1、目 录第1章 绪论第2章 混凝土楼板结构第3章 单层厂房结构第4章 多层框架结构第2章 混凝土楼板结构 本章介绍了楼盖的结构布置、选型、现浇整体肋梁楼盖按弹性理论和本章介绍了楼盖的结构布置、选型、现浇整体肋梁楼盖按弹性理论和考虑塑性内力重分布理论计算内力的方法及连续梁、板截面设计特点；建考虑塑性内力重分布理论计算内力的方法及连续梁、板截面设计特点；建立了折算荷载、内力包络图、塑性铰、内力重分布、弯矩调幅等概念；给立了折算荷载、内力包络图、塑性铰、内力重分布、弯矩调幅等概念；给出了结构的构造要求。此外，还介绍了井式楼盖、无梁楼盖的受力特点、出了结构的构造要求。此外，还介绍了井式楼盖、无梁楼盖的受
2、力特点、设计方法及应用场合，板式楼梯、梁式楼梯和雨篷的受力特点、设计计算设计方法及应用场合，板式楼梯、梁式楼梯和雨篷的受力特点、设计计算方法及配筋构造要点。并附有单向板、双向板肋梁楼盖及楼梯的设计实例方法及配筋构造要点。并附有单向板、双向板肋梁楼盖及楼梯的设计实例及配筋图。及配筋图。2混凝土楼板结构本章提要 梁板结构是由梁和板组成的水平承重结构体系，其支承体系一般由柱梁板结构是由梁和板组成的水平承重结构体系，其支承体系一般由柱或墙等竖向构件组成。或墙等竖向构件组成。应用：工业与民用建筑的楼盖、屋盖、阳台、雨篷、楼梯和筏板基础应用：工业与民用建筑的楼盖、屋盖、阳台、雨篷、楼梯和筏板基础等，还可应
3、用于桥梁的桥面结构、水池的底板和顶板、挡土墙等。等，还可应用于桥梁的桥面结构、水池的底板和顶板、挡土墙等。2混凝土楼板结构2.1 概 述 2.1.1 楼盖的结构类型 现浇混凝土楼盖可分为：现浇混凝土楼盖可分为：p肋梁楼盖肋梁楼盖p井式楼盖井式楼盖p无梁楼盖无梁楼盖p密肋楼盖密肋楼盖2混凝土楼板结构2.1 概 述图图2-1 现浇楼盖的结构类型现浇楼盖的结构类型单向板肋梁楼盖和双向板肋梁楼盖单向板肋梁楼盖和双向板肋梁楼盖肋梁楼盖一般由板、次梁和主梁组成。肋梁楼盖一般由板、次梁和主梁组成。传力路线为：传力路线为：板板次梁次梁主梁主梁柱或墙柱或墙基础。基础。肋梁楼盖中的主梁可以是连续梁，也可以与柱子构
4、成框架结构，即主梁是肋梁楼盖中的主梁可以是连续梁，也可以与柱子构成框架结构，即主梁是框架梁。框架梁。2混凝土楼板结构2.1 概 述用梁将楼板划分成若干个正方形或接近正方形的小区格，两个方向的梁截用梁将楼板划分成若干个正方形或接近正方形的小区格，两个方向的梁截面相同，不分主梁和次梁，都直接承受板传来的荷载，整个楼盖支承在结构周面相同，不分主梁和次梁，都直接承受板传来的荷载，整个楼盖支承在结构周边的墙、柱或边梁上，这种楼盖称为井式楼盖。边的墙、柱或边梁上，这种楼盖称为井式楼盖。2混凝土楼板结构2.1 概 述不设梁，将板直接支承在柱上，楼面荷载直接由板传给柱，这种楼盖称为无不设梁，将板直接支承在柱上
5、，楼面荷载直接由板传给柱，这种楼盖称为无梁楼盖。无梁楼盖与柱构成板柱结构，在柱的上端通常要设置柱帽。梁楼盖。无梁楼盖与柱构成板柱结构，在柱的上端通常要设置柱帽。2混凝土楼板结构2.1 概 述由间距较密、肋高较小的小梁作为楼板的支承构件而形成的楼盖称为密肋楼由间距较密、肋高较小的小梁作为楼板的支承构件而形成的楼盖称为密肋楼盖，分为单向板密肋楼盖、双向板密肋楼盖。盖，分为单向板密肋楼盖、双向板密肋楼盖。2混凝土楼板结构2.1 概 述 按施工方法，可将混凝土楼盖分为现浇式、装配式和装配整体式三种。按施工方法，可将混凝土楼盖分为现浇式、装配式和装配整体式三种。现浇式楼盖：整体性好，刚度大，抗震性强，防
6、水性能好。缺点是需要大量模现浇式楼盖：整体性好，刚度大，抗震性强，防水性能好。缺点是需要大量模板，工期较长。板，工期较长。装配式楼盖：施工速度快，但整体刚度差，不利于抗震。装配式楼盖：施工速度快，但整体刚度差，不利于抗震。装配整体式楼盖是在预制板和预制梁上现浇一叠合层而将整个楼盖形成整体，装配整体式楼盖是在预制板和预制梁上现浇一叠合层而将整个楼盖形成整体，兼有现浇式楼盖和装配式楼盖的优点，刚度和抗震性能也介于上述两种楼盖之间。兼有现浇式楼盖和装配式楼盖的优点，刚度和抗震性能也介于上述两种楼盖之间。按结构的初始应力状态，可分为钢筋混凝土楼盖和预应力混凝土楼盖两种。按结构的初始应力状态，可分为钢筋
