混凝土楼盖设计PPT

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1、2 混凝土楼盖,2.1 概述 2.2 现浇单向板肋梁楼盖 2.3 现浇双向板肋梁楼盖 2.4 无梁楼盖 2.5 装配式混凝土楼盖 2.6 楼梯 2.7 现浇混凝土空心楼盖及实例,2 混凝土楼盖,主要内容：,混凝土楼盖的分类 现浇单向板肋梁楼盖 现浇双向板肋梁楼盖 无梁楼盖、装配式楼盖 楼梯 现浇混凝土空心楼盖,重点：,单向板肋梁楼盖的计算与设计方法 双向板肋梁楼盖及无梁楼盖的设计方法,2 混凝土楼盖,学时分配：,2.1 概述,2.1.1 楼盖的分类 2.1.2 楼盖设计基本内容,2.1 概述,由混凝土梁、板组成，是一种水平承重体系，属于受弯构件。,什么是混凝土楼盖结构？,2.1.1 楼盖的分类

2、,2.1.1 楼盖的分类, 现浇整体式楼盖,(1) 按施工方法分,整体刚度好，抗震性能强、防水性能好，对房屋不规则平面适应性强；但费工费模板、施工周期长。,现浇整体式,2.1.1 楼盖的分类, 装配式楼盖,具有节省模板、工期短、受施工季节影响小等优点；但整体性、抗震性、防水性较差，不便开设洞口。,装配式,2.1.1 楼盖的分类, 装配式整体式楼盖,优缺点介于上述两种楼盖之间。需进行混凝土的两次浇灌，且焊接工作量增加，影响施工进度。,装配整体式,（50层，243.5m，1988） 马来西亚银行总部大厦,2.1.1 楼盖的分类,房屋的顶层、结构转换层、平面复杂或开洞过大的楼层、作为上部嵌固部位的地

3、下室楼层应采用现浇混凝土楼盖。,房屋高度50m时，8、9度设防的框剪结构宜采用现浇混凝土楼盖结构，6、7度设防的框剪结构可采用装配整体式楼盖结构；,房屋高度50m时，框剪结构、筒体结构及复杂高层建筑应采用现浇混凝土楼盖结构，剪力墙结构和框架结构宜采用现浇混凝土楼盖结构；,高层建筑混凝土结构技术规程(JGJ3-2010)规定：,2.1.1 楼盖的分类,(2) 按结构类型分,一般由板、次梁和主梁组成，板可支承在次梁、主梁或砖墙上。, 肋梁楼盖,2.1.1 楼盖的分类,单向板肋梁楼盖：,时，可按沿短边方向的单向板计算。,2.1.1 楼盖的分类,双向板肋梁楼盖：,时，按沿纵横两个方向，即双向板计算。,

4、2.1.1 楼盖的分类, 井式楼盖 是肋梁楼盖的一种特殊形式，即两个方向交叉梁梁高相等，无主、次之分，共同直接承受板传来的荷载，其板为四边支承的双向板。 跨度较大，常适用于某些公共建筑的门厅及要求设置多功能大空间的大厅。,2.1.1 楼盖的分类, 井式楼盖 是肋梁楼盖的一种特殊形式，即两个方向交叉梁梁高相等，无主、次之分，共同直接承受板传来的荷载，其板为四边支承的双向板。 跨度较大，常适用于某些公共建筑的门厅及要求设置多功能大空间的大厅。,2.1.1 楼盖的分类, 密肋楼盖 与单向板肋梁楼盖的受力特点相似，肋相当于次梁，但间距密，一般为0. 91.5m，有时甚至少于700mm。 多用于跨度较大

5、而梁高受到限制的情况。现浇非预应力混凝土密肋板跨度一般9m，预应力混凝土密肋板跨度一般12m。,2.1.1 楼盖的分类, 无梁楼盖 板直接支承在混凝土柱上，不设置主、次梁，板面荷载由板通过柱直接传给基础。 按有无柱帽可分为无柱帽无梁楼盖和无柱帽无梁楼盖。 按施工程序可分为现浇式无梁楼盖和装配整体式无梁楼盖。 在书库、冷库、商业建筑及地下车库的楼盖中应用较多。,2.1.1 楼盖的分类, 无梁楼盖 板直接支承在混凝土柱上，不设置主、次梁，板面荷载由板通过柱直接传给基础。 按有无柱帽可分为无柱帽无梁楼盖和无柱帽无梁楼盖。 按施工程序可分为现浇式无梁楼盖和装配整体式无梁楼盖。 在书库、冷库、商业建筑及

