建筑结构与识图第三章_混凝土楼屋盖

化学工业出版社第3章混凝土楼（屋）盖结构基本构件受弯构件受压构件受扭构件梁、板等柱、刚性基础等边梁、雨篷阳台等受拉构件桁架下弦杆等预应力构件3.1混凝土梁、板构件基础知识3.1.1板的一般构造截面形状板常用矩形、T形、槽形、空心板和倒L形等对称和不对称截面1.板的厚度板的构造要求单向板：35/0lh且≥60mm。多跨连续板:40/0lh悬挑板:12/0lh双向板：50/0lhh分布钢筋受力钢筋单向板：两对边受力的板。双向板：四边或三边或相邻两边受力的板。0l—板的计算跨度。0l2.板的支承长度现浇板搁置在砖墙上：h且≥120mm。预制板：≥100mm。搁置在砖墙上≥80mm。搁置在砼梁上3.板的配筋a.受力钢筋承受拉力计算确定sA受力钢筋分布钢筋分布钢筋受力钢筋cA@直径:ø8~12mm,HPB235或HRB335mmmmhmmhmmmmh70@2505.1@,150200@,150且且间距：混凝土保护层厚度c：P31弯起钢筋：弯起角度300纵向受力钢筋的外表面到截面边缘的垂直距离有三个作用：保护纵向钢筋不被锈蚀；在火灾等情况下，使钢筋的温度上升缓慢；使纵向钢筋与混凝土有较好的粘结。cssAA%15.0%15且250@6且b.分布钢筋固定受力筋位置；均匀受力；阻止砼开裂。s—分布钢筋的配筋率梁常用矩形、T形、I字形、槽形、空心板和倒L形梁等对称和不对称截面3.1.2梁的一般构造要求截面形状h＝250、300、350、750、800、900、1000mm等尺寸。800mm以下的级差为50mm，以上的为l00mm。矩形截面梁：h/b一般取2.0～3.5；T形截面梁：h/b一般取2.5～4.0截面尺寸梁的构造要求hb一般取为100、120、150、200、250和300mm，300mm以下的级差为50mm。支承长度≥240mm。搁置在砖墙上≥180mm。搁置在砼梁上②,③⑤④④箍筋dmm&25@⑤架立筋③弯起钢筋②弯起钢筋①纵向受力钢筋mmdmmhmmdmmh8,30010,300mmdmlmmdmlmmdml12,610,6~48,460,80045,800mmhmmh梁的钢筋①②③⑤④a.纵向受力钢筋计算确定sA直径：d=10~25mm间距:根数和层数:保护层厚度:25dh0d25dd301.5dhash0dhdddash0dhdddas25dh0d25dd301.5dhasb.弯起钢筋计算确定承受剪力和弯矩引起的主拉力，固定纵向筋固定箍筋，形成钢筋骨架c.箍筋计算确定，并满足构造要求d.架立钢筋构造确定作用：减小梁腹部裂缝宽度e.纵向构造钢筋（当腹板高450mm时）构造确定梁腹板高度大于等于450mm时，侧面沿高度每隔200mm设纵向构造筋，直径大于等于10mm。枣核状裂缝材料选择1）混凝土强度等级，梁、板常用的混凝土强度等级是C20、C30、C40。2）钢筋强度等级及常用直径，梁中纵向受力钢筋宜采用HRB400级或RRB400级(Ⅲ级)和HRB335级(Ⅱ级)，常用直径为12mm、14mm、16mm、18mm、20mm、22mm和25mm。根数最好不少于3(或4)根。3）梁的箍筋宜采用HPB235级(Ⅰ级)、HRB335(Ⅱ级)和HRB400(Ⅲ级钢筋)级的钢筋，常用直径是6mm、8mm和10mm。4）板的分布钢筋：当按单向板设计时，除沿受力方向布置受力钢筋外，还应在垂直受力方向布置分布钢筋。分布钢筋宜采用HPB235级(Ⅰ级)和HRB335级(Ⅱ级)级的钢筋，常用直径：6mm、8mm。3.1.3受弯构件的承载力计算简述受弯构件的两种破坏形态正截面破坏斜截面破坏由弯矩引起的，破坏截面与构件的计算轴线相垂直—称为正截面破坏。由弯矩、剪力共同引起的，破坏截面与构件的计算轴线不垂直—称为斜截面破坏。ＶＶM（不考虑自重影响）纯弯曲段正截面破坏(a)适筋梁破坏PPPP...