單向板肋形結構板的設計

項目三：肋肋形樓蓋蓋結構設計計學習任務二二：次梁設設計學習任務一一：板的設設計學習任務三三：主梁設設計項目三：單單向板肋肋形樓蓋結結構設計荷載傳遞路路徑荷載板次梁（或墻墻）主梁（或墻墻）柱（或墻））基礎地基單向板肋形形結構雙向板肋形形結構l2/l1≥3.0l2/l1≤2.02.0＜l2/l1＜3.0時，宜按按雙向板板計算；；當按單向向板計算算時，應應沿長邊邊方向布布置足夠夠數(shù)量的的構造鋼鋼筋。一般建筑筑中合理理的板、、梁跨度度為：板跨：1.5～2.7m，次梁：4～6m，主梁：：5～8m?！景咐磕乘娬菊靖睆S房房樓蓋采采用現(xiàn)澆澆鋼筋混混凝土肋肋形結構構。其平平面尺寸寸為22.5m×18.0m，平面布布置如圖圖4-1所示。樓板上層層采用20mm厚的水泥泥砂漿抹抹面，外外墻采用用240mm厚磚墻，，不設邊邊柱，板板在墻上上的擱置置長度為為120mm，次梁和和主梁在在墻上的的擱置長長度為240mm。板上可可變荷載載標準值值qk=6kN/m2?；炷镣翉姸鹊鹊燃墳镃20，梁中受受力鋼筋筋為HRB335級，其余鋼鋼筋為PRB235級。該廠房房為3級水工建筑筑物。試試為此樓樓蓋配置置鋼筋并并繪出結結構施工工圖。次梁主梁300××800柱400×400次梁200××500墻肋形形結結構構次梁板雙向板肋肋形樓蓋蓋單向板肋肋形樓蓋蓋裝配式整體式主梁施工方法法受力特點點單向板圖圖片二在板、次次梁、主主梁、柱柱的梁格格布置中中，柱距決定了主主梁的跨跨度，主梁的間間距決定了次次梁的跨跨度，次梁的間間距決定了板板的跨度度，板跨跨直接影影響板厚厚，而板板厚的增增加對材材料用量量影響較較大。根根據(jù)工程程經(jīng)驗，，一般建建筑中較較為合理理的板跨跨度為1.5～2.7m。連續(xù)板的的截面尺寸寸按剛度度要求：單向板板厚h≥l/40,雙向板厚厚h≥l/50。一般建建筑的板板厚最小小為60mm，工業(yè)廠廠房的板板厚最小小為80mm。在水工建建筑物中中，由于于板在工工程中所所處部位位及受力力條件不不同，板板厚h可在相當當大的范范圍內(nèi)變變化。一一般薄板厚度度大于100mm，特殊情情況下適適當加厚厚。板的設計計包括計算簡圖圖的確定、、內(nèi)力計算算、配筋計算算與構造、、繪制配筋筋圖等內(nèi)容。。連續(xù)板的的截面尺尺寸按剛剛度要求求：單向向板厚h≥l/40,雙向板厚厚h≥l/50。一般建建筑的板板厚最小小為60mm，工業(yè)廠廠房的板板厚最小小為80mm。在水工工建筑物物中，由由于板在在工程中中所處部部位及受受力條件件不同，，板厚h可在相當當大的范范圍內(nèi)變變化。一一般薄板板厚度大大于100mm，特殊情情況下適適當加厚厚。在內(nèi)力計計算之前前，先畫畫出計算算簡圖，，表示出出板或梁梁的跨數(shù)數(shù)，支座座的性質(zhì)質(zhì)，荷載載的形式式、大小小及其作作用位置置和各跨跨的計算算跨度等等。（一）計計算簡圖圖的確定定整體式單單向板肋肋形結構構是由板、次梁和主梁整體澆筑筑在一起起的梁板板結構。。設計時時要將其其分解為為板、次次梁和主主梁分別別進行計計算。在內(nèi)力計計算之前前，先畫畫出計算簡圖圖，表示出出板、梁梁的跨數(shù)數(shù)，支座的性質(zhì)，，荷載的形式、、大小及及其作用用位置和和各跨的的計算跨跨度等。。返回1.計算跨度度與跨數(shù)數(shù)連續(xù)板的的彎矩計算跨度度l0為相鄰兩兩支座反反力作用用點之間間的距離離。