6、地下车库的楼盖中应用较多。,2.1.1 楼盖的分类, 现浇混凝土空心楼盖 在楼板内按一定方向埋置内模并浇注混凝土而形成的一种空心楼板结构体系，自重轻、跨度大、整体性好、隔热保温性能好、隔音效果优良、综合造价低优点。 非预应力结构跨度可达15m ，采用预应力可达25m。,2.1.1 楼盖的分类,(3) 按预加应力情况分,钢筋混凝土楼盖： 预应力混凝土楼盖： 有粘结预应力混凝土楼盖 先张法预应力混凝土楼盖(不常用) 后张法预应力混凝土楼盖 无粘结预应力混凝土楼盖,2.1.2 楼盖设计基本内容,根据建筑平面和墙体布置，确定柱网和梁系尺寸； 建立计算简图； 根据不同的楼盖类型，选择合理的计算方法分析梁

7、板内 力； 进行板的截面设计，并按构造要求绘制板的配筋图； 进行梁的截面设计，并按构造要求绘制梁的配筋图。,2.1.2 楼盖设计基本内容,2.2 现浇单向板肋梁楼盖,2.2.1 结构布置 2.2.2 按弹性理论计算单向板肋梁楼盖 2.2.3 考虑塑性内力重分布的计算方法 2.2.4 截面设计和构造要求,2.2.1 结构布置,2.2.1 结构布置,即柱网、承重墙、梁格和板的布置。 (1) 布置原则 充分满足建筑功能要求 柱网尺寸尽可能大，内柱尽可能少，近期使用要求和长期发展相结合。 尽量保证结构布置合理，造价经济 主梁：58m； 经济跨度 次梁：46m； 板：1.72.7m ，常用跨度2m。 梁

8、格布置力求规整，梁系尽可能连续贯通。,2.2.1 结构布置,(2) 布置方式,主梁沿横向布置,内纵墙承重,主梁沿纵向布置,2.2.2 按弹性理论计算单向板肋梁楼盖,2.2.2 按弹性理论计算单向板肋梁楼盖,(1) 计算简图,思考题：板、次梁、主梁的支座条件如何简化？,2.2.2 按弹性理论计算单向板肋梁楼盖, 支座条件的简化 板：支承在次梁或墙体上，将次梁或墙体作为板的不动铰支；,次梁：支承在主梁（柱）或墙体上，将主梁（柱）或墙体作为次梁的 不动铰支；,2.2.2 按弹性理论计算单向板肋梁楼盖,主梁：支承在墙体上：视墙体为主梁的不动铰支 支承在柱上： 梁柱线刚度比 3 铰接 梁柱线刚度比3 刚

9、接,2.2.2 按弹性理论计算单向板肋梁楼盖, 杆件的简化 包括梁、板的计算跨度与跨数的简化。 计算跨度: 指构件在计算内力时所采用的跨度，即计算简图中支座反力间的距离； 与支承条件、支承长度和构件抗弯刚度等因素有关，可查下表采用。,2.2.2 按弹性理论计算单向板肋梁楼盖,跨数： 5跨 按实际跨数考虑； 5跨,等 跨计算跨度相差10,按实际跨数计算。,不等跨,按五跨计算，即除每侧两跨外，所有中间 跨均按第三跨计算。,2.2.2 按弹性理论计算单向板肋梁楼盖,荷载简化方法： 板传给次梁的荷载及次梁传给主梁的荷载，主梁传给墙柱的荷载，一般忽略结构的连续性，按简支考虑； 主梁自重较次梁传来的集中荷

10、载少得多，一般将其折算成集中荷载计算； 考虑活载的分布概率，应按GB500092001的规定对楼面活载进行适当的活载折减。, 荷载的简化,板的荷载：取1m宽板带作为计算单元，所受荷载为板带自重及板带 上的均布可变荷载。 次梁：承受板传来的均布荷载及均布自重。 主梁：承受主梁自重及次梁传来的集中力。,2.2.2 按弹性理论计算单向板肋梁楼盖,在确定计算简图时，假定支座为铰支承，忽略了次梁对板、主梁对次梁在支承处的转动约束作用，相当于降低了板或次梁的弯矩值。 在设计中一般采用增大恒载而相应减少活载的办法进行调整。, 折算荷载,问题： 什么是折算荷载？ 为什么要用折算荷载？,板： 折算恒载： ；折算