7、混凝土楼盖和预应力混凝土楼盖两种。2混凝土楼板结构2.1 概 述2.1.2单向板和双向板 四边支承的板，当板上荷载主要沿短跨方向传递给支承构件，而沿长跨方向四边支承的板，当板上荷载主要沿短跨方向传递给支承构件，而沿长跨方向传递的荷载可忽略不计，这种主要沿短跨方向弯曲的板称为单向板。传递的荷载可忽略不计，这种主要沿短跨方向弯曲的板称为单向板。当板上的荷载将沿两个方向传递给支承构件，其中任一方向的受力均不能忽当板上的荷载将沿两个方向传递给支承构件，其中任一方向的受力均不能忽略，这种在两个方向弯曲的板称为双向板。略，这种在两个方向弯曲的板称为双向板。2混凝土楼板结构2.1 概 述2.1.2单向板和双
8、向板2混凝土楼板结构2.1 概 述图图2-2 四边支承板的荷载传递四边支承板的荷载传递240221401138453845EIlqEIlqfAq=q1+q22混凝土楼板结构2.1 概 述 如果忽略钢筋在两个方向的位置差别和数量不同等影响，取如果忽略钢筋在两个方向的位置差别和数量不同等影响，取I1=I2，则，则qkqlllq14024014021qkqlllq240240140124024014021lllk4024014012lllk 当当l02/l01=2时，时，k1=0.941，k2=0.059。当当l02/l012时，为单向板。时，为单向板。当当l02/l012时，为双向板。时，为双向板
9、。2混凝土楼板结构2.1 概 述 混凝土结构设计规范混凝土结构设计规范（GB50010-2010GB50010-2010）规定：两对边支承的板应按单）规定：两对边支承的板应按单向板计算。对于四边支承的板，当长边与短边长度之比不大于向板计算。对于四边支承的板，当长边与短边长度之比不大于2.0 2.0 时，应按双时，应按双向板计算；当长边与短边长度之比大于向板计算；当长边与短边长度之比大于2.02.0，但小于，但小于3.0 3.0 时，宜按双向板计算，时，宜按双向板计算，如按单向板计算，应沿长边方向布置足够数量的构造钢筋；当长边与短边长度如按单向板计算，应沿长边方向布置足够数量的构造钢筋；当长边与
10、短边长度之比不小于之比不小于3.0 3.0 时，宜按沿短边方向受力的单向板计算，并应沿长边方向布置时，宜按沿短边方向受力的单向板计算，并应沿长边方向布置构造钢筋。构造钢筋。2混凝土楼板结构2.1 概 述 图图2-3 均布荷载下单向板与双向板板面荷载的传递均布荷载下单向板与双向板板面荷载的传递2混凝土楼板结构2.1 概 述2.1.3 梁、板截面尺寸 楼盖结构由梁、板组成，其梁、板截面尺寸应满足承载力、刚度、舒适度及楼盖结构由梁、板组成，其梁、板截面尺寸应满足承载力、刚度、舒适度及经济等要求。根据受力分析和工程经验，表经济等要求。根据受力分析和工程经验，表2-12-1给出了各种楼盖梁、板尺寸的参给
11、出了各种楼盖梁、板尺寸的参考值。考值。2混凝土楼板结构2.1 概 述2混凝土楼板结构2.2 现浇单向板肋梁楼盖设计现浇单向板肋梁楼盖的设计步骤为：现浇单向板肋梁楼盖的设计步骤为：1.1.结构选型及平面布置，确定板厚和主、次梁的截面尺寸；结构选型及平面布置，确定板厚和主、次梁的截面尺寸；2.2.确定梁、板的计算简图；确定梁、板的计算简图；3.3.梁、板的内力计算；梁、板的内力计算；4.4.截面配筋；截面配筋；5.5.结构构造设计及绘制施工图。结构构造设计及绘制施工图。2混凝土楼板结构2.2 现浇单向板肋梁楼盖设计2.2.1 结构平面布置 单向板肋梁楼盖的结构平面布置单向板肋梁楼盖的结构平面布置:
12、柱网布置、主梁布置、次梁布置。柱网布置、主梁布置、次梁布置。根据工程实际，单向板、次梁和主梁的常用跨度为：根据工程实际，单向板、次梁和主梁的常用跨度为：单向板：（单向板：（1.72.51.72.5）m m，一般不宜超过，一般不宜超过3.0m3.0m，荷载较大时宜取较小值；，荷载较大时宜取较小值；次梁：（次梁：（4646）m m；主梁：（主梁：（5858）m m。2混凝土楼板结构2.2 现浇单向板肋梁楼盖设计 单向板肋梁楼盖的结构平面布置方案通常有以下三种：单向板肋梁楼盖的结构平面布置方案通常有以下三种：（1 1）主梁横向布置，次梁纵向布置，板的四边支承在次梁、主梁或砌体墙上。）主梁横向布置，次
13、梁纵向布置，板的四边支承在次梁、主梁或砌体墙上。（2 2）主梁沿房屋纵向布置，次梁横向布置。）主梁沿房屋纵向布置，次梁横向布置。（3 3）只布置次梁，不设主梁）只布置次梁，不设主梁图图2-4 单向板肋梁的平面布置单向板肋梁的平面布置2混凝土楼板结构2.2 现浇单向板肋梁楼盖设计2.2.2 计算简图 单向板肋梁楼盖是由板、单向板肋梁楼盖是由板、次梁和主梁组成。次梁和主梁组成。楼面荷载的传递路线是：楼面荷载的传递路线是：荷载荷载板板次梁次梁主梁主梁柱或柱或墙墙基础。基础。图图2-5 单向板肋梁楼盖的计算简图单向板肋梁楼盖的计算简图2混凝土楼板结构2.2 现浇单向板肋梁楼盖设计 1.1.支承条件和荷
