(第5部分)无梁楼盖、装配式梁板结构设计

HuaihaiInstituteofTechnology淮海工学院土木工程系（）第1章梁板结构§1.4整体式无梁楼盖一、无梁楼盖的结构组成二、无梁楼盖的内力计算三、柱帽及板受冲切承载力计算四、了解截面设计与构造要求HuaihaiInstituteofTechnology淮海工学院土木工程系（）第1章梁板结构1.4.1概述1.结构组成无梁楼盖不设梁，属于板柱结构体系。为了提高柱顶处平板的受冲切承载力以及减小板的计算跨度，往往在柱顶设置柱帽。HuaihaiInstituteofTechnology淮海工学院土木工程系（）第1章梁板结构HuaihaiInstituteofTechnology淮海工学院土木工程系（）第1章梁板结构无梁楼盖结构类型：①有柱帽无梁楼盖；②有柱帽无梁楼盖；③板梁式无梁楼盖；④密肋式无梁楼盖。周边支承条件HuaihaiInstituteofTechnology淮海工学院土木工程系（）第1章梁板结构2.无梁楼盖的特点：（1）无梁楼盖的建筑构造高度比肋梁楼盖小，这使得建筑楼层的有效空间加大。（2）平滑的板底可以大大改善采光、通风和卫生条件。故无梁楼盖常用于多层工业与民用建筑中，商场、书库、冷藏库、仓库、水池顶盖、某些整板式基础。（3）无梁板与柱构成的板柱结构体系，由于侧向刚度较差，只有在层数较少的建筑中才靠板柱结构本身来抵抗水平荷载。当层数较多或要求抗震时，一般需设剪力墙、筒体等来增加侧向刚度。适用：楼面荷载5KN/m2，跨度6m以内。HuaihaiInstituteofTechnology淮海工学院土木工程系（）第1章梁板结构3.无梁楼盖受力特点HuaihaiInstituteofTechnology淮海工学院土木工程系（）第1章梁板结构4.钢筋混凝土无梁楼盖破坏特征HuaihaiInstituteofTechnology淮海工学院土木工程系（）第1章梁板结构5.无梁楼盖设计时板带划分HuaihaiInstituteofTechnology淮海工学院土木工程系（）第1章梁板结构1.4.2无梁楼盖的内力分析•无梁楼盖既可按弹性理论计算，也可按塑性理论计算，常用的两种弹性理论计算方法；弯矩系数法和等效框架法。HuaihaiInstituteofTechnology淮海工学院土木工程系（）第1章梁板结构1.经验系数法（1）板的内力计算•先算出板带总弯矩，再乘以相应的弯矩计算系数即可得到各控制截面的弯矩。•采用弯矩系数法时，必须符合下列条件：①每个方向至少有三个连续跨；②同方向最大跨度与最小跨度之比不应大于1.2，且两端跨的跨度不大于相邻跨的跨度。③任一区格板的长跨与短跨之比值不大于1.5；④可变荷载和永久荷载设计值之比值q／g＜=3。⑤结构体系中应有足够的抗侧力支撑或建立墙。只考虑全部均布荷载，不考虑活载不利布置。HuaihaiInstituteofTechnology淮海工学院土木工程系（）第1章梁板结构整个无梁楼盖在纵横两个方向包括四种类型的板带：HuaihaiInstituteofTechnology淮海工学院土木工程系（）第1章梁板结构柱上板带跨中板带HuaihaiInstituteofTechnology淮海工学院土木工程系（）第1章梁板结构计算单元HuaihaiInstituteofTechnology淮海工学院土木工程系（）第1章梁板结构纵横两个方向计算跨度：cllxx320cllyy320控制截面:支座在柱帽c/3处，跨内在最大弯矩出HuaihaiInstituteofTechnology淮海工学院土木工程系（）第1章梁板结构弯矩系数法步骤•按公式1.4.1~1.4.3计算每个区格两个方向的总弯矩。•每一方向的总弯矩分别分配柱上板带和跨中板带的支座截面和跨中截面。分配系数可按规定选取。•可以适量调整柱上板带和跨中板带负弯矩比例。（2）支柱内力计算当可变荷载较小时：yxllqgN00当可变荷载较大时：应考率附加弯矩。HuaihaiInstituteofTechnology淮海工学院土木工程系（）第1章梁板结构（2）等代框架法•条件：任一区格板的长跨与短跨之比值不大于2。•纵横向分别看成等效的框架。楼板看成框架梁，柱看成框架柱。•等效框架梁：宽：竖向荷载作用时取板跨中心线间的距离，水平荷载作用时取板跨中心线间距离的一半；高：板的厚度；跨度：在两个方向分别取为;其中c为柱帽的宽度。