【浙江大学-钢筋混凝土结构】11

第1章钢筋混凝土现浇楼盖设计【浙江大学-钢筋混凝土结构】11全文共50页，当前为第1页。第概

述

楼盖（Floor

system）是房屋结构梁、板、柱受力体系的重要组成部分，在材料用量和造价方面占较大比重。

钢筋混凝土楼盖分为现浇式、预置装配式及装配整体式一.现浇式（Cast-in-place）1.形式肋梁楼盖（Ribbedslab）楼盖视频井式楼盖（Waffleslab）无梁楼盖（Flatslab）学结构工程研究所【浙江大学-钢筋混凝土结构】11全文共50页，当前为第2页。第概

述学结构工程研究所【浙江大学-钢筋混凝土结构】11全文共50页，当前为第3页。第概

述学结构工程研究所【浙江大学-钢筋混凝土结构】11全文共50页，当前为第4页。第概

述学结构工程研究所【浙江大学-钢筋混凝土结构】11全文共50页，当前为第5页。第概

述2.优点整体性好、刚度大、抗震性好、适用性强3.缺点费料、施工期长4.应用范围较大荷载时不规则平面布置要求防渗、防漏要求高抗震要求高构件吊装运输较困难学结构工程研究所【浙江大学-钢筋混凝土结构】11全文共50页，当前为第6页。第概

述二.装配式（Assembling）1.优点：由于梁、板在预制构件厂生产，现场组装，故：施工快质量好（预制）劳动生产率高（机械化生产）2.缺点：整体刚度较差学结构工程研究所【浙江大学-钢筋混凝土结构】11全文共50页，当前为第7页。第概

述三.装配整体式预制构件与后浇钢筋混凝土层的组合优点：相比预制装配式，提高了楼盖的整体刚度相比现浇楼盖，减少了支模学结构工程研究所【浙江大学-钢筋混凝土结构】11全文共50页，当前为第8页。第1.1单向板肋梁楼盖一.结构传力途径肋梁楼盖板(Slab)

次梁(Secondarybeam)柱/墙(Column/Wall)主梁(Mainbeam)基础（Foundation）二.肋梁楼盖分类单向板（One-wayspanningribbedslab）双向板（Two-wayspanningribbedslab）l2l2学结构工程研究所【浙江大学-钢筋混凝土结构】11全文共50页，当前为第9页。第1.1单向板肋梁楼盖二.肋梁楼盖分类单向板：板的长边l

比短边l

大很多，板上荷载主要沿短向传递21双向板：板的长短边相差不大，板上荷载沿两个方向传递l1：计算跨度1.7~2.7ml2l21.l2/l1<2，按双向板计算2.2≤

l

/l

≤

3，宜按双向板计算，若按单向板计2

1算，则沿长边方向布置足够数量的构造钢筋3.l2/l1

>3，按单向板计算学结构工程研究所【浙江大学-钢筋混凝土结构】11全文共50页，当前为第10页。第1.1.1

结构布置一.柱网布置（Columnarrangement）1.柱或承重墙的布置决定主次梁的跨度2.次梁间距决定板的跨度3.楼盖中板的混凝土用量占50%~70%，板厚宜取较小值根据设计经验：板的经济跨度1.7~2.7m4.0~6.0m5.0~8.0m次梁的经济跨度主梁的经济跨度学结构工程研究所【浙江大学-钢筋混凝土结构】11全文共50页，当前为第11页。第1.1.1

结构布置二.梁格布置（Beamarrangement）1.主梁沿横向布置提高侧向刚度窗子可较大，有利于室内采光学结构工程研究所【浙江大学-钢筋混凝土结构】11全文共50页，当前为第12页。第1.1.1

结构布置2.主梁沿纵向布置有利于集中通风可降低层高侧向刚度较差采光较差3.有中间走廊情况利用中间纵墙承重可不设主梁学结构工程研究所【浙江大学-钢筋混凝土结构】11全文共50页，当前为第13页。第课堂练习及作业课堂练习：某仓库平面尺寸为30m×20m，要求按单向板肋梁楼盖进行结构布置，不设中间纵墙，根据采光要求，纵墙需开5扇窗。作业：某多层厂房平面楼盖的楼面平面定位轴线尺寸为：长30m，宽15m。使用上，要求在纵墙方向开一扇大门，宽3m，开4扇窗，每扇宽3m。试按单向板整体式肋梁楼盖设计二层楼面。学结构工程研究所【浙江大学-钢筋混凝土结构】11全文共50页，当前为第14页。第1.1.2

