第十二章 钢筋混凝土梁板结构

第十二章钢筋砼梁板结构一．概论二．整体式单向板梁板结构三．整体式双向板梁板结构四．整体式无梁楼盖五．装配式梁板结构（自学）六．整体式楼梯和雨篷(自学)梁板结构的定义梁板结构：简单地说，梁板结构指由梁和板共同组成的受力体系（骨架），广泛应用于屋盖、楼盖、楼梯和雨篷等处。其支承体系可为柱或墙体。屋盖：建筑上也叫屋顶，通常由防水层、（找坡层）、保温层、（找平层）和结构层组成，在结构概念上特指结构层。楼盖：建筑上也叫楼层，通常由面层、（找平层）、结构层、顶棚共同组成，在结构概念上特指结构层。小结：楼盖和屋盖在建筑概念上有所不同，而在结构概念上基本相同，因此可以统称为楼（屋）盖体系。楼盖（屋盖）楼（屋）盖的主要作用：承受楼面上的竖向荷载并传到竖向结构上；将水平荷载传递或分配到竖向结构；作为竖向结构的水平联系构件或支撑点。对楼盖的结构设计要求：强度：足以抵抗荷载作用下产生的内力。刚度：足以抵抗在荷载作用下产生的竖向和水平变形。连接可靠：通过构造要求和梁柱节点设计来予以保证。按施工方法分按结构型式分梁板结构的分类按施工方法分：现浇式、装配式、装配整体式现浇式：整体性好，抗震性强，防水性强适用范围：•布置口有特殊要求的各种楼盖，如多层厂房中需要布置重型机器设备或要求开设较复杂的孔洞；•抵抗动荷载作用的楼盖；•公共建筑的门厅部分、平面布置不规则局部楼盖、防水要求较高的楼盖（如卫生间、厨房等）；•高层建筑及抗震结构。装配式：楼板采用混凝土预制构件•优点：便于工业化生产，在多层民用建筑；多层工业厂房广泛应用。•缺点：整体性、抗震性、防水性较差，不便于开设孔洞，故对高层建筑有抗震设防要求的建筑及使用要求防水或开设孔洞的楼面不宜采用。按施工方法分：现浇式、装配式、装配整体式按结构形式分：肋梁楼盖、无梁楼盖（板柱结构）1.肋梁楼盖:由梁板组成的现浇楼盖称•组成：由板、次梁、主梁组成。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,板厚是梁高的一部分,故梁截面形状为T形,•板区格：板的四周支撑在次梁、主梁上，一般将四周由主、次梁支撑的板称为一个板区格。•分类:单向板肋梁楼盖双向板肋梁楼盖密肋楼盖井式楼盖密肋楼盖密肋楼盖密肋楼盖由薄板和间距较小（0.5~1m）的肋梁组成。板厚很小，梁高也较肋梁楼盖小，结构自重较轻。井式楼盖井式楼盖井字梁楼盖由双向板和交叉梁系(两个方向的梁截面相同)组成。能满足建筑物有较大空间的使用要求,受力合理,其截面高度明显低于单跨梁,可降低层高，宜用于跨度较大且柱网呈方形的结构。单向板肋梁楼盖双向板肋梁楼盖肋梁楼盖的传力路线：板－次梁—主梁－柱（墙）－基础。2、无梁楼盖：不设梁，而将板直接支承在柱上的楼盖无柱帽的无梁楼盖板直接支承于柱上，其传力途径是荷载由板传至柱或墙。结构高度小，净空大，楼板底面平整、支模简单，但楼板厚度大、用钢量较大，常用于仓库、商店等柱网布置接近方形的建筑。当柱网较小时(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的抗冲切能力。