鋼筋混凝土現(xiàn)澆樓蓋設(shè)計講義

建筑結(jié)構(gòu)總目錄緒論第1章鋼筋和混凝土的力學(xué)性能第2章鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基本設(shè)計原則第3章受彎構(gòu)件正截面承載力第4章受彎構(gòu)件斜截面承載力第5章受扭構(gòu)件承載力第6章鋼筋混凝土軸向受力構(gòu)件承載力第7章鋼筋混凝土構(gòu)件變形及裂縫寬度驗算總目錄第8章預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)第9章鋼筋混凝土現(xiàn)澆樓蓋設(shè)計第10章多層框架結(jié)構(gòu)第11章砌體結(jié)構(gòu)第12章鋼結(jié)構(gòu)第13章建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計基本知識緒論0.1建筑結(jié)構(gòu)的分類0.2各類結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點及其應(yīng)用0.3本課程的學(xué)習(xí)方法和需要注意的問題第1章鋼筋和混凝土的力學(xué)性能1.1鋼筋的力學(xué)性能1.2混凝土的力學(xué)性能1.3鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)作用第2章鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基本設(shè)計原則2.1建筑結(jié)構(gòu)的功能要求和極限狀態(tài)2.2結(jié)構(gòu)上的作用與作用效應(yīng)S2.3結(jié)構(gòu)抗力R2.4極限狀態(tài)設(shè)計法2.5混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性第3章受彎構(gòu)件正截面承載力3.1概述3.2正截面工作各階段的應(yīng)力狀態(tài)3.3受彎構(gòu)件正截面承載力計算的基本原則3.4單筋矩形截面受彎構(gòu)件正截面承載力計算3.5雙筋矩形截面受彎構(gòu)件正截面承載力計算3.6T形截面受彎構(gòu)件正截面承載力計算3.7匯總第4章受彎構(gòu)件斜截面承載力4.1概述4.2斜截面破壞的主要形態(tài)4.3影響斜截面受剪承載力的主要因素4.4斜截面受剪承載力計算公式及適用范圍4.5斜截面受剪承載力的計算步驟和方法4.6縱向鋼筋的截斷和彎起4.7其他構(gòu)造要求第5章鋼筋混凝土受扭構(gòu)件承載力5.1概述5.2純扭構(gòu)件的破壞特征和承載力計算5.3彎剪扭構(gòu)件的承載力計算第6章鋼筋混凝土軸向受力構(gòu)件承載力6.1軸心受壓構(gòu)件正截面承載力計算6.2偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計算6.3偏心受壓構(gòu)件斜截面受剪承載力計算6.4受壓構(gòu)件一般構(gòu)造要求6.5受拉構(gòu)件承載力計算第7章鋼筋混凝土構(gòu)件變形及裂縫寬度驗算7.1裂縫和變形的計算要求7.2裂縫寬度驗算7.3受彎構(gòu)件的剛度7.4受彎構(gòu)件的撓度7.5本章要點第8章預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念8.1預(yù)應(yīng)力混凝土的基本原理8.2預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件設(shè)計的一般規(guī)定8.3預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的計算原理第9章鋼筋混凝土現(xiàn)澆樓蓋設(shè)計9.1概述9.2單向板肋梁樓蓋9.3雙向板肋梁樓蓋9.4樓梯和雨篷

鋼筋混凝土樓蓋是建筑結(jié)構(gòu)中的重要組成部分，由梁、板、柱組成的梁板結(jié)構(gòu)體系，是工業(yè)與民用建筑中的屋蓋、樓蓋、陽臺、雨篷、樓梯等構(gòu)件廣泛采用的一種結(jié)構(gòu)形式。9.1概述1.鋼筋混凝土樓蓋的結(jié)構(gòu)形式

9.1概述9.1概述1.鋼筋混凝土樓蓋的結(jié)構(gòu)形式

1．現(xiàn)澆梁板：整體剛性好，抗震性強，防水性能好，平面布置靈活，適用性強；但費工、費時、費模板，施工受季節(jié)影響。

2．裝配式樓蓋：梁板采用預(yù)制構(gòu)件，便于工業(yè)化生產(chǎn)，在多層民用建筑和多層工業(yè)廠房中得到廣泛應(yīng)用，此種樓面因其整體性、抗震性及防水性能較差。