按彈彈性方法法計算時時，以邊邊跨簡支支在墻上上為例計計算如下下:連續(xù)板邊邊跨跨l01=ln+b/2+h/2或l01=lc=ln+a/2+b/2≤1.1ln中跨l02=lc當b＞0.1lc時，取l02=1.1ln式中l(wèi)n為板的凈凈跨度，，lc為支座中中心線間間的距離離，h為板厚，，b為次梁的的寬度，，a為板伸入入支座的的長度，，計算跨跨度l0分別取其其較小值值。在計算剪剪力時，，計算跨跨度取凈凈跨，即即l0=ln當?shù)瓤邕B續(xù)續(xù)板或梁的的跨數(shù)超過過五跨時，，可按五跨計算，即兩兩邊各取兩兩跨及中間間任一跨，，并將中間間這一跨的的內(nèi)力值作作為各中間間跨的內(nèi)力力值。這樣樣既簡化了了計算，又又滿足實際際工程精度度要求。梁板的計算算簡圖(a)(b)(d)(c)Ⅰ-ⅠⅡ-Ⅱ2.荷載計算作用在板上上的荷載劃劃分范圍如如圖4–6（a）所示。板板通常是取取1m寬的板帶作作為計算單單元，板上上單位長度度的荷載包包括永久荷荷載gk和可變荷載載qk。3.支座的簡化化與修正圖4-5所示的多跨連續(xù)板板，其周邊直直接擱置在在磚墻上，，應視為鉸支座。板的中間間支承為次次梁，計算算時假設為為鉸支座，，這樣，板板簡化為以以邊墻和次次梁為鉸支支座的多跨跨連續(xù)板。。以上對支座座的簡化，，忽略了支支座（次梁梁）抗扭剛度的影響，這這與實際情情況不符，，支座的實實際轉(zhuǎn)角小小于鉸支座座的轉(zhuǎn)角。。在實際工工程中通常常采用折算荷載（加大永久久荷載和減減小可變荷荷載）來代代替實際荷荷載（見圖圖4-6）。連續(xù)板的折算荷載：g′=gk+1.15qk/2q′=1.15qk/2式中g′、q′——折算永久荷荷載、可變變荷載計算算值；gk、qk——實際的永久久荷載、可可變荷載標標準值；g、q——實際的永久久荷載、可可變荷載計計算值，一般g=gk，q=1.15qk。圖4-6梁板整體性性對內(nèi)力的的影響(a)理想鉸支座座的變形；；(b)支座彈性約約束的變形形；(c)采用折算荷荷載的變形形；（二）內(nèi)力力計算1.利用圖表計計算內(nèi)力水工建筑中中連續(xù)板或或梁的內(nèi)力力一般按彈性法計算。實際際工程中常常采用現(xiàn)成成圖表計算算。下面介介紹幾種常常用的等跨跨度、等剛剛度連續(xù)板板與梁的內(nèi)內(nèi)力計算表表。對于承受均均布荷載、、集中荷載載的等跨連連續(xù)板、梁梁，其彎矩矩和剪力利利用附錄四四的表格按按下列公式式計算：M=α1gk′l02＋1.15α2qk′l02（4-1)V=β1gk′ln＋1.15β2qk′ln（4-2）M=α1Gkl0＋1.15α2Qkl0（4-3）V=β1Gk＋1.15β2Qk（4-4）如果連續(xù)板板、梁的跨跨度不相等等，但相差差不超過10%，也可用等等跨度的內(nèi)內(nèi)力系數(shù)表表進行計算算。求支座座彎矩時，，計算跨度度取相鄰兩兩跨計算跨跨度的平均均值；求跨跨中彎矩用用該跨計算算跨度。2.最不利荷載載組合可變荷載的的相應布置置與永久荷荷載組合起起來，會在在某一截面面上產(chǎn)生最最大的內(nèi)力力，這就是是該截面的的最不利荷載載組合。根據(jù)連續(xù)板板或梁內(nèi)力力影響線的的變化規(guī)律律，多跨連連續(xù)板、梁梁最不利可可變荷載的的布置方式式為：（1）求某跨跨中最大正正彎矩時，應在該該跨布置可可變荷載，，然后向其其左右隔跨跨布置可變變荷載；（2）求某跨跨中最小正正彎矩時，應在該該跨不布置置可變荷載載，然后向向其左右隔隔跨布置可可變荷載；；（3）求某支座截面的的最大負彎彎矩時，應在該該支座左右右兩跨布置置可變荷載載，然后再再隔跨布置置可變荷載載；（4）求某支座座截面的最大剪力時，可變荷荷載的布置置與求該支支座截面最最大負彎矩矩時相同。。五跨連續(xù)板板或梁各截截面最大（或最最?。﹥?nèi)力力時均布可變變荷載的最不利位置置見下表4-1所示。可變荷載布置圖