适筋梁(b)超筋梁破坏PPPP....超筋梁(c)少筋梁PPPP..少筋梁纵向受拉钢筋的配筋百分率ρ在一定程度上标志了正截面上纵向受拉钢筋与混凝土之间的面积比率，它是对梁的受力性能有很大影响的一个重要指标。三种破坏情况少筋梁适筋梁超筋梁纵向受拉钢筋的配筋百分率设正截面上所有纵向受拉钢筋的合力点至截面受拉边缘的竖向距离为a，则合力点至截面受压区边缘的竖向距离h0＝h－a。这里，h是截面高度，下面将讲到对正截面受弯承载力起作用的是h0，而不是h，所以称h0为截面的有效高度，称bh0为截面的有效面积，b是截面宽度。纵向受拉钢筋的总截面面积用As表示，单位为mm2。纵向受拉钢筋总截面面积As与正截面的有效面积bh0的比值，称为纵向受拉钢筋的配筋百分率，用ρ表示，或简称配筋率，用百分数来计量，即纵向受拉钢筋的配筋百分率ρ在一定程度上标志了正截面上纵向受拉钢筋与混凝土之间的面积比率，对梁的受力性能有很大影响的一个重要指标。0bhAshabAsh0xnecesxnecesMAshabh0habAsh0exncesMcrMfthabAsh0xnecesMyfybhaAsh0ecxnesMfyhabAsh0xnecesMuf受力阶段主要特点第Ⅰ阶段第Ⅱ阶段第Ⅲ阶段习称未裂阶段带裂缝工作阶破坏阶段外观特征没有裂缝，挠度很小有裂缝，挠度还不明显钢筋屈服，裂缝宽，挠度大弯矩—截面曲率大致成直线曲线接近水平的曲线混凝土应力图形受压区直线受压区高度减小，混凝土压应力图形为上升段的曲线，应力峰值在受压区边缘受压区高度进一步减小，混凝土压应力图形为较丰满的曲线；后期为有上升段与下降段的曲线，应力峰值不在受压区边缘而在边缘的内侧受拉区前期为直线，后期为有上升段的曲线，应力峰值不在受拉区边缘大部分退出工作绝大部分退出工作纵向受拉钢筋应力σs≤20～30kN/mm220～30kN/mm2σsfy0σs＝fy0与设计计算的联系Ia阶段用于抗裂验算用于裂缝宽度及变形验算Ⅲa阶段用于正截面受弯承载力计算适筋梁正截面受弯三个受力阶段的主要特点混凝土梁的三种破坏形态1）延性破坏：配筋合适的构件，具有一定的承载力，同时破坏时具有一定的延性，如适筋梁ρmin≤ρ≤ρb。（钢筋的抗拉强度和混凝土的抗压强度都得到发挥）2）受拉脆性破坏：承载力很小，取决于混凝土的抗拉强度，破坏特征与素混凝土构件类似。虽然由于配筋使构件在破坏阶段表现出很长的破坏过程，但这种破坏是在混凝土一开裂就产生，没有预兆，也没有第二阶段，如少筋梁ρbρmin、少筋轴拉构件；（混凝土的抗压强度未得到发挥）3）受压脆性破坏：具有较大的承载力，取决于混凝土受压强度，延性能力较差，如超筋梁ρρb和轴压构件。（钢筋的受拉强度没有发挥）3.正截面承载力计算（1）正截面承载力计算的基本假定1)截面应变保持平面；2)不考虑混凝土的抗拉强度；3)纵向钢筋的应力—应变关系方程为:ysssfEe纵向钢筋的极限拉应变取为0.01。4)混凝土受压的应力—应变关系曲线方程按规范规定取用。(2)适筋梁与超筋梁的界限及界限配筋率适筋梁与超筋梁的界限为“平衡配筋梁”，即在受拉纵筋屈服的同时，混凝土受压边缘纤维也达到其极限压应变值，截面破坏。设钢筋开始屈服时的应变为，则ye此处为钢筋的弹性模量。设界限破坏时中和轴高度为xcb，则有cuesyyEfeycucu01beeehx设，称为界限相对受压区高度0bbhxcuy1b1esEf式中h0——截面有效高度；xb——界限受压区高度；fy——纵向钢筋的抗拉强度设计值；——非均匀受压时混凝土极限压应变值。cue当时，属于界限情况，与此对应的纵向受拉钢筋的配筋率，称为界限配筋率，记作ρb，此时考虑截面上力的平衡条件，在式(4—20)中，以xb代替x，则有故其中，中的下角b表示界限。当相对受压区高度时，属于超筋梁。