樓蓋布置方案和設計

4.2樓蓋的布置方案和設計

4.2.1樓蓋布置原則和方案

4.2.2壓型鋼板組合樓蓋的設計

4.2.3組合梁和組合板的構造要求

本節(jié)內(nèi)容樓蓋結構的作用直接承受豎向荷載的作用，并將其傳遞給豎向構件；起橫隔作用。

影響到整個結構的性能；影響到施工進程；影響到建筑的經(jīng)濟效益。

樓蓋布置方案和設計的影響4.2.1

樓蓋布置原則和方案滿足建筑設計要求較小自重便于施工有足夠的整體剛度

樓板梁系多、高層建筑的樓蓋結構組成

一般性的原則其間連接不僅起固定作用，還應傳遞水平剪力作用樓蓋結構的方案選擇原則用于多、高層建筑的樓板

現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板預制樓板壓型鋼板組合樓板衛(wèi)生間開洞較多處高度不大且無地震設防的建筑（較少采用）應與鋼梁可靠連接，且在板上澆注剛性面層預制樓板通過其底面四角的預埋件與鋼梁焊接

1）焊腳高度不應小于6mm2）焊縫長度不應小于80mm板縫的灌縫構造宜一律按抗震設防要求進行。必要時可在板縫間的梁上設抗剪件(如抗剪栓等)多用于工業(yè)建筑常見的次梁布置：等跨等間距次梁；等跨不等間距次梁(中間設走廊或不等跨框架)

用于矩形平面用于正方形平面梁系梁系的構成梁系布置時考慮的因素

鋼梁的間距要與上覆樓板類型相協(xié)調，盡量取樓板經(jīng)濟跨度以內(nèi)；（壓型鋼板組合樓板取2～3m）主梁應與豎向抗側力構件直接相連；（充分發(fā)揮整體空間作用）豎向構件縱橫兩個方向均應有主梁與之相連，以保證兩個方向的長細比不致相差懸殊；抗傾復要求豎向構件，尤其是外層豎向構件應具有較大豎向荷載，梁系布置應能使盡量多的樓面重力荷載份額傳遞到豎向構件；（如，設置斜向主梁）為減小樓蓋結構的高度，主次梁通常不采取疊接方式.主梁和次梁的連接宜采用簡支連接；（其傳遞荷載為次梁的梁端剪力，并考慮連接的偏心引起的附加彎矩，可不考慮主梁扭轉）必要時也可采用剛性連接。

主次梁連接（一）簡支連接實例主梁與次梁的鉸接連接主次梁連接（二）剛性連接4.2.2壓型鋼板組合樓蓋的設計(b)

通常的布置方案(a)

不設次梁時的布置方案保證樓板和鋼梁之間可靠地傳遞水平剪力

壓型鋼板組合樓蓋中，壓型鋼板與混凝土的聯(lián)結應符合下列形式之一：一.依靠壓型鋼板的縱向波槽（圖a）二.依靠壓型鋼板上的壓痕，開的小

洞或沖成的不閉合孔眼（圖b）三.依靠壓型鋼板上焊接的橫向鋼

筋（圖c）

在任何情況下均應設置端部錨固件（圖d）抗剪栓釘?shù)牟贾?/p>

抗剪栓釘?shù)牟贾每辜羲ㄡ攭盒弯摪迮c抗剪栓釘?shù)倪B接壓型鋼板與抗剪栓釘?shù)倪B接一、剪力連接件的計算

1.當組合梁進行連接的計算時，應以支座點、彎矩絕對值最大點和零彎矩點為界限劃分為若干剪跨區(qū)。

2.每個剪跨區(qū)段內(nèi)所配置的剪力連接件的總數(shù)可按下式計算：

剪力鍵可均勻分布于該剪跨區(qū)段內(nèi)式中：

V:每個剪跨區(qū)內(nèi),混凝土與鋼梁疊合面上的縱向剪力

:每個剪力連接件的受剪承載力設計值剪跨區(qū)內(nèi)混凝土與鋼梁疊合面上的縱向剪力V:正彎矩區(qū)剪跨段

V=Af(塑性中和軸位于混凝土翼板內(nèi))

V=bcehcfcm(塑性中和軸位于鋼梁截面內(nèi))負彎矩區(qū)剪跨段

V=Asfsy每個剪跨區(qū)內(nèi)所應配置的栓釘連接件總數(shù)V:剪跨區(qū)內(nèi)混凝土與鋼梁疊合面上的縱向剪力n個栓釘連接件均勻分布于其剪跨區(qū)段內(nèi)見式4－43.每個剪跨區(qū)段內(nèi),混凝土與鋼梁疊合面上的縱向剪力可按《高層民用鋼結構技術規(guī)程》公式7.2.7-1~7.2.7.3計算4.栓釘連接件的受剪承載力設計值不僅與本身材質有關，還與混凝土等級品種有關

