建筑结构12（梁板结构）

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1、第四编 钢筋混凝土结构和地基基础, 钢筋混凝土梁板结构, 多层钢筋混凝土框架结构, 建筑地基基础,1. 整浇楼盖的受力体系,CH.12 钢筋混凝土梁板结构,2. 单向板肋形楼盖的设计计算,4. 楼梯的计算与构造,3. 双向板肋形楼盖按弹性理论的计算方法,12.1 概述,结构形式 组成：梁+板，可有板无梁。 形式：楼盖、屋盖、阳台、雨篷、楼梯、片筏基础等。,按施工方法分类 装配式：预制板+现浇（或预制）梁。 装配整体式：预制楼面上做刚性面层。 刚性面层： 40 mm混凝土层，内配钢筋网。 现浇式：板与梁钢筋交织，混凝土同时浇捣。这是本章学习的重点。,现浇式钢筋混凝土楼（屋）盖分类,单向板肋梁楼盖

2、,双向板肋梁楼盖,井式楼盖,无梁楼盖,密肋楼盖,楼盖的主要结构功能： （1）把楼盖上的竖向力传递给竖向结构； （2）把水平力传给竖向结构或分配给竖向结构； （3）作为竖向结构构件的水平联系和支撑；,对楼盖的结构设计要求： （1）在竖向荷载作用下，满足承载力和竖向刚度的要求； （2）在楼盖自身水平面内要有足够的水平刚度和整体性； （3）与竖向构件有可靠的连接，以保证竖向力和水平力 的传递；,l2 / l1 3时按单向板设计,在荷载作用下，只在一个方向弯曲或者主要在一个方向弯曲的板。,12.2 整浇楼（屋）盖的受力体系,一.单向板肋形楼盖,作用于板上的荷载 q 主要沿短边方向传递。,主要沿单方向（

3、短向）传递荷载，受单向弯曲的板，称为单向板。,通常有以下三种方案：,主梁沿横向布置,主梁沿纵向布置,有中间走道,（一）结构平面布置,1. 单向板肋梁楼盖结构平面布置,结构布置方法,单向板以次梁为支座；次梁以主梁为支座；主梁以柱或墙为支座。,2.梁、板跨度,为使板有足够的刚度， 板厚尚应满足：,工业楼面：h70 mm 民用楼面：h60 mm 屋 面：h70 mm,h,h,h,3. 板的厚度,（二）荷载的传递和计算,1. 荷载,(2) 活荷载：人群、家具等。,承载力计算荷载用设计值，要将荷载标准值乘以荷载分项系数G 或Q 。, 梁、板的支承情况,次梁承受由板传来的荷载和次梁的自重，也是均布荷载；,

4、板承受均布荷载，取1m宽度的单位板宽；,主梁承受次梁传来的荷载和主梁的自重，是集中荷载。,（三）计算简图,应满足两个基本要求： 能正确反映结构构件的实际工作情况 便于分析与计算,二、双向板肋形楼盖,梁无主次之分，荷载两向传递。,l2 / l1 2时按双向板设计,在荷载作用下，在两个方向弯曲，且不能忽略任一方向弯曲的板。,井式楼盖,可无柱，使用方便，但梁跨度 大。楼面刚度弱，变形大。 梁高h 。,三、无梁楼盖,无梁楼盖是框架结构中将板直接支承在柱子上且不设梁的结构。采用的柱网通常为正方形或接近正方形。板的最小厚度不小于150mm。,荷载通过跨中板带柱上板带柱，然后传至基础和地基。,12.3 单向

5、板肋形楼盖的设计计算,单向板肋梁楼盖的设计步骤为： （1）结构平面布置，并对梁板进行分类编号， 初步确定板厚和主、次梁的截面尺寸； （2）确定板和主、次梁的计算简图； （3）梁、板的内力计算及内力组合； （4）截面配筋计算及构造措施； （5）绘制施工图。,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处理； 但跨数少于五跨时，则按实际跨数计算。,一.按弹性理论的计算方法,认为结构荷载与内力、荷载与变形、内力与变形均为线形关系，采用结构力学方法计算。,(1)直接承受动力荷载和疲劳荷载作用的楼盖； (2)在使用阶段不允许出现裂缝或对裂缝开

