建筑结构模块8

建筑结构8梁板结构概述8.1整体式单向板肋形楼盖8.28.3双向板肋形楼盖楼梯8.48.1概述钢筋混凝土梁板结构广泛用于房屋建筑中的楼盖、屋盖以及阳台、雨篷、楼梯、基础、水池顶板等部位。8.1概述8.1概述8.1.1楼盖类型按施工方法，混凝土楼盖可分为：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8.1概述8.1.1楼盖类型1.现浇整体式楼盖优点：刚度大，整体性好，抗震性好，防水性好，对不规则平面的适应性强，满足各种平面形状、设备和管道等要求。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。8.1概述8.1.1楼盖类型按结构形式，现浇混凝土楼盖可分为：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8.1概述单向板肋梁楼盖双向板肋梁楼盖井式楼盖无梁楼盖密肋楼盖8.1概述8.1.1楼盖类型板上荷载传力方式：次梁主梁墙、柱基础次梁主梁单向板肋梁楼盖l2/l1≥3时按单向板设计8.1概述8.1.1楼盖类型双向板肋梁楼盖荷载两向传递。l2/l1≤2时按双向板设计板上荷载传力方式：两个方向梁墙、柱基础2l2/l13时宜按双向板设计8.1概述8.1.1楼盖类型井式楼盖是肋梁楼盖结构的一种特例。其特点是：两个方向梁的高度相等且一般为等间距布置；不分主次共同直接承受板传来的荷载；梁布置成井字形，梁格形状为方形、矩形或菱形；板为双向板。传力方式：板梁基础墙8.1概述8.1.1楼盖类型密肋楼盖当梁肋间距小于1.5m时的楼盖常称为密肋楼盖。有单向密肋楼盖和双向密肋楼盖两种型式。双向板密肋楼盖可看做井式楼盖的特例。肋距≤1.5m，楼面刚度比井式大，变形比井式小。传力方式：板梁基础墙8.1概述8.1.1楼盖类型无梁楼盖传力方式：板柱基础板不宜薄，h≥150mm。柱距不宜大。8.2整体式单向板肋形楼盖8.2.1单向板和双向板的划分荷载只沿一个方向传递，板只在或主要在一个方向发生弯曲的板，称为单向板。荷载沿两个方向传递，板在两个方向发生弯曲的板，称为双向板。在工程中，对于四边支承的矩形板，当其长边l2和短边l1之比较大时，板上荷载主要沿短边方向传递而沿长边传递的荷载效应可以忽略不计，这种主要沿单方向(短向)传递荷载，产生单向弯曲的板，称为单向板。一般包括以下三种形式：悬臂板、两对边支承板单向板和双向板8.2整体式单向板肋形楼盖8.2.1单向板和双向板的划分在工程中，对于四边支承的矩形板，当其长边l2和短边l1的比值较接近时，板在两个方向都传递荷载，这种沿两个方向传递荷载，产生双向弯曲的板，称为双向板。一般包括以下三种形式：四边支承；三边支承；两邻边支承；四点支撑。单向板和双向板单向板与双向板8.2整体式单向板肋形楼盖8.2.1单向板和双向板的划分《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)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L2/L1≤2时，应按双向板计算；2L2/L13时，宜按双向板计算；3L2/L1时，可按沿短边方向受力的单向板计算。注：L2长边长度；L1短边长度。8.2整体式单向板肋形楼盖8.2.2结构平面布置1.常用的单向板肋梁楼盖的结构平面布置方案(1)主梁横向布置，次梁纵向布置。这种布置方案可以增加结构的横向刚度，结构受力合理，同时，便于在纵墙上开窗，高度可较大，对室内采光有利，故在实际工程中经常采用。(2)主梁纵向布置，次梁横向布置。当横向柱距比纵向柱距大许多时，为减小主梁的高度，常采用这种布置方案。这种布置方案下的房屋横向刚度较差，且次梁要搁置在纵墙窗洞过梁上，使窗洞的高度受到限制，从结构受力上也不太合理。