混凝土结构下册第1章梁板结构设计.ppt

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1、混凝土结构(下),策 划：蔡德民主编：陶忠 胡启平副 主 编：伍平 王青 出版监制：刘永坚 责任编辑：汪浪涛 出 版：武汉理工大学出版社,制 作 群,返回,版 权 声 明,该多媒体课件(或电子教案)为正式出版的电子出版物，出版号为:ISBN 978-7-900503-00-8，其版权归武汉理工大学出版社所有，著作权归课件制作者及配套教材编写者共同所有，版权及著作权(包括网络信息传播权)受法律保护，任何单位或个人未经允许不得翻录或在网上传播，否则将追究其法律责任。,第 一 章,梁板结构设计,本章内容,1.1 概 述1.2 现浇式楼盖 1.2.1单向板肋梁楼盖 1.2.2 双向板肋梁楼盖 1.2.

2、3 无梁楼盖1.3 叠合式楼盖（自学）1.4 装配式楼盖1.5无粘结预应力混凝土楼盖设计（自学）1.6 楼梯设计1.7 雨篷设计,本章练习,1.1 概 述,梁板结构是主要由板和梁组成的结构体系，其支承结构可为柱或墙体，是工业与民用建筑和构筑物中常用的结构形式，广泛应用于建筑结构、桥梁结构及水工结构中。（如图）楼（屋）盖是建筑结构的重要组成部分。在建筑结构中，混凝土楼（屋）盖的自重和造价均占有较大比例。楼盖、屋盖是建筑结构中最典型的梁板结构。1.按楼盖、屋盖的施工方法分类：1）现浇式 2）装配式 3）装配整体式（特点）2.按楼盖、屋盖的结构形式分类：1）肋梁楼盖 2）井式楼盖 3）无梁楼盖（特点

3、）,1.现浇式：优点：整体性好，刚度大，抗渗性好，抗震性能强。现浇楼盖、屋盖易于适应各种特殊的情况。缺点：需要现场支模和铺设钢筋，混凝土的浇筑和养护等劳动量大，且工期较长。2.装配式：优点：节约劳动力、模板，加快施工进度，便于工业化生产和机械化施工；缺点：结构的整体性、抗震性、防水性和刚度较差，吊装运输不便；3.装配整体式：优点：整体性和刚度比装配式的好，又比现浇式支模工作量少。缺点：焊接工作量往往较大，且需要二次浇筑混凝土，施工较繁；,1.1 概 述,(1)肋梁楼盖：如图(a)、(b)，用梁将楼板分成多个区格，从而形成整浇的连续板和连续梁，因板厚也是梁高的一部分，故梁的截面为T形，这种由梁板

4、组成的现浇楼盖通常称为肋梁楼盖。随着板区格平面尺寸比的不同，又可分成单向板肋梁楼盖和双向板肋梁楼盖。（划分标准及相应规定）(2)井式楼盖：如图(c)，将楼板划分成若干个正方形或接近正方形的小区格，两个方向的梁截面相同，不分主梁和次梁，都是直接承受板传来的荷载，称为井式楼盖。(3)无梁楼盖：如图(d)所示，将板直接支承在柱上的楼盖称为无梁楼盖。其传力途径是荷载由板直接传至柱或墙。无梁楼盖与柱构成板柱结构。实际工程中究竟采用何种楼盖形式，应根据房屋的性质用途、平面尺寸、荷载大小、采光及技术经济等因素综合考虑。,1.1 概 述,规范规定：四边支承的板(或邻边支承或三边支承)应按下列规定计算：当长边与

5、短边长度之比大于或等于3时，可按沿短边方向受力的单向板计算；当长边与短边长度之比小于或等于2时，应按双向板计算；当长边与短边长度之比介于2和3之间时，宜按双向板计算；当按沿短边方向受力的单向板计算时，应沿长边方向适当增加构造钢筋的配筋量。（如图）,1.1 概 述,结构平面布置，并初步拟定板厚和主、次梁的 截面尺寸；荷载计算；确定梁、板的计算简图；梁、板的内力计算；截面计算，配筋及构造处理；绘制施工图,1.2.1 单向板肋梁楼盖,设计步骤,一、结构平面布置二、荷载及计算单元 三、内力计算方法1.弹性理论计算方法（弹性分析法）将混凝土看做匀质弹性体，认为结构荷载与内力、荷载与变形均为线弹性关系，按

6、照结构力学中的方法来分析其内力。2.塑性理论计算方法（塑性分析法）充分考虑材料的塑性性能，考虑内力重分布，能较好的符合结构的实际受力状态。四、单向板肋梁楼盖的截面计算和构造,1.2.1 单向板肋梁楼盖,1.内容(如图）1)确定柱网尺寸即确定主梁、次梁的计算跨度；2)确定次梁的间距即确定板的跨度；3)确定梁、板的截面尺寸。2.原则：1)梁格的布置要考虑生产工艺，使用要求和支承结构的合理性；2)柱网与梁格尺寸除应满足生产工艺和使用要求外，还应使结构具有尽可能好的经济效果；3)梁格应尽可能布置得规整、统一，板的厚度和梁的截面尺寸尽量统一，减少梁板跨度的变化，以简化计算，方便施工；4)避免集中荷载直接

