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1、第九章 鋼筋混凝土樓蓋設(shè)計(jì)了解現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓蓋的類(lèi)型;2. 掌握建筑工程現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓蓋,樓梯的設(shè)計(jì)計(jì)算方法3. 熟悉裝配式鋼筋混凝土樓蓋的基本形式、結(jié)構(gòu)布置和設(shè)計(jì)要點(diǎn)。本章重 難 點(diǎn)難點(diǎn):?jiǎn)蜗虬謇吡簶巧w設(shè)計(jì)第九章 鋼筋混凝土樓蓋設(shè)計(jì)9.1 現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓蓋)現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓蓋的類(lèi)型)鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋)鋼筋混凝土雙向板肋梁樓蓋 4 )無(wú)梁樓蓋9.2 裝配式鋼筋混凝土樓蓋1)預(yù)制板和預(yù)制梁的形式2)鋪板式樓蓋的結(jié)構(gòu)布置和連接3)鋪板式樓蓋設(shè)計(jì)要點(diǎn)9.3 樓梯鋼筋混凝土樓梯 9.1 現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓蓋一、肋梁樓蓋:現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓蓋分為兩大類(lèi):肋梁樓蓋和無(wú)梁樓蓋9.1.1 現(xiàn)澆鋼筋混
2、凝土樓蓋的類(lèi)型肋梁樓蓋分成為:(1)單向板肋梁樓蓋(2)雙向板肋梁樓蓋(3)密肋樓蓋 (4)井式樓蓋1.單向板,雙向板肋梁樓蓋板次梁主梁肋梁樓蓋(如圖9-1)由板次梁和主梁組成。板的四周支承在次梁和主梁上,一般四周由主,次梁支承的板稱(chēng)為板的一個(gè)區(qū)格圖9-1 肋梁樓蓋9.1.1 現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓蓋的類(lèi)型a.單向板:板由兩對(duì)邊支撐或雖為四邊支撐,但板的荷載主要沿短方向傳遞,忽略沿長(zhǎng)方向傳遞。b.雙向板:規(guī)范規(guī)定當(dāng):宜按雙向板計(jì)算,如按單向板計(jì)算時(shí),應(yīng)在長(zhǎng)邊方向上配置足夠數(shù)量的構(gòu)造鋼筋。板的荷載沿兩個(gè)方向傳遞。單向板雙向板c.密肋樓蓋當(dāng)肋(梁)間距較?。ㄆ淅唛g距約為.m),這種樓蓋稱(chēng)為密肋樓蓋特點(diǎn):
3、在相同條件下,梁高比較小,可以增大樓層凈空或降低層高密肋樓蓋分為單向和雙向肋梁樓蓋兩種(如圖9-)圖9-2密肋樓蓋9.1.1 現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓蓋的類(lèi)型梁的布置呈“井”字形,且兩個(gè)方向的梁截面相同(如圖9)而且梁的間距比密肋樓蓋間距大很多圖9井字樓蓋井字形樓蓋梁的間距一般可取.m.m。d.井字樓蓋9.1.1 現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓蓋的類(lèi)型圖9井字樓蓋結(jié)構(gòu)布置井字形樓蓋的次梁支承在主梁或墻上,次梁可以平行于主梁或墻(圖9a)也可以按度對(duì)角線布置(圖9b)。9.1.1 現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓蓋的類(lèi)型樓蓋不設(shè)梁,而將板直接支承在柱上的樓蓋。圖 9無(wú)梁樓蓋分為;無(wú)柱帽平板(圖9a)和有柱帽平板(圖9b)兩種。特點(diǎn);
4、結(jié)構(gòu)傳力體系簡(jiǎn)單,樓層凈空高,架設(shè)模板方便,且穿管,開(kāi)孔比較方便二、.無(wú)梁樓蓋:9.1.1 現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓蓋的類(lèi)型主要為主梁,次梁的布置9.1.2 鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋主梁的布置:(a)沿房屋橫向布置(b)沿房屋縱向布置.結(jié)構(gòu)布置9.1.2 現(xiàn)澆鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋肋梁樓蓋結(jié)構(gòu)布置(如圖9):肋梁樓蓋結(jié)構(gòu)布置梁格的布置:規(guī)則,整齊,荷載傳力直接梁宜在整個(gè)建筑平面范圍內(nèi)拉通。在樓蓋結(jié)構(gòu)中,板的混凝土用量約占整個(gè)樓蓋混凝土用量的,因此板宜取較小值設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)跨度板:.m.m,不宜超過(guò).m;次梁:.m.m;主梁:.m.m;9.1.2 現(xiàn)澆鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋柱上均有梁,梁盡量落在墻柱上2.
5、單向板肋梁樓蓋內(nèi)力彈性理論計(jì)算法)計(jì)算簡(jiǎn)圖和荷載()計(jì)算簡(jiǎn)圖簡(jiǎn)化原則:(a)一般不考慮板與主梁,次梁的整體連接,將連續(xù)板和次梁的支座視為鉸支座;(b)當(dāng)主梁支承在磚墻上時(shí),簡(jiǎn)化為鉸支座;(c)當(dāng)主梁支承在混凝土柱上時(shí),應(yīng)根據(jù)梁與柱的線剛度比值而定。若柱與梁的線剛度之比大于時(shí),應(yīng)按框架分析梁柱內(nèi)力;若柱與梁的線剛度之比小于或等于時(shí),主梁可按鉸支于鋼筋混凝土柱上的連續(xù)梁進(jìn)行計(jì)算。9.1.2 現(xiàn)澆鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋在進(jìn)行內(nèi)力分析前,必須先把樓蓋實(shí)際結(jié)構(gòu)抽象成為一個(gè)計(jì)算簡(jiǎn)圖,在抽象過(guò)程中要忽略一些次要因素,并做如下假定:1板的豎向荷載全部沿短跨方向傳給次梁,且荷載板次梁主梁主梁支承的傳遞過(guò)程中,
6、支承條件簡(jiǎn)化為集中于一點(diǎn)的支承鏈桿,忽略支承構(gòu)件的豎向變形,即按簡(jiǎn)支考慮。2板視為以次梁為鉸支座的連續(xù)梁,可取1m寬板帶計(jì)算。9.1.2 現(xiàn)澆鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋3跨數(shù)超過(guò)5跨的等截面連續(xù)梁(板),當(dāng)各跨荷載基本相同,且跨度相差不超過(guò)10時(shí),可按5跨連續(xù)梁(板)計(jì)算(如圖9),所有中間跨的內(nèi)力和配筋均按第三跨處理。當(dāng)梁板實(shí)際跨數(shù)小于5跨時(shí),按實(shí)際跨數(shù)計(jì)算。9.1.2 現(xiàn)澆鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋13312123313212圖9- 單向板肋梁樓蓋的板和梁計(jì)算簡(jiǎn)圖相鄰次梁間的距離1m寬板帶9.1.2 現(xiàn)澆鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋4板梁的計(jì)算跨度值與支座反力分布有關(guān),也與構(gòu)件的支承長(zhǎng)度和構(gòu)件本身
