梁板结构设计讲义

1梁板结构设计一、目的要求1．现浇整体式单向板肋形楼盖应熟练掌握其内力按弹性理论及考虑塑性内力重分布的计算方法2．掌握折算荷载、塑性角、内力重分布、弯矩调幅的概念3．了解连续梁、板截面受力特点及构造要求4．现浇整体式双向板肋形楼盖应掌握内力按弹性理论计算的近似方法，熟悉这种楼盖结构截面设计和构造要求5．了解迭合式楼盖的形式，掌握其内力的计算方法和构造要求6．装配式楼盖要求了解预制梁板的形式、掌握其结构布置和连接及内力计算要点7．无粘结预应力楼盖应掌握其设计方法及构造要求二、重点难点1．折算荷载、塑性角、内力重分布、弯矩调幅等概念的理解2．单向板、双向板、无梁楼盖、无粘预应力楼盖的计算方法三、主要内容1.1概述楼盖和后盖是建筑结构的重要组成部分。楼盖也称楼层，通常由面层、结构层和顶棚组成。屋盖也称屋顶.有坡屋顶与平屋顶之分，坡度小于1：10屋顶。平屋顶通常由防水层、结构层和保温层组成，其中保温层是指在结构层上做的隔热通风层或在结构层下做的吊顶通风隔热层。在建筑结构中，混凝土楼盖的造价约占土建总造价的20％～30％；在钢筋混凝土高层建筑中，混凝土楼盖自重约占总自重的50％～60％，因此降低楼盖的造价和自重对整个建筑物来讲是至关重要的减小混凝土楼盖的结构设计高度，可降低建筑层高，对建筑工程具有很大的经济意义。混凝土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，对保证建筑物的承载力、刚度、耐久性，以及提高抗风、抗震性能等也有重要的作用．对于结构设计人员来讲，混凝土楼盖设计是一项基本功。建筑结构承重体系可分为水平的和竖向的两个结构体系，它们共同承受作用在建筑物上的竖向力和水平力，并把这些力可靠地传给竖向构件直至基础。构成楼、屋盖的粱板结构属于水平结构体系，承重砌体、柱、剪力墙、筒体等属于竖向结构体系。楼盏的主要结构功能；(1)把楼盖上的竖向力传给竖向结构；(2)把水平力传给竖向结构或分配给竖向结构；(3)作为竖向结构构件的水平联系和支撑。对楼盖的结构设计要求：①在竖向荷载作用下，满足承载力和竖向刚度的要求；⑧在楼盖自身水平面内要有足够的水平刚度和整体性；⑧与竖向构件有可靠的连接，以保证竖向力和水平力的传递。楼盖的结构类型有三种分类方法：按结构形式，可分为单向板肋粱楼盖、双向板肋梁楼盖、井式楼盖、密肋楼盖和无梁楼盖等，分别如图1．1(a、b、c、d和e)所示。其中，单向板肋梁楼盖和双向板肋梁楼盖应用最普通。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两种。在预应力混凝土楼盖中，采用无粘结预应力混凝土楼盖有如下特点：①有利于降低建筑物层高和减轻结构自重；②改善结构的使用功能，在自重和准永久荷载作电下楼板挠度很小，控制或减小裂缝的发生和发展；eq\o\ac(○,3)增大楼板跨度，可以增加使用面积，适应楼层用途的变化；④施加预应力后模板就可以拆除，施工方便，速度快；⑤节约钢材和混凝土。按施工方法，可分为现浇式、装配式和装配整体式。现浇楼盖的刚度大，整体性好，抗震抗冲击性能好，不规则平面的适应性强，开洞方便．缺点是楼板消耗量大．施工工期长。我国《钢筋混凝土高层建筑结构设与施工规程》规定，在高层建筑中，楼板宜现浇；对抗震设防的建筑，当高度≥50m时，楼盖应采用现浇；当高度≤50m时，在顶层、刚性过渡层和平面复杂或开洞过多的楼层，也应采用现浇楼盖。商品混凝土、泵送混凝土以及工具式模板的广泛采用．导致国内外的钢筋混凝土结构楼盖大多采用现浇。而我国的钢筋混凝土高层建筑中的楼盖，基本上是现浇的。装配式楼盖主要用在多层房屋，特别是多层住宅中．装配整体式楼盖是提高装配式楼盖的刚度、整体和抗震性能的一种改进措施，它集中了现浇式和装配式楼壁两者的优点，克服了不足之处。1．2现浇式楼盖1．2．1单向板肋梁楼盖单向板肋粱楼盖的设计步骤为：①结构平面布置，确定板厚和主、次梁的截面尺寸；②确定板和主、次粱的计算简图；⑧荷载及内力计算；④截面承载力计算，配筋及构造，对跨度大或荷载大或情况特殊的粱、板还需进行变形和裂缝的验算⑤绘施工图。1．2．1．1单向板的概念主要是一个方向受力的板，称为单向板。包括以下三种形式：(1)悬臂板如一边支承的板式雨篷和一边支承的板式田台等。(2)对边支承板如对边支承的装配式铺板和走廊中的现浇走遭扳等。(3)两相邻边支承板、三边支承板及四边支承板按弹性理沦，当四边支承扳两个方向计算跨度之比>2时，则按跨度为的单向扳设计(按塑性理论，>3的是单向板)。如图1．2所示，在承受均布荷载的四边支承板跨中截出两个互相垂直的宽度均为lm的板带。假定不计邻接板带的影响，由跨中挠度相等的条件，可求得荷载q在方向的分配值q1q2；式中、——挠度系数，根据板带两端的支承情况而定，两端简支时，＝＝５／３８４如果忽略钢筋在两个方向的位置差别及数量不同等影响，取，则以上分析中，忽略了邻近板带的影响，因此是近似的。由式(1．3)可知，四边支承板上的荷载主要是通过两个方向的弯曲把荷载传递到两个方向上去的。当>2时，在长跨方向分配到的荷载不到6％，故在设计中可仅考虑板在短跨方向受弯，即在计算中忽略荷载在长跨方向的传递，只在构造上对长跨方向的受弯作适当处理。1．2，1．2结构平面布置单向板肋梁楼盖由板、次梁和主梁构成。其中，次梁的间距决定板的跨度，主梁的间距决定次梁的跨度，柱网尺寸决定主梁的跨度。单向板、次粱和主梁的常用跨度为：单向板土8～2．7m，荷载较大时取较小值，一般不宜超过3m；次梁：4～6m；主梁：5—8m-常见的单向板肋梁楼盖的结构平面布置方案有以下三种：(1)主梁横向布置，次梁纵向布置如图1．3a所示，其优点是主梁和柱可形成横向框架，房屋的横向刚度大，而各榀横向框架间由纵向的次粱相连，故房屋的纵向刚度亦大，整体性较好。此外，由于土梁与外纵墙垂直，使外纵墙上窗的高度有可能开得大一些，也减少了天棚处粱的阴影，对室内采光有利。（1）主梁纵向布置，次梁横向布置如图1.3b所示，这种布置适用于横向柱距比纵向柱距大得多的情况。他的优点是减小了主要的截面高度，增大了室内净高。(3)只布置次梁，不布置主梁如图1．3c所示，它适用于有中间走道的楼盖。楼盖结构平面布置时，应注意以下问题：(1)要考虑建筑效果。例如，应避免把梁．特别是把主梁搁置在门、窗过梁上，否则将增大过梁的负担，建筑效果也差。(2)要考虑其它专业工种的要求。例如，在旅馆建筑中．要设置管线检查井，若次梁不能贯通，就需在检查并两侧放置两根小梁。(3)在楼、屋面上有机eS设备、冷却塔、悬吊装置和隅墙等地方．宜设梁承重。(4)主梁跨内最好不要只放置一根次梁，以减小主粱跨内弯矩的不均匀。(5)不封闭的阳台、厨房和卫生间的板面标高宜低于帽邻板面3~~50mm。(6)楼板上开有较大尺寸的洞口时，应在洞边设置小梁。1，2．1．3连续梁、板按弹性理论的内力计算计算假定①粱、板均为弹性杆件，其抗弯刚度为EJ，其中乙为混凝土弹性模量，／为截面惯性矩；②梁、板的支承情况按表1．1采用。⑧在确定梁、扳的支座反力时，为了方便，可忽略梁，板的连续性，每一跨都按简支梁来计算其支座反力。假定②中，有四点与实际情况不符：(a)端支座大多有一定的嵌固作用，故配筋时应在梁、板端直堕的顶部放置一定数量的构造钢筋，以承受可能产生的负弯矩-当主要承受均布线荷载q时，通常取此负弯矩值为：一1/10~1/12。(b)支承链杆司自由转动的假定，实质是忽略了次粱对板。主粱对次梁的约束以及柱对主粱的约束。引起的误差将用折算荷载的方式来加以修正。(c)支座总是有一定宽度的，并不像计算简图中那样只集中在一点上，所以要对支座弯矩和剪力进行调整。(d)链杆支座投有竖向位移，假定成链杆实质上就是忽略了次粱的竖向变形对板的影响，也忽略了主梁的竖向变形对次粱的影响。(2)计算单元板可取lm宽度的板带作为其计算单元。