现浇钢筋混凝土楼盖设计课件

第第1010章章现浇钢筋混凝土楼盖设计现浇钢筋混凝土楼盖设计钢筋混凝土平面楼盖钢筋混凝土平面楼盖 楼（屋）盖是建筑结构的重要组成部分。主要作用主要作用：承担竖向荷载并传递给竖向承重结构（构件）；承担竖向荷载并传递给竖向承重结构（构件）；把水平荷载传递或分配给竖向承重结构（构件）；把水平荷载传递或分配给竖向承重结构（构件）；作为竖向承重构件的水平连系或支撑。作为竖向承重构件的水平连系或支撑。楼盖分类：楼盖分类：按结构形式按结构形式：单向板肋梁楼盖单向板肋梁楼盖、双向板肋梁楼盖双向板肋梁楼盖、井井式楼盖式楼盖、密肋楼盖密肋楼盖和无梁楼盖无梁楼盖。10.1 10.1 楼盖的结构形式楼盖的结构形式(a)单向板肋梁楼盖单向板肋梁楼盖(b)双向板肋梁楼盖双向板肋梁楼盖楼盖分类：楼盖分类：按结构形式按结构形式：单向板肋梁楼盖单向板肋梁楼盖、双向板肋梁楼盖双向板肋梁楼盖、井井式楼盖式楼盖、密肋楼盖密肋楼盖和无梁楼盖无梁楼盖。(c)无无梁梁楼楼盖盖(d)密肋楼盖密肋楼盖10.1 10.1 楼盖的结构形式楼盖的结构形式楼盖分类：楼盖分类：按结构形式按结构形式：单向板肋梁楼盖单向板肋梁楼盖、双向板肋梁楼盖双向板肋梁楼盖、井井式楼盖式楼盖、密肋楼盖密肋楼盖和无梁楼盖无梁楼盖。(e)井式楼盖井式楼盖(f)扁扁梁梁楼楼盖盖10.1 10.1 楼盖的结构形式楼盖的结构形式肋梁楼盖肋梁楼盖 用梁将楼板分成多个区格，从而形成整浇的连续板和连续梁，因板厚也是梁高的一部分，故梁的截面形状为T形。这种由梁板组成的现浇楼盖由梁板组成的现浇楼盖，通常称为肋梁楼盖肋梁楼盖。随着板区格平面尺寸比的不同，又可分成单向板肋梁楼盖单向板肋梁楼盖和双向板肋梁楼盖双向板肋梁楼盖。肋梁楼盖组成：由板板、次梁次梁和主梁主梁组成。肋梁楼盖中的主梁可以是连续梁主梁可以是连续梁，也可以是也可以是与柱子构成框架结构的框架梁框架梁。不设梁，而将板直接支承在柱上的楼盖称为无梁无梁楼盖楼盖，无梁楼盖与柱构成板柱结构板柱结构，在柱的上端通常还设置柱帽。无梁楼盖无梁楼盖 将楼板划分成若干个正方形或接近正方形的小区格，两个方向的梁截面相同，不分主梁和次梁不分主梁和次梁，都是直接承受板传来的荷载，这种楼盖称为井式楼盖井式楼盖。井式楼盖的梁是以楼盖四周的柱或墙作为支承的，两个方向梁的相交点会产生一定数量的挠度，整个楼盖的变形类似一块很大的双向板整个楼盖的变形类似一块很大的双向板。井式楼盖井式楼盖长跨跨度L1与短跨跨度L2之比 L1/L2最好是不大于1.5。两个方向井字梁的间距23m较为经济,但不宜超过3.5m。l02l01楼板承受着竖向荷载，当板面较大时，可设梁将板划分成多个区格。每一板区格一般四边都有梁或墙支承着，对于两对边支承的板，竖向荷载将通过板的受弯传到两对边的支承梁或墙上.一、单向板和双向板荷载向两个方向传递的多少，将随着板区格的长边计算跨度l02与短边计算跨度l01的比值而变化。当l02/l01的比值较大时，板上的荷载主要沿l01方向传递给支承构件，而沿l02方向传递的荷载很少，以至可以略去。这种主要沿短跨受弯的板称单向板，又称梁式板。单向板的受这种主要沿短跨受弯的板称单向板，又称梁式板。单向板的受力钢筋应沿短向配置，沿长向仅按构造配筋。力钢筋应沿短向配置，沿长向仅按构造配筋。单向板单向板受力筋分布筋当l02/l01的比值较小时，沿长跨方向传递的荷载将不能略去，这种在两个方向受弯的板这种在两个方向受弯的板 称双向板称双向板。双向板双向板的受力钢筋应沿两个方向配置。的受力钢筋应沿两个方向配置。工程设计中：工程设计中：l02/l01 2时时 按按单向板设计；单向板设计；l02/l01 2时时 按按双向板设计。双向板设计。单向板单向板双向板双向板受力筋分布筋由双向板组成的楼盖称为双向板肋梁楼盖由单向板组成的楼盖称为单向板肋梁楼盖传力路线是：板传力路线是：板次梁次梁主梁主梁柱柱(墙墙)基础。基础。主梁主梁柱柱(墙墙)基础。基础。传力路线是：板传力路线是：板次梁次梁主梁主梁柱柱(墙墙)基础。基础。单向板肋梁楼盖的设计步骤为：单向板肋梁楼盖的设计步骤为：结构平面布置，并初步拟定板厚和主、次梁的截面尺寸；荷载计算；确定梁、板的计算简图；梁、板的内力计算；截面计算，配筋及构造处理；绘制施工图。10.2 10.2 单向板肋梁楼盖单向板肋梁楼盖一、结构平面布置一、结构平面布置 单向板肋梁楼盖中，次梁的间距决定了板的跨度次梁的间距决定了板的跨度，主梁的间距决定了次梁的跨度主梁的间距决定了次梁的跨度，柱距则决定了主梁的柱距则决定了主梁的跨度跨度。进行结构平面布置时，应综合考虑建筑功能、造价及施工条件等，合理确定梁的平面布置。