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1、 3 钢钢筋混凝土楼盖结结构设计设计 梁板结结构是土木工程中常见见的结结构形式 楼盖（屋盖）楼梯 雨篷 地下室底板 挡挡土墙墙 3.1 楼盖结结构分类类及布置钢钢筋混凝土楼盖 预应预应 力混凝土楼盖：多采用 无粘结预应结预应 力混凝土结结构按施工方法分为按预加应力情况分为现浇式楼盖 装配式楼盖 装配整体式楼盖整体式梁板结构：最大优点是整体性好，使用机械少、 施工技术简单；其缺点是模板用量较大，施工周期较长 ，施工时受冬季和雨季的影响。装配式梁板结构：优点是构件工厂预制，模板定型化， 混凝土质量容易保证，且不受季节性影响，预制构件现 场安装，施工进度快；其缺点是结构整体性差，预制构 件运输及吊装
2、时需要较大设备。在地震区整体式梁板结 构将逐渐取代装配式梁板结构。装配整体式梁板结构：梁为叠合梁，板为预制板，可利 用预制楼板作为现浇结构的模板，为保证楼、屋盖的整 体性及平面内的较大刚度，可采用现浇板带，或在预制 楼板上做配筋混凝土现浇层。装配整体式结构其整体性 较装配式结构好，又较整体式结构模板用量少，但由于 用钢量及焊接量较大并两次浇筑混凝土，对施工进度和 工程造价带来不利影响。 单向板肋梁楼盖与双向板肋梁楼盖单单向板在荷载载作用下，只在一个方向弯曲或者主要 在一个方向弯曲的板。双向板 在荷载载作用下，在两个方向弯曲，且不能忽略任一方向弯曲的板。 按结构型式可分为 单向板肋梁楼盖 双向板
3、肋梁楼盖 井式楼盖 无梁楼盖由单向板组成的肋梁楼盖称为单向板肋梁楼盖。由双向 板组成的肋梁楼盖称为双向板肋梁楼盖。四边边支承的板（或邻边邻边 支承或三边边支承）的板应应按下列 规规定计计算： （1）当长边长边 与短边长边长 度之比大于或等于3时时，可按沿 短边边方向受力的单单向板计计算； （2）当长边长边 与短边长边长 度之比小于或等于2时时，应应按双 向板计计算； （3）当长边长边 与短边长边长 度之比介于2和3之间时间时 ，宜按 双向板计计算； 当按沿短边边方向受力的单单向板计计算时时，应应沿长边长边 方 向布置足够够数量的构造钢钢筋。两对边支承的板和单边嵌固的悬臂板，应按单向板计算；规范
4、规定：板应按下列原则进行计算：井式楼盖：结构采用方形或近似方形的板格，两个方向 的梁截面相同，不分主次梁。其特点是跨度较大，具有 较强的装饰性，多用于公共建筑的门厅或大厅。无梁楼盖：不设梁，将板直接支撑在柱上。优点是增 大建筑物的净高，多用于对空间利用率要求较高的冷 库、藏书库等建筑物。密肋楼盖 扁梁楼盖 现浇空心板无梁楼盖 预应力空腹楼盖新的楼盖结构体系有扁梁楼盖：为了降低构件的高度，增加建筑物的净高 或提高建筑物的空间利用率，将楼板的水平支承梁做 成宽扁的形式。 现浇空心板无梁楼盖：优点是减轻了结构自重，增加 了建筑的净高，通风、电器、水道管道的布置也很方 便。具有较好的综合效益。密肋楼盖
5、是由薄板和间距较小的肋梁组成。分单向密 肋楼盖和双向密肋楼盖两种。密肋楼盖一般用于跨度 大而且梁高受限制情况。预应力空腹楼盖：此结构不仅可满足跨度18m左右的 建筑需要，且使楼盖结构层高度相对降低。 (a) 单向板肋梁楼盖(b) 双向板肋梁楼盖(c) 无梁楼盖(d) 井式楼盖(f) 扁梁楼盖(e) 密肋楼盖现浇空心板无梁楼盖预应力空腹楼盖3.1.2 楼盖结构布置荷载传力路径为板 梁 柱(墙) 基础楼层结构布置的基本原则：首先从建筑 效果和使用 要求上考虑1.根据房屋的平面尺寸和功能要求合理的 布置;2.楼层的净高度的要求;3.楼层顶棚的要求;4.有利于建筑的立面设计及门窗要求;5.提供改变使用
