01梁、板及楼盖体系

1梁、板及楼盖体系1.1板1.2梁1.3楼盖体系1梁、板及楼盖体系楼盖由梁板组成，是结构的一个重要组成部分楼盖布置（即梁、板布置）是否经济合理，对于工程造价有很大的影响。根据施工方法的不同，梁板结构可分为现浇结构；装配式结构；装配整体式结构。现浇楼盖体系的结构平面布置就是在建筑平面上进行梁、板的布置。1.1板板的分类单向板当板的边长之比L2/L1＞2时，板在长边L2方向所产生的弯矩将很小，可忽略不计。板上的荷载绝大部分沿短边传给梁或墙。双向板当板的边长比L2/L1≤2时，板将发生双向弯曲，板上的荷载沿两个方向传给梁或墙。单向板组成的肋形楼盖为单向板肋形楼盖。双向板组成的肋形楼盖为双向板助形楼盖。1.1板板的经济跨度板的内力主要是弯矩，弯矩的大小与跨度的二次方成正比；板的造价随内力增加而增大。单向板经济跨度为2~3m双向板经济跨度为3~5m1.1板板厚板是受弯构件，抗弯所需要的截面高度较小，可能引起较大的挠度，往往比弯矩更具有威胁性。极限挠度和极限裂缝常常发生在强度破坏之前，因此，挠度必须控制在跨度的1/200~1/300以内。对于普通的现浇楼盖的板、梁结构，一般在设计中很少考虑挠度，而避免繁琐的挠度计算。即对截面尺寸要有一定的控制，若板厚足够大而能保证刚度要求时，产生的挠度将可控制在要求的限值以内。只要选用的截面尺寸不小于一定限值，即可认为构件刚度足够，可不必进行挠度计算。1.1板板厚现浇整体式楼盖中，板厚根据满足刚度要求的高跨比条件，同时结合建筑物的使用要求来考虑。常用的板厚（l为板的短向跨度，mm）最小板厚（mm）简支连续构造最小厚度单向板1/30l1/40l屋顶60mm楼面80mm根据结构要求而定双向板1/40l1/50l悬臂板1/12l1.2梁分析方便、制作简单，故在中小跨度建筑中仍得到了大量的应用。截面尺寸应通过强度和变形计算确定。钢筋混凝土梁的强度计算包括正截面强度（M的作用）斜截面强度（M和Q的共同作用）钢梁和木梁的强度计算包括正应力剪应力变形计算主要是挠度的验算。1.2.1梁按材料分类单一材料石梁木梁钢梁组合材料钢筋混凝土梁预应力混凝土梁钢—钢筋混凝土组合梁(型钢混凝土梁)1.2.1梁按材料分类石梁古建筑中广泛应用。抗压强度很高，抗拉强度却很低，故石粱高度往往很大，极其笨重，而跨度却很小，使柱网尺寸受到限制，影响室内空间的使用。1.2.1梁按材料分类木梁在我国古代的庙宇、宫殿建筑中应用普遍。木材自重轻，抗拉、抗压强度均较高，因此，木梁比石梁截面小、跨度大，室内空间开阔，使用方便。木材防腐、防蛀、防火性能差，资源有限。现代胶合木（胶合板、胶合梁）结构具有良好的防腐、防蛀、阻燃的性能，且具有比普通木材更高的强度，并可充分利用木材资源，因而得到了较好的发展和应用。1.2.1梁按材料分类钢梁材料强度高、施工方便、适用范围广。尽管钢材容重较大，但由于材料强度高，所需截面尺寸较小，钢梁的自重比相同跨度混凝土梁要轻。防腐、防火性能较差,造价和维修费用较高。在房屋建筑中很少直接采用实腹钢梁，常常采用更为经济省料的其他结构型式。1.2.1梁按材料分类钢筋混凝土梁目前应用最为广泛的梁。利用混凝土受压，纵向钢筋及箍筋受拉，由纵向钢筋、箍筋和混凝土共同工作，整体受力。具有受力明确、构造简单、施工方便、造价低廉等优点。自重大。当跨度较大时，常受到挠度和裂缝宽度等控制条件的限制，跨度一般不超过12m。1.2.1梁按材料分类预应力混凝土梁大跨度结构和桥梁结构中广泛应用可部分地克服钢筋混凝土梁的缺点。在受拉区施加了预压应力并对梁进行了预起拱，可有效地控制梁的裂缝宽度和挠度；采用了高强混凝土和高强钢筋，可有效地节省材料、减轻结构自重。预应力混凝土梁的适用跨度一般可达18m、也有超过30m及更大跨度的工程实例。