主、次梁的截面形状都是两侧带翼缘(板)的T形截面，楼盖周边处的主。次粱则是一侧带翼缘的。每侧翼板的计算宽度取与相邻梁的中心距的一半。由前述假定⑧知，一根次梁的负荷范围以及次梁传给主梁的集中荷载范围如图1-4所示。板、次粱主要承受均布线荷载，主梁主要承受由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来看，主梁主要承受集中荷载，次梁主要承受均布线荷载，故主梁的弯矩图和剪力图的起伏比次梁的大，在切断或弯起主梁的纵向钢筋以及配置主梁的箍筋时要特别注意这一点。(3)计算简图由前述假定eq\o\ac(○,2)知，连续梁、板的计算简图如图1．5a所示。对于连续梁、扳的某一跨来说，作用在其它跨上的荷载都会对该跨内力产生影响，但作用在与它相隔两跨以上的其余跨内的荷载对它的影响较小，可以忽略，这样。对于等截面且等跨度的连续梁、板，当实际跨数超过五跨时，可按五跨计算，如图1．5b所示。也就是说，所有中间跨的内力和配筋都按第三跨来处理，如图L5c所示。计算时，常称边跨为第一跨，支座A、B和C分别称为边支座、第一内支座和第二支座。对于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粱，板进行计算。梁、板的计算跨度是指在内力计算时所采用的跨间长度。从理论上讲，某一跨的计算跨度应取该跨两端支座反力合力作用点之间的距离。但在梁板设计中，当按弹性理论计算时，根据边支座的支承形式。板和次梁边跨的计算跨度取值与中间跨不同；(a)当边跨端支座为固端支座时，由前述假定⑧知，边跨和中间跨的计算跨度都取为支座中到中，即中间跨：=+b边跨：=+b/2+a/2式中d、b——分别为边支座、中间支座或第一内支座的长度；——净跨长。(b)当边跨端支座是简支支座时，对于板，当板厚t不小于d，对于主、次梁，a不小于0.05边跨的计算跨度仍按(1.5)式，否则按下式：板t<a时，=+b/2+t/2次梁、主梁a<0.05时，=+b/2+0.025这是为了防止边支座d过长时，合力作用点可能内移而作出的规定(注：板的边支座合力作用点位置主要与板厚有关，主次梁则主要与其跨度有关)。当按塑性理论计算时，板和次梁的计算跨度，边跨一般取+t/2，，中间跨取。粱、板的计算跨度也可按表1.2采用。(4)折算荷载在均布荷载作用下，板和次梁的内力按折算荷载设计值进行计算。以图1.6所示的板为例来说明。板与次梁整浇在一起，板的转动将引起次梁扭转。假设次梁抗扭刚度为零，扳就可以在支承处自由转动，完全符合前述假定②中“自由转动的链杆支座”的设．不必修正．实际上，次粱的抗扭能力将限制板的自由转动，使板在支承处的转角由链杆支承时的减小为。如图1.6听示，这样就减小了板的内力。为了使板的内力计算值更接近于实际，可以进行适当的调整．这种处理方法也适用于支承于主梁之上的次梁。考虑到板或次梁在支承处的转动主要是由活荷最的不利布置产生的，因此比较简便的修正方法是在荷载总值不变的条件下，增大恒荷载，减小活荷载，即在计算板和次梁的内力时，采用折算荷载：连续扳当这样调整后，在在作用下的的板或次粱粱的支座转转角大致与与实际情况况接近，如如图1．6所示。由由于主梁的的重要性高高于板和次次梁，且它它的抗弯刚刚度通常比比柱的大，故故对主梁一一般不作调调整。(5)活荷载的的最不利布布置活荷载载的位置是是可变的，活活荷载的不不利布置是是指在这种种情况下可可得到支座座截面或跨跨内截面的的最大内力力(绝对值)。图1.7示出了单单跨承载时时，五跨连连续粱的弯弯矩M和剪力y的图形。活活荷载的最最不利布置置规律：(a)求某一一支座截面面最大负弯弯矩(最小弯矩)时，应在在它的左右右二跨布置置活荷载，然然后向左、向向右每隔一一跨布置；；(b)求某一一跨的跨内内截面最大大正弯矩时时，应在该该跨布置活活荷载，然然后向左、向向右每隔一一跨布置；；(c)求某一一跨的跨内内最小正弯弯矩(或最大负负弯矩)时，该跨跨不布置活活荷载，而而在其左右右邻跨布置置活荷载，然然后向左、向向右每隔一一跨布置；；(d)求某一一支座左、右右边的最大大剪力(绝对值)时，活荷荷载布置与与(a)相同。(6)支座弯弯矩及剪力力的修正按弹性性理论计算算连续梁、板板内力时，中中间跨的计计算跨度取取支座中心心线间的距距离，这样样求得的支支座弯矩及及剪力都是是支座中心心处的。当当梁、板与与支座整体体连接时，支支座边缘处处的截面高高度比支座座中心处的的小得多，为为了使粱、板板结构的设设计更加合合理，可取取支座边缘缘的内力作作为设计依依据，并按按以下公式式计算：支座边缘截面的的弯矩设计计值材Mb：(7)内力包络络图当求出出了支座截截面和跨内内截面的最最大弯矩、最最大剪力后后，就可进进行截面设设计，确定定钢筋用量量。如果要要确定梁上上部纵向钢钢筋的切断断与下部纵纵向钢筋的的弯起还需需要知道最最大弯矩和和最大剪力力沿跨度的的变化情况况，这就要要求画出弯弯矩包络图图和剪力包包络图。现以承承受均布荷荷载的五跨跨连续梁的的弯矩包络络图来说明明。根据活活荷载的不不同布置情情况，每一一跨都可以以画出四种种弯矩图，分分别对应于于跨内最大大正弯矩、跨跨内最小正正弯矩(或负弯矩)和左、右右支座截面面的最大负负正弯矩。当当边支座为为简支时，边边跨只能画画出三种弯弯矩图形．．把这些弯弯矩图形全全部叠画在在一起，并并取其外包包线所构成成的图形即即为弯矩包包络图。它它完整地给给出了一个个截面可能能出现的弯弯矩设计值值的上、下下限，如图图1．8a所示．．同样可画画出剪力包络图，如如图1．8b所示。(8)内力计算算在整个计算过程程中，有两两点要特别别注意广是是要结合活活荷载的不不利布置来来选取固端端弯矩值，是是恒，还是是总M；二是采采取了一步步到位的分分传弯矩的的方法，简简化了计算算表格。1.2.1..4连续梁、板板考虑内力力重分布的的计算(1)内力重分分布的概念念超静定定结构的内内力不仅与与荷载有关关，而且还还与结构的的计算简图图以及各韶韶公拉弯刚刚度的比值值有关．如如果计算筒筒图或刚度度的比值发发生变化．．内力也要要随之变化化。由于钢钢筋混凝土土结构材料料的非线性性，其截面面的受力全全过程一般般有三个工工作阶段：：开裂前的的弹性阶段段、开裂后后的带裂缝缝阶段和钢钢筋屈服后后的破坏阶阶段。在弹弹性阶段，刚刚度不变，内内力与荷载载成正比。进进入带裂缝缝阶段后，各各截面间的的刚度比值值发生改变变，故各截截面间内力力的比值也也将随之改改变．个别别截面受拉拉钢筋屈服服后进人破破坏阶段而而形成塑性性铰，引起起结构计算算简图改变变，使内力力的变化规规律发生变变化。混疑疑土结构由由于刚度比比值改变或或出现塑性性饺引起结结构计算简简图变化．．从而引起起的结构内内力不再服服从弹性理理论的内力力规律得现现象称为塑塑性内力重重分布或内内力重分布布。要注意意内力重分分布与应力力重分布两两者的区别别．应力重重分布是指指截面上各各纤维层间间得应土变变化规律不不同于弹性性理论而言言的，并且且不论对静静定的还是是超静定的的混凝土结结构都存在在。内力重重分布则是是指结构，各各个截面问问内力变化化规律不同同于弹性理理论而言的的，并且只只有超静定定结构才有有内力重分分布现象，对对静定结构构是没有的的，因为静静定结构的的内力与截截面刚度无无关，而且且出现一个个塑性铰就就意味着结结构的破坏坏。①内力重分布的两两个阶段两端固固定的单跨跨等截面梁梁，设破坏坏时的均布布荷载为qu，根据弹弹性理论，支支座弯矩Mc＝-2/12，跨中弯弯矩M0＝2/24。现在来来研究当支支座和跨中中截面都按按平均值0.5((2/12十2/24)＝2/16配筋的情情况。在荷载载小于开裂裂荷载时，结结构可按弹弹性理论计计算，支座座弯矩和跨跨中弯矩当荷载达到时，两两端支座截截面产生裂裂缝，导致致支座截面面附近区段段内的刚度度下降，而而跨中截面面尚未开裂裂，还保持持原来的刚刚度。