第十一章-楼盖

第11章楼盖结构：在建筑物（构造物）中，能承受作用并具有适当刚度的由各连接部件有机组合而成的系统，俗称承重骨架。总体结构可以被分成水平分体系和竖向分体系。水平分体系（楼、屋盖）可通过抗弯来承受和传递竖向荷载，同时又通过横隔板作用，将水平荷载传给竖向分体系，并与竖向分体系及其构件有机地连接，形成共同作用的结构总体系。在结构设计时必须同时综合考虑水平分体系和竖向分体系的最佳搭配组合。11.1概述楼（屋）盖，是结构体系的平面部分，在结构中起着分割竖向空间、承担（传递）平面荷载的作用，一般支撑在墙体或柱子上。11.1概述一、单向板与双向板的定义21qqqEIlqEIlqf3845384540224011A。时，当。时，当。时，当。时，当%22.13/%78.983/%88.52/%12.942/201021010220102101022402401401214024014021llllllllqqlllqqqlllqEIM1022011lEIilEIi荷载按刚度分配。就近传递。3单向板：只在一个方向弯曲或主要在一个方向弯曲的板。双向板：在两个方向弯曲，且不能忽略任一方向弯曲的板。在工程上四边支承的板应按下列规定计算：1)当长边与短边长度之比不大于2.0时，应按双向板计算；2)当长边与短边长度之比大于2.0，但小于3.0时，宜按双向板计算（虽仍可按沿短边方向受力的单向板计算，但沿长边方向按分布钢筋配筋尚不足以承担该方向弯矩，应适当增大配筋量）；3)当长边与短边长度之比不小于3.0时，宜按沿短边方向受力的单向板计算，并应沿长边方向布置构造钢筋。431单向板又称梁式板包括三种情况：悬臂、对边支承、四边支承。5二、楼盖的结构类型1.按结构形式分类1）无梁楼盖6③无梁楼盖：板直接支撑在柱子上。优点：净空大，支模简单；缺点：用钢量大。2）双向板肋梁楼盖83）单向板肋梁楼盖次梁主梁104）单向密肋楼盖12135）井字楼盖（两方向梁高相等，有边梁支承）14②井式楼盖：两个方向梁的截面尺寸相同，梁无主次之分。适用柱网呈方形的结构。5）密肋楼盖：双向密梁。板厚小、梁高也小。用塑料模壳很好地解决了支模问题。5）双向密肋楼盖：和井字楼盖不同，无边支承梁。实心18196）现浇空心楼盖（中国工程建设标准化协会标准.CECS175:2004现浇混凝土空心楼盖结构技术规程）23基本概念适用于基础、阳台、雨篷、楼梯等，还可应用于蓄液池的底板、顶板、挡土墙及桥梁的桥面结构等。242.按预应力情况分类1）钢筋混凝土。2）预应力混凝土。适用于大跨度。3.按施工方法分类1)现浇混凝土结构：在现场原位支模并整体浇筑而成的混凝土结构。现浇式楼盖的整体性好、刚度大、抗震性能好、适应性强，遇到板的平面形状不规则或板上开洞较多的情况，更可显示出现浇式楼盖的优越性。但现浇式楼盖现场工程量大、模板需求量大、工期较长。2）装配式混凝土结构：由预制混凝土构件或部件装配、连接而成的混凝土结构。施工进度快、机械化、工厂化程度高、工人劳动强度小等优点，但结构的整体性、刚度均较差，在抗震区应用受限。现浇层25采用预制板，搁置在梁或墙体上。这种楼盖形式施工速度快，但整体性差，抵抗地震能力弱。3）装配整体式混凝土结构：由预制混凝土构件或部件通过钢筋、连接件或施加预应力加以连接，并在连接部位浇筑混凝土而形成整体受力的混凝土结构。兼有现浇式和装配式两种楼盖的优点，刚度和抗震性能也介于上述两种楼盖之间。3.按施工方法分类现浇层2611.2现浇单向板肋梁楼盖一、概述1.设计步骤1）平面布置并初步拟定构件尺寸；2）确定梁、板计算简图；3）梁、板内力分析；4）截面配筋及构造措施；5）绘制施工图。2.组成：板、次梁、主梁。无主梁27次梁主梁3.荷载传递途径竖向荷载板次梁主梁柱（墙）。板跨度取决于次梁间距；次梁跨度取决于主梁间距；主梁跨度取决于柱（墙）间距。11.1概述5现浇整体式楼盖结构内力分析方法弹性理论：有较大的安全储备。