有柱帽的无梁楼盖肋梁楼盖组成：板（单向、双向）梁（次梁、主梁）单向板与双向板次梁与主梁.1受力特点肋形楼盖的板一般四边都有支承，板上的荷载通过双向受弯传到支座上，由于板是一个整体，弯曲时板在任意一点处的挠度在两个的竖向平面方向是相等的，因此，在短跨内曲率较大，弯矩也较大，在长跨的竖向平面内都相反。1.单向板：2.双向板：•设计：12/3ll12/ll121212/3://2llllll按单向板设计按双向板设计（按单向板设计，沿长边方向布置足够的构造钢筋）：按双向板设计《规范》规定：•l2/l1≥3时，按单向板设计；•l2/l1≤2时，按双向板设计;•2l2/l13时，宜按双向板设计；若按单向板设计时，沿长边方向应配置不少于短边方向25%的受力钢筋。两边对边支撑的板按什么设计计算？2.单向板的受力特点单向板上的荷载主要沿短边方向传递，沿长边方向传递的荷载很少，受力钢筋沿短边方向布置，长边方向只布置构造钢筋。荷载的传递路线是：板→次梁→主梁→柱或墙。可见，板的支座为次梁，次梁的支座为主梁，主梁的支座为柱或墙。二、整体式单向板梁板结构设计结构平面布置及确定基本尺寸计算简图结构最不利荷载组合连续梁、板按弹性理论方法的内力计算连续梁、板按塑性理论方法的内力计算单向板肋梁楼盖的截面设计与构造要求结构布置及确定基本尺寸结构布置梁板基本尺寸结构布置单向板肋梁楼盖结构平面布置通常有以下三种方案：主梁沿横向布置主梁沿纵向布置有中间走道柱网、梁格划分要注意：•尽量规整，布置越简单、整齐、统一，越能符合经济和美观的要求。•梁、板结构尽可能划分为等跨度，便于设计和施工。•主梁跨度范围内次梁根数宜为偶数，以使主梁受力合理。梁、板结构基本尺寸应根据结构承载力、刚度和裂缝控制等要求确定。单向板梁板结构尺寸建议如下：①单向板的经济跨度一般为2-3m；次梁的经济跨度一般为4-6m；主梁的经济跨度一般为5-8m。②梁、板一般不做刚度验算的最小截面尺寸为：板：h=(1/30—1/40)l板次梁：h=(1/12—1/18)l次梁主梁：h=(1/8—1/14)l主梁梁、板构件基本尺寸结构的荷载及其计算单元（一）作用在梁板结构上的荷载作用在梁板结构上的荷载包括：1.永久荷载：包括结构自重、地面及天棚（抹灰）、隔墙及永久性设备等荷载；2.可变荷载：包括人群、货物以及雪荷载、屋面积灰和施工活荷载等；可变荷载的分布通常是不规则的，在工程设计中一般折算成等效均布荷载；作用在板、梁上的活荷载在一跨内均按满跨布置，不考虑半跨内活荷载作用的可能性。各项荷载的分项系数和取值详见《荷载规范》。（二）荷载计算单元•单向板：除承受结构自重、抹灰荷载外，还要承受作用在其上的使用活荷载；通常取1m宽度作为荷载计算单元。•次梁：除承受结构自重、抹灰荷载外，还要承受板传来的荷载。计算板传来的荷载时，为简化计算，不考虑板的连续性，通常将连续板视为简支板，取宽度为次梁跨度的荷载带作为荷载计算单元。•主梁：除承受结构自重、抹灰荷载外，还要承受次梁传来的集中荷载。为简化计算，不考虑次梁的连续性，通常将次梁视为简支梁，以两侧次梁的支座反力作为主梁荷载；一般说来，主梁自重及抹灰荷载较次梁传递的集中荷载小得多，也可以简化为集中荷载。