，其范围应能覆盖负弯矩区域并满足锚固要求，如图所示。由于施工方便，分

15、离式配筋已成为工程中主要采用的配筋方式。 弯起式配筋：将一部分跨中正弯矩钢筋在适当的位置(反弯点附近)弯起，并伸过支座后作负弯矩钢筋使用；延伸长度应满足覆盖负弯矩图和锚固的要求，如图。由于施工比较麻烦，目前弯起式配筋已很少应用。为了保证锚固可靠，板内伸入支座的下部正钢筋采用半圆弯钩。对于上部负钢筋，为了保证施工时钢筋的设计位置，宜做成直抵模板的直钩。因此，直钩部分的钢筋长度为板厚减净保护层厚。钢筋的弯起和截断：对承受均布荷载的等跨连续单向板或双向板，受力钢筋的弯起和截断的位置一般可按图直接确定。 采用弯起式配筋时，跨中正弯矩钢筋可在距支座边ln/6处弯起1/22/3，以承受支座上的负弯矩。 （

16、a）一端弯起式 （b）两端弯起式 （c）分离式 图 连续单向板的配筋方式 5） 板中构造钢筋(P230)分布钢筋：当按单向板设计时，除沿受力方向布置受力钢筋外，尚应在垂直受力方向布置分布钢筋，分布钢筋应布置在受力钢筋的内侧，如图所示。它的作用是：与受力钢筋组成钢筋网，便于施工中固定受力钢筋的位置；承受由于温度变化和混凝土收缩所产生的内力；承受并分布板上局部荷载产生的内力；对四边支承板，可承受在计算中未计及但实际存在的长跨方向的弯矩。 分布钢筋宜采用HPB235 (级)和HRB335 (级)的钢筋，常用直径是6mm和8mm。规范规定：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

17、的15，且不宜小于该方向板截面面积的0.15；分布钢筋的间距不宜大于250mm，直径不宜小于6mm；对集中荷载较大或温度变化较大的情况，分布钢筋的截面面积应适当增加，其间距不宜大于200mm。图 板的构造钢筋 垂直于主梁的板面构造钢筋：当现浇板的受力钢筋与梁平行时，例如单向板肋梁楼盖的主梁，此时靠近主梁梁肋的板面荷载将直接传给主梁而引起负弯矩，这样将引起扳与主梁相接的板面产生裂缝，有时甚至开展较宽。 因此规范规定：应沿主梁长度方向配置间距不大于200mm且与主梁垂直的上部构造钢筋，其直径不宜小于8mm，且单位长度内的总截面面积不宜小于板中单位宽度内受力钢筋截面面积的三分之一。该构造钢筋伸人板内

18、的长度从梁边算起每边不宜小于板计算跨度l0的四分之一，如图。 图 与主梁垂直的构造钢筋 图 约束边缘的裂缝 2、次梁的截面设计与构造要求正截面设计时，跨中按T形截面计算，支座按矩形截面设计一般只设置箍筋抗剪，不设弯筋截面尺寸：次梁的跨度l一般取为46m，梁高h=(1/181/12)l，梁宽b=(1/31/2)h，并满足表9.4的要求。纵筋的配筋率一般为0.6%1.5%次梁在砌体墙上的支承长度a240mm钢筋的直径：不小于表9.5的规定 间距满足表9.6的规定梁侧纵向构造钢筋：梁的腹板高度超过450mm时，在梁的两个侧面设置腰筋。（P232)3、主梁的截面设计与构造要求为了简化计算，将主梁的自重

19、荷载折算成集中荷载计算正截面设计时，跨中按T形截面计算，支座按矩形截面设计一般只设置箍筋抗剪，不设弯筋主梁支座处的截面有效高度比一般梁要小（P234）截面尺寸：主梁的跨度l一般取为58m，梁高h=(1/141/18)l，梁宽b=(1/3.51/2)h，并满足表9.4的要求。纵筋的配筋率一般为0.6%1.5%主梁在砌体墙上的支承长度a370mm钢筋的直径与间距满足表9.6的规定在主梁上的次梁与之交接处，应设置附加横向钢筋，以承受次梁作用于主梁截面高度范围内的集中力。（P234235）图 主梁支座截面的钢筋位置 第第3节节 双向板肋梁楼盖双向板肋梁楼盖二、双向板的截面设计与构造要求双向板在两个方向

20、都要按计算配筋短跨方向的钢筋放到长跨方向钢筋的外侧（P241）厚度：一般不宜小于80mm，也不应大于160mm配筋：形式类同单向板一、双向板的受力特点（P240241）（1）双向板沿两个方向弯曲和传递荷载，即两个方向共同受力，所以两个方向均需配置受力钢筋（2）图为双向板破坏时板底面及板顶面的裂缝分布图，加载后在板底中部出现第一批裂缝，随荷载加大，裂缝逐渐沿45角向板的四角扩展，直至板底部钢筋屈服而裂缝显著增大。当板即将破坏时，板顶面四角产生环状裂缝，这些裂缝的出现促进了板底面裂缝的进一步扩展，最后板告破坏。（3）双向板在荷载作用下，四角有翘起的趋势，所以板传给四边支座的压力沿板长方向不是均匀的