对于平面尺寸不大的楼盖，可不设柱子，当需设柱时，柱网一般应布置成矩形或正方形，当需设柱时，柱网一般应布置成矩形或正方形，梁、板一般均应布置成等跨或接近等跨。梁、板一般均应布置成等跨或接近等跨。根据工程实践，单向板、次梁和主梁的常用跨度常用跨度为：单向板：单向板：1.71.72.5m2.5m，一般不宜超过3.0m（荷载较大时宜取较小值）；次次 梁：梁：4 46m6m；主主 梁梁：5 58m8m。uu肋形楼盖中，板的混凝土用量占整个楼盖的肋形楼盖中，板的混凝土用量占整个楼盖的肋形楼盖中，板的混凝土用量占整个楼盖的肋形楼盖中，板的混凝土用量占整个楼盖的50506060uu因此次梁间距一般不宜太大因此次梁间距一般不宜太大因此次梁间距一般不宜太大因此次梁间距一般不宜太大二、荷载二、荷载 楼盖上的荷载有恒荷载和活荷载两类恒荷载和活荷载两类。恒荷载恒荷载包括自重、构造层重、固定设备重等。活荷载活荷载包括人群、堆料和临时性设备等。三、单向板肋梁楼盖的内力计算三、单向板肋梁楼盖的内力计算-钢筋混钢筋混凝土凝土连续梁连续梁、板内力计算板内力计算 钢筋混凝连续梁、板的内力计算方法有：按弹性方法计算按弹性方法计算：有较大的安全储备有较大的安全储备；按塑性方法计算按塑性方法计算（按考虑内力重分布的方法计算）：内力分析与截面计算相协调，结果比较经济，但一般情况下结内力分析与截面计算相协调，结果比较经济，但一般情况下结构的裂缝较宽，变形较大。构的裂缝较宽，变形较大。按弹性方法计算时，梁、板的内力可按按弹性方法计算时，梁、板的内力可按结构力学结构力学中讲中讲述的方法计算。述的方法计算。板和次梁板和次梁：按塑性理论塑性理论分析内力。主主 梁梁 ：按弹性理论弹性理论分析内力。主梁为楼盖中的主要构件，要保证使用中有较好的性能。1 1计算简图计算简图（1 1）板的计算简图）板的计算简图板的长边方向没有内力，不用计算。计算时沿板的短边方向取沿板的短边方向取1m1m宽宽的板条。按弹性方法计算按弹性方法计算支承条件支承条件：板在现浇的钢筋混凝土次梁和砌体上的支承，均可简化成集中于一点的铰支承均可简化成集中于一点的铰支承，梁板能自由转动。梁板能自由转动。通常，板的刚度远小于次梁的刚度，次梁可作为单位板宽板带的通常，板的刚度远小于次梁的刚度，次梁可作为单位板宽板带的通常，板的刚度远小于次梁的刚度，次梁可作为单位板宽板带的通常，板的刚度远小于次梁的刚度，次梁可作为单位板宽板带的不动支座，故可单位板宽板带简化为不动支座，故可单位板宽板带简化为不动支座，故可单位板宽板带简化为不动支座，故可单位板宽板带简化为连续梁连续梁连续梁连续梁计算。计算。计算。计算。计算简图计算简图按弹性方法计算按弹性方法计算计算跨数：计算跨数：对连续板的某一跨来说，与其相邻两跨以外的其余跨上的荷载，对该跨内力的影响已很小，所以对于等刚度等刚度、等跨度（或跨差不超过等跨度（或跨差不超过10）的连续梁、板，当实际跨数超过五跨时，可简化为五跨计算，即所有中间跨的所有中间跨的内力和配筋均按第三跨内力和配筋均按第三跨的处理。的处理。1212334121233312123当板的跨数少于五跨时，则按实际跨数计算。当板的跨数少于五跨时，则按实际跨数计算。按弹性方法计算按弹性方法计算板计算跨度板计算跨度计算跨度：梁、板的计算跨度l。是指计算弯矩时所采用的跨间长度，该值与支座反力分布有关，即与构件的搁置长度a和构件的刚度有关。中间跨中间跨的计算跨度，就是支承中心线的计算跨度，就是支承中心线间的距离；间的距离；边跨边跨 连续板：连续板：l0ln+h/2+b/2 ln+a/2+b/2 h h为板厚，通常为板厚，通常a a为为120mm。按弹性方法计算按弹性方法计算（2 2）次梁的计算简图：）次梁的计算简图：取出一根次梁。支承条件：次梁在现浇的钢筋混凝土主梁和砌体上的支承，均可简化成集中于一点的铰支承。次梁所受荷载为两根次梁间的所有荷载(包括次梁自重和楼板传来的恒载和活荷载)。对于等刚度、等跨度（等刚度、等跨度（或跨差不超过或跨差不超过1010）的连续梁、板，）的连续梁、板，当实际跨数超过五跨时，可简化为五跨计算，当实际跨数超过五跨时，可简化为五跨计算，即所有中间所有中间跨的内力和配筋均按第三跨的处理。跨的内力和配筋均按第三跨的处理。按弹性方法计算按弹性方法计算次梁计算跨度次梁计算跨度中间跨中间跨的计算跨度，就是支承中心线间的距离；的计算跨度，就是支承中心线间的距离；边跨边跨：伸进边支座的计算长度可在伸进边支座的计算长度可在0.025ln1和和a2两者中取较小值。两者中取较小值。