7、作用于板上。,一、结构平面布置,1.2.1 单向板肋梁楼盖,3.跨度及截面尺寸确定：主梁：跨度l=5-8m，截面高度h=l/8-l/14，宽度b=h/2-h/3。次梁：跨度l=4-7m，截面高度h=l/12-l/18，宽度b=h/2-h/3，同时为方便施工，次梁的高度宜比主梁的高度小50mm以上。板：单向板的跨度，一般不宜超过3m。截面高度h(1/30 1/40)l01，最小厚度见规范（l01为板的标志跨度，即次梁间距）,1.2.1 单向板肋梁楼盖,4.常用的布置方案1)主梁横向布置，次梁纵向布置(图a)2)主梁纵向布置，次梁横向布置(图b)3)只布置次梁，不设主梁(图c),1.2.1 单向板

8、肋梁楼盖,荷载类型：1.恒载 包括自重、构造层重、固定设备重等。恒荷载的标准值由所确定的构件尺寸和构造等,根据材料单位体积的重量计算。确定荷载效应组合的设计值时,恒荷载的分项系数一般取为g=1.2。2.活荷载 包括人群、堆料和临时性设备等。民用建筑楼面上的均布活荷载标准值可由建筑结构荷载规范，根据房屋类别查得；工业建筑楼面活荷载，在生产、使用或检修、安装时，由设备、管道、运输工具等产生的局部荷载，均应按实际情况考虑，可采用等效均布活荷载代替。活荷载的分项系数一般情况下取q=1.4(1.3),二、荷载及计算单元,1.2.1 单向板肋梁楼盖,计算单元的确定:(如图)单向板：除承受结构自重、抹灰荷载

9、外，还要承受作用于其上的使用活荷载，通常取1m宽板带作为荷载计算单元；次梁：除承受结构自重、抹灰荷载外，还要承受板传来的荷载。计算板传来的荷载时，为简化计算不考虑板的连续性，通常视连续板为简支板；取宽度为板跨度l1的负荷载带作为荷载计算单元。主梁：除承受结构自重、抹灰荷载外，还要承受次梁传来的集中荷载。为简化计算不考虑次梁的连续性，通常视次梁为简支梁，以两侧次梁的支座反力作为主梁荷载，次梁传给主梁的荷载面积为l1l2；一般主梁自重及抹灰荷载较次梁传递的集中荷小得多，故主梁自重及抹灰荷载也可简化为集中荷以简化计算。,1.2.1 单向板肋梁楼盖,(1)弹性理论计算方法：将混凝土看做匀质弹性体，认为

10、结构荷载与内力、荷载与变形均为线性关系，按照结构力学中的方法来分析其内力。(2)塑性理论计算方法：充分考虑材料的塑性性能，考虑内力重分布，能较好的符合结构的实际受力状态。,三、内力计算方法,1.2.1 单向板肋梁楼盖,包括内容:1)计算简图2)活荷载最不利布置3)内力计算4)内力包络图5)弯矩和剪力的设计值,1.弹性分析法,1.2.1 单向板肋梁楼盖,1)计算简图连续梁、板的计算简图，应解决支承条件、计算跨数和计算跨度三个问题。支承条件：（如图）整体式梁板结构中，板、次梁及主梁支承于梁、柱或墙上。对这些支承情况一般可按下表简化处理。即：对于板或次梁无论边或中支座一般均按简支考虑。但这与实际结构

11、的受力是有差别的，为此：边支座：设置构造筋承以承受可能出现的负弯矩。中间支座(支承条件为次梁或主梁)：由于忽略了次梁对板、主梁对次梁的转动约束作用。计算时不考虑支座梁的抗扭刚度将使得板（或次梁）的支座转角比实际转角偏大(如图），从而使得板支座的负弯矩计算值偏小，跨中正弯矩计算值偏大。这种偏差可以通过增大恒荷载并相应减小活荷载的方式来修正。即：进行荷载折算,1.弹性分析法,1.2.1 单向板肋梁楼盖,连续板：次梁：g、q折算恒载和折算活载；g、q实际恒载和实际活载。,注意：对于主梁(ib/ic5)当按照此简图计算时该影响较小，通常不进行荷载折算。当板、梁搁在砖墙或钢梁上时不作此调整。,*荷载折算

12、,1.2.1 单向板肋梁楼盖,计算跨数 对于等刚度、等跨度的连续梁、板：(1)当实际跨数超过五跨时，可简化为五跨计算，即所有中间跨的内力和配筋均按第三跨处理；(2)跨数少于五跨时，则按实际跨数计算。,1.2.1 单向板肋梁楼盖,计算跨度 跨度：构件支座中心线之间的距离或定位轴线与支座中心线间的距离。计算跨度：指在内力计算时所采用的跨间长度。理论上计算跨度应取跨两端支座处转动点之间的距离。按弹性理论计算时，计算跨度的取法见下页简化取法：在混凝土工程结构设计中，通常取支座中心线间的距离作为计算跨度，此种取值方法对结构分析产生的误差一般在允许范围内。,1.2.1 单向板肋梁楼盖,对于单跨板和梁：两端

