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1、第14章 单向板肋形楼盖,14.1 概说 14.2 楼盖结构的型式 14.3 楼盖结构布置 14.4 肋形楼盖的受力体系 14.5 钢筋混凝土连续梁的内力计算 14.6 单向板的计算和配筋 14.7 次梁的计算和配筋 14.8 主梁的计算和配筋 14.9 单向板肋形楼盖设计例题,1,14.1 概说,梁板结构是工业与民用建筑和构筑物中常用的结构形式。例如楼盖和屋盖、筏式基础、挡土墙、储液池的底板和顶盖，以及楼梯、阳台和雨篷等。 现浇钢筋混凝土肋形楼盖由板、次梁及主梁组成，楼盖主要用于承受楼面竖向荷载。其中梁的构造我们在前面讨论过，在此重点讨论板的构造。,其它梁板结构： 1）地下室底板结构 2）挡
2、土墙结构 3）桥梁桥面板结构,2,3,4,5,7,8,14.2 楼盖结构的型式,楼（屋）盖是建筑结构的重要组成部分。楼盖结构将楼面荷载传递给竖向承重结构，通过竖向承重结构传递给基础，再由基础传递给地基。 钢筋混凝土楼盖按施工方法分类，可分为 现浇式 装配式 装配整体式,9,现浇楼盖刚度大，整体性好，抗震抗冲击性能好，防水性好，对不规则平面的适应性强；其缺点是费工、费模板，施工工期长。,现浇楼盖,10,现浇楼盖、屋盖的整体性好，刚度大，抗渗性好,近年来，在一些新建的高层建筑中，整浇楼 盖得到了较广泛的应用。 现浇楼盖、屋盖易于适应各种特殊的情况。例如， 平面形状不规则，有较重的集中设备荷载，或者
3、有较复杂的洞孔等。 现浇楼盖、屋盖需要现场支模和铺设钢筋，混凝土的浇筑和养护等劳动量大，且工期较长。 随着施工技术的改 进和工具式钢模板的广泛应用，以上缺点正在逐渐被克服。,11,装配式楼盖施工进度快，节省模板，工业化程度高，但整体性较差，且易裂缝，主要用于多层房屋，如多层住宅。,装配式楼盖,12,装配式楼盖,装配式楼盖、屋盖由预制构件在现场安装连接而成，有节约劳动力，加快施工进度，便于工业化生产和机械化施工等优点，但结构的整体性和刚度较差，在我国多层住宅中应用 最为普遍。,13,装配整体式楼盖、屋盖是将各预制梁或板(包括叠合梁、叠合板中的预制部分)，在现 场吊装就位后，通过整结措施和现浇混凝
4、土构成整体。,装配整体式楼盖,装配整体式楼盖兼有现浇式和装配式的某些优缺点，主要用于整体性要求较高的建筑。,14,预制板（梁）上现浇一叠合层而成为一个整体。这种楼盖兼有预制及现浇楼盖的优点，抗震性能较好，因此近年来在抗震结构中应用较多。 装配整体式楼盖、屋盖是将各预制梁或板(包括叠合梁、叠合板中的预制部分)，在现场吊装就位后，通过整结措施和现浇混凝土构成整体。装配式楼盖、屋盖由预制构件在现场安装连接而成，有节约劳动力，加快施工进度，便于工业化生产和机械化施工等优点，但结构的整体性和刚度较差，在我国多层住宅中应用最为普遍。,装配整体式楼盖,15,单向板肋形楼盖 双向板肋形楼盖 井式楼盖 密肋楼盖
5、 无梁楼盖,钢筋混凝土楼盖按结构形式分类,16,图7.1 楼盖的结构形式,（a）单向板肋形楼盖；（b）双向板肋形楼盖；（c）井式楼盖； （d）密肋楼盖；（e）无梁楼盖,17,单向板和双向板,楼板承受着竖向荷载，当板面较大时，可设梁将板划分成多个区格。每一板区格一般四边都有梁或墙支承着，对于两对边支承的板，竖向荷载将通过板的受弯传到两对边的支承梁或墙上.,荷载向两个方向传递的多少，将随着板区格的长边计算跨度l02与短边计算跨度l01的比值而变化。当l02 /l01的比值较大时，板上的荷载主要沿l01方向传递给支承构件，而沿l02方向传递的荷载很少，以至可以略去。 这种主要沿短跨受弯的板称单向板，
