楼盖设计概述

梁板结构是土木工程中常见的结构形式5.3楼盖设计按施工方法，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扁梁楼盖一、楼盖的结构类型按预加应力情况，钢筋混凝土楼盖可分为普通钢筋混凝土楼盖、预应力混凝土楼盖。(a)单向板肋梁楼盖(b)双向板肋梁楼盖(c)无梁楼盖(d)密肋楼盖(e)井式楼盖(f)扁梁楼盖楼盖结构类型(typesoffloorsystems)（无梁）密肋楼盖密肋楼盖密肋楼盖由薄板和间距较小的肋梁组成。由于梁肋的间距小，板厚很小，梁高也较肋梁楼盖小，所以结构自重较轻，造价也较低。近年来双向密肋楼盖采用预制塑料模壳，克服了支模复杂的缺点，因而其应用增加。楼梯雨蓬地下室底板挡土墙②板宽——常用500、600、900、1200mm，当施工条件许可时，宜用宽板。装配式楼盖由预制板、梁装配而成方孔空心板长孔空心板夹心板正槽形板倒槽形板加气配筋板实心平板圆孔空心板倒T形梁十字形梁花篮形梁T形梁矩形梁预制板尺寸①板厚——实心板：h=l/30（l为板跨），常用60～80mm；空心板：h=l/30～l/35，常用120、180、240mm。③标注尺寸与实际尺寸——板实宽比标宽略小，板间有10～20mm缝隙；板标长取开间或进深尺寸，实长按具体搁置情况定。二、单向板与双向板单向板：荷载作用下，只在一个方向或主要在一个方向弯曲的板。双向板：荷载作用下，在两个方向弯曲，且不能忽略任一方向弯曲的板。单向板和双向板划分的依据是什么？12qqq单向板和双向板划分的依据是什么？410115348AqlfEI40214201lqql12qqq420225348AqlfEI12AAff0212010212010212011,0.5,0.5;2,0.941,0.059;3,0.988,0.012llllll当时当时当时。四边支承板当板的长跨l2与短跨l1之比大于3时，板面荷载沿长跨方向的传递可以忽略，可按沿短跨方向传递考虑。此时除四个板角和短边支座附近，板的大部分区域呈现单向弯曲。在设计中，对l2/l1≥3的板按单向板计算，而忽略长跨方向的弯矩，仅通过长跨方向配置必要的构造钢筋予以考虑；对l2/l1≤2的板按双向板计算；当2＜l2/l1＜3时，宜按双向板计算，如按单向板计算，则需注意在长跨方向配置足够的构造钢筋。两对边支承的板应按单向板计算。（3）垂直于受力钢筋的方向应布置分布钢筋作用：以便将荷载均匀地传递给受力钢筋，并便于在施工中固定受力钢筋的位置，同时也可抵抗温度变化和混凝土收缩等产生的应力。s0ahh受力钢筋分布钢筋Cs分布钢筋受力钢筋直径一般不小于6mm，间距不宜大于250mm；单位宽度上的配筋不宜小于受力钢筋的15%，且配筋率不宜小于0.15%。在温度、收缩应力较大的现浇板区域，应在板表面双向布置防裂钢筋，配筋率不宜小于0.10%，间距不宜大于200mm。现浇单向板肋梁楼盖的设计步骤：（1）结构平面布置图，并初步确定板、梁的截面尺寸；（2）确定楼板、主次梁的计算简图；（3）构件内力分析；（4）截面配筋和构造要求；（5）绘制（结构）施工图。三、现浇单向板肋梁楼盖的设计（一）结构平面布置对结构平面进行合理的布置，即根据使用要求，在经济合理、施工方便前提下，合理地布置板与梁的位置、方向和尺寸，布置柱的位置和柱网尺寸等。肋形楼盖的结构布置包括柱网布置、主梁布置、次梁布置柱网布置决定了主梁的跨度主梁布置决定了次梁的跨度次梁布置决定了板的跨度。根据经验，柱的合理间距即梁的跨度最好为：次梁4~6m，主梁5~8m。另外柱网的平面应布置成矩形或正方形为好。