cllxx320cllyy320HuaihaiInstituteofTechnology淮海工学院土木工程系（）第1章梁板结构•等代柱：截面即原柱的截面。计算高度为：对底层，取为基础顶面至楼板底面的高度减去拄帽的高度；对于其他各楼层，取为层高减去柱帽的高度。内力分析的方法：竖向荷载作用：分层法、力矩分配法；水平荷载作用：D值法、反弯点法。HuaihaiInstituteofTechnology淮海工学院土木工程系（）第1章梁板结构等效框架法计算步骤：•计算等效框架梁、柱的几何特征。•按框架梁计算内力。•计算得出总弯矩，分别分配柱上板带和跨中板带的支座截面和跨中截面。系数可查表。HuaihaiInstituteofTechnology淮海工学院土木工程系（）第1章梁板结构内力计算注意问题•按照弹性薄板解得的弯矩横向分布状况并不完全符合实际，在钢筋混凝土平板中内力的塑性重分布现象也是存在的。鉴于柱上板带负弯矩分配较多可能造成配筋过密、不便于施工，允许在保持总弯矩值不变的情况下，将柱上板带负弯矩的10％分配给跨中板带负弯矩。•对设置柱帽的无梁楼盖，考虑到楼盖中存在的穹隆作用(拱作用)，可参照前述对肋梁楼盖中与梁整体连接的板的规定，对计算所得的弯矩值予以折减。HuaihaiInstituteofTechnology淮海工学院土木工程系（）第1章梁板结构•在两个方向都用了荷载(g+q)，板柱结构中，无梁楼盖的每个区格板是四点支承板，柱间的柱上板带(包括有暗梁的情况)是有坚向位移的，它们是跨中板带的弹性支承，因此荷载往四个支承点传递，不存在荷载在两个方向分配的问题。双向板是周边支承板，支承处是没有竖向位移的，所以荷载往板的支承边传递，于是就有荷载分配问题。HuaihaiInstituteofTechnology淮海工学院土木工程系（）第1章梁板结构1.4.3无梁楼盖梁板设计1.板的厚度：有柱帽时：h≥l0/35;无柱帽时：h≥l0/32;l0为区格板的长边计算跨度。HuaihaiInstituteofTechnology淮海工学院土木工程系（）第1章梁板结构2.板的配筋：可划分三个区域。HuaihaiInstituteofTechnology淮海工学院土木工程系（）第1章梁板结构板的配筋一般采用绑扎，弯起式钢筋，弯筋一般为一端直线段，一端弯起形式，负筋直径≥12mm，钢筋弯起和切断点的位置如上图。3．边梁边梁是指无梁楼盖的周边梁，其高度≥2.5倍板厚，受力除半个柱上板带传来的弯矩，还包括相应的扭矩。HuaihaiInstituteofTechnology淮海工学院土木工程系（）第1章梁板结构三、无梁楼盖柱帽设计•为确定柱帽尺寸和配筋，必须满足板的受冲切承载力要求。HuaihaiInstituteofTechnology淮海工学院土木工程系（）第1章梁板结构无梁楼盖柱帽构造：HuaihaiInstituteofTechnology淮海工学院土木工程系（）第1章梁板结构HuaihaiInstituteofTechnology淮海工学院土木工程系（）第1章梁板结构板冲切试验结果•冲切破坏时，形成破坏锥体的锥面与平板面大致成45度倾角。•受冲切承载力与混凝土轴向抗拉强度、局部荷载的周边长度(柱或柱帽周长)及板纵横两个方向的配筋率(仅对不太高的配筋率而言)，均大体呈线性关系；与板厚大体呈抛物线关系；•具有弯起钢筋和箍筋的平板，可以大大提高受冲切承载力。HuaihaiInstituteofTechnology淮海工学院土木工程系（）第1章梁板结构冲切承载力计算公式βh——截面高度对冲切承载力的不利影响。普通的楼板取1.0，厚板需折减。η——系数，对加载面积做了限制，反映不利的影响。见式1.4.7b。07.0hufFmthl不配箍筋或弯起钢筋的板：HuaihaiInstituteofTechnology淮海工学院土木工程系（）第1章梁板结构当受冲切承载力不满足要求，且板厚受到限制，可配箍筋或弯起钢筋，此时：005.1hfFtml受冲切截面：um——距冲切破坏锥体周边h0/2处的周长。HuaihaiInstituteofTechnology淮海工学院土木工程系（）第1章梁板结构svuyvtmlAfhfF8.035.00sin8.035.00sbuytmlAfhfF配置箍筋：配置弯起钢筋:HuaihaiInstituteofTechnology淮海工学院土木工程系（）第1章梁板结构配筋构造要求：H