理学房屋建筑学楼地层.pptx
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1、楼、地层是指多层建筑物的楼板层与地坪层,是分隔建筑空间的水平承重构件。楼板层是楼房建筑中的水平承重构件,它承受着家具、设备和人的重量,并将这些荷载传给墙或柱。楼层还起着墙或柱的水平支撑作用,以减少风力和地震产生的水平力对墙体的影响,增加墙或柱的稳定性。楼板层必须具有足够的强度和刚度。由于楼层具有分隔上下空间的作用,它还应具有隔声、防水、保温、隔热等功能。地层是底层房间与土壤的隔离构件,除承受作用其上的荷载外,还应具有防水、防潮、保温等功能。第1页/共115页第一节楼地层的设计要求与构造组成一、楼地层的构造组成为了满足楼板层使用功能的要求,楼地层形成了多层构造的做法,而且其总厚度取决于每一构造层
2、的厚度。通常楼地层由以下几个基本部分组成。第2页/共115页1)面层:位于楼板层的最上层,起者保护楼板层、分布荷载、美化装饰室内的作用,根据室内使用要求不同,有多种做法。2)结构层:又称楼板。由梁、板或拱组成,承受着楼板层上的全部荷载并将这些荷载传给墙或柱;同时还对墙身起水平支撑作用,以加强建筑物的整体刚度。3)附加层:又称功能层,根据楼板层的具体要求而设置,主要用于隔声、隔热、保温、防水、防潮、防腐蚀、抗静电等。4)顶棚层:又称天花板。是楼板层最下层,其作用是保护楼板、安装灯具、遮挡各种水平管线,改善室内光照条件,装饰美化室内空间。第3页/共115页二、楼板的种类按楼板使用材料的不同,可分为
3、木楼板、砖拱楼板、钢筋混凝土楼板和钢衬板组合楼板等多种类型。1.木楼板木楼板是我国传统做法,是在由墙或梁支撑的木搁栅上铺钉木板,木搁栅之间有剪刀撑。下做板条抹灰顶棚。木楼板这种楼板的构造虽然简单,自重也较轻,保温隔热性能好、舒适、有弹性,但防火性能不好,不耐腐蚀,又由于木材昂贵,故一般工程中应用较少。当前它只应用于装修等级较高的建筑中。第4页/共115页2.砖拱楼板这种楼板采用钢筋混凝土倒T形梁密排,其间填以普通粘土砖或特制的拱壳砖砌筑成拱形,故称为砖拱楼板。这种楼板虽比钢筋混凝土楼板节省钢筋和水泥,但是自重大,作地面时使用材料多,并且顶棚成弧拱形,一般应作吊顶棚,故造价偏高。此外,砖拱楼板的
4、抗震性能较差,故在要求进行抗震设防的地区不宜采用。第5页/共115页3.钢筋混凝土楼板钢筋混凝土楼板采用混凝土与钢筋共同制作。这种楼板坚固,耐久,刚度大,强度高,防火性能好,当前应用比较普遍。钢筋混凝土按施工方法分可以分为现浇钢筋混凝土楼板和装配式钢筋混凝土楼板两大类。4.压型钢板组合楼板是在钢筋混凝土基础上发展起来的,以钢衬板作为楼板的受弯构件和底模,既提高了楼板的强度和刚度,又加快了施工进度,是目前正大力推广的一种新型楼板。第6页/共115页第7页/共115页三、楼板层的设计要求楼板是房屋的水平承重结构,它的主要作用是承受人、家具等荷载,并把这些荷载和自重传给承重砖墙。楼板和地面应满足以下
5、要求:1.强度和刚度要求楼板和地面均应有足够的强度,能够承受自重和不同要求下的荷载,安全可靠。同时要求具有一定的刚度,即在荷载作用下,挠度变形不应超过规定数值。结构规范规定楼板的允许挠度不大于跨度的1/250,板的最小厚度是其重要指标。2.隔声要求楼板的隔声包括隔绝空气传声和固体传声两个方面,为了避免上下层房间的相互影响,楼板应具有一定的隔绝噪声的能力。我国对住宅楼板的隔声标准中规定:一级隔声标准为65dB,二级隔声标准为75dB。第8页/共115页空气传声的隔绝可以采用空心构件,并通过铺垫焦碴等材料来达到。隔绝固体传声应减少对楼板的撞击来达到。1)、在地面上铺设橡胶、地毯可以减少一些冲击量,