3．裝配整體式樓蓋：其整體性較裝配式好，又較現(xiàn)澆式節(jié)省支模。但這種樓蓋要進行混凝土二次澆灌，有時還需增加焊接工作量，故對施工進度和造價有不利影響。因此僅適用于荷載較大的多層工業(yè)廠房、高層民用建筑及有抗震設(shè)防要求的一些建筑。9.1概述2.按施工方法分類的鋼筋混凝土樓蓋樓蓋分類現(xiàn)澆樓蓋（整體式樓蓋）裝配式樓蓋裝配整體式樓蓋支模綁扎鋼筋＋砼拆模預(yù)制梁、板運到工地吊裝、拼接預(yù)制梁、板吊裝、拼接現(xiàn)澆疊合層9.1概述2.按施工方法分類的鋼筋混凝土樓蓋現(xiàn)澆整體式剛度大抗震抗沖擊性能好防水性好結(jié)構(gòu)布置靈活整體性好優(yōu)點:缺點:工期較長

現(xiàn)場作業(yè)量大

模板用量大施工受季節(jié)影響9.1概述2.按施工方法分類的鋼筋混凝土樓蓋施工速度快

省工省材

剛度不如現(xiàn)澆整體式符合工業(yè)化要求

整體性不如現(xiàn)澆整體式優(yōu)點:缺點:裝配式9.1概述2.按施工方法分類的鋼筋混凝土樓蓋裝配整體式

最常見的做法是在預(yù)制拼裝的板面上現(xiàn)澆一層40mm厚的配筋現(xiàn)澆層。

特點介于整體式和裝配式結(jié)構(gòu)之間9.1概述2.按施工方法分類的鋼筋混凝土樓蓋整體式鋼筋混凝土樓蓋，按支承和受力條件分為3.單向板與雙向板

荷載沿短跨方向傳遞單向板

荷載沿兩個方向傳遞雙向板

9.1概述《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：兩對邊支承的板按單向板計算四邊支承的板按下列規(guī)定計算：可按沿短邊方向受力的單向板計算宜按雙向板設(shè)計

應(yīng)按雙向板計算

3.單向板與雙向板9.1概述整體式單向板肋梁樓蓋由板、次梁和主梁組成。荷載的傳遞路線為：支座：板的支座柱或墻次梁次梁支座主梁主梁支座

荷載→板→次梁主梁柱或墻→→9.2整體式單向板肋梁樓蓋

樓蓋的設(shè)計步驟一般為：結(jié)構(gòu)平面布置（尺寸、位置）確定計算簡圖內(nèi)力分析計算配筋及構(gòu)造要求繪制施工圖9.2整體式單向板肋梁樓蓋

1.結(jié)構(gòu)平面布置

9.2整體式單向板肋梁樓蓋

柱網(wǎng)布置：

次梁的跨度取4～6m；

主梁的跨度取5～8m。梁格布置：

確定跨度，考慮主、次梁的方向和間距并與柱網(wǎng)布置相協(xié)調(diào)橫向布置縱向布置布置方向9.2整體式單向板肋梁樓蓋

1.結(jié)構(gòu)平面布置

柱網(wǎng)與梁格布置

主梁縱向布置次梁橫向布置

主梁橫向布置次梁縱向布置

9.2整體式單向板肋梁樓蓋

1.結(jié)構(gòu)平面布置

9.2整體式單向板肋梁樓蓋

1.結(jié)構(gòu)平面布置

2.計算簡圖

板和主次梁可看作多跨連續(xù)梁或板，計算簡圖要表示出：跨數(shù)計算跨度支座特點荷載形式、位置及大小9.2整體式單向板肋梁樓蓋

支座特點

板的支座是次梁

次梁支座是主梁鉸支座簡化為主梁支座是柱

框架梁設(shè)計

主梁看作鉸支于柱的連續(xù)梁梁抗彎剛度比柱抗彎剛度大很多否則9.2整體式單向板肋梁樓蓋

2.計算簡圖

跨數(shù)多于五跨的等跨度或相差不超過10%、等剛度、等荷載的連續(xù)梁板，可近似按五跨計算簡化為五跨連續(xù)梁計算跨數(shù)

9.2整體式單向板肋梁樓蓋

2.計算簡圖

計算跨度：

板、梁的計算跨度是指在內(nèi)力計算時所采用的跨間長度。

板和梁的計算跨度應(yīng)根據(jù)其跨數(shù)、支座情況及內(nèi)力計算方法的不同按《規(guī)范》的規(guī)定取用。（見表9-1）9.2整體式單向板肋梁樓蓋