14、载计算支承条件和荷载计算 （1 1）板）板 取取1m1m宽度的板带作为计算单元，支宽度的板带作为计算单元，支座按不动铰支座考虑，单位宽板带可简座按不动铰支座考虑，单位宽板带可简化为连续梁计算。化为连续梁计算。2混凝土楼板结构2.2 现浇单向板肋梁楼盖设计 （2 2）次梁）次梁 次梁支承在主梁上，当主、次梁线刚度之比大于次梁支承在主梁上，当主、次梁线刚度之比大于8 8时，主梁可作为次梁的不时，主梁可作为次梁的不动铰支座，次梁可简化为支承于主梁和砌体墙上的连续梁。动铰支座，次梁可简化为支承于主梁和砌体墙上的连续梁。2混凝土楼板结构2.2 现浇单向板肋梁楼盖设计 （3 3）主梁）主梁 当梁柱节点两侧
15、梁的线刚度之和当梁柱节点两侧梁的线刚度之和与节点上下柱的线刚度之和的比值大与节点上下柱的线刚度之和的比值大于于5 5时，柱端对主梁的转动约束可忽时，柱端对主梁的转动约束可忽略，而柱的受压变形通长很小，此时略，而柱的受压变形通长很小，此时可将柱作为主梁的不动铰支座，主梁可将柱作为主梁的不动铰支座，主梁可简化为支承于柱子或砌体墙上的连可简化为支承于柱子或砌体墙上的连续梁。续梁。2混凝土楼板结构2.2 现浇单向板肋梁楼盖设计 2.2.计算跨度计算跨度 梁、板的计算跨度梁、板的计算跨度l0l0是指在内力计算时所采用的跨间长度，该值与支座反力是指在内力计算时所采用的跨间长度，该值与支座反力分布有关，也与
16、构件的支承长度和构件本身的刚度有关。从理论上讲，某一跨的分布有关，也与构件的支承长度和构件本身的刚度有关。从理论上讲，某一跨的计算跨度应取为两端支座处转动点之间的距离。在实际计算中，计算跨度可按表计算跨度应取为两端支座处转动点之间的距离。在实际计算中，计算跨度可按表2-22-2取小值。取小值。2混凝土楼板结构2.2 现浇单向板肋梁楼盖设计2混凝土楼板结构2.2 现浇单向板肋梁楼盖设计 3.3.折算荷载折算荷载图图2-6 次梁抗扭刚度对板的影响次梁抗扭刚度对板的影响连续板连续板连续次梁连续次梁折算恒荷载折算恒荷载2qgg折算活荷载折算活荷载折算活荷载折算活荷载折算恒荷载折算恒荷载2qq 4qgg
17、43qq 2混凝土楼板结构2.2 现浇单向板肋梁楼盖设计2.2.3 连续梁、板按弹性理论的内力计算 1.1.活荷载的最不利布置活荷载的最不利布置图图2-7 单跨承载时连续梁的内力图单跨承载时连续梁的内力图2混凝土楼板结构2.2 现浇单向板肋梁楼盖设计2.2.3 连续梁、板按弹性理论的内力计算 1.1.活荷载的最不利布置活荷载的最不利布置图图2-8 活荷载的布置活荷载的布置2混凝土楼板结构2.2 现浇单向板肋梁楼盖设计 活荷载的不利布置规律：活荷载的不利布置规律：（1 1）求某跨跨中最大正弯矩时，除将活荷载布置在该跨以外，两边应每隔）求某跨跨中最大正弯矩时，除将活荷载布置在该跨以外，两边应每隔一
18、跨布置活荷载。一跨布置活荷载。（2 2）求某支座截面最大负弯矩时，除该支座两侧应布置活荷载外，两侧每）求某支座截面最大负弯矩时，除该支座两侧应布置活荷载外，两侧每隔一跨还应布置活荷载。隔一跨还应布置活荷载。（3 3）求梁支座截面（左侧或右侧）最大剪力时，活荷载布置与求该截面最）求梁支座截面（左侧或右侧）最大剪力时，活荷载布置与求该截面最大负弯矩的布置相同。大负弯矩的布置相同。（4 4）求某跨跨中最小弯矩（或负弯矩）时，该跨应不布置活荷载，而在两）求某跨跨中最小弯矩（或负弯矩）时，该跨应不布置活荷载，而在两相邻跨布置活荷载，然后再每隔一跨布置活荷载。相邻跨布置活荷载，然后再每隔一跨布置活荷载。2
19、混凝土楼板结构2.2 现浇单向板肋梁楼盖设计 2.2.内力计算内力计算 按弹性理论计算连续梁的内力可采用结构力学的方法。对于常用荷载作用下按弹性理论计算连续梁的内力可采用结构力学的方法。对于常用荷载作用下的等跨、等截面连续梁，其内力系数已编制表格供设计计算时查用，见附录附表的等跨、等截面连续梁，其内力系数已编制表格供设计计算时查用，见附录附表1 1。5 5跨以上的等跨连续梁可简化为跨以上的等跨连续梁可简化为5 5跨计算，即所有中间跨的内力均取与第跨计算，即所有中间跨的内力均取与第3 3跨相跨相同；对于非等跨，但跨度相差不超过同；对于非等跨，但跨度相差不超过10%10%的连续梁可按等跨计算。的连