6、达到满意的隔声效果。2)、也可以在楼板与面层之间加弹性垫层以降低楼板的振动,即:浮筑式楼板。使楼板与面层完全隔离,起到较好的隔声效果。3)、在楼板下加设吊顶,使噪声不直接传入下层空间,用隔绝空气声的办法来降低固体传声。吊顶采用吸声材料,与楼板弹性连接,使其隔声效果更好。第9页/共115页第10页/共115页3、防火要求防火要求应符合防火规范的规定。非预应力钢筋混凝土预制楼板耐火极限为1.0h,预应力钢筋混凝土楼板耐火极限为0.5h。现浇钢筋混凝土楼板为12h。一级耐火等级建筑的楼板耐火极限不小于1.5h,二级耐火等级建筑的楼板耐火极限不小于1h,三级耐火等级建筑的楼板耐火极限不小于0.5h,四
7、级耐火等级建筑的楼板耐火极限不小于0.25h。第11页/共115页4、具有防潮、防水能力对卫生间、盥洗室、厨房或学校的实验室、医院的检验室等有水的房间,都应该进行防水防潮处理,以保证建筑物的正常使用。5、满足各种管线的设置为保证建筑物室内更加完整、灵活,管道、线路借楼板层来敷设。因此处理好各种设备管线的敷设十分重要。6、经济要求一般楼板和地面约占建筑物总造价的20%30%,选用楼板时应考虑就地取材和提高装配化的程度。第12页/共115页第二节钢筋混凝土楼板构造钢筋混凝土楼板按其施工方法不同,可分为现浇式、装配式和装配整体式。一、现浇钢筋混凝土楼板现浇钢筋混凝土楼板是楼板在其结构位置处现场支模、
8、绑扎钢筋、浇筑混凝土而成型的楼板结构。由于是现场由注成型的,所以,楼板的整体性好,特别适用于有抗震设防要求较高的建筑;对有管道穿过的房间、平面形状不规整的房间、尺度不符合模数的房间和防水要求较高的房间,都适合采用现浇钢筋混凝土楼板。第13页/共115页现浇钢筋混凝土楼板根据受力和传力情况的不同,可分为板式楼板、梁板式楼板、井式楼板、无梁楼板和压型钢板混凝土组合楼板等。有关钢筋和混凝土的基本知识1.混凝土:常用的混凝土强度等级(过去叫标号)有C7.5,C10,C15,C20,C25,C30,C35,C40,C45,C50,C55,C60十二种,单位为N/mm2。其中C7.5,C10用于混凝土垫层
9、和非主要受力部位。C15,C20,C25用于一般的钢筋混凝土构件。C30C60用于预应力钢筋混凝土构件。第14页/共115页 2.钢筋:目前常用的钢筋有级、级和冷拉、冷拔钢丝。其中级钢筋为光圆钢筋,级钢筋为人字纹钢筋。选用时可以从表面形状进行鉴别。3.钢筋直径钢筋的直径以mm为单位,其规格有6、8、10、12、14、16、18、20、22、25、28、32、36、40等。4.钢筋保护层钢筋混凝土构件中的钢筋不能外露,以防锈蚀。钢筋外表的混凝土面层叫保护层。第15页/共115页各种构件的保护层是:墙和板:截面高(厚)度h100mm时,取10mm;h100mm时,取15mm。梁和柱:取20mm25
10、mm。基础(有垫层时):取35mm。(无垫层时):取70mm。5.钢筋弯钩为保证钢筋和混凝土能共同工作,在级钢筋所在的部位为受力钢筋时,钢筋端部应加弯钩,以加强钢筋与混凝土的锚固作用,防止脱落。第16页/共115页钢筋弯钩以180钩,135钩,90钩以及30、45、60的弓起钢筋较多。180弯钩的延长度为6.25d(d为钢筋直径);90弯钩为构件厚度减去保护层尺寸;135钩的加长量为10d。常用的180弯钩尺寸为:(6.25d,零星尺寸取至mm)。640mm850mm1060mm1275mm1490mm16100mm18113mm20125mm22140mm25160mm28175mm3220