按弹性方法计算按弹性方法计算折算荷载折算荷载在计算简图中，把板在次梁上的支座及次梁在主梁上的支座假定为铰支承假定为铰支承，这样处理使计算和实际情况存在一定差异（？）（？），对此可用折算荷载折算荷载给予给予适当弥补适当弥补。考虑次梁抗扭对连续板内力的有利影响，通过增大恒荷载通过增大恒荷载并相应地减小活荷载的方式来修正并相应地减小活荷载的方式来修正，即计算连续板内力时，采用折算恒荷载g和折算活荷载q进行。连续板连续梁活荷载不利布置下，由于次梁对板活荷载不利布置下，由于次梁对板的约束，支座转角将减小，从而减的约束，支座转角将减小，从而减小跨中弯矩、增大支座负弯矩。小跨中弯矩、增大支座负弯矩。（3 3）主梁的计算简图：）主梁的计算简图：取出一根主梁。支承条件：支承条件：主梁支承于砖柱上，可视为铰支承主梁支承于砖柱上，可视为铰支承；与钢筋混凝土与钢筋混凝土柱现浇在一起时柱现浇在一起时，应根据梁和柱的抗弯线刚度比值而定，如果梁如果梁比柱的抗弯线刚度大很多比柱的抗弯线刚度大很多(如大于如大于5)，仍可将主梁视为铰支于钢筋，仍可将主梁视为铰支于钢筋混凝土柱上的连续梁进行计算，否则应按混凝土柱上的连续梁进行计算，否则应按框架梁框架梁设计。设计。主梁所受荷载包括主梁自重和次梁传来的荷载,次梁传来的荷载为集中荷载集中荷载，主梁自重为均布荷载,在计算时简化为作用于次梁位置处的集中荷载。主梁计算跨度同次梁。主梁计算跨度同次梁。荷载范围荷载范围：主梁左右各半个主梁间距，次梁左右各半个次梁间距。按弹性方法计算按弹性方法计算2活荷载不利布置和内力包络图 (1)(1)活荷载不利布置活荷载不利布置：活荷载是按一整跨为单位来改变其活荷载是按一整跨为单位来改变其位置的位置的，因此在设计连续梁、板时，应研究活荷载如何布置将使梁内某一截面的内力为最不利。按弹性方法计算按弹性方法计算活荷载不利布置的原则：活荷载不利布置的原则：1)求某跨某跨跨内最大正弯矩跨内最大正弯矩时，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某跨跨内最大负弯矩时(即最小弯矩)，该跨不应布置活荷载，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某支座截面最大剪力力，其活荷载布置与求该支座最大负弯矩时的布置相同。恒荷载应按实际情况分布恒荷载应按实际情况分布按弹性方法计算按弹性方法计算按弹性方法计算按弹性方法计算当活荷载不利布置明确后，等跨连续梁、板的内力可由附录D查出相应的弯矩及剪力系数，利用公式计算跨内或支座截面的最大内力：在均布及三角形荷载作用下：在均布及三角形荷载作用下：在集中荷载作用下：在集中荷载作用下：按弹性方法计算按弹性方法计算(2)(2)内力包络图内力包络图内力包络图由内力（恒内力包络图由内力（恒+活）叠合形成活）叠合形成承受均布荷载的五跨连续梁的弯矩包络图来说明，研究其中的第二跨。第二跨可能出现跨内弯矩最大(M2max)、跨内弯矩最小(M2min)、左支座截面弯矩最大 (-MBmax)、右支座截面弯矩最大(-MCmax)四种情况。各种最不利组合情况下弯矩图的外包线称为弯矩各种最不利组合情况下弯矩图的外包线称为弯矩包络图。包络图。按弹性方法计算按弹性方法计算支座弯矩和剪力的设计值支座弯矩和剪力的设计值由于计算跨度取至支承中心，忽略了支座宽度，故所得支座截面负弯矩和剪力值都是在支座中心位置的。板、梁、柱整浇时，支座中心处截面的高度较大板、梁、柱整浇时，支座中心处截面的高度较大，所以危险截面应在支座边缘，内力设计值应按支座边缘内力设计值应按支座边缘处确定处确定。按弹性方法计算按弹性方法计算剪力设计值均布荷载集中荷载弯矩设计值按简支梁计算的支座剪力设计值按简支梁计算的支座剪力设计值按弹性方法计算按弹性方法计算四、连续梁、板考虑内力重分布的设计四、连续梁、板考虑内力重分布的设计-按塑性理论塑性理论计算梁板内力 钢筋混凝土连续梁、板按弹性方法设计时，存在着两个主要问题：一是当计算简图和荷载确定以后，各截一是当计算简图和荷载确定以后，各截面间弯矩、剪力等面间弯矩、剪力等内力的分布规律始终是不变的内力的分布规律始终是不变的；二是；二是只要只要任何一个截面的内力达到其内力设计值时，就认为任何一个截面的内力达到其内力设计值时，就认为整个结构达到其承载能力整个结构达到其承载能力。事实上，钢筋混凝土连续梁、板是超静定结构，在其加载的全过程中，由于材料的非弹性性质，各截面间内力的分布规律是变化的，这种情况称为内力重内力重分布分布。另外，由于是超静定结构，即使连续梁、板中某个正截面的受拉钢筋达到屈服进入第阶段，整个结构还不是几何可变的，仍有一定的承载能力。