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1、 建筑结构建筑结构4.4 钢筋混凝土楼（屋）盖筋混凝土楼（屋）盖楼（屋）盖是建筑楼（屋）盖是建筑结构的重要构的重要组成部分。在建成部分。在建筑筑结构中，混凝土楼（屋）盖的自重和造价均构中，混凝土楼（屋）盖的自重和造价均占有占有较大比例。大比例。楼盖的功能：楼盖的功能：把楼盖上的把楼盖上的竖向荷向荷载传递给竖向构件向构件作作为双向双向结构构件的水平构构件的水平联系和支撑系和支撑把水平力把水平力传给竖向向结构或非配构或非配给竖向向结构构 建筑结构建筑结构优点：点：刚度大，整体性好度大，整体性好防水性好防水性好对不不规则平面的适平面的适应性性强；钢筋混凝土楼盖按施工方法分筋混凝土楼盖按施工方法分类，
2、可分，可分为：现浇式式装配式装配式装配整体式装配整体式缺点：缺点：费工、工、费模板模板施工工期施工工期长优点：点：施工施工进度快，度快，节省模省模板，工板，工业化程度高化程度高缺点：缺点：费工、工、费模板模板施工工期施工工期长兼有兼有现浇式和装配式的某些式和装配式的某些优缺点，主缺点，主要用于整体性要求要用于整体性要求较高的建筑高的建筑 建筑结构建筑结构按按结构形式可分构形式可分为单向板肋形楼盖向板肋形楼盖双向板肋形楼盖双向板肋形楼盖井式楼盖井式楼盖密肋楼盖密肋楼盖无梁楼盖无梁楼盖 建筑结构建筑结构现浇肋形楼盖肋形楼盖肋形楼盖由板、次梁、主梁肋形楼盖由板、次梁、主梁组成成每一区格的板一般四每一
3、区格的板一般四边均有支承，板上的荷均有支承，板上的荷载通通过双双向受弯向受弯传到四到四边支承的构件上。支承的构件上。 建筑结构建筑结构装配式楼盖装配式楼盖（1）横）横墙承重承重住宅、宿舍等建筑因其开住宅、宿舍等建筑因其开间不大，横不大，横墙间距距较小，可小，可采用横采用横墙承重，将楼板直接承重，将楼板直接搁置在横置在横墙上，上，这类布置布置方案楼盖横向方案楼盖横向刚度度较大。大。预制构件（板、梁）制构件（板、梁） 建筑结构建筑结构（2）纵墙承重承重教学楼、教学楼、办公楼、食堂等建筑因内部空公楼、食堂等建筑因内部空间要求要求较大，大，横横墙间距距较大，一般可采用大，一般可采用纵墙承重，承重，这类
4、布置方案布置方案结构平面布置灵活。构平面布置灵活。 建筑结构建筑结构（3 3）纵横横墙承重承重楼板一部分楼板一部分搁置在横置在横墙上，一部分上，一部分搁置在大梁上，而置在大梁上，而大梁大梁则搁置在置在纵墙上，上，这类布置方案称布置方案称为纵横横墙承重承重方案。方案。 建筑结构建筑结构（4 4）内框架承重）内框架承重楼板沿楼板沿纵向向搁置在大梁上，大梁一端置在大梁上，大梁一端搁置在置在纵墙上，另上，另一端一端则与柱整体相与柱整体相连，形成内框架。，形成内框架。这类布置方案常用布置方案常用于于仓库、商店等要求有、商店等要求有较开开阔平面的建筑。平面的建筑。 建筑结构建筑结构装配式楼盖的装配式楼盖的
5、连接接预制板灌缝及面层 (a)预制板灌缝；（b）预制板面层 建筑结构建筑结构板与支承板与支承墙（梁）的（梁）的连接接 建筑结构建筑结构现浇单向板肋形楼盖的向板肋形楼盖的计算算n结构布置构布置n荷荷载及及计算算单元元n计算算简图n结构的控制截面构的控制截面n荷荷载的最不利布置的最不利布置n塑性塑性计算理算理论塑性塑性铰的概念的概念 建筑结构建筑结构结构布置构布置n柱网和梁格柱网和梁格规整整n梁板跨度合理梁板跨度合理n主梁横向布置，提高房屋的整体横向主梁横向布置，提高房屋的整体横向刚度度次梁次梁主梁主梁柱柱板板板板次梁次梁主梁主梁跨度跨度23m46m58m 建筑结构建筑结构计算算单元元板板u支承条