11、0mm36225mm40250mm第17页/共115页弓起钢筋的斜线长度为:厚度在190mm以下时,弓起角度为30,其数值为2板的有效高度。厚度在200mm950mm时,弓起角度为45,其数值为1.414有效梁高。厚度在1000mm1500mm时,弓起角度为60,其数值为1.154有效梁高。6.钢筋接头和锚固长度钢筋的长度不能满足构件要求时,可以进行对焊;若条件不具备时,可以进行搭接。搭接时,应保证最小搭接长度(最小搭接长度用Ld表示。)最小搭接长度如下:(d为钢筋直径)级钢筋受拉区30d受压区20d级钢筋受拉区35d受压区25d级钢筋受拉区40d受压区30d受力钢筋伸入支座应满足一定的长度,
12、这长度叫锚固长度。锚固长度LmLd5d。第18页/共115页1、板式楼板当房间较小时,不需要另设梁,楼板直接支承在四周的墙上,荷载由板直接传给墙体,这种楼板称为板式楼板,多用于厨房、卫生间、走廊等较小空间。楼板根据受力特点和支承情况,分为单向板和双向板。当板的长短边之比大于2时,板基本上沿短边方向受力,板中受力钢筋按短边方向布置,称之为单向板。当板的长短边之比小于或等于2时,板中受力作用于双边,受力钢筋双向布置,称为双向板。板式楼板的最小厚度,单向板60mm,双向板80mm。第19页/共115页第20页/共115页第21页/共115页2、梁板式楼板梁板式楼板是最常见的楼板形式之一,当板为单向板
13、时称为单向板梁板式楼板,当板为双向板时称为双向板梁板式楼板。单向板梁板式楼板由板、次梁和主梁组成。其荷载传递路线为板梁主梁柱(或墙)。楼板结构的经济尺度:主梁的经济跨度为58m,主梁高为主梁跨度的11418,主梁宽与高之比为1312;次梁的经济跨度为46m,梁高为次梁跨度的1/181/12,宽度为梁高的1/31/2,次梁跨度即为主梁间距;板的厚度确定同板式楼板,通常板跨不大于3m,其经济跨度为1.72.5m。第22页/共115页第23页/共115页 双向板梁板式楼板常无主次梁之分,由板和梁组成,荷载传递路线为板双向板梁板式楼板常无主次梁之分,由板和梁组成,荷载传递路线为板-梁梁 (或或墙墙)。
14、由于双向板梁板式楼板梁较少,顶棚平整美观,但当板跨较大时,板厚也明显。由于双向板梁板式楼板梁较少,顶棚平整美观,但当板跨较大时,板厚也明显增加,增加了造价,因而一般用在小柱网的住宅、旅馆等建筑中。增加,增加了造价,因而一般用在小柱网的住宅、旅馆等建筑中。第24页/共115页3、井式楼板当双向板肋梁楼板的板跨相同,且两个方向的梁截面也相同时,就形成了井式楼板。井式楼板适用于正方形、平面的长宽之比不大于1.5的矩形平面,井式楼板中板的跨度在3.56m之间,梁的跨度可达2030m,梁截面高度不小于梁跨的1/15,宽度为梁高的1/41/2,且不少于120mm。井式楼板可与墙体正交放置或斜交放置。由于井
15、式楼板可以用于较大的无柱空间,而且楼板底部的井格整齐划一,很有韵律,稍加处理就可形成艺术效果很好的顶棚,所以常用在门厅、大厅、会议室、餐厅、小型礼堂、歌舞厅等处。也有的将井式楼板中的板去掉,将井格设在中庭的顶棚上,采光和通风效果很好,也很美观。第25页/共115页第26页/共115页4、无梁楼板无梁楼板为等厚的平板直接支承在柱上,分为有柱帽和无柱帽两种。当楼面荷载比较小时,可采用无柱帽楼板;当楼面荷载较大时,为提高楼板的承载能力、刚度和抗冲切能力,必须在柱顶加设柱帽。无梁楼板的柱可设计成方形、矩形、多边形和圆形;柱帽可根据室内空间要求和柱截面形式进行设计;板的最小厚度不小于120mm,且不小于