13、搁置在砖墙上的板l0=ln+aln+h两端与梁整体连接的板l0=ln+b单跨梁l0=ln+a1.05l0对于多跨连续板和梁：边跨l0=ln+a/2+b/2 且 l0ln+h/2+b/2（板）l01.025lnb/2（梁）中间跨l0lc 且 l01.1ln（板）l01.05ln（梁）,计算跨度的取法,式中，lc支座中心线间距离；l0构件计算跨度；ln 构件净跨度；h板的厚度；a构件的支承长度；b构件的中间支座宽度；,2)活荷载不利布置目的：由于活荷载作用位置的可变性，为使构件在各种可能的荷载情况下都能达到设计要求，需要确定各截面可能达到的最大内力，这就要按照不同的布置方法进行荷载组合。定义：将活

14、荷载与恒荷载组合起来，使得某指定控制截面内力为最不利的问题，即该截面内力的荷载最不利布置问题。,布置原则,1.2.1 单向板肋梁楼盖,活荷载不利布置的法则(1)求某跨内最大正弯矩时，应在该跨内布置活荷载，然后向其左右，每隔一跨布置活荷载；(2)求某跨内最大负弯矩时（即最小弯矩），该跨不应该布置活荷载，而在两相邻跨布置活荷载，每隔一跨布置；(3)求某支座最大负弯矩时，应该支座左右两跨布置活荷载，每隔一跨布置；(4)求某支座截面最大剪力，其活载布置与求该支座最大负弯矩时的布置相同。恒载按实际情况分布。当活荷载不利布置明确后，等跨连续梁、板的内力可查相应的弯矩、剪力系数，利用公式计算跨内或支座截面最

15、大内力。,1.2.1 单向板肋梁楼盖,3)内力计算 一般情况下采用结构力学的一般方法进行结构分析。对于等跨度等截面连续梁在常用荷载下的内力值可以查附录中的内力系数表，由此计算出各控制截面的弯矩值和剪力值。注意：a.该附录中的内力系数计算方法仅适于等截面等跨度的连续梁或跨度相差在10以内的不等跨连续梁；b.计算支座截面弯矩时，采用相邻两跨计算跨度的平均值，而计算跨内截面弯矩时采用各自跨的计算跨度；c.应该按照折算后的荷载值进行内力计算。,1.2.1 单向板肋梁楼盖,4)内力包络图 结构各截面的最大内力值（绝对值）的连线或点的轨迹即为内力包络图.梁板结构的内力包络图一般包括弯矩包络图和剪力包络图。

16、弯矩包络图是指在荷载最不利组合作用下，所能引起的各个截面的最大正弯矩和最大负弯矩(绝对值)的外包线。,1.2.1 单向板肋梁楼盖,绘制弯矩包络图的步骤：用类似的方法可以定义和绘制剪力包络图。a)列出恒载及其与各种可能的最不利活荷载布置的组合；b)对上述每一种荷载组合求出各支座的弯矩，并以支座弯 矩的连线为基线，绘出各跨在相应荷载作用下的弯矩图；c)绘出上述弯矩图的外包线，即得所求的弯矩包络图。,1.2.1 单向板肋梁楼盖,5)弯矩和剪力的设计值 按弹性理论计算时，中间跨的计算跨度为支承中心之间距离，计算出支座弯矩、剪力值为支座中心处，而板、梁、柱整浇时，支座中心处截面的高度较大，故危险截面应在

17、支座边缘，内力设计值应按支座边缘确定。,弯矩设计值：,剪力设计值：,均布荷载,集中荷载,1.2.1 单向板肋梁楼盖,2.塑性分析法,1)概述两个基本概念：塑性铰 内力重分布 实例说明塑性内力重分布法的优点影响塑性内力重分布的因素不能用塑性理论进行设计的情况2)一般分析方法（弯矩调幅法）3)均布荷载下等跨连续梁板的实用计算,1.2.1 单向板肋梁楼盖,1)概述弹性分析方法的特点：(1)截面间内力的分布规律是不变的；(2)任一截面内力达到该截面承载力设计值时，认为整个结构达到其承载能力极限状态。实际上：(1)在加载过程中，截面间内力的分布规律是变化的。(2)超静定结构中任一截面内力达到其内力设计值

18、时，只是该截面达到其承载能力，出现了塑性铰。如果整个结构还是几何不变的，则还能继续承受荷载。,1.2.1 单向板肋梁楼盖,塑性铰在钢筋屈服截面，从钢筋屈服到砼压坏达到极限承载力，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”。,塑性铰的特点,1.2.1 单向板肋梁楼盖,塑性铰与理想铰的区别 塑性铰分布在一定的长度上（一般为h-1.5h，h为梁的截面高度），而普通铰则是在结构的一点；塑性铰只能沿弯矩作用方向发生单向转动，而普通铰可沿任意方向进行转动；塑性铰只能在钢筋屈服到混凝土被压碎之间转动，而普通铰可以无限制转动；塑性铰在转动的同时可承担一定的弯矩,即截面

19、极限弯矩Mu，且不能承担大于Mu的弯矩，而普通铰转动时不承担弯矩。,塑性铰出现后,简支梁形成机动体系,标志构件达到破坏。而对超静定梁,塑性铰出现后若整个结构仍为几何不变则不会破坏。,1.2.1 单向板肋梁楼盖,钢筋混凝土超静定结构的内力重分布,(1)在受拉混凝土裂缝出现，到第一个塑性铰形成以前，由于结构各部分抗弯刚度比值的改变而引起的内力重分布；(2)塑性铰形成后直到结构破坏，由于结构计算简图的改变而引起的内力重分布。,显然，第二过程的内力重分布比第一过程的大得多。,结构的内力分布规律相对于线弹性分布所发生的变化,1.2.1 单向板肋梁楼盖,例：一两跨连续梁，截面尺寸为200500mm，混凝土

