鋼筋混凝土樓蓋與樓梯

第7章鋼筋混凝土樓蓋與樓梯7.1樓蓋7.2樓梯第7章鋼筋砼樓蓋與樓梯問題引入樓蓋是結(jié)構(gòu)之水平承重體系，它是房屋建筑的重要組成部分。鋼筋砼之樓蓋造價占房屋總造價之30%～40%6～12層框架結(jié)構(gòu)，占30%～50%用鋼量合理選擇樓蓋形式樓蓋分類現(xiàn)澆樓蓋（整體式樓蓋）裝配式樓蓋裝配整體式樓蓋支模綁扎鋼筋＋砼拆模預(yù)制梁、板運到工地吊裝、拼接預(yù)制梁、板吊裝、拼接現(xiàn)澆疊合層7.1樓蓋7.1.1樓蓋的類型現(xiàn)澆樓蓋按結(jié)構(gòu)形式分肋梁樓蓋、井形樓蓋、無梁樓蓋等板次梁主梁網(wǎng)格梁板柱柱帽由板、次梁、主梁組成，根據(jù)區(qū)格板的長短邊之比，又可分為單（雙）向板肋形樓蓋將縱橫兩個方向的梁做成不分主次之等高梁，形如網(wǎng)格（井式）肋梁樓蓋：井式樓蓋：無梁樓蓋：無梁，整個樓板支承在柱上，且通常加有柱帽現(xiàn)澆樓蓋特點（1）整體性好，剛度大，平面布置靈活，適用性強；（2）肋形樓蓋計算較易，構(gòu)造簡單；井形樓蓋受力均勻，適用于跨度較大的大廳等；無梁樓蓋能獲得更高的凈空，通風(fēng)采光較好。（3）與裝配式樓蓋相比，現(xiàn)澆樓蓋費工、費時、費模板，施工受季節(jié)影響。②板寬——

常用500、600、900、1200mm，當(dāng)施工條件許可時，宜用寬板。裝配式樓蓋由預(yù)制板、梁裝配而成方孔空心板長孔空心板夾心板正槽形板倒槽形板加氣配筋板實心平板圓孔空心板倒T形梁十字形梁花籃形梁T形梁矩形梁預(yù)制板尺寸①板厚——

實心板：h=l/30（l為板跨），常用60～80mm；

空心板：h=l/30～l/35，常用120、180、240mm。③標(biāo)注尺寸與實際尺寸——

板實寬比標(biāo)寬略小，板間有10～20mm縫隙；板標(biāo)長取開間或進深尺寸，實長按具體擱置情況定。裝配式樓蓋中的構(gòu)件連接當(dāng)圈梁與板未同高時，板伸進外墻≥120，伸進內(nèi)墻≥100，板縫至少一根Ф6拉結(jié)筋伸入墻內(nèi)板與梁，板與墻（圈梁）連接（7、8度設(shè)防）板與板連接當(dāng)板跨＞4.8m時，在板跨中附近加錨拉筋板與非支承墻或圈梁連接板與支承墻（梁）的連接（非抗震設(shè)防區(qū)）板與梁，板與墻（圈梁）連接（9度設(shè)防）（抗震設(shè)防區(qū)）裝配式樓蓋的平面布置縱墻承重方案橫墻承重方案縱橫墻承重方案內(nèi)框架承重方案裝配整體式樓蓋裝配后再現(xiàn)澆一疊合層板與梁為預(yù)制，拼接后再現(xiàn)澆砼疊合層疊合梁：梁與板預(yù)制，再澆搗梁上部砼裝配（整體）式樓蓋特點（1）裝配式樓蓋有利于工廠流水化生產(chǎn)，且工期短，支模少，但結(jié)構(gòu)的整體性和剛度與現(xiàn)澆樓蓋比較為差勁。一般不用在抗震設(shè)防區(qū)及高層建筑，而大多用在單層廠房或多層民用建筑。（2）裝配整體式樓蓋是綜合了裝配和現(xiàn)澆的各自優(yōu)點，即施工速度快又整體性和剛度能夠有所保證，但費用高不經(jīng)濟。l2板帶：f2=5q2l24

/384EI1）單、雙向板的劃分板次梁主梁肋形樓蓋板之受力特點單、雙向板變形特點q2q1板帶撓度l1

板帶：f1=5q1l14

/384EI板帶跨中

f1

=f2

令

l2=2l1①當(dāng)應(yīng)按雙向板計算，即在長短邊兩方向應(yīng)配置受力筋；當(dāng)時，板沿長、短邊方向均受力，即為雙向受力板

是否超過2作為判斷單雙向板之依據(jù)當(dāng)時，板主要沿短邊方向受力，即為單向受力板《規(guī)范》四邊支承板②當(dāng)宜按雙向板計算；③當(dāng)可按單向板計算，即只在短邊配受力筋在長邊配構(gòu)造筋。7.1.2單向板肋形樓蓋2）單向板肋形樓蓋的結(jié)構(gòu)平面布置主梁沿橫向布置主梁沿縱向布置布置原則：簡單明了，統(tǒng)一規(guī)整，柱網(wǎng)尺寸宜盡可能大，內(nèi)柱盡可能少。常用跨度（墻間距及柱網(wǎng)尺寸決定主、次梁跨度）①主梁：5～8m②次梁：4～6m③單向板：1.2～3m，常用

