钢筋混凝土楼盖结构设计课件

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1、钢筋混凝土楼盖结构设计 第一节 概述,第三章至第七章讲的是钢筋混凝土基本构件的截面设计。包括（受弯构件 、受压构件、偏拉构件、受扭构件）。由几种基本构件结合在一起组成的承重体系称为结构。如梁、柱结合在一起形成框架结构或刚架结构或排架结构。,梁、板结合在一起形成的结构称梁板结构。楼盖结构大型屋面板结构楼梯、门厅、雨蓬梁板结构 片筏基础、挡土墙桥面结构、渡槽结构等。本章主要讲典型的梁板结构-钢筋混凝土楼盖设计。 钢筋混凝土楼盖按施工方法不同可分为： 1.现浇整体式楼盖: 优点：整体刚度大、抗震性能好,适应各种有特殊工艺要求的楼面。 缺点：需要模板支撑。 2.预制装配式楼盖: 有（预制板、预制梁；预

2、制板、预制梁-砖混结构中常用）。 优点：便于工业化生产，机械化施工，因而施工速度快。,缺点：整体性较差。 3.装配整体式楼盖: 优缺点界于前两者之间。,按受力性能可分为：单向板和双向板,所以在工程设计中，对四边支撑板,单向板是单向受力，单向弯曲； 双向板是双向受力，双向弯曲。,按适用形式可分为：肋梁楼盖和无梁楼盖,第二节 单向板肋梁楼盖,结构平面布置，并拟定板厚和主、次梁的截面尺寸； 确定计算简图（包括支承形式、荷载大小及计算跨度的确定)； 板、梁的内力计算（板和次梁按塑性内力重分布方法计算，主梁按弹性方法计算）； 截面计算，配筋及构造处理； 绘施工图。,单向板肋梁楼盖的设计步骤为：,一.单向

3、板肋梁楼盖的结构布置：结构布置是楼盖设计的第一步，主要是柱网布置或梁 格布置首先要满足使用要求。在满足使用要求的前提下，宜考虑以下原则： 1.选取合理的梁格和柱网尺寸 根据设计经验：,单向板跨度 1.72.5m 次梁跨度 4.06.0m 主梁跨度 5.08.0m,经济效果较好。,2.选取适宜的主、次梁布置方向,主梁沿横向布置：横向刚度大，整体刚度较好，多用。主梁沿纵向布置：主梁跨度小，房屋净高大。 有中间走廊的布置：可利用内纵墙承重，仅设次梁。,3.梁格应尽可能布置的规整统一，尽可能布置成等跨的 （设计、施工均简单）。 4.板厚宜薄（板的混凝土用量占楼盖混凝土用量的50% 70%）。 5.集中

4、荷载下宜布置承重梁。如隔墙下、设备下。,6.避免在主梁跨中布置一根次梁。,二.计算简图的确定：,1.支座形式:板可以看作是以墙和次梁为铰支承的多跨连续板；次梁可以看作是以墙和主梁为铰支承的多跨连续梁；主梁当与钢筋混凝土柱现浇在一起时，如果梁线刚度与柱线刚度之比大于5时，按铰支承的多跨连续梁计算 ；如果梁线刚度与柱线刚度之比小于等于5时，按刚架计算。如前图所示。 2.荷载：板取1m板带为研究对象。 恒载：,活载：,次梁恒载：,次梁活载：,主梁恒载：,主梁活载：,3.计算跨度：,板：,梁：,三.内力计算： （一）钢筋混凝土连续梁、板按弹性方法的内力计算： （1）等跨、等截面的多跨连续板、梁的内力计

5、算：按附录6查出相应的弯矩系数和剪力系数，利用下 列公式计算跨中或支座截面的内力。,式中：g单位长度上的均布恒载设计值；q单位长度上的均布活载设计值；,附录6中相应栏中的剪力系数。,（2）相邻跨度差不超过10%的非等跨、等截面的多跨连续 板、梁的内力计算：,G、P分别为集中恒载、集中活载设计值；,附录6中相应栏中的弯矩系数；,（3）当跨数超过五跨的等跨、等截面的多跨连续板、梁的内力计算：,（二）活荷载的不利布置和内力包络图 (1)活荷载不利布置:活荷载不利布置原则:,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