1.2.1梁按材料分类钢—钢筋混凝土组合梁（型钢混凝土梁）桥梁工程中较为常用，目前在房屋建筑中也开始应用，型钢和钢筋混凝土形成的共同受力的组合结构，充分利用了钢和混凝土的强度特点，因而具有较好的技术经济指标，具有钢结构延性好、重量轻的优点和混凝土结构优良的防火性能及耐久性。1.2.2梁按截面形式分类矩形截面普通梁扁梁工字形截面T形截面箱形截面梁薄腹梁双坡薄腹梁鱼腹梁空腹梁（蜂窝梁）石梁木梁钢梁钢筋混凝土梁预应力混凝土梁钢-钢筋混凝土组合梁1.2.3梁按支座约束条件分类单跨静定梁简支梁、悬臂梁单跨超静定梁一端固定、一端简支两端固定多跨静定梁多用于桥梁中多跨超定梁一般建筑中1.2.4梁的受力特性相同跨度、荷载条件下的不同截面高度石梁＞木梁＞钢筋砼梁＞钢梁悬臂梁＞单跨简支梁＞单跨超静定梁＞多跨超定梁充分利用材料强度的程度矩形梁＜工字型梁＜薄腹梁＜鱼腹梁1.3楼盖体系楼盖分类按体系主次梁体系交叉梁体系曲梁体系无梁体系常用形式钢结构多层或高层与平面形状有关1.3楼盖体系楼盖分类按材料木楼（屋）盖钢筋混凝土楼盖预应力钢筋混凝土楼盖钢-混凝土组合楼盖常用形式钢楼盖钢结构多层或高层钢结构平台或简易楼面木结构中或室内改造1.3楼盖体系楼盖分类钢筋混凝土楼盖现浇式楼盖按施工方法装配式楼盖装配整体式楼盖叠合式楼盖按梁系布置单向板肋梁楼盖双向板肋梁楼盖井格梁楼盖单向密肋楼盖双向密肋楼盖无梁楼盖1.3楼盖体系楼盖分类装配式屋盖按施工方法多层砌体多层框架装配整体式楼（屋）盖后张无粘结预应力钢筋混凝土楼（屋）盖预应力钢筋混凝土楼盖单层钢筋混凝土厂房大跨度多层框架高层建筑1.3楼盖体系楼盖体系的演变单板楼盖肋梁楼盖井式楼盖单向密肋楼盖双向密肋楼盖无梁楼盖无粘结预应力楼盖组合楼盖1.3.1现浇肋梁楼盖组成板主梁次梁主梁1.3.1现浇肋梁楼盖优点应用范围广；楼（屋）盖、筏片基础、水池壁板结构整体性好，节省材料；梁系布置灵活，能适应各种特殊要求。开洞、大荷载、不规则平面缺点结构高度大；主次梁规格多；施工支模复杂；需吊顶。1.3.1现浇肋梁楼盖结构布置确定承重墙和柱网的尺寸；根据房屋平面尺寸、使用荷载的大小、建筑的使用要求梁系布置；结构受力明确，传力路径简捷，规格少；主次梁跨度由墙或柱距确定；常用跨度次梁：4~6m，主梁：5~8m。板：3m左右1.3.1现浇肋梁楼盖结构布置常用截面尺寸类别项目梁高h/l板厚h/l常用跨度类别项目梁高h/l板厚h/l常用跨度肋梁楼盖主梁1/8~1/125~8次梁1/10~1/164~7单向板1/30~1/402~3悬挑构件板1/8~1/120.6~0.9双向板1/40~1/503~5梁1/6~1/81~31.3.1肋梁楼盖受力特点根据板的支撑条件和传力路径划分单向板肋梁楼盖荷载传递路径：板→次梁→主梁→柱（或墙）→基础→地基双向板肋梁楼盖荷载传递路径：板→主梁→柱（或墙）→基础→地基1.3.2井格梁楼盖特点肋梁楼盖的一种特例当房屋的建筑平面接近方形或柱网两个方向的尺寸接近相等，常将两个方向的梁做成不分主次、共同承受竖向荷载的等高梁，相互交叉形成井式楼盖。两个方向的粱共同工作，刚度较大；楼盖的板和粱在两个方向受力比较均匀，因而结构高度可以做得小些。常用于公共建筑的大厅中。1.3.2井格梁楼盖结构布置根据交叉梁系的交角正交、斜交根据梁轴线与建筑轴线的关系正放、斜放常用组合形式正交正放；正交斜放；三向交叉。1.3.2井格梁楼盖结构布置正交正放适用于正方形建筑平面或正方形柱网用于长方形建筑平面时，长短边之比不宜大于1.51.3.2井格梁楼盖结构布置正交斜放适用于建筑平面或长短边之比大于2.0时；梁跨度与平面长边无关；四角区域的短梁形成长梁的支座，楼盖四角上翘，角柱受拉。