2.計算簡圖

9.2整體式單向板肋梁樓蓋

2.計算簡圖

荷載取值恒荷載+活荷載9.2整體式單向板肋梁樓蓋

2.計算簡圖

1234561BCA主梁負載面積次梁負載面積單向板計算單元主梁集中力負載面積次梁計算簡圖單向板計算簡圖主梁計算簡圖9.2整體式單向板肋梁樓蓋

荷載取值

由于支承構(gòu)件的抗扭剛度，使被支承構(gòu)件跨中彎矩有所減小，設(shè)計中通過采用增大恒荷載和減小活荷載的辦法來考慮9.2整體式單向板肋梁樓蓋

當(dāng)板或梁支承在磚墻上時，則荷載不得進行折算。主梁按連續(xù)梁計算時，一般柱的剛度較小，柱對梁的約束作用小，故對主梁荷載不進行折算。9.2整體式單向板肋梁樓蓋

2.計算簡圖

荷載取值3.按彈性理論方法的結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算

求跨中最大正彎矩時

本跨隔跨布置活荷載1）活荷載的最不利布置：

求跨中最大負彎矩時

鄰跨隔跨布置活荷載9.2整體式單向板肋梁樓蓋

3.按彈性理論方法的結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算

求支座截面最大負彎矩

鄰跨隔跨布置活荷載求支座截面最大剪力鄰跨隔跨布置活荷載1）活荷載的最不利布置：9.2整體式單向板肋梁樓蓋

3.按彈性理論方法的結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算2）內(nèi)力計算

將等跨連續(xù)梁、板在各種不同布置荷載作用下的內(nèi)力系數(shù)，制成計算表格，設(shè)計時可直接從表中查內(nèi)力系數(shù)計算截面內(nèi)力。集中荷載作用下均布荷載作用下

9.2整體式單向板肋梁樓蓋

3.按彈性理論方法的結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算3）內(nèi)力包絡(luò)圖

含義：把內(nèi)力圖疊畫在同一坐標(biāo)圖上，其外包線所形成的圖形

五跨連續(xù)梁在均布荷載作用下彎矩包絡(luò)圖

五跨連續(xù)梁在均布荷載作用下剪力包絡(luò)圖3.按彈性理論方法的結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算9.2整體式單向板肋梁樓蓋

4）支座截面內(nèi)力計算支座截面內(nèi)力取支座邊緣截面作為計算控制截面9.2整體式單向板肋梁樓蓋

3.按彈性理論方法的結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算4.按塑性理論方法的結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算

鋼筋混凝土連續(xù)梁、板是具有一定塑性性能的超靜定結(jié)構(gòu)，構(gòu)件的任一截面達到極限承載力并不會導(dǎo)致整個結(jié)構(gòu)的破壞，因此按彈性理論方法計算求得的內(nèi)力不能正確反映結(jié)構(gòu)的實際破壞內(nèi)力。為解決上述問題，充分考慮鋼筋混凝土構(gòu)件的塑性性能，挖掘結(jié)構(gòu)潛在承載力，達到節(jié)省材料和改善配筋的目的，提出了按塑性內(nèi)力重分布的計算方法。9.2整體式單向板肋梁樓蓋

4.按塑性理論方法的結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算1）塑性鉸的概念

構(gòu)件在塑性變形集中產(chǎn)生的區(qū)域形成了一個能夠轉(zhuǎn)動的“鉸”，一般稱為塑性鉸.塑性鉸形成示意圖塑性鉸能承受彎矩塑性鉸有一定長度

塑性鉸只能沿彎矩作用的方向，繞中和軸發(fā)生單向轉(zhuǎn)動塑性鉸特點：

9.2整體式單向板肋梁樓蓋

2）超靜定結(jié)構(gòu)的塑性內(nèi)力重分布

塑性鉸出現(xiàn)后的加載過程中，結(jié)構(gòu)的內(nèi)力經(jīng)歷了一個重新分布的過程稱為塑性內(nèi)力重分布先在一個截面出現(xiàn)塑性鉸荷載的增加塑性鉸陸續(xù)出現(xiàn)最后一個塑性鉸出現(xiàn)整個結(jié)構(gòu)形成幾何可變體系達到極限承載力9.2整體式單向板肋梁樓蓋

4.按塑性理論方法的結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算兩跨連續(xù)梁在荷載P作用下的內(nèi)力重分布9.2整體式單向板肋梁樓蓋

4.按塑性理論方法的結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算2）超靜定結(jié)構(gòu)的塑性內(nèi)力重分布塑性內(nèi)力重分布需考慮的因素塑性鉸應(yīng)具有足夠的轉(zhuǎn)動能力

結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)具有足夠的斜截面承載能力

滿足正常使用條件9.2整體式單向板肋梁樓蓋

4.按塑性理論方法的結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算2）超靜定結(jié)構(gòu)的塑性內(nèi)力重分布板和次梁的跨中及支座彎矩