6、又称梁式板。单向板的受力钢筋应沿短向配置，沿长向仅按构造配筋。,18,当l02 /l01的比值较小时，沿长跨方向传递的荷载将不能略去，这种在两个方向受弯的板 称双向板。双向板的受力钢筋应沿两个方向配置。,工程设计中： l02 /l01 3时 按单向板设计； l02 /l01 2时 按双向板设计。,19,肋梁楼盖和无梁楼盖,用梁将楼板分成多个区格，从而形成整浇的连续板和连续梁，因板厚也是梁高的一部分，故梁的截面形状为T形。这种由梁板组成的现浇楼盖，通常称为肋梁楼盖。随着板区格平面尺寸比的不同，又可分成单向板肋梁楼盖和双向板肋梁楼盖。,20,肋梁楼盖一般由板、次梁和主梁组成。,传力路线是：板次梁主
7、梁柱(墙)基础。肋梁楼盖中的主梁可以是连续梁，也可以与柱子构成框架结构。,21,将楼板划分成若干个正方形或接近正方形的小区格，两个方向的梁截面相同，不分主梁和次梁，都是直接承受板传来的荷载，这种楼盖称为井式楼盖。井式楼盖的梁是以楼盖四周的柱或墙作为支承的，两个方向梁的相交点会产生一定数量的挠度，整个楼盖的变形类似一块很大的双向板。,22,不设梁，而将板直接支承在柱上的楼盖称为无梁楼盖,无梁楼盖与柱构成板柱结构，在柱的上端通常还设置柱帽。,23,楼盖结构钢的布置取决于所满足的功能要求。常见的布置形式有以下两种：,1柱网布置 柱网布置对于房屋的适用性及造价等影响较大，是个综合性的问题。其布置得原则
8、是： 1）使用要求 如公共建筑的大厅一般要求较大的柱网尺寸，居住建筑则主要取决于居室标准，工业厂房视设备尺寸和设备布置等工艺要求而定。 2）经济 柱网大则楼盖跨度大，楼盖的材料用量增加，但柱子少，建筑面积利用率高；柱网过小柱子增多，而梁板结构由于跨度小而按构造要求设计则未必经济。目前较经济的柱网尺寸为58m。,14.3 楼盖结构布置,24,14.3 楼盖结构布置,2肋形楼盖的梁格布置 在柱网已定的条件下，梁格布置的原则是： 1）使用要求中的大型设备应直接由梁来支承，在大的孔洞边布置有梁，另外隔断墙下也宜布置有梁。 2）为了提高建筑物的侧向刚度，主梁宜沿建筑物的横向布置。 3）在混合结构中，梁的
9、支承点应避开窗洞口。 4）板的经济跨度单向板为1.53m，双向板为46m，次梁的经济跨度为46m。,25,14.4.1 板,1.荷载,2. 板厚,按表14-1取值。,作用在板上的荷载有： 永久荷载（恒载）和可变荷载（活载） 建筑结构荷载规范（GB50009）,14.4 肋形楼盖的受力体系,26,3.单向板与双向板,对于一个矩形板，我们将矩形的长称为长跨（ l2 ）；矩形的宽称为短跨（l1 ）。 试验表明，随跨长比（n=l2/l1）的不同，两个方向的弯矩分布图形的变化如图所示。可见，随比值n的增大，长向弯矩M2减小，短向M1增大，当n超过一定数值时，可近似认为全部荷载通过短跨方向受弯传至长边支座
10、，计算上可忽略长向弯矩，配筋上按构造处理，这种板在受力上称为单向板。计算上必须考虑两个方向受弯作用的板，称为双向板。 设计上通常：取l2/l1=3的板称为单向板； 当l2/l1=2时应按双向板计算； 当2l2/l13，宜按双向板计算。 为了简化计算，按单向板计算时，在长跨方向应配置足够数量的构造钢筋。,27,28,14.4 肋形楼盖的受力体系,14.4.2 次梁与主梁,钢筋混凝土肋形楼盖，分别由互相垂直的梁形成正交叉梁系，梁上作用有板传来的均布线荷载。 当互相垂直方向的梁，二者的线刚度比大于等于8时，可将二者中线刚度大的看作主梁，线刚度小的看成次梁。 当线刚度之比小于8时，楼盖梁系的内力应按交
11、叉梁系用力法进行计算。,当楼面荷载标准值p4kN/m2时，次梁和主梁的截面尺寸见表14-1。,29,14.5.1 按弹性理论计算,14.5.2 考虑塑性内力重分布的计算方法,14.5 钢筋混凝土连续梁的内力计算,其它 塑性极限分析方法,30,14.5.1 按弹性理论计算,1、计算简图,连续梁、板的计算简图，应确定： 支承条件： 支承于砖墙 支承与梁上 梁支于柱上 计算跨度： 根据支承情况，按相应的图计算（图14-12）。 计算跨数： 对连续梁、板的某一跨来说，当实际跨数超过五跨时，可简化为五跨计算，所有中间跨内力和配筋均按第三跨的处理。当梁、板的跨数少于五跨时，则按实际跨数计算。,14.5 钢