Ast——栓釘釘桿截面面積

Ec——混凝土彈性模量

fc——混凝土軸心抗壓強度設計值

f——栓釘鋼材的抗拉強度設計值

——栓釘材料抗拉強度最小值與屈服強度之比當栓釘材料性能等級為4.6時，取f=215N／mm2。

----(4-4)5.栓釘受剪承載力設計值的折減1）位于梁負彎矩區(qū)的栓釘，周圍混凝土對其約束的程度不如受壓區(qū)，按式(4-4)算得的栓釘受剪承載力設計值應予折減：

(a)位于連續(xù)梁中間支座上負彎矩段時：

取折減系數(shù)0.9

(b)位于懸臂梁負彎矩段時：

取折減系數(shù)0.82）當混凝土板和梁翼緣間有壓型鋼板栓釘不是直接焊在鋼梁上時時，Nvc應折減二、組合樓板和組合梁的設計組合樓板組合板非組合板（壓型鋼板僅起模板作用）考慮壓型鋼板對組合樓板承載力的貢獻壓型鋼板組合梁壓型鋼板組合樓蓋1.組合樓板設計時的基本原則組合樓板的設計考慮兩個受力階段：

1)施工階段：對作為澆注混凝土底模的壓型鋼板進 行強度和變形驗算（應計入臨時支撐的作用）。2)使用階段：對于非組合板，壓型鋼板僅作為模板 使用，按常規(guī)混凝土樓板設計；對于組合板應驗算在永久荷載和使用階段的可變荷載作用下的強度和變形（詳后）。壓型鋼板的跨中變形較大時：

撓度w0大于20mm時，確定混凝土自重應考慮撓曲效應，在全跨增加混凝土厚度0.7w0，或增設臨時支撐.2.組合樓板施工階段的設計

永久荷載：壓型鋼板、鋼筋和混凝土的自重。

可變荷載：施工荷載和附加荷載。

附加荷載：當有過量沖擊、混凝土堆放、管線和泵的荷載時考慮。驗算：采用彈性方法。力學模型：圖4-16。壓型鋼板的截面力學特性：

參見第1章.如果承載能力和變形能力不滿足要求，可加在板下設置臨時支護，以減小板跨加以驗算。施工階段力學模型的說明強邊方向(順肋)弱邊方向實質上是壓型鋼板的計算只考慮荷載沿強邊方向傳遞(單向板)

(因強邊方向的截面剛度遠大于弱邊方向)3.組合樓板使用階段的設計非組合板：按常規(guī)鋼筋混凝土樓板設計，應在壓型鋼板波槽內(nèi)設置鋼筋，并進行相應計算。組合板：

永久荷載+使用階段可變荷載變形驗算：承載力驗算：單向彎曲簡支板正截面抗彎承載力、抗沖剪承載力、斜截面抗剪承載力組合板的力學模型（一）承載力驗算的力學模型板厚不超過100mm時：

1)正彎矩計算的力學模型：單向彎曲簡支板；

2)負彎矩計算的力學模型：單向彎曲固支板。板厚超過100mm時：

1）0.5<λe<2.0時：

雙向彎曲板；

2）λe≤0.5或

λe≥2.0時：

單向彎曲板。參數(shù)λe＝μlx／ly,

μ=(Ix／Iy)1/4（異向性系數(shù)）

Ix、Iy：組合板順肋方向和垂直肋方向的截面慣性矩，計算Iy時只考慮壓型鋼板頂面以上的混凝土計算厚度hc.組合板正截面抗彎承載力驗算---按塑性設計法設計組合板正截面抗彎承載力驗算（1）x:組合板受壓區(qū)高度

x>0.55h0時，取x=0.55h0h0

:組合板有效高度yp:壓型鋼板截面應力合力至混凝土受壓區(qū)截面應力合力的距離b:壓型鋼板的波距AP:壓型鋼板波距內(nèi)的截面面積hc

:壓型鋼板頂面以上混凝土厚度f:壓型鋼板鋼材的抗拉強度設計值驗算公式0.8:考慮到起受拉鋼筋作用的壓型鋼板沒有混凝土保護層，以及中和軸附近材料強度發(fā)揮不充分等因素。組合板正截面抗彎承載力驗算（2）b-----壓型鋼板的波距hc-----壓型鋼板頂面以上混凝土厚度AP2

---塑性中和軸以上的壓型鋼板波距內(nèi)截面面積yP1,yP2

壓型鋼板受拉區(qū)截面應力合力分別至受壓區(qū)混凝土板截面和壓型鋼板截面應力合力的距離驗算公式組合板抗沖剪承載力驗算

組合板在集中荷載下的沖切力V1，應滿足:臨界周界長度組合板斜截面抗剪承載力驗算組合板一個波距內(nèi)斜截面最大剪力設計值Vin應滿足：Vin≤0.07ftbh0組合板變形驗算

