建筑結(jié)構(gòu)第五版第12章 樓蓋體系

樓蓋、屋蓋、樓梯和雨蓬均為梁板結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)澆樓蓋的鋼筋網(wǎng)片按施工方法的不同★現(xiàn)澆整體式★裝配整體式★預(yù)制裝配式12.1

概述12.1概述★裝配式樓蓋：預(yù)制梁、預(yù)制板（或現(xiàn)澆板），組合而成，

工廠化生產(chǎn)，廣泛用于多層民用和工業(yè)廠房中。其整體性、抗震性、防水性都較差，不便于開設(shè)孔洞，不適合用于高層和有抗震設(shè)防要求的房屋，也不適合有防水和開洞要求的樓面。12.1

概述

★裝配整體式樓蓋：

在預(yù)制板上現(xiàn)澆混凝土疊合層形成整體樓蓋。兼具有現(xiàn)澆整體式樓蓋和裝配式樓蓋的優(yōu)點。

但需要進行混凝土二次澆灌，有時還需增加焊接工作量。常見樓蓋形式單向板肋梁樓蓋

雙向板肋梁樓蓋井式樓蓋

密肋樓蓋

無梁樓蓋

按樓板受力和支承條件的不同★現(xiàn)澆肋形樓蓋單向板肋形樓蓋雙向板肋形樓蓋6.1概述

分析單向板和雙向板的受力特點：12.2整體式單向板肋梁樓蓋單向板是指：

僅僅在一個方向或主要在一個方向受彎的板；

雙向板是指：

兩個方向均受彎的板?！?/p>

單雙向的設(shè)計判斷:l2/l1≥3按單向板設(shè)計；

2＜l2/l1＜3宜按雙向板設(shè)計；

l2/l1≤2應(yīng)按雙向板設(shè)計。沿短邊l1傳到支座的荷載q1；

沿長邊l2傳到支座的荷載q2；

q1/q2=q（l2/l1）4

當(dāng)長短邊比值達到一定值時，

可忽略q2，只考慮q1，

當(dāng)成單向彎曲板進行設(shè)計。l1l2f1f2l2l1r1r2q1q2單向板肋梁樓蓋設(shè)計設(shè)計步驟：布結(jié)構(gòu)定簡圖求內(nèi)力配鋼筋繪圖紙一、結(jié)構(gòu)平面布置單向板肋梁樓蓋結(jié)構(gòu)平面布置通常有以下三種方案：主梁沿橫向布置

主梁沿縱向布置

經(jīng)濟跨度板：2-4m次梁：4-6m主梁：6-8m桿件的簡化支座的簡化荷載的簡化二、計算簡圖（定簡圖）按彈性理論計算單跨兩端擱置l0=ln+a且

l0≤ln+h

（板）

l0≤1.05ln

（梁）一端擱置、一端與支承構(gòu)件整澆l0=ln+a/2且

l0≤ln+h/2

（板）

l0≤1.025ln

（梁）兩端與支承構(gòu)件整澆l0=ln多跨邊

跨l0=ln+a/2+b/2且

l0≤ln+h/2+b/2

（板）

l0≤1.025ln+b/2

（梁）中間跨l0=lc且

l0≤1.1ln

（板）

l0≤1.05ln

（梁）按塑性理論計算兩端擱置l0=ln+a且

l0≤ln+h

（板）l0≤1.05ln

（梁）一端擱置、一端與支承構(gòu)件整澆l0=ln+a/2且

l0≤ln+h/2

（板）

l0≤1.025ln

（梁）兩端與支承構(gòu)件整澆l0=ln跨度計算確定計算跨數(shù)對于等跨連續(xù)梁，隨著跨數(shù)的增加，除邊跨外，中間跨的內(nèi)力的差異很小，故為了簡化計算，對于跨數(shù)多于5跨的等跨、等剛度、等荷載的連續(xù)板或梁，可近似按5跨計算內(nèi)力。1123n23實際跨數(shù)11223計算跨數(shù)1123233配筋及構(gòu)造三、荷載計算：板：負(fù)載寬度b=1M