塑性理论：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。板和次梁：按塑性理论分析内力主梁：按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。现浇钢筋混凝土肋梁楼盖结构布置决定建筑物的各种作用力的传递路径，也影响到建筑物的竖向承重体系。不同的梁板结构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。二、结构布置1.应满足建筑功能要求，施工方便，受力传力明确，经济。2.柱网尽可能为方形、矩形，等跨，板厚、梁高统一。3.主梁尽可能布置在沿柱网短跨方向布置。不要布置在门、窗洞口上。主梁跨中次梁最好多于一根，使弯矩图平缓。30二、结构布置4.当等跨连续梁作用均布荷载时，因边支座为简支，第一跨跨中弯矩和第一内支座的负弯矩大于中间跨中和中间支座的弯矩。要使连续梁中弯矩分布均匀，结构布置时，可适当减小第一跨的跨度。等跨时可设置悬臂。5.集中荷载下，主要隔墙下，洞口边长大于800mm时设梁。6.注意有水房间板面标高。7.板的混凝土用量占整个楼盖的50-70%，尽量减小板厚。8.经济适用跨度：钢筋混凝土单向板1.5-3，双向板可达6m，主梁5-8m，一般不超过9m。大跨采用预应力混凝土。3111.2现浇单向板肋梁楼盖1单向板肋梁楼盖结构布置结构布置包括柱网、承重墙、梁和板的布置应综合考虑建筑功能、造价及施工条件等，合理确定结构的平面布置。根据工程实践，常用跨度为：单向板：（1.7~2.5）m，一般不宜超3m；次梁：（4~6）m；主梁：（5~8）m；①使用要求。如房间布置、设备、工艺等；②经济。较为经济的柱网尺寸为5～8m。单向板肋梁楼盖的结构平面布置对结构平面进行合理的布置，即根据使用要求，在经济合理、施工方便前提下，合理地布置板与梁的位置、方向和尺寸，布置柱的位置和柱网尺寸等。柱的布置：柱的间距决定了主、次梁的跨度，因此柱与承重墙的布置不仅要满足使用要求，还应考虑到梁格布置尺寸的合理与整齐，一般应尽可能不设或少设内柱，柱网尺寸宜尽可能大些。1、充分满足建筑功能要求2、尽量保证结构布置合理、造价经济根据经验，柱的合理间距，即梁的跨度，最好为：次梁4~6m，主梁5~8m。梁格的布置尽可能整齐划一、载荷传递直接；柱网的平面应布置成矩形或正方形为好。单向板肋梁楼盖的结构平面布置梁的布置：次梁间距决定了板的跨度，将直接影响到次梁的根数、板的厚度及材料的消耗量。从经济角度考虑，确定次梁间距时，应使板厚为最小值。据此并结合刚度要求，次梁间距即板跨一般取1.7~2.7m为宜，最大一般不超过3m。次梁为增加房屋的横向刚度，主梁一般沿横向布置较好，这样主梁与柱构成框架或内框架体系，使侧向刚度较大。主梁一般地，主梁和次梁不应搁置于门洞窗口上，否则应增设过梁。楼面有较大孔洞或安放有机器设备、悬吊设备等应设承重梁单向板肋梁楼盖的结构平面布置梁的布置：结构平面布置方案(a)主梁横向布置(b)主梁纵向布置(c)只布置次梁楼盖结构计算简图计算简图应按照尽可能符合结构实际受力情况和简化计算的原则，确定结构构件的计算简图，内容包括：支承条件的简化杠件的简化载荷的简化板和次梁的折算荷载为了考虑次梁或主梁的抗扭刚度对内力的影响，采用增大恒载，减小活载的办法，即：板次梁qgg21qq2114ggq34qq次梁抗扭刚度对板的影响2单向板肋梁楼盖按弹性理论方法计算结构内力楼盖结构计算简图板梁的荷载计算范围及计算简图楼盖结构简化计算楼盖结构的简化计算可以分为弹性理论计算和塑性理论计算弹性简化计算将混凝土梁、板视为理想弹性体，按结构力学的方法计算内力。塑性简化计算考虑材料的非理想弹性特征和构件的非理想弹性变形，及其带来的内力重分布。本章仅在单向楼盖计算中用到更偏于保守GB50010-2010：混凝土连续梁和连续单向板，可采用塑性内力重分布方法进行分析。