楼盖设计的资料

楼盖设计的资料第1页/共72页§11.1概述第2页/共72页楼盖的结构选型；1楼盖设计的步骤。3单、双向板的划分；2本节的主要内容:楼盖的主要结构功能1、把楼盖上的竖向荷载传递给竖向结构；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。第3页/共72页1.1.1楼盖结构选型按施工方法分现浇混凝土楼盖装配式混凝土楼盖装配整体式混凝土楼盖第4页/共72页第5页/共72页缺点：施工需要大量模板；现场作业量大；工期较长。优点：刚度大、整体性好；抗震抗冲击性能强；防水性好。现浇楼盖有特殊要求的各种楼盖，

如多层厂房中需要布置重型机器设备（抗动荷载作用）或需要开设复杂洞口。平面布置不规则的局部楼盖，如公共建筑的门厅部分。防水要求较高的楼盖。高层建筑及抗震结构。第6页/共72页第7页/共72页便于工业化生产，在多层民用建筑；多层工业厂房广泛应用。优点整体性、抗震性、防水性较差，不便于开设孔洞，故对高层建筑、有抗震设防要求的建筑及使用要求防水，开设孔洞楼面不宜采用。缺点装配式楼盖第8页/共72页装配整体式楼盖第9页/共72页

装配式较现浇式节省模板和支撑。

但此种楼盖要进行二次浇灌，有时增加焊接工作量、施工进度、造价不利影响。仅适用于荷载较大的多层厂房中，高层民用建筑及有抗震设防要求的建筑。装配整体式楼盖第10页/共72页按结构形式分11.1.1楼盖结构选型单向板肋梁楼盖双向板肋梁楼盖无梁楼盖密肋楼盖井式楼盖扁梁楼盖第11页/共72页(a)单向板肋梁楼盖第12页/共72页(a)单向板肋梁楼盖(b)双向板肋梁楼盖第13页/共72页(a)单向板肋梁楼盖(b)双向板肋梁楼盖(c)无梁楼盖第14页/共72页(a)单向板肋梁楼盖(b)双向板肋梁楼盖(c)无梁楼盖(d)密肋楼盖第15页/共72页(e)井式楼盖第16页/共72页(e)井式楼盖(f)扁梁楼盖第17页/共72页11.1.2单、双向板的划分单向板荷载作用下，只在一个方向或主要在一个方向弯曲的板。双向板荷载作用下，在两个方向弯曲，且不能忽略任一方向弯曲的板。第18页/共72页3.“

l02/l01≥3.0

”可按沿短边方向受力的单向板计算。2.“2.0<l02/l01<3.0

”宜按双向板计算；

若按沿短边方向受力的单向板计算，应沿长边方向布置足够数量的构造钢筋；1.“

l02/l01≤2.0”应按双向板计算；四边支撑11.1.2单双向板的划分《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)规定对两对边支承的板，应按单向板计算。对四边支撑的板，分以下三种情况。第19页/共72页《规范》规定的理由四边简支板的荷载传递q1fA11Aq2fAl01/2l01/2l02/2l02/2第20页/共72页《规范》规定的理由

1

1Aq1fAl01/2l01/2q2fAl02/2l02/2第21页/共72页——短跨、长跨方向的荷载分配系数。当l02/l01=2时，说明荷载主要沿短跨方向传递。第22页/共72页11.1.3单双向板设计步骤结构平面布置初步确定板厚主、次梁的截面尺寸

确定板、主梁、次梁的计算简图梁、板的内力计算及内力组合截面配筋及构造措施结束绘制施工图第23页/共72页

承载力在竖向荷载作用下，满足承载力的要求；竖向刚度在楼盖自身水平面内要有足够的水平刚度和整体性；可靠连接与竖向构件有可靠的连接，以保证竖向力和水平力的传递；建设投资降低楼盖自重、减小楼盖的厚度；建筑效果建筑隔热、隔声、美观11.1.4楼盖的结构设计要求水平刚度在竖向荷载作用下，满足竖向刚度的要求；第24页/共72页两邻边支承的板应按何种板计算？三边支承的板应按何种板计算？讨论：