7、的剛度有關(guān)。在實(shí)用計(jì)算中,計(jì)算跨度lo的取值:注:表中的lc為支座中心線間的距離,ln為凈跨度,h為板厚,a為板,梁在梁或墻上的支承長(zhǎng)度(邊支座寬度),b為中間支座寬度。按彈性理論計(jì)算時(shí)應(yīng)取為相鄰兩支座反力作用點(diǎn)之間的距離。單跨板兩端擱置在墻上的板兩端與梁整體連接的板單跨梁9.1.2 現(xiàn)澆鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋連續(xù)板、梁邊跨且(板)(梁)中間跨且(當(dāng)板、梁支承在墻上時(shí))(對(duì)板當(dāng)b0.1lc時(shí))(對(duì)梁當(dāng)b0.06lc時(shí))b9.1.2 現(xiàn)澆鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋按塑性理論計(jì)算時(shí)由塑性鉸的位置確定。邊跨且(板)(梁)中間跨塑性鉸?9.1.2 現(xiàn)澆鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋永久荷載(恒荷載)1) 樓
8、蓋上的荷載可變荷載(活荷載)包括結(jié)構(gòu)自重,構(gòu)造層重等對(duì)工業(yè)建筑,還有永久設(shè)備自重包括使用時(shí)的人群,家具,辦公設(shè)備以及堆料等對(duì)于承受均布荷載的樓蓋,板和次梁均承受均布線荷載,主梁承受次梁傳來(lái)的集中荷載9.1.3 荷載確定荷載效應(yīng)基本組合設(shè)計(jì)值: )荷載的最不利布置與內(nèi)力包絡(luò)圖()荷載的最不利布置當(dāng)其效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)不利時(shí):可變荷載控制時(shí)恒荷載的分項(xiàng)系數(shù)取.,永久荷載控制時(shí)恒荷載的分項(xiàng)系數(shù)取.35 ;當(dāng)其效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)有利時(shí):恒荷載的分項(xiàng)系數(shù)取.0;活荷載的分項(xiàng)系數(shù)一般取.,對(duì)標(biāo)準(zhǔn)值大于或等于km2的工業(yè)房屋樓面結(jié)構(gòu)的活荷載,應(yīng)取.3。1 2 3 4 5 )荷載的最不利布置與內(nèi)力包絡(luò)圖()荷載的最不利布置五
9、跨連續(xù)梁(或板)在荷載下的內(nèi)力圖(1)欲求某跨跨中最大正彎矩時(shí),除將活荷載布置在該跨以外,兩邊應(yīng)每隔一跨布置活載;(2)欲求某支座截面最大負(fù)彎矩時(shí),除該支座兩側(cè)應(yīng)布置活荷載外,兩側(cè)每隔一跨還應(yīng)布置活載;(3)欲求梁支座截面(左側(cè)或右側(cè))最大剪力時(shí),活荷載布置與求該截面最大負(fù)彎矩時(shí)的布置相同;(4)欲求某跨跨中最小彎矩時(shí),該跨應(yīng)不布置活載,而在兩相鄰跨布置活載,然后再每隔一跨布置活載。從以上分析可得,確定截面最不利內(nèi)力時(shí),活荷載的布置原則如下:(2)內(nèi)力包絡(luò)圖以恒載作用在各截面的內(nèi)力為基礎(chǔ),在其上分別疊加對(duì)各截面最不利的活載布置時(shí)的內(nèi)力,便得到了各截面可能出現(xiàn)的最不利內(nèi)力(如圖)。 1 2 3
10、4 5M1maxM3maxM5maxVA右maxVF左max荷載1M2minM4minM2maxM4maxM1minM3minM5min荷載2A B C D E FMBmaxVB左max荷載3A B C D E F 1 2 3 4 5VB右maxMCmaxVC左max荷載4A B C D E FVC右max五跨連續(xù)梁(或板)的荷載布置與各截面的最不利內(nèi)力圖將各截面可能出現(xiàn)的最不利內(nèi)力圖疊繪于同一基線上,這張疊繪內(nèi)力圖的外包線所形成的圖稱(chēng)為內(nèi)力包絡(luò)圖。它表示連續(xù)梁在各種荷載不利組合下,各截面可能產(chǎn)生的最不利內(nèi)力。無(wú)論活荷載如何分布,梁各截面的內(nèi)力總不會(huì)超出包絡(luò)圖上的內(nèi)力值。梁截面可依據(jù)包絡(luò)圖提供
11、的內(nèi)力進(jìn)行截面設(shè)計(jì)。如圖為五跨連續(xù)梁的彎矩包絡(luò)圖和剪力包絡(luò)圖。 1 2 3 4 5M1maxM3maxM5maxVA右maxVF左maxM2minM4minA B C D E F荷載1M2maxM4maxM1minM3minM5min1 2 3 4 5A B C D E F荷載 21MBmaxVB左maxA B C D E F 1 2 3 4 5VB右max荷載3231 2 3A B C1 2 3 4 5MCmaxVC左maxA B C D E FVC右max荷載441 2 3A B C1234內(nèi)力包絡(luò)圖MB左MB右MC左MC右M1M2M3繪制彎矩包羅圖步驟:剪力包絡(luò)圖繪制方法類(lèi)別似列出恒荷載
12、及其與各種可能的最不利荷載布置的組合對(duì)上述每一個(gè)荷載組合求出各支座的彎矩,并以支座彎矩的連線為基線,繪出各跨在相應(yīng)荷載作用下的簡(jiǎn)支彎矩圖繪出上述彎矩圖的外包線,即得所求的彎矩包絡(luò)線1.折算荷載:圖9-板,梁的折算荷載3) 折算荷載和內(nèi)力設(shè)計(jì)值折算恒載:折算活載:板: 折算恒載:折算活載:次梁: 當(dāng)板和擱置在磚墻或鋼梁上時(shí),支座處所受到的約束較小,因而可不進(jìn)行這種荷載調(diào)整對(duì)板和次梁,折算荷載取為:圖9-12內(nèi)力設(shè)計(jì)值的修正()彎矩和剪力設(shè)計(jì)值:圖9-12內(nèi)力設(shè)計(jì)值的修正均布荷載時(shí):集中荷載時(shí):h()彎矩和剪力設(shè)計(jì)值:Vo按剪支梁計(jì)算的支座剪力.單向板肋梁樓蓋內(nèi)力的塑性理論計(jì)算法鋼筋混凝土是一種彈