6、功能的可能性和灵活性；6.考虑到其他专业工种的要求。其次从结构 原理上考虑1.构件的形状和布置尽量规则和均匀；2.受力明确,传力直接；3.有利于整体结构的刚度均衡、稳定和 构件受力协调；4.荷载分布均匀,要分散而不宜集中；5.结构自重要小；6.保证计算时楼面在自身平面内无限刚 性假设的成立。3.1.3 楼盖设计中的注意事项(1)楼盖结构体系的选择(2)结构计算模型的确定1)反映实际结构的主要受力特点前提下,尽可能的简单;2)确定计算模型后,则在后续的设计中,特别是在具体的构造 处理和措施中,实现计算模型中的相互受力关系。(3)梁板构件截面尺寸的确定1) 规范规定的板最小厚度要求；2)梁要满足高
7、宽比的要求； 3)满足一定的高跨比要求；4)满足模数的要求。(4)楼盖结构的设计步骤1)进行结构平面布置并初步确定板厚和主、次梁的截面尺寸；2)建立计算模型，画出板和主、次梁的计算简图；3)荷载分析计算；4)板和主、次梁内力分析计算；5)构件截面设计（截面承载力的计算，配筋及构造，对跨度大或荷载大或情况特殊的重要梁、板还需进行变形和裂缝宽度的验算）；6)绘制施工图。板的类别类别高跨比（h/l）最小板厚（mm）单单向板简简支 两端连续连续1/35 1/40屋面板 60 民用建筑楼板 60 工业业建筑楼板 70 行车车道下的楼板 80双向板简简支 多跨连续连续1/45 1/50 按短向跨度80密肋
8、板简简支 多跨连续连续1/20 1/25肋间间距700mm 40 肋间间距700mm 50悬悬臂板1/12悬悬臂长长度500mm 60 悬悬臂长长度500mm 80无梁楼板无柱帽 有柱帽1/30 1/35150板截面的常规尺寸（mm）表31梁类类型高跨比（h/l）备备注多跨连续连续 次梁1/181/12梁高：次梁hl/25主梁hl/15多跨连续连续 主梁1/141/8单单跨简简支梁1/141/8梁截面的常规尺寸（mm）表32(1)结结构平面布置单单向板肋梁楼盖结结构平面布置通常有以下三种方案： 主梁沿横向布置 主梁沿纵纵向布置 有中间间走廊 3.2 单向板肋梁楼盖3.2.1 连续梁、板按弹性理
9、论计算在满足建筑物使用的前提下，柱网和梁格划分尽可能规整，结构布置越简单、整齐、统一，越能符合经济和美观的要求；梁、板结构尽可能划分为等跨度，以便于设计和施工；主梁跨度范围内次梁根数宜为偶数，以使主梁受力合理 。 进行楼盖的结构平面布置时，应注意以下问题：单向板、次梁和主梁的经济跨度为： 单向板：（1.72.5）m 次 梁 ：（46）m 主 梁 ：（58）m(2)荷载的计算模型和计算简图连续梁、板的计算跨度(a) 边跨(b) 中间跨支座的简化：单向板肋梁楼盖的板和次梁，不管其支承条件如何，都可化为铰支的连续梁来进行计算。对于主梁，当它支承于砖柱上时，视为铰支；如果与钢筋混凝土柱现浇在一起，当梁
10、的抗弯刚度与柱抗弯刚度之比大于5，将主梁视为铰支于柱上的连续梁来计算，否则，按框架梁计算。作用于结构上的荷载首先由单向板传递给次梁；再由次梁传递给主梁；最后由主梁传递给柱或墙体。板结构计算单元与板荷载计算单元相同，即取1m宽的矩形截面板带作为板结构计算单元；次梁结构通常取宽度为板标志跨度l1的T形截面带，作为次梁结构计算单元；主梁结构通常取宽度为次梁标志跨度l2的T形截面带，作为主梁结构计算单元。荷载及荷载计算单元的确定结构计算跨度(表3-3)结构计算跨数实际跨数5跨时,按5跨计算； 实际跨数 5跨时,按实际跨数考虑。等跨或跨度差10%且各跨受荷相同的连续梁：按 弹弹 性 理 论论 计计 算单
