混凝土建筑结构设计1-40

第1章楼盖

章节计划学时0.5学时

§1.1概述

目的要求熟悉楼盖的功能、设计要求及其类型、

1、楼盖的主要结构功能

内容重点2、对楼盖的结构设计要求

3、楼盖的结构类型

内容难点对楼盖的结构设计要求

课后作业思考题1.1、1.2需时0.5学时

讲授内容备注

1、建筑结构承重体系

熟练掌握基本

1）水平结构体系概念

2）竖向结构体系

2、楼盖的主要结构功能

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蜕向结构；

3）作为竖向结构构件的水平联系和支撑。

3、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；

2）在楼盖自身水平面内要有足够的水平刚度和整体性；

3）与竖向构件有可靠的连接，以保证竖向力和水平刀的传递。

4、楼盖的结构类型

1）按结构形式分：单向板肋梁楼盖

双向板肋梁楼盖

井式楼盖

密肋楼盖

无梁楼盖

2）按预加应力情况分;赢混凝土楼盖

预应力混凝土楼盖

3）按施工方法：现浇式楼盖

装配式楼盖

装配整体式楼盖

章节§1.2现浇单向板肋梁楼盖计划学时6学时

理解单向板肋梁楼盖按弹性理论的设计计算；

基本要求

掌握塑性较、塑性内力重分布，按塑性理论的计算方法

1、单向板肋梁楼盖按弹性理论的设计计算

内容重点2、单向板肋梁楼盖按塑性理论的设计计算

1、塑性较的概念

内容难点2、塑性内力重分布原理

3、弯矩调幅的概念及如何进行弯矩调幅

课后作业思考题1.3—1.4与习题1.2-1.2需时4学时

讲授内容备注

0、单向板肋梁楼盖的设计步骤：

熟练掌握基本

(1)、结构平面布置，确定板厚和主、次梁的截面尺寸；概念

(2)、确定板和主、次梁的结构计算简图；

(3)、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梁、

板还需进行变形和裂缝的验算；

(5)、根据计算和构造的要求绘制楼盖结构施工图。

1、单向板的概念

主要在一个方向受力的板，称为单向板。单向板的计算方法与梁相同，

又称为梁式板。

单向板的三种形式：

(1)悬臂板

(2)对功支承板

(3)两相邻边支承板、三边支承板及四边支承板

按弹性理论，当四边支承板两个方向计算跨度之比垓/仙>2时，则按跨

度为公的单向板设计(按塑性理论，/02/h>3的是单向板)。

2、结构平面布置

单向板、次梁和主梁的经济跨度：

单向板：1.8〜2.7m,荷载较大时取较小值,一般不超过3m。

次梁：4〜6m

主梁：5〜8m

单向板肋梁楼盖的结构平面布置方案，如图1-1：(1)、主梁横向布置，次梁

纵向布置

(2)、主梁纵向布置，次梁横向布置

(3)、只布置次梁，不布置主梁

讲授内容备注

次梁

（a）主梁沿横向布置；（b）主梁沿纵向布置；（c）不设主梁

楼盖结构平面布置时应注意的问题：

（1）、要考虑建筑效果。

（2）、要考虑其它专业工种的要求。

（3）、在楼、屋面上有机器设备、冷却塔、悬吊装置和隔墙等地方，宜设梁承重。

（4）、主梁跨内最好不要只放置一根次梁，以减小主奥跨内弯矩的不均匀。

（5）、不封闭的阳台、厨房和卫生间的板面标高宜低于相邻板面30〜50nlm。

（6）、楼板上开有较大尺寸的洞口时，应在洞边设置设置小梁。

3、连续梁、板按弹性理论的内力计算强调

说明

（1）、计算假定

O梁板均为弹性杆件；

②梁板的支承情况按查表夹用；

③为了方便，每一跨都按简支梁来计算其支座反力。

（2）、计算单元①板可取1nl宽度板带作为计算单元；

②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、次梁

的是一侧带翼缘的；

③板、次梁主要承受均布荷载，主梁主要承受由次梁传来的集中荷载。

板、梁的荷载计算范围见图1-2。熟练

掌握

图1-2板、梁的荷载计算范围

讲授内容备注

(3)、计算简图

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梁、板进行计算。计算跨度的取值见表1.2。

»1.2连续梁、板的计算跨度I。

按弹性理论计算按期性理论计算

支承情况

梁板梁板

四端与梁(柱)整体连接/<z<

-

两端搁置在墙上1.05/4S1.

一场与梁整体连接.

l.O25/+6/2<ZcA.+6/2+，/2al.O25/</.+a/2/・+〃24+。/2

另端搁置在墙上nB

注：表申的人为支座中心线间的副岗人为净跨.，为板的月K度m为板、梁在墙上的支承长度,〃为板、梁在!淤或柱上的支承长度

(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。次梁抗扭

刚度对板的影响。熟练

折算荷载：增大恒荷载，减小活荷载，主要因为板和次梁在支承处的转动主掌握

要是由活荷我的不利布置产生的。

连续板：

•q-q

g=g+Q，q=2

连续次梁：

g

44

注意：1、当板或次梁搁置在砌体或钢结构上时不作调整。

2、由于主梁的重要性高于板和次梁，且主梁的抗弯刚度通常比柱大，所熟练

以对主梁一般不作调整。掌握

(5)、活荷载的最不利布置

活荷载的最不利布置规律：

①求某跨跨中截面最大正弯矩时，应该在本跨内布置活荷载,然后隔跨布置。

②求某跨跨中截面最小正弯矩(或最大负弯矩)时，本跨不布置活载，而在

相邻跨布置活荷载，然后隔跨布置。

③求某一支座截面最大负弯矩时，应在该支座左右两跨布置活荷载，然后隔

跨布置。

④求某支座左、右边的最大剪力时，活荷载布置与该支座截面最大负弯矩时

的布置相同。

(6)、支座弯矩及剪力的修正

支座边缘截面的弯矩设计值：

支座边缘截面的剪力设工值：均希荷载:

