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1、-2 钢筋混凝土楼盖构造设计2.1楼盖构造分类及布置楼盖屋盖是建筑构造重要的组成局部，在建筑构造中，混凝土楼盖的造价占到整个土建总造价的近30，其自重占到总重量的一半左右。因此，选择适宜的楼盖设计方案，采用正确的方法，合理地进展设计计算，对于整个建筑构造都具有十分重要的意义。楼盖构造是主要由梁、板组成的构造体系，假设有梁有板称作梁板构造或肋梁楼盖，假设有板无梁称为无梁楼盖或板柱构造。另外，如筏板根底、阳台、雨棚、楼梯等构造构件都属于梁板构造。楼盖是建筑构造中的水平构造体系，它与竖向构件、抗侧力构件一起组成建筑构造的整体空间构造体系。它将楼面竖向荷载传递至竖直构件，并将水平荷载风力、地震力传到抗
2、侧力构件。根据不同的分类方法，可将楼盖分为不同的类别。 楼盖分类按施工方法可将楼盖分为现浇楼盖、装配式楼盖、装配整体式楼盖。现浇楼盖整体性好、刚度大，具有较好的抗震性能，并且构造布置灵活，适应性强。但现场浇筑和养护比拟费工，工期也相应加长。我国规要求在高层建筑中宜采用现浇楼盖。近年来由于商品混凝土、混凝土泵送和工具模板的广泛应用，现浇楼盖的应用逐渐普遍。按照梁板的布置不同，可将现浇楼盖分为：1. 肋梁楼盖肋梁楼盖是由板及支撑板的梁组成。梁通常双向正交布置，将板划分为矩形区格，形成四边支撑的连续或单块板，如图2.1ab所示。受垂直荷载作用的四边支撑板，其两个方向均发生弯曲变形，同时将板上荷载传递
3、给四边的支撑梁。弹性理论的分析结果说明，当板的长边l01与短边l02的比值较大时，板上荷载主要沿短边方向传递，沿长边方向传递的很少。如图2.1所示一四边简支的矩形板，承受竖向均布荷载q的作用。现沿板跨中的两个方向分别切出单位宽度的板带，得到两根简支梁。根据板跨中的变形协调条件有： 2.1式中、挠度系数，当两端简支时。I1、I2 l01、l02方向板带的换算截面惯性矩；q1、q2荷载在两个方向的分配值，有：q=q1+q22.2 如果忽略两个方向钢筋位置和数量不同的影响，取I1I2；由式2.1和2.2得到， 当l01/l02=2时，。图2.1 四边支承板上荷载的传递通过上式我们可以看到，当l01/
4、l022时，分配到长跨方向的荷载不到5.9 。为了简化计算，对长、短边比值较大的板，忽略荷载沿长边方向的传递，称其为单向板；而对长、短边比值较小的板，称其为双向板。?混凝土设计规?GB50010-2010规定：1两对边支撑的板应按单向板计算。2对于四边支承的板，当l01/l023时，按单向板计算；当2 l01/l02 3时， 宜按双向板计算；当 l01/l022时，按双向板计算。肋梁楼盖构造布置灵活，施工方便，广泛应用于各类建筑中。2. 无梁楼盖不设梁，将板直接支撑在柱上，如图2.2c所示，楼面荷载直接由板传给柱，称为无梁楼盖。无梁楼盖柱顶处的板承受较大的集中力，通常在柱顶设置柱帽以扩大板柱接
5、触面积，提高柱顶处平板的冲切承载力、降低板中的弯矩。不设梁可以增大建筑的净高，而且模板简单，建筑物具有良好的自然通风、采光条件，多用于对空间利用率要求较高的厂房、仓库、藏书库、商场、水池顶、片筏根底等构造。3. 井式楼盖单向板梁板构造中，梁可分为次梁和主梁；双向板梁板构造中，梁可分为次梁和主梁，也可为双向梁系。在双向梁系中，假设两个方向的梁的截面一样，不分主次梁，如图2.2d所示，构造采用方形或近似方形也有采用三角形或六边形的板格，此种构造称为井式楼盖，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。4. 扁梁楼盖如图2.2e所示，为了降低构件的高度，增加建筑的净高或提高建筑的