20、C20，截面配筋如图。,问题:1.当受均布荷载q=30kN/m作用时，按弹性法计算该梁支座、跨中弯矩值；2.校核支座、跨中截面是否安全；3.考虑塑性铰、内力重分布后该梁安全否？,1.2.1 单向板肋梁楼盖,解:,(1)按弹性理论计算结构的内力，则在均布荷载q作用下，其弯矩如图实线所示，支座弯矩设计值为MB=135kNm，跨中弯矩设计值为M1=67.5kNm。(2)按配筋情况，由正截面校核公式可得：支座截面抗弯承载力为MuB=116.3kNm，跨中截面的承载力为Mu1=97.3kNm。按照弹性理论B支座截面处承载力不足。,(3)按塑性理论,由于MBMuB，所以结构将在支座截面产生塑性铰，即支座截

21、面实际所承担的弯矩仅为MB=MuB=116.3kNm，而后受力体系将改变，最终跨中截面的弯矩设计值为,1.2.1 单向板肋梁楼盖,从上例的计算可以看出，若考虑梁的塑性内力重分布，支座截面的弯矩将大大降低，截面的配筋减少，有利于改善支座截面的钢筋拥挤状况，方便施工。,1.2.1 单向板肋梁楼盖,对塑性法优点的几点认识(1)内力计算方法与截面设计方法相协调，更准确反映结构的实际受力状态；(2)可以人为地调整截面的内力分布情况,更合适地布置钢筋；（改善支座截面的钢筋拥挤状况）(3)使得承载力极限状态的概念从单一截面发展到整体结构，充分利用结构的承载力，取得一定经济效益。,1.2.1 单向板肋梁楼盖,

22、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;正常使用条件及对于承载力的可靠度要求 因此，1)截面要有合适的受压区高度。研究表明：提高截面高度，减小截面的相对受压区高度是提高塑性铰转动能力的最有效措施（0.10.35）；2)构件必须要有足够的受剪承载力，不致因为斜截面提前受剪破坏而使结构不能实现完全的内力重分布；3)对于承载力、刚度和裂缝控制要求较高的结构，不应采用塑性内力重分布法计算。,1.2.1 单向板肋梁楼盖,不能用塑性理论进行设计的情况 考虑内力重分布的计算方法是以形成塑性铰为前提的，因此下列情况不宜采用：直接承受动荷载作用的工业与民用建筑；易发生脆断使用阶段不允许出现裂缝

23、的结构；不具备发生内力重分 布的条件。对处于重要地位而又要求有较高强度储备的结构构件。,1.2.1 单向板肋梁楼盖,2)弯矩调幅法 弯矩调幅法简称调幅法，是混凝土梁板结按塑性理论的设计方法中，目前应用较多的一种方法。它是在弹性弯矩的基础上根据需要，适当调整某些截面弯矩值。通常对那些弯矩绝对值较大的截面进行弯矩调整，然后按调整后的内力进行截面设计和配筋构造，是一种适用的设计方法。调幅法的特点是概念清楚，方法简便，弯矩调整幅度明确，平衡条件得到满足。截面弯矩调整的幅度用调幅系数表示,1.2.1 单向板肋梁楼盖,2)弯矩调幅法混凝土结构设计规范(GB 50010-2001)提出下列设计原则：(1)受

24、力钢筋宜采用HRB400级、HRB335级热轧钢筋,混凝土强 度等级宜在C20C45范围;截面相对受压区高度应满足0.10.35；(2)弯矩调幅后引起结构内力图形和正常使用状态的变化，应进行验算，并有构造措施加以保证。,1.2.1 单向板肋梁楼盖,具体分析步骤（弯矩调幅法）i.按弹性方法计算在荷载最不利布置条件下结构支座截面Me；ii.采用调幅系数(一般不宜超过0.2)降低各支座截面弯矩，即弯矩设计值按下式计算：M=(1-)Meiii.结构的跨中弯矩值应取弹性分析所得的最不利弯矩和按下式计算值中的较大值iv.校核调幅后支座和跨中截面的弯矩值均不宜小于M0的1/3，以控制调幅程度；v.按最不利荷

25、载布置的弹性分析和调幅后的支座弯矩由平衡条件求得控制截面的剪力设计值取较大值。,1.2.1 单向板肋梁楼盖,3)实用计算：均布荷载作用下等跨（或跨度相差在10以内）连续梁、板的内力计算内力系数法,等跨连续梁,等跨连续板,m、v为弯矩及剪力的计算系数，可查表确定，l0为计算跨度，ln为净跨度。,1.2.1 单向板肋梁楼盖,1)板的计算要点 板的计算单元通常取为1m，按单筋矩形截面设计；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；板厚应在满足建筑功能和方便施工的条件下，尽可能薄些；一般采用考虑塑性内力重分布的方法计算。,四、单向板肋梁楼盖的截面计算和构造,1.2.1 单向板肋梁