随着着荷载的增增加，支座座截面的弯弯矩增长减减缓而跨中中弯矩增长长则加快。由由于平衡条条件成立，两两者仍应保保持=/8的关系。随随后，跨中中截面开裂裂出现刚度度下降，如如果支座和和跨中截面面都有足够够的塑性变变形能力，那那么在支座座区段的钢钢筋屈服时时，就可以以把支座截截面看作是是能够转动动，且能承承担弯矩==/16的塑性铰铰。这样，梁梁就成为两两端铰支的的静定粱，跨跨中弯矩按按简直梁的的规律增加加，出现明明显的内力重分布。最最后，当跨跨中弯矩达达=/16使梁成为为几何可变变体系时，梁梁便不能继继续承担荷荷载．这时时，从上面的分析可可知，超静静定结构的的内力重分分布贯穿于于裂缝产生生到结构破破坏的整个个过程。这这个过程又又可分为开开裂到出现现第一个塑塑性铰以及及第一个塑塑性铰到结结构破坏两两个阶段。第第一阶段的的内力重分分布主要是是各部分的的刚度变化化所引起的的，第二阶阶段的内力力重分布主主要是塑性性铰的转动动所引起的的．第二阶阶段的内力力重分布比比第一阶段段更为明显显。在连续续板考虑内内力重分布布的内力计计算中，对对承载力计计算是指第第二阶段，对对变形裂缝缝验算是指指第一阶段段。塑性铰铰出现后，内内力重分布布的程度主主要取决于于塑性铰的的转动能力力如果已出出现得塑性性铰都具有有足够的转转动能力，能能够保证最最后一个使使结构成为为几何可变变体系的塑塑性铰的形形成，则称称为完全得得内力重分分布；如果果在塑性铰铰转动过程程中出现混混凝土被压压碎，而这这时结构尚尚未成为几几何可变体体系则称为为不完全的的内力重分分布。塑性性铰的转动动能力与配配筋率的大大小有关。如如果配筋率率过大，难难以形成塑塑性铰或出出现塑性铰铰的转动能能力不足，难难以保证结结构实现完完全的内力力重分布。②内力重分布的和和应用在混凝凝土超静定定结构设计计中，构件件的截面设设计按极限限状态设计计原则，而而结构内力力分析采用用弹性理论论，构件的的刚度不因因荷载大小小和作用时时间的长短短而改变，内内力与荷载载之间呈线线性关系。但但是，混凝凝土超静定定结构在承承受荷载的的过程中，由由于混凝土土的非弹性性变形，裂裂缝的出现现和开展、钢钢筋的滑移移和屈服以以及塑性铰铰的形成和和转动等因因素的影响响，结构构构件的刚度度在各受力力阶段不断断变化，从从而使结构构的实际内内力与变形形明显地不不同于按弹弹性理论的的计算结果果。所以在在混凝土连连续梁扳的的设计中，考考虑结构的的内力重分分布，建立立塑性的内内力计算方方法，不仅仅可以使结结构的内力力分析与截截面设计相相协调，设设计合理：：(a)能够正确确地计算结结构的承载载力和验算算使用阶段段的变形与与裂缝宽度度；(b)可以使结结构在破坏坏时有较多多的截面达达到极限承承载力，从从而充分发发挥结构的的潜力，更更有效地节节约材料；；(c)利用结构构的内力重重分布现象象，可以合合理地调整整钢筋布置置，缓解支支庄钢筋拥拥挤现象，简简化配筋构构造，方便便混凝上浇浇捣，从而而提高施工工效率和质质量；(d)根据结构构的内力重重分布现象象。在一定定条件下可可以人为控控制结构中中的弯矩分分布，从而而使设计得得以简化。考虑内内力重分布布的计算方方法是以形形成塑性铰铰为前提的的，因此下下列情况不不宜采用：：(a)在使用阶阶段不允许许出现襄缝缝或对裂缝缝有较严格格限制的结结构，如水水池，自防防水屋面，以以及处于侵侵蚀性环境境中的结构构；(b)直接承受受动力和重重复荷载的的结构；(c)要求有较较高承载力力储备的结结构。eq\o\aac(○,3)钢筋混凝凝土受弯构构件的塑性性铰的特性性以图11.10aa所示跨中中受集中力力作用的简简支梁为例例，说明钢钢筋混凝土土塑性铰的的特性。图图1.9bbc分别为破破坏荷载下下梁的M图和从加加载到破坏坏的M～P图．以下下研究从受受拉钢筋屈屈服到截面面受压区混混凝土压坏坏这一过程程。当加载载到受拉钢钢筋屈服(图1．10c中的A点)，弯矩为My，相应的的曲率为％％。随着荷荷载的少许许增加，裂裂缝继续向向上开展，混混凝土受压压区缩小，中中和轴上升升，内力臂臂略有增加加，使截面面的弯矩增增加到图1．10c中的B点，其值值为截面的的极限弯矩矩Mu相应的曲曲率为％。最最后，由于于受压区混混凝土达到到极限压应应变值，构构件丧失承承载能力(图1.100c中的C点)．这一过过程发生在在梁跨中最最大弯矩跗跗近的局部部区域内，其其曲率急剧剧变化，形形成所谓塑塑性铰。其其特点是：：(a))只能沿弯弯矩作用方方向，绕不不断上升的的中和轴发发生单向转转动，而不不像普通铰铰那样可沿沿任意方向向转动；(b))只能在受受拉区钢筋筋开始屈服服到受压区区混凝土压压坏荷载范范围(—)内转动，而而不像普通通铰那样自自始至终都都可以转动动；(c))在转动的的同时，能能承担一定定的弯矩，其其值为My≤M≤Mu，而不能能承担M>Mu，的弯矩矩。塑性铰铰出现后，简简支梁即形形成三铰在在一直线上上的破坏机机构，这标标志着构件件进入破坏坏状态(图1．11)。(2)用调幅法法计算连续续梁、板的的内力①弯矩调幅法的原原则所谓弯弯矩调幅法法，就是对对结构按弹弹性方法所所求得的弯弯矩值和剪剪力值进行行适当的调调整(降低)。以考虑虑结构非弹弹性变形所所引起的内内力重分布布。截面的的弯矩调整整幅度用弯弯矩调幅系系数来表示示，即=11(1.115)式中Ma——调整后的的弯矩设计计值；Mee——按弹性方方法算得的的弯矩设计计值。采用弯弯矩调幅法法考虑结构构内力重分分布的设计计方法已被被多数国家家的设计规规范所采纳纳．我国颁颁布的《钢钢筋混凝土土连续梁和和框架考虑虑内力重分分布设汁规规程}(CEECS511：93)主要推荐荐弯矩调幅幅法来计算算钢筋混凝凝土连续梁梁、板和框框架的内力力。其主要要原则如下下：(a))钢筋宜采采用HRB3335级和HRB4400级热轧带带肋钢筋，也也可采用HPB2235级和RRB4400级热轧光光面钢筋，混混凝土强度度等级宜在在C20~~C45范围内选选用；(b))截面的弯弯矩调幅系系数不宜超超过0.25，不等跨跨连续梁、板板不宜超过过0.2；(c))弯矩调幅幅后的截面面相对受压压区高度应应满足0.l≤≤0.35；(d))不等跨连连续粱、板板各跨中截截面的弯矩矩不宜调整整；(e))结构在正正常使用阶阶段不应出出现塑性铰铰，且变形形和裂缝宽宽度应符合合(混凝土结结构设计规规范》的规规定；(f))在可能产产生塑性铰铰的区段，考考虑弯矩调调幅后，连连续梁下列列区段内按按《规范》算算得的箍筋筋用量，一一般应增大大20%，增大的的范围为：：对于集中中荷载，取取支座边至至最近一个个集中荷载载之间的区区段；对于于均布荷载载，取支座座至距支座座边1．05h0的区段(h0为截面的的有效高度度)；(g))为了防止止构件发生生斜拉破坏坏，箍筋的的配箍率应应满足下式式要求≥0.033(1.226)(h))连续梁、板板弯矩经调调整后，仍仍应满足静静力平衡条条件，梁、扳扳的任童—跨调整后后的两支座座弯矩的平平均值跨中中弯矩之和和应略大于于该跨按简简支架计算算的弯矩值值，且不小小于按弹性性方法求得得的考虑荷荷载最不利利布置的最最大弯矩。eq\o\aac(○,2)连续梁、板板承载力按按调幅法的的计算A、承承受均布荷荷载的等跨跨连续梁(a))弯矩设计计值各跨跨中中及支座截截面的弯矩矩设计值可可按下列公公式计算M==(g十q)；(1..17)I．2．2双向板肋肋梁楼盖1．2．21辽向向杜的受力力特点在理论论上，凡纵纵横两个方方向的受力力都不能忽忽略的板称称为双向板板．双向板板的支承形形式可以是是四边支承承(包括四边边简支、四四边固定、三三边简支一一边固定、两两边简之两两边固定和和三边固定定一边简支支)、三边支支承或两邻邻边支承；；承受的荷荷载可以是是均布荷载载、局部荷荷载或三角角形分布荷荷载；板的的平面形状状可以是矩矩形、圆形形、三角形形或其它形形状。在楼楼盖设计中中，常见的的是均布荷荷载作用下下的四边支支承矩形板板。