混凝土梁板结构课件

广州“中信广场”（CITICPlaza）在广州天河区，高度为391米(1,283英尺)。“中信广场”于1997年建成。尽管它现在不是中国最高的建筑物（被“金茂大厦”超过），但它是世界上最高的混凝土建筑物。

第10章混凝土梁板结构※1、掌握单、双向板肋梁楼盖的划分、受力特点、传力途径；※2、掌握单向板肋梁楼盖设计※3、掌握双向板肋梁楼盖设计4、板式楼梯、梁板式楼梯的受力特点和传力途径及施工图的绘制；※5、掌握平面整体表示法绘制建筑结构施工图的规则，并能熟读建筑结构施工图。大纲要求§1概述

一、梁板结构的类型如屋（楼）盖、楼梯、雨篷、片筏式基础底板、桥梁的桥面等，应用最为广泛。按施工方法预制装配式装配整体式现浇整体式按受力和支承条件单向板肋形楼盖双向板肋形楼盖无梁楼盖井字楼盖密肋楼盖扁梁楼盖

楼盖的主要结构形式

(a)单向板肋形楼盖；(b)双向板肋形楼盖；(c)井式楼盖；(d)无梁楼盖

无梁密肋楼盖单向板密肋楼盖※（一）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。板上荷载※传力方式：

次梁主梁墙、柱基础※二、单向板与双向板的概念

※（二）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。板上荷载※传力方式：

两个方向梁墙、柱基础1、对l2/l1≥3的板按单向板计算，而忽略长跨方向的弯矩，仅通过长跨方向配置必要的构造钢筋予以考虑；2、对l2/l1≤2的板按双向板计算；3、当2＜l2/l1＜3时，宜按双向板计算，如按单向板计算，则需注意在长跨方向配置足够的构造钢筋。

※三、单、双向板的划分梁、板截面的常用尺寸

h≥150mm≥1/30≥1/35无柱帽有柱帽无梁楼板板的悬臂长度≤500mm，≥60mm板的悬臂长度>500mm，≥80mm≥1/12悬臂板高跨比中的为肋高板厚：当肋间距≤700mm，≥40mm当肋间距>700mm，≥50mm≥1/20≥1/25单跨简支多跨连续密肋板高跨比中的取短向跨度板厚一般宜为80mm≤≤160mm≥1/45≥1/50四边简支四边连续双向板最小板厚：屋面板≥60mm民用建筑楼板≥70mm工业建筑楼板≥80mm≥1/35≥1/40简支连续单向板梁的宽高比（）一般为1/3~1/2，以50mm为模数1/18~1/121/14~1/81/14~1/8多跨连续次梁多跨连续主梁单跨简支梁备注高跨比（）构件种类四、梁板截面常用尺寸☆现浇整体式单向板肋形楼盖的设计步骤

1、选择结构布置方案；2、确定梁、板的计算简图（计算单元选取、计算跨数

与计算跨度的确定）；3、荷载计算；

4、板、次梁、主梁的内力分析与计算；

5、板、次梁、主梁的截面配筋设计与计算；

6、根据计算结果及构造要求绘制楼盖结构施工图。§2现浇整体式单向板肋梁楼盖※一、单向板肋梁楼盖的结构布置1.内容(如图）1)确定柱网尺寸——即确定主梁、次梁的计算跨度；2)确定次梁的间距——即确定板的跨度；3)确定梁、板的截面尺寸。2.原则：1)梁格的布置要考虑生产工艺，使用要求和支承结构的合理性；2)柱网与梁格尺寸除应满足生产工艺和使用要求外，还应使结构具有尽可能好的经济效果；3)梁格应尽可能布置得规整、统一，板的厚度和梁的截面尺寸尽量统一，减少梁板跨度的变化，以简化计算，方便施工；4)避免集中荷载直接作用于板上。

结构平面布置的内容和原则常用的布置方案1)主梁横向布置，次梁纵向布置(图a)2)主梁纵向布置，次梁横向布置(图b)3)只布置次梁，不设主梁(图c)