两邻边支承板三边支承板第25页/共72页讨论：

双向板双向板第26页/共72页11.2现浇单向板肋形楼盖设计第27页/共72页肋梁楼盖的设计步骤1.结构平面的布置，并初步确定板厚和主、次梁的截面尺寸；2.确定梁、板的计算简图；3.计算作用于梁、板上的荷载；4.梁、板内力分析；5.截面配筋及构造措施；6.按正常使用极限状态要求验算构件的挠度和裂缝；7.绘制施工图。第28页/共72页11.2.1结构平面布置结构布置方法l

=（1.7~2.5）mh=(1/40~1/35)l，且不小于60mml

=(4~6)m

h=（1/12~1/18）lb=（1/2~1/4）hl=(5~8)m

h=（1/10~1/15）lb=（1/2~1/4）h第29页/共72页第30页/共72页

结构平面布置方案(a)主梁横向布置(b)主梁纵向布置(c)只布置次梁单向板肋梁楼盖布置方案结构平面布置应注意的问题第31页/共72页基本假定11.2.2计算简图支座可以自由转动，但没有竖向位移；1内力计算时不考虑薄膜效应对板的影响；2在确定板传给次梁以及次梁传给主梁的荷载时，分别忽略板梁的连续性，按简支构件计算支座竖向反力；3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。4第32页/共72页计算简图第33页/共72页（1）板1）计算单元：1m宽板带2）荷载：均布荷载3）连续梁：次梁、墙作为板的不动铰支座

4）计算跨度：中间跨：边跨（边支座为砌体墙）：通常a为120mm（2）次梁1）荷载范围：次梁左右各半跨板

2）荷载：均布荷载恒载：次梁左右各半跨板自重、次梁自重活载：次梁左右各半跨板上活载

第34页/共72页3）连续梁：主梁与次梁线刚度比不小于8时，认为主梁是次梁的不动铰支座，否则应取交叉梁系进行分析

4）计算跨度：中间跨：边跨（边支座为砌体墙）：通常a为240mm（3）主梁1）荷载范围：主梁左右各半个主梁间距，次梁左右各半个次梁间距

2）荷载：集中荷载

3）连续梁：当梁支承在墙上，可将墙作为主梁的不动铰支座；框架：时，可将柱作为主梁的不动铰支座；否则应考虑柱对主梁的转动约束作用；

4）计算跨度：与次梁相同，通常a为370mm第35页/共72页连续梁、板的计算跨度(a)边跨(a)中间跨第36页/共72页板和次梁的折算荷载

为了考虑次梁或主梁的抗扭刚度对内力的影响，采用增大恒载，减小活载的办法，即：板次梁次梁抗扭刚度对板的影响第37页/共72页荷载(1)恒载：自重、粉灰重等。恒载标准值＝体积×材料自重(2)活荷载：人群、家具等。板和次梁一般以均布荷载为主。承载力计算荷载用设计值，要将荷载标准值乘以荷载分项系数γG

或γQ

。第38页/共72页

常用材料和建筑构造层做法单位重量

常用材料单位重量（kN/m2）常用建筑构造做法单位（kN/m2）钢筋混凝土普通砖砌体石（花岗石、大理石）木材钢材水泥砂浆251928678.520水泥瓦屋面油毡防水层(6层做法)天棚吊顶(木板+抹灰)墙面抹灰(粉刷+水磨、水刷)水磨石地面门窗（木~钢）0.550.350.25~0.550.35~0.550.650.25~0.45第39页/共72页民用建筑楼面可变荷载的标准值及其组合值、频遇值和准永久值系数

项次类别标准值组合值系数

1住宅、宿舍、旅馆、医院病房、托儿所、幼儿园、办公楼2.00.72教室、实验室、阅览室、会议室、医院门诊楼2.00.73食堂、餐厅、一般资料管理室2.50.74礼堂、剧场、影院、有固定座位的看台3.00.7公共洗衣房5商店、展览厅、车站、港口、机场大厅及其旅客等候室3.50.7无固定座位看台6健身房、演出舞台4.00.7舞厅7书库、档案馆、储藏室5.00.98通风机房、电梯机房、包括设备自重7.00.9第40页/共72页连续梁的实际跨数5跨时：按5跨计算实际跨数

