钢筋混凝土现浇楼盖设计讲义

建筑结构总目录绪论第1章钢筋和混凝土的力学性能第2章钢筋混凝土结构的基本设计原则第3章受弯构件正截面承载力第4章受弯构件斜截面承载力第5章受扭构件承载力第6章钢筋混凝土轴向受力构件承载力第7章钢筋混凝土构件变形及裂缝宽度验算总目录第8章预应力混凝土结构第9章钢筋混凝土现浇楼盖设计第10章多层框架结构第11章砌体结构第12章钢结构第13章建筑结构抗震设计基本知识绪论0.1建筑结构的分类0.2各类结构的优缺点及其应用0.3本课程的学习方法和需要注意的问题第1章钢筋和混凝土的力学性能1.1钢筋的力学性能1.2混凝土的力学性能1.3钢筋与混凝土之间的粘结作用第2章钢筋混凝土结构的基本设计原则2.1建筑结构的功能要求和极限状态2.2结构上的作用与作用效应S2.3结构抗力R2.4极限状态设计法2.5混凝土结构的耐久性第3章受弯构件正截面承载力3.1概述3.2正截面工作各阶段的应力状态3.3受弯构件正截面承载力计算的基本原则3.4单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算3.5双筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算3.6T形截面受弯构件正截面承载力计算3.7汇总第4章受弯构件斜截面承载力4.1概述4.2斜截面破坏的主要形态4.3影响斜截面受剪承载力的主要因素4.4斜截面受剪承载力计算公式及适用范围4.5斜截面受剪承载力的计算步骤和方法4.6纵向钢筋的截断和弯起4.7其他构造要求第5章钢筋混凝土受扭构件承载力5.1概述5.2纯扭构件的破坏特征和承载力计算5.3弯剪扭构件的承载力计算第6章钢筋混凝土轴向受力构件承载力6.1轴心受压构件正截面承载力计算6.2偏心受压构件正截面承载力计算6.3偏心受压构件斜截面受剪承载力计算6.4受压构件一般构造要求6.5受拉构件承载力计算第7章钢筋混凝土构件变形及裂缝宽度验算7.1裂缝和变形的计算要求7.2裂缝宽度验算7.3受弯构件的刚度7.4受弯构件的挠度7.5本章要点第8章预应力混凝土结构的基本概念8.1预应力混凝土的基本原理8.2预应力混凝土构件设计的一般规定8.3预应力混凝土结构的计算原理第9章钢筋混凝土现浇楼盖设计9.1概述9.2单向板肋梁楼盖9.3双向板肋梁楼盖9.4楼梯和雨篷

钢筋混凝土楼盖是建筑结构中的重要组成部分，由梁、板、柱组成的梁板结构体系，是工业与民用建筑中的屋盖、楼盖、阳台、雨篷、楼梯等构件广泛采用的一种结构形式。9.1概述1.钢筋混凝土楼盖的结构形式

9.1概述9.1概述1.钢筋混凝土楼盖的结构形式

1．现浇梁板：整体刚性好，抗震性强，防水性能好，平面布置灵活，适用性强；但费工、费时、费模板，施工受季节影响。

2．装配式楼盖：梁板采用预制构件，便于工业化生产，在多层民用建筑和多层工业厂房中得到广泛应用，此种楼面因其整体性、抗震性及防水性能较差。

3．装配整体式楼盖：其整体性较装配式好，又较现浇式节省支模。但这种楼盖要进行混凝土二次浇灌，有时还需增加焊接工作量，故对施工进度和造价有不利影响。因此仅适用于荷载较大的多层工业厂房、高层民用建筑及有抗震设防要求的一些建筑。9.1概述2.按施工方法分类的钢筋混凝土楼盖楼盖分类现浇楼盖（整体式楼盖）装配式楼盖装配整体式楼盖支模绑扎钢筋＋砼拆模预制梁、板运到工地吊装、拼接预制梁、板吊装、拼接现浇叠合层9.1概述2.按施工方法分类的钢筋混凝土楼盖现浇整体式刚度大抗震抗冲击性能好防水性好结构布置灵活整体性好优点:缺点:工期较长