12、筋混凝土连续梁的内力计算,31,计算简图,连续梁、板的计算简图，应解决支承条件、计算跨数和计算跨度三个问题。,按弹性方法计算,支承条件：对于板和次梁，不论其支承是砌体还是现浇的钢筋混凝土梁，均可简化成集中于一点的支承链杆。梁板能自由转动，但忽略支承构件的竖向变形，即支座无沉降。,主梁可支承于砖柱上，也可与钢筋混凝土柱现浇在一起。对于前者，可视为铰支承；对于后者，应根据梁和柱的抗弯线刚度比值而定，如果梁比柱的抗弯线刚度大很多(如大于5)，仍可将主梁视为铰支于钢筋混凝土柱上的连续梁进行计算，否则应按框架横梁设计。,32,计算跨数：,对连续梁、板的某一跨来说，与其相邻两跨以远的其余跨上的荷载，对该跨
13、内力的影响已很小，所以对于等刚度、等跨度的连续梁、板。 当实际跨数超过五跨时，可简化为五跨计算，即所有中间跨的内力和配筋均按第三跨的处理。,当梁、板的跨数少于五跨时，则按实际跨数计算。,按弹性方法计算,33,计算跨度,计算跨度：梁、板的计算跨度l。是指计算弯矩时所采用的跨间长度，该值与支座反力分布有关，即与构件的搁置长度a和构件的刚度有关。,中间跨的计算跨度，就是支承中心线间的距离； 对于边跨，伸进边支座的计算长度可在0.025ln1和a2两者中取较小值。,按弹性方法计算,34,14.5.1 按弹性理论计算,2、活动荷载的不利组合,活荷载是按一整跨为单位来改变其位置的，因此在设计连续梁、板时，
14、应研究活荷载如何布置将使梁内某一截面的内力为最不利。,14.5 钢筋混凝土连续梁的内力计算,恒荷载应按实际情况分布,35,活荷载不利布置,(1)活荷载不利布置：活荷载是按一整跨为单位来改变其位置的，因此在设计连续梁、板时，应研究活荷载如何布置将使梁内某一截面的内力为最不利。,按弹性方法计算,36,活荷载不利布置的法则,1)求某跨跨内最大正弯矩时，应在该跨布置活荷载，然后向其左右，每隔一跨布置活荷载； 2)求某跨跨内最大负弯矩时(即最小弯矩)，该跨不 应布置活荷载，而在两相邻跨布置活荷载，然后每隔一跨布置； 3)求某支座最大负弯矩时，应在该支座左右两跨布置 活荷载，然后每隔一跨布置； 4)求某支
15、座截面最大剪力，其活荷载布置与求该支座 最大负弯矩时的布置相同。,按弹性方法计算,37,恒荷载g,活荷载1：第一跨Mmax,活荷载2：第二跨Mmax,不同荷载作用下的内力图,按弹性方法计算,38,活荷载3：第三跨Mmax,活荷载4：第一内支座跨 -Mmax,活荷载5：第二内支座跨 -Mmax,不同荷载作用下的内力图,按弹性方法计算,39,14.5.1 按弹性理论计算,3、内力计算,当活荷载不利布置明确后，等跨连续梁、板的内力可由附表12查出相应的弯矩及剪力系数，利用公式计算跨内或支座截面的最大内力。,14.5 钢筋混凝土连续梁的内力计算,40,14.5.1 按弹性理论计算,4、内力包络图,内力
16、包络图由内力（恒载+活载）按照最不利荷载的作用最终叠合形成。 弯矩包络图是计算和布置纵向钢筋的依据，要求抵抗弯矩图包住包络图。剪力包络图是计算横向钢筋的依据。,14.5 钢筋混凝土连续梁的内力计算,41,(2)内力包罗图,内力包罗图由内力（恒+活）叠合形成,承受均布荷载的五跨连续梁的弯矩包罗图来说明，研究其中的第二跨。第二跨可能出现跨内弯矩最大(M2max)、跨内弯矩最小(M2min)、左支座截面弯矩最大 (-MBmax)、右支座截面弯矩最大(-MCmax )四种情况。,按弹性方法计算,42,D：g+q（2，4跨）,第二跨出现跨内弯矩最大(M2max),按弹性方法计算,43,跨内弯矩最小(M2min),按弹性方法计算,44,左支座截面弯矩最大 (-MBmax)、,按弹性方法计算,45,右支座截面弯矩最大(-MCmax ),按弹性方法计算,46,弯矩叠合图形的外包线所对应的弯矩值代表了各截面可能出现的弯矩设计值的上、下限，故由弯矩叠合图形的外包线所构成的弯矩图叫做弯矩包罗图。,现将这四个弯矩分布图一一画在同一基线
