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1、第2章 混凝土梁板结构,2.1 概述,荷载传递路线：,梁板结构：由梁和板组成的水平承重结构体系。 如楼（屋）盖、楼梯、雨篷等。,板,梁,柱（墙）,基础,地基,一、楼盖的类型,按照施工方法的不同可分为：,1、现浇整体式 整体性好、刚度大、可适应不规则平面和开洞。但施工速度慢，工期长，模板用量多。 应用广泛，本章主要讲述。,2、装配式 构件（空心板等）在工厂预制、现场装配而成。施工进度快、不受季节限制、节省模板，整体刚度差、抗震性差，主要用于多层非地震区房屋。,预制梁,预制板,3、装配整体式 铺板后再浇筑混凝土，具有现浇和装配式的优点。但工序复杂，造价高。,后浇层,二、梁、板 的截面尺寸,按表2-
2、1初步估算。 若梁、板的截面尺寸符合表2-1的要求，可不进行裂缝宽度和变形的验算。,三、单向板与双向板,单向板，单向受力和传力,双向板，双向受力和传力,1、单向板：荷载作用下，只在一个方向受力的板。 以下情况按照单向板设计： （1）两对边支承板； （2）悬挑板； （3）四边支承板，长边和短边的比值大于2，短向受力。 2、双向板：荷载作用下，两个方向都受力的板。 四边支承板，长边和短边的比值小于等于2时按照双向板设计。 单向板的荷载沿受力方向传递。在受力方向配置受力钢筋，另一方向设置分布钢筋。 双向板的荷载沿两个方向传递，在两个方向均配置受力钢筋。,四、现浇整体式楼盖的内力分析方法,在内力分析和
3、计算中，假定梁的竖向变形很小，不考虑梁板的相互作用，将梁、板分开单独计算。,1、塑性理论分析内力 比较符合实际情况，较经济。但一般情况变形和裂缝大。板、次梁一般按塑性方法计算内力。 2、弹性理论分析内力 即结构力学的方法，假设材料是理想弹性材料。 偏保守，安全系数大，变形和裂缝较小。主梁一般按弹性方法计算内力。,2.2 单向板肋梁楼盖设计,由单向板组成的楼盖称为单向板肋梁楼盖，传力途径为 ：板次梁主梁柱或墙基础地基 单向板肋形楼盖构造简单，施工方便，是整体楼盖结构中最常用形式。板和主次梁现浇一体，是多跨连续超静定结构。,单向板肋梁楼盖的设计步骤：,1、结构平面布置，并对梁板进行分类编号， 初步
4、确定板厚和主、次梁的截面尺寸； 2、确定板、主梁、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。,一、单向板肋梁楼盖结构布置,单向板、次梁和主梁的经济跨度为： 单向板：（1.72.7）m ，即次梁的间距 次 梁 ：（46）m ，即主梁的间距 主 梁 ：（58）m ，柱的间距 2. 受力合理 ：砌筑墙体、较大设备荷载以及较大洞口两侧，要布置承重梁。 3. 满足建筑要求， 方便施工,单向板肋梁楼盖结构平面布置方案,其中，主梁沿横向布置目前应用较多。,（一）按塑性理论分析等跨连续梁、板,也适合于跨度相差10%以内的不等跨,1、弯矩： 板及次梁：,计
5、算跨度,弯矩计算系数，见相关表格。,二、内力分析与计算,2、剪力： 板及次梁：,净跨,剪力计算系数,下列情况不考虑塑性内力重分布：,在使用阶段不允许出现裂缝或对裂缝开展有较严格限制的结构，如水池池壁、自防水屋面，以及处于侵蚀性环境中的结构； 直接承受动力和重复荷载的结构； 预应力结构和二次受力叠合结构； 要求有较高安全储备的结构。,（二）按弹性理论计算等跨主梁的内力,也适合于跨度相差10%以内的不等跨,1、活荷载的不利布置,永久荷载（恒载）每跨必有； 可变荷载（活载）按不同的布置，取得最不利的布置。 跨中最大弯矩：该跨+左、右每隔一跨布置活荷载 支座最大弯矩：支座相邻两跨+每个一跨布置活荷载