13、塑性材料,連續(xù)梁板是超靜定結(jié)構(gòu),當(dāng)梁板的一個(gè)截面達(dá)到極限承載力時(shí),并不意味著整個(gè)結(jié)構(gòu)的破壞。鋼筋達(dá)到屈服后,還會(huì)產(chǎn)生一定的塑性變形,結(jié)構(gòu)的實(shí)際承載能力通常大于按彈性理論計(jì)算的結(jié)果。再則,混凝土構(gòu)件截面設(shè)計(jì)時(shí),考慮了材料的塑性,若內(nèi)力分析按彈性理論,與截面設(shè)計(jì)的理論不統(tǒng)一,因此有必要研究塑性理論的內(nèi)力分析方法。(1)鋼筋混凝土受彎構(gòu)件塑性鉸圖9-1a 梁純彎區(qū)段M 曲線 出現(xiàn)裂縫鋼筋屈服截面破壞y屈服時(shí)的截面曲率u破壞時(shí)的截面曲率代表截面的轉(zhuǎn)動(dòng)能力轉(zhuǎn)角ly塑性鉸長(zhǎng)度在縱向受拉鋼筋屈服后,在“屈服”截面形成的一個(gè)集中的轉(zhuǎn)動(dòng)區(qū)域,相當(dāng)于一個(gè)鉸,這種“鉸” 稱(chēng)為塑性鉸(如圖9b) 圖9-1b 鋼筋混凝
14、土受彎構(gòu)件塑性鉸塑性鉸:圖9-1 不同的配筋率梁的M 曲線由圖9-1可見(jiàn),隨配筋率增大,單筋矩形梁的極限曲率u減小,而塑性鉸的轉(zhuǎn)動(dòng)量與(uy) 有關(guān),隨增大,轉(zhuǎn)動(dòng)能力降低,延性降低當(dāng)配筋率達(dá)到最大配筋率max時(shí),鋼筋屈服的同時(shí)混凝土壓壞,及uy ,這時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)極小。 對(duì)M曲線的影響鋼筋混凝土受彎構(gòu)件塑性鉸與理想鉸的區(qū)別:一理想鉸可以在兩個(gè)方向自由轉(zhuǎn)動(dòng),而塑性鉸卻是單方向轉(zhuǎn)動(dòng);二是鋼筋混凝土塑性鉸能承受極限彎矩,理想鉸不能傳遞彎矩;三是鋼筋混凝土塑性鉸分布在一定的范圍,理想鉸集中為一點(diǎn);四是鋼筋混凝土塑性鉸轉(zhuǎn)動(dòng)能力有限,轉(zhuǎn)動(dòng)能力大小取決于配筋率和混凝土極限壓應(yīng)變u。 (2)鋼筋混凝土連續(xù)梁的塑性內(nèi)力
15、重分布鋼筋混凝土超靜定結(jié)構(gòu)一個(gè)截面達(dá)到極限承載力時(shí),即形成了一個(gè)塑性鉸。塑性鉸的轉(zhuǎn)動(dòng)使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力重分布,整個(gè)結(jié)構(gòu)相當(dāng)于減少了一個(gè)約束,結(jié)構(gòu)可繼續(xù)承載??紤]塑性內(nèi)力重分布的意義:.考慮塑性內(nèi)力重分布,按塑性理論計(jì)算時(shí),可以充分發(fā)揮各截面的承載力,從而提高整個(gè)結(jié)構(gòu)的極限承載力.在結(jié)構(gòu)形成破壞機(jī)構(gòu)時(shí),結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布規(guī)律和塑性鉸出現(xiàn)前按彈性理論計(jì)算的內(nèi)力分布規(guī)律不同.一定程度上可以由設(shè)計(jì)者通過(guò)改變結(jié)構(gòu)各截面的極限彎矩值來(lái)控制不僅可以改變大小,而且調(diào)整的方向也可以改變.考慮塑性內(nèi)力重分布可調(diào)整支座配筋,方便施工。 .塑性鉸轉(zhuǎn)動(dòng)能力對(duì)塑性內(nèi)力重分布的影響:縱筋的配筋率 ()影響塑性內(nèi)力重分布的因素鋼筋的
16、延性 影響因素 混凝土的極限壓應(yīng)變()連續(xù)板,梁考慮塑性內(nèi)力重分布的計(jì)算方法調(diào)幅法調(diào)幅系數(shù):9式中:按彈性理論計(jì)算的彎矩值;調(diào)幅后的彎矩值;.調(diào)幅法計(jì)算的一般原則:A.為保證塑性鉸具有足夠的轉(zhuǎn)動(dòng)能力,避免壓區(qū)混凝土過(guò)早壓壞,以實(shí)現(xiàn)完全的塑性內(nèi)力重分布,設(shè)計(jì)中應(yīng)控制鋼筋用量,滿足0.35 ,也不宜小于.;且應(yīng)采用塑性變形好、可流動(dòng)的鋼筋,如HPB235,HRB335、HRB400級(jí)。B.為避免支座截面過(guò)早出現(xiàn)塑性鉸,轉(zhuǎn)動(dòng)幅度過(guò)大,調(diào)幅值一般20;即 0.2。同時(shí),各控制截面的彎矩值不宜小于簡(jiǎn)支彎矩的。C.調(diào)幅后,應(yīng)需滿足平衡條件,即M=Mo- (Ml+Mr)/2;同時(shí)還必須大于等于該截面按彈性理
17、論計(jì)算的包絡(luò)圖的彎矩值。Mo按簡(jiǎn)支梁計(jì)算的跨中彎矩設(shè)計(jì)值,Ml、Mr連續(xù)梁或板的左、右截面調(diào)幅后的彎矩設(shè)計(jì)值,2.等效連續(xù)板,梁的計(jì)算連續(xù)板9考慮塑性內(nèi)力重分布后的彎矩的計(jì)算公式為:式中:?jiǎn)蜗蜻B續(xù)板考慮塑性內(nèi)力重分布的彎矩系數(shù),按表9采用計(jì)算跨度,按表9采用表9連續(xù)板考慮塑性內(nèi)力重分布的彎矩系數(shù)端支承條件 截面端支座邊跨跨中離端第二支座離端第二跨中中間支座中 間跨 中擱置在墻上 01/11-1/10(兩跨)-1/11 ( 多跨)1/16-1/141/16與梁整體連接-1/161/14注:.表中彎矩系數(shù)適用于荷載比qg大于.的連續(xù)板;.表中,和,分別為從兩端支座截面和邊跨跨中截面算起的截面代碼表
18、9按塑性理論計(jì)算時(shí)連續(xù)板,梁的計(jì)算跨度兩端擱置在墻上 兩端與梁整體連接一端與梁整體連接另一端擱置在墻上 板梁計(jì)算跨度支承情況 注:表中的為支座中心線間距離,為凈跨,為板厚,為板,梁在墻上的支承長(zhǎng)度9考慮塑性內(nèi)力重分布均布荷載作用彎矩的計(jì)算公式為:式中:?jiǎn)蜗蜻B續(xù)板考慮塑性內(nèi)力重分布的彎矩系數(shù),按表9采用計(jì)算跨度,按表9采用a彎矩連續(xù)梁表9連續(xù)梁考慮塑性內(nèi)力重分布的彎矩系數(shù)m端支座支承情 況 截 面端支座邊跨跨中離端第二支座離端第二跨中中間支座中間跨中擱置在墻上 01/11-1/10(兩跨)-1/11 ( 多跨)1/16-1/141/16與梁整體連接-1/241/14與柱整體連接-1/161/14
19、注:.表中彎矩系數(shù)適用于荷載比qg大于.的連續(xù)板;.表中,和,分別為從兩端支座截面和邊跨跨中截面算起的截面代碼9考慮塑性內(nèi)力重分布集中荷載作用彎矩的計(jì)算公式為:式中:?jiǎn)蜗蜻B續(xù)板考慮塑性內(nèi)力重分布的彎矩系數(shù),按表9采用集中荷載修正系數(shù),按表9采用表9集中荷載修正系數(shù)荷載情況截面當(dāng)在跨中中點(diǎn)作用一個(gè)集中荷載時(shí)1.52.21.52.71.62.7當(dāng)在跨中三等份點(diǎn)作用二個(gè)集中荷載時(shí)2.73.02.73.02.93.0當(dāng)在跨中四等份點(diǎn)作用三個(gè)集中荷載時(shí)3.84.13.84.54.04.8為了簡(jiǎn)化,也可以對(duì)各截面均取相同值,有一個(gè)集中力時(shí)有二個(gè)集中力時(shí)有三個(gè)集中力時(shí)9考慮塑性內(nèi)力重分布均布荷載作用剪力的計(jì)
