8.钢筋混凝土梁板结构

重庆水电职院建筑系熊川楠8.钢筋混凝土梁板结构重庆水电职院建筑系熊川楠概述（1）按受力形式分：单向板肋梁楼盖、双向板肋梁楼盖井式楼盖、密肋楼盖、无梁楼盖；（2）按预应力情况分：钢筋混凝土楼盖、预应力混凝土楼盖（3）按施工方法分：现浇式楼盖、装配式楼盖、装配整体式楼盖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重庆水电职院建筑系熊川楠二、现浇单向板肋梁楼盖单双向板概念：受力主要沿一个方向传递为单向板；受力向二个方向传递为双向板。2.单、双向板的划分四边支撑的板当：l2/l1≥2按单向板计算l2/l12按双向板计算单向板的传力路线：板次梁主梁柱或墙重庆水电职院建筑系熊川楠1、结构的平面布置为使得结构的布置合理应按下列原则进行：①满足建筑物的正常使用要求；②考虑结构受力是否合理；③应考虑材料的节约、减低造价的要求；通常，板跨1.7∽2.5m；次梁跨度为4∽6.0m；主梁跨度5∽8.0m。应尽量将整个柱网布置成正方形或长方形，板梁应尽量布置成等跨度的，以使板的厚度和梁的截面尺寸都统一，便于计算，有利施工。主梁一般横向布置（单向板短边方向），次梁一般纵向布置主梁沿横向布置主梁沿纵向布置有中间走道重庆水电职院建筑系熊川楠2、计算简图重庆水电职院建筑系熊川楠(1)支承条件和荷载折算:所有支座均简化为铰支座对于板：对于次梁：对于主梁：不折算g、q——实际的恒载、活载g’、q’——折算恒载、活载。2,qgg2,qq4,qgg43,qq（2）计算跨度和跨数对于多跨连续板、梁（跨度相等或相差不超过10%），若跨数超过五跨时，可按五跨计算，计算跨度见表9.1.重庆水电职院建筑系熊川楠结构的控制截面：梁板的支座截面及跨中截面1、活荷载的最不利布置：某跨跨内最大正弯矩；某支座截面最大负弯矩；某跨跨内截面最大负弯矩；边支座截面最大剪力；中间支座截面最大剪力三、现浇单向板肋梁楼盖按弹性计算重庆水电职院建筑系熊川楠22max12max34MkglkqlVkglkqlmax56max78MkGlkQlVkGkQ12563478,,,,,,kkkkkkkkl弯矩系数剪力系数计算跨度2.内力计算均布荷载：集中荷载：重庆水电职院建筑系熊川楠3、内力包络图：同一结构在各种荷载作用下的内力图画在同一张纸上，其外包线形成的图。包络图是选择截面和布置钢筋的依据重庆水电职院建筑系熊川楠4、支座弯矩和剪力设计值弯矩设计值：220bVMbVMMccc剪力设计值：2bqgVVccVV均布荷载集中荷载重庆水电职院建筑系熊川楠四、单向板楼盖按塑性理论的计算法弹性理论：混凝土是均质弹性体、荷载和内力成线性关系。任意截面达到承载力破坏即认为整个结构破坏。实际情况：混凝土弹塑性材料、钢筋屈服后荷载和内力不再成线性关系，即发生了内力重分布。超静定结构某一截面破坏，整体结构仍可继续承载。按弹性方法计算钢筋混凝土连续板、梁的内力，设计结果是安全的但有多余的承载力储备。采用塑性计算方法能正确反映材料的实际性能，既节省材料，又保证结构的安全可靠，同时，由于减少了支座配筋量，使支座配筋的拥挤状况有所改善，便于施工。重庆水电职院建筑系熊川楠1．塑性铰与内力重分布的概念在钢筋屈服截面，从钢筋屈服到达到极限承载力，截面在外弯矩增加很小的情况下产生很大转动，表现得犹如一个能够转动的铰，称为“塑性铰”。塑性铰与理想铰区别①理想铰不能承受弯矩，而塑性铰则能承受一定的弯矩（My≤M≤Mu）；②理想铰集中于一点，塑性铰则有一定的长度③理想铰在两个方向都可产生无限的转动，而塑性铰只能在弯矩作用方向作有限的转动。重庆水电职院建筑系熊川楠2、内力重分布内力重分布的结果：支座弯矩减小，跨中弯矩增加。重庆水电职院建筑系熊川楠考虑塑性内力重分布的意义☆内力计算方法与截面设计方法相协调；☆可以人为地调整截面的内力分布情况，更合适地布置钢筋；☆充分利用结构的承载力，取得一定的经济效益。