※（一）梁、板的经济跨度1、单向板：1.7~2.7m，一般不宜超过3m；2、次梁：4~6m；3、主梁：5~8m。

※（二）梁格布置要求力求规整；梁系尽可能贯通；板厚和梁的截面尺寸尽可能统一。※（三）主梁布置主梁一般沿横向布置整体刚度较好；※（四）楼板厚度板重量占整个混凝土重的50~70%，因此应使板厚尽可能接近构造要求的最小尺寸。二、计算简图

（一）计算单元

（二）支座简化

（三）荷载计算（四）计算跨度与跨数☆关于荷载：板和次梁的折算荷载为了考虑次梁或主梁的抗扭刚度对内力的影响，采用增大恒载，减小活载的办法，即：

板次梁次梁抗扭刚度对板的影响※（一）计算方法

1、弹性理论计算法；2、塑性理论计算法。※（二）必须采用弹性理论计算的结构（1）直接承受动力荷载作用的结构；（2）在使用阶段不允许有裂缝或对裂缝宽度开展要求较高的结构；（3）构件处于主要部位，要求有较大安全储备；（4）处于负温和侵蚀性环境工作的结构或处于结构；（5）轻质及其他特种混凝土结构；（6）受侵蚀性气体或液体严重作用的结构；（7）预应力混凝土结构和二次受力的叠合结构。三、内力计算※（三）单向板肋梁楼盖设计中计算方法的选择：1、板、次梁：按塑性理论计算；2、主梁：按弹性理论计算。（四）弹性理论计算法※1、活荷载的最不利位置

※

2、活荷载不利布置原则（1）当求某一跨跨中最大正弯矩时，该跨布置活载，然后隔跨布置；（2）当求某跨跨中最小弯矩时，在相邻两跨布置活载，其它隔跨布置；（3）当求某支座最大负弯矩时，在该支座左右跨布置活载，然后隔跨布置；（4）当求某一支座最大剪力时，布置方法同求支座最大负弯矩。3、内力计算表查出相应的内力系数，利用下列公式计算跨内或支座截面的最大内力。（1）在均布及三角形荷载作用下：（2）在集中荷载作用下：1、按弹性理论计算内力存在的问题

（1）内力计算与截面设计不协调；（2）不能发挥材料的作用，浪费材料；（3）支座钢筋过密，施工质量不易保证。（五）塑性理论计算法2、塑性铰的概念混凝土开裂后，截面的应力分布发生了变化，称应力发生重分布。钢筋屈服后，在荷载无明显增加的情况下，截面的变形可以急剧增大，称出现了“塑性铰”。3、塑性铰与理想铰的区别能承受一定的弯矩，近似等于极限弯矩；仅能单向转动；有一定长度区域；转动能力有一定限度。

4、内力重分布超静定结构中，某一截面由于裂缝出现、钢筋与混凝土粘结破坏、钢筋屈服等原因，使截面内力分布与按弹性理论分析时有所不同的现象，称为出现了内力重分布。

超静定结构才有内力重分布,静定结构只有应力重分布。内力重分布使弹性计算中弯矩最大截面内力减少，弯矩较小截面的内力增大，相当于弯矩调幅。由于塑性铰的转动是有限的，因此调幅量也有限。5、考虑塑性内力重分布的计算方法-----弯矩调幅法※6、考虑塑性内力重分布后实用计算法

弯矩：剪力：塑性计算法的适用条件（1）控制截面的配筋率不能过大，规范规定：或（2）采用塑性性能好的钢筋：采用HPB235、HRB335、HRB400。表10.4连续梁和连续单向板的弯矩计算系数(P241)支承情况

截面位置

端支座边跨跨中

距端第二支座

距端第二跨跨中

中间支座

中间跨跨中

A

Ⅰ

B

Ⅱ

C

Ⅲ

梁、板搁置在墙上

0

1/11

2跨连续：-1/103跨以上连续：-1/11

1/16

-1/14

1/16

板与梁整浇连接

-1/16

1/14

梁-1/24

梁与柱整浇连接

-1/16

1/14

表10.5连续梁的剪力计算系数支承情况

截面位置

端支座内侧距端第二支座

中间支座

外侧内侧外侧内侧搁置在墙上

0.450.600.550.550.55与梁或柱整浇连接0.500.55※（一）板的计算要点：1、按塑性理论计算；2、板均能满足抗剪要求，不用进行抗剪计算；3、板的计算单元，按取1m板宽正截面受弯构件；4、内力折减：考虑“拱”支座的有利影响。※四、连续板的截面计算与配筋构造※