次梁板主梁板的负荷面积主梁集中荷载的负荷面积次梁的负荷面积次梁主梁柱1m次梁的间距结构的计算简图结构计算单元结构支承条件与折减荷载结构计算跨度结构计算跨数结构计算简图：计算模型：结构计算单元、支承条件、计算跨度和跨数荷载图示：荷载单元、荷载性质和形式、荷载位置及数值①板：与荷载计算单元相同——1m宽的矩形截面板②次梁：取翼缘宽度为次梁间距的T形截面带③主梁：取翼缘宽度为主梁间距的T形截面带结构计算单元配筋构造1）板的受力钢筋钢筋种类一般采用HPB300、HRB335常用直径6mm、8mm、10mm、12mm，负钢筋宜采用较大直径间距一般不小于70mm板厚h≤150mm时，不宜大于200mm板厚h150mm时，不宜大于1.5h，且不宜大于250mm弯起式锚固好，整体性好，节约钢筋，施工复杂分离式锚固较差，用钢量稍高，但施工方便（工程应用较多）钢筋弯钩板底钢筋：半圆弯钩，负钢筋：直钩（撑在底模上）弯起、截断一般按构造处理板相邻跨度相差超过20%或各跨荷载相差较大时，应按弯矩包络图确定板中受力钢筋配筋构造连续板受力钢筋两种配置方式上弯点距支座边缘的距离为ln/6，弯起角度一般为30°，h＞120㎜时，可为45°当q/g≤3时，a=ln/4当q/g＞3时，a=ln/3板在砌体墙上支承长度不宜小于120㎜，并大于板厚h伸入支座的跨中正弯矩钢筋，间距不应大于400㎜且截面积不得少于受力筋的1/3,下部纵向受力钢筋伸入支座的锚固长度不应小于5d.当连续板内温度、收缩应力较大时,伸入支座的锚固长度宜适当增加。其它说明：1当板厚＞120㎜且承受的动荷载较大时，不宜采用分离式配筋。2弯起钢筋直径不宜小于12mm，且每方向不宜少于3根。3为了方便施工，选择板内正、负筋时，一般宜使它们的间距相同而直径不同，通过调整钢筋直径来满足钢筋面积的要求，但钢筋直径不宜多于两种。2）构造钢筋:包括分布钢筋、垂直于主梁的附加负钢筋、垂直于承重墙的附加负钢筋、板角附加短钢筋板中分布钢筋构造要求位置与受力钢筋垂直，均匀布置于受力钢筋的内侧作用①浇筑混凝土时固定受力钢筋的位置②承受混凝土收缩和温度变化所产生的内力③承担并分布板上局部荷载产生的内力④对四边支承板，可承受在计算中未计及但实际存在的长跨方向的弯矩直径不宜小于6mm间距不宜大于250mm，集中荷载较大或露天构件，分布钢筋间距≤200mm。数量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%，且不宜小于该方向板截面面积的0.15%(≥15%As且≥0.15%bh。垂直于主梁的附加负钢筋数量：沿主梁方向每米不少于5根，直径不宜小于8㎜，且单位长度内的总截面面积不宜小于板中单位宽度内受力钢筋截面面积的1/3。垂直于墙的附加负钢筋：现浇楼盖周边与混凝土梁或混凝土墙整体浇筑的单向板,钢筋自梁边或墙边伸入板内的长度：≥l0/5（双向板中，≥l0/4)每米不少于58且其截面面积不宜小于板跨中相应方向纵向钢筋截面面积的1/3(≥As/3).嵌固在砌体墙内的现浇混凝土板，其上部与板边垂直的构造钢筋伸入板内的长度:≥l0/7板嵌入承重墙时的板面裂缝分布在板角部分，除因传递荷载使板在两个正交方向引起负弯矩外，由于温度收缩影响产生的角部拉应力，也促使板角发生斜向裂缝。板角附加短钢筋：沿板的受力方向配置的上部构造钢筋，每米不少于58且其截面面积不宜小于该方向跨中受力钢筋截面面积的1/3；沿非受力方向配置的上部构造钢筋，可根据经验适当减少。钢筋伸仪板内的长度从墙边算起不宜小于l0/4（短边跨度）。