由于内力重分布，超静定钢筋混凝土结构的实际超静定钢筋混凝土结构的实际承载能力往往比按弹性方法分析的高承载能力往往比按弹性方法分析的高，故按考虑内力按考虑内力重分布方法设计，可进一步发挥结构的承载力储备，重分布方法设计，可进一步发挥结构的承载力储备，节约材料，方便施工节约材料，方便施工；同时，研究和掌握内力重分布的规律，能更好地确定结构在正常使用阶段的变形和裂缝开展值，以便更合理地评估结构使用阶段的性能更合理地评估结构使用阶段的性能。实际上在构件强度计算时已经考虑了材料的塑性，如内力计算按弹性计算，两者不相协调。四、连续梁、板考虑内力重分布的设计 2 2钢筋混凝土超静定结构的内力重分布钢筋混凝土超静定结构的内力重分布为了阐明内力重分布的概念，试研究一两跨连续梁（跨中及跨中及支座截面配筋相同支座截面配筋相同）从开始加载直到破坏的全过程。荷载较小时，两个集中力引起的弯矩分布与弹性计算结果一致。按照受弯构件计算，该连续梁跨中及支座的极限弯矩Mu（承载力）为0.188Fl四、连续梁、板考虑内力重分布的设计当集中力增加至F F时中间支座及荷载作用点的弯矩分别是：MB=0.188FlM1=0.156Fl此时中间支座的弯矩已达到极限弯矩Mu=0.188Fl，按照弹性理论集中荷载集中荷载F F就是此梁所能承受就是此梁所能承受的最大荷载的最大荷载。实际上，F作用下连续梁没有丧失承载力，仅仅在支座形成了塑性铰。跨中截面还有0.188Fl-0.156Fl=0.032Fl的能力储备。MB=0.188FlM1=0.156Fl结构可以继续承担增加的荷载，只是继续加荷过程中，支座塑性铰处的弯矩值不再增加。梁梁从一次超静定连续梁转变成两从一次超静定连续梁转变成两根简支梁。根简支梁。四、连续梁、板考虑内力重分布的设计由于跨内截面承载力尚未耗尽，因此还可继续增加荷载，直至跨内截面1也出现塑性铰，梁成为几何可变体系而破坏。当加荷增量F=0.128F时，连续梁跨中截面弯矩为：于是，跨中也形成塑性铰，整个机构变成可变体系而告破坏。四、连续梁、板考虑内力重分布的设计MuB=0.188FlMu1=0.188FlM1=0.156FlMB=0.188Fl四、连续梁、板考虑内力重分布的设计从加载到破坏支座与跨中截面的弯矩变化过程钢筋混凝土超静定结构的内力重分布为两个过程：钢筋混凝土超静定结构的内力重分布为两个过程：第一过程发生在受拉混凝第一过程发生在受拉混凝土裂缝出现，到第一个塑土裂缝出现，到第一个塑性铰形成以前性铰形成以前，主要是由于结构各部分抗弯刚度比各部分抗弯刚度比值的改变值的改变而引起的内力重分布；第二过程发生于第一个塑第二过程发生于第一个塑性铰形成以后直到结构破性铰形成以后直到结构破坏，坏，由于结构计算简图的计算简图的改变改变而引起的内力重分布。显然，第二过程的内力重显然，第二过程的内力重分布比第一过程的大得多分布比第一过程的大得多。M1=0.156FlMB=0.188Fl四、连续梁、板考虑内力重分布的设计3 3用用弯矩调幅法弯矩调幅法设计连续梁、板设计连续梁、板(1)(1)弯矩调幅法的概念和计算的基本规定弯矩调幅法的概念和计算的基本规定 弯矩调幅法简称调幅法，它是在弹性弯矩的基在弹性弯矩的基础上础上，根据需要适当调整某些截面的弯矩值。适当调整某些截面的弯矩值。通常是对那些弯矩绝对值较大的截面弯矩进行调整，然后，按调整后的内力进行截面设计和配筋构造，是一种实用的设计方法。超静定混凝土结构考虑塑性内力重分布的实用计算方法截面弯矩的调幅用下式表示弯矩调幅系数；Me按弹性方法计算得的弯矩；Ma调幅后的弯矩。按弹性计算即调幅值为20.2支座下调的弯矩去哪里了？支座下调的弯矩去哪里了？支座下调的弯矩去哪里了？支座下调的弯矩去哪里了？这相当于在原来弹性弯矩图形上叠加上一个高度为的倒三角形此时跨度中点的弯矩改变成 按弯矩调幅法进行结构承载能力极限状态计算时，按弯矩调幅法进行结构承载能力极限状态计算时，应遵循的下述规定：应遵循的下述规定：1)钢材宜采用I、II级和III级热轧钢筋，宜采用强度等级为C20C45的混凝土；应满足0.1 0.35。2)截面的弯矩调幅系数不宜超过25；3）调幅后因其结构内力图形和正常使用状态的变化，应进行验算，或由构造措施加以保证；4)结构的跨中截面跨中截面弯矩值应取弹性分析所得的最不利弯矩值弹性分析所得的最不利弯矩值和按下式计算值按下式计算值中较大值较大值。5）任意计算截面的弯矩不宜小于简支弯矩的13；6)各控制截面剪力值按荷载最不利布置和调幅后的支座弯矩由静力平衡条件计算确定。从而保证结构构件有足够的抗剪能力。