6、展有较高要求的楼盖； (3)处于侵蚀性环境及负温下的楼盖。,下例情况下按弹性理论方法计算：,（一）荷载的最不利组合,为了保证结构的安全性，就需要找出产生最大内力的活荷载布置方式及内力，并与恒荷载内力叠加作为设计的依据，这就是荷载最不利组合(或最不利内力组合) 。, 结构控制截面,梁板的各支座截面及各跨的跨中截面为结构的控制截面。,在等截面的连续梁板结构中，结构截面内力最大者，即为结构的控制截面。,1.活荷载的最不利布置,（1）求某跨跨内最大正弯矩时， 应在本跨布置活荷载，然 后隔跨布置,（2）求某跨跨内最大负弯矩时， 本跨不布置活荷载，而在其 左右邻跨布置，然后隔跨布置,（3）求某支座最大负弯

7、矩或支座 左、 右截面最大剪力时， 应在该支座 左右两跨布置活 荷载，然后隔跨 布置。,2. 内力包络图,将同一结构在各种荷载的最不利组合作用下的内力图 (弯矩图或剪力图)叠画在同一张图上，其外包线所形 成的图形称为内力(弯矩或剪力)包络图。,折算恒载与折算活载：,考虑主梁对次梁、次梁对板的约束影响，使被支承的构件（板或次梁）的支座弯矩增大、跨中弯矩降低。则： 加大恒载，减小活载。,当梁板直接搁置在砖墙或钢梁上时，按实际恒载和实际活载计算。,（二）折算荷载,按弹性理论计算时，中间跨的计算跨度为支承中心之间距离，计算出支座弯矩、剪力值为支座中心处，而板、梁、柱整浇时，支座中心处截面的高度较大，故

8、危险截面应在支座边缘，内力设计值应按支座边缘确定。,（三）支座截面内力设计值的修正,V0按简支梁计算的支座剪力；b 整浇支座的宽度,二.按塑性理论的计算方法,按弹性理论方法： 1.结构构件的刚度始终不变,内力与荷载成正比； 2.截面间内力的分布规律是不变的； 3.任一截面内力达到其内力设计值时，认为整个结构达到其承载能力。 钢筋混凝土受弯构件实际上： 1.材料非匀质弹性材料，各截面刚度相对值会发生变化； 2.刚度变化则截面间内力的分布规律是变化的； 3. 任一截面内力达到其内力设计值时，只是该截面达到其承载能力，出现了塑性铰。 只要整个结构还是几何不变的，结构还能继续承受荷载。,（一）塑性铰和

9、塑性内力重分布的概念,混凝土开裂后，截面的应力分布发生了变化，称应力发 生了重分布。钢筋屈服后，在荷载无明显增加的情况 下，截面的变形可以急剧增大，称出现了“塑性铰”。,塑性铰：适筋梁截面第应力阶段，截面在达到并维持一定弯矩的情况下，发生较大幅度的转动（转动是材料塑性和混凝土裂缝开展的表现），犹如形成一个“铰链”。,1. 塑性铰,塑性铰可分为拉铰（受拉钢筋屈服）和压铰（受拉 钢筋不屈服），拉铰转动量大于压铰。,式中， 为极限曲率； 为屈服曲率；lp为塑性 铰的等效长度。,塑性铰与普通铰的区别是： (a) 塑性铰是单向铰，只能沿Mu方向转动； (b) 塑性铰可以传递弯矩, MMu ； (c) 塑

10、性铰的转动是有限的：,只有当结构出现若干个塑性铰，使结构局部或整体成为几何可变体系时，结构才达到承载力极限状态。,按塑性理论分析，结构的极限承载力提高。,由于结构塑性变形及混凝土裂缝开展，结构内力分布规律相对于弹性内力分布的变化。,塑性内力重分布：,2. 结构塑性内力重分布,1. 弯矩调幅法,（二）塑性理论的计算方法,（三）等跨连续梁板按塑性理论的设计,1. 连续梁和连续单向板的弯矩计算系数,2. 连续梁的剪力计算系数,三、配筋设计及构造要求,1. 截面设计要点,1）一般按塑性理论方法设计，板的计算单元通常取为1m，按单筋矩形截面设计；,2）板一般能满足斜截面受剪承载力要求，设计时可 不进行受

11、剪承载力验算；,3）板的厚度应满足构造规定，板的跨度一般为2m左右；,4）板的支承长度应满足受力钢筋在支座内的锚固要求。,（一）连续单向板,5）板的内拱作用,板存在拱作用时，支座产生推力板的实际承载力高于计算值,规范规定： 四周与梁整体连接的板：中间跨的中截面及中间支座,弯矩设计值可减少20%， 边跨跨中截面,第一内支座截面不予折减.,2. 配筋构造,板厚宜尽量薄一些，但不得小于最小厚度。 板的支承长度应满足受力钢筋在支座内的锚固要 求，且一般不小于板厚及120 mm。 受力钢筋一般用HPB235级钢筋和LL550级冷轧带 肋钢筋，直径常用8 mm、10 mm，70 mm 间距200 mm。,

