房屋结构设计教学讲座钢筋混凝土现浇楼盖几种形式等

房屋结构设计教学讲座钢筋混凝土现浇楼盖几种形式等单向板肋梁楼盖双向板肋梁楼盖无梁楼盖装配式与装配整体式楼盖楼梯与雨蓬本章主要内容第一章楼盖结构第二页，共80页。2021/2/2821.了解现浇楼盖的几种形式；2.掌握设计上区分单、双向板的方法；1.1概述第一章平面楼盖1.1概述教学目标：重点单向板与双向板的概念及其区别；第三页，共80页。2021/2/283一、单向板与双向板§10.2整体式单向板肋梁楼盖第一章平面楼盖第四页，共80页。2021/2/284§1.2单向板肋梁楼盖《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)规定：（1）对两边支承的板，应按单向板计算。（2）对于四边支承的板时，应按双向板计算；时，宜按双向板计算；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，可按沿短边方向受力的单向板计算。单向板：主要在一个方向受力的板。双向板：在两个方向受力都不能忽略任一方向弯曲的板。第一章平面楼盖第五页，共80页。2021/2/285二、楼盖结构的选型按施工方法分为：现浇楼盖装配式楼盖装配整体式楼盖按结构形式分为：第一章平面楼盖1.1概述第六页，共80页。2021/2/2861.1概述第一章平面楼盖楼盖结构类型第七页，共80页。2021/2/287§1.2单向板肋梁楼盖§1.2单向板肋梁楼盖

第一章平面楼盖1.熟练掌握单向板肋形楼盖内力按弹性理论及考虑塑性内力重分布的计算方法；2.建立折算荷载、塑性铰、内力重分布、弯矩调幅等概念；3.深入了解连续梁、板截面设计特点及配筋构造要求；教学目标：第八页，共80页。2021/2/288§1.2单向板肋梁楼盖一、结构布置

1、结构布置包括柱网、承重墙、梁和板的布置常用跨度：单向板：（1.7~2.5）m次梁：（4~6）m主梁：（5~8）m2、结构平面布置方案(a)主梁横向布置(b)主梁纵向布置(c)只布置次梁单向板肋梁楼盖布置方案第一章平面楼盖第九页，共80页。2021/2/289§1.2单向板肋梁楼盖二、计算简图第一章平面楼盖第十页，共80页。2021/2/2810§1.2单向板肋梁楼盖（1）计算假定梁板为弹性杆件；梁板的支座按下表采用；计算支反力时，忽略梁板的连续性；第一章平面楼盖连续梁的实际跨数5跨时：按5跨计算实际跨数<5跨时：按实际跨数考虑第十一页，共80页。2021/2/2811§1.2单向板肋梁楼盖（2）计算单元板:1m宽板带；梁:相邻梁中心距的一半；第一章平面楼盖第十二页，共80页。2021/2/2812§1.2单向板肋梁楼盖（3）计算跨度第一章平面楼盖第十三页，共80页。2021/2/2813§1.2单向板肋梁楼盖（4）折算荷载第一章平面楼盖采用增大恒载，减小活载的办法，即：板次梁次梁抗扭刚度对板的影响第十四页，共80页。2021/2/2814§1.2单向板肋梁楼盖活荷载不利布置规律：（1）求某跨跨中，该跨布置活荷载，然后隔跨布置（2）求某跨跨中或，左、右跨布置活荷载，然后隔跨布置（3）求某支座，该支座左、右跨布置活荷载，然后隔跨布置（4）求某支座，与（3）相同1、活荷载不利布置第一章平面楼盖三、连续梁、板按弹性理论的内力计算第十五页，共80页。2021/2/2815§1.2单向板肋梁楼盖活荷载在不同跨间时的弯矩图和剪力图第一章平面楼盖第十六页，共80页。2021/2/2816§1.2单向板肋梁楼盖2、内力计算一般可按结构力学方法计算内力。

在均布及三角形荷载作用下：在集中荷载作用下：第一章平面楼盖第十七页，共80页。2021/2/2817§1.2单向板肋梁楼盖3、控制截面及其内力梁跨以内：正弯矩最大值（配正钢筋）负弯矩最大值（配负钢筋）支座边缘处剪力值：支座边缘处弯矩值：（均布荷载）（集中荷载）支座：第一章平面楼盖第十八页，共80页。2021/2/2818§1.2单向板肋梁楼盖4、内力包络图由内力叠合图形的外包线构成，它反映出各截面可能产生的最大内力值，是设计时选择截面和布置钢筋的依据。均布荷载作用下五跨连续梁的内力叠合图和内力包络图第一章平面楼盖第十九页，共80页。2021/2/2819§1.2单向板肋梁楼盖内力重分布的概念两跨连续梁内力变化过程