f构件种类高跨比（）备注多跨连续次梁多跨连续主梁单跨简支梁1/18~1/121/14~1/81/14~1/8梁的宽高比（）一般为1/3~1/2，以50mm为模数单向板简支连续≥1/35≥1/40最小板厚：屋面板≥60mm民用建筑楼板≥70mm工业建筑楼板≥80mm双向板四边简支四边连续≥1/45≥1/50高跨比中的取短向跨度板厚一般宜为80mm≤≤160mm密肋板单跨简支多跨连续≥1/20≥1/25高跨比中的为肋高板厚：当肋间距≤700mm，≥40mm当肋间距700mm，≥50mm悬臂板≥1/12板的悬臂长度≤500mm，≥60mm板的悬臂长度500mm，≥80mm无梁楼板无柱帽有柱帽≥1/30≥1/35h≥150mm梁、板截面的常用尺寸b/hl/hl/hl/bhhhhhhhhhhl单向板肋梁楼盖结构平面布置方案通常有以下三种:(1)主梁横向布置,次梁纵向布置,如图11-3(a)所示；(2)主梁纵向布置,次梁横向布置,如图11-3(b)所示；(3)只布置次梁,不设主梁,如图113(c)所示。图11-4梁的布置(a)主梁沿横向布置；(b)主梁沿纵向布置；(c)有中间走廊框架结构中梁的布置单向板肋梁楼盖单向板肋梁楼盖井字梁楼盖双向板肋梁楼盖在进行楼盖的结构平面布置时,应注意以下问题:(1)受力合理。荷载传递要简捷,梁宜拉通,避免凌乱；主梁跨间最好不要只布置1根次梁,以减小主梁跨间弯矩的不均匀；尽量避免把梁,特别是主梁搁置在门、窗过梁上；在楼、屋面上有机器设备、冷却塔、悬挂装置等荷载比较大的地方,宜设次梁；楼板上开有较大尺寸(大于800mm）的洞口时,应在洞口周边设置加劲的小梁。(2)满足建筑要求。(3)方便施工。梁的截面种类不宜过多,梁的布置尽可能规则,梁截面尺寸应考虑设置模板的方便,特别是采用钢模板时。1、简化假定和计算模型板、次梁、主梁的计算模型为连续板或连续梁,其中,次梁是板的支座,主梁是次梁的支座,柱或墙是主梁的支座。为了简化计算,通常作如下简化假定:(1)支座可以自由转动,但没有竖向位移;(2)不考虑薄膜效应对板内力的影响;(3)在确定板传给次梁的荷载以及次梁传给主梁的荷载时,分别忽略板、次梁的连续性,按简支构件计算支座竖向反力;(4)跨数超过五跨的连续梁、板,当各跨荷载相同,且跨度相差不超过10%时,可按五跨的等跨连续梁、板计算。计算简图（二）连续梁、板按弹性理论计算几何尺寸？支撑情况？荷载情况？数值和传递？1、计算简图几何尺寸？支座？荷载？计算简图确定—板对于次梁和主梁组成交叉梁系，当主次梁线刚度比大于8时，主梁可作为次梁的不动支座，次梁可简化为支承于主梁和墙上的连续梁。计算简图确定---次梁几何尺寸？支座？荷载？当主梁与柱形成框架结构时，则按框架计算。当主梁线刚度与柱线刚度之比大于5时，主梁的转动受柱端的约束可忽略，而柱的受压变形通常很小，则此时柱可作为主梁的不动铰支座，主梁也可简化为连续梁。计算简图确定—主梁几何尺寸？支座？荷载？计算简图简化假定和计算模型讨论：1、支座可以自由转动,但没有竖向位移;由此假定带来的误差将通过折算荷载的方式来弥补,见下述。假定支座可自由转动,实际上忽略了次梁对板、主梁对次梁、柱对主梁的转动约束能力。在现浇混凝土楼盖中，梁、板是整浇在一起的，当板发生弯曲转动时,支承它的次梁将产生扭转，次梁的抗扭刚度将约束板的弯曲转动，使板在支承处的实际转角比理想铰支承时的转角小，如图11-4所示。同样的情况发生在次梁和主梁之间。次梁抗扭刚度对板的影响忽略了实际支座次梁或主梁扭转刚度的影响：计算支座转角大于实际支座转角导致：边跨跨中正弯矩计算值大于实际值；支座负弯矩计算值小于实际值；板：折算恒载折算活载qgg21qq21次梁：折算恒载折算活载qgg41qq43为了考虑次梁或主梁的抗扭刚度对内力的影响，采用增大恒载，减小活载的办法，即：2.计算跨度（三）连续梁、板按弹性理论计算1、活荷载不利布置连续梁上荷载包括恒荷载和活荷载恒荷载保持不变ABCDEF12345ABCDEF12345ABCDEF12345ABCDEF12345ABCDEF12345而活荷载由于其空间位置的随机性，在各跨的布置具有不确定性为确定各跨各个截面可能产生的最大内力，就需要确定针对某一指定截面内力的活荷载最不利布置，并与恒荷载作用下产生的内力组合，得到该截面的内力设计值。