20、续梁可按等跨计算。2混凝土楼板结构2.2 现浇单向板肋梁楼盖设计 3.3.内力包络图内力包络图 将恒荷载在各截面所产生的内力与各相应截面最不利活荷载布置时所产生将恒荷载在各截面所产生的内力与各相应截面最不利活荷载布置时所产生的内力相叠加，便得到各截面可能出现的最不利内力。将各截面可能出现的最的内力相叠加，便得到各截面可能出现的最不利内力。将各截面可能出现的最不利内力图全部叠画于同一基线上，其外包线就是内力包络图。不利内力图全部叠画于同一基线上，其外包线就是内力包络图。2混凝土楼板结构2.2 现浇单向板肋梁楼盖设计 3.3.内力包络图内力包络图 图图2-9 内力包络图内力包络图2混凝土楼板结构2
21、.2 现浇单向板肋梁楼盖设计 4.4.支座弯矩和剪力设计值支座弯矩和剪力设计值均布荷载均布荷载剪力设计值剪力设计值 弯矩设计值弯矩设计值集中荷载集中荷载2bqgVVc）（cVV 20bVMMc2混凝土楼板结构2.2 现浇单向板肋梁楼盖设计2.2.4 连续梁、板按塑性理论的内力计算 1.1.基本概念基本概念 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，从而引起结构各截面内力之间的关系不再服从线弹性规律的现象，称为内力重分布或塑起结构各截面内力之间的关系不再服从线弹性规律的现象，称为内力重分布或塑性内力重分布。性内力
22、重分布。应力重分布是指由于材料非线性导致截面上应力分布与截面应力分布不一致应力重分布是指由于材料非线性导致截面上应力分布与截面应力分布不一致的现象，无论是静定的还是超静定的混凝土结构都存在应力重分布现象。的现象，无论是静定的还是超静定的混凝土结构都存在应力重分布现象。2混凝土楼板结构2.2 现浇单向板肋梁楼盖设计 （2 2）混凝土受弯构件的塑性铰）混凝土受弯构件的塑性铰2混凝土楼板结构2.2 现浇单向板肋梁楼盖设计 与理想铰相比，钢筋混凝土塑性铰的主要特点是：与理想铰相比，钢筋混凝土塑性铰的主要特点是：（1 1）塑性铰能承受极限弯矩，而理想铰不能承受弯矩；）塑性铰能承受极限弯矩，而理想铰不能承
23、受弯矩；（2 2）塑性铰只能沿弯矩作用方向转动，而理想铰可正反向转动；）塑性铰只能沿弯矩作用方向转动，而理想铰可正反向转动；（3 3）塑性铰分布在一定长度区域，而理想铰集中于一点；）塑性铰分布在一定长度区域，而理想铰集中于一点；（4 4）塑性铰的转动能力受到配筋率等的限制，与理想铰相比，可转动的转）塑性铰的转动能力受到配筋率等的限制，与理想铰相比，可转动的转角值较小。角值较小。2混凝土楼板结构2.2 现浇单向板肋梁楼盖设计2 2 连续梁、板按调幅法的内力计算连续梁、板按调幅法的内力计算（1 1）弯矩调幅法的概念和原则）弯矩调幅法的概念和原则支座弯矩的调整幅度用弯矩调幅系数支座弯矩的调整幅度用弯
24、矩调幅系数表示，即表示，即支座弯矩调整后，应根据各跨受力平衡条件，确定跨中设计弯矩，以保证各支座弯矩调整后，应根据各跨受力平衡条件，确定跨中设计弯矩，以保证各跨的受力平衡和安全。跨的受力平衡和安全。eaMM/12混凝土楼板结构2.2 现浇单向板肋梁楼盖设计 弯矩调幅法按下列步骤进行：弯矩调幅法按下列步骤进行：(1)按弹性方法计算连续梁的内力，并确定荷载最不利布置下的结构控制截面按弹性方法计算连续梁的内力，并确定荷载最不利布置下的结构控制截面的弯矩最大值的弯矩最大值Me；(2)采用调幅系数采用调幅系数降低各支座截降低各支座截面弯矩，即设计值按下式计算：面弯矩，即设计值按下式计算：eMM）（100
25、2.12MMMMlBA2混凝土楼板结构2.2 现浇单向板肋梁楼盖设计 弯矩调幅法按下列步骤进行：弯矩调幅法按下列步骤进行：（4）调幅后，支座和跨中截面的弯矩值）调幅后，支座和跨中截面的弯矩值均应不小于简支梁最大弯矩值均应不小于简支梁最大弯矩值M0的的1/3；（5）各控制截面的剪力设计值按荷载最）各控制截面的剪力设计值按荷载最不利布置和调幅后的支座弯矩由静力平衡条不利布置和调幅后的支座弯矩由静力平衡条件计算确定。件计算确定。2混凝土楼板结构2.2 现浇单向板肋梁楼盖设计FlFlFlMMMMBaAa195.0212.004102.1202.101FlFlFlFlMMMMCaBa135.0212.0