第一章平面楼盖四、超静定结构的塑性内力重分布的概念混凝土结构由于刚度比值改变或出现塑性铰引起结构计算简图变化，从而引起的结构内力不再服从弹性理论的内力规律的现象。第二十页，共80页。2021/2/2820§1.2单向板肋梁楼盖第一阶段：裂缝出现～塑性铰形成以前，原因为裂缝的形成和开展。两跨连续梁内力变化图第二阶段：塑性铰形成以后，原因为塑性铰的转动。第一章平面楼盖内力重分布的两个阶段第二十一页，共80页。2021/2/2821§1.2单向板肋梁楼盖2.塑性铰塑性铰的形成在钢筋屈服截面，从钢筋屈服到达到极限承载力，截面在外弯矩增加很小的情况下产生很大转动，表现得犹如一个能够转动的铰，称为“塑性铰”。钢筋混凝土受弯构件的塑性铰第一章平面楼盖第二十二页，共80页。2021/2/2822§1.2单向板肋梁楼盖塑性铰的转动能力第一章平面楼盖第二十三页，共80页。2021/2/2823§1.2单向板肋梁楼盖3、影响塑性铰转动能力的因素：（1）钢筋种类。（2）受拉纵筋配筋率。（3）混凝土的极限压缩变形。第一章平面楼盖第二十四页，共80页。2021/2/2824§1.2单向板肋梁楼盖4、塑性铰的特点（1）塑性铰实际上具有一定长度，分析时可认为是一个截面；（2）塑性铰能承受定值弯矩，即截面的屈服弯矩；（3）对于单筋受弯构件，塑性铰只能单向转动；（4）塑性铰的转动能力有限。第一章平面楼盖第二十五页，共80页。2021/2/28255、适用范围塑性理论方法不适用于下列情况:§1.2单向板肋梁楼盖2）直接承受动力荷载作用的结构4）要求有较高安全储备的结构

1）不允许出现裂缝或对裂缝开展有较严格限制的结构

3）预应力混凝土结构和二次受力的叠合结构第一章平面楼盖第二十六页，共80页。2021/2/2826§1.2单向板肋梁楼盖超静定混凝土结构考虑塑性内力重分布的计算方法：五、连续梁按调幅法的内力计算我国行业标准《钢筋混凝土连续梁和框架考虑内力重分布设计规程》（CECS51∶93）主要推荐用弯矩调幅法计算钢筋混凝土连续梁、板和框架的内力极限平衡法塑性铰法变刚度法强迫转动法弯矩调幅法非线性全过程分析方法第一章平面楼盖第二十七页，共80页。2021/2/2827§1.2单向板肋梁楼盖1、弯矩调幅法截面弯矩调整的幅度：对结构按弹性方法所求得的弯矩值和剪力值进行适当的调整，以考虑结构塑性内力重分布的影响。第一章平面楼盖第二十八页，共80页。2021/2/2828§1.2单向板肋梁楼盖调幅法的原则：（1）纵筋：HPB235、HRB335、HRB400、RRB400；混凝土：C20～C45（2）不应超过，不宜小于（4）调整后的结构内力必须满足静力平衡条件：连续梁、板各控制截面的弯矩值不宜小于简支梁弯矩值的1/3（5）必须满足正常使用阶段变形及裂缝宽度的要求，在使用阶段不应出现塑性铰（3）一般不宜超过0.2第一章平面楼盖第二十九页，共80页。2021/2/2829§1.2单向板肋梁楼盖2、用弯矩调幅法计算等跨连续梁、板内力(1)等跨连续梁各跨跨中及支座截面的弯矩设计值均布荷载：间距相同、大小相等的集中荷载：第一章平面楼盖第三十页，共80页。2021/2/2830§1.2单向板肋梁楼盖（2）等跨连续梁的剪力设计值均布荷载：间距相同、大小相等的集中荷载：（3）等跨连续单向板，各跨跨中及支座截面的弯矩设计值均布荷载：第一章平面楼盖第三十一页，共80页。2021/2/2831§1.2单向板肋梁楼盖按塑性理论计算内力中几个问题的说明（1）计算跨度(两支座塑性铰之间的距离)支承情况计算跨度梁板两端与梁（柱）整体连接净跨长净跨长两端支承在砌体墙上一端与梁（柱）整体连接，另一端支承在砌体墙上注：表中为板的厚度；为梁或板在砌体墙上的支承长度。梁、板计算跨度第一章平面楼盖第三十二页，共80页。2021/2/2832（2）荷载及内力§1.2单向板肋梁楼盖次梁对板、主梁对次梁的转动约束作用，以及活荷载的不利布置等因素，在按弯矩调幅法分析结构时均已考虑。第一章平面楼盖第三十三页，共80页。2021/2/2833§1.2单向板肋梁楼盖1、板（1）截面设计六、单向板肋梁楼盖配筋计算及构造要求适用于:单向板肋梁楼盖、双向板肋梁楼盖中的板按弹性理论、按塑性理论计算所得的弯矩考虑板的拱作用效应，四周与梁整体连接的板区格，计算所得的弯矩值，中间跨的跨中及中间支座截面减少20%第一章平面楼盖第三十四页，共80页。2021/2/2834§10.2整体式单向板肋梁楼盖第二章楼盖和楼梯板的配筋第三十五页，共80页。2021/2/2835§1.2单向板肋梁楼盖（2）配筋构造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300mm