在工程程中，对于于四边支承承的矩形板板，当由于对对称，板的的对角线上上汉有扭矩矩，故对角角线截面就就是主弯矩矩平面。图图1．31为均布荷荷载q作用下，四四边简支方方板对角线线上主弯矩矩的变化图图形以及板板中心线上上主弯矩MX、My的变化图图形(泊松比v＝o)。图中主弯弯矩M，当用矢矢量表示时时是和对角角线相垂直直的，且都都是数值较较大的正弯弯矩，双向向板底沿450方向开裂裂就是由这这一主弯矩矩引起的。主主弯矩M，是与对对角线相平平行的，并并在角部为为负值，数数值也较大大；MⅡ将引起角角部板面产产生垂直于于对角线的的裂缝。②板角角上翘从板角角部切出的的截离体可可知(图1．32b)，如果角角点0不予锚住住，则AB、AC面上的剪力必定定使板块绕绕BC线转动，使使D点上翘．．事实上，角部一般是是压住的，且且有支承边边CD、BD的存在，因因此沿AD线产生负弯矩，这就就进一步形形象地说明明了角部板板面垂直于于对角线开开裂的原因因。另外，与与对角线相相垂直的线线，如BC线，则犹犹如单跨梁梁，跨中因因正弯矩而而开裂，这这是对角部部板底沿对对角线开裂裂的又一解解释。从上述述双向板的的受力分析析可知，在在双向板中中应按图1．33配置钢筋筋：①在跨跨中板底双双向配置平平行于板边边的正钢筋筋，以承担担跨中正弯弯矩；②沿支支座边板面面配置负钢钢筋，以承承担支座负负弯矩；②对于于单跨矩形形双向板，在在角部板面面应配置对对角线方向向的斜钢筋筋，以承担担负主弯矩矩，在角部部板底配置置垂直于对对角线的斜斜钢筋以承承担正主弯弯矩。由于于斜筋长短短不一，施施工不便，故故常用平行行于板边的的钢筋所构构成的钢筋筋网来代替替斜钢筋。(2)主要试验验结果四边筒筒支双向板板在均布荷荷载作用下下的试验研研究表明：：①竖向向位移曲面面呈碟形。矩矩形双向板板沿长跨最最大正弯矩矩并不发生生的跨中截截面上，因因为沿长跨跨的挠度曲曲线弯曲曲最大处不不在跨中而而在离板边边约1／2短跨长度度处。②加载载过程中，在在裂缝出现现之前，双双向板基本本上处于弹弹性工作阶阶段。③四边边简支的正正方形或矩矩形双向板板，当荷载载作用时，板板的四角有有翘起的趋趋势，板传传给四边支支座的压力力是不均匀匀分布的，中中部大、两两端小，大大致按正弦弦曲线分布布。④两个个方向配筋筋相同的四四边简支正正方形板，由由于跨中正正弯矩从＝＝材y的作用，板板的第一批批裂缝出现现在底面中中间部分；；随后由于于主弯矩Ml的作用，沿沿着对角线线方向肉四四角发展，如如图1．34a所示示。随着荷荷载不断增增加，板底底裂缝继续续向四角扩扩展，直至至板的底部部钢筋屈服服而破坏。当当接近破坏坏时，由于于主弯矩M：的作用用，板顶面面靠近四角角附近，出出现了垂直直于对角线线方向的、大大体上呈圆圆形的裂缝缝。这些裂裂缝的出现现。又促进进丁板底对对角线方向向裂缝的进进一步扩展展。⑤两个个方向配筋筋相同的四四边简支矩矩形板板底底的第一批批裂缝，出出现在板的的中部，平平行于长边边方向，这这是由于短短跨跨中的的正弯矩M。大于长长跨跨中的的正弯矩财财y所致。随随着荷载进进一步增大大。由于主主弯矩M：的作用用，这些板板底的跨中中裂缝逐渐渐延长，井井沿450角向板的的四角扩展展，如图1．34b所示。由由于主弯矩矩M，的作用用，板顶四四角也出现现大体呈圆圆形的裂缝缝，如图1．34c所示示。最终因因板底裂缝缝处受力钢钢筋属履而而破坏。⑥板中中钥筋的布布置方向对对破坏荷载载影响不大大，但平行行于四边配配置钢筋的的扳，其开开裂荷载比比平行于对对角线方向向配筋的板板要大些。⑦女钢钢率1g同时，较较细的钢筋筋较为有利利。在钢筋筋数量相同同时，板中中间部分钢钢筋排列较较密的比均均匀排列的的有利(刚度略好好，中间部部分裂缝宽宽度略小，但但靠近角都都，则裂缝缝宽度略大大)。1．2．2．2按弹性理理论计算双双向板若把双双向板视为为各向同性性的，且板板厚h远小于平平面尺寸、挠挠度不超过过h／5时，则双双向板可按按弹性薄板板小挠度理理论计算。《建建筑结构静静力计算手手册)中的双向向板计算表表格便是按按这个理论论编制的，其其中在对双双调和偏微微分方程求求解时，采采用了收敛敛性好的单单重正弦三三角级数展展开式的解解答形式。表表中所列出出的最大弯弯矩和最大大挠度的系系数，都是是拉上述方方法近似确确定的。即即对于每一一种板，按按一定间距距选择一些些点，依次次计算各点点的弯矩和和挠度系数数，将其中中最大的一一个值作为为近似值。虽虽然，此系系数的近似似值与理论论的最大系系数值有一一定差别，但但误差不大大，可以在在工程计算算中应用。（1）单跨双响板计计算（2）多跨连续双向向板的实用用计算法多跨连续双向板板多采用以以单个区格格板计算为为基础的实实用计算方方法，此法法假定支承承粱不产生生竖向位移移且不受扭扭；同时还还规定双向向板沿同一一方向相邻邻跨度的比比值≥0.75，以免计计算误差过过大。①跨中最大正弯矩矩为了求求连续板跨跨中矗大正正弯矩，均均布活荷载载q应按田1．35所示的棋棋盘式布置置。对这种种荷载分布布情况，可可看成是满满步荷载g+q//2及间隔布布置±q/2两种情况况之和，分分别如图1．35a、b所示。这这里g为均布恒恒荷载q为均步活活荷载。对于满布荷载gg+q/22的情况，板板在支座处处的转角较较小，可认认为各区格格板中间支支座都是固固定支座；；对于间隔布置±±q/2的情况，可可认为在支支座两侧的的转角大小小都相等、方方向相同，无无弯矩产生生，可认为为各区格板板在中间支支座都是简简支支座；；楼盖周边则按实实际支承条条件采用。从而可对上述两两种荷载情情况分别求求出其跨中中弯矩，而而后叠加,可求出各各区格的跨跨中最大弯弯矩。(2)支座最大大负弯矩支座最最大负弯矩矩可近似地地按满布活活荷载布置置，即g+q求得。这这时认为各各区格板中中间支座，都都是固定支支座,楼盖周边边仍按实际际支承条件件考虑。然然后按单跨跨双向板计计算出各支支座的负弯弯矩。当求求得的相邻邻区格板在在同一支座座的负弯矩矩不相等时时，可取绝绝对值较大大者作为该该支座的最最大负弯矩矩。1.2.2.33双向板支支承梁的设设计1.荷载计算算精确地确定双向向板传给支支承梁的荷荷载是困难难的，在工程中也是不必必要的。在在确定双向向板传给支支承粱的荷荷载时，可根据荷载载传递路线线最短的原原则按如下下方法近似似确定。即从每一区区格的四角角作450线与平行行于底边的的中线相交。把整块板分分为四块，每每块小板上上的荷载就就近传至其其支承梁上。因此，短短跨支承梁梁上的荷载载为三角形形分布，在在长跨支承梁上的荷荷载为梯形形分布，见见图1．36。2.梁内力支承梁的内力可可按弹性理理论或考虑虑塑性内力力重分曲调调幅法计算算，分述如如下。(1)按弹性理理论计算对于等等跨或近似似等跨(跨度相差差不超过lo％)的连续支支承粱，可可先将支承承粱的三角角形或梯形形分布荷载载化为等效效均布荷载载，再利用用均布荷载载下等跨连连续梁的计计算表格来来计算梁的的内力(弯矩、剪剪力)。图1．．37a、L分别示出出了三角形形分布荷载载和梯形分分布荷载化化为等效均均布荷载的的计算公式式，它是根根据支座弯弯矩相等的的条件求出出的。在按等等效均布荷荷载求出支支座弯矩后后(此时仍需需考虑各跨跨活荷载的的最不利布布置)，再根据据所求得的的支座弯矩矩和梁的实实际荷载分分布(三角形或或梯形分布布荷载)，由平衡衡条件计算算梁的跨中中弯矩和支支座剪力。(2)按调幅法法计算在考虑虑内力塑性性重分布时时，可在弹弹性理论求求得的支座座弯矩的基基础上，对对支座弯矩矩进行调幅幅(可取调幅幅系数为o．75)，再按实实际荷载分分布计算梁梁的跨中弯弯矩。1．2．2．4双向板楼楼盖的截面面设计与构构造(1)截面设计计A、截面的弯矩设设计值对于周周边与粱整整体连接的的双向板，除除角区格外外，可考虑虑周边支承承粱对板的的有利影响响，即周边边支承梁对对板形成的的拱作用，将将截面的计计算弯矩乘乘以下列折折减系数予予以考虑：：(a))对于连续续板的中间间区格，其其跨中截面面及中间支支座截面折折减系数为为o．