板受到的均布恒荷載設(shè)計值g板＝

恒載分項系數(shù)rg×鋼混材料重度r×板厚h

×負(fù)載寬度b＋板面及板底構(gòu)造層重量

板受到的均布活荷載設(shè)計值q板＝

活載分項系數(shù)rq×均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk

×負(fù)載寬度b荷載計算：次梁：負(fù)載寬度L1

次梁受到的均布恒荷載設(shè)計值g次＝

板面恒載設(shè)計值g板×負(fù)載寬度L1＋恒載分項系數(shù)rg×鋼混材料重度r×次梁寬度b×(次梁高度h次-板的厚度h板)＋梁側(cè)抹灰重量

次梁受到的均布活荷載設(shè)計值q次＝

板面活載設(shè)計值q板×負(fù)載寬度L1荷載計算：主梁：負(fù)載面積L1×L2

主梁受到的集中恒荷載設(shè)計值Ｇ主＝

次梁恒載設(shè)計值g次×負(fù)載寬度L2＋恒載分項系數(shù)rg×鋼混材料重度r×主梁寬度b×(主梁高度h主-板的厚度h板)×負(fù)載寬度L1＋梁側(cè)抹灰重量

主梁受到的集中活荷載設(shè)計值Ｑ主＝

板面活載設(shè)計值q板×負(fù)載面積L1×L2四、結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算（求內(nèi)力）受彎構(gòu)件所需要求的內(nèi)力：M和V計算方法：彈性法和塑性法彈性法嚴(yán)謹(jǐn)，配筋量多。

塑性法經(jīng)濟，但易開裂，下列構(gòu)件不能采用，

①、直接承受動力荷載的結(jié)構(gòu)；

②、對裂縫寬度有較高要求的結(jié)構(gòu)；

③、重要部位的結(jié)構(gòu)。假定梁、板為理想的彈性體，按結(jié)構(gòu)力學(xué)的方法求內(nèi)力。1)表格系數(shù)法(等跨的板或梁）在均布及三角形荷載作用下：表中系數(shù)表中系數(shù)在集中荷載作用下：表中系數(shù)表中系數(shù)注意當(dāng)連續(xù)板或梁的跨度不等，但相差不超過10％時，仍可按等跨計算；1、彈性法計算內(nèi)力（求內(nèi)力）2)荷載的最不利組合滿布的恒荷載+最不利的活荷載布置活荷載最不利的布置原則：1）求某跨跨中最大正彎矩時，應(yīng)在該跨布置活荷載，然后隔跨布置活荷載；2）求某支座最大負(fù)彎矩時，應(yīng)在該支座左右兩跨布置活荷載，然后隔跨布置活荷載。（1）荷載的最不利組合（3）求某跨中最小彎矩（4）求某支座最大剪力（2）內(nèi)力包絡(luò)圖將各種內(nèi)力組合情況下的內(nèi)力圖，畫在同一張圖上，形成內(nèi)力疊合圖，其外包線稱為“內(nèi)力包絡(luò)圖”主梁的計算簡圖

例題

主梁彎矩計算表

主梁的彎矩包絡(luò)

①+②①

+④

①+③①+④’233.62183-252.02-151.87-4.8945.73-56.87131.4-127.1153.4372.82199.2（3）折算荷載和計算內(nèi)力為減少采用鉸支座進行設(shè)計所帶來的誤差，可采用折算荷載的方法來計算內(nèi)力。連續(xù)板：

g′＝g＋q/2

q′＝q/2

連續(xù)次梁

g′＝g＋q/4

q′＝3q/4

連續(xù)主梁：不折算折算荷載在按彈性理論分析內(nèi)力時必須予以考慮；在按塑性理論分析內(nèi)力時可不必考慮，即可直接取用荷載g和q。按彈性計算法計算連續(xù)板、梁的內(nèi)力時，將鋼筋混凝土梁、板視為理想彈性體，按結(jié)構(gòu)力學(xué)的方法進行內(nèi)力計算。為設(shè)計方便，對于常用荷載作用下的等跨等截面的連續(xù)梁、板，其內(nèi)力均已制成表格，見附錄4.支座截面內(nèi)力設(shè)計值的修正因計算跨度取支承中心線間的距離，未考慮支座寬度，計算所得支座處－Mmax、Vmax均指支座中心線處的彎矩、剪力值，需調(diào)整。按彎矩、剪力在支座范圍內(nèi)為線性變化，可求得支座邊緣的內(nèi)力值：M=Mc－V0b/2均布荷載：V=Vc－（g＋p）b/2集中荷載：V=