6、件支承条件u荷荷载传递方式方式u计算算单元元u计算算简图 建筑结构建筑结构计算算单元元计算算简图板板次梁次梁主梁主梁u支承条件支承条件u板板传荷荷载u计算算简图 建筑结构建筑结构计算算单元元计算算简图板板次梁次梁主梁主梁u支承条件支承条件u所受荷所受荷载u计算算简图 建筑结构建筑结构双向板的荷双向板的荷载传递 建筑结构建筑结构双向板的荷双向板的荷载传递 建筑结构建筑结构结构的控制截面构的控制截面 建筑结构建筑结构活荷活荷载的最不利布置的最不利布置通常在高通常在高层结构里采用的是近似方法构里采用的是近似方法满跨布置，再跨布置，再对控制截面内力控制截面内力进行行调整整 建筑结构建筑结构塑性塑性计算
7、理算理论塑性塑性铰1 1、塑性、塑性铰的概念的概念2 2、塑性、塑性铰的特点的特点只能只能单向向转动，转动范范围有限；有限；在在转动时能能够传递一定的弯矩，即截面的极限弯矩一定的弯矩，即截面的极限弯矩Mu，不能不能传递大于大于Mu的弯矩；的弯矩；MuABCC 建筑结构建筑结构塑性塑性计算理算理论内力重分布内力重分布由于塑性由于塑性铰的出的出现，钢筋混凝土筋混凝土结构出构出现内力重分布内力重分布支座支座负弯矩降低，跨中正弯矩增大弯矩降低，跨中正弯矩增大内力重分布可减少梁的支座内力重分布可减少梁的支座处负筋配置，筋配置，有利于改善支座有利于改善支座处负筋筋拥挤的状况。的状况。 建筑结构建筑结构附加
8、横向附加横向钢筋布置筋布置 次梁与主梁次梁与主梁连接的配筋构造要求接的配筋构造要求 建筑结构建筑结构主次梁主次梁节点点处钢筋布置筋布置 次梁与主梁次梁与主梁连接的配筋构造要求接的配筋构造要求 建筑结构建筑结构钢筋混凝土楼梯筋混凝土楼梯n按施工方法：按施工方法：现浇整体式：整体式：结构构设计较灵活，整体性好灵活，整体性好装配式：装配式：制造工制造工业化程度高，施工速度快化程度高，施工速度快n按其按其结构形式：构形式：板式楼梯板式楼梯梁式楼梯梁式楼梯特种楼梯（螺旋板式楼梯和特种楼梯（螺旋板式楼梯和悬挑板式楼梯）挑板式楼梯） 建筑结构建筑结构图7.25 现浇楼梯形式 (a)板式楼梯；（b）梁式楼梯；
9、（c）螺旋板式楼梯；（d）悬挑板式楼梯 建筑结构建筑结构梁式整体预制楼梯 建筑结构建筑结构装配式悬臂楼梯 建筑结构建筑结构斜板：斜板：承受均布面荷承受均布面荷载作用，作用，两端支承在平台梁上两端支承在平台梁上平台板：平台板：平台梁：平台梁：承受楼梯斜板和平承受楼梯斜板和平台板台板传来的均布来的均布线荷荷载作用作用现浇板式楼梯的构造板式楼梯的构造 建筑结构建筑结构板式楼梯的配筋板式楼梯的配筋 建筑结构建筑结构平台板的两种支承方式平台板的两种支承方式 建筑结构建筑结构平台板配筋平台板配筋 建筑结构建筑结构踏步板：踏步板：两端支承在斜两端支承在斜梁上，按两端梁上，按两端简支的支的单向板向板计算算斜梁
10、：斜梁：两端支承在平台两端支承在平台梁上，按两端梁上，按两端简支的梁支的梁计算算平台梁：平台梁：两端支承在两端支承在墙体或框架梁上，按两端体或框架梁上，按两端简支梁支梁计算算平台板：平台板：现浇梁式楼梯的构造梁式楼梯的构造 建筑结构建筑结构斜梁的配筋斜梁的配筋 建筑结构建筑结构梁式楼梯平台梁的计算简图 （a）有双边梁时；（b）有单边梁时 建筑结构建筑结构一、基本原理一、基本原理1. 1. 钢筋筋砼的欠缺的欠缺跨度跨度5.2m简支梁，截面支梁，截面200450mm2，qk=10kN/m，gk=5kN/m。挠度达到度达到0.25mm开裂早（开裂早（仅在自重下就会开裂）；在自重下就会开裂）；不宜采用
11、高不宜采用高强材料（裂材料（裂缝宽度受限）；度受限）；不适不适应现代化大跨度的需要。代化大跨度的需要。4.4 4.4 预应力力钢筋混凝土的基本知筋混凝土的基本知识 建筑结构建筑结构2. 2. 预应力混凝土力混凝土在构件受荷在构件受荷载以前，以前，预先施加先施加压力使之力使之产生生预压应力。力。优点：点：充分利用了充分利用了钢筋抗拉筋抗拉强度和混凝土度和混凝土抗抗压强度高特性，减少用度高特性，减少用钢量，截量，截面小，自重面小，自重轻，适用于大跨，适用于大跨结构构在正常使用条件下，裂在正常使用条件下，裂缝小，耐久小，耐久性好性好预拱，使构件拱，使构件挠度减小，度减小，刚度大。度大。 建筑结构建筑