6、空间利用率，将楼板的水平支承梁做成宽扁的形式，就像放倒的梁。5. 密肋楼盖如图2.2f所示，密肋楼盖又分为单向和双向密肋楼盖。密肋楼盖可视为在实心板中挖凹槽，省去了受拉区混凝土，没有挖空局部就是小梁或称为肋，而柱顶区域一般保持为实心，起到柱帽的作用，也有柱间板带都为实心的，这样在柱网轴线上就形成了暗梁。 (a) (b)(c ) (d)(e) (f) 图2.2 常见的楼盖形式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；e扁梁楼盖；f密肋楼盖装配式楼盖由预制构件装配而成，便于机械化生产和施工，可以缩短工期。但装配式楼盖构造的整体性、刚度均较差，在地震多发区应用受限。装配整体式楼盖是
7、由预制构件装配好后，现浇混凝土面层或连接部位以构成整体而成。它兼具现浇楼盖和装配式楼盖的局部优点，刚度和抗震性能也介于上述两种楼盖之间。楼盖构造布置楼盖构造是建筑构造的主要水平受力体系，其构造的布置情况决定了建筑物各种作用力的传递路径，也影响到建筑物的竖向承重体系。不同的梁板构造布置对建筑物的层高、总高、天棚、外观、设备管道布置有重要的影响，同时还会在较大程度上影响建筑物的总造价。楼盖构造布置时，应对影响布置的各种因素进展分析比拟和优化。通常是针对具体的建筑设计来布置构造，因此首先要从建筑效果和使用功能要求上考虑，包括：1根据房屋的平面尺寸和功能要求合理的布置柱网和梁；2楼层的净高度要求；3楼
8、层顶棚的使用要求；4有利于建筑的立面设计及门窗要求； 5提供改变使用功能的可能性和灵活性；6考虑到其它专业工种的要求。其次从构造原理上考虑，包括：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有利于整体构造的刚度均衡、稳定和构件受力协调；4荷载分布均衡，要分散而不宜集中；5构造自重要小；6保证计算时楼面在自身平面无限刚性假设的成立。 楼盖设计中的考前须知1. 计算理论的选取梁、板的力计算常用的分析方法有弹性理论和塑性理论两种方法。弹性理论相比照拟简单，并具有较高的承载力储藏；塑性理论使超静定构造的受力及构造设计趋于合理，减少了钢材用量。一般来说，在楼盖设计中，单向板和次梁常用塑性理
9、论的分析方法，以获得较好的经济效益，对于双向板和主梁，常采用弹性理论的分析方法计算力。2. 构造计算模型确实定将实际的建筑构造抽象为可以进展分析计算的力学模型，是构造设计的首要任务。好的力学计算模型应该是在反映实际构造主要受力特点的前提下，尽可能简单。在楼盖设计中，应正确处理板与次梁、板与墙体、次梁与主梁、次梁与墙体、主梁与柱、主梁与墙体的关系。另一方面，一旦确定了计算模型，则应在后续的设计中，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. 梁板构件截面尺寸确实定板的尺寸确定首先应满足规规定的最小厚度要求，其次尚应满足一定的高跨比要求。表2.1列出了各种支撑板的最小厚度和高
