钢筋混凝土梁板结构设计

第八章钢筋混凝土梁板结构设计本章主要内容

1.现浇钢筋混凝土单向板肋形楼盖的结构布置、计算简图；2.按弹性方法计算内力；3.塑性内力重分及塑性铰的概念、按塑性方法计算内力、塑性方法的适用范围；4.单向板、次梁、主梁的计算要点及构造要求;5.现浇钢筋混凝土双向板肋形楼盖的受力特点、按弹性方法计算内力及构造要求;6.装配式楼盖的结构布置、构造要求;7.现浇钢筋混凝土梁式、板式楼梯的计算方法与构造要求。第一节概述钢筋混凝土的梁板结构：梁和板组成的结构体系结构形式：屋盖，楼盖、楼梯、雨篷、地下室的底板、贮液结构的顶盖和底板以及承受侧向水平力的矩形贮液结构的壁板和挡土墙等一梁板结构按施工方法分类现浇整体式梁板结构装配式梁板结构装配整体式梁板结构１现浇整体式梁板结构优点：整体刚度好、抗震性能强、防水性好、结构布置方便缺点：施工工作量大、模板消耗大、工期长、防冻防寒性差

2.装配式梁板结构

常用现浇梁、预制板安装而成。常用于多层民用建筑楼（屋）盖，荷载不大的多层工业厂房楼盖。优点：便于工业化生产，施工速度较快、节约模板、施工不受季节限制缺点：整体性、抗震性、防水性较差，用钢量多，不便在楼板上开洞。3.装配整体式梁板结构部分构件预制，在施工现场安装后，再通过后浇的混凝土叠合连成整体。（楼盖上整浇一层钢筋砼整浇层）优点：整体性、抗震性均较装配式楼盖好。缺点：造价较装配式楼盖高。二、钢筋混凝土梁板结构常用结构形式１、肋形梁板结构：板、梁和柱组成二、钢筋混凝土梁板结构常用结构形式２、无梁楼盖：将钢筋混凝土板直接支撑在有柱帽的中间支柱及周边墙壁上。二、钢筋混凝凝土梁板结构构常用结构形形式３、圆形平板板：圆形贮液液结构的顶盖盖和底板第二节现浇浇单向板肋梁梁板结构.1受力特点肋形楼盖的板板一般四边都都有支承，板板上的荷载通通过双向受弯传到支座上上，由于板是是一个整体，，弯曲时板在在任意一点处处的挠度在两个的的竖向平面方方向是相等的的，因此，在在短跨内曲率率较大，弯矩也较较大，在长跨跨的竖向平面面内都相反。单向板：双向板：设计：2.单向板的受力力特点单向板上的荷荷载主要沿短短边方向传递递，沿长边方方向传传递的荷载很很少，受力钢钢筋沿短边方方向布置，长长边方向只布布置构造钢筋筋。单向板肋形楼楼盖构造简单单，施工方便便，是整体式式楼盖结构中中最常用的形形式。因板、、次梁和主梁梁为整体现浇浇，所以将板板视为多跨超超静定连续板板，而将梁视为多跨超超静定梁。其荷载的传递路路线是：板→次梁→主梁→柱或墙。可见，板的支座为次次梁，次梁的支座为为主梁，主梁的支座为为柱或墙。8.2单向板肋形楼楼盖布置1.楼盖结构布置置应满足房屋的的正常使用要要求，应考虑虑结构受力是是否合理,应降低造价的的要求。1.理解弹性理论论计算法中的的荷载计算、、支座简化、、跨数与计算跨度度；2.理解弯矩包罗罗图的概念；；3.掌握弹性理论论计算法中的的荷载的最不不利组合、表表格法计算内力。。第八章钢筋筋混凝土楼（（屋）盖第二讲教学目标：单向板肋形楼楼盖的弹性理论计算算法弹性理论计算算法中荷载最不利组组合的确定；；弯矩及剪力包罗罗图的概念。。重点难点2、钢筋混凝土土连续梁、板板内力计算(1)弹性理论计算算法1)计算简图计算简图应表表示梁、板的的支座情况，，各跨跨数以以及荷载的形形式，位置大大小等。单向板肋形梁梁板结构计算算简图①支座主梁在支座处处没有竖向位位移；梁，板板支承在砖墙墙或砖柱上时时，可视为铰铰支座；当梁梁，板的支座座与支承梁，，柱整体连接接时，为简化化计算，仍可可视为铰支座座，并忽略支支座宽度的影影响。板，次次梁、主梁均均可简化为支支承在相应的的支座上的多多跨连续梁。。②跨数与计算跨跨度跨数：当连续续梁、板各跨跨跨度不等时时，各跨计算算跨度相差不不超过10%，则可按等跨跨连续梁、板板的内力系数数表查取各截截面的内力系系数。各跨荷载相同同，跨数超过过五跨的等跨跨等截面连续续梁，除两边边第1、2跨外，所有中中间各跨的内内力十分接近近，为简化计计算，中间跨跨均以第三跨跨代表。对于超过五跨跨的多跨连续续梁、板可按按五跨计算内内力，如下五跨及五跨以以内的等跨连连续梁内力系系数可按规范范采用。③荷载当楼面承受均均布荷载时，，取1m宽的板带作为为板的计算单单元，次梁承承受左右两边边板上传来的的均布荷载及及次梁自重，，主梁承受次次梁传来的集集中荷载及主主梁自重（为为便于计算，，一般将主梁梁自重折算为为几个集中荷荷载，分别加加在次梁的集集中荷载上））。④折算荷载在确定计算简简图中，认为为连续板在次次梁处，次梁梁在主梁处均均为铰支座，，没有考虑次次梁对板，主主梁对次梁转转动的弹性约约束作用，使使计算结果与与实际情况存存在差异。当板受荷发生生弯曲转动时时，将带动次次梁产生扭转转，次梁的抗抗扭刚度则将将部分地阻止止板自由转动动，这就与理理想的铰支座座不同。此时时板支座截面面转角，，相当于降低低了板跨中的的弯距值，类类似的情况也也发生在次梁梁和主梁之间间。主梁