26、12.04102.1202.1022混凝土楼板结构2.2 现浇单向板肋梁楼盖设计 应用弯矩调幅法在设计时应遵守下列原则：应用弯矩调幅法在设计时应遵守下列原则：（1）对于钢筋混凝土梁支座或节点边缘截面的负弯矩调幅系数不宜大于）对于钢筋混凝土梁支座或节点边缘截面的负弯矩调幅系数不宜大于25%；钢筋混凝土板的负弯矩调幅系数不宜大于；钢筋混凝土板的负弯矩调幅系数不宜大于20%。控制调幅系数是为了避免塑性。控制调幅系数是为了避免塑性铰的塑性转角需求过大，并使得正常使用阶段的裂缝宽度不致过大。铰的塑性转角需求过大，并使得正常使用阶段的裂缝宽度不致过大。（2）为保证塑性铰具有足够的转动能力，弯矩调幅后的梁端
27、截面相对受压区）为保证塑性铰具有足够的转动能力，弯矩调幅后的梁端截面相对受压区高度应满足高度应满足0.35且且0.1；受力钢筋宜采用；受力钢筋宜采用HRB400级和级和HRB500级热扎钢筋，也级热扎钢筋，也可采用可采用HPB300级热扎钢筋；混凝土强度等级宜采用级热扎钢筋；混凝土强度等级宜采用C25C45。2混凝土楼板结构2.2 现浇单向板肋梁楼盖设计 （3）为避免梁因受剪破坏影响塑性内）为避免梁因受剪破坏影响塑性内力重分布，应在可能出现塑性铰的区段将计力重分布，应在可能出现塑性铰的区段将计算所需的箍筋面积增大算所需的箍筋面积增大20%。为了避免斜拉破坏，配置的受剪箍筋配筋率的下限值应满足下
28、式要求：为了避免斜拉破坏，配置的受剪箍筋配筋率的下限值应满足下式要求：图图2-14 受剪箍筋增大区段示意图受剪箍筋增大区段示意图yvtsvsvffbsA36.02混凝土楼板结构2.2 现浇单向板肋梁楼盖设计 （2）用调幅法计算等跨连续梁、板）用调幅法计算等跨连续梁、板 对承受均布荷载和间距相同、大小相等的集中荷载的连续梁、板，控制截面对承受均布荷载和间距相同、大小相等的集中荷载的连续梁、板，控制截面内力可直接按下列公式计算。内力可直接按下列公式计算。等跨连续梁各跨跨中及支座截面的弯矩设计值等跨连续梁各跨跨中及支座截面的弯矩设计值 承受均布荷载时承受均布荷载时承受集中荷载时承受集中荷载时20lq
29、gMm）（0lQGMm）（2混凝土楼板结构2.2 现浇单向板肋梁楼盖设计2混凝土楼板结构2.2 现浇单向板肋梁楼盖设计2混凝土楼板结构2.2 现浇单向板肋梁楼盖设计 2）等跨连续梁剪力设计值）等跨连续梁剪力设计值 承受均布荷载时承受均布荷载时承受集中荷载时承受集中荷载时nvlqgV）（）（QGnVv2混凝土楼板结构2.2 现浇单向板肋梁楼盖设计2混凝土楼板结构2.2 现浇单向板肋梁楼盖设计 均布荷载作用下，当均布荷载作用下，当q/g0.3时，对于端支座梁搁置在墙上的五跨连续梁，表时，对于端支座梁搁置在墙上的五跨连续梁，表2-3和表和表2-5中的中的m和和v值如图值如图2-16所示。所示。图图2
30、-16 搁置在墙上的板和次梁考虑塑性内力重分布的弯矩、剪力系数搁置在墙上的板和次梁考虑塑性内力重分布的弯矩、剪力系数2混凝土楼板结构2.2 现浇单向板肋梁楼盖设计 3）承受均布荷载的等跨连续单向板，各跨跨中及支座截面的弯矩设计值）承受均布荷载的等跨连续单向板，各跨跨中及支座截面的弯矩设计值M可按下式计算：可按下式计算：20lqgMm）（2混凝土楼板结构2.2 现浇单向板肋梁楼盖设计 3）塑性内力重分布方法的适用范围）塑性内力重分布方法的适用范围 考虑塑性内力重分布的设计与弹性理论计算结果相比，可节省材料，方便施考虑塑性内力重分布的设计与弹性理论计算结果相比，可节省材料，方便施工。但在正常使用阶
31、段的变形较大，应力水平较高，裂缝宽度较大。因此对下列工。但在正常使用阶段的变形较大，应力水平较高，裂缝宽度较大。因此对下列情况不能采用，而应按弹性理论进行设计：情况不能采用，而应按弹性理论进行设计：（1）直接承受动力荷载的构件；）直接承受动力荷载的构件；（2）要求不出现裂缝或处于三）要求不出现裂缝或处于三a、三、三b类环境情况下的结构；类环境情况下的结构；（3）重要结构构件，如主梁。）重要结构构件，如主梁。2混凝土楼板结构2.2 现浇单向板肋梁楼盖设计2.2.5 单向板肋梁楼盖的截面设计与构造 1.单向板的截面设计与构造单向板的截面设计与构造 （1）板的设计要点）板的设计要点 板厚板厚:满足刚