重力载荷作用下的框架、框架-剪力墙结构中现浇梁以及双向板等，经弹性分析求得内力后，可对支座或节点进行适当调幅，并确定相应的跨中弯矩。楼盖结构弹性简化计算支承条件简化两个概念刚接铰接（铰支）节点可以传递弯矩。现浇框架结构节点一般为刚接节点可以沿着支撑点旋转变形，即不能传递弯矩铰支不能移动，但简支可以混合结构支承条件受梁柱的线刚度比的影响：若梁柱线刚度比不小于3，则可视为铰支；否则，应视为框架结构，主梁按框架梁计算。次梁的支承可视为连续铰支，但在计算载荷时做适当调整。线刚度：刚度与长度的比值。例如，梁/柱的线刚度为EI/L楼盖结构弹性简化计算杠件简化即板、梁的计算跨度和跨数的简化。几个符号表示的意义0l计算跨度nl净跨度xl板的较短边yl板的较长边对于5跨和5跨以内的连续梁(板)，跨数按实际考虑。对于5跨以上的等跨连续梁(板)一般仍按5跨连续梁(板)计算连续梁(板)各跨计算跨度不等但相差不超过10%时，仍可近似按等跨连续梁(板)计算计算跨度计算简图【计算模型（多跨连续梁）、跨度等参数、荷载情况等】2单向板肋梁楼盖按弹性理论方法计算结构内力(P34)（1）板1）计算单元：1m宽板带2）荷载：均布荷载3）连续梁：次梁、墙作为板的不动铰支座4）计算跨度：中间跨：边跨（边支座为砌体墙）：通常a为120mm边跨（边支座为梁）：2222nn0balbhll（2）次梁1）荷载范围：次梁左右各半跨板2）荷载：均布荷载恒载：次梁左右各半跨板自重、次梁自重活载：次梁左右各半跨板上活载2单向板肋梁楼盖按弹性理论方法计算结构内力（梁中到梁中的距离）blln0blln03）连续梁：时，认为主梁是次梁的不动铰支座，否则应取交叉梁系进行分析4）计算跨度：中间跨：边跨（边支座为砌体墙）：通常a为240mm8ii主次（3）主梁222025.1nn0balbll1）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2）荷载：集中荷载3）连续梁：当较小，可将柱作为主梁的不动铰支座框架：时，应考虑柱对主梁的转动约束作用4）计算跨度：与次梁相同，通常a为370mm柱i()()3iiii左梁右梁上柱下柱)2单向板肋梁楼盖按弹性理论方法计算结构内力（梁中到梁中的距离）blln02单向板肋梁楼盖按弹性理论方法计算结构内力连续梁、板的计算跨度(a)边跨(a)中间跨楼盖结构弹性简化计算作用简化根据《建筑结构载荷规范》规定除非有特别集中的载荷，一般可以按均布载荷考虑在进行简化计算时，一般在确定板传给次梁、由次梁传给主梁的载荷以及主梁传给柱（墙）的载荷时，忽略结构的连续性而按简支计算。另外主梁主要受集中力，自重可折算成集中力考虑。简化载荷折算在进行载荷计算时，一般要先画出计算简图。在确定肋梁楼盖的计算简图时，假定其支座为铰支承。而实际工程中，板与次梁、次梁与主梁皆为整体连接，因此，这种简化实质上是忽略了次梁对板、主梁对次梁在支承处的转动约束作用，更偏保守教材P35楼盖结构弹性简化计算作用简化简化载荷折算为了考虑支座约束对承载力的有利影响，在设计时采用折算载荷来替代实际载荷楼盖结构弹性简化计算作用简化简化载荷折算折算方法：增大恒载而相应地减小活荷载板和梁的折算荷载取值板2'2'qqqgg次梁qqqgg43'4'主梁：不调整但是，板或次梁搁在砖墙或钢梁上时，一般不作调整楼盖结构弹性简化计算作用简化最不利载荷组合简化载荷折算对于连续梁或单向板，载荷作用的特点是作用在某一跨内的载荷对邻跨有负影响（教材P35,11-8）,但对隔跨有正影响。出于对活荷载作用位置的可变性及各跨荷载相遇的随机性的考虑载荷最不利组合要考虑这种影响仅针对活载，无论何种情况恒载应按实际情况布置正：该跨布置活荷载+隔跨布置活荷载负：该跨无活荷载+邻跨布置活荷载跨中弯矩最大负弯矩：左右跨布活载+隔跨布置活荷载最大剪力：同上支座楼盖结构弹性简化计算不同跨布置活荷载时的内力图楼盖结构弹性简化计算最不利载荷组合根据上述法则，