8；(c)楼板的角角区格不应应折减。B、截面有效高度度h。由于板板内上、下下钢筋都是是纵横叠置置的，同一一截面处通通常有四层层．故计算算时在两个个方向应分分别采用各各自的截面面有效高度度hol和ho2。考虑到到短跨方向向的弯矩比比长跨方向向大，故应应将短跨方方向的钢筋筋放在长跨跨方向的钢钢筋的外侧侧。通常，hol和ho2的取值如如下：C、配筋计算(2)双向板的的构造A．板厚双向板板的厚度通通常在80~1660mm范范围内，任任何情况下下不得小于于80mmm。由于双双向板的挠挠度一般不不另作验算算。故为使使其有足够够的剧度，板板厚应符合合下述要求求；筒支板板连续板板B．钢筋配置双向板板的配筋方方式有分离离式和连续续式两种。按弹性性理论，板板的跨中弯弯矩不仅沿沿板长变化化，且沿板板宽向两边边逐渐减小小；而板底底钢筋却是是按最大跨跨中正弯矩矩求得的，故故应向两边边远渐减少少。考虑到到施工方便便，其减少少方法为：：将板在11及2方向各分分为三个板板带(图1．38)，两边板板带的宽度度为板短向向跨度1的1／4，其余为为中间板带带。在中间间板带均匀匀配置按最最大正弯矩矩求得的板板底钢筋，边边板带内则则减少一半半，但每米米宽度内不不得少于三三根。对于于支座边界界板面负钢钢筋，为了了承受四角角扭矩,按最大支支座负弯矩矩求得的钢钢筋沿全支支座均匀分分布，并不不在边板带带内减少。在简支的双向板板中，考虑虑支座的实实际约束情情况，每个个方向的正正钢筋均应应弯起1／3；图1.39为单块四四边简支双双向板的典典型配筋情情形。在固定支座的双双向板及连连续的双向向板中，板板底钢筋可可弯起l／2—1／3作为支座座负钢筋，不不足时再另另加板画直直钢筋。因因为在边板板带内钢筋筋数量减少少，故角上上尚应放置置两个方向向的附加钢钢筋。受力筋筋的直径、间间距和弯起起点、切断断点的位置置，以及沿沿墙边、墙墙角处的构构造钢筋，均均与单向板板楼盖的有有关规定相相同。1.2.3无无梁楼盖1.2.3.11概述所谓无梁楼盖，就就是在楼盖盖中不设梁梁肋，而将将板直接支支承在柱上上。无梁楼盖是一种种双向受力力楼盖，楼楼面荷载直直接传给柱柱子，再传传给基础，因因此，它的的柱网都采采用正方形形或矩形，以以正方形最最为经济，板板内钢筋沿沿两个方向向布置。楼楼盖的四周周可支承在在墙上或边边梁上，或或悬臂伸出出边柱以外外。悬臂板板挑出适当当的距离，能能减小边跨跨的跨中弯弯矩。

图1.40设置柱帽、托板的无梁楼盖无梁楼盖的特点点是传力体体系简化，又又没有梁，因因此扩大了了楼层净空空，并且底底面平整，模模板简单，便便于施工。根根据经验，当当楼面可变变荷载标准准值在5KKN/m22以上、跨跨度在6mm以内时，无无梁楼盖较较肋梁楼盖盖经济。因因而无梁楼楼盖常用于于多层厂房房、商场、库库房等建筑

图1.40设置柱帽、托板的无梁楼盖无梁楼盖的主要要缺点是由由于取消了了肋梁，无无梁楼盖的的抗弯刚度度减小、挠挠度增大；；柱子周边边的剪应力力高度集中中，可能会会引起局部部板的冲切切破坏。通过在柱的上端端设置柱帽帽、托板（图图1-40）可以以减小板的的挠度，提提高板柱连连接处的受受冲切承载载力；当不不设置柱帽帽、托板时时，一般需需在板柱连连接处配置置剪切钢筋筋来满足受受冲切承载载力的要求求。通过施施加预应力力或采用密密肋板也能能有效地增增加刚度、减减小板的挠挠度，而不不增加自重重。无梁板与柱构成成的板柱结结构体系，由由于侧向刚刚度较差，只只有在层数数较少的建建筑中才靠靠板柱结构构本身来抵抵抗水平荷荷载。当层层数较多或或要求抗震震时，一般般需设剪力力墙来增加加侧向刚度度，构成板板柱-剪力墙结结构。无梁楼盖按楼面面结构形式式分为平板板和密肋板板。按有无无柱帽分为为无柱帽轻轻型无梁楼楼盖和有柱柱帽无梁楼楼盖。按施施工程序分分为现浇式式无梁楼盖盖和装配整整体式无梁梁楼盖。采采用升板法法施工的无无梁楼盖即即为装配整整体式的一一种。1.2.3.22无梁楼盖盖的内力计计算1.破坏特征征图1-41所示为为有柱帽无无梁楼盖在在破坏时的的裂缝分布布。试验中中观察到，在在均布荷载载作用下，第第一批裂缝缝出现在柱柱帽顶面上上；继续加加载，在板板顶出现沿沿柱列轴线线的裂缝。随随着荷载的的不断增加加，顶板裂裂缝不断发发展，在板板底跨中约约1/3跨度度内成批地地出现互相相垂直且平平行于柱列列轴线的裂裂缝。当即即将破坏时时，在柱帽帽顶面上和和柱列轴线线的顶板以以及跨中板板底的裂缝缝中出现一一些特别大大的主裂缝缝。在这些些裂缝处，受受拉钢筋达达到屈服，受受压区混凝凝土被压碎碎，此时楼楼板即告破破坏。图1-41无梁梁楼盖的破破坏裂缝2.受力特点点直接支承于柱的的无梁板（亦亦称平板）是是双向受力力的。为了了更清楚地地了解无梁梁板的受力力特点，先先将其与前前面介绍过过的单向板板、双向板板做个比较较。图1--42中的正正方形无梁梁板、单向向板和双向向板都是在在四个角点点用柱支承承，如果板板上的面荷荷载为，不不难知道，单单向板跨中中弯矩与柱柱支承平板板的跨中弯弯矩一样，都都等于。双双向板两侧侧有梁支承承，梁的反反力在板内内引起的弯弯矩与荷载载引起的弯弯矩抵消一一部分，使使得板的跨跨中弯矩要要小于。于于是，可以以得到这样样的结论：：无梁板虽虽然是双向向受力，但但其受力特特点却更接接近于单向向板，只不不过单向板板是一向由由板受弯、另另一向由梁梁受弯；而而无梁板在在两个方向向都是由板板受弯。与与单向板不不同的是，在在无梁板计计算跨度内内的任一截截面，内力力与变形沿沿宽度方向向是处处不不同的。a)单向板bb)双向向板c)无梁板图1-42单向向板、双向向板和无梁梁板的受力力比较无梁楼盖可按柱柱网划分成成若干区格格，将其视视为由支承承在柱上的的“柱上板带”和弹性支支承于柱上上板带的“跨中板带”组成的水水平结构，如如图1-43所示。柱柱中心线两两侧各1//4跨度范范围内的板板带称为柱柱上板带，跨跨中板带是是柱上板带带之间的部部分，其宽宽度是跨度度的1/22。考虑到到钢筋混凝凝土板具有有内力重分分布的能力力，可以假假定在同一一种板带宽宽度内，内内力的数值值是均匀的的，钢筋也也可以均匀匀地布置。图1-43无梁梁楼盖柱上上板带的划划分1.2.3.33内力计算算无梁楼盖既可按按弹性理论论计算，也也可按塑性性理论计算算。A、按弹性理论计计算下面介绍的是两两种应用较较广的弹性性理论计算算方法：经经验系数法法和等代框框架法。（1）经验系数法经验系数法是在在弹性薄板板理论的分分析基础上上，给出柱柱上板带和和跨中板带带在跨中截截面、支座座截面上的的弯矩计算算系数；计计算时，先先算出总弯弯矩，再乘乘以相应的的弯矩计算算系数即可可得到各截截面的弯矩矩。采用弯矩系数法法时，必须须符合下列列条件：①每个方向至少有有三个连续续跨；②任一区格板的长长跨和短跨跨之比值不不大于1..5；③同一方向各跨跨度相相差不超过过20%；边跨的的跨度不大大于其相邻邻的内跨；；④可变荷载与永久久荷载设计计值之比值值；⑤为了保证无梁楼楼盖结构体体系具有较较好的抵抗抗水平荷载载（如风荷荷载、地震震作用）的的能力，应应在该结构构体系中设设置抗侧力力支撑或剪剪力墙。用该法计算时，板板面荷载取取全部均布布荷载，而而不必考虑虑活荷载的的不利组合合。下面我们来分析析一下承受受均布荷载载q的无梁楼楼盖中的一一个矩形内内区格板（图1.44（a））的受力情况。由于对称，在直线周边上没有剪力和扭矩，全部剪力和扭矩由柱帽与板相接处的角部曲线来承担（圆形柱帽，直径为c）。以如图1.44b所示的半块板为研究对象，射作用在跨中截面ab上的弯矩为M1y，作用在边界截面cdef上的负弯矩为M2y。