26、楼盖,当板的周边具有足够的侧向刚度能提供水平推力，例如，各板区格的四周有梁时，水平推力将减小该板在竖向荷载作用下的截面弯矩。对于那些四周都与梁整体连接的板区格，其弯矩设计值可减少20%。单向板肋梁楼盖中，当楼盖的四周支承在砌体上时（如图），其内区格板的弯矩设计值(或纵向钢筋截面面积)可减少20；对于边区格板，它们三边与梁浇筑在一起，角区格板仅两边与梁浇筑，故弯矩一律不予折减。,板的内拱作用,支座截面在负弯矩作用下上部开裂，跨内则由于正弯矩的作用下部开裂，这就使跨内和支座实际的中和轴成为拱形。,1.2.1 单向板肋梁楼盖,2)板的配筋构造 板的厚度：一般屋面 h60mm；民用建筑楼面 h60mm

27、；工业房屋楼面 h70mm,为保证刚度，单向板的厚度尚不应小于跨度的1/40(连续板)、1/35(简支板)及1/12(悬臂板)。单向板常用配筋率为(0.30.8)。,板中受力筋,与板的短边平行，直径在6到12毫米之间，直径不宜多于两种；布置形式有弯起式和分离式(见图)；满足一定条件时（等跨、等厚度，各跨荷载相差不大），可直接按该图进行钢筋的弯起或截断，否则应作包络图。,板中构造钢筋,1.2.1 单向板肋梁楼盖,板中构造钢筋,a.分布钢筋,分布筋,受力筋,b.与主梁垂直的附加负筋,C.与墙体垂直的附加负筋,计算跨度,1.2.1 单向板肋梁楼盖,分布钢筋的作用：浇筑混凝土时固定受力钢筋的位置；抵抗

28、收缩或温度变化所产生的内力；承担并分布板上局部荷载引起的内力；对四边支承的单向板可承担在长跨板内实际存在的一些弯矩。分布钢筋应配置在受力钢筋的内侧，间距不宜大于250mm。直径不宜小于6mm。单位长度上分布筋截面面积不宜小于受力筋的15，且不宜小于该方向板截面面积的0.15此外，在受力钢筋的每一弯折点内侧也应该布置分布钢筋。对于无防寒或隔热措施屋面板和外露结构，分布钢筋可适当加密。,a.分布钢筋,1.2.1 单向板肋梁楼盖,b.与主梁垂直的附加负筋,当现浇板的受力钢筋与梁肋平行时（如图），靠近主梁梁肋附近的板面荷载将直接传递给主梁而引起负弯矩，引起板与梁相接的板面产生裂缝。,故应沿主梁梁肋的板

29、面配置每米不少于58的构造筋，其单位长度内的总截面面积应不小于板中单位长度内受力钢筋截面面积的1/3，伸出梁边长度不小于板计算跨度lo的1/4。,1.2.1 单向板肋梁楼盖,c.与墙体垂直的附加负筋,计算简图与实际情况不完全一致；垂直于板跨度方向，有部分荷载将就近传给支承墙，但由于墙的嵌固约束，也会产生一定的负弯矩；板角部分除荷载会引起负弯矩外，由于混凝土的干缩、温度变化等影响，会引起拉应力。,应沿墙配置间距不大于200mm直径不小于8mm的钢筋，其伸出墙边缘的长度不应小于l0/7；对于两边均嵌固在墙内的板角部分，在角区l0/4范围内应双向配置上述构造钢筋；其伸出墙边缘的长度不小于l0/4(此

30、处l0为单向板的计算跨度)。,1.2.1 单向板肋梁楼盖,3)次梁的计算要点(1)支承在主梁或砖墙上的连续次梁，一般按塑性内力重分布 的方法计算内力，但不考虑内拱作用。(2)由于次梁与板整浇在一起，在进行配筋时，对于跨中截面按T形截面考虑，翼缘计算宽度bf按表1-7取值，对于支座截面则按矩形截面考虑。(3)按斜截面受剪承载力确定横向钢筋，当荷载、跨度较小时，一般只利用箍筋抗剪；当荷载、跨度较大时，宜在支座附近设置弯起钢筋，以减少箍筋用量。(4)当次梁考虑塑性内力重分布时，调幅截面的相对受压区高度应满足0.10.35。,1.2.1 单向板肋梁楼盖,(5)考虑弯矩调整后，连续梁和框架梁在斜截面受剪

31、承载力计算中，为避免因出现剪切破坏而影响其内力重分布，在下列区段内应将计算所需的箍筋面积增大20：对集中荷载，取支座边至最近一个集中荷载之间的区段；对均布荷载，取支座边至距支座边为1.05h0的区段，此处h0为梁截面有效高度。此外，箍筋的配箍率sv不应小于0.3 ft/fyv。（规程规定）(6)当次梁的截面尺寸满足表1-6的要求时，一般不必作使用阶段的挠度验算。,1.2.1 单向板肋梁楼盖,4)次梁的构造要求(1)截面尺寸：次梁的跨度46m，梁高h=(l/18l/12)，梁宽b=(1/31/2)h，应满足表1-5的规定。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承长度a2