讲授内容备注

集中荷载:

匕=1/

熟练掌

握

图1-3内力包络围

(a)弯矩包络图；(b)剪力包络图

(8)、内力计算

连续梁、板按弹性理论的内力计算有：

①等截面、等跨度、支座是简支的连续梁、板的弹性内力计算。

②均布荷载作用下,等截面不等跨，简支的连续梁、板的弹性内力计算“

③不等截面不等跨连续梁、板的弹性内力计算。

4、连续梁、板按弹性理论的内力计算掌握基

本概念

(1)、内力重分布的概念

超静定结构的内力不仅与荷载有关，而且还与结构的计算简图以及各部分抗弯

刚度的比值有关。混凝土结构由于刚度比值改变或出现塑性较引起结构计算简图变

化，从而引起的结构内力不再服从弹性理论的内力规律的现象称为塑性内力重分布

或内力重分布。内力重分布的应用：

①能够正确地计算结构的承载力和验算使用阶段的变形与裂缝宽度；

②可以使结构在破坏时有较多的截面达到极限承载力，从而充分发挥结构的潜

力，更有效地节约材料；

③利用结构的内力重分布现象，可以合理地调整钢筋布置.，缓解支座钢筋拥挤

现象，简化配筋构造，方便混疑土浇捣，从而提高施工效率和质量；

讲授内容备注

④根据结构的内力重分布现象，在一定条件下可以人为控制结构中的弯矩

分布，从而使设计得以简化。

考虑内力重分布的计算方法是以形成塑性较为前提的，下列情况不宜采用：

①在使用阶段不允许出现裂缝或对裂缝有较严格限制的结构，如水池，自

防水屋面，以及处于侵蚀性环境中的结构；

②直接承受动力和重复荷载的结构；

③要求有较高承载力储备的结构。

(2)、用调幅法计算连续梁、板的内力

①弯矩调幅法的原则

熟练掌握

所谓弯矩调幅法，就是对结构按弹性方法所求得的弯矩值和剪力值进行适当

的调整(降低)，以考虑结构非弹性变形所引起的内力重分布。截面的弯矩调整幅

度月弯矩调幅系数8来表示。

主要原则：

A、钢筋宜采用HRB335级和HRB400级，混凝土强度等级宜在C20〜C45范围

的内选用；

B、截面的弯矩调幅系数6不宜超过0.25,不等跨连续梁、板不宜超过0.2。

C、弯矩调幅后的截面相对受压区高度应满足0.1W€W0.35；

D、不等跨连续梁、板各跨中截面的弯矩不宜调整；

E、结构在正常使用阶段不应出现塑性较，且变形和裂缝宽度应符合《混凝

土结构设计规范》的规定；

F、在可能产生塑性较的区段，考虑弯矩调幅后，箍筋用量一般应增大20%,

增大的范围为：对于集中荷载，取支座边至最近一个集中荷载之间的区段；对于

均布荷载，取支座边至距支座边L05%的区段(加为截面的有效局度)；

G、为了防止构件发生斜拉破坏，箍筋的配箍率应满足下式要求：

Jyv

H、连续梁、板弯矩经调整后，仍应满足静力平衡条件、梁、板的任意一跨

调整后的两支座弯矩的平均值与跨中弯矩之和应略大该跨按简支梁计算的弯矩

值，且不小于按弹性方法求得的考虑荷载最不利布置的跨中最大弯矩。

②、连续梁、板承载力按调幅法的计算

承受均布荷载的等跨连续梁(a)弯矩设计值各跨跨中及支座截面的弯矩设计

值：

熟练掌握

a就一一连续梁、板考虑塑性内力重分布的弯矩系数，按表1.3采用；

g、q一一沿梁单位长度上的恒荷载设计值、活荷载设计值；

讲授内容备注

(b)剪力设计值

等跨连续梁的剪力设计值：

V=a，g+M

心力一一考虑塑性内力重分布的剪力系数，查表;

In-净跨度。

1-±__L_J.

11141411

~吉

r^rpj_T1616~16

A11B2T

(a)

0.450.60.550.550.550.550.550.550.60.45

ABCDEF

(b)