外荷载外荷载对y轴的的力矩曲线截面cdeef上总的竖竖向反力对对y轴的力矩矩图1.47无梁梁楼盖矩形形内区格板板的分析由，得即若在楼盖中取宽宽度等于的的条形板，它它在x方向可视视为一根宽宽度等于，跨跨度为（）的的连续梁，称称为等代梁梁。定义等代梁某一一跨中正弯弯矩与支座座弯矩之和和为总弯矩矩，则有同理，在y方向向考虑到等跨连续续梁跨中正正弯矩与支支座负弯矩矩的比值1：2，于是就就有，。注意到到方向也有有柱上板带带和跨中板板带之分，所所以、在宽度范范围内还要要分配。考考虑到柱上上板带的支支座截面刚刚度比跨中中板带大得得多，故对对负弯矩，柱柱上板带与与跨中板带带按3：1分配；对对正弯矩则则按0.55和0.45分配。因因此对内区区格板：柱上板带：负弯矩正弯矩跨中板带：负弯矩正弯矩于是，有因为x方向的计算原理理是与y方向的相相同，所以以这里的总总弯矩既代代表也代表表。由于边区格柱上上板带、跨跨中板带的的支撑条件件与中间区区格不同，相相应的分配配系数应作作适当调整整。各系数数汇总于表表1.22。表1.22经验验系数法板板带弯矩分分配系数截面柱上板带跨中板带内跨支座负弯矩跨中正弯矩0.50.180.170.15边跨第一支座负弯矩矩跨中正弯矩边支座负弯矩0.50.220.480.170.180.05注：①在总弯矩矩值不变的的情况下，必必要时允许许将柱上板板带负弯矩矩的10%分给跨中中板带负弯弯矩。②此表为无悬臂板板的经验系系数，有较较小悬臂板板时仍可采采用，当有有较大悬臂臂板且其负负弯矩大于于边支座截截面负弯矩矩时，应考考虑悬臂弯弯矩对边支支座及内跨跨的影响。至于沿外边缘（靠靠墙）平行行于圈梁的的跨中板带带和半柱上上板带的截截面弯矩，由由于沿外边边缘设置有有圈梁，而而圈梁又承承担了部分分板面荷载载，故可以以比中区格格和边区格格的相应系系数值有所所降低。一一般可采用用下列方法法确定：跨跨中板带每每米宽的正正、负弯矩矩为中区格格和边区格格跨中板带带每米宽相相应弯矩的的80%；柱上板板带每米宽宽的正、负负弯矩为中中区格和边边区格柱上上板带每米米宽相应弯弯矩的50%。对有柱帽的板，考考虑拱作用用的有利影影响，在计计算钢筋截截面面积时时，除边缘缘及边支座座外，可将将上述方法法确定的弯弯矩再乘以以折减系数数0.8后作为截截面的弯矩矩设计值。（2）等代框架法等代框架法是把把整个结构构分别沿纵纵、横柱列列划分为具具有“等代框架架柱”和“等代框架架梁”的纵向等等代框架和和横向等代代框架。等等代框架与与普通框架架有所不同同。在普通通框架中，梁梁和柱可直直接传递内内力（弯矩矩、剪力和和轴力）。而而在等代框框架中，在在竖向荷载载作用下，等等代框架梁梁的宽度取取与梁跨方方向相垂直直的板跨中中心线间的的距离，其其值大大超超过柱宽，故故仅有一部部分竖向荷荷载（大体体相应于柱柱或柱帽的的那部分荷荷载）产生生的弯矩可可以通过板板直接传递递给柱，其其余都要通通过扭矩进进行传递。这这时可以假假设两端与与柱（或柱柱帽）等宽宽的板为扭扭臂，如图图1-622所示，柱柱（或柱帽帽）宽以外外的那部分分荷载使扭扭臂受扭，并并将扭矩传传递给柱，使使柱受弯。因因此，在无无梁楼盖等等代框架中中的柱应该该是包括柱柱（柱帽）和和两侧扭臂臂在内的等等代柱，它它的刚度应应为考虑柱柱的受弯刚刚度和扭臂臂的受扭刚刚度后的等等代刚度。至至于柱本身身和等代梁梁的截面和和跨度的确确定，则要要考虑板柱柱节点处柱柱帽的影响响。柱帽既既加强了等等代柱，也也加强了等等代梁，因因而等代梁梁端和等代代柱端往往往有一个刚刚度为无穷穷大的区段段，它对等等代框架梁梁的跨度、柱柱高、刚度度以及用力力矩分配法法计算时的的弯矩传递递系数等都都会产生影影响。a)板、扭臂臂与柱之间间的传力b)等代柱图1.49等代框框架的受力力分析等代框架的划分分见图1.50。采采用等代框框架计算时时，可采用用如下假定定：图1.50等代框框架的划分分①等代框架梁的高高度取板厚厚；等代框框架梁的宽宽度在竖向向荷载作用用下取与梁梁跨方向相相垂直的板板跨中心线线间的距离离，在水平平荷载作用用下，则取取为板跨中中心线间距距离的一半半。这是因因为竖向荷荷载作用下下，主要靠靠板带的弯弯曲将荷载载传给柱，使使两者共同同工作构成成等代框架架；而水平平荷载作用用下，主要要由柱的弯弯曲把水平平荷载传给给板带，而而柱的受弯弯刚度比板板带的小，所所以能与柱柱一起工作作的板带宽宽度要小些些。等代框框架梁的跨跨度，在两两个方向分分别取与，是柱帽的的计算宽度度。②等代框架柱的截截面取柱本本身的截面面；柱的计计算高度，对对于一般层层，取层高高减去柱帽帽的高度，对对于底层，取取基础顶面面至底层楼楼面的高度度减去柱帽帽高度。③当仅有竖向荷载载作用时，框框架可按分分层法简化化计算，即即所计算的的上、下层层楼板均视视作上层柱柱与下层柱柱的固定远远端。按等代框架计算算时，应考考虑可变荷荷载的最不不利布置。但但当可变荷荷载值不超超过永久荷荷载值的775％时，可可变荷载可可按各跨满满布考虑。按框架内力分析析得出的柱柱内力，可可以直接用用于柱的截截面设计。对对于梁的内内力，还需需分配给不不同的板带带。即将梁梁的弯矩乘乘以表1.23中的系数数（此系数数是根据试试验研究得得出的）后后，就得到到柱上板带带和跨中板板带的弯矩矩，用以进进行板带的的截面设计计。等代框框架适用于于任一区格格长跨于短短跨之比不不大于2的情况。表1.23等代代框架法板板带弯矩分分配系数截面柱上板带跨中板带内跨支座负弯矩跨中正弯矩0.750.550.250.45边跨第一内支座负弯弯矩跨中正弯矩边支座负弯矩0.750.550.900.250.450.10B、按塑性理论计计算无梁楼盖在活荷荷载的不利利布置时，可可能有两种种破坏情况况：一种是是内跨在带带形活荷载载作用下，出出现平行于于带形荷载载方向的跨跨中及支座座塑性铰线线，如图11.51aa所示。另另一种是在在连续满布布活荷载作作用下，在在每一区格格内的跨中中板带出现现正弯矩的的塑性铰线线，柱顶及及柱上板带带出现负弯弯矩的塑性性铰线，如如图1.511b所示。因因此按塑性性理论计算算时，就要要考虑这两两种情况。当当楼盖平面面的长边与与短边之比比不大于1.5以及每一一区格的长长跨与短跨跨之比不大大于1.35时，可按按极限平衡衡法计算。（1）带形活荷载作作用下的计计算板跨为的纵向连连续区格上上作用着带带形荷载，在在极限平衡衡状态下，形形成三条平平行的塑性性铰线1、2、1，如图1..51a所所示。跨中中正弯矩塑塑性铰线2位于带形形荷载的中中心线上，而而支座负弯弯矩塑性铰铰线1位于该跨跨两端离柱柱轴线为处处。的大小小与柱帽形形式有关。（2）满布活荷载作作用下的计计算满布活荷载作用用时，在平平衡极限状状态下，在在中间区格格板的跨中中形成平行行于纵、横横两柱列轴轴线且互相相垂直的塑塑性铰线，把把整个区格格分成四个个刚性板块块。在每个个柱帽上，形形成四条支支座塑性铰铰线，该塑塑性铰线位位于柱帽边边缘与柱列列轴线成45度。柱列列轴线上也也形成了支支座塑性铰铰线。1.2.3.44柱帽设计常用的矩形柱帽帽有无柱帽帽顶板的、有有折线帽顶顶板的以及及有矩形帽帽顶板的三三种形式，如如图1.522。第一种用用于轻荷载载；第二种种用于重荷荷载；第三三种的传力力条件仅次次于第二种种。这些柱柱帽中的拉拉、压应力力均很小，钢钢筋一般可可按构造放放置，如图图1.53。a)台锥形柱柱帽b)折线形柱柱帽c))带托板板柱帽图1.52各种形形式的柱帽帽和有效跨跨度图1.53柱帽的的配筋布置置柱帽尺寸及配筋筋，应满足足柱帽边缘缘处平板的的受冲切承承载力的要要求。当满满布荷载时时，无梁楼楼盖中内柱柱柱帽边缘缘处平板，可可认为承受受中心冲切切。（1）试验结果平板的中心冲切切，属于在在局部荷载载作用下，具具有均布反反力的冲切切情况。试试验表明：：A.冲切破坏时，形形成破坏锥锥体的锥面面与平板面面大致呈45度的倾角角；B.受冲切承载力与与混凝土强强度等级的的平方根、局局部荷载的的周边长度度（柱或柱柱帽周长），及及板的纵横横两个方向向的配筋率率（仅对不不太高的配配筋率而言言），均大大体呈线性性关系；C.