32、40mm；(3)钢筋的直径：梁的纵向受力钢筋及架立钢筋的直径不宜小于表1-8的规定。对钢筋直径的要求出于混凝土结构截面受力的需要。混凝土结构中，受力钢筋的尺寸应与截面高度及跨度有一定的比例，过于纤细的钢筋难以起到应有的承载受力和构造的作用。,1.2.1 单向板肋梁楼盖,(4)钢筋的间距：钢筋混凝土结构中钢筋能够与混凝土协同工作，是由于它们之间存在着粘结锚固作用。因此，受力钢筋周围应有一定厚度的混凝土层握裹。对于构件边缘的钢筋，表现为保护层厚度；而对于构件内部的钢筋，则表现为钢筋的间距。钢筋间距还应考虑施工时浇筑混凝土操作的方便。梁纵向钢筋的净间距不应小于表1-9的规定。,表1-9 梁纵向钢筋的

33、最小净间距,1.2.1 单向板肋梁楼盖,(5)梁侧的纵向构造钢筋：由于混凝土收缩量的增大，近年在梁的侧面产生收缩裂缝的现象时有发生。裂缝一般呈枣核状，两头尖而中间宽，向上伸至板底，向下至于梁底纵筋处。,规范规定，当梁的腹板高度hw450mm时，在梁的两个侧面沿高度配置纵向构造钢筋(腰筋)，每侧纵向构造钢筋的截面面积不应小于腹板截面面积bhw 的0.1，且其间距不宜大于200mm。,1.2.1 单向板肋梁楼盖,(6)当连续次梁的跨度相等或相差不超过20%，且活载与恒载之比：,等跨连续次梁的钢筋布置,q/g3时，梁内纵向钢筋的弯起及截断可按图进行。,1.2.1 单向板肋梁楼盖,5)主梁的计算要点(

34、1)主梁是房屋结构中的主要承重构件，承受次梁传来的集中荷载，对变形及裂缝的要求较高，故应按弹性理论方法计算结构内力，并根据内力包络图配筋；(2)主梁在进行截面配筋计算时，截面形式与次梁相同；(3)当主梁的截面尺寸满足表1-6的要求时，一般不必作使用阶段的刚度验算；(4)配筋计算时，支座按矩形，跨中按T形截面计算。,1.2.1 单向板肋梁楼盖,6)主梁的构造要求(1)主梁的支承长度:主梁在砖墙上的支承长度应大于等于370mm。(2)截面有效高度：在支座处，板、次梁、主梁中的支座负弯矩钢筋相互垂直交叉且主梁负筋位于板和次梁的负筋之下，因此主梁支座截面的有效高度减小。在计算主梁支座截面纵筋时，截面有

35、效高度h0可取为：,当负弯矩纵筋为一排时，,当负弯矩纵筋为二排时，,1.2.1 单向板肋梁楼盖,(3)主梁的横向附加钢筋：在主梁与次梁相交处，次梁的集中荷载有可能使主梁下部开裂，因此，应在主梁与次梁相交处设置横向附加钢筋，以承担次梁的集中荷载，防止局部破坏。横向附加钢筋有附加箍筋及吊筋两种，附加横向钢筋宜优先采用箍筋，当集中荷载较大时，可增设吊筋。当采用吊筋时，其弯起段应伸至梁上边缘，且末端水平段长度在受拉区不应小于20d，在受压区不应小于10d，此处d为吊筋的直径。附加箍筋和吊筋的总截面面积按下式计算：,附加横向钢筋的布置,注意,1.2.1 单向板肋梁楼盖,注意：1.为附加吊筋与梁轴线间的夹

36、角，一般为 45，当梁高h800mm时，采用60。2.在设计中，不允许用布置在集中荷载影响区内的受剪箍筋代替附加横向钢筋。当传入集中力的次梁宽度b过大时，宜适当减小由s=2h1+3b所确定的附加横向钢筋布置宽度。当次梁与主梁高度差h1过小时，宜适当增大附加横向钢筋的布置宽度。,1.2.1 单向板肋梁楼盖,对于四边支承板，若板在荷载作用下沿两个正交方向受弯并且都不可忽略时称为双向板。,1.2.2 双向板肋梁楼盖,规范规定，四边支承的板应按下列规定计算：当长边与短边长度之比大于或等于3时，可按沿短边方向受力的单向板计算；当长边与短边长度之比小于或等于2时，应按双向板计算；当长边与短边长度之比介于2

37、和3之间时，宜按双向板计算；若为了简化计算按单向板进行考虑，则在长跨方向应配置足够数量的构造钢筋。,一.双向板的受力特点及破坏情况二.按弹性理论计算方法计算双向板的内力三.按塑性理论计算方法计算双向板的内力四、双向板截面设计及构造要点,1.2.2 双向板肋梁楼盖,一.双向板的受力特点及破坏情况特点：板底部裂缝沿45度方向；板顶裂缝沿支承边发展呈椭圆形。（如图）破坏过程：随着荷载增加首先在板底中央出现裂缝，然后裂缝沿对角线方向向板角扩展，在板接近破坏时板四角处顶面亦出现圆弧形裂缝，它促使板底对角线裂缝处截面受拉钢筋达到屈服点，混凝土达到抗压强度导致双向板破坏。分析方法：1.弹性理论 2.塑性理论

38、,1.2.2 双向板肋梁楼盖,二.按弹性理论计算方法计算双向板的内力(1)单块双向板的内力计算单区格板根据其四周支承条件的不同，可划分为六种不同边界条件的双向板。在均布荷载作用下，由弹性力学可计算出每一种边界条件板的内力及变形。实际工程中只需得到板的跨中弯矩、支座弯矩以及跨中挠度，就可进行截面配筋设计。因此，为计算方便，工程中已有现成表格(附录8)。计算时，只须根据支承情况和短长跨之比直接查出弯矩系数，即可算得截面弯矩：,1.2.2 双向板肋梁楼盖,式中，m跨中或支座单位板宽内的弯矩设计值(kNm/m)；p 板上作用的均布荷载设计值(kN/m2),p=g+q；g 作用在板上的均布恒载设计值(k