图1-4搁置在墙上的板和次梁考虑内力重分布的弯矩、剪力系数

(a)板和次梁的弯矩系数a汕；(b)次梁的剪力系数

5、单向板肋梁楼盖的截面设计与配筋构造

(1)、单向板的截面设计与配筋构造

①、截面设计

板的计算单元通常取为1m,按单筋矩形截面设计。板支座截面的受压区在板

的下部，板跨中截面的受压区在板的上部，当结构破坏时，支座截面和跨中截面

会绕其中和轴发生转动，当板的支座不能水平移动时，会在板跨内形成拱作用，

如图1-5所示。这种拱作用使板的实际承载力高于计算值。《规范》规定，对于周

边与梁整体连接的板，可将板的弯矩设计值适当减少，单向板中间跨的跨中弯矩

及叉座弯矩可各减少20%o

讲授内容备注

②、配筋构造

A、板中受力钢筋

负钢筋一放置在板面承受负弯矩的受力筋

正钢筋一放置在板底承受正弯矩的受力筋

直径常为6mmx8mm和1Onm等，且间距不宜小于7Onm。

连续板内受力钢筋的配筋方式有弯起式和分离式两种。

弯起式配筋的受力钢筋有弯起钢筋和正、负钢筋三种。弯起式配筋钢筋的锚固

较好，节约钢材，但施工较复杂，工程应用较少。

分离式配筋钢筋的锚固稍差，耗钢量略高，但设计和施工都比较简便，是工程

中常用的配筋方式。

B、板中构造钢筋

(a)、与受力钢筋垂直的分布钢筋，平行于单向板的长跨，沿正、负受力钢筋的

内侧放置。分布钢筋的主要作用：

1)浇筑混凝土时固定受刀钢筋的位置；

2)承受混凝土收缩和温度变化所产生的内力；

3)承受板上局部荷载产生的内力，以及沿长跨方向实际存在而计算时被忽略的

弯矩。

(b)、与主梁垂直的附加负钢筋，如图1-6

(c)、与承重墙垂直的附加负钢筋，如图1-7

(d)、板角区域内的附加负钢筋，如图1-7

板少受力钢筋

次梁"米长度中

主梁不少于5根

G径6mm的钢筋

图1-7墙边和板角部附加负钢筋

讲授内容备注

(2)次梁、主梁的截面设计和配筋构造

①、次梁和主梁的截面设计

A、承受正弯矩的跨中截面应按T形截面计算翼缘计算宽度见教材表1.6o

B、承受负弯矩的支座截面应按矩形截面计算计算主梁支座负钢筋时;截面有效

高度加,如图1-8。

一排钢筋时：ho=h—(50〜60)mm

两排钢筋时：/‘冰轮钿的

图1-8主梁支座处的截面有效高度

②、次梁、主梁的配筋构造

A、配筋方式

弯起式和分离式

次梁的连续式配筋和主梁的连续式配筋

B、受力钢筋的弯起和截断

C、架立筋和腰筋

腰筋又称纵向构造钢筋，当梁高大于700mm时，为了承受没有计入的扭矩以及

收缩和温度应力，在梁的两侧沿梁高每隔300〜400mm应设置一根直径不小于10〜

12nm的腰筋。

D、箍筋

箍筋的形式有封闭式和开口式两类，一般采用封闭式。

箍筋的肢数有单肢、双肢和四肢等，一般采用双肢，下列情况应采用四肢：

(a)、梁宽大于400mm；

(b)、配有计算的受压钢筋，且受压钢筋在一排中超过3根；

(c)、一排中的受拉钢筋超过4根。梁中箍筋的最大间距：

表1.7栗幢确1大雕(mm)

q9VQ.7/M+O.O5g

奥XMmm)”>0.7/M0+O.O5NiW

K1,...

i150<K300ISO2003500<A<800250350

2300<K5002003004D80030040c

讲授内容备注

~~E、纵筋的锚固

光面钢筋应在钢筋末端（包括弯起光面钢筋末端）做弯钩，在焊接骨架中可不做弯

钩），如图1-9。

F、附加箍筋和吊筋当在主梁高度范围内有集中荷载作用时，如次梁支座反力或悬挂

荷载，可能在主梁上引起斜裂缝，特别是当此集中荷载作用在主梁的受拉区内时。应在

集中力两侧设置附加箍筋或吊筋或者两者都有，以防止主梁在集中力作用下发生局部破

坏。宜优先采用附加箍筋，附加箍筋和吊筋应设置在s范围中，s与集中力的位置有关。

图1-9纵向受力钢筋伸入梁支座范围内的锚固

附加箍筋和吊筋所需的总截而面积:

式中4y--承受集中荷载所需的附加横向筋总截面面积；当采用附加吊筋时，Aw应为

左、右弯起段截面面积之和；

F——作用在梁的下部或梁截面高度范围内的集中荷载设计值；

启一一附加横向钢筋的抗拉强度设计值；a-附加横向钢筋与梁轴线夹角。单向

板肋梁楼盖设计例题讲解[例题1.1]

章节§1.3双向板肋梁楼盖计划学时4学时

基本要求掌握单跨双向板和多跨双向板按弹性理论的计算方法以及构造要求

1、双向板的受力特点

内容重点2、按弹性理论计算双向板

3、双向板支撑梁的设计

1、按弹性理论计算双向板的计算公式

内容难点2、双向板传给支撑梁荷载的确定

3、支撑梁的内力计算

课后作业思考题1.5—1.6；习题1.3,1.4需时2学时

讲授内容备注

1、双向板的受力特点熟练掌握基

本概念

双向板一一凡纵横两个方向的受力都不能忽略的板。四边支承的矩形板，当

纵横两个方向的跨度比版/仙＜2(按弹性理论计算)或/O2〃O13(按塑性理论分

析)时，称为双向板。

(1)、双向板的受力特点：

①、沿两个方向弯曲和传递荷载理解并掌握

②、剪力、扭矩和主弯矩扭矩的存在将减小按独立板带计算的弯矩值。

③、板角上翘

图1T0双向板的配筋示意图

(a)板底配筋；(b)板面配筋

(2)、主要试验结果

图1-11均匀荷载下双向板的裂缝分布

讲授内容备注

2、按弹性理论计算双向板

叫』班+vm2

叱-w2+vtnx

单跨双向板计算：教材附表1.11为J熟练掌

=0时的弯矩系数和挠度系数表。当泊松握

的弯矩仍可查表，但求跨内弯矩，应修正

3、双向板支承梁的设计

在确定双向板传给支承理解并

梁的荷载时，可根据荷载传递路掌握

线最短的原则确定：从每一区格

的四角作45°线与平行于底边的

中线相交，把整块板分为四块，

每块小板上的荷载就近传至其支

承梁上。短跨支承梁上的荷载为

三角形分布，在长跨支承梁上的图1-12双向板支承梁上的荷载

荷载为梯形分布，如图1-12。

支承梁的内力可按弹性理沦或考虑塑性内力重分布的调幅法计算:

(IX按弹性理论计算

阜欣温;二和|阜叫，欣由fcH至不切：#ICO/、"1：2件土办77TAE、以土不9办出1三角

(a)(b)

图1T3分布荷载转化为等效均布荷载

(a)三角形分布荷载；(b)梯形分布荷载

(2)、按调幅法计算

考虑内力塑性重分布时，可在弹性理论求得的支座弯矩的基础上，对支座弯矩进

行调幅(可取调幅系数为0.75),再按实际荷载分布计算梁的跨中弯矩。4、双向板

楼盖的截面设计与构造

(1)、截面设计

A、截面的弯矩设计值

讲授内容备注

对于周边与梁整体连接的双向板，除角区格外，可考虑周边支承梁对板的有利影

响，即周边支承梁对板形成的拱作用，将截面的计算弯矩乘以疔减系数。

B、截面有效高度加

整跨方向的钢筋放在长跨方向的钢筋的外侧。

短跨方向：20mmm长跨方向：〃i=〃-30mm

C、配筋计算

由单位宽度的截面弯矩设计值M计算受拉钢筋的截面积，求双向板截面配筋时,

内力臂系数人可近似取0.90〜0.95。（2）、双向板的构造

A^双向板的厚度通常在80〜160nlm范围内，不得小于80mm。

板厚〃符合下面要求：

简支板：-^>—

，oi45

连续板：—>—

h50

Loi—-双向板的短跨计算跨度。

B、钢筋配置一分离式和连续式

单块四边简支双向板的典型配筋见教材图示。

章节§1.4无梁楼盖计划学时।学时

基本要求了解无梁楼盖按弹性理论的设计计算方法

1、无梁楼盖的受力特点

内容重点

2、无梁楼盖的内力计算

内容难点按弹性理论计算无梁楼盖的内力

课后作业思考题1.7

讲授内容备注

1、概述

无梁楼盖是一种双向受力楼盖，它与柱组成板柱结构体系。

无梁楼盖的板厚比肋梁楼盖大些，通常在柱顶上设置柱帽，这样可提高柱顶处板的

受冲切承载力，有效地减小板的计算跨度，使板的配筋经济合理。柱和柱帽的截面形状

可根据建筑使用要求设计成矩形或圆形。

无梁楼盖的结构层厚度比肋梁楼盖的小，使建筑内部的有效空间加大，同时，平滑

的板底可以大大改善采光、通风和卫生条件。

无梁楼盖根据施工方法的不同可分为现浇式和装配整体式两种。

无梁楼盖的四周边可支承在墙上或边梁上，也可做成悬臂板。

无梁楼盖每一方向的跨数一般不少于三跨，可为等跨或不等跨。通常，柱网为正方

形时最为经济。根据经验，当楼面活荷载标准值在5kN/m2以上，柱距在6nl以内时，

无梁楼盖比肋梁楼盖经济C

无梁楼盖而缺点是抵抗水平力的能力差，当房屋的层数较多或要求抗震时，宜设置

剪力墙，构成框架一剪力墙结构。

2、无梁楼盖的受力特点

龄

尢梁楼盖可按照柱网4逐

一

会+

划分成若干区格，将其视»

百

I

耳

为由支承在柱上的“柱上度r*

比

D.

板带”和弹性支承于“柱上「

>生

率

板带上的跨中板带”组成给.