具有弯起钢筋与与箍筋时，可可以大大提提高板的受受冲切承载载力。（2）受冲切承载力力计算公式式根据中心冲切承承载力试验验结果并参参照国外有有关资料，我我国规范规规定：A.对不配置置受冲切箍箍筋或弯起起钢筋的混混凝土板，其其受冲切承承载力可按按下列公式式计算：公式中的系数应应按下列两两个公式计计算，并取取其中较小小值：式中——局部部荷载设计计值或集中中反力设计计值，取柱所受受的轴向力力设计值减减去柱顶冲冲切破坏锥锥体范围内内的荷载设设计值，参参见图1.533；———截面高度度影响系数数：当mmm时，取；当当mm时，取取；——混凝土轴心抗拉拉强度设计计值；——截面上混凝土有有效的平均均预压应力力，其值应应控制在11.0～3.5NN/mm22范围内；；对于非预预应力混凝凝板，取；；——临界周长，即距距局部荷载载或集中反反力作用面面积处的平平均周长；；图1.53楼盖盖受冲切承承载力计算算1－冲切破坏锥体体的斜截面面；2－距荷载载面积周边边h0/2处的周周长；3－冲切破破坏锥体的的底面线B.当受冲切切承载力不不满足上式式的要求，且板厚不小小于1500mm时，可配置置箍筋或弯弯起钢筋。此此时，受冲冲切截面应应符合下列列条件：对配置箍筋或弯弯起钢筋的的板，其受受冲切承载载力可按下下列公式计计算：当配置箍筋时当配置弯起钢筋筋时式中——与呈呈45°冲切破坏坏锥体斜截截面相交的的全部箍筋筋截面面积积；——与呈45°冲切切破坏锥体体斜截面相相交的全部部弯起钢筋筋截面面积积；——箍筋抗拉强度设设计值；——弯起钢筋抗拉强强度设计值值；——弯起钢筋与板底底面的夹角角。——截面有效高度，取取两个配筋筋方向的截截面有效高高度的平均均值；（3）柱帽配筋构造造要求按计算求得的箍箍筋，应配配置在冲切切锥体范围围内。此外外，尚应按按相同的箍箍筋直径和和间距向外外延伸配置置在不小于于0.5范围围内，箍筋筋宜为封闭闭式，并应应箍住架立立钢筋，箍箍筋直径不不应小于66mm，其其间距不应应大于，如如图1.554a所示示。计算求得的弯起起钢筋，可可由一排或或两排组成成，其弯起起角可根据据可根据板板的厚度在在30°～45°之间选取取；弯起钢钢筋的倾斜斜段应与冲冲切破坏锥锥面相交（图图1.54b），其交交点应在集集中荷载作作用面或柱柱截面边缘缘以外（11/2～2/3）的范围内内。弯起钢钢筋直径不不宜小于112mm，且且每一方向向不宜少于于3根。a)箍筋b))弯起钢钢筋图1.54板中中受冲切钢钢筋布置1.2.3.55无梁楼盖盖的截面设设计与构造造A.截面的弯矩设计计值当竖向荷载作用用时，有柱柱帽的无梁梁楼盖内跨跨，具有明明显的拱作作用，截面面的弯矩设设计值，可可以适当折折减。除边边跨及边支支座外，所所有其余部部位截面的的弯矩设计计值，均可可按内里分分析得到的的弯矩乘以以折减系数数0.8。B.板厚及板板的截面有有效高度无梁楼盖通常是是等厚的。对对板厚的要要求，除满满足承载力力的要求外外，还应满满足刚度的的要求，即即在荷载作作用下的挠挠度应满足足正常使用用的要求。由由于目前对对挠度尚无无完善的计计算方法，所所以用板厚厚与长跨的比比值控制：：无帽顶板板时，；无无柱帽时，柱柱上板带可可适当加厚厚，加厚部部分的宽度度可取相应应跨度的30%；有帽顶顶板时，。板的截面有效高高度取值与与双向板类类似。同一一部位两个个方向的弯弯矩同号时时，由于纵纵横钢筋叠叠置，应分分别取各自自的截面有有效高度。当当为正方形形时，也可可取两个方方向截面有有效高度的的平均值。C.板的配筋筋根据柱上和跨中中板带截面面弯矩算得得的钢筋，可可沿纵、横横两个方向向均匀布置置于各自的的板带上。钢钢筋的直径径和间距，与与一般双向向板的要求求相同，对对于承受负负弯矩的钢钢筋，其直直径不宜小小于12mmm，以保保证施工时时具有一定定的刚性。无梁楼盖中的配配筋形式也也有弯起式式和分离式式两种。钢钢筋弯起或或切断的位位置应满足足图1.55所示示的要求。如如果将柱网网轴线上一一定数量的的钢筋连通通起来，对对于防止因因整块板掉掉落而引起起的结构连连续性倒塌塌是有利的的。D.圈梁无梁楼盖的周边边应设置边边梁，其截截面高度应应不小于板板厚的2..5倍，与与板形成倒倒L形截面。边边梁除了与与边柱上的的板带一起起承受弯矩矩外，还要要承受垂直直于边梁轴轴线方向的的扭矩，所所以应配置置必要的抗抗扭构造钢钢筋。a)柱上板带带配筋；b)跨跨中板带配配筋图1.55无梁楼楼盖的配筋筋构造1.3叠合式楼楼盖叠合式楼盖是将将预制与现现浇工艺结结合的一种种楼盖结构构形式，它它是在预制制板上现浇浇一层混凝凝土而形成成的一种装装配整体式式结构。其其主要优点点是节省模模板支撑，缩缩短工期。叠叠合式楼盖盖具有二次次制造和二二阶段受力力特点，其其设计方法法与现浇楼楼盖不同。1.3.1叠叠合梁板的的形式1.3.1.11叠合梁的的形式叠合梁是由预制制梁和现浇浇叠合层两两者组合而而成的整体体梁，有两两种形式：：（1）在预制梁上安安装楼板之之后，再在在梁顶面二二次浇灌混混凝土叠合合层形成整整体梁（如如图1.661a），其其预制梁的的截面形式式可以做成成十字形、T形等。（2）在预制梁顶面面二次现浇浇混凝土楼楼板形成整整体梁（图图1.611b）。1.3.1.22叠合梁的的优缺点优点：（1）节节省模板支支撑；（22）有利于于采用预应应力；（33）有利于于加快施工工进度，缩缩短工期；；（44）有利于于减少现场场搅拌造成成的城市污污染。缺点：必须具备吊装条条件。1.3.1.33叠合板的的形式叠合板根据预制制板的不同同有以下几几种形式：：（1）预应力混凝土土薄板叠合合板预应力混凝土薄薄板与后浇浇混凝土叠叠合层组成成的连续板板。用预应应力混凝土土薄板作底底模，根据据跨度情况况加设1～2道临时支支撑，在其其上部现浇浇一层混凝凝土而形成成的装配整整体结构。主要优点：①薄板既是结构的的一部分又又兼作施工工时的模板板，可以节节约大量模模板和支撑撑；②薄板采用预应力力，具有刚刚度大，抗抗裂性好，节节约钢材、水水泥，兼有有全现浇结结构整体性性好、抗震震性优越的的特点，适适用于有抗抗震设防要要求的地区区；③叠合板与简支预预制空心板板相比，3～6m跨的板高高可减少3～6cm左右，降降低了层高高；④薄板在预制厂生生产，可以以缩短工期期，减少现现场搅拌施施工造成的的城市污染染。（2）预应力混凝土土空心板叠叠合板预应力混凝土空空心板与后后浇混凝土土叠合层组组成的连续续板。1.3.2叠叠合梁的计计算方法（1）叠合梁的受力力分析叠合梁的受力分分析，应按按叠合前与与叠合后两两个阶段进进行。第一阶段（叠合合前）：预预制梁已安安装完毕，二二次浇灌的的混凝土尚尚未达到强强度。作用在预制梁上上的荷载包包括：梁自自重、二次次浇灌的混混凝土自重重、搁置在在预制梁的的楼板及楼楼板上的施施工荷载。由于后浇混凝土土尚未达到到强度，预预制梁可以以视为简支支梁，第一一阶段的荷荷载由预制制梁承担。第二阶段（叠合合后）：后后浇混凝土土达到强度度，叠合梁梁与柱形成成整体。作用在叠合梁上上的荷载包包括：梁的的抹灰自重重、板面和和板底抹灰灰自重、楼楼面墙体自自重、板面面使用活荷荷载。由于后浇混凝土土以达到强强度，预制制梁与后浇浇混凝土形形成整体，计计算简图应应按叠合后后的整体结结构选取，第第二阶段的的荷载由整整体结构承承担。（2）叠合梁的受力力性能第一阶段：叠合层尚未浇筑筑或还没有有达到强度度，截面有有效高度为为，如图1..62a所所示。在弯弯矩作用下下，预制梁梁截面平均均应变沿截截面高度呈呈线性分布布，如图1.622b所示。裂裂缝截面处处的截面应应力如图11.64cc所示，钢钢筋拉力，受受压区混凝凝土应力的的合力为，由由力矩平衡衡条件式中——预制梁梁裂缝处的的内力臂系系数；———预制梁截截面的有效效高度；———在弯矩标标准值作用用下，预制制梁中纵向向受拉钢筋筋的应力。