钢筋混凝土楼盖结构设计经典讲义.ppt

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1、 3 钢筋混凝土楼盖结构设计钢筋混凝土楼盖结构设计 梁板结构是土木工程中常见的结构形式梁板结构是土木工程中常见的结构形式 楼盖（屋盖）楼盖（屋盖）楼梯楼梯 雨篷雨篷 地下室底板地下室底板 挡土墙挡土墙 3.1 楼盖结构分类及布置楼盖结构分类及布置钢筋混凝土楼盖钢筋混凝土楼盖预应力混凝土楼盖：多采用预应力混凝土楼盖：多采用无粘结预应力混凝土结构无粘结预应力混凝土结构按施工方法分为按施工方法分为按预加应力情况分为按预加应力情况分为现浇式楼盖现浇式楼盖装配式楼盖装配式楼盖装配整体式楼盖装配整体式楼盖 整体式梁板结构：最大优点是整体性好，使用机械少、整体式梁板结构：最大优点是整体性好，使用机械少、施工

2、技术简单；其缺点是模板用量较大，施工周期较长，施工技术简单；其缺点是模板用量较大，施工周期较长，施工时受冬季和雨季的影响。施工时受冬季和雨季的影响。装配式梁板结构：优点是构件工厂预制，模板定型化，装配式梁板结构：优点是构件工厂预制，模板定型化，混凝土质量容易保证，且不受季节性影响，预制构件现混凝土质量容易保证，且不受季节性影响，预制构件现场安装，施工进度快；其缺点是结构整体性差，预制构场安装，施工进度快；其缺点是结构整体性差，预制构件运输及吊装时需要较大设备。在地震区整体式梁板结件运输及吊装时需要较大设备。在地震区整体式梁板结构将逐渐取代装配式梁板结构。构将逐渐取代装配式梁板结构。装配整体式梁

3、板结构：梁为叠合梁，板为预制板，可利装配整体式梁板结构：梁为叠合梁，板为预制板，可利用预制楼板作为现浇结构的模板，为保证楼、屋盖的整用预制楼板作为现浇结构的模板，为保证楼、屋盖的整体性及平面内的较大刚度，可采用现浇板带，或在预制体性及平面内的较大刚度，可采用现浇板带，或在预制楼板上做配筋混凝土现浇层。装配整体式结构其整体性楼板上做配筋混凝土现浇层。装配整体式结构其整体性较装配式结构好，又较整体式结构模板用量少，但由于较装配式结构好，又较整体式结构模板用量少，但由于用钢量及焊接量较大并两次浇筑混凝土，对施工进度和用钢量及焊接量较大并两次浇筑混凝土，对施工进度和工程造价带来不利影响。工程造价带来不

4、利影响。单向板肋梁楼盖与双向板肋梁楼盖单向板肋梁楼盖与双向板肋梁楼盖单向板单向板在荷载作用下，只在一个方向弯曲或者主要在荷载作用下，只在一个方向弯曲或者主要 在一个方向弯曲的板。在一个方向弯曲的板。双向板双向板 在荷载作用下，在两个方向弯曲，且不能忽在荷载作用下，在两个方向弯曲，且不能忽 略任一方向弯曲的板。略任一方向弯曲的板。按结构型式可分为按结构型式可分为 单向板肋梁楼盖单向板肋梁楼盖双向板肋梁楼盖双向板肋梁楼盖 井式楼盖井式楼盖 无梁楼盖无梁楼盖 由单向板组成的肋梁楼盖称为单向板肋梁楼盖。由双向由单向板组成的肋梁楼盖称为单向板肋梁楼盖。由双向板组成的肋梁楼盖称为双向板肋梁楼盖。板组成的肋

5、梁楼盖称为双向板肋梁楼盖。四边支承的板（或邻边支承或三边支承）的板应按下列规四边支承的板（或邻边支承或三边支承）的板应按下列规定计算：定计算：（1）当长边与短边长度之比大于或等于）当长边与短边长度之比大于或等于3时，可按沿时，可按沿短边方向受力的单向板计算；短边方向受力的单向板计算；（2）当长边与短边长度之比小于或等于）当长边与短边长度之比小于或等于2时，应按双时，应按双向板计算；向板计算；（3）当长边与短边长度之比介于）当长边与短边长度之比介于2和和3之间时，宜按双之间时，宜按双向板计算；向板计算；当按沿短边方向受力的单向板计算时，应沿长边方向当按沿短边方向受力的单向板计算时，应沿长边方向布