20、算公式為:式中:考慮塑性內(nèi)力重分布的剪力系數(shù),按表9采用凈跨度b剪力表9連續(xù)梁考慮塑性內(nèi)力重分布的剪力系數(shù)0.600.50與梁整體連接0.550.600.650.42擱置在墻上集中荷載0.550.50與梁整體連接0.550.550.600.45擱置在墻上 均布荷載中間支座內(nèi)外側(cè)離端第二支座內(nèi)外側(cè)離端第二支座內(nèi)外側(cè)端支座內(nèi)外側(cè)截面端支座支承情 況 荷載情況注:表中 為端支座內(nèi)側(cè)的代號(hào);,離端第二支座截面代號(hào);為中間支座內(nèi)外側(cè)截面的代號(hào)當(dāng)不等跨連續(xù)梁板的跨度差不大于10時(shí),仍可采用等跨連續(xù)梁板的系數(shù)??紤]塑性內(nèi)力重分布的方法與彈性理論計(jì)算結(jié)果相比,節(jié)約材料,方便施工,但在結(jié)構(gòu)正常使用時(shí),變形及裂縫
21、偏大,對(duì)下列情況不適合采用塑性內(nèi)力重分布的計(jì)算方法:承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)構(gòu)件;使用階段不允許開(kāi)裂的結(jié)構(gòu)構(gòu)件;輕質(zhì)混凝土及其它特種混凝土結(jié)構(gòu);受侵蝕氣體或液體作用的結(jié)構(gòu);預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)和二次受力迭合結(jié)構(gòu);主梁等重要構(gòu)件不宜采用。計(jì)算支座剪力時(shí),取相鄰兩跨中的較大跨度值;計(jì)算跨中彎矩時(shí),取本跨跨度值。()板的設(shè)計(jì)要點(diǎn).單向板肋梁樓中板,梁的截面的構(gòu)造要求.截面計(jì)算:(1) 支承在次梁或磚墻上的連續(xù)板,一般可按塑性內(nèi)力重分布的方法計(jì)算。(2) 板一般均能滿足斜截面抗剪要求,設(shè)計(jì)時(shí)可不進(jìn)行抗剪計(jì)算。(3) 在承載能力極限狀態(tài)時(shí),板支座處在負(fù)彎矩作用下上部開(kāi)裂,跨中在正彎矩的作用下部開(kāi)裂,板的實(shí)際軸線成為一個(gè)
22、拱形(9-)。當(dāng)板的四周與梁整澆,梁具有足夠的剛度,使板的支座不能自由移動(dòng)時(shí),板在豎向荷載作用下將產(chǎn)生水平推力,由此產(chǎn)生的支座反力對(duì)板產(chǎn)生的彎矩可抵消部分荷載作用下的彎矩。因此對(duì)四周與梁整體連接的單向板,中間跨的跨中截面及中間支座,計(jì)算彎矩可減少20,其它截面不予降低(如圖9)。圖9- 板的拱作用示意圖圖9- 板中的彎矩折減.構(gòu)造要求:.板厚表9現(xiàn)澆鋼筋混凝土單向肋梁樓蓋中板的最小厚度板的類(lèi)型最小厚度mm單向板屋面板60民用建筑樓板60工業(yè)建筑樓板70行車(chē)道下的樓板80懸臂板板的懸臂長(zhǎng)度小于或等于500mm60板的懸臂長(zhǎng)度大于500mm80為了保證板具有足夠的剛度,單向板的厚度宜取跨度的(連續(xù)
23、板)或(簡(jiǎn)支板).受力鋼筋:配置形式分離式(如圖9-18b)特點(diǎn):施工方便,但用鋼量稍大 彎起式(如圖9-19a)特點(diǎn):整體性好,節(jié)約鋼材,但施工復(fù)雜 連續(xù)板受力鋼筋的彎起與截?cái)啵话憧刹话磸澗匕j(luò)圖確定,而按圖(9)所示進(jìn)行布置。但是,當(dāng)板的相鄰跨度相差超過(guò)時(shí),或各跨荷載相差較大時(shí),仍按彎矩包絡(luò)圖配置。圖9-a 等跨連續(xù)板中的鋼筋布置(彎起式)圖9-b等跨連續(xù)板中的鋼筋布置(分離式)彎起角度一般為30度,當(dāng)板厚大于120mm時(shí),可為45度的取值:板在支座處承受負(fù)彎矩的上部鋼筋,一般做成直鉤,以便施工時(shí)支在摸板上受力鋼筋直徑通常為mm,10mm等受力鋼筋的間距不應(yīng)小于70mm;也不宜太大,當(dāng)板
24、厚小于150mm時(shí),不宜大于200mm,當(dāng)板厚大于150mm時(shí),不宜大于1.5h,且不應(yīng)大于250mm.構(gòu)造鋼筋:a.與支承結(jié)構(gòu)整體澆筑或嵌固時(shí)的附加鋼筋對(duì)于與支承結(jié)構(gòu)整體澆筑或嵌固在承重墻內(nèi)的現(xiàn)澆鋼筋混凝土板,應(yīng)沿支承周邊配置上部構(gòu)造鋼筋,其直徑小于mm,間距不宜大于200mm并應(yīng)符合下列規(guī)定(如圖 9-20):b垂直于主梁的附加鋼筋(如圖9-20):圖9-20單向板的構(gòu)造鋼筋A(yù)AA-Ac分布鋼筋:分布鋼筋的作用: .承擔(dān)由于溫度變化或收縮引起的應(yīng)力; .在四邊支承板中,承擔(dān)板的長(zhǎng)方向?qū)嶋H存在的一些彎矩;.有助于將板上作用的荷載分布到較大的面積上,以使更多的受力鋼筋參與工作;.與受力鋼筋形成
25、鋼筋網(wǎng),便于在施工中固定受力鋼筋的位置。分布鋼筋應(yīng)放在跨中受力鋼筋及支座負(fù)彎矩鋼筋的內(nèi)側(cè),單位長(zhǎng)度上的分布鋼筋的截面積不應(yīng)小于受力鋼筋截面積的15%,且不小于板截面面積的0.15%,直徑不宜小于mm間距不宜大于250mm;對(duì)集中荷載作用,分布鋼筋截面積適當(dāng)增大,其間距不宜大于200mm在溫度,收縮應(yīng)力較大的現(xiàn)澆區(qū)域內(nèi),鋼筋間距宜為150200mm,并應(yīng)在板末配筋表面布置溫度收縮鋼筋板的上下表面沿縱橫兩感方向的配筋率均不宜小于0.1%溫度收縮鋼筋可利用原有鋼筋貫通布置,也可另行設(shè)置,并與原有鋼筋按受拉鋼筋的搭接或在周邊構(gòu)件中錨固(2)次梁的設(shè)計(jì)要點(diǎn)1.截面計(jì)算正彎矩作用按形截面計(jì)算;負(fù)彎矩作用按
26、矩形截面計(jì)算;2.構(gòu)造要求當(dāng)跨中,支座處截面分別按最大彎矩確定配筋后,沿梁的長(zhǎng)鋼筋布置應(yīng)按彎矩及剪力包羅圖確定,但對(duì)于相鄰兩跨相差不大于20%,活荷載和恒荷載之比不大于3的次梁,可以按圖10-21所示配筋方式布置鋼筋。圖9-21等跨次梁的鋼筋布置AAA-AB-BBB(3)主梁的設(shè)計(jì)要點(diǎn)1.截面計(jì)算與次梁相似正彎矩作用按形截面計(jì)算,負(fù)彎矩作用按矩形截面計(jì)算;但在支座負(fù)彎矩計(jì)算支座截面時(shí),要注意由于次梁和主梁承受負(fù)彎矩的鋼筋相互交叉,主梁的縱筋位置須放在次梁的下面,則主梁的截面高度有所減小(如圖9-22),當(dāng)主梁支座負(fù)彎矩鋼筋為單層時(shí):當(dāng)主梁支座負(fù)彎矩鋼筋為兩層時(shí):圖9-22主梁和次梁相交處的配筋
27、構(gòu)造2.構(gòu)造要求應(yīng)根據(jù)彎矩及剪力包羅圖,通過(guò)作抵抗彎矩圖(材料圖)來(lái)布置。在主,次梁相交處應(yīng)設(shè)置附加橫向鋼筋(箍筋或吊筋)以防止由于次梁的支座位于主梁截面的受拉區(qū)而產(chǎn)生主拉破壞斜裂縫。附加橫向鋼筋應(yīng)布置長(zhǎng)度(如圖9-23):附加橫向鋼筋應(yīng)優(yōu)先采用箍筋,截面積應(yīng)滿足下列要求:Asv-承受集中荷載所需的附加橫向鋼筋總截面面積;當(dāng)采用附加吊筋時(shí),Asv應(yīng)為左、右彎起段截面面積之和;F-作用在梁的下部或梁截面高度范圍內(nèi)的集中荷載設(shè)計(jì)值;-附加橫向鋼筋與梁軸線間的夾角。50b503)鋼筋混凝土雙向肋梁樓蓋、雙向板肋梁樓蓋的彈性理論計(jì)算法()單跨雙向板的彈性理論計(jì)算法整個(gè)板在兩個(gè)方向上都有彎矩,如圖9-3