6、支座最大剪力：支座相邻两跨+每个一跨布置活荷载,2、主梁的内力计算,弯矩：附表 1 剪力：附表 1,三、配筋计算及构造,一、板的设计,1、板的设计要点：,按照塑性内力重分布的方法设计；,计算弯矩的折减。,可不必进行斜截面受剪承载力计算；,由于板的跨高比较小，仅混凝土就足以承担剪力,板的受力钢筋,2、板的配筋构造,分离式配筋,当q/ g 3时，aln/4；当q/ g 3 时，aln/3,板中受力钢筋：,受力钢筋的直径：6、8、10、12 mm 受力钢筋的间距：不宜小于70 mm；当板厚h150 mm时，不宜大于200 mm；当板厚h150 mm时，不宜大于1.5h及250 mm中的较小值。,板中
7、构造钢筋,分布钢筋,垂直于主梁的板面构造钢筋,嵌入承重墙内的板面构造钢筋,板的构造钢筋,（二）次梁的设计,1、次梁的设计与构造要点：,按照塑性内力重分布的方法设计；,钢筋的布置,次梁跨中截面按T形，支座截面按矩形计算。,对于相邻跨跨度相差不超过20%，活载和恒载的比值q/g3的连续梁，可参考下图布置钢筋。,次梁的钢筋,三、主梁的设计,1、计算要点,按照弹性方法分析内力；,主梁的自重折算成集中荷载进行计算；,主梁跨中截面按T形，支座截面按矩形。,主梁支座截面有效高度： 一排钢筋： h0=h-(5060) mm 两排钢筋：h0=h-(7080) mm,2、构造要点,主梁纵向钢筋的弯起和切断，原则上
8、应按弯矩包络图和剪力包络图确定。实际工程中，可参照次梁的钢筋布置。,次梁与主梁相交处，在主梁高度范围内受到次梁传来的集中荷载的作用，需设置附加横向钢筋，包括附加箍筋和吊筋。,附加横向钢筋与附加吊筋,附加箍筋及吊筋的计算,双向板肋梁楼盖设计,1、双向板的受力特点：,双向板、双向传力,双向板的受力钢筋双向布置,跨越面积大，板又可以薄,可见，双向板受力均衡,四边简支正方形板板底裂缝图,四边简支矩形板板底裂缝图,四边固定矩形板板面裂缝图,跨中或支座单位板宽内的弯矩设计值,均布荷载设计值,短跨方向的计算跨度,由于混凝土材料的泊松比,单跨双向板,2、双向板按弹性理论设计,多跨连续双向板,可简化为单跨板计算
9、,跨中最大弯矩:,中间跨支座处转角为零，按四边固定,一边简支、三边固定,支座处为反弯点，弯矩为零，按四边简支,+,支座最大弯矩：,中间跨支座处转角为零，按四边固定,一边简支、三边固定,近似按满布活荷载求得,1. 双向板的截面设计 (1) 截面弯矩设计值的确定 试验研究表明：双向板的实际承载能力往往大于其计算值。双向板也在荷载作用下由于裂缝不断地出现与展开，同时由于支座的约束，导致在板的平面内，逐渐产生相当大的水平推力，整块板存在着内拱的作用，使板的跨中弯矩减小，提高了板的承载力。因此截面设计时，为了考虑这一有利影响， 规范规定：四边与梁整体连接板的弯矩可乘以下列折减系数： 1）连续板中间区格的
10、跨中及中间支座截面，折减系数为 0.8; 2） 边区格的跨中及自楼板边缘算起的第二支座截面， 当 lbl 1.5 时， 折减系数为 0.8 ；当 1.5lbl 2.0 时，折减系数为 0.9。lb 为区格沿楼板边缘方向的跨度，l为区格垂直于楼板边缘方向的跨度 。 3）角区格的各截面不折减。,(2)截面有效高度的确定 考虑短跨方向的弯矩比长跨方向的大，因此应将短跨方向的跨中受拉钢筋放在长跨方 向的外侧，以得到较大的截面有效高度。截面有效高度 h0通常分别取值如下： 短距方向 h0h 一as (mm) 长跨方向 h0h一 asd (mm) 式中 h 为板厚(mm)。 (3)配筋计算 在求得板各跨跨
11、中及各支座截面的弯矩设计值后， 可根据正截面受弯承载力的计算来确定配筋。双向板在两个方向的配筋都应按计算确定。 板的计算宽度取 b=1000mm，按单筋矩形截面设计。则截面配筋计算公式为：,m、h0为板的任意方向跨中和支座弯矩及有效高度； s内力臂系数。可近似地取 s=0.900.95。 2. 双向板的构造要求 (1) 双向板的厚度 一般不宜小于 80mm，也不大于 160mm。为了保证板的刚度，板的厚度 h 还应符合构造要求。 钢筋的配置 (3) 为防止发生“倒锥台形”破坏，跨中钢筋保证距支座 x l /4（lx 是较小跨度）处弯起，为防止发生“正锥台形”破坏，支座负弯矩钢筋保证距支座边 x