会

«

的水平结构，如图l-14o*■

讲授内容备注

柱轴线两侧各4/4（或〃4）范围内的板带称为“柱上板带”。

柱距中间4/2（或/v/2）范围内的板带称为“跨中板带”。

“柱上板带”相当于以柱为支承点的连续梁（柱的线刚度相对较小时）或与柱整体连

接的框架扁梁（柱的线刚度相对较大时），而“跨中板带”则相当于弹性支承在另一方

向柱上板带上的连续梁。

3、无梁楼盖的内力分析方法

无梁楼盖按弹性理论的计算方法常用的有：经验系数法和等效框架法。

经验系数法又称总弯矩法或直接设计法。该方法先计算两个方向的截面总弯

矩，再将截面总弯矩分配给同一方向的柱上板带和跨中板带。

在应用该法时，为了使各个截面的弯矩设计值适应各种活荷载的不利布置，要

求无梁楼盖的布置必须满足下列条件：

1）每个方向至少应有二个连续跨；

2）同方向相邻跨度的差值不超过较长跨度的1.3；

3）任一区格板的长边与短边之比值不大于2；

4）可变荷载与永久荷载之比值不大于3。

用该方法计算时，只考虑全部均布荷载，不考虑活荷载的不利布置。

钢筋混凝土无梁双向板体系不符合经验系数法所要求的四个条件时，可采用等

效框架法确定均布荷载作用下的内力。

等效框架法是把整个结构分别沿纵、横柱列两个方向划分，并将其视为纵向等

效框架和横向等效框架，分别计算分析。其中等效框架就是各层的无梁楼板。

4、柱帽及板受冲切承载力计算

确定柱帽尺寸及配筋时，应满足柱帽边缘处平板的受冲切承载力要求。

1）对于不配置箍筋或弯起钢筋的混凝土平板，其受冲切承载力按下式计算：

E«0.7.f他&

2）当受冲切承载力不满足上式要求时，且板厚不小于150mm时，可配置箍筋

或弯起钢筋。此时受冲切截面应符合下列条件：

及<1.05/“/华

①当配置箍筋时，受冲切承载力按下式计算：。

<0.35/Z/；W/?+0.8/V4P

KW1OVW

②当配置弯起钢筋时，受冲切承载力按下式计算：

b/V0.35"M“4+0.844〃sina

5、无梁楼盖的配筋构造

通常采用绑扎骨架双向配筋方式。无梁楼盖的配筋构造。无梁楼盖的周边，应

设置圈梁，圈梁的截面高度不小于板厚的2.5倍。

章节§1.5叠合式楼盖计划学时0.5学时

基本要求了解叠合梁板的形式和叠合梁的优缺点

、叠合梁板的形式叠合梁的优缺点

内容重点1

2、叠合梁的优缺点

内容难点叠合梁的构造

课后作业思考题1.8

讲授内容备注

叠合式楼盖是在预制板上现浇一层混凝土而形成的一种装配整体式结构。主要

优点是节省模板支撑，缩短工期。

叠合式楼盖具有二次制造和二阶段受力的特点，设计方法与现浇楼盖不同。

1叠合梁的形式

图1-15叠合式受弯构件的截面形式

1-预制构件；2-后浇混凝土叠合层；3-叠合面

（a）有预制板的叠合梁（b）现浇帽叠合梁

有两种形式：

1）、在预制梁上安装楼板之后，再在梁顶面二次浇灌混凝土叠合层形成整体梁,

预制梁的截面形式有十字形、T形等。

2）、在预制梁顶面二次现浇混凝土楼板形成整体梁。

2叠合梁优缺点

优点：1、节省模板支撑：

2、有利于采用预应力；

3、有利于加快施工进度，缩短工期；

4、有利于减少现场搅拌造成的城市污染。

缺点：必须具备吊装条件。

-4-P

早下§1.6装配式楼盖计划学时0.5学时

了解预制梁板形式、铺板式楼盖的结构布置和连接以」及掌握铺板式彳要盖的计算要

目的要求

点

1、铺板式楼盖的结构相置和连接

内容重点

2、铺板式楼盖的构造要求

内容难点1、铺板式楼盖的连接

课后作业思考题1.9

讲授内容备注

1概述

1)、现浇钢筋混凝土楼盖的优点：整体性好，抗震性能好，柱网布置灵活，广掌握

泛应用于多层及高层建筑中。缺点：施工速度慢、模板消耗量大、劳动力消耗多。

2)、钢筋混凝土装配式楼盖的优点：可在工厂或现场预制，工业化程度高，不

占工期，有利于采用预应力，模板可直复使用，构件尺寸误差小，被广泛使用在多

层住宅等建筑中。其缺点是整体性差，楼盖平面刚度小，要求建筑平面比较规整，

施工时吊装条件要求高。

3)、装配式楼盖主要有铺板式、密肋式和无梁式。

4)、装配式楼盖设计中需注意的问题：

(1)、减少构件类型，提高构件的通用性；

(2)、构件的重量和尺寸适合运输和吊装。单个构件的重量不超过起重设备的

最大起重量；

(3)、构件外形尽量筒单，便于制作、堆放、运输和安装；

(4)、接头安全可靠，构造简单，受力明确；

(5)、尽量扩大预制范围，减少湿作业；

(6)、必须进行构件吊装验算；

(7)、最大限度地降低材料消耗。掌握

2预制梁板的形式

预制楼板的优点：现浇工作量小、施工速度快、节约木材和水泥。

预制楼板的缺点：整体刚度小，能承受的荷载小，开设孔洞不方便。

常用预制板有肋形槽形板、双T形板、实心板、空心板、夹心板。

章节§1.7楼梯和雨篷计划学时2学时

目的要求掌握板式楼梯和梁式楼梯的结构布置、计算简图和构造；了解雨篷的受力特点