（二）配筋构造要求

※

1、受力钢筋钢筋种类一般采用HPB235、HRB335常用直径6mm、8mm、10mm、12mm，负钢筋宜采用较大直径间距一般不小于70mm板厚h≤150mm时，不宜大于200mm板厚h>150mm时，不宜大于1.5h，且不宜大于250mm

弯起式锚固好，整体性好，节约钢筋，施工复杂分离式锚固较差，用钢量稍高，但施工方便钢筋弯钩板底钢筋：半圆弯钩，上部负弯矩钢筋：直钩弯起、截断一般按构造处理板相邻跨度相差超过20%或各跨荷载相差较大时，应按弯矩包络图确定

※2、构造筋

※

（1）板中分布筋放在受力筋上面，每米不少于4根，其面积不小于单位长度上受力钢筋面积的10%，且间距不大于250mm，即φ6＠250，在受力钢筋的弯折处也应设置。

※（2）嵌入墙内的板面附加筋嵌固在墙内的板，由于墙体的约束作用，在板面附近会产生负弯矩，故可能沿墙边缘在板面引起裂缝，应配置φ8＠200构造筋，其伸出墙边的长度l/7。

※（3）嵌入墙内的板角附加筋对两端嵌固在墙内的板角部分，考虑其翘曲趋势受到墙体的约束，使板角产生与墙边成45°角的裂缝，故应在离板角范围内，配置φ8＠200双向钢筋网，伸出墙边l/4。嵌入承重墙内的板面构造钢筋板嵌入承重墙时的板面裂缝分布※（4）垂直于主梁的板面附加筋板与主梁连接处也会存在一定数量的负弯矩，因为板上有部分荷载会直接传递到主梁上，为了避免此处产生过大的裂缝，所以在主梁上部的板内，应配置垂直于主梁的构造筋φ8＠200，伸出梁边l/4。配筋实例1、分离式配筋2、弯起式配筋工程实例工程实例工程实例楼板开裂实例1

两层钢构4000平方楼层面积几乎所有主梁处砼楼板开裂

（1）上层钢筋保护层厚高达50mm以上,致使断面的有效计算高度大为减少.

☆（2）钢筋放置错误,（设计为双层双向通长设置、单向板）下层钢筋分布筋放在下面，受力筋放在上面；上层钢筋正好相反，分布筋放在了上面，受力筋放在下面。

（3）有两处在主梁侧开空洞但无按构造要求加强。

楼板开裂实例2某住宅项目，11层，层高2.8m，异形柱框架结构，C25,梁高约400，板厚110，均为现浇。施工后发现在梁板的交界处，产生了很多水平裂缝。产生位置均为交界处，缝宽2～3mm不等，缝深约20～40mm左右，未贯穿。经满载试验，不影响结构安全。

一般的裂缝的都是在板面产生，梁的裂缝也是横向的，象这种纵向的水平裂缝产生的原因还真不好找，施工单位说是：施工时风速大，温度高，商品混凝土塌落度偏大造成的。实例2

※(一)次梁的计算要点1、次梁按塑性理论计算；2、跨中截面取T形截面，支座截面取矩形截面；3、斜截面抗剪一般只用箍筋，当荷载或跨度较大时，可在支座附近设置弯起筋，以减少箍筋用量。※（二）次梁的构造要求1、配弯起筋2、不配弯起筋※五、次梁截面计算与配筋构造主梁支座处的截面有效高度※六、主梁的截面计算与配筋构造（一）主梁的计算要点1、主梁按弹性理论计算；2、跨中截面取T形截面，支座截面取矩形截面；3、主梁支座处截面的有效高度的确定：（1）一排筋：（2）二排筋：☆4、支座弯矩计算截面附加横向钢筋布置（二）主梁的构造要求1、主梁钢筋的弯起和截断，需按弯矩包络图确定；2、附加横向钢筋的设置：附加箍筋和吊筋（1）如集中力全部由箍筋承受：（2）如全部由吊筋承受：（3）如由箍筋和吊筋共同承受：单向板的配筋图(弯起式)