第一阶段荷载标标准值作用用下的弯矩矩按下式计计算第二阶段：第二阶段荷载标标准值作用用下的弯矩矩按下式计计算梁的截面有效高高度为，如如图1.622d所示。叠叠合梁在作作用直截面面的应变及及应力分布布如图1.622e、f。从图1.622e可见，截截面上产生生的拉应变变会抵消一一部分预制制梁中原有有的压应变变。从图11.62ff可知，在在作用下所所产生的拉拉应力会抵抵消预制梁梁截面上的的一部分混混凝土压应应力。由力力矩平衡条条件式中——附加拉拉力；———附加拉力力作用点至至受压区混混凝土合力力点的距离离；———第二阶段段荷载作用用下梁的内内力臂系数数；———第二阶段段荷载作用用下梁的纵纵向受拉钢钢筋应力。在作用下的截面应应力图形如如图1.662g所示示。研究表表明，叠合合梁的截面面应力图形形可用图1.622h代替，它它与一般受受弯钩尖的的应力图形形相同。与相同截面的整整浇梁相比比，叠合梁梁有两个基基本特征：：①在正常使用阶段段存在“受拉钢筋筋应力超前前”和“受压区混混凝土应力力滞后”现象。叠合梁及同条件件对比梁的的弯矩—钢筋应力力、弯矩—曲率试验验结果如图图1.63所示。相相应的钢筋筋应力及曲曲率对比见见表1.29。弯矩叠合梁对比梁叠合梁对比梁叠合梁对比梁受拉钢筋应力截面曲率从图1.63aa及表1.29可以看出出，在弯矩矩相同的条条件下，叠叠合梁的钢钢筋应力大大于对比梁梁。这一现现象称为“受力钢筋筋应力超前前”现象，它它是叠合梁梁的重要受受力特征。叠合梁在正常使使用阶段的的另一个受受力特征是是“叠合层受受压区混凝凝土应力滞滞后”现象。从从图1.622e可以看出出，由于叠叠合层混凝凝土在作用用时才受力力，故在相相同的弯矩矩作用下，叠叠合梁的受受压混凝土土应力总是是小于条件件相同的对对比梁。②破坏时的弯矩与与对比梁相相同，但变变形明显增增大。（3）叠合梁的承载载力计算A.叠合梁的整截面面受弯承载载力可按下下列步骤进进行计算：：①按弯矩设计值，取取叠合后的的截面求出出钢筋面积积；②按弯矩设计值，取取叠合前的的截面求出出钢筋面积积；③取与中的大者。B.叠合梁的斜截面面受剪承载载力叠合梁的斜截面面受剪承载载力计算可可按普通钢钢筋混凝土土梁的受剪剪承载力公公式进行计计算，但混混凝土强度度应取预制制构件与叠叠合层混凝凝土两者中中的较低值值。对预制制构件也要要进行斜截截面受剪承承载力计算算，其方法法与一般梁梁的相同。C.叠合面的受剪承承载力验算算叠合面的受剪承承载力应按按下式进行行验算式中——混凝凝土的抗拉拉强度设计计值，取后后浇叠合层层和预制构构件中的较较低值。（4）叠合梁的钢筋筋应力验算算由于叠合梁存在在钢筋应力力超前现象象，应按下下式进行使使用阶段的的纵向受拉拉钢筋应力力验算。式中——叠合梁梁在荷载的的标准组合合下产生的的纵向受拉拉钢筋应力力；———在弯矩标标准值作用用下叠合梁梁中纵向受受拉钢筋应应力；———在弯矩标标准值作用用下，叠合合梁纵向受受拉钢筋应应力增量。其中当时，在式中，取取。为预制构构件的正截截面受弯承承载力设计计值。（5）叠合梁的裂缝缝宽度和挠挠度验算裂缝宽度验算：：叠合梁的最大裂裂缝宽度式中——纵向受受拉钢筋的的等效直径径；———混凝土保保护层厚度度———裂缝间纵纵向受拉钢钢筋应变不不均匀系数数，———预制梁的的混凝土抗抗拉强度标标准值；———按预制梁梁的有效受受拉混凝土土截面面积积计算的纵纵向受拉钢钢筋配筋率率；——按叠合梁的有效效受拉混凝凝土截面面面积计算的的纵向受拉拉钢筋配筋筋率。挠度验算：叠合梁的最大挠挠度式中——挠度度系数，与与荷载和支支撑条件有有关；——计算跨度度；——叠合梁按按荷载的标标准组合计计算的弯矩矩值；——叠合梁的的长期刚度度。1.3.3叠合板的的设计（1）预应力薄板在安安装时设有有施工临时时支撑，一一般不存在在“钢筋应力力超前”现象。可可取叠合后后的整体截截面，按一一般般的正正截面承载载力公式进进行计算。（2）对于不设中间施施工临时支支撑的叠合合板，其计计算方法与与叠合梁相相同。（3）一次受力连续叠叠合板的内内力重分布布设计方法法与一般板板相同。装配式楼盖1.44.1概述1、优点（1）可在工厂或现现场预制；；（2）工业化程度高高；（3）不占工期；（4）有利于采用预预应力；（5）模板可重复使使用；（6）构件尺寸误差差小。2、缺点（1）整体性差；（2）楼盖平面刚度度小；（3）施工时吊装条条件要求高高。3、装配式楼盖的的形式（1）铺板式；（2）密肋式；（3）无梁式。其中铺板式应用用最多。4、装配式楼盖设设计中需要要注意以下下几个问题题：（1）减少构件类型型，提高构构件的通用用性；（2）构件的重量和和尺寸适合合运输和吊吊装。单个个构件的重重量不超过过起重设备备的最大起起重量；（3）构件外形尽量量简单，便便于制作、堆堆放、运输输和安装；；（4）接头安全可靠靠，构造简简单，受力力明确；（5）尽量扩大预制制范围，减减少湿作业业；（6）必须进行构件件吊装验算算；（7）最大限度地降降低材料消消耗。1.4.2预制梁板板的形式在铺板式楼盖中中，预制楼楼板一般简简支在砖墙墙或大梁上上。预制楼楼板的优点点是现浇工工作量小、施施工速度快快、节约木木材和水泥泥。其缺点点是整体刚刚度小，能能承受的荷荷载小，开开设孔洞不不方便。常用预制板有肋肋型槽形板板、门形板板、实心板板、空心板板、夹心板板等，如图图1.64所示。预预制板多为为单跨简支支布置，铺铺板宽应视视施工条件件而定，可可从3000mm到整整个房间宽宽度。铺板板长度一般般为2～6m。为了增增强楼盖的的竖向整体体刚度以及及在水平荷荷载下的整整体性，板板的侧边宜宜做成斜口口或企口，板板缝中填以以等级不低低于C15的细石混混凝土，必必要时可在在板缝间铺铺设纵向或或横向钢筋筋。槽形板和门形板板槽形板和门形板板具有承载载力大、节节约材料、便便于布置管管线与板面面开洞等优优点，常在在跨度较大大的工业厂厂房中采用用。为提高高板的刚度度，进一步步节约材料料，可对板板肋施加预预应力。槽形板板有肋向下下的正槽形形板和肋向向上的倒槽槽形板，如如图1.665a、b所示。正正槽形板的的材料分布布较合理，但但不能构成成平整的天天棚，通常常板厚为25-330毫米。为为了加强槽槽形板的刚刚度，使两两个肋能很很好地协同同工作，避避免肋在施施工中因受受扭产生裂裂缝，应加加设小的横横肋。倒槽槽形板一般般用于铺木木地板的楼楼面，肋间间可填充轻轻质材料。槽槽形板的隔隔音、隔热热效果较差差。由于其其板面开洞洞较为自由由，在工业业建筑中应应用较广泛泛，也适用用于民用建建筑中的厨厨房、厕所所等处。2、空心板空心板自重轻、刚刚度大、隔隔音隔热效效果好，常常用于跨度度4.5米以下的住住宅和办公公楼中，一一般用预应应力钢丝作作为主筋。最最近推广的的冷轧带肋肋钢筋空心心板以其强强度高、成成本低而受受欢迎。空空心板的空空洞可为圆圆形、正方方形、长方方形、椭圆圆形等，如如图1.66所示，孔孔型视抽芯芯设备而定定，孔洞数数目视板宽宽而定。圆圆孔的空心心率虽然小小些，混凝凝土用量多多些，但可可用钢管做做芯模，转转动抽出，施施工方便，因因此目前国国内民用建建筑中多采采用圆孔空空心板。空空心板的厚厚度是l/200-l/225（非预应应力）和ll/30--l/355（预应力力）（l为板的跨跨度），其其值应符合合模数。空空心板的宽宽度一般在在600-11200毫米之间，有有的地区也也生产大型型空心板以以加快安装装施工速度度。3、实心板实心板自重大、用用料多，但但施工简单单，常用于于跨度较小小（一般22米左右）的的房屋中。实实心板一般般为简支单单向板，板板厚可取左左右。目前前北方地区区推广使用用的预制大大楼板为一一个房间一一块的预制制空心平板板，采用双双向配筋，并并沿板短边边施加预应应力，板厚厚仅1100mm。板板的平面尺尺寸按照建建筑模数，开开间从2..7米到3.9米，按0.3米进级。进进深为4..8