第8章 钢筋混凝土楼(屋)盖.ppt
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1、钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构侯献语侯献语第第8章章 钢筋混凝土梁板结构钢筋混凝土梁板结构8.1 概述概述18.2 现浇单向板肋梁楼盖现浇单向板肋梁楼盖28.3 装配式楼盖装配式楼盖 3钢筋混凝土梁板筋混凝土梁板结构是土木工程中常构是土木工程中常见的的结构形式构形式 8.1 概述概述楼梯楼梯 雨蓬雨蓬 地下室底板地下室底板 挡土土墙 v楼盖是建筑结构重要的组成部分,混凝土楼盖的造价占到楼盖是建筑结构重要的组成部分,混凝土楼盖的造价占到整个土建整个土建总造价的近总造价的近30,其自重约其自重约 占到总重量的一半。占到总重量的一半。选择选择合适的楼盖设计方案合适的楼盖设计方案,并采用正确的方法,合理
2、地进,并采用正确的方法,合理地进行设计计算,行设计计算,对于整个建筑结构都具有十分重要地作用对于整个建筑结构都具有十分重要地作用。11、把楼盖上、把楼盖上的的竖向力竖向力传传给竖向结构;给竖向结构;22、把、把水平力水平力传给竖向结构传给竖向结构或分配给竖向或分配给竖向结构;结构;33、作为、作为竖向竖向结构构件的水结构构件的水平联系和支撑平联系和支撑。楼盖的主要结构功能楼盖的主要结构功能楼楼 盖盖 类 型型按施工方法可分按施工方法可分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 按预加应力情况可分为按预加应力情况可分为钢筋混凝土楼盖钢筋混凝土楼盖预应力混凝土楼盖预应力
3、混凝土楼盖 按结构型式按结构型式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 无梁楼盖无梁楼盖井式楼盖井式楼盖 密肋楼盖密肋楼盖 现浇式:现浇式:板与梁板与梁钢筋交织,钢筋交织,混凝土同时浇捣混凝土同时浇捣。现浇楼盖现浇楼盖整体性好,整体性好,具有具有较好的抗震性能较好的抗震性能,并且结构布置灵活,适应性强。但,并且结构布置灵活,适应性强。但现场现场浇注和养护比较费工,工期也相应加长浇注和养护比较费工,工期也相应加长。我国规范要求在高层。我国规范要求在高层建筑中宜采用现浇楼建筑中宜采用现浇楼 盖。近年来由于商品混凝土、混凝土泵送盖。近年来由于商品混凝土、混凝土泵送和工具模板的广泛
4、应用,现浇楼盖的应用逐渐普遍。和工具模板的广泛应用,现浇楼盖的应用逐渐普遍。这是本章学习的重点这是本章学习的重点。装配式:装配式:预制板预制板+预制梁预制梁 装配式楼盖由预制构件装配而成,便于机械化生产和施工,装配式楼盖由预制构件装配而成,便于机械化生产和施工,可以缩短工期。但装配式楼盖结构的整体性较差,防水性较差,可以缩短工期。但装配式楼盖结构的整体性较差,防水性较差,不便于板上开洞。多用于结构简单、规则的工业建筑。不便于板上开洞。多用于结构简单、规则的工业建筑。装配整体式:装配整体式:预制楼面上做刚性面层。刚性面层:预制楼面上做刚性面层。刚性面层:40 mm混凝土层,混凝土层,内配钢筋网。
5、兼有现浇二次浇注内配钢筋网。兼有现浇二次浇注 楼盖整体性好和装配式楼盖节楼盖整体性好和装配式楼盖节省模板和支撑的优点,但焊接工程量增加,而且需要进行混凝省模板和支撑的优点,但焊接工程量增加,而且需要进行混凝土二次浇注。土二次浇注。单向板肋梁楼盖向板肋梁楼盖 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 密肋楼盖密肋楼盖 v结构采用方形或近似方形结构采用方形或近似方形(也有采用三角形或六边形也有采用三角形或六边形)的板格,的板格,两个方向的梁的截面相同,不分主次梁。其特点是跨度较大,两个方向的梁的截面相同,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
6、大厅。具有较强的装饰性,多用于公共建筑的门厅或大厅。井式楼盖井式楼盖无梁楼盖无梁楼盖 不设梁,将板直接支撑在柱上,通常在柱顶设置柱帽以不设梁,将板直接支撑在柱上,通常在柱顶设置柱帽以提高柱顶处平板的冲切承载力及降低板中的弯矩。不设梁可提高柱顶处平板的冲切承载力及降低板中的弯矩。不设梁可以增大建筑的净高,故多用于对空间利用率要求较高的冷库、以增大建筑的净高,故多用于对空间利用率要求较高的冷库、藏书库等建筑。藏书库等建筑。又分为单向和双向密肋楼盖。密肋楼盖可视为在实心板中又分为单向和双向密肋楼盖。密肋楼盖可视为在实心板中挖凹槽,省去了受拉区混凝土,没有挖空部分就是小梁(或称挖凹槽,省去了受拉区混凝
