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1、项目三： 肋形楼盖结构设计学习任务二：次梁设计学习任务一：板的设计学习任务三：主梁设计项目三： 单向板肋形楼盖结构设计荷载传递路径荷载 板 次梁（或墙） 主梁（或墙） 柱（或墙） 基础 地基 单向板肋形结构 双向板肋形结构 l2/l13.0 l2/l12.0 2.0l2/l13.0时，宜按双向板计算；当按单向板计算时，应沿长边方向布置足够数量的构造钢筋。 一般建筑中合理的板、梁跨度为：板跨：1.52.7m，次梁：46m，主梁：58m。【案例】某水电站副厂房 楼盖采用现浇钢筋混凝土肋 形结构。其平面尺寸为 22.5m18.0m，平面布置如 图4-1所示。楼板上层采用20mm厚的 水泥砂浆抹面，外
2、墙采用 240mm厚砖墙，不设边柱， 板在墙上的搁置长度为 120mm，次梁和主梁在墙上 的搁置长度为240mm。板上 可变荷载标准值qk=6 kN/m2 。混凝土强度等级为C20， 梁中受力钢筋为HRB335级 ，其余钢筋为PRB235级。 该厂房为3级水工建筑物。 试为此楼盖配置钢筋并绘出 结构施工图。次 梁主梁 300800柱 400400次梁 200500墙肋 形 结 构次梁 板 双向板肋形楼盖 单向板肋形楼盖 装配式 整体式 主梁 施工方法 受力特点 单向板图片二在板、次梁、主梁、柱的梁格布置中，柱距决定了主梁的跨度，主梁的间距决定了次梁的跨度，次梁的间距决定了板的跨度，板跨直接影响
3、板厚，而板厚的增加对材料用量影响较大。根据工程经验，一般建筑中较为合理的板跨度为1.52.7m。连续板的截面尺寸按刚度要求：单向板厚hl/40, 双向板厚hl/50。一般建筑的板厚最小为60mm，工业厂房的板厚最小为80mm。在水工建筑物中，由于板在工程中所处部位及受力条件不同，板厚h可在相当大的范围内变化。一般薄板厚度大于100mm，特殊情况下适当加厚。板的设计包括计算简图的确定、内力计算、配筋计算与构造、绘制配筋图等内容。连续板的截面尺寸按刚度要求：单向板厚hl/40, 双向板厚hl/50。一般建筑的板厚最小为60mm，工业厂房的板厚最小为80mm。在水工建筑物中，由于板在工程中所处部位及
4、受力条件不同，板厚h可在相当大的范围内变化。一般薄板厚度大于100mm，特殊情况下适当加厚。在内力计算之前，先画出计算简图，表示出板或梁的跨数，支座的性质，荷载的形式、大小及其作用位置和各跨的计算跨度等。（一）计算简图的确定 整体式单向板肋形结构是由板、次梁和主梁整体浇筑在一起的梁板结构。设计时要将其分解为板、次梁和主梁分别进行计算。在内力计算之前，先画出计算简图，表示出板、梁的跨数，支座的性质，荷载的形式、大小及其作用位置和各跨的计算跨度等。 返回1.计算跨度与跨数 连续板的弯矩计算跨度l0为相邻两支座反力作用点之间的距离。按弹性方法计算 时，以边跨简支在墙上为例计算如下 :连续板 边跨 l
5、01=ln+b/2+h/2或 l01=lc=ln+a/2+b/21.1ln 中跨 l02 =lc 当b0.1lc时，取l02=1.1ln 式中ln为板的净跨度，lc为支座中心线间 的距离，h为板厚，b为次梁的宽度，a为 板伸入支座的长度，计算跨度l0分别取其 较小值。在计算剪力时，计算跨度取净跨，即 l0=ln当等跨连续板或梁的跨数超过五跨时，可按五跨计算，即两边各取两跨及中间任一跨，并将中间这一跨的内力值作为各中间跨的内力值。这样既简化了计算，又满足实际工程精度要求。梁板的计算简图(a)(b)(d)(c)- -2.荷载计算作用在板上的荷载划分范围如图46（a）所示。板通常是取1m宽的板带作为