影响塑性内力重分布的因素☆塑性铰的转动能力☆斜截面承载能力☆正常使用条件下列情况不宜采用☆在使用阶段不允许出现裂缝或对裂缝开展控制较严的混凝土结构；☆处于严重侵蚀性环境中的混凝土结构；☆直接承受动力和重复荷载的混凝土结构☆要求有较高承载力储备的混凝土结构；☆配置延性较差的受力钢筋的混凝土结构。重庆水电职院建筑系熊川楠3、考虑塑性内力重分布的计算方法等跨连续梁、板承受均布荷载时的内力：20lqgMMnVlqgVg、q----作用在梁板上的均布恒载和活载的设计值L0----计算跨度，Ln----梁净跨αm---弯矩系数，见课本P136表9.3αv----剪力系数,见课本P1369.4重庆水电职院建筑系熊川楠五、单向板肋梁楼盖截面设计与构造要求1、板的计算与构造（1）板的计算1）板的计算单元通常取为1m，按单筋矩形截面设计；2）板一般能满足斜截面受剪承载力要求，设计时可不进行受剪承载力验算3）板的内拱作用：对于四周与梁整体连接的单向板，由于存在拱的作用，因而中间跨的跨中截面和中间支座截面的计算弯矩可减少20%，但边跨及离板端的第二支座不可以折减。重庆水电职院建筑系熊川楠（2）板的构造要求1）板的厚度2）板的支承长度：满足锚固要求且不小于板厚。搁置与砖墙时不小于120mm3）受力钢筋①受力钢筋一般为HPB300钢筋②直径通常采用8mm、10mm、12mm，为便于施工架立，支座负钢筋直径不宜太细。③受力钢筋间距不应小于70mm。当板厚小于等于150mm时，间距不宜大于200mm；当板厚大于150mm时，间距不应大于1．5h，且不宜大于250mm。④跨中承受正弯矩的钢筋，在近支座处部分切断或弯起时，伸入支座的下部钢筋不少于跨中受力钢筋截面面积的1／3，且间距不得大于400mm。重庆水电职院建筑系熊川楠⑤跨中正弯矩筋，当部分切断时，切断位置可在距支座边L0/10，一般隔一断一；当部分弯起时，可在距支座边l0／6处弯起，隔一弯一。弯起角度一般30度。当厚大于120mm时，可为45度。⑥支座负弯矩的钢筋，可在距支座边不少于a距离处切断，a的取值：当q／g≤3时，a=l0／4；当q／g3时，a=l0／3。⑦板内伸入支座的下部正弯矩钢筋采用半圆弯钩，当支座是简支时，长度不小于5d。板的支座负弯矩筋，为保证施工时不致改变其有效高度，一般都做成直钩以便支撑在模板上。见图9.34）构造钢筋①分布钢筋：HPB235钢筋、直径6mm、8mm。分布筋应放在受力筋内侧，每米板宽不少4根，并不得少于受力筋截面面积的15％,不少于该截面砼面积的0.15%。支座处上下均有受力筋的地方，都要相应设置分布筋。受力钢筋弯折处也应布置分布钢筋。分布筋作用：固定受力筋位置、承担长向可能的弯矩、抵抗温度变化或砼收缩引起的内力、分散集中荷载。重庆水电职院建筑系熊川楠重庆水电职院建筑系熊川楠4）板中构造钢筋①分布钢筋②垂直于主梁的板面构造钢筋③嵌入承重墙内的板面构造钢筋重庆水电职院建筑系熊川楠2、次梁的计算与构造（1）次梁的计算计算步骤：选择截面尺寸荷载计算内力计算计算配筋箍筋和弯起筋计算确定构造钢筋。次梁截面高度l0/18~l0/12，宽度为h0/3~h0/2次梁荷载计算：板传来的荷载和次梁自重次梁与板共同浇筑，跨中按T形梁计算，支座处按矩形截面计算。2.次梁的构造一般构造同受弯构件要求。次梁纵向钢筋的弯起与截断位置伸入支座和主梁的锚固长度重庆水电职院建筑系熊川楠重庆水电职院建筑系熊川楠3.主梁的计算与构造要求（1）主梁的计算1）截面形式：跨中按T型截面，支座按矩形截面。若跨中出现负弯矩，跨中也按矩形计算2）主梁支座截面的有效高度h0单排钢筋时h0=h—60mm双排钢筋时h0＝h-80mm3）主梁的内力计算按弹性理论方法进行，不考虑塑性内力重分布4）当主梁的截面尺寸满足高跨比1/14-1/8，高宽比1/3-1/2时，一般不必作使用阶段的挠度和裂缝宽度验算。