2m①工業(yè)樓面：70mm②民用樓面：60mm③屋面：60mm因板內(nèi)穿管板厚不能太小按實際情況確定板厚度

為增加房屋橫向剛度，主梁一般橫向布置，并與柱構(gòu)成框架；在混合結(jié)構(gòu)中，主梁布置在帶有壁柱的窗間墻上；次梁應(yīng)盡量避免布置在門窗洞口上，否則應(yīng)增設(shè)鋼筋混凝土過梁。最小板厚（h≥l/40）——

柱網(wǎng)、承重墻、梁、板布置按彈性理論方法計算結(jié)構(gòu)內(nèi)力板次梁主梁恒載

gθ≈0活載q恒載

gθ≠

0gqθ′<θθ′θ′次梁為板的鉸鏈支座，但只有g(shù)時θ＝0折算荷載當(dāng)作用有活載q時，則θ≠0梁板現(xiàn)澆，次梁對板轉(zhuǎn)角有約束，θ′＜θq′=q/2g′=g+q/2θ′折算荷載：加恒載減活載，但總荷載不變知識拓展活載最不利位置問題：連續(xù)梁（板）有恒載與活載共同作用。在梁上，恒載永久且不變地作用著，而活載時有時無且可大可小。欲使梁之截面內(nèi)力為最大，活載應(yīng)布置在何處？12345qABCDEF12345qqqqABCDEF12345qqABCDEF12345qq在1跨內(nèi)有活載q，則M1和VB為最大在3跨內(nèi)有活載q，則M3和

VC、VD為最大(M1)max、(M3)max、(M5)max

(M2)max、(M4)max(MB)max、(VB)max知識拓展單跨及多跨梁（板）之跨度跨數(shù)構(gòu)件

支座條件

計算跨度l0

單跨板兩端擱置在磚墻上

l0=ln+a≤ln+h一端擱置在磚墻上，一端與梁現(xiàn)澆

l0=ln+a/2≤ln+h/2兩端與梁整體現(xiàn)澆l0=ln+b梁兩端擱置在磚墻上l0=ln+a≤1.05ln多跨板邊跨

l0=ln+a/2+b/2≤ln+h/2+b/2中間跨l0=lC≤1.1ln梁邊跨l0

=ln

+a/2+b/2≤1.025ln+b/2中間跨l0=lC≤1.05ln注：ln——板、梁之凈跨；lc——支座中心線間之距離；a——板、梁在墻內(nèi)支承長度；

b——

中間支座之寬度；h——板之厚度。按彈性理論方法計算梁、板內(nèi)力，其跨度計算見下表查表計算內(nèi)力均布荷載或三角形荷載集中荷載分布荷載

P為g或q或P=g+q集中荷載P為G或Q或P=G+Q知識拓展4m4m4mABCD123內(nèi)力包絡(luò)圖=50kN=50kN48.8M=表中系數(shù)×Gl57.8M=表中系數(shù)×QlM=表中系數(shù)×Ql45.8M=表中系數(shù)×Ql106.6M1=M3=106.6kN·mM2=53.4kN·mMB=MC=115.6kN·m——各截面最不利內(nèi)力的外包圖形內(nèi)力包絡(luò)圖知識拓展按塑性理論方法計算結(jié)構(gòu)內(nèi)力結(jié)構(gòu)塑性鉸截面在一定數(shù)值彎矩作用下，發(fā)生較大幅度的轉(zhuǎn)動，形如“鉸鏈”。它是鋼筋砼塑性變形和裂縫開展的表現(xiàn)，故稱為“塑性鉸”塑性鉸與理性鉸（1）理想鉸可以自由轉(zhuǎn)動，塑性鉸只能有限轉(zhuǎn)動。（2）理想鉸不能承受彎矩，塑性鉸可以承受彎矩。（3）理想鉸為無尺寸之點，塑性鉸則有塑性鉸區(qū)。使塑性鉸轉(zhuǎn)動的Mu——塑性彎矩截面轉(zhuǎn)角（Φu-Φy）——塑性極限轉(zhuǎn)角彈性理論與塑性理論彈性理論假定材料為勻質(zhì)彈性的，截面上的一點應(yīng)力達到極限狀態(tài)即為喪失承載力塑性理論考慮了材料的塑性性能，截面上的各點應(yīng)力達到極限狀態(tài)即為喪失承載力知識拓展已知b×h＝200×450，砼C20，跨內(nèi)下部和支座上部均配有3Ф18，D和B截面的極限彎矩均為Mu＝84.23kN·m。塑性理論計算結(jié)構(gòu)內(nèi)力之法——內(nèi)力重分布彈性理論計算內(nèi)力MD＝0.156Pl，MB＝－0.188Pl，當(dāng)MB＝Mu=84.23kN·m時，P1＝112kN，而MD＝70kN·m<84.23kN·m，故△M＝84.23－70＝14.23kN·m彎矩當(dāng)D截面彎矩再增14.23kN·m時，所增的承載力P2＝14.23kN·mMD＝0.156Pl＝79kN·m，MB＝－0.188Pl＝－95kN·m知識拓展跨數(shù)構(gòu)件

