第11章_现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖

第十一章现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖1.现浇钢筋混凝土单向板肋形楼盖的结构布置、计算简图；2.按弹性方法计算内力；3.塑性内力重分布及塑性铰的概念、按塑性方法计算内力、塑性方法的适用范围；4.单向板、次梁、主梁的计算要点及构造要求;5.现浇钢筋混凝土双向板肋形楼盖的受力特点、按弹性方法计算内力及构造要求;6.现浇钢筋混凝土梁式、板式楼梯的计算方法与构造要求。本章主要内容楼盖（屋盖）梁板结构梁及平板组成的受力体系，是土木工程中常见的结构形式11.1概述楼梯雨蓬地下室底板挡土墙将楼盖上的竖向力传给竖向结构将水平力传给竖向结构或分派给竖向结构作为竖向结构构件的水平联系和支撑在竖向力下满足承载力和刚度要求在楼盖自身水平面内有足够的水平刚度和整体性与竖向构件有可靠的连接，以保证竖向力和水平力的传递楼盖结构选型按施工方法，混凝土楼盖可分为：按预加应力，混凝土楼盖可分为：预应力混凝土楼盖用的最普遍的是无粘结预应力混凝土平板楼盖，当柱网尺寸放大时，它可有效减小板厚，降低建筑层高。现浇混凝土楼盖装配式混凝土楼盖装配整体式混凝土楼盖钢筋混凝土楼盖预应力混凝土楼盖1.现浇整体式楼盖全部构件现场整体浇注优点：刚度大，整体性好，抗震抗冲击性能好，防水性好，对不规则平面的适应性强，满足各种平面形状、设备和管道、各类荷载及施工条件等特殊要求。缺点：耗模量大、劳动强度高、工期长。2.装配式楼盖常用现浇梁、预制板安装而成。常用于多层民用建筑楼（屋）盖，荷载不大的多层工业厂房楼盖。优点：便于工业化生产，施工速度较快。缺点：整体性、防水性较差，不便在楼板上开洞。3.装配整体式楼盖在预制楼盖上整浇一层钢筋砼整浇层。优点：整体性、抗震性均较装配式楼盖好。缺点：造价较装配式楼盖高。按结构形式，现浇混凝土楼盖可分为：楼盖结构选型单向板肋梁楼盖双向板肋梁楼盖无梁楼盖密肋楼盖井式楼盖扁梁楼盖(a)单向板肋梁楼盖(b)双向板肋梁楼盖(c)井式楼盖(d)密肋楼盖(e)无梁楼盖(f)扁梁楼盖（1）肋梁楼盖：一般由板、次梁和主梁组成：其主要传力途径为板→次梁→主梁→柱或墙→基础→地基。肋梁楼盖的特点是用钢量较低，楼板留洞方便，但支模较复杂，肋梁楼盖是现浇楼盖中使用最普遍的一种。（2）井式楼盖：两个方向柱网及梁截面相同，由于两个方向受力的结构，梁的高度比肋梁楼盖小，故宜用于跨度较大且柱网呈方形的结构。（3）密肋楼盖：由于梁肋的间距小，板厚很小，梁高也较肋梁楼盖小，结构自重较轻，双向密肋楼盖近年来采用预制塑料模壳克服了支模复杂的缺点而应用增多。(4)无梁楼盖：板直接支点于柱上，其传力途径是荷载由板传至柱或墙。无梁楼盖的结构高度小，净空大，支模简单，但用钢量较大，常用于仓库、商店等柱网布置接近方形的建筑。当柱网较小（3~4m)，柱顶可不设柱帽；当柱网较大(6~8m)且荷载较大时，柱顶设柱帽以提高板抗冲切能力。1.单向板肋梁楼盖：构造简单、设计简便、施工方便、较为经济。广泛采用。2.双向板肋梁楼盖：成正方形或接近正方形，美观。公共建筑的门厅及楼盖中应用。3.无梁楼盖：顶面平坦、净空较大，但板厚、不经济。用于商场、书库、仓库和大型停车场等。主梁次梁板（一）单向板与双向板11.2现浇整体式单向板肋形梁楼盖单向板：荷载作用下，只在一个方向或主要在一个方向弯曲的板。双向板：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。《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)规定：（1）对两边支承的板，应按单向板计算。（2）对于四边支承的板时，应按双向板计算；时，宜按双向板计算；按沿短边方向受力的单向板计算时，应沿长边方向布置足够数量的构造钢筋；时，可按沿短边方向受力的单向板计算。