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

板中受力钢筋配筋构造第一章平面楼盖第三十六页，共80页。2021/2/2836§1.2单向板肋梁楼盖连续板受力钢筋两种配置方式第一章平面楼盖第三十七页，共80页。2021/2/2837§1.2单向板肋梁楼盖2）构造钢筋:与受力筋垂直的分布钢筋与主梁垂直的附加负钢筋与承重墙垂直的附加负钢筋板角区域内的附加负钢筋温度收缩钢筋第一章平面楼盖第三十八页，共80页。2021/2/2838§1.2单向板肋梁楼盖板中分布钢筋构造要求位置与受力钢筋垂直，均匀布置于受力钢筋的内侧作用浇筑混凝土时固定受力钢筋的位置抵抗收缩和温度变化产生的内力承担并分布板上局部荷载产生的内力

直径不宜小于6mm间距不宜大于250mm数量单向板中单位长度上的分布钢筋，截面面积不宜小于单位宽度上受力钢筋截面面积的15%，且不宜小于该方向板截面面积的0.15%

第一章平面楼盖第三十九页，共80页。2021/2/2839§1.2单向板肋梁楼盖嵌入承重墙内的板面构造钢筋垂直于梁肋的板面负钢筋板嵌入承重墙时的板面裂缝分布第一章平面楼盖第四十页，共80页。2021/2/2840§1.2单向板肋梁楼盖2、次梁（1）设计要点满足此高跨比（1/18~1/12）、宽高比（1/3~1/2）的要求可不必验算挠度和裂缝宽度。跨中按T形截面计算，对支座按矩形截面计算。第一章平面楼盖第四十一页，共80页。2021/2/2841§1.2单向板肋梁楼盖次梁的配筋构造第一章平面楼盖（2）配筋构造第四十二页，共80页。2021/2/2842§1.2单向板肋梁楼盖3、主梁（1）正截面受弯承载力计算主梁支座处的截面有效高度（2）斜截面受剪承载力计算（3）受力钢筋的弯起和截断（按弯矩包络图确定）第一章平面楼盖第四十三页，共80页。2021/2/2843第十章平面楼盖§10.2整体式单向板肋梁楼盖主次梁交接处主梁中的附加钢筋第四十四页，共80页。2021/2/2844§1.2单向板肋梁楼盖附加横向钢筋布置（4）附加横向钢筋附加箍筋（优先采用）或附加吊筋第一章平面楼盖第四十五页，共80页。2021/2/28451.3双向板肋梁楼盖1.3双向板肋梁楼盖第一章平面楼盖教学目标：1.掌握双向板内力按弹性理论计算的近似方法；2.熟悉双向板肋形楼盖的截面设计和构造要求；第四十六页，共80页。2021/2/28461.3双向板肋梁楼盖一、双向板的受力特点和试验研究1.受力特点第一章平面楼盖沿两个方向弯曲和传递荷载剪力、扭矩和主弯矩板角上翘2.钢筋配置第四十七页，共80页。2021/2/28471.3双向板肋梁楼盖弹性开裂与裂缝相交的钢筋屈服形成机构双向板破坏时的裂缝分布3.试验研究第一章平面楼盖第四十八页，共80页。2021/2/28481.3双向板肋梁楼盖1.单跨双向板均布荷载作用下，m=表中弯矩系数×pl012二、按弹性理论计算双向板第一章平面楼盖第四十九页，共80页。2021/2/28491.3双向板肋梁楼盖棋盘式荷载布置跨中最大正弯矩（活载棋盘式布置）第一章平面楼盖2.多跨连续双向板第五十页，共80页。2021/2/2850A、作用g+q/2时，1.3双向板肋梁楼盖支座最大负弯矩（活荷载近似按满布）边区格——三边固定、一边简支角区格——两邻边固定、两邻边简支B、作用+（-）q/2时，均按四边简支将A、B叠加内区格——四边固定第一章平面楼盖第五十一页，共80页。2021/2/28511.3双向板肋梁楼盖均匀受荷双向板破坏机构示例1.基本假定:（1）对称结构具有对称的塑性铰线；（2）正弯矩部位出现正塑性铰线，负弯矩部位出现负塑性铰线；（3）塑性铰线应满足转动要求；（4）塑性铰线的数量应使整块板成为几何可变体；第一章平面楼盖三、按塑性铰线法计算双向板第五十二页，共80页。2021/2/2852四边连续双向板：pul012(3l02-l01)/12=2M1u+2M2u+M1u'+M1u”+M2u'+M2u”四边简支双向板：1.3双向板肋梁楼盖pul012(3l02-l01)/24=M1u+M2u第一章平面楼盖2.基本原理第五十三页，共80页。2021/2/2853令α=m2/m1