12、结构二、二、预加加应力的方法力的方法a.a.先先张法法张拉拉钢筋筋浇筑混凝土筑混凝土切断切断钢筋，混凝土筋，混凝土预压预应力由混凝土与力由混凝土与钢筋筋间的粘的粘结力来力来传递 建筑结构建筑结构二、二、预加加应力的方法力的方法b.b.后后张法法预应力由构件两端力由构件两端锚具具实现浇筑混凝土构件筑混凝土构件穿穿预应力力钢筋筋锚固固钢筋，孔道灌筋，孔道灌浆 建筑结构建筑结构先先张法法优缺点：缺点：构件采用工厂化的生构件采用工厂化的生产方式；方式；工序少，工工序少，工艺简单，质量容易保量容易保证；但只适用于生但只适用于生产中小型构件。如楼板，屋面板。中小型构件。如楼板，屋面板。后后张法法优缺点：缺
13、点：施工程序和工施工程序和工艺复复杂；需需专用用张拉拉设备，和特制，和特制锚具，用具，用钢量大；量大；但由于不需要固定的但由于不需要固定的张拉台座，可拉台座，可现场施工，施工，应用灵用灵活；活；适用于不便于运适用于不便于运输的大型构件。的大型构件。无粘无粘结预应力束力束 建筑结构建筑结构三、三、预应力力损失失锚固固损失失s s1111摩擦摩擦损失失s s1212温差温差损失失s s1313应力松弛力松弛损失失s s 1414混凝土收混凝土收缩、徐徐变引起的引起的损失失s s 1515凡是能使凡是能使预应力筋力筋产生生缩短的因素，都将引起短的因素，都将引起预应力力损失，失，主要有：主要有：锚具具
14、变形引起形引起预应力筋的回力筋的回缩、滑移、滑移在在预应力筋力筋张拉拉过程中，后程中，后张法法预应力筋与孔道力筋与孔道壁之壁之间的摩擦，先的摩擦，先张法法预应力筋与力筋与锚具之具之间以及以及折点折点处的摩擦，造成的摩擦，造成损失。失。先先张法中的法中的热养养护引起的温差引起的温差损失失长度不度不变的的预应力筋，在高力筋，在高应力的力的长期作用期作用下会下会产生松弛，会引起生松弛，会引起预应力力损失。失。 建筑结构建筑结构四、四、预应力力砼材料及材料及锚夹具具1.1.钢筋筋预应力力钢筋的筋的强度越高越好。度越高越好。为避免在超避免在超载情况下情况下发生脆性破断，生脆性破断，预应力筋力筋还必必须具
15、有一具有一定的塑性。同定的塑性。同时还要求具有良好的加工性能。要求具有良好的加工性能。对钢丝类预应力筋，要求具有低松弛性和与混凝土良好的粘力筋，要求具有低松弛性和与混凝土良好的粘结性能，通常采用性能，通常采用刻痕刻痕或或压波波方法来提高与混凝土方法来提高与混凝土粘粘结强度。度。刻痕刻痕钢丝螺旋肋螺旋肋钢丝钢绞线 建筑结构建筑结构要求采用高要求采用高强混凝土混凝土l可以施加可以施加较大的大的预压应力，提高力，提高预应力效率；力效率；l有利于减小构件截面尺寸，以适用大跨度的要求；有利于减小构件截面尺寸，以适用大跨度的要求；l具有具有较高的高的弹性模量，有利于提高截面抗弯性模量，有利于提高截面抗弯刚
16、度，度，减少减少预压时的的弹性回性回缩；l徐徐变较小，有利于减少徐小，有利于减少徐变引起的引起的预应力力损失；失；一般一般预应力混凝土构件的混凝土力混凝土构件的混凝土强度等度等级不低于不低于C30C30，当采用高，当采用高强钢丝时不低于不低于C40C40。2. 2. 混凝土混凝土 建筑结构建筑结构3. 3. 锚具和具和夹具具 建筑结构建筑结构张拉端拉端锚具具 建筑结构建筑结构集中固定端集中固定端锚具具分散固定端分散固定端锚具具 建筑结构建筑结构夹片式片式锚具具 建筑结构建筑结构外外观感感觉裂裂缝过宽：钢筋筋锈蚀导致承致承载力降低，力降低， 影响使用寿命影响使用寿命耐久性耐久性心理承受：不安全感