7、土,没有挖空部分就是小梁(或称为肋),而柱顶区域一般保持为实心,起到柱帽的作用。为肋),而柱顶区域一般保持为实心,起到柱帽的作用。密肋楼盖密肋楼盖7.2 现浇单向板肋梁楼盖现浇单向板肋梁楼盖7.2.1 单向板楼盖的结构布置单向板楼盖的结构布置由主梁、次梁、单向板组成由主梁、次梁、单向板组成 由支承梁和双向板组成由支承梁和双向板组成 2)双向板肋梁楼盖)双向板肋梁楼盖 8.2 现浇单向板肋梁楼盖现浇单向板肋梁楼盖8.2.1 单向板楼盖的结构布置单向板楼盖的结构布置1.单向板和双向板的划分单向板和双向板的划分单向板: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。荷载作用下,只在一个方向
8、或主要在一个方向弯曲的板。双向板: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。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。混凝土结构设计规范混凝土结构设计规范(GB 50010-2002)(GB 50010-2002)规定:规定:(1)对两边支承的板,对两边支承的板,应应按单向板计算。按单向板计算。(2)对于四边支承的板对于四边支承的板 时,时,应应按双向板计算;按双向板计算;时,时,宜宜按双向板计算;按沿短边方向受力的单向板计算按双向板计算;按沿短边方向受力的单向板计算 时,应沿长边方向布置足够数量的构造钢筋;时,应沿长边方向布置足够数量的构造钢筋;时,时,可
9、可按沿短边方向受力的单向板计算。按沿短边方向受力的单向板计算。注:注:l l长边长度;长边长度;b b短边长度短边长度(1)结构平面布置,并对梁板进行分类编号,初步确定板)结构平面布置,并对梁板进行分类编号,初步确定板厚和主、次梁的截面尺寸;厚和主、次梁的截面尺寸;(2)确定板和主、次梁的计算简图;)确定板和主、次梁的计算简图;(3)梁、板的内力计算及内力组合;)梁、板的内力计算及内力组合;(4)截面配筋计算及构造措施;)截面配筋计算及构造措施;(5)绘制施工图。)绘制施工图。单向板肋梁楼盖的设计步骤单向板肋梁楼盖的设计步骤单向板楼盖中荷载的单向板楼盖中荷载的传递路线传递路线板板次梁次梁主梁主
10、梁柱(墙)柱(墙)单向板肋梁楼盖向板肋梁楼盖结构平面布置通常有以下三种方案: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 主梁沿主梁沿纵向布置向布置 有中有中间走道走道 2.楼盖结构布置楼盖结构布置(1)柱网梁格划分尽)柱网梁格划分尽可能规整;可能规整;(2)梁板结构尽可)梁板结构尽可能划分为等跨,以便于能划分为等跨,以便于设计和施工;设计和施工;(跨度相跨度相 差差10以内以内)(3)主梁跨度范围)主梁跨度范围 内次梁根数宜为偶数,内次梁根数宜为偶数,以使主梁受力合理;以使主梁受力合理;结构布置方法结构布置方法(1)单向板、次梁和主梁的向板、次梁和主梁的经济跨度跨度为:单向板:
11、(向板:(1.82.7)m 次次 梁梁 :(:(46)m 主主 梁梁 :(:(58)m 楼盖的结构平面布置时应注意的问题楼盖的结构平面布置时应注意的问题(2)受力合理受力合理(3)满足建筑要求)满足建筑要求(4)方便施工)方便施工 板厚板厚 为使板有足够的刚度,为使板有足够的刚度,板厚尚应满足:板厚尚应满足:7.2.2 单向板楼盖的计算简图单向板楼盖的计算简图1.支座支座 若主梁的支座是柱,其计算简图应根据梁柱抗弯刚度比而定,如若主梁的支座是柱,其计算简图应根据梁柱抗弯刚度比而定,如果梁的抗弯刚度比柱的抗弯刚度大很多时果梁的抗弯刚度比柱的抗弯刚度大很多时(通常认为主梁与柱的线刚度通常认为主梁与
12、柱的线刚度比大于比大于34),可将主梁视为铰支于柱上的连续梁进行计算,否则应按,可将主梁视为铰支于柱上的连续梁进行计算,否则应按框架梁进行设计。框架梁进行设计。板、次梁:板、次梁:当板的支座是次梁,次梁的支座是主梁,则次梁对板,主梁对次梁将当板的支座是次梁,次梁的支座是主梁,则次梁对板,主梁对次梁将有一定的嵌有一定的嵌 固作用,为简化计算通常亦假定为铰支座,由此引起的误差将固作用,为简化计算通常亦假定为铰支座,由此引起的误差将在内力计算时加以调整。在内力计算时加以调整。主梁:主梁:板的支座是板的支座是次梁次梁,次梁的支座是,次梁的支座是主梁主梁,五跨以上按五跨计算。五跨以上按五跨计算。计算简图