重庆水电职院建筑系熊川楠(2)、主梁的构造要求1）主梁伸入墙内的支撑长度一般应不小于370mm。2）主梁的配筋应按内力包络图的要求，通过作抵抗弯矩图来布置。应符合正截面配筋及斜截面配筋并构造要求。3）在主次梁交接处，在主梁高度范围内，主梁要受到次梁传来的集中荷载的作用。为防止在主梁中下部出现斜裂缝，一般要设置附加横向钢筋(吊筋或箍筋)，把荷载传到梁的上部。重庆水电职院建筑系熊川楠附加箍筋及吊筋布置图2sinSbyvFAf力全部由箍筋承担则有：1svyvPAmnf力全部由吊筋承担则有：重庆水电职院建筑系熊川楠重庆水电职院建筑系熊川楠三、单向板肋梁楼盖设计例题1、设计资料（1）某工业用仓库，楼面使用活荷载为6KN/m2（2）楼面采用30mm厚水磨石，天花板白灰砂浆20mm。（3）材料选用1）混凝土：采用C252）钢筋：纵向受力钢筋HRB335，其他钢筋均采用HRB235、设计要求（1）板、次梁内力按塑性内力重分布计算（2）主梁内力按弹性理论计算（3）绘出二楼楼面结构平面布置图及板、次梁和主梁的配筋施工图。重庆水电职院建筑系熊川楠2、楼盖结构布置及截面尺寸（1）结构平面布置图如图（2）截面尺寸200050,8040401111(~)(~)6000(334~500)18121812400,2001111(~)(~)6000(430~750)148148650,250lhmmhmmhlmmhmmbmmhlmmhmmbmm板：连续板厚度考虑荷载较大，取次梁：截面高度，取主梁：截面高度取重庆水电职院建筑系熊川楠2222220.0825=2.4kn/m|220.03=0.66kn/m170.02=0.34kn/mg=3.00kn/mq=6kn/mg+q=1.23+1.36=11.4kn/m/7.8kkqg板自重楼面面层天花抹灰恒荷载活荷载总荷载/3.62.17三、板的计算（一）荷载设计值：m2取1m宽板带计算：重庆水电职院建筑系熊川楠0020.21.8/220.120.10.08/21.82nnllmllhm（二）计算简图（1）板按塑性理论计算（2）各跨的跨度为：中间跨：边跨：重庆水电职院建筑系熊川楠（三）弯矩计算边跨与中间跨的跨差（1.82-1.8）/1.8=1.1%，可按等跨连续板计算。重庆水电职院建筑系熊川楠3、板配筋计算取1m宽的板带计算，b=1000mm，h=80mm，h0=60，采用HPB235钢筋，C25混凝土。2221210/,1,9.6/,1.27/yctfNmmfNmmfNmm重庆水电职院建筑系熊川楠板配筋图①板角负筋；②板边负筋；③支座负筋；④垂直主梁的板面构造筋；⑤板底受力筋；⑥板底分布筋；⑦负筋分布筋（②③④）重庆水电职院建筑系熊川楠板钢筋量计算表重庆水电职院建筑系熊川楠三、次梁的设计（塑性理论）次梁截面：b*h=200mm*400mm，次梁截面及支撑如图()25.98kn/m250.20.40.081.6kn/m170.020.40.080.218kn/mg=7.798kn/mq=6.02=12kn/mg+q=1.27.7kk一荷载板传来恒荷载：2.99次梁自重：（-）=次梁粉刷：（-）2=恒荷载：活荷载：总荷载：98+1.312=33.16kn/mq/g=15.6/9.36=1.67重庆水电职院建筑系熊川楠（二）计算简图及内力计算主梁截面尺寸b*h=250mm*700mm006.00.255.75/26.00.120.25/20.24/25.8751.0251.0255.7555.9nnnllmllalm中间跨：边跨：跨差:2.2%10%,按连续等跨梁计算。重庆水电职院建筑系熊川楠1、弯矩计算结果表2、剪力计算结果表：重庆水电职院建筑系熊川楠（三）配筋计算次梁跨中按T型截面计算，支座按矩形截面计算，支座与跨中均按一排钢筋考虑'00''00''0'''10/35.875/31.9582.01.958