6、计算单元，板上单位长度的荷载包括永久荷载gk和可变荷载qk。3.支座的简化与修正图4-5所示的多跨连续板，其周边直接搁置在砖墙上，应视为铰支座。板的中间支承为次梁，计算时假设为铰支座，这样，板简化为以边墙和次梁为铰支座的多跨连续板。以上对支座的简化，忽略了支座（次梁）抗扭刚度的影响，这与实际情况不符，支座的实际转角小于铰支座的转角。在实际工程中通常采用折算荷载（加大永久荷载和减小可变荷载 ）来代替实际荷载（见图4-6）。连续板的折算荷载：g=gk+1.15qk/2 q=1.15qk/2 式中 g、q折算永久荷载、可变荷载计算值；gk、qk 实际的永久荷载、可变荷载标准值；g、q 实际的永久荷载
7、、可变荷载计算值，一般g= gk，q=1.15qk。图4-6 梁板整体性对内力的影响(a) 理想铰支座的变形 ； (b) 支座弹性约束的变形 ； (c) 采用折算荷载的变形 ；（二）内力计算1.利用图表计算内力水工建筑中连续板或梁的内力一般按弹性法计算。实际工程中常采用现成图表计算。下面介绍几种常用的等跨度、等刚 度连续板与梁的内力计算表。对于承受均布荷载、集中荷载的等跨连续板、梁，其弯矩和剪力利用附录四的表格按下列公式计算：M=1 gkl021.152qkl02 （4-1 ) V=1gkln1.152qkln （4-2）M=1Gkl01.152Qkl0 （4-3）V=1Gk1.152Qk （
8、4-4）如果连续板、梁的跨度不相等，但相差不超过10%，也可用等跨度的内力系数表进行计算。求支座弯矩时，计算跨度取 相邻两跨计算跨度的平均值；求跨中弯矩用该跨计算跨度。2.最不利荷载组合可变荷载的相应布置与永久荷载组合起来，会在某一截面上产生最大的内力，这就是该截面的最不利荷载组合。根据连续板或梁内力影响线的变化规律，多跨连续板、梁最不利可变荷载的布置方式为：（1）求某跨跨中最大正弯矩时，应在该跨布置可变荷载，然后向其左右隔跨布置可变荷载；（2）求某跨跨中最小正弯矩时，应在该跨不布置可变荷载，然后向其左右隔跨布置可变荷载；（3）求某支座截面的最大负弯矩时，应在该支座左右两跨布置可变荷载，然后再
9、隔跨布置可变荷载；（4）求某支座截面的最大剪力时，可变荷载的布置与求该支座截面最大负弯矩时相同。五跨连续板或梁各截面最大（或最小）内力时均布可变荷 载的最不利位置见下表4-1所示。 可 变 荷 载 布 置 图 最 不 利 内 力最大弯 矩最小 弯矩最大剪 力M1、M3M2 VAM2M1、 M3MBVBl、 VBrMCVCl、 VCrABCDEFqkqkqqqkqkqkqkqk12321内力包络图是各截面内力最大值的连线所构成的图形。用来反映连续板、梁各个截面上弯矩变化范围的图形称为弯矩包络图；用来反映连续梁各个截面上剪力变化范围的图形称为剪力包络图。 支座边缘截面弯矩近似按下式计算 M=Mc0
10、.5bV0 （4-5） V0支座边缘处的剪力，可近似按单跨简支梁计算；b支座宽度，当支承宽度较大时（板用l0=1.1ln ，梁采用l0= 1.05ln）, b=0.1ln（板）或0.05ln（梁）。如果板或梁直接搁置在墩墙上时如图4-10（b），则不存在上述问题。（三）板的设计要点与构造规定1.设计要点（1）板的计算对象是垂直次梁方向的单位宽度的连续板带，次梁和端墙视为连续板的铰支座；（2）当板按弹性方法计算内力时，要采用折算荷载，并按最不利荷载组合来求跨中和支座的弯矩；（3）板按跨中和支座截面的最大弯矩（绝对值）进行配筋，其步骤同前面的单筋矩形截面梁，经济配筋率为0.4 %0.8 %；（4）