弹性理论计算方法一.计算简图1.计算单元及计算模型板格主梁hbl0+b+bl0次梁l0+b/2+a/2+b/2+h

/2minl0b1m板的计算单元板的计算模型板带可简化为支撑在次梁上的多跨连续梁砖墙

铰支板次梁

整结（视为铰支，该差异在折算荷载中考虑）学结构工程研究所【浙江大学-钢筋混凝土结构】11全文共50页，当前为第15页。第1.1.2

弹性理论计算方法一.计算简图1.计算单元及计算模型次梁可简化为以主梁为支座的多跨连续梁次梁的计算单元bbbl0aa

ll0l00l0+b/2+a/2+b/2+0.025ll0+bminl00次梁的计算模型学结构工程研究所【浙江大学-钢筋混凝土结构】11全文共50页，当前为第16页。第1.1.2弹性理论计算方法一.计算简图1.计算单元及计算模型ll0+b/2+a/2+b/2+0.025lmin00主梁的计算单元主梁的计算模型主梁可简化为以柱或墙为支座的多跨连续梁柱取决于梁与柱的线刚度比（框架或铰支）主梁砖墙

铰支次梁

铰支学结构工程研究所【浙江大学-钢筋混凝土结构】11全文共50页，当前为第17页。第1.1.2

弹性理论计算方法2.跨度和跨数（1）跨数对于各跨荷载相同，跨数超过五跨的等跨、等截面连续梁(板)，简化为按五跨连续梁(板)计算内力。连续梁、板各跨的计算跨度相差不超过10%时，简化为等跨。支座负弯矩按相邻两跨的平均值确定，跨中正弯矩仍按本跨长计算。（2）跨度边跨跨度：

板

l=l0+b/2+hb/2

与

l=l0+b/2+a/2取小值梁

l=l0+b/2+a/2

与

l=l0+b/2+0.025l0

取小值l0——净跨度；b

——第一内支座宽度；a

——在砖墙内的支承长度；hb——板厚中间跨跨度：

取支座中心线间的距离

l中—中学结构工程研究所【浙江大学-钢筋混凝土结构】11全文共50页，当前为第18页。第1.1.2弹性理论计算方法hbl0+b+bl0l0+b/2+a/2+b/2+h

/2minl0b板的计算模型b

b

b

al

l

la

l0000l+b/

2+a/20l0+bminl0+b/

2+0.

025l0l0+b/2+a/2min次梁的计算模型l0+b/2+0.025l0主梁的计算模型学结构工程研究所【浙江大学-钢筋混凝土结构】11全文共50页，当前为第19页。第1.1.2

弹性理论计算方法二.荷载1.楼面荷载组成永久荷载g

（构造层、固定设备、自重等）可变荷载p

（人群、不固定设备、堆料等）2.楼盖荷载形式（1）计算次梁荷载时，忽略板的板：

均布次梁：

均布连续性；计算主梁荷载时，忽略板和次梁的连续性简化假定主梁：集中（2）次要荷载可转化为与主要荷载相同的荷载形式学结构工程研究所【浙江大学-钢筋混凝土结构】11全文共50页，当前为第20页。第1.1.2

弹性理论计算方法3.折算荷载板梁计算中均假定支座为铰支座，与实际有差别。θ板受荷载转动时，带动次梁扭转，次梁则阻止板的自由转动，转角θ’<θ

，减少了板的弯矩值。<θθ’学结构工程研究所【浙江大学-钢筋混凝土结构】11全文共50页，当前为第21页。第1.1.2

弹性理论计算方法用折减荷载来调整，即减少可变荷载p，增加永久荷载g板：

g’=g+p/2,p’=p/2θ’次梁：

g’=g+p/4,p’=3p/4g,p——实际永久荷载和实际可变荷载g’,p’——折算永久荷载和折算可变荷载θ

≈θ’折注：①主梁不折减（柱对主梁约束很小）；②板搁置在砖墙及钢梁上时，荷载不作调整。学结构工程研究所【浙江大学-钢筋混凝土结构】11全文共50页，当前为第22页。第1.1.2

弹性理论计算方法4.荷载的最不利组合永久荷载g：

位置不变可变荷载p：

位置不定应考虑活载如何布置才能使构件各截面上的内力为最不利。△荷载的最不利位置：（1）求某跨中的最大弯矩时，应在该跨布置活载，然后隔跨布置（2）求某支座最大的负弯矩时，一般应在该支座左右跨布置荷载然后隔跨布置（3）求某跨跨中最小弯矩时，该跨不布置活载，相邻两跨布置及隔跨布置（4）求某支座截面最大剪力时，其活载布置与求该支座最大负弯矩相同学结构工程研究所【浙江大学-钢筋混凝土结构】11全文共50页，当前为第23页。第1.1.2弹性理论计算方法三.计算内力及包络图内力计算可查附表1确定，不等跨连续梁、板的内力可采用弯矩分配法或其它方法确定求解。最不利活载组合产生的内力叠加恒载产生的内力，可求各截面可能出现的最不利内力。例：某钢筋混凝土主梁，受自重G和来自次梁的荷载P作用如图示，求各截面最不利内力。学结构工程研究所【浙江大学-钢筋混凝土结构】11全文共50页，当前为第24页。第1.1.2弹性理论计算方法项次荷载1和2的叠加曲线1和3的叠加曲线外包线情况1和4的叠加曲线弯矩：1234BA剪力：BA这些外包线围成的图形称为包络图。学结构工程研究所【浙江大学-钢筋混凝土结构】11全文共50页，当前为第25页。第1.1.2弹性理论计算方法四.结构计算要点1、板取1m宽，按矩形截面计算配筋。次梁和主梁在跨中正弯矩作用下按T形截面计算，负弯矩作用时按矩形计算配筋。2、内力应按支座边缘处取用：Mc=M-V