板的配筋图(分离式)

次梁的配筋图(设弯起筋)次梁的配筋图(不设弯起筋)主梁的配筋图

§3钢筋混凝土现浇双向板肋形楼盖※一、双向板的受力特点1、双向板在两个方向都起承重作用，即双向工作。2、因双向板是双向工作，所以其配筋也是双向。二、双向板试验研究通过试验分析：1、对于四边简支的单跨正方形板，当荷载逐渐增加时，第一批裂缝出现在板的下面中间部位，随后沿着对角线方向向四角扩展，在板上面的四角附近也出现垂直于对角线方向而大体上成圆形的裂缝的出现，促使板下面对角线方向裂缝的进一步扩展，最后跨中钢筋达到屈服，整个板即告破坏。2、对于四边简支的矩形板，第一批裂缝出现在板底平行于长边的方向。当荷载继续增加时，这些裂缝逐渐延长，并沿45°角向四角扩展，在板上面的四角也开始出现裂缝，最后使得整个板发生破坏。3、不论是简支的方形板或矩形板，当受荷载作用时，板的四角均有翘起的趋势。板传给四边支座的压力，并不是沿边长均匀分布的，而是各边的中部较大，两端较小。双向板破坏时的裂缝分布杭州一批经济适用房，从2楼到6楼楼板皆是如此，分布位置和数量亦一致，裂缝宽度达到2mm,开发商采用凿槽封堵的方式处理，可笑，居然通过验收！典型双向板裂缝（一）六种边界支撑条件(1)四边固定；(2)三边固定，一边简支；(3)两邻边固定，另两邻边简支；(4)两对边固定，另两对边简支；(5)一边固定，三边简支；(6)四边简支。

三、双向板按弹性理论的计算（二）单区格双向板按弹性理论计算

MxMy如P283附表10.2。※需指出：附录中系数是根据材料的波桑比υ＝0制定的。当υ≠0时，可按下式计算跨中弯矩对钢筋混凝土，υ=0.2（三）多区格双向板按弹性理论计算※

1、跨中最大正弯矩计算※最大时的活荷载不利布置gg+q※

1、跨中最大弯矩的计算※对称荷载：(g+q/2)※对称荷载：(q/2)※

（1）中间支座简化①在对称荷载作用下，中间支座为固定支座；②在反对称荷载作用下，中间支座均为简支支座；※

（2）边支座简化③边支座：其简化情况按实际支承情况考虑，一般简化为简支边支座※

（3）内力计算ABCDAABBBBBCDDD

※

2、支座最大弯矩的计算（1）近似认为恒载和活载满布(g+q)在连续双向板所有区格时，支座产生最大负弯矩；（2）中间支座视为固支，周边支座视为简支(或固支)，即可求得各区格板的支座弯矩；（3）相邻支座弯矩不等时，取平均值。gg+q 对四边都与梁整体浇接的板，考虑拱效应，其弯矩设计值可按下列情况予以减少：1、中间区格板的支座及跨内截面减少20％。2、边区格板的跨内截面及第一内支座处截面：当lb/

l

<1.5时，减少20％；当1.5≤

lb/

l≤2.0时，减少10％。式中l为垂直于楼板边缘方向板的计算跨度；lb为沿楼板边缘方向板的计算跨度。3、角区格板截面弯矩值不予折减。※四、内力折减gg+q（二）截面有效高度※五、双向板肋梁楼盖的配筋计算与构造要求（一）板厚双向板的厚度不小于80mm，通常很少大于160mm，为了使板有足够的刚度，还要求板厚满足下列要求：1、四边简支时：2、四边固定时：短跨方向：长跨方向：中间板带与边板带的正弯矩钢筋配置（三）配筋构造按弹性理论分析时，由于板的跨中弯矩比板的周边弯矩为大，因此，