6、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。,(2)以集中荷载作用的三跨连梁为例绘制弯矩包络图: (a)先绘制各种不利荷载作用下的弯矩图; (b)再把恒载和各种不利活荷载的弯矩图叠加; (c)最后把叠加的弯矩图叠合画在同一轴线上,连接外包线,即为弯矩包络图。,(3)折算荷载和弯矩、剪力的设计值 1)折算荷载：,连续板：,连续梁：,式中：,图 支座弹性约束时的变形与折算荷载时的变形,2)弯矩和剪力的设计值：,弯矩设计值：,剪力设计值：

7、,均布荷载：,集中荷载：,式中：,支座中心的弯矩，剪力设计值；,按简支梁计算的支座剪力设计值（取绝对值);,支座宽度。,（二）连续梁、板考虑内力重分布的计算：,(1)钢筋混凝土受弯构件的塑性铰,1)钢筋混凝土塑性铰:,接近,水平的延长段,意味 着在M基本不增大的 情况下,截面相对转角 很快增大,从而形成了 一个能转动的“铰”,在 杆系结构中称为“塑性 铰“。 在钢筋混凝土板中称“ 塑性铰线”。,塑性铰与理想铰的区别,理想铰 塑性铰 集中于一点。 有一个塑性铰区。 不能承受弯矩 。 能承受弯矩 ，且只有在 作 用下才转动。 能自由转动 。 不能反向转动，不能无限转动。,2）超静定梁的塑性内力重分

8、布: 承受均布荷载的固端梁， 假定：l=6m，梁各截面 尺寸及上下配筋均相同， 所能承受的正负弯矩为,，当荷载为,按弹性方法计算,跨中弯矩,跨中弯矩按简支梁计算增加,此时跨中弯矩,即跨中也形成塑性铰。,全梁才由于形成破坏机构而破坏。 在形成塑性铰之前,到支座截面形成塑性铰之后,这说明材料的变形引起了内力的重新分布，所以这种内力 计算方法就称为“考虑塑性变形内力重分布的计算方法。”,(2)弯矩调幅法及连续板、梁的内力计算 1）弯矩调幅法塑性分析方法有很多种，目前实用的是弯矩调幅法， 这种方法是： 先按弹性方法计算出控制截面的弯矩值，再根据需要将 最大弹性弯矩按平衡条件进行调整，要满足：,塑性转动

9、能力的要求和使用要求，就有一个调整幅度问 题，所以叫弯矩调幅法。 把支座弹性弯矩 调小，按平衡条 件计算出相应的 跨中弯矩，使其 跨中弹性弯矩。 这样就解决弹性 方法存在的问题； 使计算理论协调， 使支座、跨中弯矩 接近，可以节约钢材。 调幅原则： （1）为保证先形成的塑性铰有足够的转动能力，必须 限制截面配筋率，即要求,同时宜采用HPB300级、HRB335级钢筋。 （2）调幅限值不超过20%，即M20%M支。 （3）在每一跨内，调整后的两端支座弯矩之和的一半 加上跨中弯矩应不小于按简支梁计算的跨中最大弯矩M。,（4）调整后的所有支 座弯矩和跨中弯矩值均应 满足：,2）承受均布荷载的等跨连续

10、板梁的内力计算 （包括跨度差10%的情况） （a）根据上述调幅原则，考虑设计方便，一般可按下列 公式计算 弯矩：,计算跨度： 中跨：,边跨：板,次梁,剪力：,第三节 单向板肋形结构的截面设计和构造要求 一、连续板、梁的截面设计 根据各跨中和支座最大弯矩计算钢筋用量，其它截面通过抵抗弯矩图校核。 承受均载的等跨连续板，q/g小于3，可不画抵抗弯矩图，按构造布置钢筋。 连续板剪力由砼承受，不设腹筋。 整体式肋形结构次梁和主梁支座按矩形截面计算；跨中按T形截面计算。,板、次梁及主梁的支座负弯矩钢筋互相穿过，主梁h0 单排时， h0 h-ash-60mm；双排时，h0 h-ash -80mm。,二、连