注：－长边长度；－短边长度（一）单向板与双向板/2lb2/3lb/3lblb11.2现浇整体式单向板肋形梁楼盖单向板与双向板单向板肋形楼盖构造简单、施工方便；双向板肋形楼盖较单向板受力好、板的刚度好，但构造较复杂、施工不够方便。（一）单向板与双向板11.2现浇整体式单向板肋形梁楼盖确定结构计算简图并进行荷载计算确定结构布置方案，确定板厚和主、次梁的截面尺寸板、次梁、主梁分别进行截面配筋计算板、次梁、主梁分别进行内力计算12345根据计算和构造的要求绘制楼盖结构施工图11.2现浇整体式单向板肋形梁楼盖（二）单向板肋梁楼盖的设计基本设计步骤11.2现浇整体式单向板肋形梁楼盖（二）单向板肋梁楼盖的设计1）确定结构布置及梁板尺寸单向板肋形楼盖，楼面荷载的传递路径为：单向板→次梁→主梁或框架梁→柱或墙→基础→地基结构平面布置方案(a)主梁横向布置(b)主梁纵向布置(c)只布置次梁单向板肋梁楼盖布置方案结构布置包括柱网、承重墙、梁和板的布置柱网或墙的间距决定了主梁的跨度主梁的间距决定了次梁的跨度次梁的间距决定了板的跨度。11.2现浇整体式单向板肋形梁楼盖（二）单向板肋梁楼盖的设计1）确定结构布置及梁板尺寸11.2现浇整体式单向板肋形梁楼盖（二）单向板肋梁楼盖的设计1）确定结构布置及梁板尺寸布置原则满足房屋的正常使用要求不封闭的阳台、厨房间和卫生间的板面标高宜低于其他部位30-50mm一般梁高较小，增加了室内净高纵墙上可以开设较大窗洞，有利于通风中间有走道的砌体结构11.2现浇整体式单向板肋形梁楼盖（二）单向板肋梁楼盖的设计1）确定结构布置及梁板尺寸布置原则考虑结构是否受力合理①荷载传递要简洁，梁宜拉通，避免凌乱②主梁跨间最好不要只布置一根次梁，以减少主梁跨间弯矩的不均匀③尽量避免把梁，特别是主梁搁置在门、窗过梁上④在楼、屋面上有机器设备、冷却塔、悬挂装置等荷载比较大的地方，宜设置次梁⑤楼板上开有较大尺寸（大于800mm）的洞口时，应在洞口周边设置加劲的小梁11.2现浇整体式单向板肋形梁楼盖（二）单向板肋梁楼盖的设计1）确定结构布置及梁板尺寸布置原则考虑节约材料、降低造价、方便施工实践表明：由于楼盖中板的混凝土用量占整个楼盖混凝土用量的比例较大，因此一般板厚越薄，材料总消耗越少，造价也越经济。但板太薄会使挠度过大，且施工难以保证质量，所以板厚一般需规定其最小厚度梁的截面种类不宜过多，梁的布置尽可能规则，梁截面尺寸应考虑设置模板的方便，特别是采用钢模板时根据工程实践，常用跨度为：单向板：（1.7~2.5）m次梁：（4~6）m主梁：（5~8）m构件种类高跨比（）备注（表8-1）多跨连续次梁多跨连续主梁单跨简支梁1/18~1/121/15~1/101/14~1/8梁的宽高比（）一般为1/3~1/2，以50mm为模数单向板简支连续≥1/35≥1/40最小板厚：屋面板≥60mm民用建筑楼板≥70mm工业建筑楼板≥80mm双向板四边简支四边连续≥1/45≥1/50高跨比中的取短向跨度板厚一般宜为80mm≤≤160mm密肋板单跨简支多跨连续≥1/20≥1/25高跨比中的为肋高板厚：当肋间距≤700mm，≥40mm当肋间距700mm，≥50mm悬臂板≥1/12板的悬臂长度≤500mm，≥60mm板的悬臂长度500mm，≥80mm无梁楼板无柱帽有柱帽≥1/30≥1/35h≥150mm梁、板截面的常用尺寸b/hl/hl/hl/bhhhhhhhhhhl11.2现浇整体式单向板肋形梁楼盖（二）单向板肋梁楼盖的设计1）确定结构布置及梁板尺寸11.2现浇整体式单向板肋形梁楼盖（二）单向板肋梁楼盖的设计2）确定计算简图及进行荷载计算计算简图应表示梁、板的支座情况，各跨跨数以及荷载的形式，位置大小等。为减少计算工作量，结构内力分析时，通常不是对整个结构进行分析，而是从实际结构中选取有代表性的一部分作为计算的对象，称为计算单元。①计算单元②支座梁、板支承在砖墙或砖柱上时，可视为铰支座；当梁，板的支座与支承梁、柱整体连接时，为简化计算，仍可视为铰支座，并忽略支座宽度的影响。板，次梁、主梁均可简化为支承在相应的支座上的多跨连续梁。