12、 l /4 处切断,按弹性理论计算时，其跨中弯矩不仅沿板长变化，而且沿板宽向两边逐渐减小；而板底钢筋是按跨中最大弯矩求得的，故可在两边予以减少。将板按纵、横两个方向各划分为两个宽为 lx /4(lx为较小跨度)的边缘板带和一个中间板带。边缘板带的配筋为中间板带配筋的 50。连续板支座上的负弯矩钢筋，应沿全支座均匀布置。受力钢筋的直径、间距、弯起点及截断点的位置等均可参照单向板配筋的有关规定。,双向板支承梁的内力分析,2.6 装配式楼盖,装配式楼盖由预制板和预制梁组成。装配式楼盖，可以加快施工速度，提高工程质量，节约材料和劳动力，降低造价。但装配式楼盖的刚度及整体性较差。因此合理地进行结构布置，
13、可靠地处理构件之间的连接，是装配式楼盖设计中的关键问题。,一、预制混凝土板,1、平板 2、空心板 3、槽形板 4、T形板,二、楼盖梁,截面形式有矩形、T形、十字形和花篮形等。,预制梁截面,三、装配式楼盖的连接构造,一般用强度等级不低于C20的细石混凝土或不低于M15的水泥砂浆灌实板缝，板缝最小宽度应大于10 mm。 当对楼盖的整体刚度有更高要求时，可设置厚度为4050 mm的整浇层，整浇层可采用强度等级为C20的细石混凝土，内配4150或6250双向钢筋网。,1、板与板的连接,板与支承墙（梁）的连接：支撑处坐浆1020 mm厚水泥砂浆；板在砖砌体墙上的支承长度不应小于100 mm，在混凝土梁上
14、不应小于80 mm。 板与非支承墙（梁）的连接：一般采用细石混凝土灌缝。,2、板与墙（梁）的连接,梁在墙上的支承长度应满足梁内受力钢筋在支座处的锚固要求，并满足支座处砌体局部受压承载力的要求。 预制梁在墙上的支承长度应不小于180 mm，在支承处应坐浆1020 mm。,3、梁与墙的连接,2.7 楼 梯,钢筋混凝土楼梯按施工方法的不同可分为现浇整体式和预制装配式两类。预制装配式楼梯整体性较差，现已很少采用。现浇整体式楼梯按其结构形式和受力特点可分为板式楼梯、梁式楼梯、剪刀式楼梯和螺旋式楼梯。 本节主要介绍板式楼梯和梁式楼梯的计算与构造。,一、板式楼梯计算,板式楼梯由梯段板、平台板和平台梁组成 。
15、,梯段板的厚度一般可取为l0/30l0/25（l0为梯段板的水平计算跨度），常用厚度为100120 mm。 计算时可将梯段板简化为两端支撑在平台梁上的简支斜板。考虑到梯段板两端的平台梁对梯段两侧的嵌固作用，因此梯段板的跨中弯矩可相应减少。 跨中弯矩计算公式为：,1、梯段板,梯段板的计算简图,楼梯板的内力分析,楼梯板的内力分析,*斜梁的最大弯矩，同p作用下跨度为ln的简支梁相同,*斜梁的最大剪力，同p作用下跨度为ln的简支梁的最大剪力乘以cos,*楼梯板一般同平台梁整浇，考虑到梁的约束作用，跨中最大正弯矩亦可取为pln2/10,受力钢筋：按跨中弯矩计算求得，并沿跨度方向布置，配筋可采用弯起式或分
16、离式。为考虑支座连接处实际存在的负弯矩，防止混凝土开裂，在支座处应配置适量负筋，其伸出支座长度为ln/4（ln为梯段板水平方向净跨）。 分布钢筋：分布钢筋应位于受力钢筋的内侧，与受力钢筋垂直。分布钢筋不少于6250，至少在每一踏步下放置16，当梯段板厚t150 mm时，分布钢筋宜采用8200。,梯段板的钢筋：图2-75,梯段板的配筋构造,分布筋6或8，每级踏步一根,内折角处的处理,受力筋,板的两边均与梁整体连接时，跨中弯矩：,2、平台板,板一边与梁整体连接而另一边支撑在墙上时，跨中弯矩：,l0为平台板的计算跨度,平台梁承受梯段板、平台板传来的均布荷载和平台梁自重，其计算和构造与一般受弯构件相同。内力计算时可不考虑梯段板之间的空隙，即荷载按全跨满布考虑，按简支梁进行计算,并近似按矩形截面进行配筋。,3、平台