組合板的撓度，應分別按荷載短期效應組合和荷載長期效應組合計算，不應超過計算跨度的1/360。組合板負彎矩區(qū)的最大裂縫寬度，

可按現(xiàn)行國家標準《鋼筋混凝土結構設計規(guī)范》的規(guī)定計算。組合板承受局部荷載時，也可取有效工作寬度bef進行計算。但有效工作寬度bef的最大值不得大于下列公式求得的值：1.抗彎計算時

簡支板：bef=bf1+2lP(1

-lP/l)

連續(xù)板：bef=bf1+[4lP(1-lP/l)]/32.抗剪計算時

bef=bf1+lP(1

-lP/l),bf1=bf+2(hc+hd

)

l：組合板跨度lP：荷載作用點到組合板較近支座的距離bf1：集中荷載在組合板中的分布寬度bf：荷載寬度hc

：壓型鋼板頂面以上的混凝土計算厚度

hd

：地板飾面層厚度4.組合梁的設計對于中間梁，bc1

=bc2.bc1尚不應超過混凝土翼板實際外伸長度s1;bc2不應超過凈距s0的1/2;混凝土翼板計算厚度：

普通鋼筋混凝土翼板：

取原厚度ho

帶壓型鋼板的混凝土翼板：

取hc混凝土翼板有效寬度bce：

bce=b0+bc1+bc2

b0：鋼梁上翼緣寬度

bc1,bc2：各取梁跨度l的1/6和翼緣板

厚度hc的6倍中的較小值

換算寬度的折算受壓混凝土翼板的有效寬度bce與鋼材等效的換算寬度beq彈性分析時bcebeq換算公式：荷載標準組合：beq=bce/αE

荷載準永久組合：beq=bce/（2αE）αE：鋼材彈性模量與混凝土彈性模量的比值組合梁的正截面受彎承載力驗算

連續(xù)組合梁分析時可考慮塑性發(fā)展，此時滿足以下條件在混凝土翼板的有效寬度內(nèi)，縱向鋼筋和鋼梁受拉及受壓應力均達到強度設計值；塑性中和軸受拉側的混凝土強度設計值可忽略不計；塑性中和軸受壓側的混凝土截面均勻受壓，并達到彎曲抗壓強度設計值。驗算公式（一）正彎矩作用

A:鋼梁截面面積

Ac:鋼梁受壓區(qū)截面面積

負彎矩作用

驗算公式（二）縱向鋼筋截面形心線As:翼板有效寬度范圍內(nèi)鋼筋截面面積Mp:鋼梁截面的全塑性彎曲承載力

視全部剪力由鋼梁腹板承受：組合梁的受剪承載力驗算hw、tw:分別為鋼梁腹板的高度和厚度；

fv：塑性設計時鋼梁鋼材的抗剪強度設計值.4.2.3組合梁和組合板的構造要求1.組合梁栓釘連接件的設置,必須與鋼梁焊接,且應符合下列規(guī)定:當栓釘焊于鋼梁受拉翼緣時,其直徑不得大于翼緣板厚度的1.5倍當栓釘焊于無拉應力部位時,其直徑不得大于翼緣板厚度的2.5倍栓釘沿梁軸線方向布置,其間距不得小于5d(d為栓釘直徑);栓釘垂直于軸線布置,其間距不得小于4d,邊距不得小于35mm;當栓釘穿透鋼板焊接于鋼梁時,其直徑不得大于19mm,焊后栓釘高度應大于壓型鋼板波高加30mm;栓釘頂面的混凝土保護層厚度不應小于15mm;2.組合板在下列情況之一時應配置鋼筋為組合板提供儲備承載力的附加抗拉鋼筋;在連續(xù)組合板或懸臂組合板的負彎矩區(qū)配置連續(xù)鋼筋;在集中荷載區(qū)段和孔洞周圍配置分布鋼筋;改善防火效果的受拉鋼筋;在壓型鋼板上翼緣焊接橫向鋼筋,應配置在剪跨區(qū)段內(nèi),

其間距宜為150~300mm;3.連續(xù)組合梁或組合板在中間支座負彎矩區(qū)的上部縱向鋼筋，應

伸過梁的反彎點，并應留出錨固長度和彎鉤，下部縱向鋼筋在支座處應連續(xù)配置，不得中斷。4.組合板用的壓型鋼板應采用鍍鋅鋼板，其鍍鋅層厚度尚應滿足在使用期間不致銹損的要求。5.用于組合板的壓型鋼板凈厚度（不包括鍍鋅層或飾面層厚度)

不應