ABCDEF12345图11-8不同跨布置活荷载时的内力图(a)1、3、5跨跨中最大正弯矩的活荷载布置ABCDEF12345(b)2、4跨跨中最大正弯矩的活荷载布置ABCDEF12345(c)B支座最大负弯矩和最大剪力的活荷载布置ABCDEF12345活荷载不利布置规律：（1）求某跨跨中，该跨布置活荷载，然后隔跨布置（2）求某跨跨中或，左、右跨布置活荷载，然后隔跨布置（3）求某支座，该支座左、右跨布置活荷载，然后隔跨布置（4）求某支座，与（3）相同maxMminMmaxMmaxMmaxV2、内力计算按弹性理论计算连续梁的内力可采用结构力学方法对于工程中经常遇到的2~5跨等跨连续梁，在不同荷载布置下的内力已编制表格供查用。5跨以上的等跨连续梁可简化为5跨计算，即所有中间跨的内力均取与第3跨相同。均布荷载或三角形荷载作用下：集中荷载作用下：将所有活荷载不利布置情况的内力图与恒载的内力图叠加，并将这些内力图全部叠画在一起，其外包线就是内力包络图。内力包络图给出了连续梁各个截面可能出现的内力的上、下限，是连续梁截面承载力设计计算的依据弯矩包络图是计算和布置纵筋的依据，也即抵抗弯矩图应包住弯矩包络图；剪力包络图是计算和布置腹筋的依据，也即抵抗剪力图应包住剪力包络图。内力包络图分析以下两跨连续梁的弯矩包络图G=30kNQ=30kN2m2m2m2m2m2mGG==3300kkNNQQ==3300kkNN2m2m2m2m2m2m80401204080GG==3300kkNNQQ==3300kkNN2m2m2m2m2m2m90309030GG==3300kkNNQQ==3300kkNN2m2m2m2m2m2m90903030GG==3300kkNNQQ==3300kkNN2m2m2m2m2m2mGG==3300kkNNQQ==3300kkNN2m2m2m2m2m2mGG==3300kkNNQQ==3300kkNN2m2m2m2m2m2m12090404090（四）超静定结构塑性内力重分布的概念（1）弹性理论不能反映材料的实际工作状况；（2）按内力包络图进行配筋，钢筋配置过多；（3）弹性理论计算的支座弯矩较大，使得支座配筋过多，施工不便；问题的提出考虑超静定结构塑性内力重分布的设计方法？0.40.60.81.0ⅠaⅡaⅢaⅠⅡⅢMcrMyMu0fM/Mu1.应力重分布与内力重分布适筋梁正截面受弯的全过程分为三个阶段:未裂阶段、裂缝阶段、破坏阶段。试验M-f适筋梁正截面受弯三个受力阶段由于钢筋混凝土的非弹性性质,使截面上应力的分布不再服从线弹性分布规律的现象,称为应力重分布。超静定结构的内力不仅与荷载有关，而且与结构各部分刚度比有关。按弹性理论计算连续梁内力时，假定梁等刚度，且在加载过程中刚度始终不变；静定结构中,各截面内力是与荷载成正比的,各截面内力之间的关系是不会改变的。超静定钢筋混凝土结构在裂缝阶段，裂缝截面的刚度随裂缝的开展发生变化，致使各截面内力间的关系改变得更大。这种由于超静定钢筋混凝土结构的非弹性性质而引起的各截面内力之间的关系不再遵循线弹性关系的现象,称为内力重分布或塑性内力重分布。fyfu-fy塑性铰0.40.60.81.0ⅠaⅡaⅢaⅠⅡⅢMcrMyMu0φM/Mu2、凝土受弯构件的塑性铰PMyMufyfu-fyP塑性铰：受拉钢筋达到屈服,塑性应变增大而钢筋应力维持不变。随着截面受压区高度的减小,内力臂略有增大,截面的弯矩也有所增加,但弯矩的增量(Mu—My)不大,而截面曲率的增值(φu-φy)却很大,在M-φ图上大致是一条水平线。这样,在弯矩基本维持不变的情况下,截面曲率激增,形成了一个能转动的“铰”,这种铰称为塑性铰。RC塑性铰概念PMyMufyfu-fyP塑性铰与理想铰区别:能承受一定的