7）并且应注意，经过弯矩调幅以后，结构在正常使用极限状态结构在正常使用极限状态下不应出现塑性铰下不应出现塑性铰。(2)(2)用弯矩调幅法计算等跨连续梁、板用弯矩调幅法计算等跨连续梁、板（实用计算公式）实用计算公式）承受均布荷载时承受均布荷载时1)1)等跨连续梁、板各跨跨内及支座截面的弯矩等跨连续梁、板各跨跨内及支座截面的弯矩承受集中荷载时承受集中荷载时2)2)等跨连续梁剪力设计值等跨连续梁剪力设计值承受均布荷载时承受均布荷载时承受间距相同、大小相等的集中荷载时承受间距相同、大小相等的集中荷载时 虽然按考虑内力重分布的方法进行设计具有以上的种种优点，但并不是对所有钢筋混凝土超静定结构都能适用。考虑内力重分布的方法及有关规定考虑内力重分布的方法及有关规定不适用于以下情况：不适用于以下情况：1)1)使用阶段不允许开裂的结构；使用阶段不允许开裂的结构；2)2)结构重要部位的构件，要求可靠度较高的结构重要部位的构件，要求可靠度较高的构件（如主梁）；构件（如主梁）；3)3)直接承受动荷载作用的工业与民用建筑直接承受动荷载作用的工业与民用建筑；4)4)处于侵蚀性环境中的结构；处于侵蚀性环境中的结构；5)5)轻质混凝土结构及其他特种混凝土结构；轻质混凝土结构及其他特种混凝土结构；6)6)预应力结构和二次受力叠合结构。预应力结构和二次受力叠合结构。五、单向板肋梁楼盖的截面计算和构造五、单向板肋梁楼盖的截面计算和构造 1 1板的计算要点板的计算要点 (1)板的混凝土用量占全楼盖的一半以上，板厚应在满足建筑功能和方便施工的条件下，尽可能薄些。工程设计中一般取板厚为 一般屋面 h60mm；一般楼面 h60mm；工业房屋楼面h70mm。为了保证刚度，单向板的厚度尚不应小于跨度的为了保证刚度，单向板的厚度尚不应小于跨度的1 140(40(连续板连续板)、1 135(35(简支板简支板)以及以及1 112(12(悬臂板悬臂板)。单向板的常用配筋率为单向板的常用配筋率为(0.3(0.30.8)0.8)。(2)板的宽度较大而外荷载值相对较小，对于一般的工业与民用建筑的楼(屋)盖，仅混凝土就足以承担剪力，可不必进行斜截面可不必进行斜截面受剪承载力计算受剪承载力计算。(3)(3)连续单向板按考虑内力重分布计算，板连续单向板按考虑内力重分布计算，板带形成带形成拱形拱形破坏机构：破坏机构：支座截面在负弯矩作用下上部开裂，跨内则由于正弯矩的作用在下部开裂，这就使跨内和支座实际的中和轴成为拱形拱形。当板的周边具有足够的侧向刚度能提供水平推力，例如，各板区格的各板区格的四周四周有梁有梁时，水平推力将减小该板在竖向荷载作用下的截面时，水平推力将减小该板在竖向荷载作用下的截面弯矩。弯矩。对于那些四周四周都与梁整体连接的板区格，其弯矩设计值可减少20%。单向板肋梁楼盖中，当楼盖的四周支承在砌体上时，其内内区格板区格板的弯矩设计的弯矩设计值值(或纵向钢筋截或纵向钢筋截面面积面面积)可减少可减少2020。对于对于边区格板边区格板，它们三边与梁浇筑在一起，它们三边与梁浇筑在一起，角区格角区格板板仅两边与梁浇筑，故弯矩一律不予折减。仅两边与梁浇筑，故弯矩一律不予折减。2 2板的配筋构造板的配筋构造 (1)(1)板中受力钢筋：板中受力钢筋：配置板中受力钢筋需要解决的内容有：选定选定受力纵筋的直径、间距，明确配筋方式并确定弯受力纵筋的直径、间距，明确配筋方式并确定弯起钢筋的数量，以及钢筋的弯起和截断位置。起钢筋的数量，以及钢筋的弯起和截断位置。钢筋直径钢筋直径：受力钢筋一般采用I级钢筋，常用直径为6、8、10、12等。为便于施 工架立，板面板面配筋宜采用较大直径的钢筋，一般不小于8。钢筋间距钢筋间距：钢筋间距不小于70mm；当板厚h150mm，间距不应大于200mm；当板 厚h150mm时，间距不应大于1.5h，不应大于不应大于250mm250mm。钢筋的弯起钢筋的弯起：承受正弯矩的受力钢筋可以弯起1223以承担负弯矩，弯起角度一般为30o，当h120mm时，可采用45o。钢筋末端一般做成半圆弯钩(级钢筋)，但板的上部钢筋应做成直钩以便撑在模板上，这样在施工时有利于保持板的有效高度。下部伸入支座的钢筋至少要保留13跨内受力钢筋的截面面积，间距不得大于400mm。钢筋的截断钢筋的截断：跨内承受正弯矩的钢筋，当部分截断时，截断位置可取在距支座边ln10 处；支座承受负弯矩的钢筋，可在距支座边a处截断，取值为：当qg3时，a ln4 当qg 3时，a ln3 配筋方式：连续板中的受力钢筋可采用配筋方式：连续板中的受力钢筋可采用弯起式弯起式或或分离式分离式配筋配筋弯起式弯起式：配筋可先按跨内正弯矩需要，确定所需钢筋的直径和间距，在支座附近弯起1323，如钢筋面积不满足支座截面的需要，可另加直钢筋补充不足。