11、续板、梁的构造要求 (一)连续板 1弯起式,先配跨中钢筋，跨中一半弯起伸过支座。如不够另加直筋。 钢筋间距相等或成倍数，可用不同直径钢筋。 弯起角一般30，板厚120mm，可45。,2分离式 跨中和支座钢筋分别配，全部采用直钢筋。 跨中直筋可连续几跨不切断，也可每跨都断开。 qg3，aln4；qg3，aln3。 板较薄，受力筋端部可做直角弯钩，抵至板底。,板边嵌固于砖墙，计算时按简支，实际支承处有负弯矩。板顶面设附加钢筋，每米5根6mm(包括弯起钢筋)，伸出支座边界不小于l1n7。 墙角板顶常发生与墙成45的裂缝，在跨度l1n4(l1n为单向板的净跨度或双向板的短边净跨度)范围内，板顶面配构造

12、钢筋网。,板与主梁肋连接处会产生负弯矩，计算时没考虑。 在与主梁连接处板顶，沿与主梁垂直向配附加钢筋。每米板宽不少于5根直径6mm，不少于受力筋13，伸过主梁边缘不小于板跨14。,第九章 钢筋砼肋形结构及刚架结构,楼盖结构平面布置图,第九章 钢筋砼肋形结构及刚架结构,板分离式配筋图,第九章 钢筋砼肋形结构及刚架结构,板弯起式配筋图,(二)连续梁 当次梁相邻跨度相差不超过20，且均布恒荷载与活荷载设计值之比小于3时，纵向受力钢筋的弯起和切断可按图进行。否则应按弯矩包络图确定。 主梁纵向受力钢筋的弯起和切断，应使其抵抗弯矩图(材料图)覆盖弯矩包络图，并应满足有关构造要求。,等跨次梁的典型钢筋布置

13、(a)无弯起钢筋(b)设弯起钢筋,Fl次梁传给主梁的集中荷载设计值；fy吊筋的抗拉强度设计值；,主梁两侧受次梁传来的集载，可在中下部发生斜裂缝。 设附加横向钢筋(箍筋或吊筋)承担集载。 附加横向钢筋布置在s=2h1+3b的范围：,fyv 附加箍筋的抗拉强度设计值；Asb 一根吊筋的截面面积；Asv1 单肢箍筋的截面面积；m 附加箍筋的排数；n 在同一截面内附加箍筋的肢数a吊筋与梁轴线的夹角。,支座处剪力大时，梁加做支托，局部加高。 支托尺寸见图。 支托附加钢筋24根，直径与受力筋的相同。,主梁弯矩计算,主梁剪力计算,第四节 双向板肋形结构的设计,一、试验结果四边简支板在均布荷载作用下，裂缝出现

14、前，板处于弹性工作阶段，四角有翘起的趋势，板传给支座的压力不沿边长均匀分布，每边中心处最大。,双向板变形图,四边简支板，荷载增加，第一批裂缝出现在板底中间，沿对角线向四角扩展。 接近破坏，板顶四角出现与对角线垂直裂缝。 最后跨中受力筋屈服，板破坏。,按理论分析，钢筋应垂直于裂缝的方向配置。试验表明钢筋布置方向对破坏荷载无显著影响。平行于板边配筋，施工方便。配筋率相同，采用较细的钢筋有利；钢筋数量相同，板中间钢筋排列较密比均布有效。,二、按弹性方法计算内力弹性计算方法根据薄板小挠度理论假定进行。 工程设计根据板的荷载及支承情况利用表格计算。(一)单块板的计算均载下单块矩形双向板：,M不同支承单位板宽跨中或支座中点的弯矩；a不同支承和不同板跨比lxly弯矩系数； lx板的跨长； p双向板上的均载。 附录2的表格适用于泊松比为0的材料。,要适用于钢筋混凝土板要进行修正。,(二)连续板的计算 （简化为单块板） 1跨中最大弯矩 最不利荷载布置可简化为满布的p和一上一下作用的p。 p =g+q2，pq2。 p作用下中间支座固定； p 作用下中间支座简支。 边支座根据实际情况确定。,