6、置足够数量的构造钢筋。布置足够数量的构造钢筋。两对边支承的板和单边嵌固的悬臂板，应按单向板计算；两对边支承的板和单边嵌固的悬臂板，应按单向板计算；规范规范规定：板应按下列原则进行计算：规定：板应按下列原则进行计算：井式楼盖：结构采用方形或近似方形的板格，两个方向井式楼盖：结构采用方形或近似方形的板格，两个方向的梁截面相同，不分主次梁。其特点是跨度较大，具有的梁截面相同，不分主次梁。其特点是跨度较大，具有较强的装饰性，多用于公共建筑的门厅或大厅。较强的装饰性，多用于公共建筑的门厅或大厅。无梁楼盖：不设梁，将板直接支撑在柱上。优点是增无梁楼盖：不设梁，将板直接支撑在柱上。优点是增大建筑物的净高，多

7、用于对空间利用率要求较高的冷大建筑物的净高，多用于对空间利用率要求较高的冷库、藏书库等建筑物。库、藏书库等建筑物。密肋楼盖密肋楼盖扁梁楼盖扁梁楼盖现浇空心板无梁楼盖现浇空心板无梁楼盖预应力空腹楼盖预应力空腹楼盖新的楼盖结构体系有新的楼盖结构体系有扁梁楼盖：为了降低构件的高度，增加建筑物的净高扁梁楼盖：为了降低构件的高度，增加建筑物的净高或提高建筑物的空间利用率，将楼板的水平支承梁做或提高建筑物的空间利用率，将楼板的水平支承梁做成宽扁的形式。成宽扁的形式。现浇空心板无梁楼盖：优点是减轻了结构自重，增加现浇空心板无梁楼盖：优点是减轻了结构自重，增加了建筑的净高，通风、电器、水道管道的布置也很方了建

8、筑的净高，通风、电器、水道管道的布置也很方便。具有较好的综合效益。便。具有较好的综合效益。密肋楼盖是由薄板和间距较小的肋梁组成。分单向密肋楼盖是由薄板和间距较小的肋梁组成。分单向密肋楼盖和双向密肋楼盖两种。密肋楼盖一般用于密肋楼盖和双向密肋楼盖两种。密肋楼盖一般用于跨度大而且梁高受限制情况。跨度大而且梁高受限制情况。预应力空腹楼盖：此结构不仅可满足跨度预应力空腹楼盖：此结构不仅可满足跨度18m左右的左右的建筑需要，且使楼盖结构层高度相对降低。建筑需要，且使楼盖结构层高度相对降低。(a)单向板肋梁楼盖单向板肋梁楼盖(b)双向板肋梁楼盖双向板肋梁楼盖(c)无梁楼盖无梁楼盖(d)井式楼盖井式楼盖(f

9、)扁梁楼盖扁梁楼盖(e)密肋楼盖密肋楼盖现浇空心板无梁楼盖现浇空心板无梁楼盖预应力空腹楼盖预应力空腹楼盖3.1.2 楼盖结构布置楼盖结构布置 荷载传力路径为板荷载传力路径为板 梁梁 柱柱(墙墙)基础基础 楼层结构布置的基本原则：楼层结构布置的基本原则：首先从建筑首先从建筑效果和使用效果和使用要求上考虑要求上考虑1.根据房屋的平面尺寸和功能要求合理的根据房屋的平面尺寸和功能要求合理的布置布置;2.楼层的净高度的要求楼层的净高度的要求;3.楼层顶棚的要求楼层顶棚的要求;4.有利于建筑的立面设计及门窗要求有利于建筑的立面设计及门窗要求;5.提供改变使用功能的可能性和灵活性；提供改变使用功能的可能性和

10、灵活性；6.考虑到其他专业工种的要求。考虑到其他专业工种的要求。其次从结构其次从结构原理上考虑原理上考虑1.构件的形状和布置尽量规则和均匀构件的形状和布置尽量规则和均匀；2.受力明确受力明确,传力直接传力直接；3.有利于整体结构的刚度均衡、稳定和有利于整体结构的刚度均衡、稳定和构件受力协调构件受力协调；4.荷载分布均匀荷载分布均匀,要分散而不宜集中要分散而不宜集中；5.结构自重要小结构自重要小；6.保证计算时楼面在自身平面内无限刚保证计算时楼面在自身平面内无限刚性假设的成立。性假设的成立。3.1.3 楼盖设计中的注意事项(1)楼盖结构体系的选择楼盖结构体系的选择(2)结构计算模型的确定结构计算

11、模型的确定 1)反映实际结构的主要受力特点前提下反映实际结构的主要受力特点前提下,尽可能的简单尽可能的简单;2)确定计算模型后确定计算模型后,则在后续的设计中则在后续的设计中,特别是在具体的构造特别是在具体的构造处理和措施中处理和措施中,实现计算模型中的相互受力关系。实现计算模型中的相互受力关系。(3)梁板构件截面尺寸的确定梁板构件截面尺寸的确定 1)规范规范规定的板最小厚度要求；规定的板最小厚度要求；2)梁要满足高宽比的要求；梁要满足高宽比的要求；3)满足一定的高跨比要求；满足一定的高跨比要求；4)满足模数的要求。满足模数的要求。(4)楼盖结构的设计步骤楼盖结构的设计步骤 1)进行结构平面布