11、活载： 次梁： 折算恒载： ；折算活载： 主梁： 荷载均不折减。(为什么？),2.2.2 按弹性理论计算单向板肋梁楼盖, 折算荷载,板或次梁搁置在砖墙和钢梁上时，不作此调整，按实考虑。(为什么？),2.2.2 按弹性理论计算单向板肋梁楼盖,(2) 活荷载的最不利组合及内力包络图 荷载最不利组合,对某一指定截面而言，要确定活荷载的最不利位置，使恒载和活载合理组合后该截面的内力为最不利。,梁板上荷载有： 恒荷载： 大小和位置均不变化； 活荷载： 大小和位置不确定，引 起截面 内力变化。,荷载不同布置时连续梁的弯矩、剪力图,2.2.2 按弹性理论计算单向板肋梁楼盖,(a)求某跨跨中最大正弯矩：,(b

12、)求某跨跨中最大负弯矩：, 截面最不利活荷载布置原则,本跨布置，再隔跨布置；,该跨不布置，两相邻跨布置，再隔跨布置；,2.2.2 按弹性理论计算单向板肋梁楼盖, 截面最不利活荷载布置原则,(c) 求某支座最大负弯矩：,(d) 求某支座截面最大剪力：,该支座相邻两跨布置，再隔跨布置；,活荷载应怎样布置？,与(c)相同，即该支座相邻两跨布置，再隔跨布置。,2.2.2 按弹性理论计算单向板肋梁楼盖, 内力包络图 内力计算： 活荷载的最不利位置确定后，对于等跨（跨差不大于10%）的连续梁板，直接利用附录一查或结构力学方法计算各控制截面的内力值。,内力包络图： 将各控制截面在荷载最不利组合下的内力图绘在

13、同一图中，其外包线表示各截面可能出现的内力最不利值，即为内力包络图。 包括弯矩包络图和剪力包络图。,弯矩包络图和剪力包络图,2.2.2 按弹性理论计算单向板肋梁楼盖,(3) 支座截面内力计算 按弹性理论计算时，中间跨的计算跨度取支承中心线间的距离，因而其支座最大负弯矩发生载支座中心处I-I截面。,V0按简支梁计算的支座剪力； b支座宽度。,但在与支座整体浇注的梁板中，支座处截面较高，故设计时计算弯矩按支座边缘处II-II截面取用更符合实际。,2.2.2 按弹性理论计算单向板肋梁楼盖,弹性计算的局限性： 内力计算与截面承载力计算不协调； 不变刚度的弹性分析与构件刚度随荷载而改变的实际不相吻合。,

14、2.2.3 考虑塑性内力重分布的计算方法,2.2.3 考虑塑性内力重分布的计算方法,(1) 结构塑性铰,塑性铰的定义：,(a) M- (b) 塑性铰,2.2.3 考虑塑性内力重分布的计算方法,塑性铰的定义：,受弯构件从钢筋屈服至截面破坏，转角剧增，即在混凝土梁内拉、压塑性变形集中的跨中区域形成一个性能特殊的“铰”。,(a) M- (b) 塑性铰,2.2.3 考虑塑性内力重分布的计算方法,塑性铰的特点：,单向性 只能绕弯矩作用方向发生单方向转动；,有限性 只能在受拉钢筋屈服到砼压碎的有限范围内转动，即u y；,(a) M- (b) 塑性铰,2.2.3 考虑塑性内力重分布的计算方法,塑性铰的特点：

15、,(a) M- (b) 塑性铰,双重性 在转动的同时既可传递剪力也可传递一定的弯矩，即MMu；,可控制性 可通过适当增配钢筋来控制塑性铰出现的部位。,2.2.3 考虑塑性内力重分布的计算方法,内力重分布: 钢筋混凝土连续梁（板）是超静定结构，在加载的全过程中，由于构件裂缝的形成和发展，引起构件刚度的不断降低，使各截面间的内力不断变化。,(2) 混凝土超静定结构内力重分布,2.2.3 考虑塑性内力重分布的计算方法,内力重分布:,亦定义为：结构由于刚度比值改变或出现塑性铰引起结构计算简图变化，从而引起结构内力不再服从弹性理论的内力分布，这种现象称为“内力重分布”。,问题：内力重分布与应力重分布的区别？,2.2.3 考虑塑性内力重分布的计算方法,发生于裂缝出现至塑性铰形成之前 裂缝的形成和开展 构件刚度的变化是引起内力重分布的主要原因。,发生在塑性铰形成之后 塑性铰的形成 结构计算简图发生改变是引起内力重分布的主要原因。,内力重分布完成的两个过程：,2.2.3 考虑塑性内力重分布的计算方法,从构件截面开裂到构件破坏，跨中和支座截面弯矩的比值不