32、度和裂缝要求、经济和施工条件。满足刚度和裂缝要求、经济和施工条件。板的配筋率一般为板的配筋率一般为0.3%0.8%。2混凝土楼板结构2.2 现浇单向板肋梁楼盖设计 板带形成的破坏机构是：支座截面在负弯矩作用下上部开裂，跨内则由于正板带形成的破坏机构是：支座截面在负弯矩作用下上部开裂，跨内则由于正弯矩的作用在下部开裂，这就使支座和跨内实际中和轴连线成为拱形。弯矩的作用在下部开裂，这就使支座和跨内实际中和轴连线成为拱形。图图2-20 板的内拱作用板的内拱作用2混凝土楼板结构2.2 现浇单向板肋梁楼盖设计 弯矩折减：弯矩折减：现浇板在砌体上的支承长度不宜小于现浇板在砌体上的支承长度不宜小于120mm
33、。不必进行斜截面受剪承载力计算。不必进行斜截面受剪承载力计算。图图2-21 弯矩折减系数弯矩折减系数2混凝土楼板结构2.2 现浇单向板肋梁楼盖设计 （2）板中受力钢筋）板中受力钢筋 板中钢筋：承受正弯矩的正筋和承受负弯矩的支座负筋。板中钢筋：承受正弯矩的正筋和承受负弯矩的支座负筋。设计内容包括：选择受力纵筋的直径、间距、明确配筋方式并确定弯起钢筋设计内容包括：选择受力纵筋的直径、间距、明确配筋方式并确定弯起钢筋的数量，以及钢筋的弯起和截断位置。的数量，以及钢筋的弯起和截断位置。钢筋直径：常用直径为钢筋直径：常用直径为6mm、8mm、10mm、12mm。钢筋间距：钢筋间距不宜小于钢筋间距：钢筋间
34、距不宜小于70mm；当板厚；当板厚h150mm时，不宜大于时，不宜大于200mm；当板厚；当板厚h150mm时，不宜大于时，不宜大于1.5h，且不宜大于，且不宜大于250mm。2混凝土楼板结构2.2 现浇单向板肋梁楼盖设计 配筋方式：弯起式和分离式配筋方式：弯起式和分离式图图2-22 连续单向板受力钢筋的配筋方式连续单向板受力钢筋的配筋方式2混凝土楼板结构2.2 现浇单向板肋梁楼盖设计钢筋的弯起：跨中正弯矩钢筋可在距支座边钢筋的弯起：跨中正弯矩钢筋可在距支座边ln/6处部分弯起，但至少要有处部分弯起，但至少要有1/2跨中正弯矩钢筋伸入支座，且间距不应大于跨中正弯矩钢筋伸入支座，且间距不应大于4
35、00mm。弯起角度一般为。弯起角度一般为30，当板厚当板厚h120 mm时，可采用时，可采用45。钢筋的截断：当跨中正弯矩钢筋部分截断时，截断位置可取在距支座边钢筋的截断：当跨中正弯矩钢筋部分截断时，截断位置可取在距支座边ln/10处；支座负弯矩钢筋可在距支座边不小于处；支座负弯矩钢筋可在距支座边不小于a的距离处截断，的距离处截断，a的取值为：的取值为：当当q/g3时时 a=ln/4 当当q/g3时时 a=ln/32混凝土楼板结构2.2 现浇单向板肋梁楼盖设计 （3）板中构造钢筋）板中构造钢筋图图2-23 梁边、墙边和板角处的构造钢筋梁边、墙边和板角处的构造钢筋2混凝土楼板结构2.2 现浇单向
36、板肋梁楼盖设计 2)在单向板非受力边（长跨方向支座）处，为了承担实际存在的负弯矩，在单向板非受力边（长跨方向支座）处，为了承担实际存在的负弯矩，应沿非受力边配置上部构造钢筋，其直径不宜小于应沿非受力边配置上部构造钢筋，其直径不宜小于8mm，间距不宜大于，间距不宜大于200mm，并应符合下列规定：，并应符合下列规定：与混凝土梁、混凝土墙整体浇筑单向板的非受力方向，钢筋的截面面积与混凝土梁、混凝土墙整体浇筑单向板的非受力方向，钢筋的截面面积不宜小于受力方向跨中板底钢筋截面面积的不宜小于受力方向跨中板底钢筋截面面积的1/3；钢筋从混凝土梁边、柱边、墙边伸入板内的长度不宜小于钢筋从混凝土梁边、柱边、墙
37、边伸入板内的长度不宜小于l0/4；在楼板角部，宜沿两个方向正交、斜向平行或放射状布置；在楼板角部，宜沿两个方向正交、斜向平行或放射状布置；当柱角或墙的阳角凸出到板内且尺寸较大时，构造钢筋伸入板内的长度当柱角或墙的阳角凸出到板内且尺寸较大时，构造钢筋伸入板内的长度应从柱边或墙边算起。应从柱边或墙边算起。应按受拉钢筋锚固在梁内、墙内或柱内。应按受拉钢筋锚固在梁内、墙内或柱内。2混凝土楼板结构2.2 现浇单向板肋梁楼盖设计 3)当按单向板设计时，应在垂直于受力的方向布置分布钢筋，单位宽度上的当按单向板设计时，应在垂直于受力的方向布置分布钢筋，单位宽度上的配筋不宜小于单位宽度上的受力钢筋的配筋不宜小于
38、单位宽度上的受力钢筋的15%，且配筋率不宜小于，且配筋率不宜小于0.15%；分布钢；分布钢筋直径不宜小于筋直径不宜小于6mm，间距不宜大于，间距不宜大于250mm；当集中荷载较大时，分布钢筋的；当集中荷载较大时，分布钢筋的配筋面积尚应增加，且间距不宜大于配筋面积尚应增加，且间距不宜大于200mm。分布钢筋应均匀布置于受力钢筋的。分布钢筋应均匀布置于受力钢筋的内侧，且在受力钢筋的转折处也都应布置分布钢筋。内侧，且在受力钢筋的转折处也都应布置分布钢筋。2混凝土楼板结构2.2 现浇单向板肋梁楼盖设计 4)由于混凝土收缩和温度变化会在现浇楼板内引起约束拉应力，可能使现浇由于混凝土收缩和温度变化会在现浇
