建筑结构选型06-楼盖

建筑结构选型第6章钢筋混凝土平面楼盖2/3/20231李广军6钢筋混凝土平面楼盖6.1概述6.2现浇肋梁楼盖6.3密肋楼盖结构6.4无梁楼盖6.5无粘结预应力楼盖6.6预制板楼盖体系6.7其他类型楼盖（自学）2/3/20232李广军楼盖的主要结构功能：（1）把楼盖上的竖向力传递给竖向结构；

（2）把水平力传给竖向结构或分配给竖向结构；

（3）作为竖向结构构件的水平联系和支撑；

6.1概述在建筑结构中的地位：在钢筋混凝土高层中，混凝土楼盖的自重约占总自重的50%--60%；投资：减小楼盖的厚度、降低楼盖自重；

建筑效果：建筑隔热、隔声、美观2/3/20233李广军对楼盖的结构设计要求：

（1）在竖向荷载作用下，满足承载力和竖向刚度的要求；

（2）在楼盖自身水平面内要有足够的水平刚度和整体性；

（3）与竖向构件有可靠的连接，以保证竖向力和水平力的传递；2/3/20234李广军混凝土楼盖的划分按施工方法可分为：现浇式楼盖

装配式楼盖

装配整体式楼盖

按预加应力情况可分为：钢筋混凝土楼盖预应力混凝土楼盖

按结构型式可分为：单向板肋梁楼盖双向板肋梁楼盖井式楼盖密肋楼盖无梁楼盖

2/3/20235李广军现浇混凝土楼盖：整体性好，抗震性强，防水性强。适用情况：对布置有特殊要求的各种楼盖，如多层厂房中需要布置重型机器设备或要求开设较复杂的孔洞。有抗动荷载作用的楼盖。公共建筑的门厅部分，平面布置不规则局部楼盖，防水要求较高的楼盖。（如卫生间、厨房等。）高层建筑及抗震结构2/3/20236李广军装配式混凝土结构楼盖：楼板采用混凝土预制构件优点：便于工业化生产，在多层民用建筑；多层工业厂房应用。缺点：整体性、抗震性、防水性较差，不便于开设孔洞，故对高层建筑有抗震设防要求的建筑及使用要求防水，开设孔洞楼面不宜采用。2/3/20237李广军装配整体式楼盖：在预制楼盖上整浇一层钢筋砼整浇层。

整体性能较装配式好，较现浇式节省模板、支撑。但此种楼盖要进行二次浇灌，有时增加焊接工作量、施工进度、造价不利影响。

仅适用于荷载较大的多层厂房中，高层民用建筑及有抗震设防要求的建筑。2/3/20238李广军楼梯

雨蓬地下室底板挡土墙2/3/20239李广军由板、次梁、主梁组成。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,板厚是梁高的一部分,故梁截面形状为T形。由梁板组成的现浇楼盖称为肋梁楼盖。板区格：板的四周支撑在次梁、主梁上，一般将四周由主、次梁支撑的板称为一个板区格。6.2现浇肋梁楼盖6.2.1概述2/3/202310李广军.

肋形楼盖的板一般四边都有支承，组成一个板格区。板上的荷载通过双向受弯传到支座上，由于板是一个整体，弯曲时板在任意一点处的挠度在两个的竖向平面方向是相等的，因此，在短跨内曲率较大，弯矩也较大，在长跨的竖向平面内则相反。

单向板双向板2/3/202311李广军定量计算：2/3/202312李广军①当时，得：②当时，得：③当时，得：2/3/202313李广军《规范》规定：混凝土板应按下列原则进行计算：

Ⅰ．两对边支承的板和单边嵌固的悬臂板，应按单向板计算；Ⅱ．四边支承的板（或邻边支承或三边支承）应按下列规定计算：（1）当长边与短边长度之比≥3时，可按沿短边方向受力的单向板计算；（2）当长边与短边长度之比≤2时，应按双向板计算；（3）当长边与短边长度之比2～3之间时，宜按双向板计算；

2/3/202314李广军1.单向板平面布置单向板、次梁和主梁的经济跨度为：单向板：（1.7～2.7）m次梁：（4～6）m主梁：（5～8）m受力合理、满足建筑要求、方便施工