现场作业量大

模板用量大施工受季节影响9.1概述2.按施工方法分类的钢筋混凝土楼盖施工速度快

省工省材

刚度不如现浇整体式符合工业化要求

整体性不如现浇整体式优点:缺点:装配式9.1概述2.按施工方法分类的钢筋混凝土楼盖装配整体式

最常见的做法是在预制拼装的板面上现浇一层40mm厚的配筋现浇层。

特点介于整体式和装配式结构之间9.1概述2.按施工方法分类的钢筋混凝土楼盖整体式钢筋混凝土楼盖，按支承和受力条件分为3.单向板与双向板

荷载沿短跨方向传递单向板

荷载沿两个方向传递双向板

9.1概述《混凝土结构设计规范》规定：两对边支承的板按单向板计算四边支承的板按下列规定计算：可按沿短边方向受力的单向板计算宜按双向板设计

应按双向板计算

3.单向板与双向板9.1概述整体式单向板肋梁楼盖由板、次梁和主梁组成。荷载的传递路线为：支座：板的支座柱或墙次梁次梁支座主梁主梁支座

荷载→板→次梁主梁柱或墙→→9.2整体式单向板肋梁楼盖

楼盖的设计步骤一般为：结构平面布置（尺寸、位置）确定计算简图内力分析计算配筋及构造要求绘制施工图9.2整体式单向板肋梁楼盖

1.结构平面布置

9.2整体式单向板肋梁楼盖

柱网布置：

次梁的跨度取4～6m；

主梁的跨度取5～8m。梁格布置：

确定跨度，考虑主、次梁的方向和间距并与柱网布置相协调横向布置纵向布置布置方向9.2整体式单向板肋梁楼盖

1.结构平面布置

柱网与梁格布置

主梁纵向布置次梁横向布置

主梁横向布置次梁纵向布置

9.2整体式单向板肋梁楼盖

1.结构平面布置

9.2整体式单向板肋梁楼盖

1.结构平面布置

2.计算简图

板和主次梁可看作多跨连续梁或板，计算简图要表示出：跨数计算跨度支座特点荷载形式、位置及大小9.2整体式单向板肋梁楼盖

支座特点

板的支座是次梁

次梁支座是主梁铰支座简化为主梁支座是柱

框架梁设计

主梁看作铰支于柱的连续梁梁抗弯刚度比柱抗弯刚度大很多否则9.2整体式单向板肋梁楼盖

2.计算简图

跨数多于五跨的等跨度或相差不超过10%、等刚度、等荷载的连续梁板，可近似按五跨计算简化为五跨连续梁计算跨数

9.2整体式单向板肋梁楼盖

2.计算简图

计算跨度：

板、梁的计算跨度是指在内力计算时所采用的跨间长度。

板和梁的计算跨度应根据其跨数、支座情况及内力计算方法的不同按《规范》的规定取用。（见表9-1）9.2整体式单向板肋梁楼盖

2.计算简图

9.2整体式单向板肋梁楼盖

2.计算简图

荷载取值恒荷载+活荷载9.2整体式单向板肋梁楼盖

2.计算简图

1234561BCA主梁负载面积次梁负载面积单向板计算单元主梁集中力负载面积次梁计算简图单向板计算简图主梁计算简图9.2整体式单向板肋梁楼盖

荷载取值

由于支承构件的抗扭刚度，使被支承构件跨中弯矩有所减小，设计中通过采用增大恒荷载和减小活荷载的办法来考虑9.2整体式单向板肋梁楼盖

当板或梁支承在砖墙上时，则荷载不得进行折算。主梁按连续梁计算时，一般柱的刚度较小，柱对梁的约束作用小，故对主梁荷载不进行折算。9.2整体式单向板肋梁楼盖

2.计算简图

荷载取值3.按弹性理论方法的结构内力计算

求跨中最大正弯矩时

本跨隔跨布置活荷载1）活荷载的最不利布置：

求跨中最大负弯矩时

邻跨隔跨布置活荷载9.2整体式单向板肋梁楼盖

3.按弹性理论方法的结构内力计算

求支座截面最大负弯矩

邻跨隔跨布置活荷载求支座截面最大剪力邻跨隔跨布置活荷载1）活荷载的最不利布置：9.2整体式单向板肋梁楼盖

3.按弹性理论方法的结构内力计算2）内力计算

将等跨连续梁、板在各种不同布置荷载作用下的内力系数，制成计算表格，设计时可直接从表中查内力系数计算截面内力。集中荷载作用下均布荷载作用下

9.2整体式单向板肋梁楼盖

3.按弹性理论方法的结构内力计算3）内力包络图

含义：把内力图叠画在同一坐标图上，其外包线所形成的图形

五跨连续梁在均布荷载作用下弯矩包络图

五跨连续梁在均布荷载作用下剪力包络图3.按弹性理论方法的结构内力计算9.2整体式单向板肋梁楼盖

4）支座截面内力计算支座截面内力取支座边缘截面作为计算控制截面9.2整体式单向板肋梁楼盖

3.按弹性理论方法的结构内力计算4.按塑性理论方法的结构内力计算

钢筋混凝土连续梁、板是具有一定塑性性能的超静定结构，构件的任一截面达到极限承载力并不会导致整个结构的破坏，因此按弹性理论方法计算求得的内力不能正确反映结构的实际破坏内力。为解决上述问题，充分考虑钢筋混凝土构件的塑性性能，挖掘结构潜在承载力，达到节省材料和改善配筋的目的，提出了按塑性内力重分布的计算方法。9.2整体式单向板肋梁楼盖