内容重点楼梯板的荷载计算

内容难点雨篷上的荷载组合

课后作业思考题1.10______________

讲授内容备注

1楼梯

(1)楼梯的结构形式

楼梯是多层及高层建筑房屋中的重要组成部分。板式楼梯和梁式楼梯是最常见的楼

梯型式，在宾馆、体育馆等公共建筑也采用一些特种楼梯，如图1T6。

图1T6楼梯的结构型式

(a)梁式楼梯；(b)板式楼梯；(c)剪刀式楼梯；(d)螺旋式楼梯

(2)板式楼梯的设计

板式楼梯由梯段板、平台板和平台梁组成，如图1-16(b)o

梯段板按斜放的简支梁计算，其正截面是与楼梯板垂直的，楼梯的活荷载是按水平

投影面计算的，计算跨度取平台梁间的斜长净距故计算简图如图1-17。设梯段板的

单位水平长度上的竖向均布荷载为P，/“为梯段板的水平净跨长，则/，产cosa/“，于是,

斜板的跨中最大弯矩和支座最大剪力可表示为：

O

1,

v匕皿=/"”cosa

考虑到梯段板与平台梁整浇,

平台对斜板的转动变形有一定约

束作用，故计算板中最大正弯矩

时，常近似取产

平台板一般设计成单向板，

可取1m宽板带进行计算。平台

板一端与平台梁整体连接，另一

端可能支承在砖墙上，也可能与

过梁整浇。跨中弯矩时可近似取

M=p/2/8,或M=“「/io。

平台梁的设计与一般梁相似。

图1T7梯段板的计算简图

(3)梁式楼梯的设计

梁式楼梯由踏步板、斜梁、平台板和平台梁组成，如图1-16(a)o

踏步板由斜板和三角形踏步组成。踏步板两端支承在斜梁上，按两端简支的单向板

计算，一般取一个踏步作为计算单元，如图1-18。斜板厚度一般取片30〜50mm,踏步

板为梯形截面，其式楼梯截面高度近似取平均高度/?=£+'一。

2cosa

斜梁的内力计算与板式楼梯的斜板相同。踏步板可能位于斜梁截面高度的上部，也

可能位于下部。口算时截面高度可取矩形截面。

梁式楼梯的平台板一边支承在平台梁上，一边或三边支承在楼梯间墙体.上。平台板

可按单向板或双向板进行内力与配筋计算，并满足相应的构造要求。

平台梁主要承受斜边梁传来的集中荷载(由上、下跑楼梯斜梁传来)和平台板传来

的均布荷载，平台梁一般按简支梁计算。

图1T8梯段踏步板的计算截面及简图

(a)计算截面；(b)计算简图

2雨篷

雨篷是建筑工程结构中常见的悬挑构件，其设计除了与•般梁板结构相同的内容

外，还应进行抗倾覆验算。

(1)一般要求

板式雨篷一般由雨篷板和雨篷梁组成。雨篷梁既是雨篷板的支承，又兼有过梁的

作用。

一般雨篷板的挑出长度为（0.6-1.2）m或更长，视建筑要求而定。现浇雨篷板多

数做成变厚度的。

雨篷梁的宽度一般取与墙厚相同，梁的高度应按承载力计算。

（2）雨篷板和雨篷梁的承载力计算

1）作用在雨篷上的荷载

雨篷上的荷载有恒载、雪荷载、均布活荷载，以及施工和检修集中荷载。这些荷载

中，雨篷上均布活荷载与雪荷载不同时考虑，仅取两者中较大值。

施工集中荷载与均布活荷载不同时考虑。每一集中荷载值为1.0KN,进行承载力计

算时，沿板宽每1m考虑一个集中荷载；进行抗倾覆验算时，沿板宽每（2.5〜3.0）m考

虑一个。

2）雨篷梁计算

雨篷梁承受的荷载有自重、梁上砌体重、可能计入的楼盖传来的荷载，以及雨篷

板传来的荷载。雨篷板传来的荷载将构成雨篷梁的扭矩。

如图1-19,设雨篷板上作用有均布荷载作用在雨篷梁中心线的力包括竖向力r

和力矩叫,沿板宽方向每1m的数值分别V=pl（KN/m）和勺,=KN・m/m。

在力矩〃7作用下，雨篷梁的最大扭矩为丁=勺,/。/2,此处/o为雨篷梁的跨度。

图1-19雨篷梁上的扭矩

（a）雨篷板传来的竖向力和力矩；（b）雨篷梁上的扭矩分布

3）雨篷抗倾覆验算

雨篷板上的荷载使整个雨篷绕雨篷梁底的倾覆点转动倾倒，而梁上自重、梁上砌体

重量等却有阻止雨篷倾覆的作用。雨篷抗倾覆验算参见《砌体结构设计规范》。

小结

1.结构计算简图（包括计算模型和荷载图式）的确定是重要的，确定计算

简图必须抓住影响结构内力和变形的主要因素，忽略次要因素，保证结

构分析的精度并能简化结构分析。

2.单向板有两种分析方法：按弹性理论和按塑性理论的计算方法。考虑塑

性内力重分布的分析方法，更符合钢筋混凝土超静定结构的实际受力状

态，并能取得一定经济效益。塑性较、结构承载力极限状态和塑性内力

重分布的概念是本章的主要概念。

3.双向板也有弹性理论和塑性理论的两种计算方法，目前设计中多采用按

弹性理论计算方法。多跨连续双向板的分解是双向板由多区格转化为单

区格板结构分析的重要方法。

4.无梁楼盖内力分析时，结构无侧移时采用经验系数法；有侧移时采用等

代框架法。无梁楼盖设置柱帽主要是提高板的抗冲切承载力，同时减少

爆的跨度、支座和跨内截面的弯矩值。

5.一般情况下，梁板截面满足一定的高跨比要求即可满足刚度设计要求，

结构的配筋数量往往取决于混凝土裂缝控制。

6.装配式楼盖结构应特别注意板与板、板与墙体的灌缝与连接；预制结构