16、板跨的135132。无梁楼板的柱网一般布置为正方形或矩形,间跨一般不超过6m。无梁楼板具有净空高度大,顶棚平整,采光通风及卫生条件均较好,施工简便等优点。适用于商店、书库、仓库等荷载较大的建筑。第27页/共115页第28页/共115页5、压型钢板组合楼板压型钢板组合楼板是在型钢梁上铺设压型钢板,以压型铜板作底模,在其上现浇混凝土,形成整体的组合楼板。这种楼板具有承载力大、刚度大、耐久性好、自重轻、施工速度快、整体性强等优点。但其造价较高,耐火及耐锈蚀性不如钢筋混凝土。钢衬板组合楼板主要由楼面层、组合板和钢梁三部分所构成,组合板包括现浇混凝土和钢衬板,此外可根据需要吊顶棚。由于混凝土、钢衬板共同
17、受力,即混凝土承受剪力与压力,钢衬板承受下部的压弯应力,因此,压型钢衬板起着模板和受拉钢筋的双重作用。这样组合楼板受正弯矩部分不需放置或绑扎受力钢筋,仅需部分构造钢筋即可。此外,还可利用压型钢板肋间的空腔布置设备管线;在国外高层建筑中得到广泛的应用。第29页/共115页钢衬板与钢梁之间的连接,一般采用焊接、自攻螺栓连接、膨胀铆钉固接和压边咬接等方式。第30页/共115页二、装配式钢筋混凝土楼板装配式钢筋混凝土楼板是指在预制构件加工厂或施工现场制作的钢筋混凝土楼板安装拼合而成的楼板。这种楼板不在施工现场浇注混凝土,可节省模板,缩短工期,而且施工不受季节限制,有利于实现建筑工业化,但整体性较差,在
18、抗震设防要求较高地区应慎用。1、预制装配式钢筋混凝土楼板的类型钢筋混凝土楼板有预应力和非预应力两种。预应力楼板是指在预制加工中,预先给它一个压应力,在安装受荷以后,板所受到的拉应力和预先给的压应力平衡。预应力楼板的抗裂性和刚度均好于非预应力楼板,且板型规整、节约材料、自重减轻、造价降低。预应力楼板和非预应力楼板相比,可节约钢材30%50%,节约混凝土10%30%。预制钢筋混凝土楼板常用类型有实心平板、槽形板、空心板三种(图5.10)。第31页/共115页第32页/共115页(1)实心平板实心平板规格较小,跨度一般在2.4m以内,板厚5080mm,板宽为500mm、600mm、700mm三种规格
19、,板长为1200mm、1500mm、1800mm、2100mm、2400mm五种规格。预制实心板由于跨度小,板面上下平整,隔声差,常用于过道和小房间、卫生间的楼板,亦可作为架空搁板、管沟盖板、阳台板、雨篷板等处。(2)槽形板槽形板是一种肋、板结合的预制构件,即在实心板的两侧设有边肋,作用在板上的荷载都由边肋来承担,板宽为5001200mm,非预应力槽形板跨长通常为36m。当板的跨度大于6m时,在板中每隔500700mm处增设横肋一道板肋高为120240mm,板厚仅30mm。槽形板减轻了板的自重,具有省材料,便于在板上开洞等优点;但隔声效果差。第33页/共115页槽形板做楼板时,正置槽形板由于板
20、底不平,通常做吊顶遮盖,为避免板端胁被压坏,可在板端伸入墙内部分堵砖填实图5.1Hd)。倒置槽板受力不如正置槽板合理,但可在槽内填充轻质材料,以解决楼板的隔声和保温隔热问题,还可以获得平整的顶棚。槽形板的板面较薄,自重较轻,可以根据需要打洞穿管,而不影响板的强度和刚度,常用于管道较多的房间,如厨房、卫生间、库房等。第34页/共115页(3)空心板空心板也是一种梁板结合的预制构件,其结构计算理论与槽形板相似,两者的材料消耗也相近,但空心板上下板面平整,且隔声效果优于槽形板,因此是目前广泛采用的一种楼板形式。空心板根据板内抽孔形状的不同,分为方孔板、椭圆孔板和圆孔板,方孔板比较经济,但脱模困难;圆