，

次梁，折算荷载的取取值：板，2qgg+='计算中难以十十分准确地考考虑次梁对板板及主梁对次次梁的这种约约束影响，采采用增大永久久荷载和减小小可变荷载的的办法，以折折算荷载代替替实际荷载近近似地考虑这这一约束影响响。主梁不进行荷荷载折减，如如果支承主梁梁的柱刚度较较大，应按框框架结构计算算内力，如柱柱刚度较小，，则柱对主梁梁的约束作用用很小，可按按铰支座考虑虑。2）内力计算假定结构构件件（梁、板））为理想的匀匀质弹性体，，内力可按结结构力学方法法分析，为简简便计算，可可直接查附录录3跨中和支座的的内力系数，，按弹性计算算法的结果是是非常可靠的的。①荷载的最不利利组合对于多跨连续续梁，永久荷荷载必须每跨跨满布，可变变荷载往往不不是满布于梁梁上时出现最最大内力，因因此需要研究究可变荷载作作用的位置对对连续梁内力力的影响。见见下图。活荷载最不利利位置的布置置原则：●如求某跨跨中中截面最大正正弯矩时，除除应在该跨布布置活荷载个个，还应在其其左，右每隔隔一跨布置活活荷载。●如求各中间支支座最大负弯弯矩时，除应应在该支座左左右两跨布置置活荷载外，，还应每隔一一跨布置活荷荷载。③内力包络图绘绘制内力包络图（（包括弯矩包包络图和剪力力包络图）是是指在恒荷载载内力图上以以相同比例叠叠画上各种最最不利活荷载载位置作用下下的内力图，，在同一个图图上的这些曲曲线的最外轮轮廓线所围成成的内力图就就是内力包络络图。绘制变矩包络络图和剪力包包络图的目的的，在于能合合理地确定连连续梁钢筋弯弯起和截断的的位置，还可可以检查构件件截面强度是是否可靠，材材料用量是否否节省。剪力包络图的的绘制第一步：确定定荷载作用位位置，恒荷载载应满布于各各跨，活荷载载布置只须考考虑分别使该该跨两端支座座剪力为最大大的两种情况况。第二步：分别别求出上述两两种荷载组合合下的支座剪剪力值。第三步：绘出出上述两种荷荷载组合下的的剪力图，并并按相同比例例叠画在同一一个图上。第四步：连接接剪力图上的的最外轮廓线线，并加粗以以示区分。1.掌握单单向板板及次梁梁的配筋计算要点；；2.掌握单向板板及次次梁的的构造造要求求。构造要要求教学目标：单向板板及次次梁的的构造造要求求。单向板板及次次梁的的计算算要点点。重点点难点点一般工工业与与民用用建筑筑的整整体式式楼盖盖中的的板和和次梁梁，通通常均均采用用塑性性内力力重分分布方方法计计算内内力，，主梁梁仍采采用弹弹性理理论方方法计计算。。3、单向向板肋肋形楼楼盖的的计算算和构构造(一)单向板板1）计算算要点点a、板的计计算步步骤：：计算单单元、、荷载载计算算、内内力计计算、配配筋计计算。。现浇钢钢筋混混凝土土肋形形楼盖盖b.