除了注意正常使用阶段计算外，还应注意施工阶段验算。

7.梁式、板式楼梯是斜向结构，内力计算可化为水平结构进行分析；雨篷

是悬挑结构，不但要进行结构自身承载力计算，还要进行抗倾覆验算。

疑难解答

1.连续梁性计算模型的简化假定

单向板肋梁楼盖中板的计算模型取为支承在次梁上的连续梁；次梁取为

支承在主梁上的连续梁；主梁在一定条件下也按支承在柱（墙）上的连续

梁计算。这是对实际情况进行以下简化假定后得到的。

1）板、次梁、主梁在支座处没有竖向位移。这实际上忽略了次梁挠度

对板内力影响、主梁挠度对次梁内力影响、以及柱竖向变形对主梁内力的

影响。

2）次梁、主梁、柱（墙）分别作为在板、次梁、主梁的可自由转动的

支座。这实际上忽略了次梁、主梁、柱（墙）在支承处分别对在板、次梁、

主梁弯曲转动的约束能力。

3）不考虑薄膜效应对板的影响。薄膜效应对板的影响有两个：一是板

内轴向压力将提高板的受弯承载力；二是板周边支承构件提供的水平推力

将减少板在竖向荷载作用下的截面弯矩。

4）在确定次梁、主梁承受荷载时，忽略板、次梁的连续性，按简支构

件计算支座反力。当梁均匀布置、各区格板荷载相同时，所造成的误差很

小。

2.连续梁性的塑性内力重分布

1）内力重分布是钢筋混凝土超静定结构的客观事实。

2）钢筋混凝土塑性较与理想塑性钱和理想较的区别：

①理想较不能承受弯矩，而理想型性钱可以承受弯矩；

②理想钱在两个方向都可无限转动，而理想塑性较是单向钱，仅能

朝弯矩作用方向转动；

③钢筋混凝土塑性较有一定长度，后者则没有。

④钢筋混凝土塑性钱的转动能力有限。钢筋混凝土构件某一截面出

现塑性较后，截面的弯矩一曲率关系并不是一条水平线，随着曲率的增加,

截面弯矩略有提高。塑性较并不限于受拉钢筋首先屈服的那个截面，随着

荷载的增加，有更多的相邻截面进入“屈服二所以钢筋混凝土塑性钱则有

一定的长度。此外，钢筋混凝土塑性钱的转动能力是有限的，主要与纵向

钢筋的配筋率、钢筋品种和混凝土的极限压应变有关。

3）充分的内力重分布是有条件的。在结构力学的极限荷载分析中，假

定超静定结构先后出现足够数目的塑性皎，以致最后形成机动体系而破坏。

这种情况称为充分的内力重分布，它有两个前提条件：一是塑性钱必须有

足够的转动能力；二是在破坏机构形成前不能发生斜截面受剪破坏。如果

有一个条件不满足，内力重分布就不充分。此外，在工程设计中还要考虑

是否满足正常使用要求，如挠度、裂缝宽度是否过大。可见，在设计中要

考虑内力重分布必须注意三个问题：保证塑性较的转动能力、保证斜截面

具有足够的受剪承载力和满足使用条件。

4）考虑塑性内力重分布后如何进行设计。结构力学介绍过极限荷载计

算的机动法和极限平衡法，这两种方法都是针对充分的内力重分布，并不

完全适用于钢筋混凝土结构。实用上采用弯矩调幅法考虑钢筋混凝土超静

定结构的塑性内力重分布。在弹性内力的基础上，对弯矩和相应的剪力值

进行调整，通过限制截面受压区高度系数、提高截面的受剪承载力和控制

调幅值等措施来解决上面提到的三个问题。并通过限制使用的场合来进一

步满足正常使用条件。

5）考虑塑性内力重分布的优点：

①使内力分析更符合实际情况，从而正确估计结构承载力、使用阶

段的变形和混凝土结构裂缝；

②在一定条件和范围内可以人为控制结构弯矩分布，从而使设计简

化；

③可以使结构在破坏时有较多的截面达到极限强度，从而充分发挥

结构潜力，有效节约材料；

④克服支座钢筋拥挤现象，简化配筋构造，方便施工。

3.双向板内力分布的塑性较线法

只有有限的几种形状规则、支座简单的薄板可得到弹性解析解。相比

之下，塑性较线法适用于任何形状、任何支承条件、任何荷载下板的内力

分析。

1）塑性较线法基本假定有两个，也只需要两个：一是沿塑性钱线单

位长度上的弯矩为常数，等于截面的受弯承载力；二是整块板仅考虑塑性

较线上的弯曲转动变形，也就是说被塑性较线分割成的各个节板是刚性的,

变形集中在塑性较线处。有些参考书上还有第三个假定：塑性较线上只有

弯矩，没有剪力和扭矩。这一假定不是必须的。由于已经假定塑性钱线上

只有弯曲转动变形，因而只有弯矩做内功，有无剪力和扭矩并不影响内功,

也就不会影响结果。对于各向同性板，不同方向单位长塑性较线上的弯矩

是相同的。对于钢筋混凝土板，各向同性意味着双向配筋相同。

2）问题的关键和难点是如何假定板的破坏机构，也就是如何确定塑性

较线的位置。塑性较线的位置应满足以下四个条件：①对称结构具有对称

的塑性较线分布；②塑性较线应满足转动要求，即能够随被塑性较线所分

割的两相邻板块一起转动，因而必须通过相邻板块转动轴的交点；③塑性

钱线的数量应使整块板刚好成为一个几何可变体系，而没有多余钱线。几

何可变体系是塑性分析所定义的破坏状态，有多余塑性钱线则必然不是最

小解；④正塑性校线出现在正弯矩区域，负塑性较线则出现在负弯矩区域。