28、2中I-I和II-II截面上距支座相同處的撓曲線斜率也不同.可見(jiàn)板帶間有扭轉(zhuǎn)角產(chǎn)生,相應(yīng)的也就有扭矩存在,因此計(jì)算比較復(fù)雜。在實(shí)際設(shè)計(jì)中,可以采用查表計(jì)算。對(duì)于常用的荷載分布及支承條件的單跨雙向板,設(shè)計(jì)手冊(cè)中已給出了彈性理論的計(jì)算結(jié)果,并制成圖表,可方便地查用。 圖9-32雙向板的受力特征()多跨雙向板的彈性理論計(jì)算法多跨連續(xù)雙向板的內(nèi)力計(jì)算比單跨板更為復(fù)雜,在實(shí)用計(jì)算中,是在對(duì)板上最不利活荷載布置進(jìn)行調(diào)整的基礎(chǔ)上,將多跨連續(xù)板化為單跨板,然后利用上述單跨板的計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算,此法實(shí)用方便,又能較好的符合實(shí)際。.跨中彎矩當(dāng)求某區(qū)格跨中最大彎矩時(shí),活荷載不利位置為棋盤(pán)布置,實(shí)際各板沿周邊為彈性嵌
29、固,為利用已有的單區(qū)格板的計(jì)算表格,將活載q與恒載g分成gq/2與q/2兩部分,分別作用于相應(yīng)區(qū)格,疊加后即為恒載g滿布,活載p棋盤(pán)布置,如圖9-33。當(dāng)gq/2作用時(shí),內(nèi)區(qū)格可近似視為四邊固定的雙向板;當(dāng)q/2作用時(shí),承受反對(duì)稱(chēng)荷載的連續(xù)板,中間支座彎矩為零,內(nèi)區(qū)格跨中彎矩可按四邊簡(jiǎn)支的雙向板計(jì)算。邊區(qū)格沿樓蓋周邊的支承條件可按實(shí)際情況考慮。最后將兩部分荷載作用下的跨中彎矩疊加,即得各區(qū)格板的跨中最大彎矩。圖9-33雙向板跨中彎矩的最不利活荷載布置(2)支座最大負(fù)彎矩為簡(jiǎn)化計(jì)算,假定全板各區(qū)格均作用有g(shù)q,求支座最大彎矩。這樣,內(nèi)區(qū)格可按四邊固定雙向板計(jì)算支座彎矩。邊區(qū)格沿樓蓋周邊的支承條件
30、可按實(shí)際情況確定。當(dāng)鄰兩區(qū)格板的支承條件不同或跨度不等,但相差不到20%時(shí),其公共支座處的彎矩可偏安全地取相鄰兩區(qū)格板得出的較大值.支座彎矩:跨中彎矩:l 取兩個(gè)方向跨度中的較小值。見(jiàn)教材P334附表14有自由邊的板不適用ABCDA區(qū)格B區(qū)格C區(qū)格D區(qū)格支座彎矩時(shí):A區(qū)格跨中彎矩時(shí):兩鄰邊固定、兩鄰邊簡(jiǎn)支兩鄰邊固定、兩鄰邊簡(jiǎn)支四邊簡(jiǎn)支對(duì)稱(chēng)荷載反對(duì)稱(chēng)荷載支座彎矩時(shí):D區(qū)格跨中彎矩時(shí):四邊固定四邊固定四邊簡(jiǎn)支對(duì)稱(chēng)荷載反對(duì)稱(chēng)荷載支座彎矩時(shí):C區(qū)格跨中彎矩時(shí):三鄰邊固定、一邊簡(jiǎn)支三鄰邊固定、一邊簡(jiǎn)支四邊簡(jiǎn)支對(duì)稱(chēng)荷載(1) 板的破壞特點(diǎn):2、雙向板肋梁樓蓋的塑性理論計(jì)算法均布荷載作用下四邊簡(jiǎn)支板的試驗(yàn)表
31、明,裂縫出現(xiàn)前,板基本處于彈性階段工作,板中作用有雙向彎矩和扭矩,以短跨方向?yàn)榇?。隨荷載增大,板底平行于長(zhǎng)邊首先出現(xiàn)裂縫,裂縫沿45度方向延伸。隨荷載加大,與裂縫相交處的鋼筋相繼屈服,將板化成四個(gè)板塊。破壞前,板頂四角也出現(xiàn)呈圓形的裂縫,促使板底裂縫開(kāi)展迅速,最后板塊繞屈服線轉(zhuǎn)動(dòng),形成機(jī)構(gòu),達(dá)到極限承載力而破壞。板的裂縫分布見(jiàn)圖9-34。圖9-34均布荷載作用下雙向板的裂縫此外,在荷載作用下,簡(jiǎn)支的單區(qū)格正方形或矩形板,其四角均有翹起的趨勢(shì).(2)塑性鉸線法計(jì)算雙向板的極限荷載目前在工程設(shè)計(jì)中較常采用的方法有塑性鉸線法,板帶法等.這里介紹塑性鉸線法.1.基本假定: A.板即將破壞時(shí),塑性鉸線發(fā)
32、生在彎矩最大處,塑性鉸線將板分為若干個(gè)以鉸線連接板塊,使板變成為可變體系;B.塑性鉸線由鋼筋屈服而產(chǎn)生的,沿塑性鉸線上的彎矩為常數(shù),它等于相應(yīng)配筋板的極限彎矩值,但轉(zhuǎn)角可以繼續(xù)增大,塑性鉸線上的扭矩和剪力均很小,可視為零;C. 塑性鉸線之間的板塊處于彈性階段,變形很小,可以忽略不計(jì).因此,在均布荷載作用下,各板塊可視板塊為剛性體,變形集中于塑性鉸線處,兩相鄰板塊之間繞塑性鉸線為直線;D.板的破壞機(jī)構(gòu)的形式可能不止一個(gè),在所有可能的破壞機(jī)構(gòu)形式中,必有一個(gè)是最危險(xiǎn)的,其極限荷載為最小.塑性鉸線的位置與很多因素有關(guān),如板的平面形狀,邊界條件,荷載類(lèi)型,縱橫方向跨中與支座配筋情況等,下列規(guī)律可供確定
33、塑性鉸線時(shí)參考: 2.均布荷載作用下的四邊固定板的極限荷載(1)根據(jù)彈性理論得出的雙向板短跨的跨中最大正彎矩的位置,可作為塑性鉸線的起點(diǎn)。(2)負(fù)彎矩塑性鉸線往往發(fā)生在固定邊界。(3)塑性鉸線通過(guò)相鄰板塊轉(zhuǎn)動(dòng)軸的交點(diǎn)。塑性鉸線實(shí)例:圖9-35塑性鉸線均布荷載作用下的四邊固定矩形雙向板的塑性鉸線(如圖9-36):圖9-36四邊固定矩形雙向板的塑性鉸線確定了塑性鉸線后,即可利用虛功原理求得雙向板的極限荷載.對(duì)四邊剪支矩形雙向板由虛功原理可以求得:919對(duì)四邊固定矩形雙向板由虛功原理可以求得:918()雙向板設(shè)計(jì)要點(diǎn)1.支座配筋均為未知時(shí):A.先設(shè)定兩個(gè)方向跨中彎矩的比值以及各支座彎矩與相應(yīng)跨中彎矩
34、的比值.兩個(gè)方向跨中彎矩的比值 :式中:支座與跨中彎矩的比值 可取1.5-2.5,一般常取2.0。如是就可以得,此處分別為與相應(yīng)跨比值.將上述各式代入公式(9),則可求得當(dāng)跨中鋼筋全部伸入支座,且取時(shí),則可得:920921有時(shí),為了合理利用鋼筋,可將兩個(gè)方向的跨中彎矩鋼筋在距支座處彎起這時(shí)仍取時(shí),則可得:.部分支座配筋已知時(shí):仍可由公式(9),用類(lèi)似的方法求解,但將已知支座配筋的支座截面的極限彎矩作為已知量帶入.由設(shè)定的依次求得然后就根據(jù)這些彎矩,計(jì)算跨中和支座的配筋()板的設(shè)計(jì)要點(diǎn).截面計(jì)算:)彎矩設(shè)計(jì)值對(duì)于周邊與梁整體連接的雙向板,在正常使用時(shí),支座上部開(kāi)裂,跨中下部開(kāi)裂,板有效截面實(shí)際為