最不利內(nèi)力最大彎矩最小彎矩最大剪力

M1、M3M2VAM2M1、M3MBVBl、VBrMCVCl、VCrABCDEFqkqkqqqkqkqkqkqk12321內(nèi)力包絡圖圖是各截面內(nèi)內(nèi)力最大值值的連線所所構成的圖圖形。用來來反映連續(xù)續(xù)板、梁各各個截面上上彎矩變化化范圍的圖圖形稱為彎矩包絡圖圖；用來反映映連續(xù)梁各各個截面上上剪力變化化范圍的圖圖形稱為剪力包絡圖圖。支座邊緣截截面彎矩近近似按下式式計算M=︱Mc︱－0.5b︱V0︱（4-5）V0——支座邊緣處處的剪力，，可近似按按單跨簡支支梁計算；；b——支座寬度，，當支承寬寬度較大時時（板用l0=1.1ln，梁采用l0=1.05ln）,b=0.1ln（板）或0.05ln（梁）。如果板或梁梁直接擱置置在墩墻上上時如圖4-10（b），則不存存在上述問問題。（三）板的的設計要點點與構造規(guī)規(guī)定1.設計要點（1）板的計算算對象是垂直次梁方向的的單位寬度度的連續(xù)板板帶，次梁梁和端墻視視為連續(xù)板板的鉸支座；（2）當板按彈性方法計算內(nèi)力時時，要采用用折算荷載，并按最不不利荷載組組合來求跨跨中和支座座的彎矩；；（3）板按跨中中和支座截截面的最大大彎矩（絕絕對值）進進行配筋，，其步驟同同前面的單單筋矩形截截面梁，經(jīng)經(jīng)濟配筋率率為0.4%～0.8%；（4）板一般不不需要繪制制彎矩包絡絡圖，受力鋼筋按按構造規(guī)定定布置。板的剪力力由混凝土土承受，不不設腹筋；；（5）對于四周周與梁整體體連接的板板，考慮拱拱的作用，，其中間跨跨的跨中截截面及中間間支座截面面的計算彎彎矩可減小20%。2.板的構造規(guī)規(guī)定板中受力鋼鋼筋的配筋筋方式彎起式分離式在配筋時可可先選配跨中中鋼筋，然后將跨跨中鋼筋的的一半（最最多不超過過2/3）在距支座座邊緣ln/6處彎起并伸伸過支座長長度a（當qk/gk≤3時,a=ln/4；qk/gk＞3時，a=ln/3）。中間支支座有從左左右兩跨彎彎起的鋼筋筋來承擔負負彎矩，如如果不足，，則需另加加直鋼筋。。彎起鋼筋的的彎起角度度不宜小于于30o，厚板中的的彎起角可可為45o或60o。在板的跨中中和支座分分別采用直鋼筋，上下單獨獨配筋，下下部的受力力鋼筋可以以幾跨直通通或全通，，支座受力力鋼筋伸過過支座邊緣緣的長度a同彎起式。。分離式配筋筋的優(yōu)點是構造簡單、施工方便，缺點是用用鋼量比彎彎起式多，，整體性較較差，不宜宜用于承受受動力荷載載的板。受力鋼鋼筋筋伸伸入支支座座的的長度度①簡支板或連連續(xù)板的下下部縱向受受力鋼筋（綁扎鋼筋筋）伸入入支座的錨固長度la,不應小于5d。②當采用用焊接網(wǎng)配筋筋時，其末端端至少應有有一根橫向向鋼筋配置置在支座邊邊緣內(nèi)。若若不能符合合上述要求求，應在受受力鋼筋末末端制成彎彎鉤或加焊焊附加的橫橫向錨固鋼鋼筋。③與梁整整體連接的的板的下部部鋼筋伸入入支座的錨錨固長度la，除不應小小于5d外，還應伸至支座（（墻或梁））的中心線線。④若不能符符合上述要要求，應在在受力鋼筋筋末端制成成彎鉤或加焊附加加的橫向錨錨固鋼筋，，如圖4–11所示；⑤對于上部鋼鋼筋，為了了保證施工工時鋼筋的的設計位置置，當板厚厚小于120mm時，宜作成成直抵板底的的直鉤。本例中板板的厚度為為100mm，上部鋼筋筋作成直抵抵板底的直直鉤。