3）塑性较线法的理论依据是虚功原理，假定破坏机构有一个虚位移，

外力所做功应该等于内力所做功。由于仅考虑塑性较线上的弯曲变形，而

忽略板块的任何弹性变形，所以内功等于各条塑性较线上的弯矩向量与转

角向量点乘的总和。内功的计算方法有两种，一种是将弯矩向量与转角向

量分别投影到选用的坐标系；另一种是将转角向量投影到弯矩向量方向，

即塑性较线方向。此时需要根据两相邻板块的转角计算塑性皎线的转角。

4无梁楼盖的设计问题

1）学习无梁楼盖设计时，常常有这样的疑问：无论是经验系数法还是

等代框架法，都是按板面全部荷载在两个方向分别计算总弯矩，然后在柱

上板带、跨中板带的支座截面和跨中截面进行分配，这岂不是把荷载重复

计算了？既然在一个方向考虑了所有的板面荷载，另一个方向就不必再考虑

了，两个方向的荷载总和等于全部荷载就可以了。这种想法是常见的概念

性错误。

双向板肋梁楼盖中的板是底边由梁支承的四边支承双向板，而无梁楼

盖中的板是由四个柱子支承的四点支承双向板，支承条件不同，受力情况

也就不同。

在竖向均布荷载作用下，四边支承的双向板将在两个方向弯曲成碟形,

荷载往两个方向分配和传递。但是，如果把这个概念搬到四点支承的双向

板中去，那就是错误的了。

竖向均布荷载作用下的四点支承双向板也要产生两个方向的弯曲，其

形状为碗形，或者更形象地称为“拉网形”，就是把一块手帕的四角吊起来

所形成的形状。可见，由于板是四个角点支承的，所以在竖向均布荷载作

用下，既要在一个方向弯曲，又要在与它垂直的另一个方向弯曲，根本不

存在荷载往两个方向分配的问题。正因为这样，当用等代框架法计算板柱

结构时，既要按全部荷载计算X方向的等代框架，还要按全部荷载计算y

方向的等代框架。由此也可理解以下问题：对于四边支承双向板；短跨方

向的受力比长跨方向的大，因此四边支承双向板是以其短跨人来命名的，

在用跨高比来确定'板厚以及配筋时；其跨度都是以短跨为准的；但对

于四点支承板，即无梁楼盖中的板，恰恰相反，长跨方向的受力比短跨方

向的大，因此四点支承双向板是以其长跨右采命名的，在用跨高比确定板

厚时，其跨度是以长跨&为准的。

2）如何确定分配系数。等代框架法和经验系数法都需要将控制截面总

弯矩（包括支座和跨中）在柱上板带和跨内板带之间进行分配。区别在于等

代框架法根据框架模型计算支座截面总弯矩和跨中截面总弯矩；而经验系

数法是在连续梁模•型的基础上进行了简化，先计算某一跨梁两端支座弯

矩的平均值与跨中弯矩的总和，即简支染跨中弯矩值Mo,然后按经验确定

支座和跨中弯矩。

对于内区格板，柱上板带支座截面的刚度比中间板带大得多，故对于

负弯矩，柱上板带与中间板带按0.75：0.25分配；对正弯矩按0.55：0.45

分配。第一内支座负弯矩和跨中正弯矩的分配系数同内区格板，而对边支

座负弯矩的分配系数，柱上板带因受到边柱的约束，刚度较大，承受负弯

矩的90%；而跨中板带受到的约束很小，承受负弯矩的1（）%。

对于经验系数法，支座和跨中的弯矩也是按经验分配的。考虑到等跨

连续梁的跨中正弯矩与支座负弯矩的比值为1：2,于是有

2

3°

复习思考题

1-1按弹性理论计算单向板时和次梁时，为什么要采用折算荷载？

1-2等跨连续梁、板各截面内力的活荷载最不利布置有那些规律？

1-3为什么钢筋混凝土静定结构没有塑性内力重分布？

1-4什么是弯矩调幅法？它主要遵循哪些原则？

1-5连续单向板是怎样考虑板的拱作用有利影响的？

1-6计算承受负弯矩的主梁、次梁支座截面受弯承载力时是否也按T形

截面计算，为什么？

1-7主梁、次梁从跨内弯起的纵向钢筋在什么情况下可以计入支座截面

受弯承载力中，什么情况下可以不计入，为什么？

1-8主梁与次梁的相交处，在主梁上还要设置什么钢筋，为什么？

1-9计算主梁支座截面时，截面的有效高度是怎样确定的？

1-10按弹性理论计算多跨等跨双向板时，其计算简图是怎样确定的？

1-11双向板按塑性较线法计算时，其基本假定是什么？

1-12无梁楼盖经验系数法中的系数是如何确定的？

1T3简支斜梁与简支水平梁相比，内力有何区别？

1-14梁式楼梯斜梁和踏步板的截曲图度如何取值？

1-15什么是内力包络图？两跨连续梁的弯矩包络图是怎样作出来的？

第2章单层厂房

章节计划学时0.5学时

§2.1概述

目的要求理解单层厂房的特点和了解结构分类

内容重点单层厂房结构特点

内容难点

0.5

课后作业思考题2.1、2.2

学时

讲授内容备注

1单层厂房的特点

1）、单层厂房结构的跨度大、高度大，承受的荷载大，因而构件的内力大，截面尺

寸大，用料多。

2）、单层厂房常承受动力荷载（如吊车荷载、动力机械设备荷载等），因此在进行理解

结构设计时须考虑动力荷载的影响。

3）、单层厂房是空旷型结构，室内几乎无隔墙，仅在四周设置柱和墙。柱是承受屋

盖荷载、墙体荷载、吊车荷载以及地震作用的主要构件。

4）、单层厂房的基础受力大，对工程地质勘察需