35、拱形,板中存在拱作用,無(wú)論按彈性方法還是塑性方法計(jì)算,與單向板類(lèi)似,板中彎矩值可以減少:對(duì)中間區(qū)格的跨中截面及中間支座截面可減少20對(duì)邊區(qū)格的跨中截面及第一內(nèi)支座截面,當(dāng):1.5時(shí), 減少20%;152時(shí),減少10%;2時(shí), 不折減。式中:沿樓板邊緣方向的計(jì)算跨度垂直于樓板邊緣方向的計(jì)算跨度(如圖9-40所示)樓板的角區(qū)格不應(yīng)減少。圖9-40雙向板邊區(qū)格跨度示意圖2截面的有效高度雙向板跨中鋼筋縱橫疊置,沿短跨方向的鋼筋應(yīng)爭(zhēng)取較大的有效高度,即短跨方向的底筋放在板的外側(cè),縱橫兩個(gè)方向應(yīng)分別取各自的有效高度:短跨方向 h0=h20()長(zhǎng)跨方向 h0=h30()式中h為板厚度。雙向板厚一般為mm任何
36、情況下不得小于mm,為了保證有足夠的剛度,對(duì)于單跨簡(jiǎn)支板,板厚不宜小于 lo/45對(duì)于多跨連續(xù)板,其不宜小于 lo/50;此處,lo為短跨的計(jì)算跨度1.板厚(2)構(gòu)造要求詳見(jiàn)教材P242表9-1。2.鋼筋配置 按彈性理論計(jì)算時(shí),所求得的鋼筋數(shù)量是板的中間板帶部分所需要的量,靠近邊緣的板帶,彎矩已減小很多,可將整個(gè)板按縱橫兩個(gè)方向劃分成兩個(gè)寬為l/4(l 為短跨)的邊緣板帶和各一個(gè)中間板帶,如圖9-41示。在中間板帶均勻布置按最大正彎矩求得的板底鋼筋,邊緣板帶內(nèi)則減少一半,但每米寬度內(nèi)不得少于3根。在支座邊界,板頂負(fù)鋼筋要承受四角扭矩,鋼筋沿全支座寬度均勻布置,即按最大支座負(fù)彎矩求得的配筋,在邊
37、緣板帶內(nèi)不減少。圖9-41雙向板配筋的分區(qū)與配筋量對(duì)簡(jiǎn)支雙向板,考慮到實(shí)際結(jié)構(gòu)的支座有嵌固作用,可將跨中鋼筋彎起1/3伸入支座。對(duì)固定支座雙向板或連續(xù)雙向板,可將跨中鋼筋彎起1/21/3作為支座截面負(fù)鋼筋,不足再另加板頂負(fù)筋。沿墻邊、墻角及板角內(nèi)的構(gòu)造鋼筋與單向板要求相同。按塑性理論計(jì)算時(shí),則根據(jù)設(shè)計(jì)假定,均勻布置鋼筋,跨中鋼筋可以部分彎起。板中受力鋼筋的直徑,間距及彎起點(diǎn),切斷點(diǎn)的位置等規(guī)定,與單向板相同,沿墻邊,墻角處的構(gòu)造鋼筋,也與單向板相同,板中的構(gòu)造要求如圖9所示:設(shè)計(jì)時(shí),可近似的將每一格板從板的四角作度線,將板分為四塊,每一塊面積內(nèi)的荷載傳給相鄰的支承梁(如圖9)4.雙向板支承梁的
38、計(jì)算圖9-4雙向板支承梁的荷載面積在將三角形或梯形荷載折算成均布荷載(如圖9-44),在利用附表計(jì)算支座彎矩當(dāng)按塑性理論計(jì)算支承梁內(nèi)力時(shí),可按彈性理論求得支座彎矩的基礎(chǔ)上進(jìn)行調(diào)幅,計(jì)算方法同單向肋梁樓蓋梁圖9-44連續(xù)支承梁的等效均布荷載3.無(wú)梁樓蓋板、柱體系豎向荷載作用下點(diǎn)支承的板柱上板帶跨中板帶總彎矩法1.每個(gè)方向至少有3個(gè)連續(xù)跨;2.同一方向上的最大跨度與最小跨度比不應(yīng)大于 1.2,且兩端跨不大于相鄰的內(nèi)跨;3.任一區(qū)格內(nèi)的長(zhǎng)跨與短跨之比不大于1.5;4.活荷載不大于恒荷載的3倍;5.樓蓋本身不承受水平荷載(系統(tǒng)中應(yīng)有抗側(cè)力的 墻或支撐)。適用條件內(nèi)力計(jì)算簡(jiǎn)介總彎矩法等代框架法以中間板帶
39、為準(zhǔn),對(duì)邊緣區(qū)格,乘以相應(yīng)的修正系數(shù)。取一個(gè)柱網(wǎng)寬度為計(jì)算單元。計(jì)算跨度恒載、活載均滿布于板面上總彎矩:x方向y方向彎矩分配中間區(qū)格板帶中間各跨的支座截面承受總彎矩的2/3,柱上板帶處支座承受3/4柱上板處帶支座彎矩:跨中板帶處支座承受1/4跨中板帶處支座彎矩:中間區(qū)格板帶中間各跨的跨中截面承受總彎矩的1/3。柱上板帶處跨中承受0.55柱上板處帶跨中彎矩:跨中板帶處跨中承受0.45跨中板帶處跨中彎矩:中間區(qū)格板帶邊跨的支座截面承受總彎矩的0.53,柱上板帶處支座承受0.9柱上板處帶支座彎矩:跨中板帶處支座承受0.1跨中板帶處支座彎矩:中間區(qū)格板帶邊跨的跨中截面承受總彎矩的0.40,柱上板帶處跨
40、中承受0.55柱上板處帶跨中彎矩:跨中板帶處跨中承受0.45跨中板帶處跨中彎矩:彎矩分配邊緣區(qū)格平行于邊梁的半邊柱上板帶和跨中板帶的截面彎矩,由于邊梁的約束,荷載的一部分直接傳給邊梁,實(shí)際彎矩要比中間區(qū)格小,應(yīng)用時(shí),柱上板帶截面每米寬的正、負(fù)彎矩取中間區(qū)格柱上板帶相應(yīng)彎矩的一半;跨中板帶截面每米寬的正、負(fù)彎矩取中間區(qū)格跨中板帶相應(yīng)彎矩的0.8倍。設(shè)計(jì)中尚應(yīng)考慮穹窿作用的有利影響,中部板計(jì)算的彎矩值可以乘0.8的折減系數(shù)。柱計(jì)算:樓蓋的活荷載較小時(shí),可按軸壓桿計(jì)算。荷載摟就近傳遞原則確定樓蓋的活荷載較大時(shí),尚應(yīng)考慮活荷不利位置產(chǎn)生的彎矩,而按偏可按偏壓桿計(jì)算。等代框架法縱、橫向均看成是“框架”;
41、豎向荷載作用時(shí),框架寬度為板跨中心線間的距離,水平荷載作用時(shí),取板跨中心線間的距離的一半??蚣芰焊叨热“搴?,跨度取ly-2c/3或lx-2c/3;柱高取層高減柱帽高度,底層基礎(chǔ)頂面算起減柱帽高度。適用于任一區(qū)格長(zhǎng)、寬比不大于2的樓蓋。彎矩分配:截 面柱上板帶跨中板帶內(nèi)跨支座截面負(fù)彎矩0.750.25跨中截面正彎矩0.550.45邊跨支座截面負(fù)彎矩0.900.10跨中截面正彎矩0.550.45第一內(nèi)支座截面負(fù)彎矩0.750.25等代框架法計(jì)算的彎矩分配系數(shù)構(gòu)造要求:板厚:有柱帽時(shí):hl/35無(wú)柱帽時(shí):hl/32h150l 區(qū)格的長(zhǎng)邊尺寸當(dāng)采用無(wú)柱帽方案時(shí),柱上板帶可適當(dāng)加厚,加厚部分的寬度可取相
42、應(yīng)板跨寬度的0.3倍。邊梁:周邊應(yīng)設(shè)置邊梁,其截面高度不應(yīng)小于板厚的2.5倍,與板形成倒L形截面,梁內(nèi)應(yīng)按構(gòu)造要求配置抗扭鋼筋。配筋形式見(jiàn)教材P298圖9-60。柱帽無(wú)頂板柱帽折線形柱帽有頂板柱帽板面荷載較小時(shí)板面荷載較大時(shí),傳力平緩,施工麻煩板面荷載較大時(shí),施工方便,但傳力稍差常用柱帽的形式有三種柱帽不需計(jì)算,只需按構(gòu)造配筋即可,但需進(jìn)行沖切驗(yàn)算。沖 切h沖切抗力ho沖 切:受沖切承載力按下式計(jì)算:Fl-局部荷載設(shè)計(jì)值或集中反力設(shè)計(jì)值;對(duì)板柱結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn),取柱所承受的軸向壓力設(shè)計(jì)值的層間差值減去沖切破壞錐體范圍內(nèi)板所承受的荷載設(shè)計(jì)值;h-截面高度影響系數(shù):當(dāng)h800mm時(shí),取h=1.0;當(dāng)h2