4.按塑性理论方法的结构内力计算1）塑性铰的概念

构件在塑性变形集中产生的区域形成了一个能够转动的“铰”，一般称为塑性铰.塑性铰形成示意图塑性铰能承受弯矩塑性铰有一定长度

塑性铰只能沿弯矩作用的方向，绕中和轴发生单向转动塑性铰特点：

9.2整体式单向板肋梁楼盖

2）超静定结构的塑性内力重分布

塑性铰出现后的加载过程中，结构的内力经历了一个重新分布的过程称为塑性内力重分布先在一个截面出现塑性铰荷载的增加塑性铰陆续出现最后一个塑性铰出现整个结构形成几何可变体系达到极限承载力9.2整体式单向板肋梁楼盖

4.按塑性理论方法的结构内力计算两跨连续梁在荷载P作用下的内力重分布9.2整体式单向板肋梁楼盖

4.按塑性理论方法的结构内力计算2）超静定结构的塑性内力重分布塑性内力重分布需考虑的因素塑性铰应具有足够的转动能力

结构构件应具有足够的斜截面承载能力

满足正常使用条件9.2整体式单向板肋梁楼盖

4.按塑性理论方法的结构内力计算2）超静定结构的塑性内力重分布板和次梁的跨中及支座弯矩

次梁支座的剪力

α、β分别为考虑塑性内力重分布的弯矩、剪力计算系数9.2整体式单向板肋梁楼盖

4.按塑性理论方法的结构内力计算3）塑性内力重分布的计算方法均布荷载作用下等跨连续梁、板考虑塑性内力重分布的弯矩和剪力为：二跨连续：三跨及以上连续：

支承情况截面位置端支座边跨跨中离端第二支座离端第二跨跨中中间支座中间跨跨中AⅠBⅡCⅢ梁、板搁支在墙上0板与梁整浇连接梁梁与柱整浇连接弯矩计算系数α

9.2整体式单向板肋梁楼盖

4.按塑性理论方法的结构内力计算3）塑性内力重分布的计算方法支承情况

截面位置端支座内侧Ain离端第二支座中间支座外侧Bex内侧Bin外侧Cex内侧Cin搁支在墙上0.450.600.550.550.55与梁或柱整体连接0.500.55剪力计算系数β9.2整体式单向板肋梁楼盖

4.按塑性理论方法的结构内力计算3）塑性内力重分布的计算方法控制支座和跨中截面配筋率弯矩调幅不宜过大

使调整后跨中弯矩尽量接近原包络图的弯矩值，调幅后仍能满足平衡条件调幅后，控制弯矩值不宜小于9.2整体式单向板肋梁楼盖

4.按塑性理论方法的结构内力计算4）考虑塑性内力重分布计算的一般原则M0为按简支梁计算的跨中弯矩设计值。5）按塑性内力重分布方法计算的适用范围在使用阶段不允许开裂不能采用塑性理论计算方法的结构主要有：处于重要部位而要求可靠度较高受动力和疲劳荷载作用处于有腐蚀环境中9.2整体式单向板肋梁楼盖

4.按塑性理论方法的结构内力计算5.截面计算和构造要求1）板的计算和构造要求（1）板的计算要点板的内力按塑性理论方法计算。

考虑钢筋混凝土连续板的拱作用，对周边与梁整体连接的单向板中间跨跨中截面及中间支座截面的计算弯矩折减20％。板一般不需进行受剪承载力计算。

9.2整体式单向板肋梁楼盖

（2）板的构造要求板的跨度根据梁格布置确定板的厚度要考虑：满足建筑功能的要求板的跨度所受的荷载大小从刚度要求出发，根据经验板厚最小取值连续板≥跨度的1/40简支板≥跨度的1/30悬臂板≥跨度的1/10板的配筋率一般为0.3％～0.8％9.2整体式单向板肋梁楼盖

5.截面计算和构造要求1）板的计算和构造要求（2）板的构造要求

单向板中钢筋分为受力钢筋和构造钢筋。

受力钢筋沿板短跨方向在受拉侧布置。

受力钢筋配筋方式——弯起式：分离式：

将正弯矩钢筋在支座附近弯起一部分以承受负弯矩，锚固好，节省钢筋，施工较复杂正弯矩钢筋和负弯矩钢筋分别设置施工方便，用钢量较大，锚固不如弯起式好9.2整体式单向板肋梁楼盖