次梁支座的剪力

α、β分別為考慮塑性內(nèi)力重分布的彎矩、剪力計算系數(shù)9.2整體式單向板肋梁樓蓋

4.按塑性理論方法的結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算3）塑性內(nèi)力重分布的計算方法均布荷載作用下等跨連續(xù)梁、板考慮塑性內(nèi)力重分布的彎矩和剪力為：二跨連續(xù)：三跨及以上連續(xù)：

支承情況截面位置端支座邊跨跨中離端第二支座離端第二跨跨中中間支座中間跨跨中AⅠBⅡCⅢ梁、板擱支在墻上0板與梁整澆連接梁梁與柱整澆連接彎矩計算系數(shù)α

9.2整體式單向板肋梁樓蓋

4.按塑性理論方法的結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算3）塑性內(nèi)力重分布的計算方法支承情況

截面位置端支座內(nèi)側(cè)Ain離端第二支座中間支座外側(cè)Bex內(nèi)側(cè)Bin外側(cè)Cex內(nèi)側(cè)Cin擱支在墻上0.450.600.550.550.55與梁或柱整體連接0.500.55剪力計算系數(shù)β9.2整體式單向板肋梁樓蓋

4.按塑性理論方法的結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算3）塑性內(nèi)力重分布的計算方法控制支座和跨中截面配筋率彎矩調(diào)幅不宜過大

使調(diào)整后跨中彎矩盡量接近原包絡(luò)圖的彎矩值，調(diào)幅后仍能滿足平衡條件調(diào)幅后，控制彎矩值不宜小于9.2整體式單向板肋梁樓蓋

4.按塑性理論方法的結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算4）考慮塑性內(nèi)力重分布計算的一般原則M0為按簡支梁計算的跨中彎矩設(shè)計值。5）按塑性內(nèi)力重分布方法計算的適用范圍在使用階段不允許開裂不能采用塑性理論計算方法的結(jié)構(gòu)主要有：處于重要部位而要求可靠度較高受動力和疲勞荷載作用處于有腐蝕環(huán)境中9.2整體式單向板肋梁樓蓋

4.按塑性理論方法的結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算5.截面計算和構(gòu)造要求1）板的計算和構(gòu)造要求（1）板的計算要點板的內(nèi)力按塑性理論方法計算。

考慮鋼筋混凝土連續(xù)板的拱作用，對周邊與梁整體連接的單向板中間跨跨中截面及中間支座截面的計算彎矩折減20％。板一般不需進行受剪承載力計算。

9.2整體式單向板肋梁樓蓋

（2）板的構(gòu)造要求板的跨度根據(jù)梁格布置確定板的厚度要考慮：滿足建筑功能的要求板的跨度所受的荷載大小從剛度要求出發(fā)，根據(jù)經(jīng)驗板厚最小取值連續(xù)板≥跨度的1/40簡支板≥跨度的1/30懸臂板≥跨度的1/10板的配筋率一般為0.3％～0.8％9.2整體式單向板肋梁樓蓋

5.截面計算和構(gòu)造要求1）板的計算和構(gòu)造要求（2）板的構(gòu)造要求

單向板中鋼筋分為受力鋼筋和構(gòu)造鋼筋。

受力鋼筋沿板短跨方向在受拉側(cè)布置。

受力鋼筋配筋方式——彎起式：分離式：

將正彎矩鋼筋在支座附近彎起一部分以承受負彎矩，錨固好，節(jié)省鋼筋，施工較復(fù)雜正彎矩鋼筋和負彎矩鋼筋分別設(shè)置施工方便，用鋼量較大，錨固不如彎起式好9.2整體式單向板肋梁樓蓋

5.截面計算和構(gòu)造要求1）板的計算和構(gòu)造要求彎起式配筋分離式配筋（2）板的構(gòu)造要求單向板中除受力鋼筋通常還設(shè)置四種構(gòu)造鋼筋分布鋼筋與主梁垂直的上部構(gòu)造鋼筋板端上部構(gòu)造鋼筋板角構(gòu)造鋼筋9.2整體式單向板肋梁樓蓋

5.截面計算和構(gòu)造要求1）板的計算和構(gòu)造要求板頂?shù)姆植间摻睿?）板的構(gòu)造要求5.截面計算和構(gòu)造要求1）板的計算和構(gòu)造要求9.2整體式單向板肋梁樓蓋