⑥嵌固在砌體體內(nèi)的簡支支板，或與與邊梁整澆澆但按簡支支設計的板板，其上部部鋼筋（綁扎）伸入支座座長l=a－15（mm），a為板在砌體體上的支承承長度或梁梁寬；與邊邊梁整澆的的嵌固板的的上部鋼筋筋伸入邊梁梁的長度應應不小于la。⑦板中伸入支支座下部的的鋼筋，其其間距不大于于400mm，其截面面面積不應小小于跨中受受力鋼筋截截面面積的的1/3。圖4－14板上部鋼筋筋的錨固長長度(a)簡支板;(b)與梁整澆但但按簡支設設計；(c)嵌固板(a)(b)(c)構造造鋼鋼筋筋分布布鋼鋼筋筋嵌入入墻墻內(nèi)內(nèi)的的板板邊邊附附加加鋼鋼筋筋垂直直于于主主梁梁的的板板面面附附加加鋼鋼筋筋板內(nèi)內(nèi)孔孔洞洞周周邊邊的的附附加加鋼鋼筋筋①分分布布鋼鋼筋筋（a）垂直直受受力力鋼鋼筋筋的的方方向向布置置分分布布鋼鋼筋筋，，承承受受單單向向板板沿沿長跨跨方方向向?qū)崒嶋H際存存在在的的一一些些彎彎矩矩,單向向板板中中分分布布鋼鋼筋筋的的截截面面面面積積不不應小小于于上上受受力力鋼鋼筋筋截截面面面面積積的的15%（集集中中荷荷載載時時為為25%）；；分布布鋼鋼筋筋的的間距距不不宜宜大大于于250mm，直直徑徑不宜宜小小于于6mm；當集集中中荷荷載載較較大大時時，，間間距距不宜宜大大于于200mm。（b）承承受受分分布布荷荷載載的的厚厚板板，，其其分分布布鋼鋼筋筋的的配配置置可可不不受受上上述述規(guī)定定的的限限制制。。此此時時，，分分布布鋼鋼筋筋的的直直徑徑可可用用10~16mm，間距距可可為為200mm~400mm。①分分布布鋼鋼筋筋（c）承承受受分分布布鋼鋼筋筋的的厚板板，其其分分布布鋼鋼筋筋的的配配置置可可不不受受上上述述規(guī)規(guī)定定的的限限制制。。此此時時，，分分布布鋼鋼筋筋的的直直徑徑可可用用10mm~16mm，間間距距可可為為200mm~400mm；（d）當當板板處處于于溫溫度度變變幅幅較較大大或或處處于于不不均均勻勻沉沉陷陷的的復復雜雜條條件件，，且且在在與與受受力力鋼鋼筋筋垂垂直直的的方方向向所所受受約約束束很很大大時時，，分分布布鋼鋼筋筋宜宜適適當當增增加加。。②嵌嵌入入墻墻內(nèi)內(nèi)的的板板邊邊附附加加鋼鋼筋筋①板板邊邊嵌嵌固固于于磚磚墻墻內(nèi)內(nèi)的的板板，，計計算算時時支支座座按按簡簡支支考考慮慮，，但但實實際際上上板板在在支支承承處處可可能能產(chǎn)產(chǎn)生生負負彎彎矩矩。。在在板板的的頂頂部部沿沿板板邊邊需需配配置置垂垂直直板板邊邊的的附附加加鋼鋼筋筋，，其其數(shù)數(shù)量量按按承承受受跨跨中中最最大大彎彎矩矩絕絕對對值值的的1/4計算算。。單單向向板板垂垂直直于于板板跨跨方方向向的的板板邊邊，，一一般般每每米米寬寬度度內(nèi)內(nèi)配配置置5根直直徑徑6mm的鋼鋼筋筋，鋼鋼筋筋應應從從支支座座邊邊伸伸出出至至少少為為1/5跨度度的長長度度（（l1為單單向向板板的的跨跨度度或或雙雙向向板板的的短短邊邊跨跨度度））；；②單向板板平行于板板跨方向向的板邊邊，其頂部部垂直板板邊的鋼鋼筋可按按構造適適當配置置；③在墻角處，板板頂面面常發(fā)發(fā)生與與墻大大約成成45oo的裂縫縫，應應雙向向配置置構造造鋼筋筋網(wǎng)，，其伸伸出墻墻邊的的長度度不小小于l1/4（圖4–14）。圖4-15嵌固于于墻內(nèi)內(nèi)的板板邊附附加鋼鋼筋l1/5③垂垂直于于主梁梁的板板面附附加鋼鋼筋現(xiàn)澆板板的受受力鋼鋼筋與與主梁梁的肋肋部平平行時時，板板與梁梁的連連接處處也會產(chǎn)產(chǎn)生負負彎矩矩，計計算時時沒考考慮，，應沿沿梁肋肋方向向每米米長度度內(nèi)配置置不少少于5根與梁肋肋垂直直的構構造鋼鋼筋，，直徑不不小于于8mm;面積不不應小小于受受力鋼鋼筋截截面面面積的的1/3，伸入板板中的的長度度從肋肋邊算算起每每邊不不小于于板l/4。