43、000mm時(shí),取h=0.9,其間按線性內(nèi)插法取用;ft-混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;m-臨界截面的周長(zhǎng):距離局部荷載或集中反力作用面積周邊h0/2處板垂直截面的最不利周長(zhǎng);h0-截面有效高度,取兩個(gè)配筋方向的截面有效高度的平均值;2-臨界截面周長(zhǎng)與板截面有效高度之比的影響系數(shù);公式中的系數(shù),應(yīng)按下列兩個(gè)公式計(jì)算,并取其中較小值:1-局部荷載或集中反力作用面積形狀的影響系數(shù);s-局部荷載或集中反力作用面積為矩形時(shí)的長(zhǎng)邊與短邊尺寸的比值,s不宜大于4;當(dāng)s2時(shí),取s=2;當(dāng)面積為圓形時(shí),取s=2;s-板柱結(jié)構(gòu)中柱類(lèi)型的影響系數(shù):對(duì)中柱,取s=40;對(duì)邊柱,取s=30;對(duì)角柱,取s=20。當(dāng)板開(kāi)有孔洞
44、且洞口至局部荷載或集中反力作用面積邊緣的距離不大于時(shí),抗沖切承載力計(jì)算中取用的臨界截面周邊長(zhǎng)度應(yīng)扣除局部荷載或集中反力作用面積中心至開(kāi)孔處邊緣畫(huà)出兩條切線之間所包含的長(zhǎng)度,見(jiàn)圖注:圖中1局部荷載或集中反力作用面, 2臨界截面周長(zhǎng),3應(yīng)扣除的長(zhǎng)度,當(dāng)圖中的時(shí),孔 洞的邊長(zhǎng)用代替, 4孔洞。當(dāng)不滿足要求時(shí),應(yīng)增加板厚或加設(shè)抗沖切鋼筋;配置箍筋或彎起鋼筋的板,其受沖切承載力應(yīng)符合下列規(guī)定:2.當(dāng)配置彎起鋼筋時(shí)Asvu 與呈45沖切破壞錐體斜截面相交的全部箍筋截 面面積;Asbu與呈45沖切破壞錐體斜截面相交的全部彎起鋼筋 截面面積;式中1.當(dāng)配置箍筋時(shí)對(duì)配置抗沖切鋼筋的沖切破壞錐體以外的截面,尚應(yīng)進(jìn)
45、行受沖切承載力計(jì)算,此時(shí),um應(yīng)取配置抗沖切鋼筋的沖切破壞錐體以外0.5h0處的最不利周長(zhǎng)。-彎起鋼筋與板底面的夾角。注:當(dāng)有可靠依據(jù)時(shí),也可配置其他有效形式的抗沖切鋼筋(如工字鋼、槽鋼、抗剪錨栓和扁鋼U形箍等)。截面限制條件:hho9.2 裝配式鋼筋混凝土樓蓋1)預(yù)制板和預(yù)制梁的形式常用的預(yù)制板有實(shí)心板、空心板、槽形板、T形板等。如下圖所示:圖9-56 預(yù)制鋪板的截面形式(a)實(shí)心板(b)空心板(c)槽形板(d)T形板實(shí)心板:制作簡(jiǎn)單,上下表面平整,但自重較大,用料較多,適用于小跨度的蓋板,走道板等??招陌?形式很多,截面有圓孔、方孔、矩形孔或橢圓形孔,板上下為平整表面,與實(shí)心板相比,自重較
46、輕,隔音效果好??招陌鍛?yīng)用范圍很廣,有預(yù)應(yīng)力和非預(yù)應(yīng)力空心板,板厚根據(jù)跨度不同,有120mm,180mm,240mm等。板寬有500mm,600mm,900mm,甚至更大,板跨從2.1m到6.0m都很常見(jiàn),一般以0.3m為增長(zhǎng)模數(shù)??招陌宓娜秉c(diǎn)是不能任意開(kāi)洞。有各種空心板的標(biāo)準(zhǔn)圖,可供設(shè)計(jì)選用。槽形板:有肋在下和肋在上兩種,計(jì)算簡(jiǎn)圖、受力與空心板基本相同,只是將肋放在兩邊。板的上表面或下表面平整,另一面為槽形。槽形板比空心板更節(jié)約材料,板間開(kāi)洞較方便,但隔音,保溫效果較差,一般用于工業(yè)樓蓋中。T形板:受力性能好,制作簡(jiǎn)單,布置靈活,能適應(yīng)較大跨度樓蓋的需要, 開(kāi)洞靈活.適用用于單層和多層廠房的
47、屋蓋,樓蓋以及多層和高層民用房屋的屋蓋,樓蓋中。預(yù)制梁一般為簡(jiǎn)支梁或伸臂梁。有時(shí)也可以是連續(xù)梁。梁的形式有矩形、T形、I形、倒T形、十字形、花籃梁等(見(jiàn)圖9-45 )。T形、I形截面相對(duì)自重較輕,十字形、花籃梁可將板搭在梁腰上,板面和梁面平齊,增加了房屋的凈高。也可采用疊合梁工藝,使板梁整體性提高,節(jié)點(diǎn)剛度加大。梁的跨高比一般為1/8-1/14。圖9-45 預(yù)制梁截面形式2)鋪蓋式樓蓋的結(jié)構(gòu)布置和連接1.鋪蓋式樓板的結(jié)構(gòu)布置鋪蓋式樓板的結(jié)構(gòu)布置一般根據(jù)房屋的承重方案確定,可以采用橫墻承重,縱墻承重或縱橫墻承重.選擇預(yù)制板時(shí),應(yīng)根據(jù)房屋平面尺寸以及施工吊裝能力綜合考慮,一般宜選擇中等寬度的板,且
48、板的型號(hào)不宜過(guò)多.板的實(shí)際寬度一般比圖集中的標(biāo)志尺寸少10mm,因此按標(biāo)志尺寸布置板時(shí),板與板間將留有10-20mm的空隙.安裝后用細(xì)石混凝土罐縫,以加強(qiáng)板間的連接.布置板時(shí)應(yīng)優(yōu)先選用同一型號(hào)的板,需要時(shí)再鋪以其它型號(hào)的板.當(dāng)布板后板面剩余寬度小于120mm時(shí),可采用沿墻外挑的磚的處理方法(如圖9-46a).如剩余較大,可采用現(xiàn)澆混凝土板帶的處理方法(如圖9-46b),應(yīng)盡量避免將板邊嵌入墻內(nèi).當(dāng)有較大豎管開(kāi)洞穿越板,或樓板需鑿較多的洞時(shí),可局部改用槽形板或設(shè)置現(xiàn)澆帶.一般板上不應(yīng)承受磚隔墻等恒荷載.圖9-46 預(yù)制梁截面形式2.鋪板式樓蓋的連接 裝配式樓蓋和現(xiàn)澆樓蓋相比,整體性較差,因此設(shè)計(jì)
49、裝配式樓蓋要特別注意構(gòu)件之間的連接構(gòu)造。(1)板與板的連接板與板的連接,一般采用不低于C20的細(xì)石混凝土或不低于M15的水泥砂漿灌縫。如圖9-47(a)。當(dāng)樓面有振動(dòng)荷載,不如許板縫開(kāi)裂,或房屋有抗震設(shè)防要求時(shí),應(yīng)在板縫內(nèi)設(shè)置縱橫向拉結(jié)鋼筋,如圖9-47(b),或在板面做鋼筋砼整澆層。整澆層厚40mm-50mm。內(nèi)配4250的鋼筋網(wǎng)。圖9-4 板與板的連接構(gòu)造.板與墻或板與梁的連接預(yù)制板擱置于墻或梁上時(shí),板底應(yīng)坐漿10-20mm厚。板在墻上的支承長(zhǎng)度不應(yīng)小于100mm。在梁上的支承長(zhǎng)度不應(yīng)小于80mm。板和非支承墻連接時(shí),可采用細(xì)石砼灌縫。當(dāng)板跨m時(shí),配置錨拉鋼筋加強(qiáng)連接,或?qū)⑷α褐в跇巧w處(