主梁沿横向布置

主梁沿纵向布置

有中间走道6.2.2单向板肋梁楼盖2/3/202315李广军2.单向板的受力特点单向板上的荷载主要沿短边方向传递，沿长边方向传递的荷载很少，受力钢筋沿短边方向布置，长边方向只布置构造钢筋。单向板肋形楼盖构造简单，施工方便，是整体式楼盖结构中最常用的形式。因板、次梁和主梁为整体现浇，所以将板视为多跨超静定连续板，而将梁视为多跨超静定梁。其荷载的传递路线是：板→次梁→主梁→柱或墙。可见：板的支座为次梁，次梁的支座为主梁，主梁的支座为柱或墙。6.2.2单向板肋梁楼盖2/3/202316李广军3.单向板计算取小值2/3/202317李广军跨度：构件支座中心线之间的距离或定位轴线与支座中心线之间的距离。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，

中间跨计算跨度为支撑中心线之间的距离；

边跨与支座反力分布有关（即与构件的搁置长度a、构件刚度有关）

（1）计算跨度：2/3/202318李广军当板、梁边跨端部搁置在支承构件上中间跨：

（板和梁）边跨：

取小值（板）取小值（梁）2/3/202319李广军（2）计算方法按弹性理论方法：

①截面间内力的分布规律是不变的；

②任一截面内力达到其内力设计值时，认为整个结构达到其承载能力。

实际上：

①截面间内力的分布规律是变化的。

②任一截面内力达到其内力设计值时，只是该截面达到其承载能力，出现了塑性铰。只要整个结构还是几何不变的，结构还能继续承受荷载。2/3/202320李广军塑性铰与理想铰的区别

①理想铰不能承受任何弯矩，而塑性铰则能承受一定的弯矩（My≤M≤Mu）；②理想铰集中于一点，塑性铰则有一定的长度;③理想铰在两个方向都可产生无限的转动，而塑性铰则是有限转动的单向铰，只能在弯矩作用方向作有限的转动。2/3/202321李广军对于超静定结构，当结构的某个截面出现塑性铰后，结构的内力分布发生了变化，经历了一个重新分布的过程，这个过程成为“塑性内力重分布”。（3）考虑塑性内力重分布的意义内力计算方法与截面设计方法相协调；充分利用结构的承载力，取得一定的经济效益。2/3/202322李广军（4）考虑内力重分布的适用范围下列情况不宜采用在使用阶段不允许出现裂缝或对裂缝开展控制较严的混凝土结构；处于严重侵蚀性环境中的混凝土结构；直接承受动力和重复荷载的混凝土结构；要求有较高承载力储备的混凝土结构。2/3/202323李广军1.双向板平面布置形状一般为方形或矩形；方形双向板区格不宜大于5m×5m；矩形双向板得短边不宜大于4m。双向板厚度：连续双向板：≥l0/50（l0较小跨度）简支双向板：≥l0/45（l0较小跨度）6.2.3双向板肋梁楼盖2/3/202324李广军1.双向板楼盖结构平面布置在平面布置时，梁板一般均应布置成等跨或接近等跨（相邻跨度之差不超过10％）。板上有墙时，注意墙下的相应位置设梁，避免由板直接承受较大的集中荷载或较大的线荷载。板上开洞，应考虑沿洞口四周布置小梁。主梁上次梁至少二根，可使主梁弯矩变化平缓，受力较有利。梁宜在整个建筑平面范围内拉通。楼盖结构中，板的混凝土用量以占整个楼盖混凝土用量的50%－70%，故板厚度取较小值。6.2.3双向板肋梁楼盖2/3/202325李广军2.双向板的受力特点（1）双向板受荷后第一批裂缝出现在板底中部，然后逐渐沿45°向板四角扩展，当钢筋应力达到屈服点后，裂缝显著增大。板即将破坏时，板面四角产生环状裂缝，这种裂缝的出现促使板底裂缝进一步开展，最后板告破坏。双向板的裂缝示意图

6.2.3双向板肋梁楼盖2/3/202326李广军（2）双向板在荷载的作用下，四角有翘曲的趋势，所以，板传给支承梁的压力，沿板的长边方向是不均匀的，在板的中部较大，两端较小。（3）尽管双向板的破坏裂缝并不平行于板边，但由于平行于板边的配筋其板底开裂荷载较大，而板破坏时的极限荷载又与对角线方向配筋相差不大，因此为了施工方便，双向板常采用平行于四边的配筋方式。（4）细而密的配筋较粗而疏的有利，采用强度等级高的混凝土较强度等级低的混凝土有利。2.双向板的受力特点2/3/202327李广军3.双向板计算简图板传给梁的荷载：l01为板的短边次梁和主梁的设计方法和构造要求同单向板肋梁楼盖2/3/202328李广军6.3密肋楼盖结构密肋楼盖：