支座條件

計算跨度l0

多跨板兩端擱置在磚墻上

l0=ln+a≤ln+h一端擱置在磚墻上，一端與梁現(xiàn)澆

l0=ln+a/2≤ln+h/2兩端與梁整體現(xiàn)澆l0=ln梁兩端擱置在磚墻上l0=ln+a≤1.05ln一端擱置在磚墻上，一端與梁現(xiàn)澆l0

=ln+a/2≤1.05ln兩端與支承構(gòu)件現(xiàn)澆

l0=ln按塑性理論方法計算梁、板內(nèi)力，其跨度計算見下表計算內(nèi)力（g、q——

線恒、活載設(shè)計值、——彎矩、剪力系數(shù)）兩端擱置在墻上的次梁、板的1/11-1/111/16-1/141/161/11-1/14-1/111/160.45-0.600.55－0.550.55－0.550.55－0.550.60－0.45兩端擱置在墻上的次梁、板的知識拓展正彎矩使板下部開裂次梁板1.01.01.01.00.80.80.80.80.8負彎矩使板上部開裂板的內(nèi)拱作用板的承載力計算——因跨高比l/h

和板寬皆大，故只需按彎矩計算縱向鋼筋，一般不需抗剪計算。且彎矩由內(nèi)力重分布之調(diào)幅法計算。板的內(nèi)拱作用使其承載力有所提高——對于中間跨內(nèi)和支座截面彎矩均可減20%

，但邊跨內(nèi)及第一支座截面彎矩不應(yīng)減少。周邊梁的約束使板產(chǎn)生推力3）板構(gòu)造要求與配筋單向板配筋與構(gòu)造要求(1)配筋形式——分離式：在跨中和支座均采用直鋼筋當(dāng)q/g≤3時，a＝l0/4；當(dāng)q/g＞3時，a＝l0/3直徑：d=6、8、10mm，為便于施工架立，支座負筋不宜太細(2)構(gòu)造要求間距s：70≤s≤200(h≤150)1.5h且250(h＞150)直徑：d≥6mm≥4根/m；且不少于受力筋15%間距s：s≤250mm受力鋼筋受力鋼筋分布鋼筋分布鋼筋(3)板頂構(gòu)造鋼筋沿主梁之方向板頂鋼筋數(shù)量不少于正彎矩受力筋面積的1/3，且每米板寬不少于5Φ8設(shè)在主梁上負彎矩鋼筋，距支座邊緣l0/4切斷（l0為板的短向計算跨）墻內(nèi)板頂鋼筋每米板寬不少于5Φ8伸出墻邊≥l1/7處切斷雙向布置時≥l1/4處切斷次梁的內(nèi)力用塑性內(nèi)力重分布方法計算?？鐑?nèi)按T形截面，支座按矩形截面當(dāng)?shù)瓤缁蚩绮畈砍^20%，且q/g≤3時，可按圖切斷注：As——上部縱向受力鋼筋面積；先切斷一半（As/2），再切余下（As/2）一半，剩下（As/4）。鋼筋的直徑、間距、布置方法、保護層厚度，在支座內(nèi)的錨固長度與之前所述相同4)次梁的構(gòu)造要求與配筋主梁的內(nèi)力按彈性理論方法計算。跨內(nèi)按T形截面，支座按矩形截面。1）支座截面彎矩計算

——支座邊緣截面的彎矩——支座中心處彎矩——按簡支梁計算的支座剪力——支座（柱）寬度2)主梁的有效高度h0

（支座負筋單排布置）

（支座負筋雙排布置）因按彈性方法計算時，l0以支座中心計，使得M偏大，故應(yīng)按M1

計。l0l05）主梁的構(gòu)造要求及配筋3)主梁的構(gòu)造要求（1）支承長度：伸入墻內(nèi)支承長度≥370mm。（3）主梁附加橫向鋼筋：承擔(dān)次梁的集中荷載，防止局部破壞。常用有附加吊筋和加密箍筋兩種（2）縱向受力鋼筋的彎起和切斷點：通過彎矩包絡(luò)圖上畫材料抵抗彎矩來確定，并應(yīng)滿足斜截面的抗剪承載力之要求。附加橫向鋼筋總截面之面積m、n分別為箍筋的根數(shù)和肢數(shù)1)雙向板肋形樓蓋特點①在雙向板樓蓋中，板大多為四邊支承，也可三邊支承或兩鄰邊支承。即便l2/l1≤2，若只是兩對邊支承，則就不是雙向板，而是單向板。②雙向板的受力性能比單向板好，剛度大，跨度可達5m（單向板為1.7m~

2.7m

）。不需做撓度驗算的最小厚度（mm）類別雙向板單向板單跨簡支板多跨連續(xù)板③雙向板厚度（一般取80~16