12、分布筋与受力筋方向垂直，每米不小于4根，直径不宜小于6 mm，间距不宜大于250mm，且截面面积应不小于受力钢筋截面面积的15，不宜小于0.15%A。,配筋方式,分离式配筋,弯起式配筋,分离式配筋方式,嵌入墙内的板，其板面应配附加钢筋。,垂直于主梁的板面应设附加钢筋： 截面面积不小于受力钢筋截面面积的1/3，单位长度内不少于58。,（二）次梁,1. 截面设计要点,1）一般按塑性理论方法设计,2）跨中按T形截面计算，支座按矩形截面计算。正截面按混凝土结构设计原理（第三版）第4章计算，斜截面按该书第5章计算。,3）计算跨度,2. 配筋构造,对于跨度相差不超过20、承受均布荷载的次梁，当q/g 3时

13、，可按图12-20确定。,（三）主梁,1. 截面设计要点,1）一般按弹性理论方法设计,2）主梁以承受次梁传来的集中荷载为主，为简化计算，可将自重也折算成集中荷载计算。,3）主、次梁均在负弯矩作用下，纵向钢筋的布置方法：,承受梁的剪力宜优先采用箍筋。,次梁与主梁相交处应设附加钢箍或吊筋。,2. 构造要求,受力钢筋的弯起和切断原则上应按弯矩包络图确定。,集中荷载全部由附加箍筋承受时：,式中，F 为次梁传递给主梁的集中荷载设计值； fy， fyv为吊筋或附加箍筋的抗拉强度设计值； 为吊筋与水平线的交角。,集中荷载全部由吊筋承受时：,附加钢箍筋或吊筋按下式计算：,As， Asv1为吊筋截面面积或附加单

14、肢箍筋截面面积；,m， n为附加箍筋的排数与箍筋的肢数。,12.4 双向板肋形楼盖按弹性理论的计算方法,荷载两个方向传递,l2 / l1 2时按双向板设计,荷载由短边和长边两个方向板带共同承受，各板带分配的荷载与 比值有关。,一、单区格板的设计计算,单位板宽内的弯矩设计值为:,m跨中或支座单位板宽内的弯矩设计值(kNmm)；,q板上作用的恒荷载和均布活荷载设计值(kNm2),l短跨方向的计算跨度(m),查表（附表26）所得弯矩系数。,需指出：附表26是根据材料的泊松比0制定的。当0时，可按下式计算跨中弯矩：,对钢筋混凝土，=0.2,对于支座截面弯矩值，不存在两个方向板带弯矩的相互影响。,二、多

15、区格双向板的实用计算方法,1. 计算各区格板跨内截面最大弯矩值 求区格A时：A区格活载满布，然后跨区格布置活载。,活载最不利布置方法 当求某一区格跨中最大弯矩时，在该区格及其前后左 右每隔一区格应布置活荷载，即呈棋盘式布置。,支承条件,在正对称荷载 (g+q/2) 作用下：,中间支座近似的看作固定支座,中间区格均可视为四边固定的双向板,在反对称荷载 (q/2) 作用下：,中间支座视为简支支座,中间各区格板均可视为四边简支板的双向板,g+q/2,q/2,内力计算 a. 先求A区格在g+q/2荷载作用下的跨中弯矩，按A区格四边支承条件查单区格板的表。,b. 再求A区格在q/2荷载作用下的跨中弯矩，

16、按四边铰支条件查单区格板的表。 c. 将a 、b计算结果叠加得最后跨内截面最大弯矩值。 跨中最大挠度也按上述方法计算。,+,g+q/2,q/2,2. 计算各区格板支座截面最大负弯矩值 活载最不利布置方法 为简化计算，假定各区格均布满活载。 支承条件 中间支座均为固支，边支座按实际支座情况而定。 内力计算 a. 根据支承情况和g+q的荷载查单区格板的表格计算相应的支座弯矩。,b. 由以上讨论可见，虽然是多区格双向板，计算时仍是 一个区格、一个区格地单独计算。 c. 计算可从较大的区格开始，当相邻两跨所求得的同一支座的弯矩不等时，选较大者配筋。,三、双向板的配筋构造,1. 截面设计要点,（1）板厚 80160 mm，简支板h/l0x 1/45；连续梁h/l0x 1/50（ l0x为短跨跨长 ）。,(2) 截面有效高度,(3) 对四边都与梁整体浇接的板，考虑拱效应，其弯矩设