21、孔板的刚度较好,制作也方便,节省材料,隔音隔热较好,因此广泛采用,但板面不能任意打洞。根据板的宽度,圆孔板的孔数有单孔、双孔、三孔、多孔。目前我国预应力空心板的跨度可达到6m、6.6m、7.2m等,板的厚度为110300mm。第35页/共115页第36页/共115页2、板的结构布直方式板的结构布置方式应根据房间的平面尺寸及房间的使用要求进行结构布置,可采用墙承重系统和框架承重系统。第37页/共115页当预制板直接搁置在墙上时称为板式结构布置;当预制板搁置在梁上时称为梁板式结构布置。板式结构多用于横墙较密的住宅、宿舍、办公楼等建筑中,而梁板式结构多用于教学楼、实验楼等开间较大的建筑中。第38页/
22、共115页 布置楼板时,一般要求板的规格和类型越少越好,布置楼板时,一般要求板的规格和类型越少越好,以简化板的制作与安装。而且施工也较复杂,甚至以简化板的制作与安装。而且施工也较复杂,甚至容易搞错。此外,在空心板安装前,应在板端的圆容易搞错。此外,在空心板安装前,应在板端的圆孔内填塞孔内填塞C15C15混凝土短圆柱混凝土短圆柱(即堵头即堵头)以避免板端被压以避免板端被压坏。坏。第39页/共115页3、板的搁置要求当板搁置在墙上或梁上时,必须保证楼板放置平稳,使板和墙、梁有很好的连接。首先,应有足够的搁置长度。板在梁上的搁置长度应不小于80mm;支承于内墙上时搁置长度应不小于100mm;支承于外
23、墙上时其搁置长度应不小于120mm。其次,铺板前,先在墙或梁上用20mm厚M10水泥砂浆找平(即坐浆),然后再铺板,使板与墙或梁有较好的联结,同时也使墙体受力均匀。另外,楼板与墙体、楼板与楼板之间常用锚固钢筋(又称拉结筋)予以锚固。第40页/共115页4、板缝处理及结构布置板的接缝有端缝和侧缝两种,为了加强其整体性,必须在板缝填入水泥砂浆或细石混凝土(即灌缝)。为了增强建筑物抗水平力的能力可将板端露出的钢筋交错搭接在一起,或加钢筋网片。侧缝一般有三种形式:“V”形缝具有制作简单的优点,但易开裂,连接不够牢固;“U”形缝上面开口较大易于灌浆,但仍不够牢固;“凹”槽缝联结牢固,但灌浆捣实较困难。第
24、41页/共115页在进行板的结构布置时,一般要求板的规格、类型越少越好。在具体布置房间的楼板时,往往出现不足以排一块板的缝隙。当缝隙小于60mm时,可调节板缝,当缝隙在60120mm之间时,可在灌缝的混凝土中加配26通长钢筋;当缝隙在120200mm之间时,设现浇钢筋混凝土带,且将板带设在墙边或有穿管的部位;当缝隙大于200mm时,调整板的规格。第42页/共115页第43页/共115页板的端缝处理,一般只需将板缝内填实细石混凝土,使之相互连接。为了增强建筑物抗水平力的能力,可将板端外露的钢筋交错搭接在一起,然后浇筑细石混凝土灌缝,以增强板的整体性和抗震能力。5、楼板与隔墙楼板上设立隔墙时,宜采
25、用轻质材料。在确定隔墙位置时,不宜将隔墙直接搁置在楼板上,而应采取一些构造措施。如在隔墙下部设置钢筋混凝土小梁,通过梁将隔墙荷载传给墙体或柱;当楼板结构层为预制槽形板时,可将隔墙设置在槽形板的纵肋上;当楼板结构层为空心板时,可将板缝拉开,在板缝内配置钢筋后浇筑C20细石钢筋混凝土小梁,再在其上设置隔墙。第44页/共115页三、三、装配整体式钢筋混凝土楼板装配整体式钢筋混凝土楼板 装配整体式楼板,是在楼板中预制部分构件,然后装配整体式楼板,是在楼板中预制部分构件,然后在现场安装,再以整体浇注的办法连接而成的楼板;在现场安装,再以整体浇注的办法连接而成的楼板;或在现浇(亦可预制)密肋小粱间安放预制
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