2）次梁的計算和構(gòu)造要求（1）次梁的計算要點正彎矩作用區(qū)段按T形截面計算負彎矩作用區(qū)段按矩形截面計算次梁跨度一般4～6m

次梁的內(nèi)力可按塑性理論方法計算次梁高為跨度的1/18～1/12次梁寬為梁高的1/3～1/2縱向鋼筋的配筋率為0.6％～1.5％5.截面計算和構(gòu)造要求9.2整體式單向板肋梁樓蓋

2）次梁的配筋構(gòu)造要求次梁的鋼筋組成及布置5.截面計算和構(gòu)造要求9.2整體式單向板肋梁樓蓋

3）主梁的計算和構(gòu)造要求（1）主梁的計算要點

通?？缰邪碩形截面計算

支座按矩形截面計算

跨中出現(xiàn)負彎矩按矩形截面計算主梁在支座處截面有效高度有所減小主梁的跨度一般取5～8m;梁高為跨度的1/15～1/10主梁的內(nèi)力通常按彈性理論方法計算梁寬為梁高的1/3～1/25.截面計算和構(gòu)造要求9.2整體式單向板肋梁樓蓋

（2）主梁的構(gòu)造要求主梁鋼筋的組成及布置：3）主梁的計算和構(gòu)造要求5.截面計算和構(gòu)造要求9.2整體式單向板肋梁樓蓋

受力性能較好板長邊與短邊之比

雙向板肋梁樓蓋優(yōu)點：

雙向板的適用情況及特點9.3整體式雙向板肋梁樓蓋可跨越大跨度頂棚整齊美觀1.雙向板的受力特征及試驗結(jié)果

雙向板兩個方向的橫截面上受到彎矩和剪力和扭矩的作用。扭矩的存在使板四周有上翹的趨勢，而受到墻約束后使板的跨中彎矩減少，而顯得剛度較大。9.3整體式雙向板肋梁樓蓋雙向板內(nèi)力的分布主要取決于支承條件

幾何條件

荷載性質(zhì)9.3整體式雙向板肋梁樓蓋單跨雙向板的計算

工程上對單跨雙向板一般直接查表進行內(nèi)力計算若考慮泊松比的影響則：2.雙向板彈性理論方法計算

雙向板計算簡圖9.3整體式雙向板肋梁樓蓋多跨雙向板的計算1）跨中最大正彎矩

活荷載的最不利布置采用棋盤式布置方式

利用單跨雙向板內(nèi)力計算系數(shù)表計算9.3整體式雙向板肋梁樓蓋2）支座最大負彎矩恒荷載和活荷載滿布支座負彎矩方法同單跨雙向板

對某些中間支座，若相鄰兩個區(qū)格板求得的同一支座彎矩不相等，近似地取其平均值作為該支座最大負彎矩。9.3整體式雙向板肋梁樓蓋多跨雙向板的計算3.雙向板的截面設(shè)計和構(gòu)造要求截面設(shè)計1、雙向板厚度設(shè)計一般80mm≤h≤160mm簡支板

h≥l0

/40連續(xù)板

h≥l0

/50剛度要求

2、板截面有效高度短跨方向

長跨方向截面內(nèi)力臂系數(shù)9.3整體式雙向板肋梁樓蓋3、彎矩折減

考慮雙向板受到的穹頂作用，四邊與梁整體連接的雙向板的計算彎矩可以予以折減中間區(qū)格的跨中截面及中間支座減少20%

邊區(qū)格的跨中截面及第二支座截面減少20%減少10%角區(qū)格不折減

3.雙向板的截面設(shè)計和構(gòu)造要求截面設(shè)計9.3整體式雙向板肋梁樓蓋構(gòu)造要求

雙向板配筋方式有彎起式和分離式兩種單塊板彎起式配筋連續(xù)板彎起式配筋

連續(xù)板分離式配筋單塊板分離式配筋9.3整體式雙向板肋梁樓蓋3.雙向板的截面設(shè)計和構(gòu)造要求

按彈性理論計算時，板底鋼筋數(shù)量是根據(jù)跨中最大彎矩求得的，而跨中彎矩沿板寬向兩邊逐漸減小，故配筋亦可逐漸減少。考慮到施工方便，可將板在兩個方向各劃分成三個板帶9.3整體式雙向板肋梁樓蓋3.雙向板的截面設(shè)計和構(gòu)造要求4.支承雙向板的梁的計算特點

長邊的梁上由板傳的荷載呈梯形分布，短邊的梁上的荷載則呈三角形分布。

將梯形和三角形荷載折算成等效均布荷載

荷載傳遞9.3整體式雙向板肋梁樓蓋9.4樓梯和雨篷1.樓梯按施工方法不同分為:現(xiàn)澆整體式按梯段結(jié)構(gòu)形式不同分為:板式樓梯預(yù)制裝配式梁