弯起钢筋整体性好，钢筋用量少，但施工麻烦，目前已较少采弯起钢筋整体性好，钢筋用量少，但施工麻烦，目前已较少采用。用。分离式分离式配筋配筋 弯起式配筋与分离式相比，弯起式节约钢筋且钢筋的锚固较好；分离式配筋则对于设计时选择钢筋和施工备料都较简便，适用于不受震动的板和较薄的板。(2)(2)板中构造钢筋板中构造钢筋 1)分布钢筋分布钢筋：单向板除沿弯矩方向布置受力钢筋外，还要在垂直于受力钢筋的方向布置分布钢筋。分布钢筋的作用是：分布钢筋的作用是：浇筑混凝土时固定受力钢筋的浇筑混凝土时固定受力钢筋的位置；位置；抵抗收缩或温度变化所产生的内力；抵抗收缩或温度变化所产生的内力；承担承担并分布板上局部荷载引起的内力；并分布板上局部荷载引起的内力；对四边支承的单对四边支承的单向板，可承担在长跨板内实际存在的一些弯矩。向板，可承担在长跨板内实际存在的一些弯矩。单向板中单位长度上的分布钢筋，截面面积不宜小于单位宽度上受力钢筋截面面积的15%15%，且不宜小于该方向板截面面积的0.15%。直径不宜小于直径不宜小于6mm6mm，间距不宜，间距不宜大于大于250mm250mm。对于无防寒或隔热措施屋面板和外露结构，分布钢筋可适当加密。2)嵌入承重墙内的板面附加钢筋：嵌入承重墙内的板面附加钢筋：垂直于板跨度方向，有部分荷载将就近传给支承墙有部分荷载将就近传给支承墙，但由于墙的嵌固约束，也会产生一定的负弯矩；板角部分除荷载会引起负弯矩外，由于混凝土的干缩、温度变化等影响，由于混凝土的干缩、温度变化等影响，会引起拉应力会引起拉应力。这些计算中未曾考虑的因素，有时会引起沿墙边缘的裂缝或板角的斜向裂缝。沿承重墙边缘应在板面配置附加短钢筋：计算简图与实计算简图与实际情况不完全一际情况不完全一致致：板的短跨边支座为砖墙时，计算按简支考虑，但因承重墙的嵌固作用可能产生一定的负弯矩。3)主梁上的板面附加钢筋主梁上的板面附加钢筋 当现浇板的受力钢筋与梁肋平行时，靠近主梁梁肋附近的板面荷载将直接传递给主梁而引起负弯矩，引起板与梁相接的板面产生裂缝。故应沿主梁梁肋的板面配置每米不少于82008200的构造筋，其单位长度内的总截面面积应不小于板中单位长度内受力钢筋截面面积的13，伸出梁边长度不小于板计算跨度lo的14。3 3次梁的计算要点次梁的计算要点 次梁的跨度一般为46m，梁高为跨度为118112；梁宽为梁高的13l2，因梁与板整结在一起，故梁宽可取偏小值；纵向钢筋配筋率一般为0.61.5。在现浇肋梁楼盖中，板可作为次梁的上翼缘，在跨内正弯矩作用下，板位于受压区，故次梁的跨内截次梁的跨内截面应按面应按T T形截面计算形截面计算；在支座支座附近的负弯矩区段，板处于受拉区，仍应按矩形截面应按矩形截面计算纵向受拉钢筋。当次梁按考虑内力重分布方法设计时，不考虑支座处水平推力对弯矩的影响；调幅截面的相对受压区高度应满足x0.35h的限制。4 4次梁的构造要求次梁的构造要求 当梁各跨内和支座截面的配筋数量确定后，沿梁长纵向钢筋的弯起和截断，原则上应按弯矩及剪力包络图处理。但根据工程经验总结，对于相邻跨跨度相差不超过20，活荷载和恒荷载的比值qg3的连续次梁，可参照图布置钢筋。中间支座钢筋的弯起，第一排的上弯点距支座边缘为50mm；第二排、第三排上弯点距支座边缘分别为h和2h。5 5主梁的计算和构造要点主梁的计算和构造要点 (1)(1)主梁的跨度一般在主梁的跨度一般在5 58m8m为宜；梁为宜；梁高为跨度的高为跨度的1 121218 8。主梁除承受自重和直接作用在主梁上的荷载外，主要是次梁传来的集中荷载。为简化计算，也可将主梁的自重等均布可将主梁的自重等均布荷载化成集中荷载，其作用点与次梁的荷载化成集中荷载，其作用点与次梁的位置相同。位置相同。(2)(2)因梁板整体浇筑，故主梁跨内正弯矩所需纵筋应因梁板整体浇筑，故主梁跨内正弯矩所需纵筋应按按T T形截面计算，支座截面按矩形截面计算。形截面计算，支座截面按矩形截面计算。在主梁支座支座处，主梁与次梁截面的上部纵筋相互交叉重叠，致使主梁承受负弯矩的纵筋位置下移，梁的有效高度减小。所以计算主梁支座截面纵筋时，截面有效高度:单排钢筋时 h0=h-(5060)mm双排钢筋时 h0=h-(7080)mm(3)(3)主梁和次梁相交处，在主梁高度范围内主梁和次梁相交处，在主梁高度范围内受到次梁传来的集中荷载的作用受到次梁传来的集中荷载的作用 此集中力在主梁的局部长度上将引起法向应力和剪应力，此局部应力所产生的主拉应力可能使梁腹部出现斜裂缝。为了防止斜向裂缝出现而引起局部破坏，应在次梁两侧设置附加横向钢筋应在次梁两侧设置附加横向钢筋。