39、N/m2)；q 作用在板上的均布活载设计值(kN/m2)；l0 短跨方向的计算跨度(m)，计算方法与单向板的计算相同；弯矩系数。（即为表中的mx、my、mx，my）,注意：附录8中的附表是根据材料的波桑比0制定的。当0时，可按下式计算跨中弯矩：（钢筋砼0.2）,1.2.2 双向板肋梁楼盖,(2)连续双向板的内力计算多跨连续双向板的内力计算十分复杂，设计中通常采用近似计算方法，基本假定：支承梁的抗弯刚度很大，忽略梁的竖向变形；支承梁的抗扭刚度很小，忽略梁对板的转动约束作用。因此支承梁可看成是板的不动铰支座,使双向板的活荷载最不利布置及支承条件得到简化:,当求支座负弯矩时，楼盖各区格板均满布活荷载

40、；当求跨中正弯矩时，在该区格及其前后左右每隔一区格布置活荷载，一般称此为棋盘式布置，如图所示。,1.2.2 双向板肋梁楼盖,当连续双向板在同一方向相邻跨的最大跨度差不大于20时，可按下述方法进行内力计算。1)求跨中最大弯矩的计算2)求支座最大弯矩的计算3)双向板支承梁的计算,1.2.2 双向板肋梁楼盖,1)跨中最大弯矩的计算活荷载的不利布置如图所示，可分解为：a.正对称荷载(g+q/2）作用下：中间支座近似地看作固定支座，中间区格均可视为四边固定的双向板，对于边区格和角区格的外边界支承条件按实际情况确定。b.在反对称荷载(q/2)作用下：中间支座视为简支支座，中间各区格板均可视为四边简支板的双

41、向板。对于边区格和角区格的外边界支承条件按实际情况确定。,将各区格板在两种荷载作用下的跨中弯矩叠加，即可得各区格板的跨中最大弯矩。,2)求支座最大弯矩的计算大量计算表明：按活荷载最不利布置与按各区格板满布活荷载求得的支座弯矩相差甚小，故为了简化计算，可近似将活荷载满布于所有区格板。则中间支座均视为固定支座，内区格板均可按四边固定的双向板计算其支座弯矩。对于边、角区格，外边界条件应按实际情况考虑。注意：对中间支座，由相邻两个区格求出的支座弯矩值常常会不相等，在进行配筋计算时可近似地取其平均值。,1.2.2 双向板肋梁楼盖,板传给梁的荷载：,次梁和主梁的设计方法和构造要求同单向板肋梁楼盖（弹、塑性

42、法）,简便算法,3)双向板支承梁的计算支承梁的受荷范围可按图取用，板短跨方向传至支承梁的荷载为梯形荷载；板长跨方向传至梁的荷载为三角形荷载。支承梁按钢筋混凝土连续梁计算截面的弯矩及剪力并进行配筋。,1.2.2 双向板肋梁楼盖,简便算法：按照弹性理论计算支承梁时，为了方便计算可将支承梁上的梯形或三角形荷载，根据支座截面弯矩相等的原则换算为等效均布荷载。连续梁在等效均布荷载作用下的支座弯矩按结构力学方法易求，对等跨度等截面梁还可利用表格计算。,但是求出支座弯矩后，跨内弯矩和支座处剪力应按照原荷载形式求得。,等效均布荷载,实际荷载,1.2.2 双向板肋梁楼盖,三.按塑性理论计算方法计算双向板的内力由

43、于钢筋混凝土双向板具有一定的塑性性质，所以可采用塑性理论进行计算，这样可节省钢筋，使配筋方便，易于施工。双向板为高次超静定结构，按塑性理论精确计算其内力是比较困难的，一般只能按塑性理论计算其上限解和下限解。常用方法有极限平衡法、条带法等。1.基本思路 2.计算步骤 3.基本假定 4.破坏机构的确定 5.极限平衡法的基本方程,1.2.2 双向板肋梁楼盖,1.基本思路由试验可知，当双向板在荷载作用下，达到承载能力极限状态时，在混凝土板面的上部或下部形成许多裂缝线，将双向板分割成许多板块，裂缝处的受拉钢筋达到屈服强度，在荷载基本不变的情况下，截面能够承受弯矩并具有较强转动能力，此混凝土裂缝线即为塑性

44、铰线。塑性铰与塑性铰线两者的概念是相仿的，前者发生在杆系结构中，后者发生在板式结构中，两者都是因为受拉钢筋屈服所致。当双向板在荷载作用下相继出现若干塑性铰线后，各小板块可认为能够沿着塑性铰线转动，当其使双向板成为几何可变体系时双向板达到承载能力极限状态，板所承受的荷载即达到极限荷载。一般将裂缝出现在板底的称为正塑性铰线；裂缝出现在板面的称为负塑性铰线。,1.2.2 双向板肋梁楼盖,2.计算步骤1）首先确定板的破坏机构，即由塑性铰线把板分割成若干板块所构成的破坏机构。2）列出基本方程。利用虚功原理或平衡原理，建立外荷载作用在塑性铰线上的弯矩之间的关系，从而求出各塑性铰线上的弯矩，以此作为各截面上