10、跨比。梁的高度应满足一定的高跨比要求。梁的宽度应与梁高成一定比例，以满足截面稳定性的要求。表2.2列出了常见梁的最小高跨比。4. 楼盖构造的设计步骤1） 构造布置；2） 建立计算模型，画出计算简图；3） 荷载分析计算；4） 构造及构件力分析计算；5） 构件截面设计；6） 绘制施工图。 板截面的常规尺寸mm 表2.1板 的 类 别高跨比h/l最小板厚mm单向板1/30屋面板 60民用建筑楼板 60工业建筑楼板 70行车道下的楼板 80双向板1/4080密肋板面板50肋高250悬臂板根部悬臂长度不大于500mm6080悬臂长度1200mm无梁楼板无柱帽有柱帽1/301/35150现浇空心楼盖200
11、 梁截面的常规尺寸mm 表2.2梁类型高跨比h/l备注多跨连续次梁1/181/12梁高：次梁hl/25主梁hl/15矩形截面高宽比通常23，并以50mm为模数多跨连续主梁1/141/8单跨简支梁1/141/8悬臂梁1/101/82.2单向板肋梁楼盖连续梁、板按弹性理论计算1. 构造的平面布置单向板肋楼盖由板、次梁和主梁组成。次梁布置决定板的区格大小，主梁间距决定次梁的跨度，主梁的跨度由柱网决定。一般单向板的跨度取为1.82.7m，荷载较大时取小值，一般不宜超过3m；次梁的跨度46m；主梁的跨度58m。单向板肋梁楼盖的平面布置应该综合考虑到建筑效果、使用功能及构造原理等多方面的因素。楼盖的主梁一
12、般应布置在构造刚度较弱的方向，这样可以提高承受水平作用力的侧向刚度。常见的单向板肋梁楼盖的构造平面布置方案有：主梁沿横向布置。其优点是主梁与柱可形成横向框架，侧向刚度较大，而各榀框架间由纵向的次梁连接，房屋的整体性也较好。主梁沿纵向布置。当横向柱距大于纵向柱距很多时，也可以采用主梁沿纵向布置的方案。这样可以减小主梁的截面高度，增大了室的净高。(a) (b) 图2.3 单向板肋梁楼盖构造布置a主梁沿横向布置；b主梁沿纵向布置2. 构造上的荷载及计算单元作用在楼盖上的荷载包括永久荷载和可变荷载，永久荷载包括构件自重、地面、粉刷及吊顶等。可变荷载包括楼屋面活荷载、积灰荷载、风荷载和雪荷载等。可变荷载
13、的分布通常是不规则的，在工程设计中一般折算成等效均布荷载；作用于板、梁上的活荷载在一跨按满跨布置，不考虑半跨活荷载作用的可能性。设计中，永久荷载的标准值可由构件尺寸和构造等，根据材料单位体积的重量计算。楼面均布活荷载可由?建筑构造荷载规?GB 500092012查得。其它可变荷载及其计算方法也在荷载规中有详细说明。在设计民用建筑梁板构造时，应注意楼面可变荷载值的折减问题，假设梁的负荷面积较大时，可变荷载全部满载并到达标准值的概率小于1，因此，规规定在设计楼面梁、墙、柱及根底时，楼面活荷载标准值应乘规定的折减系数。在屋面板的设计中还需要考虑到施工和检修荷载。整体式单向板梁板构造的荷载及荷载计算单
14、元分别按下述方法确定，如图2.4所示。单向板：除承受构造自重、抹灰等荷载外，还要承受作用于其上的使用活荷载，通常取1m宽的板带作为计算单元。次梁：除承受构造自重、抹灰荷载外，还承受板传来的荷载，计算板传来的荷载时，为简化计算不考虑板的连续性，通常视连续板为简支板，取跨度为板跨度的负荷带作为荷载计算单元。主梁：除承受构造自重、抹灰荷载外，还要承受次梁传来的集中荷载，计算次梁传来的集中荷载时，为简化计算不考虑次梁的连续性，通常视次梁为简支梁，以次梁两侧的支座反力主梁荷载，一般主梁自重及抹灰荷载较次梁传递的集中荷载小得多，故主梁构造自重及抹灰荷载也可以简化为集中荷载。图2.4 梁、板的荷载计算围3. 构造的计算简图及计算跨度按照弹性理论计算混凝土连续梁、板就是将梁、板看成弹性匀质材料构件，其力的计算可以按构造力学的方法进展。