附加横向附加横向钢筋钢筋附加横向钢筋应布置在长度为2h1+3b的范围内宜优先采用箍筋宜优先采用箍筋附加箍筋和吊筋的总截面附加箍筋和吊筋的总截面(4)因主梁所承受的荷载较大，当主梁支承当主梁支承在砌体上在砌体上，除应保证有足够的支承长度外(一般取支承长度不少于370mm)，还应进行还应进行砌体的局部受压承载力计算。砌体的局部受压承载力计算。(5)主梁纵向钢筋的弯起和截断，原则上主梁纵向钢筋的弯起和截断，原则上应按弯矩包络图确定。应按弯矩包络图确定。当l02/l01的比值较小时，沿长跨方向传递的荷载将不能略去，这种在两个方向受弯的板称双向板在两个方向受弯的板称双向板。双向板的受力钢筋应沿两个方向配置。10.3 10.3 双向板肋梁楼盖双向板肋梁楼盖双向板的内力计算双向板的内力计算 双向板的内力分析，与单向连续板一样，有两类计算方法：按弹性理论计算法按弹性理论计算法：将钢筋混凝土双向板视为匀质弹性 体，按弹性理论计算内力；按塑性理论计算法按塑性理论计算法：考虑钢筋混凝土塑性变形影响。当板厚远小于板短边边长的130，且板的挠度远小于板的厚度时，双向板内力可按弹性薄板理论计算。为了工程应用，对六种支承情况六种支承情况的矩形板根据弹性薄板理论，制成表格。计算时，只须根据实际支承情况、荷根据实际支承情况、荷载情况及短长跨的比值载情况及短长跨的比值，查出弯矩系数查出弯矩系数，便可按下式算得有关弯矩。m=表中系数ql012m-跨中和支座单位板宽内单位板宽内的弯矩设计值(kN.m/m);按弹性理论计算按弹性理论计算单跨双向板按弹性理论的实用计算方法单跨双向板按弹性理论的实用计算方法六六种种支支承承情情况况多跨连续双向板按弹性理论计算是很复杂的，为了简化计算，多跨连续双向板按弹性理论计算是很复杂的，为了简化计算，在设计中都是采用在设计中都是采用简化的实用计算法。简化的实用计算法。以单跨板内力计算为基础。以单跨板内力计算为基础。尽量利用单跨板的内力计算表尽量利用单跨板的内力计算表格。格。假定假定：支承梁的抗弯刚度很大，其竖向变形可略去不计，：支承梁的抗弯刚度很大，其竖向变形可略去不计，同时假定抗扭刚度很小，可以转动。同时假定抗扭刚度很小，可以转动。适用条件适用条件：同一方向相邻最小跨度与最大跨度之比大于：同一方向相邻最小跨度与最大跨度之比大于0.750.75的的 多跨连续双向板。多跨连续双向板。活荷载应考虑不利位置布置。活荷载应考虑不利位置布置。多跨连续双向板多跨连续双向板 双向板肋梁楼盖支承梁的设计双向板肋梁楼盖支承梁的设计对双向板支承梁，由塑性铰线划分的板块范围就是双向板支承梁的负荷范围。支承梁的计算简图为：双向板肋梁楼盖支承梁的设计双向板肋梁楼盖支承梁的设计支承梁的内力计算方法：弹性法、塑性法弹性法计算时弹性法计算时：荷载等效转化为矩形均布荷载。荷载等效转化为矩形均布荷载。等效原则：支座弯矩相等。等效原则：支座弯矩相等。10.10 10.10 楼梯的计算与构造楼梯的计算与构造 楼梯是多层、高层建筑的重要组成部分，是房屋建筑的竖向通道。目前，绝大多数多层、高层建筑均采用钢筋混凝土楼梯，它是一种斜向搁置的钢筋混凝土梁板结构。一、一、一、一、楼梯的几种结构形式楼梯的几种结构形式楼梯的几种结构形式楼梯的几种结构形式 楼梯按施工方法施工方法的不同可分为装配式楼梯装配式楼梯和现浇式楼梯现浇式楼梯。按平面布置平面布置分为：单跑楼梯单跑楼梯、双跑楼梯双跑楼梯、三跑楼梯三跑楼梯、螺螺旋楼梯旋楼梯、剪刀式楼梯剪刀式楼梯等；按结构形式和受力特点结构形式和受力特点楼梯形式可分为板式板式、梁式梁式、悬悬挑挑(剪刀剪刀)式式和螺旋式螺旋式，前两种属于平面受力体系，后两种则为空间受力体系。悬挑楼梯悬挑楼梯板式楼梯板式楼梯梁式楼梯梁式楼梯 螺旋楼梯螺旋楼梯 板式楼梯是由梯段板梯段板、平台板平台板和平台梁平台梁组成。梯段板是一块带踏步的斜板，斜板支承于上、下平台梁上，底层下端支承在地垄墙上。板式楼梯的优点是梯段板下表面优点是梯段板下表面平整，支模简单平整，支模简单；其缺点是梯段板跨度较大时，斜板厚度缺点是梯段板跨度较大时，斜板厚度较大，结构材料用量较多较大，结构材料用量较多。因此板式楼梯适用于可变荷载较小、梯段板跨度一般不大于梯段板跨度一般不大于3m3m的情况。梁式楼梯是由踏步板踏步板、梯段斜梁梯段斜梁、平台板平台板和平台梁平台梁组成。踏步板支承于梯段斜梁上，梯段斜梁支承于上、下平台梁上，斜梁可位于踏步板的下面或上面。当梯段板水平方向的跨度跨度大于大于3.0 m3.3 m时，采用梁式楼梯较为经济时，采用梁式楼梯较为经济，其缺点是施工缺点是施工时支模比较复杂，外观也显得笨重。