×b/20弯矩图剪力图Vc=V-(g+p)b/2V0——按简支梁计算的支座剪力M,V——支座中心截面上的弯矩和剪力学结构工程研究所【浙江大学-钢筋混凝土结构】11全文共50页，当前为第26页。第1.1.3塑性理论计算方法弹性计算方法按包络图配筋。但各截面可能出现的最大内力并不是同时发生，材料不能被充分利用。弹性方法适用于：脆性，静定结构实际情况砼——弹塑性材料钢筋——弹塑性材料钢筋混凝土结构具有塑性变形性质钢筋混凝土构件多为超静定，截面钢筋屈服后具有较大的塑性变形能力，结构并未破坏，可继续加载。学结构工程研究所【浙江大学-钢筋混凝土结构】11全文共50页，当前为第27页。第1.1.3塑性理论计算方法一.塑性铰1.塑性铰的定义即塑性变形集中发展的区域。钢筋屈服后产生很大的变形，此时弯矩增加很少，曲率激增，形成塑性铰。塑性铰使超静定次数减少，最后结构变为机动可变体系。2.塑性铰的特点（1）能承受一定的弯矩Mu（2）可在一定的方向、一定的限度内转动（3）不是一个点，而是一个区段学结构工程研究所【浙江大学-钢筋混凝土结构】11全文共50页，当前为第28页。第1.1.3塑性理论计算方法二.塑性内力重分布钢混构件出现裂缝后刚度变化，塑性铰出现后产生应力重分布以一两跨连续梁为例，演示应力重分布过程学结构工程研究所【浙江大学-钢筋混凝土结构】11全文共50页，当前为第29页。第1.1.3

塑性理论计算方法PPP1支座跨中l/3

l/3P1PMuBAlBlMuA跨中出现塑性铰≈MuBP1+P2P1塑性阶段第二次内力重分布支座出现

弹塑性阶段跨中混凝土开裂塑性铰P1+P2P1+P2第一次内力重分布支座混凝土开裂MuB弹性阶段M按弹性理论：破坏荷载P=P1MuA按塑性理论：破坏荷载P=P1+P2学结构工程研究所【浙江大学-钢筋混凝土结构】11全文共50页，当前为第30页。第1.1.3塑性理论计算方法二.塑性内力重分布出现一个塑性铰，减少一次约束；截面屈服时结构未破坏。塑性计算方法可以利用混凝土结构潜在强度，达到节省钢筋和方便施工的目的。塑性理论计算在以下情况下不宜采用：(1)直接承受动力荷载的结构(2)对裂缝开展有较高要求的结构(3)处于侵蚀环境中的结构(4)重要结构学结构工程研究所【浙江大学-钢筋混凝土结构】11全文共50页，当前为第31页。第三.塑性理论计算方法——弯矩调幅法1.定义先按弹性理论算出结构各截面的弯矩值，再对某些弯矩绝对值最大的截面进行调整，即人为地降低其弯矩值。一般为调小支座弯矩，增大跨中弯矩MB调幅前的弯矩调幅后的弯矩包络图M

’BM中MM1中B1MM应根据平衡条件计算，尽量不超过包络图中中M

’1学结构工程研究所【浙江大学-钢筋混凝土结构】11全文共50页，当前为第32页。第1.1.3塑性理论计算方法3.应用原则(1)调幅值不宜过大，δ≤25%(2)满足静力平衡条件(3)受压区高度限制超筋界限x足够的转动能力：(4)采用Ⅰ、Ⅱ级钢筋(保证塑性)b=ξbhb,但这时屈服即破坏，为保证截面有0.1h

≤x≤0.35h00(5)不等跨连续梁(板)各跨中截面弯矩不宜调整(6)增加箍筋用量(7)结构在正常使用阶段不应出现塑性铰学结构工程研究所【浙江大学-钢筋混凝土结构】11全文共50页，当前为第33页。第1.1.3塑性理论计算方法四.弯矩调幅法的应用以等跨连续梁(板)在均布荷载作用下情况为例说明均布荷载作用下等跨连续板(梁)的弯矩和剪力值设计公式：M=αV