11、单跨两端搁搁置l0=ln+a 且 l0ln+h (板)l0 1.05ln (梁)一端搁搁置，一端整浇浇l0=ln+a/2 且 l0ln+h/2 (板)l0 1.025ln (梁)两端整浇浇 l0=ln多跨边边跨l0=ln+a/2+b/2且 l0ln+h/2+b/2 (板)l0 1.025ln +b/2 (梁)中间间跨l0=lc 且 l01.1ln (板)l0 1.05ln (梁) 表3-3梁、板计算跨度按 塑 性 理 论论 计计 算两端搁搁置l0=ln+a 且 l0ln+h (板)l0 1.05ln (梁)一端搁搁置、一端整浇浇l0=ln+a/2 且 l0ln+h/2 (板)l0 1.025l
12、n (梁)两端整浇浇l0=ln注：l0梁、板的计算宽度 ln梁、板的净跨度lc支座中心线间距离 h板厚a梁、板的端支承长度 b中间支座（3）连续连续 梁活荷载载最不利布置 的原则则：求某跨跨内最大正弯矩时时， 应应在本跨布置活荷载载，然后 隔跨布置;求某跨跨内最大负负弯矩时时， 本跨不布置活荷载载，而在其 左右邻邻跨布置，然后隔跨布 置； 求某支座最大负负弯矩或支座 左、右截面最大剪力时时，应应 在该该支座左右两跨布置活荷 载载，然后隔跨布置。 图3-5 单跨承载时连续梁的内力图情况1：求1、3、5跨的+Mmax和2、4的Mmax ；情况2：求2、4跨的+Mmax和1、3、5的Mmax ；情况
13、3：求B支座的Mmax和B支座左右截面Vmax；情况4：求C支座的Mmax和C支座左右截面Vmax；情况5：求D支座的Mmax和D支座左右截面Vmax；情况6：求E支座的Mmax和E支座左右截面Vmax。（4） 内力计计算在均布及三角形荷载载作用下：在集中荷载载作用下：附录七 等截面等跨 度连续梁在常用荷载 作用下的内力系数表沈蒲生混凝土结构设计（5）板和次梁的折算荷载载连续连续 板 连续连续 次梁 为了考虑次梁或主梁的抗扭刚度对内力的影响，采用增大恒载，减小活载的办法，即：（6）控制截面及其内力 控制截面：对受力钢筋计算起控制作用的截面。梁跨以内：包络图中正弯矩最大值（配正钢筋）负弯矩绝对值
14、最大值 （配负钢筋）支 座 ：支座边缘处负弯矩最大值支座边缘处剪力值：支座边缘处弯矩值：（均布荷载）（集中荷载）式中 Mc支座中心处弯矩设计值；V0按简支梁计算的中心处的剪力设计值；Vc支座中心处剪力设计值。 （7）内力包络图络图将同一结结构在各种荷载载的最不利组组合作用下的内力图图( 弯矩图图或剪力图图)叠画在同一张图张图 上，其外包线线所形成的图图 形称为为内力包络图络图 。它反映出各截面可能产生的最大内力 值，是设计时选择截面和布置钢筋的依据。图3-7 内力包络图单向板肋梁楼盖按弹性理论设计步骤 （1） 平面布置 （2） 计算简图 （3） 内力计算，内力组合 （内力包络图 ） （4） 截
15、面设计 （5） 施工图按弹性理论计算内力存在的问题 （1） 内力计算与截面设计不协调 （2） 浪费材料 （3） 支座钢筋过密，施工质量不易保证单向板肋梁楼盖按弹性理论方法计算结构内力按弹弹性理论论方法：截面间间内力的分布规规律是不变变的；任一截面内力达到其内力设计值时设计值时 ，认为认为 整个结结构 达到其承载载能力。实际实际 上： 截面间间内力的分布规规律是变变化的。任一截面内力达到其内力设计值时设计值时 ，只是该该截面达 到 其承载载能力，出现现了塑性铰铰。 只要整个结结构还还是几何不变变的，结结构还还能继续继续 承受荷载载 。3.2.2 连续连续 梁、板考虑虑内力重分布的计计算在钢钢筋屈服截面，从钢钢筋屈服到达到极限承载载力， 截面在外弯矩增加很小的情况下产产生很大转动转动 ，表现现得 犹如一个能够转动够转动 的铰铰，称为为“塑性铰铰”。1塑性铰的概念塑性铰铰与理想铰