Vc

當(dāng)連續(xù)梁擱置于磚墻上時：

M=Mc

支座處內(nèi)力的計算值

2、按塑性法計算內(nèi)力塑性鉸與普通鉸比較，有以下特點：①“塑性鉸”能承受相應(yīng)于截面“屈服”的極限彎矩；②“塑性鉸”不是集中于一點，而是發(fā)生在一小段局部變形很大的區(qū)域；③“塑性鉸”只能沿彎矩作用方向作有限的轉(zhuǎn)動?；炷灵_裂后，截面的應(yīng)力分布發(fā)生了變化，稱應(yīng)力發(fā)生了重分布。鋼筋屈服后，在荷載無明顯增加的情況下，截面的變形可以急劇增大，構(gòu)件在鋼筋屈服截面好像形成了一個鉸，稱出現(xiàn)了“塑性鉸”。超靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力重分布按彈性理論計算，在F1的作用下：當(dāng)F1較小時，構(gòu)件尚未開裂時，梁近似為彈性工作狀態(tài)。當(dāng)F1增大到F2時B處成為塑性鉸。力再增加，各處彎矩如何增長？塑性內(nèi)力重分布的幾點結(jié)論①超靜定結(jié)構(gòu)的破壞標(biāo)志，不是某一截面達到極限彎矩，而是結(jié)構(gòu)出現(xiàn)足夠數(shù)目的塑性鉸。②按彈性方法計算，連續(xù)梁的內(nèi)支座截面彎矩通常較大，配筋較多，鋼筋擁擠施工不方便。⑶結(jié)構(gòu)塑性內(nèi)力重分布的限制條件：鋼筋宜采用塑性較好的HPB235、HRB335和HRB400級鋼筋。塑性鉸處截面的相對受壓區(qū)高度應(yīng)滿足ξ＝x/h0≤0.35。彎矩調(diào)整幅度不宜過大，應(yīng)控制在彈性理論計算彎矩20%以內(nèi)。

內(nèi)力重分布：

構(gòu)件開裂引起剛度變化，并出現(xiàn)塑性鉸，各截面內(nèi)力發(fā)生重分布，其大小與彈性分析結(jié)果不一致。彎矩調(diào)幅法設(shè)計連續(xù)梁、板考慮塑性內(nèi)力重分布的設(shè)計方法很多：極限平衡法、塑性鉸法、彎矩調(diào)幅法和非線性全過程分析法等，其中彎矩調(diào)幅法最實用、最方便，故為許多國家規(guī)范推薦的設(shè)計方法。彎矩調(diào)幅法的概念和計算的基本規(guī)定彎矩調(diào)幅法簡稱調(diào)幅法。它以彈性計算的彎矩為基礎(chǔ)，根據(jù)設(shè)計需要適當(dāng)調(diào)整某些截面的彎矩，通常調(diào)整|M|較大截面的彎矩，然后按調(diào)整后的彎矩進行截面設(shè)計。調(diào)幅系數(shù)為（12－1）按彈性理論計算的彎矩值調(diào)幅后的彎矩值下面以兩跨連續(xù)梁為例說明調(diào)幅法=+0.5MaM0M1Me圖

MB圖Ma圖現(xiàn)將B支座的負(fù)彎矩調(diào)整為按彈性理論計算則調(diào)幅系數(shù)彎矩平衡梁板按塑性法計算內(nèi)力塑性法：（塑性內(nèi)力重分布設(shè)計法）是指采取彎矩調(diào)幅法將支座彎矩調(diào)低后進行配筋的一種經(jīng)濟配筋法。適用于板和次梁，但不適用于主梁。五、配筋計算和構(gòu)造（配鋼筋）1、單向板計算特點：

（1）取一米作為計算單元（2）一般不需進行斜截面受剪承載力計算。（3）利用支座反推力的有利作用，可減少中間跨截面和中間支座截面彎矩設(shè)計值20%，邊跨跨中和第一內(nèi)支座截面彎矩設(shè)計值不調(diào)整。2、單向板構(gòu)造要求配筋方式：彎起式和分離式

彎起式整體性好，但施工不便，分離式整體性稍差，但施工方便，工程實際中，分離式運用的更為普遍。構(gòu)造鋼筋：

（a）、分布鋼筋

≥受力鋼筋的15%，直徑≥6mm，間距≤250

集中荷載較大或露天構(gòu)件，

分布鋼筋間距≤200mm（b）、板面構(gòu)造負(fù)筋

墻邊：≥ln/7 墻角：≥ln/4主梁邊：≥ln/4板中構(gòu)造鋼筋圖3、次梁計算特點：（1）、跨中按T形截面，支座按矩形截面計算；（2）、一般可僅設(shè)置箍筋抗剪；（3）、一般不需作撓度與裂縫寬度驗算。4、次梁構(gòu)造要求：縱筋布置有彎起式和分離式。次梁的鋼筋布置圖