主梁次梁主梁次梁次梁8.2整体式单向板肋形楼盖8.2.2结构平面布置(3)只布置次梁，不设主梁。当房屋有中间走廊时，如教学楼、宿舍楼等，常可利用内纵墙直接承重，次梁直接搁置在纵墙上。这种布置方案仅适用于有中间走道的楼盖。主梁次梁主梁次梁次梁8.2整体式单向板肋形楼盖8.2.2结构平面布置（1）梁格布置应规整统一（2）受力合理（3）满足经济要求单向板次梁和主梁的经济跨度为：单向板：（1.7~2.7）m次梁：（4~6）m主梁：（5~8）m（4）满足建筑要求2.进行楼盖的结构平面布置时，应注意以下问题：8.2整体式单向板肋形楼盖8.2.6单向板肋形楼盖的截面设计与构造要求1、单向板的截面设计与构造要求（1）截面设计①板的计算单元常取1m，按单筋矩形截面设计。②板一般能满足斜截面抗剪承载力要求，设计时可不进行抗剪承载力验算。③板受荷开裂后，形成压力拱线。当板的周边有边梁时，产生水平推力，可减少板中各计算截面的弯矩。对四周与梁整体连接的单向板，其中间跨的跨中截面及中间支座截面的计算弯矩可减少20％，其他截面则不予降低。8.2整体式单向板肋形楼盖8.2.6单向板肋形楼盖的截面设计与构造要求（2）构造要求1）板的厚度：板在楼盖中是大面积构件，故从经济角度考虑，其厚度应尽量薄，但从施工和刚度要求考虑，则不应小于最小板厚，h≥l0/30，l0为计算跨度。2）板的支承长度：应满足其受力钢筋在支座内锚固的要求，且一般不小于板厚，当搁置在砖墙上时，不少于120mm。3）锚固长度：简支板或连续板下部纵向受力钢筋伸入支座的锚固长度不应小于5d，d为下部受力钢筋的直径，且宜伸过支座中心线。8.2整体式单向板肋形楼盖8.2.6单向板肋形楼盖的截面设计与构造要求4）板中受力钢筋①钢筋的直径及间距直径：一般采用HPB300、HRB335和HRB400级钢钢筋，常用直径为8、10、12、14、16mm。对于支座负钢筋，为便于施工架立，宜采用较大直径。受力钢筋间距，一般不小于70mm；当板厚h≤150mm时，不应大于200mm；当h150mm时，不应大于1.5h，且每米宽度内不少于4根。伸入支座的正钢筋，其间距不应大于250mm，截面面积不小于跨中受力钢筋截面面积的1/3。8.2整体式单向板肋形楼盖8.2.6单向板肋形楼盖的截面设计与构造要求②配筋方式分离式配筋：跨中正弯矩钢筋宜全部伸入支座锚固；而在支座处另配置负弯矩钢筋，施工方便，为实际工程中的主要配筋方式。弯起式配筋：将一部分跨中正弯矩钢筋在适当的位置弯起，并伸过支座后作负弯矩钢筋使用，施工复杂，目前应用很少。8.2整体式单向板肋形楼盖8.2.6单向板肋形楼盖的截面设计与构造要求③钢筋的弯起和截断确定弯起点和截断点时，一般不必绘弯矩包络图，可按下图所示的构造要求处理。图中的a值，当q/g≤3时，为ln/4；当q/g3时，为ln/3。q、g、ln分别为恒荷载、活荷载设计值和板的净跨。8.2整体式单向板肋形楼盖8.2.6单向板肋形楼盖的截面设计与构造要求5）构造钢筋①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，应在垂直受力方向布置分布钢筋，分布钢筋应布置在受力钢筋的内侧。8.2整体式单向板肋形楼盖8.2.6单向板肋形楼盖的截面设计与构造要求5）构造钢筋②面板构造钢筋由于边界约束产生一定负弯矩导致板面裂缝，应在板边或板角设置垂直板边的防裂板面构造钢筋。板面构造钢筋直径不宜小于8mm，间距不宜大于200mm，且单位宽度内的配筋面积不宜小于跨中相应方向板底钢筋截面积的1/3。垂直于主梁的板面构造钢筋：沿主梁长度方向配置，从梁边伸入板内的长度不宜小于l0/4。嵌入墙内的板面构造钢筋：从混凝土梁边、混凝土墙边伸入板内的长度不宜小于l0/4，砌体墙支座处钢筋伸入板内的长度不宜小于l0/7。l0为计算跨度。板角构造钢筋：伸入板内的长度不宜小于l0/4。8.2整体式单向板肋形楼盖8.2.6单向板肋形楼盖的截面设计与构造要求6）板的温度、收缩钢筋在温度、收缩应力较大的现浇板区域内，应在板的表面双向配置防裂构造钢筋。