13、计算简图 相邻两跨跨长相差相邻两跨跨长相差10时,按等跨计算。时,按等跨计算。2.计算跨度与跨数算跨度与跨数 3.荷荷载计算算 单向板肋形楼盖按线弹性的计算单向板肋形楼盖按线弹性的计算 结构上的荷载结构上的荷载 1)永久荷载)永久荷载 结构自重、地面及天棚抹灰、隔墙及永久性设备等;结构自重、地面及天棚抹灰、隔墙及永久性设备等;人群、货物及雪荷载、屋面积灰荷载和施工荷载等。人群、货物及雪荷载、屋面积灰荷载和施工荷载等。1)永久荷载标准值:由构件尺寸及构造层作法按材料按材料自重)永久荷载标准值:由构件尺寸及构造层作法按材料按材料自重 计算计算 2)可变荷载标准值:查)可变荷载标准值:查荷载规范荷载
14、规范。2)可变荷载)可变荷载 荷载取值荷载取值 荷载计算荷载计算 4.折算荷折算荷载:板和次梁现浇在一起时考虑板和次梁现浇在一起时考虑连续板板 连续次梁次梁 主梁上的荷载不调整主梁上的荷载不调整5.构件的截面尺寸构件的截面尺寸7.2.3 单向板楼盖的内力计算单向板楼盖的内力计算-弹性计算法弹性计算法 按弹性理论计算按弹性理论计算按结构力学方法计算。按结构力学方法计算。下例情况下按弹性理论方法计算下例情况下按弹性理论方法计算(1)(1)直接承受动力荷载和疲劳荷载作用的楼盖;直接承受动力荷载和疲劳荷载作用的楼盖;(2)(2)在使用阶段不允许出现裂缝或对裂缝开展在使用阶段不允许出现裂缝或对裂缝开展
15、有较高要求的楼盖;有较高要求的楼盖;(3)(3)处于侵蚀性环境及负温下的楼盖。处于侵蚀性环境及负温下的楼盖。概念简单,易于掌握,且计算结果比实际情况偏大,可靠度大。概念简单,易于掌握,且计算结果比实际情况偏大,可靠度大。1.用用查表法表法计算内力算内力(1)在均布荷)在均布荷载作用下:作用下:(2)在集中荷)在集中荷载作用下:作用下:(结构设计手册)(结构设计手册)内力系数内力系数1.用用查表法表法计算内力算内力举例:p172页图7-121.活荷活荷载的最不利的最不利组合合 为了保证构件在各种可能的荷载作用下都是安全可靠,必为了保证构件在各种可能的荷载作用下都是安全可靠,必须确定活荷载布置在那
16、些不利位置,与恒荷载组合后使控制截须确定活荷载布置在那些不利位置,与恒荷载组合后使控制截面可能产生最大内力,面可能产生最大内力,活荷载的最不活荷载的最不利组合利组合 当活荷载仅布置在某一跨时,将在当活荷载仅布置在某一跨时,将在该跨该跨跨中产生跨中产生+M+M,在在相相邻跨邻跨跨中产生跨中产生-M-M,然后,然后其余跨正负其余跨正负弯矩弯矩一一交替一一交替,且弯矩值,且弯矩值逐渐减小。逐渐减小。连续梁活荷载最不利布置的原则:连续梁活荷载最不利布置的原则:(1 1)求某跨跨内)求某跨跨内最大正弯矩最大正弯矩时,时,应在应在本跨布置活荷载本跨布置活荷载,然后,然后隔隔 跨布置跨布置(2)求某跨)求某
17、跨跨内最大跨内最大负弯矩弯矩时,本跨本跨不布置活荷不布置活荷载,而在,而在其左其左右右邻跨跨布置,然后布置,然后隔跨布置隔跨布置(3 3)求某支座)求某支座最大负弯矩最大负弯矩或或支座左、支座左、右截面最大剪力右截面最大剪力时,应时,应在在该支座左右两跨该支座左右两跨布置活荷载,然后隔跨布置。布置活荷载,然后隔跨布置。第第3跨中最大跨中最大+M第第3跨中最大跨中最大-MB支座最大支座最大-MC支座最大支座最大-MD支座最大支座最大-ME支座最大支座最大-M3.内力包内力包络图 将同一结构在将同一结构在各种荷载各种荷载的最不利组合作用下的的最不利组合作用下的内力图内力图(弯矩图弯矩图或剪力图或剪
18、力图)叠画在同一张图叠画在同一张图上,其上,其外包线外包线所形成的图形称为内力包所形成的图形称为内力包络图。络图。重点重点3.内力包内力包络图 由内力叠合图形的由内力叠合图形的外包线外包线构成,它反映出各截面可能产生的最构成,它反映出各截面可能产生的最大内力值,是设计时大内力值,是设计时选择截面选择截面和和布置钢筋布置钢筋的依据。的依据。作用作用按弹性理论方法计算单向板肋形楼盖的主要步骤按弹性理论方法计算单向板肋形楼盖的主要步骤 确定计算简图(包括荷载的计算);确定计算简图(包括荷载的计算);求出恒荷载作用下的内力和最不利活荷载作用下的内力,求出恒荷载作用下的内力和最不利活荷载作用下的内力,并
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