39、楼板内引起约束拉应力，可能使现浇板产生温度收缩裂缝。为了减少这种裂缝，在温度、收缩应力较大的现浇板区域板产生温度收缩裂缝。为了减少这种裂缝，在温度、收缩应力较大的现浇板区域，应在板的表面双向配置防裂构造钢筋。配筋率均不宜小于，应在板的表面双向配置防裂构造钢筋。配筋率均不宜小于0.10，间距不宜大，间距不宜大于于200mm。防裂构造钢筋可利用原有钢筋贯通布置，也可另行设置钢筋并与原有。防裂构造钢筋可利用原有钢筋贯通布置，也可另行设置钢筋并与原有钢筋按受拉钢筋的要求搭接或在周边构件中锚固。钢筋按受拉钢筋的要求搭接或在周边构件中锚固。2混凝土楼板结构2.2 现浇单向板肋梁楼盖设计 2.次梁的截面设计
40、和构造次梁的截面设计和构造 （1）设计要点）设计要点 1）次梁两侧板跨上的荷载各有一半传给次梁。次梁通常可按塑性内力重）次梁两侧板跨上的荷载各有一半传给次梁。次梁通常可按塑性内力重分布方法计算内力。分布方法计算内力。2）当次梁与板整体连接时，板可作为次梁的上翼缘，在跨内正弯矩区段）当次梁与板整体连接时，板可作为次梁的上翼缘，在跨内正弯矩区段，板位于受压区，故应按，板位于受压区，故应按T形截面计算受力钢筋的面积；在支座附近的负弯矩形截面计算受力钢筋的面积；在支座附近的负弯矩区段，板处于受拉区，应按矩形截面计算受力钢筋的面积。区段，板处于受拉区，应按矩形截面计算受力钢筋的面积。2混凝土楼板结构2.
41、2 现浇单向板肋梁楼盖设计（2）配筋构造）配筋构造梁中受力钢筋的弯起和截断，梁中受力钢筋的弯起和截断，原则上应按弯矩包络图确定。原则上应按弯矩包络图确定。2混凝土楼板结构2.2 现浇单向板肋梁楼盖设计 3.主梁的截面设计和构造主梁的截面设计和构造 （1）设计要点）设计要点 1）主梁是重要构件，通常按弹性理论方法）主梁是重要构件，通常按弹性理论方法计算内力，不考虑塑性内力重分布。计算内力，不考虑塑性内力重分布。2）与次梁相同，主梁跨内截面按）与次梁相同，主梁跨内截面按T形截面形截面计算受力钢筋的面积，支座截面按矩形截面计算计算受力钢筋的面积，支座截面按矩形截面计算受力钢筋的面积。受力钢筋的面积。
42、3）在主梁支座处截面：）在主梁支座处截面：2混凝土楼板结构2.2 现浇单向板肋梁楼盖设计 （2）配筋构造）配筋构造 1）主梁受力钢筋的弯起和截断，原则上应按弯矩包络图确定。）主梁受力钢筋的弯起和截断，原则上应按弯矩包络图确定。2）在次梁和主梁相交处：）在次梁和主梁相交处：2混凝土楼板结构2.2 现浇单向板肋梁楼盖设计 附加横向钢筋应布置在长度为附加横向钢筋应布置在长度为s=2h1+3b的范围内。附加横向钢筋所需的总截的范围内。附加横向钢筋所需的总截面面积应按下式计算面面积应按下式计算sinyvsvfFA 2混凝土楼板结构 2.3 双向板肋梁楼盖设计 由双向板和梁组成的现浇楼盖即双向板肋梁楼盖。
43、由双向板和梁组成的现浇楼盖即双向板肋梁楼盖。双向板的内力计算方法：弹性理论计算方法和塑性理论计算方法。双向板的内力计算方法：弹性理论计算方法和塑性理论计算方法。2.3.1 双向板按弹性理论计算 1单跨（单区格）双向板的计算单跨（单区格）双向板的计算 6种支承情况：种支承情况：四边简支；三边简支，一边固定；两对边简支，两对边固定；两邻边简支，四边简支；三边简支，一边固定；两对边简支，两对边固定；两邻边简支，两邻边固定；三边固定，一边简支；四边固定。两邻边固定；三边固定，一边简支；四边固定。2混凝土楼板结构 2.3 双向板肋梁楼盖设计 计算板的弯矩时，只需根据实际支承情况和短跨与长跨的比值，从附表
44、计算板的弯矩时，只需根据实际支承情况和短跨与长跨的比值，从附表2中中直接查出相应的弯矩系数，按下式计算：直接查出相应的弯矩系数，按下式计算：当当0时时yxxmmm)(xyymmm)(m=表中弯矩系数表中弯矩系数2xpl2混凝土楼板结构 2.3 双向板肋梁楼盖设计 2.多跨连续（多区格）双向板的计算多跨连续（多区格）双向板的计算 多跨连续双向板按弹性理论的精确计算相当复杂。在工程设计中多采用实用多跨连续双向板按弹性理论的精确计算相当复杂。在工程设计中多采用实用计算方法。实用计算方法的基本思路是设法将多跨连续板等效为单跨板，然后利计算方法。实用计算方法的基本思路是设法将多跨连续板等效为单跨板，然后