12、置并初步确定板厚和主、次梁的截面尺寸；进行结构平面布置并初步确定板厚和主、次梁的截面尺寸；2)建立计算模型建立计算模型，画出板和主、次梁的计算简图；画出板和主、次梁的计算简图；3)荷载分析计算；荷载分析计算；4)板和主、次梁内力分析计算；板和主、次梁内力分析计算；5)构件截面设计（截面承载力的计算，配筋及构造，对跨度构件截面设计（截面承载力的计算，配筋及构造，对跨度 大或荷载大或情况特殊的重要梁、板还需进行变形和裂缝大或荷载大或情况特殊的重要梁、板还需进行变形和裂缝 宽度的验算）；宽度的验算）；6)绘制施工图。绘制施工图。板的类别板的类别高跨比（高跨比（h/l）最小板厚（最小板厚（mm）单向板

13、单向板简支简支两端连续两端连续1/351/40屋面板屋面板 60民用建筑楼板民用建筑楼板 60工业建筑楼板工业建筑楼板 70行车道下的楼板行车道下的楼板 80双向板双向板简支简支多跨连续多跨连续1/451/50 按短向跨度按短向跨度80密肋板密肋板简支简支多跨连续多跨连续1/201/25肋间距肋间距700mm 40肋间距肋间距700mm 50悬臂板悬臂板1/12悬臂长度悬臂长度500mm 60悬臂长度悬臂长度500mm 80无梁楼板无梁楼板无柱帽无柱帽有柱帽有柱帽1/301/35150板截面的常规尺寸（板截面的常规尺寸（mm）表表31梁类型梁类型高跨比（高跨比（h/l）备注备注多跨连续次梁多跨

14、连续次梁1/181/12梁高：次梁梁高：次梁hl/25 主梁主梁hl/15多跨连续主梁多跨连续主梁1/141/8单跨简支梁单跨简支梁1/141/8梁截面的常规尺寸（梁截面的常规尺寸（mm）表表32(1)(1)结构平面布置结构平面布置单向板肋梁楼盖结构平面布置通常有以下三种方案：单向板肋梁楼盖结构平面布置通常有以下三种方案：主梁沿横向布置主梁沿横向布置 主梁沿纵向布置主梁沿纵向布置 有中间走廊有中间走廊 3.2 单向板肋梁楼盖单向板肋梁楼盖3.2.1 连续梁、板按弹性理论计算连续梁、板按弹性理论计算在满足建筑物使用的前提下，柱网和梁格划分尽可能规在满足建筑物使用的前提下，柱网和梁格划分尽可能规整

15、，结构布置越简单、整齐、统一，越能符合经济和美观整，结构布置越简单、整齐、统一，越能符合经济和美观的要求；的要求；梁、板结构尽可能划分为等跨度，以便于设计和施工；梁、板结构尽可能划分为等跨度，以便于设计和施工；主梁跨度范围内次梁根数宜为偶数，以使主梁受力合理主梁跨度范围内次梁根数宜为偶数，以使主梁受力合理。进行楼盖的结构平面布置时，应注意以下问题：进行楼盖的结构平面布置时，应注意以下问题：单向板、次梁和主梁的经济跨度为：单向板、次梁和主梁的经济跨度为：单向板：（单向板：（1.72.5）m 次次 梁梁 ：（：（46）m 主主 梁梁 ：（：（58）m(2)荷载的计算模型和计算简图荷载的计算模型和计

16、算简图连续梁、板的计算跨度连续梁、板的计算跨度(a)边跨边跨(b)中间跨中间跨支座的简化：支座的简化：单向板肋梁楼盖的板和次梁，不管其支承条件如何单向板肋梁楼盖的板和次梁，不管其支承条件如何，都可化为铰支的连续梁来进行计算。，都可化为铰支的连续梁来进行计算。对于主梁，当它支承于砖柱上时，视为铰支；如果对于主梁，当它支承于砖柱上时，视为铰支；如果与钢筋混凝土柱现浇在一起，当梁的抗弯刚度与柱抗弯与钢筋混凝土柱现浇在一起，当梁的抗弯刚度与柱抗弯刚度之比大于刚度之比大于5，将主梁视为铰支于柱上的连续梁来计，将主梁视为铰支于柱上的连续梁来计算，否则，按框架梁计算。算，否则，按框架梁计算。作用于结构上的荷载首先由单向板传递给次梁；再作用于结构上的荷载首先由单向板传递给次梁；再由次梁传递给主梁；最后由主梁传递给柱或墙体。由次梁传递给主梁；最后由主梁传递给柱或墙体。板结构计算单元与板荷载计算单元相同，即取板结构计算单元与板荷载计算单元相同，即取1m宽宽的矩形截面板带作为板结构计算单元；的矩形截面板带作为板结构计算单元；次梁结构通常取宽度为板标志跨度次梁结构通常取宽度为板标志跨度l1的的T形截面带，形截