=αm(g+p)l²(g+p)l²v0αmαvααm——弯矩系数；——剪力系数；vl——计算跨度；——净跨度。l0学结构工程研究所【浙江大学-钢筋混凝土结构】11全文共50页，当前为第34页。第1.1.3塑性理论计算方法均布荷载作用下等跨连续板(梁)的弯矩和剪力值设计公式：M=αV

=α——弯矩系数；

αl——计算跨度；

l

——净跨度m(g+p)l²v(g+p)l0²αmv——剪力系数；0学结构工程研究所【浙江大学-钢筋混凝土结构】11全文共50页，当前为第35页。第1.1.4截面设计与构造要求一.板1.截面计算特点(1)塑性方法(2)取1m宽板按单筋矩形截面计算配筋(3)不验算斜截面抗剪承载力(4)次梁间支座推力的有利影响四周与梁整体连接的板，中间跨跨中和中间支座弯矩折减20%，但边跨跨中和第一内支座不予降低学结构工程研究所【浙江大学-钢筋混凝土结构】11全文共50页，当前为第36页。第1.1.4截面设计与构造要求2.构造要求(1)板的厚度连续板：

h≥l/40单跨板：

h≥l/35悬臂板：

h≥l/12刚度要求最小厚度：(规范)屋面板h≥60mmh≥60mmh≥70mmh≥80mm民用建筑楼板工业建筑楼板行车道下楼板(2)板的支撑长度≥

h≥

120mm≥

l

(锚固长度)a学结构工程研究所【浙江大学-钢筋混凝土结构】11全文共50页，当前为第37页。第1.1.4截面设计与构造要求(3)受力钢筋采用HPB235级钢，直径6，8，10mm间距S：

h≤150mm时，70mm≤S≤200mmh﹥150mm时，70mm≤S≤1.5h且≤250mm伸入支座时间距lm：

lm≤400mm,la(锚固长度)≤5d配筋要点：经济配筋率不等跨(误差超过20%)时,按包络图弯起、截断实心板（0.4%~0.8%）矩形截面梁(0.6%~1.5%)T形截面梁(0.9%~1.8%)学结构工程研究所板内钢筋直径种类以2种为宜【浙江大学-钢筋混凝土结构】11全文共50页，当前为第38页。第1.1.4截面设计与构造要求分离式配筋l0/7a

al

/50施工简单用钢量高锚固较差l0弯起式配筋l0/10

a

a/6l

/50l0锚固较好用钢较省施工复杂l0当p/g≤3时，a=l0/4;当p/g>3时，a=l0/3学结构工程研究所【浙江大学-钢筋混凝土结构】11全文共50页，当前为第39页。第1.1.4截面设计与构造要求(4)构造钢筋a)分布筋固定受力筋的位置抵抗收缩和温度变化产生的内力承担并分散板上局部荷载产生的内力承担计算中未及但实际存在的长跨方向的弯矩位置：布置于受力钢筋内侧面积：≥15%A

且≥0.15%bhs间距：≤250mm直径：≥6mm学结构工程研究所【浙江大学-钢筋混凝土结构】11全文共50页，当前为第40页。第1.1.4截面设计与构造要求(b)嵌入墙内板面附加钢筋砖墙约束产生的负弯矩垂直板跨方向部分荷载直接传至砖墙上温度和收缩开裂l

/41至少φ8@200

(包括弯起筋)伸出墙面长度≥

l双向配置时：1/7/4伸出墙面长度≥

l1构造筋在板受力方向的面积

≥

A

/3sl

/71l1学结构工程研究所【浙江大学-钢筋混凝土结构】11全文共50页，当前为第41页。第1.1.4截面设计与构造要求(c)与主梁相交的板面附加筋部分荷载直接就近传给主梁，产生负弯矩板的受力钢筋l0/4l0/4次梁φ8@200主梁至少φ8@200，且面积≥As/3伸出梁边长度≥l0/4学结构工程研究所【浙江大学-钢筋混凝土结构】11全文共50页，当前为第42页。第1.1.4截面设计与构造要求二.次梁的截面计算与构造要求1.截面计算特点(1)塑性方法(2)跨中弯矩——T形截面计算(3)支座弯矩——矩形截面计算2.尺寸要求高度

h=l/18~l/123.锚固满足锚固长度和搭接长度宽度

b=h/3~h/2学结构工程研究所【浙江大学-钢筋混凝土结构】11全文共50页，当前为第43页。第1.1.4截面设计与构造要求4.钢筋的弯起与截断等跨(误差≤20%)均布荷载梁，如下布置：≥As/4且不少于2根≥As/21架立筋(构造负筋)2学结构工程研究所【浙江大学-钢筋混凝土结构】11全文共50页，当前为第44页。第1.1.4截面设计与构造要求三.主梁的截面计算与构造要求