当肋梁楼盖的梁（肋）间距较小（其肋间距离为0.5～1.0m）时称为密肋楼盖。

在相同条件下，密肋楼盖梁高度减小，使大楼净空增加。在密肋之间，可以放置填充物→密肋楼盖下表面平整，可省去吊顶。6.3.1概述2/3/202329李广军6.3.2单向密肋楼盖常用长宽比大于1.5，跨度不宜大于6.0m；肋梁高取l0/18～l0/20，宽一般为80～120mm；单向板密肋楼盖的受力性能与单向板肋梁楼盖的受力性能相似：荷载都是沿短跨方向传递到两边的肋上，但由于肋间距比较小，所承受的荷载也很小，所以肋的截面尺寸也较小2/3/202330李广军井字楼盖：

当柱间距较大时，若用单向板肋梁楼盖，梁高度很大，不经济→井字楼盖：梁格布置成井字形，两方向梁截面相同。梁间距比密肋楼盖的肋间距大，井字楼盖梁间距常采用1.0～1.5m。井字楼盖梁的跨度3.5～6.0m。肋高取l0/20～l0/30，肋宽常用150～200mm。井字楼盖常布置为方形、矩形或多边形。

6.3.3双向密肋楼盖（井式楼盖）1.结构布置2/3/202331李广军2.井字楼盖的计算肋间距小于0.5m：按双向板计算；板格区数大于5×5格，且肋间距不大于1.25m：按中点集中荷载作用时两方向板带挠度相等的原则计算出两个方向的均布荷载q1和q2，再计算出两个方向板带的中点弯矩，从而计算出支承梁的跨中弯矩。板格区数小于5×5格或肋间距大于1.25m：荷载分配法。两方向肋梁的挠度在交叉点相等。2/3/202332李广军2/3/202333李广军2/3/202334李广军2/3/202335李广军6.4无梁楼盖（板柱结构）不设梁，而将板直接支承在柱上的楼盖称为无梁楼盖。无柱帽有柱帽6.4.1概述2/3/202336李广军柱间无梁，楼面荷载由板直接传递到柱上；柱网一般为正方形或接近正方形，板双向受力；与相同柱网尺寸的双向板肋梁楼盖相比，其板厚要大些（≥150mm）；为提高柱顶处板的受冲切承载力以及减小板的计算跨度，往往在柱顶设置柱帽；结构层厚度比肋梁楼盖的小；板底平滑，可改善采光、通风和卫生条件。楼层净空高6.4.2体系特点2/3/202337李广军跨度：≤6m；板厚：无柱帽l0/30～l0/35，且≥150mm

有柱帽l0/32～l0/40，且≥120mm6.4.3结构布置柱帽形式：2/3/202338李广军不宜在地震区采用此结构6.4.4受力特点跨中板带在中间部分产生正弯矩；在柱上板带产生负弯矩。柱上板带除承受自身范围内板的荷载外，还承受跨中板带传来的荷载，故正负弯矩均较大。2/3/202339李广军6.5无粘结预应力楼盖张拉后与周围混凝土发生纵向相对滑移的钢筋叫做无粘结预应力筋。楼盖内钢筋采用无粘结预应力筋的楼盖。适用于大跨度的高层和超高层建筑楼盖。优点：平面空间布置灵活；楼层净空大；楼板刚度大，挠度小，几乎无裂缝；施工进度快，节约钢材。缺点：施工工艺复杂，需专业的施工队伍和施工设备。6.5.1概述2/3/202340李广军先张法：是在台座或钢模上先张拉预应力筋并用夹具临时固定，再浇筑混凝土，待混凝土达到一定强度后，放张并切断构件外预应力筋的方法。该法适用于生产中小型、直线配筋的预制预应力混凝土构件。6.5.2预应力的施加方法2/3/202341李广军