时支模比较复杂，外观也显得笨重。二、二、板式楼梯的设计方法及构造板式楼梯的设计方法及构造荷载传递路线荷载传递路线荷载传递路线荷载传递路线：荷载梯段板（平台板）平台梁结构简化结构简化结构简化结构简化：梯段板简支与平台梁上，为简支斜板，再简化成水平梁。平台梁简支于横墙上，简化为简支梁。平台板为四边支承的单区格板，视实际情况简化。内力计算内力计算 板式楼梯的内内力力计计算算包包括括梯梯段段板板、平平台台板板和和平平台台梁的内力计算。梁的内力计算。1)1)梯段板梯段板 梯梯段段板板和和平平台台板板都都支支承承于于平平台台梁梁上上，为为简简化化计计算算，通通常常将将梯梯段段板板和和平平台台板板分分开开计计算算，近近似似地地按按斜斜向向简简支支梁梁计算。计算。考虑到梯段板、平台梁和平台板的整体性，并非理想铰接，设计中跨中截面最大弯矩跨中截面最大弯矩一般取为：板的跨中配筋按计算确定，考虑到斜板与平台梁及平台板的整板的跨中配筋按计算确定，考虑到斜板与平台梁及平台板的整体性，斜板的两端应按构造设置承受负弯矩作用的钢筋，体性，斜板的两端应按构造设置承受负弯矩作用的钢筋，设设置负筋的范围不得小于置负筋的范围不得小于l l/4/4的长度的长度，负筋数量一般取负筋数量一般取跨中截面配筋的跨中截面配筋的1/21/2，在梁或板中的锚固长度不小于，在梁或板中的锚固长度不小于30d，在垂直受力筋的方向设置分布筋，通常在每个踏步下放置在垂直受力筋的方向设置分布筋，通常在每个踏步下放置16或或 6250。2)2)平台板平台板 平台板一般为单向板，其一边与平台梁连接，另一边与过梁连接或支承于墙上。当另一边与过梁连接时，取跨中弯矩 ，当另一边支承于墙上时，取跨中弯矩 。3)3)平台梁平台梁 与普通梁相同。梁式楼梯梁式楼梯内力计算内力计算梁梁梁梁式式式式楼楼楼楼梯梯梯梯的的的的内内力力计计算算包包括括踏踏步步板板、梯梯段段斜斜梁梁、平平台台板板和和平平台梁的内力计算。台梁的内力计算。1)1)1)1)踏步板踏步板踏步板踏步板踏踏踏踏步步步步板板板板是是是是由由由由斜斜斜斜板板板板和和和和踏踏踏踏步步步步组组组组成成成成，从从从从梯梯梯梯段段段段板板板板中中中中取取取取出出出出一一一一个个个个踏踏踏踏步步步步板板板板作作作作为为为为计计计计算算算算单单单单元元元元，踏踏踏踏步步步步板板板板为为为为梯梯梯梯形形形形截截截截面面面面(计计计计算算算算时时时时可可可可按按按按截截截截面面面面面面面面积积积积相相相相等等等等的的的的原原原原则则则则折折折折算算算算为为为为等等等等宽宽宽宽度度度度的的的的矩矩矩矩形形形形截截截截面面面面)，近近近近似似似似按按按按简简简简支支支支在在在在斜斜斜斜梁梁梁梁上上上上的的的的单单单单向板计算向板计算向板计算向板计算。2)2)2)2)梯段斜梁梯段斜梁梯段斜梁梯段斜梁梯梯梯梯段段段段斜斜斜斜梁梁梁梁承承承承受受受受由由由由踏踏踏踏步步步步板板板板传传传传来来来来的的的的均均均均布布布布荷荷荷荷载载载载和和和和自自自自重重重重，其其其其计计计计算算算算原原原原理理理理同同同同板式楼梯中的梯段斜板板式楼梯中的梯段斜板板式楼梯中的梯段斜板板式楼梯中的梯段斜板。3)3)3)3)平台板与平台梁平台板与平台梁平台板与平台梁平台板与平台梁梁梁梁梁式式式式楼楼楼楼梯梯梯梯的的的的平平平平台台台台板板板板和和和和平平平平台台台台梁梁梁梁的的的的计计计计算算算算与与与与板板板板式式式式楼楼楼楼梯梯梯梯的的的的计计计计算算算算基基基基本本本本相相相相同同同同，不不不不同同同同的的的的是是是是梁梁梁梁式式式式楼楼楼楼梯梯梯梯的的的的平平平平台台台台梁梁梁梁除除除除承承承承受受受受平平平平台台台台板板板板传传传传来来来来的的的的均均均均布布布布荷荷荷荷载载载载和和和和平平平平台台台台梁梁梁梁自自自自重重重重外外外外，还还还还承承承承受受受受梯梯梯梯段段段段斜斜斜斜梁梁梁梁传传传传来来来来的的的的集集集集中中中中荷荷荷荷载载载载，其其其其计计计计算算算算简简简简图如图所示。图如图所示。图如图所示。图如图所示。梁式楼梯梁式楼梯内力计算内力计算踏步板计算截面平台梁计算简图荷载传递路线荷载传递路线荷载传递路线荷载传递路线：荷载踏步板斜梁（平台板）平台梁荷载踏步板斜梁（平台板）平台梁结构简化结构简化结构简化结构简化：踏步板简支与斜梁上，为简支板；：踏步板简支与斜梁上，为简支板；斜梁简支与平台梁上；斜梁简支与平台梁上；平台梁简支于横墙上，简化为简支梁；平台梁简支于横墙上，简化为简支梁；平台板为四边支承的单区格板，视实际情况简化。平台板为四边支承的单区格板，视实际情况简化。