17、，振心理承受：不安全感，振动噪声噪声对非非结构构件的影响：构构件的影响：门窗开关，隔窗开关，隔墙开裂等开裂等振振动、变形形过大大对其它其它结构构件的影响构构件的影响影响正常使用：如吊影响正常使用：如吊车、精密、精密仪器器适用性适用性承承载能力极限状能力极限状态安全性安全性结构的构的功能功能钢筋混凝土构件的筋混凝土构件的变形和裂形和裂缝宽度度验算算 建筑结构建筑结构耐久性耐久性适用性适用性承承载能力极限状能力极限状态安全性安全性结构的构的功能功能钢筋混凝土构件的筋混凝土构件的变形和裂形和裂缝宽度度验算算正常使用极限状正常使用极限状态挠度、裂度、裂缝 建筑结构建筑结构受弯构件的受弯构件的变形形验算
18、算对于于弹性均性均质材料截面，材料截面，EI为常数，常数，M-f 关系关系为直直线。MyEcI0BsMfMcrMsk 对于于钢筋混凝土构件，筋混凝土构件，由于混凝土开裂、由于混凝土开裂、弹塑性塑性应力力-应变关系和关系和钢筋屈服筋屈服等影响，等影响，钢筋混凝土适筋筋混凝土适筋梁的梁的M-f 关系不再是直关系不再是直线，而是随弯矩增大，截面曲而是随弯矩增大，截面曲率呈曲率呈曲线变化。化。 建筑结构建筑结构受弯构件的受弯构件的挠度度变形形验算算由于由于挠度度计算算仅考考虑弯曲弯曲变形的影响，形的影响，实际上上还存存在一些剪切在一些剪切变形，因此按形，因此按最小最小刚度度计算的算的结果与果与实测结果
19、的果的误差很小。差很小。最大弯矩截面最大弯矩截面处的最小的最小刚度度Bmin计算原算原则 建筑结构建筑结构标准准组合合频遇遇组合合准永久准永久组合合用于正常使用极限状用于正常使用极限状态的的设计验算算可可变荷荷载组合系数合系数可可变荷荷载的准永久的准永久值系数系数可可变荷荷载的的频遇遇值系数系数 建筑结构建筑结构受弯构件的裂受弯构件的裂缝宽度度验算算在裂在裂缝出出现前，混凝土和前，混凝土和钢筋的筋的应变沿构件的沿构件的长度基本上度基本上是均匀分布的。是均匀分布的。当混凝土的拉当混凝土的拉应力达到抗拉力达到抗拉强度度时，首先会在构件最薄弱，首先会在构件最薄弱截面位置出截面位置出现第一条（批）裂第
20、一条（批）裂缝。裂裂缝出出现瞬瞬间，裂，裂缝截面位截面位置的混凝土退出受拉工作，置的混凝土退出受拉工作，应力力为零，而零，而钢筋拉筋拉应力力应力力产生突增生突增DsDss= ft /r r 建筑结构建筑结构由于由于钢筋与混凝土之筋与混凝土之间存在存在粘粘结，随着距裂，随着距裂缝截面距离的截面距离的增加，混凝土中又重新建立起增加，混凝土中又重新建立起拉拉应力力s sc，而，而钢筋的拉筋的拉应力力则随距裂随距裂缝截面距离的增加而减截面距离的增加而减小。小。当距裂当距裂缝截面有足截面有足够的的长度度 l 时，混凝土拉，混凝土拉应力力s sc增大到增大到ft，此，此时将出将出现新的裂新的裂缝。 建筑结
21、构建筑结构裂裂缝出出齐后，随着荷后，随着荷载的的继续增加，裂增加，裂缝宽度不断开展。度不断开展。裂裂缝的开展是由于混凝土的回的开展是由于混凝土的回缩，钢筋不断伸筋不断伸长，导致致钢筋与混凝土之筋与混凝土之间产生生变形差，形差，这是裂是裂缝宽度度计算的依据。算的依据。由于混凝土材料的不均匀性，裂由于混凝土材料的不均匀性，裂缝的出的出现、分布和开展、分布和开展具有很大的离散性，因此裂具有很大的离散性，因此裂缝间距和距和宽度也是不均匀的。度也是不均匀的。但大量的但大量的试验统计资料分析表明，裂料分析表明，裂缝间距和距和宽度的平均度的平均值具有一定具有一定规律性，是律性，是钢筋与混凝土之筋与混凝土之间粘粘结受力机理的受力机理的反映。反映。 建筑结构建筑结构钢筋直径越筋直径越细，裂，裂缝间距越小，裂距越小，裂缝宽度也越小度也越小这是控制裂是控制裂缝宽度的一个重要原度的一个重要原则。裂裂缝间距距统计公式：公式：