21、，中部大、两端小，大致按正弦曲线分布。（4）细而密的配筋较粗而疏的配筋有利。图 双向板的裂缝分布 （a）正方形板板底裂缝；（b）矩形板板底裂缝；（c）矩形板板面裂缝 三、双向板支承梁的受力特点 双向板沿两个方向传递给支承梁的荷载可采用近似方法确定，即从每一区格板的四角作45分角线，把整块板分为四小块，每块面积上的荷载就近传至其支承梁上。沿短跨方向的支承梁承受板面传来的三角形荷载，沿长跨方向的支承梁承受板面传来的梯形荷载。图7.12 双向板支承梁承受的荷载第第4节节 装配式混凝土楼盖装配式混凝土楼盖一、预制板的形式及特点常用的预制铺板有实心板、空心板、槽形板、T形板等。一般均为本地区通用定型构件

22、，由预制构件厂供应。实心板实心板上下表面平整，制作简单，适用于荷载及跨度较小的走廊板、楼梯平台板、地沟盖板等。空心板空心板较实心板的自重轻，节省材料，且刚度大，隔音、隔热效果亦好，但其板面不能任意开洞。槽形板槽形板有肋向下的正槽形板和肋向上的倒槽形板。正槽形板可以较好利用板面混凝土受压，但不能提供平整的天棚，倒槽形板则与之相反。槽形板的板面开洞较自由，在工业建筑中应用较广，但其隔音、隔热效果较差。夹心板夹心板通常做成自防水保温屋面板，在两层混凝土中间填充泡沫混凝土等保温材料，将承重、保温、防水三者结合在一起。二、楼盖梁一般混合结构房屋中的楼盖梁往往是简支梁或带悬挑的简支梁，也常采用连续梁。图

23、梁的截面形式装配式楼盖的连接装配式楼盖的连接包括板与板之间、板与墙（梁）之间以及梁与墙之间的连接。（1）板与板的连接）板与板的连接板与板的连接，一般应采用不低于C15的细石混凝土或M15的水泥砂浆灌缝，见图（a）。当楼板有振动荷载或不允许开裂以及对楼盖整体性要求较高时，可在板缝内加短钢筋，见图（b）。三、 装配式楼盖的连接 (a)预制板灌缝；（b）预制板面层图7.21 预制板灌缝及面层 （2）板与墙或板与梁的连接）板与墙或板与梁的连接板与支承墙或支承梁的连接可采用在支座上坐浆1020mm厚，且板在砖墙上的支承长度不应小于100mm，在混凝土梁上不应小于6080mm，如图所示。空心板两端的孔洞应

24、用混凝土块或砖块堵实，避免在灌缝或浇筑混凝土面层时漏浆。图 板与支承墙（梁）的连接 板与非支承墙的连接一般采用细石混凝土灌缝，见图（a）。当板长5m时， 应配置锚拉筋，以加强其与墙的连接，见图（b）；若横墙上有圈梁，则可将灌缝部分与圈梁连成整体，其整体性更好，见图（c）。 图 板与非支承墙的连接 (a)板与非支承墙连接；（b）板长5m配锚拉筋；（c）板长5m配圈梁 9.5 钢筋混凝土楼梯的结构形式及构造钢筋混凝土楼梯的结构形式及构造钢筋混凝土楼梯可分为现浇整体式和装配式两类。现浇整体式楼梯的结构设计较灵活，整体性好；装配式楼梯的制造工业化程度高，施工速度快。现浇钢筋混凝土楼梯按其结构形式和受力

25、特点可分为板式楼梯、梁式楼梯及一些特种楼梯，如螺旋板式楼梯和悬挑板式楼梯一、一、 钢筋混凝土楼梯的类型钢筋混凝土楼梯的类型 图 现浇楼梯形式 (a)板式楼梯；（b）梁式楼梯；（c）螺旋板式楼梯；（d）悬挑板式楼梯 板式楼梯板式楼梯由踏步板、平台板和平台梁组成，一般用于跨度在3m以内的小跨度楼梯较为经济。板式楼梯的下表面平整，施工支模方便，外观也较轻巧，但斜板较厚（为楼段板水平长度的1/251/30），当跨度较大时，材料用量较多。梁式楼梯梁式楼梯由在斜板两侧或中间设置的斜梁、踏步板、平台板和平台梁组成。用于梯段较长时较为经济，但梁式楼梯的支模及施工均较板式楼梯复杂，且外观也显得笨重。 螺旋板式楼

26、梯螺旋板式楼梯及悬挑板式楼梯，其造型美观，建筑效果较好，常用于公共建筑中，但其受力较复杂、计算困难、材料用量大、造价高。装配式楼梯装配式楼梯由预制的踏步板、斜梁、平台板和平台梁组成。在一般民用建筑中，能起到加快施工进度和降低造价的作用。（1）斜板板式楼梯斜板承受均布面荷载作用，两端支承在平台梁上；平台板承受均布面荷载作用，两端支承在平台梁或墙上；平台梁承受楼梯斜板和平台板传来的均布线荷载作用，并传至墙体，由墙体再传给建筑物的基础。斜板的厚度h（1/251/30）l0，一般可取h100120mm。斜板内分布钢筋应在受力钢筋的内侧，可采用6或8，并在每踏步下设置不少于1根。（图）（2）平台板与平台梁平台板一般为一块单向板。因板支座的转动会受到一定约束，所以一般将板下部钢筋在支座附近弯起一半或在板面支座处另加短钢筋，其伸出支承边缘长度为ln/4。（图）平台梁除承受平台板传来的荷载外，主要承受斜板传来的均布荷载（如下图），其构造同一般受弯构件。 二、二、 现浇式楼梯的构造现浇式楼梯的构造 图 板式楼梯平台梁计算简图图 板式楼梯的配筋 图 平台板的两种支承方式 图 平台板配筋（1）踏步板梁式楼梯的踏步板两端支承在斜梁上，按两端简支的单向板计算。踏步板厚度一般不小于3040mm。踏步板每