11、板一般不需要绘制弯矩包络图，受力钢筋按构造规定布置。板的剪力由混凝土承受，不设腹筋；（5）对于四周与梁整体连接的板，考虑拱的作用，其中间跨的跨中截面及中间支座截面的计算弯矩可减小20%。2.板的构造规定板中受力钢筋的配筋方式 弯起式 分离式 在配筋时可先选配跨中钢筋，然后将跨中钢筋的 一半（最多不超过2/3）在距支座边缘ln/6处弯起并伸 过支座长度a （当qk/gk3时, a=ln /4 ；qk/gk3时， a=ln /3）。中间支座有从左右两跨弯起的钢筋来承担负弯矩，如果不足，则需另加直钢筋。弯起钢筋的弯起角度不宜小于30，厚板中的弯起 角可为45或60。在板的跨中和支座分别采用直钢筋，上
12、下单独配筋，下部的受力钢筋可以几跨直通或全通，支座受力 钢筋伸过支座边缘的长度a同弯起式。分离式配筋的优点是构造简单、施工方便，缺点是用钢量比弯起式多，整体性较差，不宜用于承受动 力荷载的板。 受 力 钢 筋 伸 入 支 座 的 长 度 简支板或连续板的下部纵向受力钢筋（绑扎钢筋） 伸入支座的锚固长度la,不应小于5d。 当采用焊接网配筋时，其末端至少应有一根横向钢筋配置在支座边缘内。若不能符合上述要求，应在受力钢筋末端制成弯钩或加焊附加的横向锚固钢筋。 与梁整体连接的板的下部钢筋伸入支座的锚固长度la，除不应小于5d外，还应伸至支座（墙或梁）的中心线。若不能符合上述要求，应在受力钢筋末端制成
13、弯钩或加焊附加的横向锚固钢筋，如图411所示；对于上部钢筋，为了保证施工时钢筋的设计位置，当板厚小于120mm时，宜作成直抵板底的直钩。本例中板的厚度为100mm，上部钢筋作成直抵板底的直钩。嵌固在砌体内的简支板，或与边梁整浇但按简支设计的板，其上部钢筋（绑扎）伸入支座长l=a15（mm），a为板在砌体上的支承长度或梁宽；与边梁整浇的嵌固板的上部钢筋伸入边梁的长度应不小于la。板中伸入支座下部的钢筋，其间距不大于400 mm，其截面面积不应小于跨中受力钢筋截面面积的1/3。图414 板上部钢筋的锚固长度(a) 简支板; (b) 与梁整浇但按简支设计；(c) 嵌固板(a )(b )(c )构 造
14、 钢 筋 分布钢筋 嵌入墙内的板边附加钢筋 垂直于主梁的板面附加钢筋 板内孔洞周边的附加钢筋 分布钢筋（a）垂直受力钢筋的方向布置分布钢筋，承受单向板沿长跨方向实际存在的一些弯矩,单向板中分布钢筋的截面面积不应小于上受力钢筋截面面积的 15%（集中荷载时为25%）；分布钢筋的间距不宜大于250mm，直径不宜小于6mm；当集中荷载较大时，间距不宜大于200mm。（b）承受分布荷载的厚板，其分布钢筋的配置可不受上述规定的限制。此时，分布钢筋的直径可用1016mm，间距可为200mm400mm。 分布钢筋（ c）承受分布钢筋的厚板，其分布钢筋的配置可不受上述规定的限制。此时，分布钢筋的直径可用10m
15、m16mm，间距可为200mm400mm；（d）当板处于温度变幅较大或处于不均匀沉陷的复杂条件，且在与受力钢筋垂直的方向所受约束很大时，分布钢筋宜适当增加。 嵌入墙内的板边附加钢筋板边嵌固于砖墙内的板，计算时支座按简支考虑，但实际上板在支承处可能产生负弯矩。在板的顶部沿板边需配置垂直板边的附加钢筋，其数量按承受跨中最大弯矩绝对值的1/4计算。单向板垂直于板跨方向的板边，一般每米宽度内配置5根直径6mm的钢筋，钢筋应从支座边伸出至少为1/5跨度的长度（l1为单向板的跨度或双向板的短边跨度）；单向板平行于板跨方向的板边，其顶部垂直板边的钢筋可按构造适当配置；在墙角处，板顶面常发生与墙大约成45的裂缝，应双向配置构造钢筋网，其伸出墙边的长度不小于l1/4（图414）。图4-15 嵌固于墙内的板边附加钢筋l1/5 垂直于主梁的板面附加钢筋现浇板的受力钢筋与主梁的肋部平行时，板与梁的连接处也会产生负弯矩，计算时没考虑，应沿梁肋方向每米长度内配置不少于5根与梁肋垂直的构造钢筋，直径不小于8mm;面积不应小于受力钢筋截面面积的1/3，伸入板中的长度从肋边算起每边不小于板l/4。图 4-16 板中与梁肋垂直的构造钢筋1