5、主梁計算特點：①主梁按彈性理論計算，不考慮塑性內(nèi)力重分布。②截面配筋計算時，跨中可按T形截面計算，但支座只按矩形截面計算。③由于支座處板、次梁和主梁的鋼筋重疊交錯，且主梁負(fù)筋位于次梁和板的負(fù)筋之下故主梁截面有效高度在支座處有所減少。此時主梁支座截面有效高度應(yīng)取：受力鋼筋一排布置時：h0＝h－（55～60）受力鋼筋二排布置時：h0＝h－（70～80）。支座處的截面有效高度為：板：h0=h-(20～25)次梁：h0=h-(35～40)(一排)

h0=h-(60～65)(兩排)主梁：h0=h-(55～60)(一排)

h0=h-(70～80)(兩排)次梁H0=35~40主梁負(fù)筋主梁h0=55~60次梁主梁次梁負(fù)筋板中負(fù)筋附加橫向鋼筋布置主梁的附加橫向鋼筋主梁的附加橫向鋼筋雙向板的受力特點12.4

雙向板肋梁樓蓋設(shè)計單塊矩形雙向板（單區(qū)格雙向板）

均布荷載作用下，按附表26計算板的彎矩和撓度：一、雙向板肋梁樓蓋按彈性理論計算結(jié)構(gòu)內(nèi)力12.4

雙向板肋梁樓蓋設(shè)計

當(dāng)泊松比不為零時：支座截面不考慮

多跨連續(xù)雙向板（多區(qū)格雙向板）

（1）板跨中最大正彎矩計算（活荷載棋盤式布置）分為兩種荷載情況：滿布同向荷載滿布反向荷載（2）支座處板最大負(fù)彎矩計算（活荷載近似按滿布）一、雙向板肋梁樓蓋按彈性理論計算結(jié)構(gòu)內(nèi)力12.4

雙向板肋梁樓蓋設(shè)計由于精確計算相當(dāng)復(fù)雜，在實際工程中多采用實用計算法。其基本思路是設(shè)法將多跨連續(xù)板中的每區(qū)格板等效為單區(qū)格板，如此可利用上述表格計算?？缰姓龔澗刈畲髸r的活荷載不利布置

二.

雙向板肋梁樓蓋的配筋計算與構(gòu)造要求

雙向板肋梁樓蓋中關(guān)于梁的配筋及構(gòu)造，與單向板肋梁樓蓋中梁的配筋及構(gòu)造基本相同。

1．板的配筋計算

(1)截面的彎矩設(shè)計值可以考慮拱作用，從而使板的內(nèi)力有所降低。

(2)截面有效高度

一般按下列規(guī)定?。憾炭绶较騢0＝h一20(mm)

長跨方向h0＝h一30(mm)(3)配筋計算取1m板帶，按單筋矩形截面設(shè)計

為內(nèi)力臂系數(shù)，近似取0.9～0.95。2．板的配筋構(gòu)造受力鋼筋沿板區(qū)格平面縱橫兩個方向配置，配筋方式有彎起式和分離式兩種，與單向板中配筋方式類似。（1）按彈性理論計算時，跨內(nèi)正彎矩在中間板帶部分最大，在靠近支承邊的邊板帶部分，彎矩較小，配筋可以減少。考慮施工方便，將板在lx、ly方向各分為三個板帶。中間板帶：按計算值配筋邊板帶：按計算值的50%配筋，但每米寬度內(nèi)不少于4根負(fù)鋼筋：沿支座邊緣均勻配置。12.5、樓梯

1.樓梯的結(jié)構(gòu)形式板式樓梯與梁式樓梯樓梯水平方向跨度＜3.0~3.3m時采用板式樓梯優(yōu)點：梯段板下表平整，支模簡單缺點：跨度較大時，為保證安全，斜板設(shè)計較厚，浪費材料12.5、樓梯

1.樓梯的結(jié)構(gòu)形式樓梯水平方向跨度≥3.0~3.3m時采用板式樓梯優(yōu)點：