圖4-16板中與與梁肋肋垂直直的構構造鋼鋼筋1—主梁；；2—次梁；；3—板的受受力鋼鋼筋；；4—間距不不大于于200mm、直徑不不小于于6mm的構造造筋④板板內(nèi)孔孔洞周周邊的的附加加鋼筋筋板中孔孔洞削削弱板板的整整體作作用。。在孔孔洞周周圍應應予以以加強強。（a）當b或d（b為垂直直于板板的受力鋼鋼筋方方向的孔洞洞寬度度，d為圓孔孔直徑徑）小小于300mm，并小小于板板寬的的1/3時，可不設設附加加鋼筋筋，只將將受力力鋼筋筋間距距作適適當調(diào)調(diào)整，，或?qū)⑹芰α︿摻罱罾@過過孔洞洞邊，，不予予切斷斷。（b）當b或d=300～1000mm時，應應在洞洞邊每每側(cè)配配置附附加鋼鋼筋，，每側(cè)側(cè)的附加鋼鋼筋截截面面面積不不應小小于洞洞口寬寬度內(nèi)內(nèi)被切切斷鋼鋼筋截截面面面積的的1/2，且不不小于于2?10的鋼筋筋；當板厚厚大于200mm時，宜宜在板板的頂頂、底底部均均配置置附加加鋼筋筋。（c）當b或d＞1000mm時，除除按上上述規(guī)規(guī)定配配置附附加鋼鋼筋外外，在在矩形形孔洞洞四角角尚應應配置置45oo方向的的構造造鋼筋筋；在在圓孔孔周邊邊尚應應配置置2?10的環(huán)向向鋼筋筋，搭搭接長長度為為30d，并設設置直直徑≥8mm、間距距≤300mm的放射射形徑徑向鋼鋼筋。。（d）當b或d大于1000mm，并在在孔洞洞附近近有較較大的的集中荷荷載作用時時，宜宜在洞洞邊加加設肋肋梁。。當b或d大于1000mm，而板板厚小小于0.3b或0.3d時，也也宜在在洞邊邊加設設肋梁。板的設設計案案例計算簡簡圖的的確定定內(nèi)力計計算配筋計計算繪制配配筋圖圖1.荷載計計算作用在在板和和梁上上的荷荷載劃劃分范范圍如如圖4-5（a）所示示。板板通常常取1m寬的板板帶作作為計計算單單元，，板上上單位位長度度的荷荷載包包括永永久荷荷載gk和可變變荷載載qk。永久荷荷載:100mm厚鋼筋筋混凝凝土板板自重25××1.0××0.1=2.5kN/m20mm厚水泥泥砂漿漿面層重重20××1.0××0.02=0.4kN/m永久荷荷載標標準值值:gk=2.5＋0.4=2.9kN/m可變荷荷載：：可變荷荷載的的標準值值qk=6.0kN/m本例中中板的的跨度度比2≤l2/l1=6000/2500=2.4≤≤3，按單單向板板設計計。板板的跨跨度為為2.5m，按剛剛度要要求，，板厚厚h≥l/40=2500/40=63mm，初步步假定定板厚厚100mm。（一））計算算簡圖圖的確確定板的尺尺寸及及其支支承情情況如如圖4-8（a）所示示。計算跨跨度：：邊跨ln1=2500－120－200/2=2280mml01=ln1＋b/2＋h/2=2280＋200/2＋100/2=2430mml01=ln1＋a/2＋b/2=2280＋120/2＋200/2=2440mml01=1.1ln1=1.1××2280=2508mm應取l01=2430mm，但為為了計計算方方便和和安全全，取取l01=2500mm中間跨跨l02=lc=2500mml02=1.1ln2=1.1××2300=2530mm取l01=2000mm。兩跨相相差（（l02－l01）/l02=(2500－2430)/2500=2.8%＜10%，應按按等跨來來考慮慮，9跨按5跨計算算。板板的計計算簡簡圖如如圖4-8（b）所示示。（二））內(nèi)內(nèi)力計計算表4-2板的彎彎矩計計算表表截面邊跨B支座2跨中C支