bbbbcb、、、xxsybc1Afbxfycb10sbffbhA（2）受弯构件正截面承载力计算1）单筋矩形截面◆基本公式00()()22cysucysfbxfAxxMMfbxhfAhC=fcbxTs=AsMfcx=xnfy◆适用条件0max02,max,max0,maxbbscbyuscssxhAfbhfMMfbh或或防止超筋脆性破坏防止少筋脆性破坏bhAsmin◆受弯构件正截面受弯承载力计算包括截面设计、截面复核两类问题。现浇式优点整体性好，刚度大平面可不规则防水性好可承受较大荷载缺点现场劳动量大，工期长模板用量多装配式优点缺点便于机械化施工工期短整体性差，刚度小抗震性、防水性差平面形状受限装配整体式优点缺点现浇和预制楼盖的优点焊接工作量大，二次浇筑钢筋混凝土楼盖3.2现浇钢筋混凝土肋形楼（屋）盖3.2.1肋形楼盖的基础知识肋形楼盖一般由板、次梁、主梁组成。楼面板被四周的梁分成了许多的矩形区隔，形成四边支承板。板上的荷载通过板的弯剪传至支承构件上。当长短边之比l2／l1≥3时，仅考虑l2向受弯的板，称为单向板。l2／l1﹤3考虑两个方向受力的板称为双向板。为了建筑上的需要或柱间距较大时，将楼板分为若干个接近正方形的小区格，呈井字形布置，称为井字楼盖。将板通过柱帽直接支承在柱上的楼盖，称为无梁楼盖。★现浇单向板肋形楼盖abcda、d主梁沿横向布置，b主梁沿纵向布置，c中间有走廊房屋3.2.2单向板肋形楼盖结构布置与构造要求单向板肋梁楼盖梁板计算简图荷载传递：板次梁主梁柱（墙）基础梁、板的内力计算方法弹性理论塑性理论主梁的内力多跨连续次梁和单向板计算方法弹性理论计算方法即按结构力学的方法分析内力，一般采用的是力矩分配法求解等跨或不等跨连续梁内力的方法。它假设钢筋混凝土梁为理想的均匀弹性体。求解出连续梁某些截面的最不利内力同时做出内力包络图，根据内力包络图进行配筋。活荷载的最不利布置由于作用在楼盖上的可变荷载的作用位置是可变的，因此，在计算连续梁（板）内力时，除永久荷载每跨作用外，应考虑可变荷载最不利布置来计算构件各截面上可能出现的最不利内力，并以此做为梁板截面承载力计算的依据。截面设计：板：只进行正截面设计；取1米宽板带；位置：跨中、连续板支座梁：进行正截面、斜截面设计；取某一根有代表性的计算；位置：跨中、连续梁支座单向板的构造要求：（1）楼板的厚度对于一般楼盖及民用建筑楼板≥60mm；工业建筑楼盖≥70mm；板厚≥1/40（连续板）或1/35（简支板）。现浇板入墙支承长度≥板厚且≥120mm。布置形式弯起式分离式整体性好，节省钢筋，锚固可靠，利于承受振动荷载施工工艺复杂，少用构造简单，施工方便分离式配筋跨中正弯矩钢筋宜全部伸入支座锚固，当采用HPB235级钢筋时应加设半圆弯钩，其锚固长度≥5d，d为下部纵筋的直径。（2）板的受力钢筋等跨连续板的钢筋布置中间支座或板与粱（剪力墙）整浇的支座时尚宜伸至支座中心线，支承于墙体的边支座宜伸至板的端部。支座负弯矩钢筋向跨内的延伸长度应覆盖弯矩图并满足钢筋锚固的要求，并将末端做成直钩。一般情况下按以下原则确定切断位置，a的取值为：当q/g≤3时，a=1/4ln;当q/g＞3时，a=1/3lnq、g--作用在板上可变荷载、永久荷载设计值;板中受力钢筋一般采用HPB235或HRB335级钢，直径通常采用Φ6、Φ8、Φ10、Φ12等。受力钢筋间距，一般不小于70mm；当板厚h≤150mm时，不应大于200mm；当h＞150mm，不应大于1.5h，且不应大于250mm；Ln--板的净跨;悬臂的外伸板，悬臂跨根部板厚≥l/12，且≥80mm板上开洞时，应予以加固。当圆孔直径d≤300mm或矩形孔垂直于受力筋方向的边长b≤300mm时，板的受力筋绕过孔边，可不配附加钢筋。当300mm＜b≤1000mm时，当在洞口周边无集中荷载时，应在洞边每侧底板配置附加钢筋，其面积不应小于空洞宽度内被切断的受力钢筋的1/2，且每侧≥2Φ10。当为圆孔