<

5跨时：按实际跨数考虑活荷载不利布置11.2.3按弹性理论的内力计算第41页/共72页活荷载不利布置规律：（1）求某跨跨中，该跨布置活荷载，然后隔跨布置（2）求某跨跨中或，左、右跨布置活荷载，然后隔跨布置（3）求某支座，该支座左、右跨布置活荷载，然后隔跨布置（4）求某支座，与（3）相同第42页/共72页内力计算

连续梁在各种荷载作用下，可按一般结构力学方法计算内力。对于等跨连续梁（或连续梁各跨跨度相差不超过10%），可由附录7查出相应的内力系数，利用下列公式计算跨内或支座截面的最大内力。在均布及三角形荷载作用下：在集中荷载作用下：第43页/共72页内力包络图

由内力叠合图形的外包线构成，它反映出各截面可能产生的最大内力值，是设计时选择截面和布置钢筋的依据。均布荷载作用下五跨连续梁的内力叠合图和内力包络图第44页/共72页控制截面及其内力控制截面：对受力钢筋计算起控制作用的截面梁跨以内：包络图中正弯矩最大值（配正钢筋）负弯矩绝对值最大值（配负钢筋）支座：支座边缘处负弯矩最大值第45页/共72页按弹性理论计算内力存在的问题（1）内力计算与截面设计不协调；（2）浪费材料；（3）支座钢筋过密，施工质量不易保证。第46页/共72页1.2.4.1受弯构件的塑性铰（plastichinge）

塑性铰的形成

在钢筋屈服截面，从钢筋屈服到达到极限承载力，截面在外弯矩增加很小的情况下产生很大转动，表现得犹如一个能够转动的铰，称为“塑性铰”。钢筋混凝土受弯构件的塑性铰11.2.4按塑性理论的内力计算第47页/共72页

塑性转角及塑性铰的转动能力（plasticrotationcapacity）塑性铰转角：

影响塑性铰转动能力的因素：（1）钢筋种类。受拉纵筋采用软钢（HPB235，HRB335，HRB400，

RRB400级钢筋）时，较大。（2）受拉纵筋配筋率。较低时，较大。值直接与塑性铰转动能力有关。（3）混凝土的极限压缩变形。极限压缩变形大，较大。混凝土的强度等级低，箍筋用量多或受压区纵筋较多时，都能增加混凝土的极限压缩变形。第48页/共72页

塑性铰的特点（1）塑性铰实际上具有一定长度，分析时可认为是一个截面；（2）塑性铰能承受定值弯矩，即截面的屈服弯矩；（3）对于单筋受弯构件，塑性铰只能单向转动；（4）塑性铰的转动能力有限。

第49页/共72页塑性内力重分布的过程（以矩形等截面两跨连续梁为例）两跨连续梁内力变化过程

第50页/共72页两跨连续梁内力变化图第一过程：裂缝出现～塑性铰形成以前，原因为裂缝的形成和开展。第二过程：塑性铰形成以后，原因为塑性铰的转动。

条件：（1）（2）适筋梁（3）达之前不发生剪切破坏。第51页/共72页塑性内力重分布的优点（1）能更准确地反映结构实际受力变形的性能；（2）使内力分析与截面设计在理论上相协调；（3）可以使超静定结构在破坏时有更多的截面达到极限状态以提高其承载能力，充分利用材料潜力；（4）按弹性计算支座处负弯矩往往很大，利用塑性内力重分布的特性，合理调整钢筋布置，克服支座处钢筋拥挤现象，以改善施工条件保证质量；（5）有可能在一定范围内，人为地控制结构中弯矩分布情况，进而使计算大为简化。第52页/共72页塑性内力重分布使用的限制条件（1）直接承受动力和重复荷载的结构；（2）在使用阶段不允许出现裂缝或对裂缝开展有较严格限制的结构；（3）预应力结构和二次受力叠合结构；（4）安全储备较高的结构。