45、利用上述单跨板的计算方法进行计算。此法假定支承梁不产生竖向位移且不受扭；用上述单跨板的计算方法进行计算。此法假定支承梁不产生竖向位移且不受扭；同时还规定双向板肋梁楼盖各区格沿同一方向相邻最小跨度与最大跨度之比不小同时还规定双向板肋梁楼盖各区格沿同一方向相邻最小跨度与最大跨度之比不小于于0.75，以免产生较大误差。，以免产生较大误差。2混凝土楼板结构 2.3 双向板肋梁楼盖设计（1）跨中最大正弯矩）跨中最大正弯矩2混凝土楼板结构 2.3 双向板肋梁楼盖设计 （2）支座最大负弯矩）支座最大负弯矩 支座最大负弯矩可近似按所有区格均满布活荷载，即（支座最大负弯矩可近似按所有区格均满布活荷载，即（g+q
46、）的情况计算。）的情况计算。内部支承按固定考虑，外部支承的边支座按实际情况考虑，然后按单区格双内部支承按固定考虑，外部支承的边支座按实际情况考虑，然后按单区格双向板计算各支座的负弯矩。向板计算各支座的负弯矩。当相邻区格板在同一支座上分别求出的负弯矩不相等时，可偏于安全地取较当相邻区格板在同一支座上分别求出的负弯矩不相等时，可偏于安全地取较大值。大值。2混凝土楼板结构 2.3 双向板肋梁楼盖设计 2.3.2 双向板按塑性理论计算 1.双向板的破坏特点双向板的破坏特点图图2-37 均布荷载作用下双向板的裂缝分布均布荷载作用下双向板的裂缝分布2混凝土楼板结构 2.3 双向板肋梁楼盖设计 2.塑性铰线
47、的确定塑性铰线的确定 影响塑性铰线位置的因素：如板的平面形状、周边支承条件、荷载类型、纵影响塑性铰线位置的因素：如板的平面形状、周边支承条件、荷载类型、纵横方向跨中及支座截面配筋情况等。横方向跨中及支座截面配筋情况等。确定塑性铰线的位置可根据下述规律判别：确定塑性铰线的位置可根据下述规律判别：（1）塑性铰发生在弯矩最大的地方，整个板由塑性铰线划分成若干个板块。）塑性铰发生在弯矩最大的地方，整个板由塑性铰线划分成若干个板块。（2）均布荷载作用下，塑性铰线是直线，因为它是两块板的交线。）均布荷载作用下，塑性铰线是直线，因为它是两块板的交线。（3）当板块产生竖向位移时，板块必绕一旋转轴产生转动。）当
48、板块产生竖向位移时，板块必绕一旋转轴产生转动。（4）固定支座支承边必产生负塑性铰线。）固定支座支承边必产生负塑性铰线。2混凝土楼板结构 2.3 双向板肋梁楼盖设计 （5）两相邻板块的塑性铰线必经过该两块板旋转轴的交点；板支承在柱上）两相邻板块的塑性铰线必经过该两块板旋转轴的交点；板支承在柱上时，转动轴必定通过柱支承点。时，转动轴必定通过柱支承点。（6）集中荷载作用下形成塑性铰线由荷载作用点呈放射状向外。）集中荷载作用下形成塑性铰线由荷载作用点呈放射状向外。图图2-38 板的破坏机构板的破坏机构2混凝土楼板结构 2.3 双向板肋梁楼盖设计图图2-39 三边固定一边自由双向板的两种不同破坏机构三边
49、固定一边自由双向板的两种不同破坏机构2混凝土楼板结构 2.3 双向板肋梁楼盖设计 3.按极限平衡法计算按极限平衡法计算 极限平衡法是塑性理论的上限解法。极限平衡法是塑性理论的上限解法。（1）内力计算）内力计算 基本假定：基本假定：板被塑性铰线分成若干板块，形成可变体系；板被塑性铰线分成若干板块，形成可变体系；两个方向配筋合理时，通过塑性铰线上的钢筋都能达到屈服，且塑性铰线两个方向配筋合理时，通过塑性铰线上的钢筋都能达到屈服，且塑性铰线可以在保持极限弯矩的条件下产生很大的转角变形；可以在保持极限弯矩的条件下产生很大的转角变形；板块本身的变形远小于塑性铰线的塑性变形，可视板块为刚体；板块本身的变形
50、远小于塑性铰线的塑性变形，可视板块为刚体；塑性铰线上的扭矩和剪力均极小，可视为零。塑性铰线上的扭矩和剪力均极小，可视为零。2混凝土楼板结构 2.3 双向板肋梁楼盖设计 以图以图2-40（a）所示均布荷载作用所示均布荷载作用下的典型四边固定下的典型四边固定双向板为例，讨论双向板为例，讨论其塑性极限承载力其塑性极限承载力的计算。的计算。2混凝土楼板结构 2.3 双向板肋梁楼盖设计 取板块取板块A为脱离体，对支座边缘为脱离体，对支座边缘ab取矩取矩0abM324231221xxxxxyxylpllpllmlm令令xyylmMxyylmM 324xyylpMM 同理，由板块同理，由板块B可得可得324