对于四四周与与梁整整体相相连的的板:对于四四周与与梁整整体相相连的的板，，在荷荷载作作用下下跨中中下部部及支支座上上部将将出现现裂缝缝，使使板的的实际际轴线线呈拱拱形。。因支座座不能能自由由移动，则使使板在在竖向向荷载载作用用产生生横向向推力力，此此推力力将使使板的的内力力有所所降低低。因因此，，对于于中间间跨的的跨中中截面面及中中间支支座，，可按按计算算所得得弯矩矩减少少20%。c.板一般均能满足斜斜截面抗剪承载力力要求，设计时可可不进行抗剪承载载力验算。d.采用弯起式配筋方方式，选配钢筋时时，应使相邻跨和和支座钢筋的直径径及间距相互协调调。中间支座负钢筋上弯点距支座边缘为6/0l，弯起数量为跨中钢筋的1/3~1/2，如弯起钢筋尚不足以抵抗支座负弯距时，可另补充负钢筋。弯起钢筋角度一般为30a，当等跨或跨度相差不超过20%，时，按下列规定采用。，伸过支座边缘的距离0为避免支座处钢筋筋间距紊乱，通常常跨中和支座的钢钢筋采用相同间距或成倍间间距。（1）板的配筋方式弯起式配筋）板的构造要求2当时，3nla=时，当4nla=（2）构造钢筋a、分布钢筋板的配筋（二）次梁1）次梁的计算特点点1.次梁的计算步骤选择截面尺寸→荷载计算→按塑性方法计算内内力→按正截面承载力条条件计算纵筋→按斜截面承载力条条件计算箍筋及弯弯起钢筋→确定构造钢筋。2.截面尺寸：满足此此高跨比（1/18~1/12）、宽高比（1/3~1/2）的要求可不必验算挠挠度和裂缝宽度。。3.次梁的荷载包括次次梁的自重及由板板传来的荷载，计计算由板传来的荷荷载时，假定次梁梁两侧板跨上的荷荷载各有1/2传给次梁。4.由于次梁与板整体体浇筑，正截面计计算时，对跨中按按T形截面计算，对支支座按矩形截面计计算。返回2）次梁的构造要求求1.掌握主梁的配筋计算方方法；2.掌握主梁的构造要要求。主梁教学目标：主梁的构造要求。。重点难点主梁的配筋计算。。(三）主梁1）主梁的计算特点点a.主梁的计算步骤选择截面尺寸→荷载计算→按弹性理论计算内内力→分别按正截面和斜斜截面承载力条件件计算纵向钢筋、、箍筋和弯起钢筋筋→确定构造钢筋。b.主梁的截面尺寸：：满足此高跨比（（1/15~1/10）和高宽比（1/3~1/2）要求一般不必作作挠度和裂缝宽度度验算。现浇钢筋混凝土肋肋形楼盖c、主梁主要承受由次次梁传来的集中荷荷载，为简化计算算，主梁的自重可可折算为集中荷载载，并假定与次梁梁的荷载共同作用用在次梁位置处（（见图）。e.主梁是房屋结构中中的主要承重构件件，对变形及裂缝缝的要求较高，应应按弹性理论方法法计算，并根据内内力包络图配筋。。正截面抗弯计算算时，跨中按T形截面计算，支座座按矩形截面计算算。f.由于支座处板、次次梁和主梁的钢筋筋重叠交错，且主主梁负筋位于次梁