1.3.2井格梁楼盖结构布置三向交叉适用于三角形或六角形建筑平面1.3.2井格梁楼盖支承条件单跨四角柱支承周边柱支承周边墙支承多跨多点支承内柱与周边墙计算简图柱支承周边简支支承；周边固定支承；周边弹性支承。1.3.2井格梁楼盖受力特点精确分析——空间受力——有限元法近似计算——荷载分配法楼板按双向板计算；板上荷载就近传至最近的井格梁节点；两个方向的梁仅考虑竖向变形协调；忽略次要的转角变位；两个方向的梁在节点处由链杆相连。根据两个方向的梁的刚度和其交叉点挠度相同的条件计算每根梁所受的荷载及其相应的内力。1.3.2井格梁楼盖井格梁楼盖构造类别项目梁高或板厚h/lh/l常用跨度井格梁楼盖梁1/15~1/2010~20双向板1/40~1/503~51.3.3密肋楼盖定义梁肋间距小于1.5m时的楼盖适用范围跨度较大而梁高受限制中大跨度的公共建筑筒体结构体系的楼盖适用跨度：≤10m分类单向密肋楼盖双向密肋楼盖1.3.3密肋楼盖受力特点介于肋梁楼盖和无梁楼盖之间与肋梁楼盖相比，结构高度小，梁多而间距密；与无梁楼盖相比，节约材料、刚度较大、自重小施工支模复杂，工作量大可使用定型模壳钢模壳、玻璃钢模壳、塑料模壳；加气混凝土。1.3.3密肋楼盖单向密肋楼盖单向受力工作，肋相当于次梁，与单向板肋梁楼盖相似；肋密，间距小，承受的荷载小，截面尺寸小可以支模施工，也可以用砌、空心砖作为填充物浇注。1.3.3密肋楼盖单向密肋楼盖构造要求板的厚度应不小于50mm；肋间距不宜大于700mm；肋宽60~120mm；肋高肋支座构造肋的允许高跨比h/l普通混凝土轻混凝土简支1/201/17弹性支座1/251/201.3.3密肋楼盖双向密肋楼盖双向受力工作，与井格梁楼盖相似；肋密，间距小，承受的荷载小，截面尺寸小可以支模施工，也可以用砌体、空心砖及模壳作为填充物浇注。1.3.3密肋楼盖双向密肋楼盖构造要求板的厚度应不小于50mm；柱帽处设实心板；肋间距于600~1500mm；肋宽60~120mm；肋高1/17~1/20l1.3.3密肋楼盖塑料模壳肋距与模壳规格、柱网协调。1.3.4无梁平板楼盖未设置梁，将整个楼板直接支承在柱上，比肋形楼盖和井式楼盖的房屋净空高，采光通风条件好。适用于厂房、商场、车站、车库、冷库等建筑中。1.3.5无粘结预应力混凝土楼盖工艺无粘结筋挤压涂塑工艺；无粘结筋按设计要求铺设在模板内；浇注混凝土；混凝土达到设计强度后，张拉钢筋；工艺特色预应力筋与混凝土间无摩擦，张拉力完全靠锚具传递至构件混凝土；不需预留孔道、穿筋及灌浆等工序，操作简便，施工速度快；摩擦力小，容易弯曲成多跨曲线形状适用于需要复杂连续曲线配筋的大跨度楼（屋）盖1.3.5无粘结预应力混凝土楼盖特点施工造价比普通混凝土楼板高；有利于降低建筑物层高和减轻结构自重；改善结构的使用功能；在自重和准永久荷载的作用下楼板挠度很小，几乎不存在裂缝。楼板跨度增加可以减少竖向承重构件的布置，增加有效的使用面积，容易适应对楼层多用途、多功能的要求。节约钢材和混凝土。1.3.5无粘结预应力混凝土楼盖设计准则后张预拉力的大小由混凝土中所允许的弯曲拉应力决定；在恒荷载或恒荷载与活荷载的准永久部分共同作用下，结构不出现拉应力或出现很小的拉应力；在全部使用荷载作用下，结构容许出现一定数量的拉应力或裂缝，并验算结构的挠度使之满足规范要求；高应力区段，允许以普通钢筋来弥补强度的不足。1.3.5无粘结预应力混凝土楼盖跨高比限值确保在正常使用极限状态下，混凝土中的应力满足规定的抗裂等级的要求，有足够的承载力，挠度在允许值范围内。必须考虑挠度、抗冲切承载力、防火及钢筋防腐等要求。项目梁高或板厚h/l项目梁高或板厚h/l单向板1/40~1/45主梁1/15~1/20双向板1/40~1/45次梁1/20~1/25带托板的单向板1/45~1/50扁梁1/20~1/25周边梁