β=m1'/m1=m1”/m1=m2'/m2=m2”/m2

n=l02/l013.求解方法：取α=1/n2β=1.5～2.51.3双向板肋梁楼盖pul012(3l02-l01)/12=2M1u+2M2u+M1u'+M1u”+M2u'+M2u”依次求解m2、m1'=m1”、m2'=m2”。第一章平面楼盖第五十四页，共80页。2021/2/2854设计公式的应用(1)中间区格板：四边连续板；1.3双向板肋梁楼盖(2)边区格板：三边连续，一边简支；(3)角区格板：两相邻边连续，两边简支；第一章平面楼盖第五十五页，共80页。2021/2/28551.3双向板肋梁楼盖四、双向板肋梁楼盖的配筋计算与构造要求1.板的配筋计算（2）截面有效高度：短跨：h01=h-20长跨：h02=h-30（1）弯矩折减：②边跨：跨中及第二支座③角区格：不折减。当，折减20%当，折减10%①中间跨：跨中及支座折减20%；第一章平面楼盖第五十六页，共80页。2021/2/28561.3双向板肋梁楼盖中间板带与边板带的正弯矩钢筋配置负弯矩钢筋（沿支座均匀配置）（2）按塑性理论计算时：配筋应符合内力计算的假定2.板的配筋构造（1）按弹性理论计算时：正弯矩钢筋（中间板带，边板带）第一章平面楼盖第五十七页，共80页。2021/2/28571.3双向板肋梁楼盖五、双向板楼盖支承梁内力计算连续双向板支承梁计算简图三角形荷载：梯形荷载：第一章平面楼盖第五十八页，共80页。2021/2/28581.4装配式与装配整体式楼盖第一章平面楼盖1.4装配式与装配整体式楼盖1.了解装配式楼盖的构件类型；2.理解结构平面布置方案；3.掌握装配式楼盖的连接构造。教学目标：1.理解结构平面布置方案；2.掌握装配式楼盖的连接构造。重点第五十九页，共80页。2021/2/2859一、预制构件形式1.板实心板空心板槽形板1.4装配式与装配整体式楼盖第一章平面楼盖1.4装配式与装配整体式楼盖夹心板第六十页，共80页。2021/2/28602.梁1.4装配式与装配整体式楼盖第一章平面楼盖第六十一页，共80页。2021/2/2861二、预制构件的计算特点1.4装配式与装配整体式楼盖1.使用阶段承载力计算2.正常使用极限状态验算3.吊装验算动力系数：1.5吊环验算：重要性降低一级计算简图：吊点处截面验算（负弯矩）第一章平面楼盖第六十二页，共80页。2021/2/2862三、连接构造1.预制板的布置与连接板的实际宽度比编号上所示板宽小10mm; 排板时尽量以一种型号为主，以其它型号作为调整之用。1.4装配式与装配整体式楼盖第一章平面楼盖第六十三页，共80页。2021/2/2863板底缝宽≥10mm，采用不低于C20砼的细石砼灌缝，分两次灌缝。板底缝宽≥50mm，采用现浇板带来处理。1.4装配式与装配整体式楼盖第一章平面楼盖第六十四页，共80页。2021/2/28642.板与支承墙、支承梁的连接在墙上的支承长度不小于100mm，在梁上的支承长度不小于80mm。1.4装配式与装配整体式楼盖第一章平面楼盖第六十五页，共80页。2021/2/28653.板与非支承墙的连接1.4装配式与装配整体式楼盖采用细石混凝土灌缝；当板长大于5m应配置锚拉筋；第一章平面楼盖第六十六页，共80页。2021/2/28661.5楼梯1.5楼梯第一章平面楼盖1.了解钢筋混凝土楼梯的类型，装配式楼梯的类型与构造；2.理解现浇板式楼梯和梁式楼梯的计算要点；3.掌握现浇板式楼梯和梁式楼梯的构造要求。教学目标：板式楼梯、梁式楼梯传力机理板式楼梯、梁式楼梯的区别重点难点第六十七页，共80页。2021/2/2867第一章平面楼盖1.5楼梯第六十八页，共80页。2021/2/2868第一章平面楼盖1.5楼梯第六十九页，共80页。2021/2/2869第一章平面楼盖1.5楼梯第七十页，共80页。20