45、的弯矩设计值进行配筋设计。,1.2.2 双向板肋梁楼盖,3.基本假定1）双向板达到承载能力极限状态时，在荷载作用下的最大弯矩处形成塑性铰线（正、负），将整体板分割成若干板块，并形成几何可变体系。2）双向板在均布荷载作用下塑性铰线是直线。塑性铰线的位置与板的形状、尺寸、边界条件、配筋位置及数量等有关。3）双向板的板块弹性变形远小于塑性铰线处的变形，故各板块可以视为刚性体，整体双向板的变形集中于塑性铰线上，板达到承载能力极限状态时，各板块均绕塑性铰线转动。4）双向板满足几何条件及平衡条件的塑性铰线位置，有许多组可能性，但其中必定有一组最危险、极限荷载值为最小的结构塑性铰线破坏模式。5）双向板在上述

46、塑性铰线处，钢筋达到屈服点，混凝土达到抗压强度，截面具有一定数值的塑性弯矩。板的正弯矩塑性铰线处，扭矩和剪力很小可以忽略不计。,1.2.2 双向板肋梁楼盖,4.破坏机构的确定（计算步骤1）确定板的破坏机构就是要确定塑性铰线的位置。判别塑性铰线位置可以依据以下四个原则进行：1）塑性铰线是直线，是相邻两板块的交线。2）塑性铰线起着转动轴的作用。3）板的支承边也形成转动轴。若为固定边，形成负塑性铰线并提供不变的抗转动能力；若为简支边，转动轴的约束为零，4)转动轴必定通过柱支座，其方向取决于其它条件。5)两个板块之间的塑性铰线必定通过此两相邻板块转动轴的交点。举例：,1.2.2 双向板肋梁楼盖,5.极

47、限平衡法的基本方程（计算步骤2）当用前述原则确定了塑性铰线的大致位置后，即可根据平衡原理或虚功原理得到塑性铰线上的总极限弯矩与极限荷载p之间的关系（极限平衡方程）。由此可确定各塑性铰线上的总弯矩，并作为截面配筋设计的依据。这是力学推导过程,详细步骤可参见教材。由于步骤1中所确定的塑性铰线位置与结构达到承载能力极限状态时的塑性铰线位置越接近，所求出的极限荷载p值计算精度就越高。因此，正确地确定结构塑性铰线的计算模式是结构计算的关键。,1.2.2 双向板肋梁楼盖,四、双向板截面设计及构造要点1.双向板的构造要求(1)双向板的厚度 一般不宜小于80mm，也不大于160mm。不需进行刚度验算的最小厚度

48、h=(1/40-1/50)l(2)板的有效高度 板沿两个方向均布置受力钢筋，应将短向钢筋放在板的最外侧，其截面有效高度为：h01h20mm，长向钢筋与短向钢筋垂直，放在短向钢筋的内侧，其截面有效高度为h02=h-30mm。(3)板的空间内拱作用 与单向板相似，设计周边与梁整体连接的双向板时，也可考虑由于板的内拱作用引起周边支承梁推力的有利作用。鉴于这一有利因素，对四边与梁整体连结的板，规范允许其弯矩设计值按下列情况进行折减：,1.2.2 双向板肋梁楼盖,对四边与梁整体连结的板，规范允许其弯矩设计值按下列情况进行折减：,连续双向板中间区格板的跨中截面和中间支座截面折减系数取0.8；对于边区格板的

49、跨中截面及自楼板边缘算起的第二支座截面：当lb/l1.5时，折减系数取0.8；1.5当lb/l2.0时，折减系数取0.9。lb指沿楼板边缘方向区格板的跨度，l是指垂直于lb方向的跨度。角区格板则不予折减。,1.2.2 双向板肋梁楼盖,2.双向板的钢筋配置(1)板跨中截面配筋是以中间板带的跨中最大弯矩作为依据进行配筋，而靠近支座边缘时，其弯矩值减小很多，因此配筋可减小。设计中，可将每块双向板沿两个方向各分成三个板带(如图)，中间板带按计算配筋，边板带单位板宽的配筋量取为中间板带单位板宽配筋的一半，但每m不少于3根。(2)双向板的配筋方式有弯起式和分离式两种，其构造要求可查有关构造手册。(3)双向

50、板沿墙边、墙角处的构造钢筋，与单向板楼盖中相同。,1.2.2 双向板肋梁楼盖,什么是无梁楼盖？因楼盖中不设梁而得名，它是一种双向受力楼盖，它与柱组成板柱结构体系。无梁楼盖的优点结构体系简单，传力途径短捷，建筑层间高度较一般的肋梁楼盖小，因此可以减小房间的体积和墙体结构；天棚平整，可以大大改善采光、通风和卫生条件；可节省模板，简化施工。无梁楼盖的内力计算弹性法A.精确计算法 B.经验系数法 C.等代框架法塑性法,1.2.3 无梁楼盖,1.4 装配式楼盖,装配式楼盖由预制梁、板组成，它具有施工速度快、便于工业化生产和机械化施工、节约劳动力和节省材料等优点，在多层房屋中得到广泛应用。但是，这种楼盖整