50、圖9-48)。圖9-48 板與墻,板與支座梁的連接構(gòu)造.梁與墻的連接梁在墻上的支承長(zhǎng)度,應(yīng)滿足梁內(nèi)受力鋼筋在支座的錨固要求,并滿足支座處砌體局部承壓的要求。支承長(zhǎng)度不小于180mm,在支座處應(yīng)坐漿10-20mm。必要時(shí),應(yīng)在梁端設(shè)拉結(jié)鋼筋對(duì)有抗震設(shè)防要求的裝配式樓蓋,其連接應(yīng)予以加強(qiáng),詳見(jiàn)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范)裝配式樓蓋構(gòu)件的計(jì)算要點(diǎn).施工階段的驗(yàn)算預(yù)制板,預(yù)制小梁應(yīng)分別按.k或.k的施工或檢修集中荷載出現(xiàn)在最不利位置的情況進(jìn)行驗(yàn)算,但此集中荷載與設(shè)計(jì)采用的活荷載不應(yīng)同時(shí)考慮預(yù)制構(gòu)件在吊裝階段驗(yàn)算時(shí),其自重應(yīng)考慮1.5的動(dòng)力系數(shù)施工階段的驗(yàn)算的計(jì)算簡(jiǎn)圖應(yīng)按運(yùn)輸時(shí)的實(shí)際堆放情況和吊起位置確定.吊環(huán)計(jì)
51、算與構(gòu)造為了方便吊裝,預(yù)制構(gòu)件一般應(yīng)埋置吊環(huán),吊環(huán)截面積計(jì)算公式為:式中:構(gòu)件自重標(biāo)準(zhǔn)值;受力吊環(huán)數(shù)目,當(dāng)一個(gè)構(gòu)件上設(shè)置有四個(gè)吊環(huán)時(shí),計(jì)算中僅考慮其中三個(gè)同時(shí)發(fā)揮作用;吊環(huán)鋼筋的容許應(yīng)力,取吊環(huán)應(yīng)采用HPR235級(jí)鋼筋,嚴(yán)禁采用冷加工鋼筋吊環(huán)錨入混凝土的深度應(yīng)不小于30d,并應(yīng)焊接或綁扎在鋼筋骨架上9.3 樓梯)鋼筋混凝土樓梯. 樓梯的種類(lèi):按照結(jié)構(gòu)形式和受力特點(diǎn),樓梯主要分為:板式樓梯;梁式樓梯一般當(dāng)樓梯的水平投影跨度小于m時(shí),應(yīng)采用板式樓梯,超過(guò)m時(shí)宜采用梁式樓梯板式樓梯(如圖9-49)由梯段板,平臺(tái)板和平臺(tái)梁組成,超過(guò)m時(shí)宜采用梁式樓梯板式樓梯(如圖9-49)由梯段板,平臺(tái)板和平臺(tái)梁組成
52、優(yōu)點(diǎn):下表面平整,施工制模方便,外觀輕巧梯段厚度一般取跨度的1/25-1/30圖9-4 板式樓梯梁式樓梯(如圖9-50)由踏步,斜梁(梯段梁),平臺(tái)板和平臺(tái)梁組成斜梁可以設(shè)在踏步的上面,也可以在下面,還可以用現(xiàn)澆板代替斜梁圖9-50 板式樓梯根據(jù)梯段寬度大小,梁式樓梯的梯段可以采用雙梁式(圖9-51a,b)或單梁式(如圖9-51c)圖9-5 斜梁的布置及截面型式當(dāng)房屋層高較大,樓梯間進(jìn)深不夠時(shí),可做成三折樓梯(圖9-52)該樓梯由板式樓梯和梁式樓梯組成圖9-5 三折式樓梯的結(jié)構(gòu)布置除上兩種基本形式外,還有:懸臂板式樓梯;對(duì)折式樓梯;螺旋式樓梯懸臂板式樓梯:是將預(yù)制的踏步依次砌筑于墻體中,通過(guò)墻
53、體的自重壓力來(lái)嵌固它們這種樓梯構(gòu)造簡(jiǎn)單,安裝方便,造價(jià)低,但承載力不大,其樓梯寬度一般不宜大于.m有抗震設(shè)防要求時(shí),不應(yīng)采用剪刀式樓梯(如圖9-53),螺旋式樓梯(如圖9-54)均屬空間受力體系,外形美觀,但計(jì)算困難,用鋼量大圖9-53 剪刀式樓梯圖9-54 旋轉(zhuǎn)式樓梯. 樓梯的內(nèi)力計(jì)算和構(gòu)造要求 () 板式樓梯的內(nèi)力計(jì)算和構(gòu)造要求 .內(nèi)力計(jì)算(計(jì)算簡(jiǎn)圖9-55):圖9-55 板式樓梯計(jì)算簡(jiǎn)圖A.梯段板板式樓梯一般由平臺(tái)梁支承,取m寬的板作計(jì)算單元計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖9-55b跨中最大彎矩和剪力的計(jì)算公式為:925926式中: 為斜板水平投影長(zhǎng)度由公式(9-25),(9-26)可得結(jié)論:a簡(jiǎn)支斜板或梁
54、在跨中最大彎矩等于跨度為其投影長(zhǎng)度的簡(jiǎn)支梁在均布荷載p作用下的最大彎矩b簡(jiǎn)支斜板或梁在豎向均布荷載p作用下的最大剪力等于跨度為其水平投影長(zhǎng)度的簡(jiǎn)支水平梁在均布荷載p作用下的最大剪力乘以cos必須注意,在截面承載力計(jì)算時(shí),梁的截面應(yīng)取與斜截面相垂直的截面圖9-57 折線斜板的計(jì)算簡(jiǎn)圖折線形板與普通簡(jiǎn)板支一樣計(jì)算,計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖9-57所示:.平臺(tái)板當(dāng)平臺(tái)外端簡(jiǎn)支于墻上時(shí),取跨中彎矩為:當(dāng)平臺(tái)外端與過(guò)梁整體連接時(shí),取跨中彎矩為:.平臺(tái)梁平臺(tái)梁承受由梯段板,平臺(tái)板傳來(lái)的荷載和平臺(tái)梁自重,荷載沿梁長(zhǎng)按均布考慮,計(jì)算簡(jiǎn)圖(如9-55c) 所示圖9-55c 板式樓梯平臺(tái)板計(jì)算簡(jiǎn)圖.構(gòu)造要求:梯段板厚度不小于
55、梯段跨度的1/25-1/30,一般可取h80-120mm.梯段板配筋應(yīng)滿足圖9-58的各項(xiàng)要求,可采用分離式和彎起式圖9-58 板式樓梯的配筋構(gòu)造平臺(tái)板,平臺(tái)梁的構(gòu)造與一般現(xiàn)澆式整體梁板結(jié)構(gòu)的構(gòu)造完全相同對(duì)于折線形斜板,折角處不應(yīng)按圖9-59a所示形式配筋,而應(yīng)將鋼筋斷開(kāi),并伸至受壓區(qū)錨固(圖9-59b,c).圖9-59 折線形斜() 梁式樓梯的內(nèi)力計(jì)算和構(gòu)造要求 .內(nèi)力計(jì)算(計(jì)算簡(jiǎn)圖9-60):圖9-60 梁式樓梯計(jì)算簡(jiǎn)圖踏步板梁式樓梯踏步板可視為鉸支于兩側(cè)斜向梯段梁上的簡(jiǎn)支板或一端固定于斜向梯段梁上的懸臂板承受的荷載包括:踏步自重,面層自重,活荷載斜梁計(jì)算公式和方法同板式樓梯的梯段板計(jì)算,計(jì)算簡(jiǎn)圖如10-61其中:p為作用于斜梁上的水平長(zhǎng)度上的豎向均布線荷載;為斜梁計(jì)算跨度的水平投影長(zhǎng)度;為斜梁凈跨度的水平投影長(zhǎng)度圖9-61 斜梁計(jì)算簡(jiǎn)圖平臺(tái)梁和平臺(tái)板平臺(tái)梁承受由平臺(tái)板和斜梁傳來(lái)的荷載及平臺(tái)梁自重,計(jì)算簡(jiǎn)圖(如9-62) 所示平臺(tái)板內(nèi)力計(jì)算與板式樓梯平臺(tái)板相同圖9-62 平臺(tái)梁計(jì)算簡(jiǎn)圖.截面的設(shè)計(jì)要點(diǎn)計(jì)算一般以一個(gè)踏步為踏步板的計(jì)算單元
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