5.截面计算和构造要求1）板的计算和构造要求弯起式配筋分离式配筋（2）板的构造要求单向板中除受力钢筋通常还设置四种构造钢筋分布钢筋与主梁垂直的上部构造钢筋板端上部构造钢筋板角构造钢筋9.2整体式单向板肋梁楼盖

5.截面计算和构造要求1）板的计算和构造要求板顶的分布钢筋（2）板的构造要求5.截面计算和构造要求1）板的计算和构造要求9.2整体式单向板肋梁楼盖

2）次梁的计算和构造要求（1）次梁的计算要点正弯矩作用区段按T形截面计算负弯矩作用区段按矩形截面计算次梁跨度一般4～6m

次梁的内力可按塑性理论方法计算次梁高为跨度的1/18～1/12次梁宽为梁高的1/3～1/2纵向钢筋的配筋率为0.6％～1.5％5.截面计算和构造要求9.2整体式单向板肋梁楼盖

2）次梁的配筋构造要求次梁的钢筋组成及布置5.截面计算和构造要求9.2整体式单向板肋梁楼盖

3）主梁的计算和构造要求（1）主梁的计算要点

通常跨中按T形截面计算

支座按矩形截面计算

跨中出现负弯矩按矩形截面计算主梁在支座处截面有效高度有所减小主梁的跨度一般取5～8m;梁高为跨度的1/15～1/10主梁的内力通常按弹性理论方法计算梁宽为梁高的1/3～1/25.截面计算和构造要求9.2整体式单向板肋梁楼盖

（2）主梁的构造要求主梁钢筋的组成及布置：3）主梁的计算和构造要求5.截面计算和构造要求9.2整体式单向板肋梁楼盖

受力性能较好板长边与短边之比

双向板肋梁楼盖优点：

双向板的适用情况及特点9.3整体式双向板肋梁楼盖可跨越大跨度顶棚整齐美观1.双向板的受力特征及试验结果

双向板两个方向的横截面上受到弯矩和剪力和扭矩的作用。扭矩的存在使板四周有上翘的趋势，而受到墙约束后使板的跨中弯矩减少，而显得刚度较大。9.3整体式双向板肋梁楼盖双向板内力的分布主要取决于支承条件

几何条件

荷载性质9.3整体式双向板肋梁楼盖单跨双向板的计算

工程上对单跨双向板一般直接查表进行内力计算若考虑泊松比的影响则：2.双向板弹性理论方法计算

双向板计算简图9.3整体式双向板肋梁楼盖多跨双向板的计算1）跨中最大正弯矩

活荷载的最不利布置采用棋盘式布置方式

利用单跨双向板内力计算系数表计算9.3整体式双向板肋梁楼盖2）支座最大负弯矩恒荷载和活荷载满布支座负弯矩方法同单跨双向板

对某些中间支座，若相邻两个区格板求得的同一支座弯矩不相等，近似地取其平均值作为该支座最大负弯矩。9.3整体式双向板肋梁楼盖多跨双向板的计算3.双向板的截面设计和构造要求截面设计1、双向板厚度设计一般80mm≤h≤160mm简支板

h≥l0

/40连续板

h≥l0

/50刚度要求

2、板截面有效高度短跨方向

长跨方向截面内力臂系数9.3整体式双向板肋梁楼盖3、弯矩折减

考虑双向板受到的穹顶作用，四边与梁整体连接的双向板的计算弯矩可以予以折减中间区格的跨中截面及中间支座减少20%

边区格的跨中截面及第二支座截面减少20%减少10%角区格不折减

3.双向板的截面设计和构造要求截面设计9.3整体式双向板肋梁楼盖构造要求

双向板配筋方式有弯起式和分离式两种单块板弯起式配筋连续板弯起式配筋

连续板分离式配筋单块板分离式配筋9.3整体式双向板肋梁楼盖3.双向板的截面设计和构造要求

按弹性理论计算时，板底钢筋数量是根据跨中最大弯矩求得的，而跨中弯矩沿板宽向两边逐渐减小，故配筋亦可逐渐减少。考虑到施工方便，可将板在两个方向各划分成三个板带9.3整体式双向板肋梁楼盖3.双向板的截面设计和构造要求4.支承双向板的梁的计算特点

长边的梁上由板传的荷载呈梯形分布，短边的梁上的荷载则呈三角形分布。

将梯形和三角形荷载折算成等效均布荷载

荷载传递9.3整体式双向板肋梁楼盖9.4楼梯和雨篷1.楼梯按施工方法不同分为:现浇整体式按梯段结构形式不同分为:板式楼梯预制装配式梁