楼盖中，如果主梁的支座为截面较大的钢筋混凝土柱，当主梁与柱的线刚度比小于4时，以及柱的两边主梁跨度相差较大（大于10%）时，不能按铰支座考虑，而应按梁、柱视作框架来计算。主梁次梁板板计算简图次梁计算简图主梁计算简图米宽板带（从属面积）1属面积主梁从属面积次梁从①②③④⑤⑥11.2现浇整体式单向板肋形梁楼盖（二）单向板肋梁楼盖的设计2）确定计算简图及进行荷载计算板计算单元：1m宽度的板带以次梁为中间支座和以墙体为边支座的多跨连续梁荷载：板带自重（包括面层和粉刷）及板带上的均布活荷载次梁计算单元：次梁左右各半跨板以主梁为中间支座和以墙体为边支座的多跨连续梁荷载：次梁自重及其受荷面积上板传来的荷载主梁计算单元：主梁左右各半个主梁间距，次梁左右各半个次梁间距以柱为中间支座和以墙体为边支座的多跨连续梁荷载：主梁自重及次梁传来的集中荷载恒载g：结构自重，构造自重，永久设备。活载q：人群、家具、堆料、临时设备荷载分项系数恒载一般取1.2；活载取1.4；特殊情况下查阅规范。③荷载取值11.2现浇整体式单向板肋形梁楼盖（二）单向板肋梁楼盖的设计2）确定计算简图及进行荷载计算当跨差≤10%时，按等跨计算。④计算跨度和跨数各跨荷载相同，跨数超过五跨的等跨等截面连续梁，除两边第1、2跨外，所有中间各跨的内力十分接近，为简化计算，中间跨均以第三跨代表。对于超过五跨的多跨连续梁、板，可按五跨计算内力；不足五跨的，则按实际跨数计算。跨度跨数11.2现浇整体式单向板肋形梁楼盖（二）单向板肋梁楼盖的设计2）确定计算简图及进行荷载计算④计算跨度和跨数计算跨度跨长不一定等于计算跨度；计算跨度是指用于内力计算的长度。计算跨度的取值原则：（1）中间跨取支承中心线之间的距离；（2）边跨与支承情况有关。11.2现浇整体式单向板肋形梁楼盖（二）单向板肋梁楼盖的设计2）确定计算简图及进行荷载计算⑤折算荷载在确定计算简图中，认为连续板在次梁处，次梁在主梁处均为铰支座，没有考虑次梁对板，主梁对次梁转动的弹性约束作用；当板受荷发生弯曲转动时，将带动次梁产生扭转，次梁的抗扭刚度则将部分地阻止板自由转动，这就与理想的铰支座不同。此时板支座截面转角，相当于降低了板跨中的弯距值，类似的情况也发生在次梁和主梁之间。'次梁抗扭刚度对板的影响采用增大永久荷载和减小可变荷载的办法，以折算荷载代替实际荷载近似地考虑这一约束影响。板次梁qgg21qq2114ggq34qq注：当板、次梁按塑性计算时，则不折减；当板、次梁支承于砖墙或钢梁上时，则不调整；主梁一般不调整。11.2现浇整体式单向板肋形梁楼盖（二）单向板肋梁楼盖的设计2）确定计算简图及进行荷载计算⑤折算荷载11.2现浇整体式单向板肋形梁楼盖（二）单向板肋梁楼盖的设计3）板、梁的内力计算塑性计算法弹性计算法★弹性计算法ⅰ活荷载的最不利位置活荷载在不同跨间时的弯矩图和剪力图（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或最小正弯矩时，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。11.2现浇整体式单向板肋形梁楼盖（二）单向板肋梁楼盖的设计3）板、梁的内力计算★弹性计算法ⅰ活荷载的最不利位置11.2现浇整体式单向板肋形梁楼盖（二）单向板肋梁楼盖的设计3）板、梁的内力计算★弹性计算法ⅱ应用表格计算内力对于等跨连续梁（或连续梁各跨跨度相差不超过10%），可由附表8-1查出相应的内力系数，利用下列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：在集中荷载作用下：2212Mkglkql34Vkglkql56MkGlkQl78VkGkQ11.2现浇整体式单向板肋形梁楼盖（二）单向板肋梁楼盖的设计3）板、梁的内力计算★弹性计算法ⅲ内力包络图对于连续梁，活荷载作用位置不同，各控制截面的内力也不相同，按照前述活荷载最不利位置布置后，可画出各控制截面最不利内力时的内力图，将这些内力图在同一基线上画出，这些内力图的外包线就是内力包络图。内力包络图包括弯矩包络图和剪力包