后张法：是先制作构件或结构，待混凝土达到一定强度后，在构件，或结构上张拉预应力筋的方法。后张法预应力施工，不需要台座设备，灵活性大，广泛用于施工现场生产大型、曲线配筋预制预应力混凝土构件和就地浇筑预应力混凝土结构。后张法预应力施工，又可分为有粘结预应力施工和无粘结预应力施工两类。6.5.2预应力的施加方法2/3/202342李广军优点：不开裂或延迟开裂、限制裂缝开展，使构件在重复荷载下的抗疲劳性能较好，提高结构的耐久性；合理、有效地利用高强钢筋和高强混凝土，从而减小构件截面尺寸，减轻自重；提高结构或构件的刚度，使混凝土结构的应用范围扩大；施加预应力是对结构作了一次检验，有利于保证工程质量。6.5.3预应力混凝土构件的主要优缺点2/3/202343李广军缺点：施工工序多，工艺复杂，需要专业施工队伍；设计工作较繁重，需相应的施工设备和场地；施加的预应力需细心控制；构件延性降低；6.5.3预应力混凝土构件的主要优缺点2/3/202344李广军单向板:跨度6～9m；双向板:跨度7～12m；常用的无粘结预应力楼盖最大跨度可达12m，自重可减轻15％左右。6.5.4无粘结楼盖的技术经济指标（组成及布置）2/3/202345李广军裂缝控制标准◆一级：严格要求不出现裂缝的构件◆二级：一般要求不出现裂缝的构件◆三级：允许出现裂缝的构件，但要限制裂缝的宽度根据裂缝控制等级控制预应力大小，预应力钢筋与非预应力混合配筋。6.5.5无粘结预应力楼盖的设计原则2/3/202346李广军6.6预制板楼盖体系当楼盖采用预制板时，可以节约模板，加快施工速度，提高工作效率。根据施工方法分为：装配式；装配整体式。2/3/202347李广军6.6预制板楼盖体系装配式楼盖大致可分为：铺板式、密肋式和无梁式等几种。应用最为广泛的为铺板式楼盖。6.6.1装配式钢筋混凝土楼盖2/3/202348李广军常用的预制板有实心板、空心板、槽形板、T形板、夹心板等，一般均为本地区通用定型构件，由预制构件厂供应。6.6.1.1常用预制板的形式2/3/202349李广军（1）实心板实心板上下表面平整，制作简单，适用于荷载及跨度较小的走廊板、楼梯平台板、地沟盖板等（图）。（2）空心板空心板较实心板的自重轻，节省材料，且刚度大，隔音、隔热效果亦好，但其板面不能任意开洞。空心板的空洞可为圆形、正方形、长方形、椭圆形等，多采用圆形孔（图）。6.6.1.1常用预制板的形式2/3/202350李广军实心板跨度一般在1.2～2.4m，宽度为500～1000mm，板厚为50～100mm。2/3/202351李广军空心板的类型非预应力空心板板长一般在4.8m以内，预应力空心板板长民用建筑在6.0m以内，工业建筑可达7.5m。板长视开间或进深的大小而定，一般有2.4m、2.7m、……、6.0m，通常按300mm模数进级。常用的板宽为500、600、900mm及1200mm。板厚取值应考虑砖的模数，民用建筑常用的为120～180mm，工业建筑为240mm。2/3/202352李广军（3）槽形板槽形板有肋向下的正槽形板和肋向上的倒槽形板，如图。槽形板有正槽板（肋向下）和反槽板（肋向上）两种。正槽板受力合理，能充分利用板面砼受压，但不能形成平整的天棚。反槽板受力性能差，能提供平整天棚，反槽板槽内可铺以保温材料。夹心板通常做成自防水保温屋面板，在两层混凝土中间填充泡沫混凝土等保温材料，将承重、保温、防水三者结合在一起。2/3/202353李广军槽形板的类型槽形板可方便开洞，承载能力大，在工业建筑中采用较多，如工业厂房使用的大型屋面板（正槽板），板长6.0m，板宽1.5m、3.0m，板厚240mm，一般均为预应力槽板。2/3/202354李广军（4）T形板T形板有单T形板和双T形板两种。T形板的翼缘宽度为1500～2100mm，截面高度为300～500mm。T形板受力性能较好，能跨越较大空间，但整体刚度不如其他类型的板。T形板2/3/202355李广军一般混合结构房屋中的楼盖梁往往是简支梁或带悬挑的简支梁，也常采用连续梁。梁的截面形式见图6.16。6.6.1.2装配式梁2/3/202356李广军（1）横墙承重；（2）纵墙承重结构平面布置方案6.6.1.3铺板式楼盖的布置2/3/202357李广军（3）纵横墙承重（4）内框架承重2/3/202358李广军装配式楼盖的连接包括板与板之间、板与墙（梁）之间以及梁与墙之间的连接。1.板与板的连接板与板的连接，一般应采用不低于C15的细石混凝土或M15的水泥砂浆灌缝，见图6.6