温度收缩钢筋的间距不宜大于200mm，板的上、下表面沿纵、横两个方向的配筋率均不宜小于0.1%。8.2整体式单向板肋形楼盖8.2.6单向板肋形楼盖的截面设计与构造要求2、次梁的构造要求①截面尺寸次梁的跨度为l=4~6m，梁高为h=（1/18~1/12）l，梁宽为b=（1/3~1/2）h。纵向钢筋的配筋率一般为0.6%~1.5%。②次梁在砌体墙上的支撑长度a≥240mm③配筋要求梁中钢筋直径、间距、构造钢筋参照模块3中构造要求。④配筋方式对于相邻跨度相差不超过20%，且均布活荷载和恒荷载的比值q/g≤3的连续次梁，其中纵向受力钢筋的弯起和截断，按教材P152图8-16确定，否则按弯矩包络图确定。8.2整体式单向板肋形楼盖8.2.6单向板肋形楼盖的截面设计与构造要求3、主梁的构造要求①截面尺寸主梁的跨度为l=5~8m，梁高为h=（1/14~1/8）l，梁宽为b=（1/3~1/2）h。纵向钢筋的配筋率一般为0.6%~1.5%。②主梁在砌体墙上的支撑长度a≥370mm③配筋要求：同次梁④配筋方式主梁纵向受力钢筋的弯起和截断，原则上按弯矩包络图确定，并满足有关构造要求。⑤主梁附加横向钢筋主梁和次梁相交处，主梁高度范围内受到次梁传递的集中荷载易出现斜裂缝，应在集中荷载影响区内附加横向钢筋（箍筋或吊筋）防止斜裂缝出现引起局部破坏。8.3双向板肋形楼盖8.3.1概述食堂的现浇双向板肋梁楼盖8.3双向板肋形楼盖8.3.1概述一、结构平面布置空间不大，接近正方，可不设中柱，如（a）图；空间较大，宜设中柱，并设纵横梁，如（b）图；空间更大，柱距较大，柱间设井字梁如（c）图。8.3双向板肋形楼盖8.3.2双向板的受力特点板底：第一批裂缝出现在板底中央，之后沿对角线成45°向四角扩展。板顶：即将破坏时，在板顶四角附近出现垂直对角线方向、大体呈环状的裂缝。8.3双向板肋形楼盖8.3.2双向板的受力特点8.3双向板肋形楼盖8.3.4双向板截面设计与构造1、截面设计(1)对四边都与梁整体浇接的板，考虑拱效应，其弯矩设计值可按下列情况予以减少：中间区格板的支座及跨内截面减少20％。边区格板的跨内截面及第二内支座处截面：当lb/l1.5时，减少20％；当1.5≤lb/l≤2.0时，减少10％。式中l为垂直于楼板边缘方向板的计算跨度；lb为沿楼板边缘方向板的计算跨度。角区格板截面弯矩值不予折减。8.3双向板肋形楼盖8.3.4双向板截面设计与构造(2)截面有效高度(3)配筋计算：单位宽度内所需钢筋，ss0yMAhf2(mm/m)单位为s0.9~0.95式中，010220mm30mmhhhh短跨方向：长跨方向：h式中，为板厚。8.3双向板肋形楼盖8.3.4双向板截面设计与构造（1）板厚80～160mm，简支板h/l01≥1/45；连续板h/l01≥1/50（l01为短跨跨长）。2、构造要求（2）钢筋的配置短跨方向钢筋放在外层，长跨方向放在内层。可将每一方向分成板带，两个方向的边缘板带宽度均为l01/4。边缘板带单位宽度范围内的配筋等于中间板带单位宽度范围的一半。8.3双向板肋形楼盖8.3.4双向板截面设计与构造中间板带与边板带的正弯矩钢筋配置8.4楼梯楼梯的结构形式按施工方法：整体式楼梯和装配式楼梯；按平面布置：直跑楼梯、双跑楼梯、三跑楼梯、旋转楼梯、剪刀式楼梯等；按结构受力：板式楼梯、梁式楼梯、悬挑楼梯、螺旋楼梯等。8.4楼梯（a）梁式楼梯（b）板式楼梯（c）悬挑楼梯（d）螺旋楼梯（e）直跑楼梯（f）双跑楼梯（g）三跑楼梯（h）剪刀式楼梯楼梯的形式8.4楼梯楼梯的建筑形式a.直跑单跑楼梯b.直跑双跑楼梯8.4楼梯c.折角楼梯d.双分折角楼梯楼梯的建筑形式8.4楼梯楼梯的建筑形式e.三折楼梯f.对折楼梯（双跑楼梯）8.4楼梯楼梯的建筑形式g.双分对折楼梯h.剪刀楼梯8.4楼梯楼梯的建筑形式i.圆弧形楼梯j.螺旋楼梯8.4楼梯楼梯的建筑构