一般要求在正常使用阶段不应出现塑性铰，对于承载力验算阶段允许出现塑性铰，也应对转动量予以控制。第53页/共72页

超静定混凝土结构考虑塑性内力重分布的计算方法我国行业标准《钢筋混凝土连续梁和框架考虑内力重分布设计规程》（CECS51∶93）主要推荐用弯矩调幅法计算钢筋混凝土连续梁、板和框架的内力。极限平衡法塑性铰法变刚度法强迫转动法弯矩调幅法非线性全过程分析方法第54页/共72页弯矩调幅法《钢筋混凝土连续梁和框架考虑内力重分布设计规程》(CECS51:93)规定：调幅系数一般为0.2，且不宜超过0.25。内力重分布使弹性计算中弯矩最大截面内力减少，弯矩较小截面的内力增大，相当于弯矩调幅。由于塑性铰的转动是有限的，因此调幅量也有限。第55页/共72页弯矩调幅法截面弯矩调整的幅度：

对结构的弹性弯矩值和剪力值进行适当的调整，用以考虑结构因非弹性变形所引起的内力重分布应用弯矩调幅法应遵循以下规定：（1）纵筋：HPB235、HRB335、HRB400、RRB400；混凝土：C20～C45（2）一般不宜超过0.25（3）不应超过0.35，不宜小于0.10第56页/共72页（5）应在可能产生塑性铰的区段适当增加箍筋数量受剪配箍率：（防斜拉）

（6）必须满足正常使用阶段变形及裂缝宽度的要求，在使用阶段不应出现塑性铰（4）调整后的结构内力必须满足静力平衡条件：

结构跨中截面弯矩值应取按弹性分析和上式的较大值，调幅后的连续梁、板各控制截面的弯矩值不宜小于简支梁弯矩值的1/3

第57页/共72页用弯矩调幅法计算等跨连续梁、板内力（1）等跨连续梁各跨跨中及支座截面的弯矩设计值均布荷载：间距相同、大小相等的集中荷载：（2）等跨连续梁的剪力设计值均布荷载：间距相同、大小相等的集中荷载：（3）等跨连续单向板，各跨跨中及支座截面的弯矩设计值均布荷载：第58页/共72页

连续梁和连续单向板的弯矩计算系数支承情况

截面位置

端支座边跨跨中

距端第二支座

距端第二跨跨中

中间支座

中间跨跨中

A

Ⅰ

B

Ⅱ

C

Ⅲ

梁、板搁置在墙上

0

1/11

2跨连续：-1/103跨以上连续：-1/11

1/16

-1/14

1/16

板与梁整浇连接

-1/16

1/14

梁-1/24

梁与柱整浇连接

-1/16

1/14

第59页/共72页连续梁的剪力计算系数支承情况

截面位置

端支座内侧Ain

距端第二支座

中间支座

外侧Bex

内侧Bn

外侧Cex内侧Cin

搁置在墙上

0.450.600.550.550.55与梁或柱整浇连接0.500.55第60页/共72页计算跨度(两支座塑性铰之间的距离)支承情况计算跨度梁板两端与梁（柱）整体连接

净跨长

净跨长两端支承在砌体墙上一端与梁（柱）整体连接，另一端支承在砌体墙上注：表中

为板的厚度；

为梁或板在砌体墙上的支承长度。

梁、板计算跨度第61页/共72页配筋计算与构造要求板(1)

配筋计算特点按照《混凝土结构设计原理》所介绍的方法计算受力纵筋，受力纵筋沿短跨方向布置。一般不验算斜截面承载力。四周与梁整体连接的单向板，由于拱效应使板中各计算截面弯矩减少，中间跨的跨中截面和中间支座计算弯矩都按减少20％计算，其他截面不减少。第62页/共72页（2）配筋构造

1）受力钢筋钢筋种类一般采用HPB235、HRB335常用直径6mm、8mm、10mm、12mm，负钢筋宜采用较大直径间距一般不小于70mm板厚h≤150mm时，不宜大于200mm板厚h>150mm时，不宜大于1.5h，且不宜大于250mm

弯起式锚固好，整体性好，节约钢筋，施工复杂分离式锚固较差，用钢量稍高，但施工方便钢筋弯钩板底钢筋：半圆弯钩，上部负弯矩钢筋：直钩弯起、截断一般按构造处理板相邻跨度相差超过20%或各跨荷载相差