鋼筋-混凝土梁板結(jié)構(gòu)

第八章鋼筋混凝土梁板結(jié)構(gòu)

第一節(jié)鋼筋混凝土平面樓蓋概述

第二節(jié)單向板肋梁樓蓋設(shè)計

第三節(jié)雙向板肋梁樓蓋設(shè)計

第四節(jié)裝配式樓蓋設(shè)計

第五節(jié)樓梯

第六節(jié)雨篷

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鋼筋混凝土平面樓蓋是由梁、板、柱(有時無梁)組成的梁板結(jié)構(gòu)體系，它是土木與建筑工程中應(yīng)用最廣泛的一種結(jié)構(gòu)形式。圖8-1所示為現(xiàn)澆鋼筋混凝土肋梁樓蓋，由板、次梁及主梁組成，主要用于承受樓面豎向荷載。樓蓋的結(jié)構(gòu)類型有三種分類方法。按結(jié)構(gòu)形式，樓蓋可分為單向板肋梁樓蓋、雙向板肋梁樓蓋、井式樓蓋、密肋樓蓋和無梁樓蓋(又稱板柱結(jié)構(gòu))，如圖8-2所示。其中，單向板肋梁樓蓋和雙向板肋梁樓蓋的使用最為普遍。目前，我國裝配式樓蓋主要用在多層砌體房屋，特別是多層住宅中。在抗震設(shè)防區(qū)，有限制使用裝配式樓蓋的趨勢。裝配整體式樓蓋是提高裝配式樓蓋剛度、整體性和抗震性能的一種改進措施，最常見的方法是在板面做40mm厚的配筋現(xiàn)澆層。下一頁返回鋼筋-混凝土梁板結(jié)構(gòu)全文共101頁，當(dāng)前為第2頁。第一節(jié)鋼筋混凝土平面樓蓋概述

按是否預(yù)加應(yīng)力情況，樓蓋可分為鋼筋混凝土樓蓋和預(yù)應(yīng)力混凝土樓蓋兩種。預(yù)應(yīng)力混凝土樓蓋用得最普遍的是無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土平板樓蓋;當(dāng)柱網(wǎng)尺寸較大時，預(yù)應(yīng)力樓蓋可有效減少板厚，降低建筑層高。返回上一頁鋼筋-混凝土梁板結(jié)構(gòu)全文共101頁，當(dāng)前為第3頁。第二節(jié)單向板肋梁樓蓋設(shè)計

按受力特點，混凝土樓蓋中的周邊支撐板可分為單向板和雙向板兩類。只在一個方向彎曲或者主要在一個方向彎曲的板，稱為單向板;在兩個方向彎曲，且不能忽略任一方向彎曲的板稱為雙向板。一、截面選擇和布置

1.單向板的定義

(1)兩邊支撐的板應(yīng)按單向板計算。

(2)四邊支撐的板，當(dāng)長邊與短邊之間比大于或等于3.0時，可按沿短邊方向受力的單向板計算。

(3)當(dāng)按單向板設(shè)計時，除應(yīng)沿受力方向布置受力鋼筋外，尚應(yīng)在垂直受力方向布置分布鋼筋。單位長度上分布鋼筋截面面積，不宜小于單位長度上受力鋼筋截面面積的1500,且不宜小于該方向板截面面積的0.15。分布鋼筋的間距不宜大于250mm，直徑不宜小于6mm，對集中荷載較大下一頁返回鋼筋-混凝土梁板結(jié)構(gòu)全文共101頁，當(dāng)前為第4頁。第二節(jié)單向板肋梁樓蓋設(shè)計

的情況，分布鋼筋的截面面積應(yīng)適當(dāng)增加，其間距不宜大于200mm。實踐中有可靠的措施時，預(yù)制單向板的分布鋼筋，可不受本條的限制。

2.單向板截面選擇

(1)板的厚度應(yīng)由設(shè)計計算確定，即應(yīng)滿足承載力、剛度和裂縫控制的要求。

(2)板的厚度應(yīng)滿足使用要求(包括防火要求)、施工方便要求及經(jīng)濟要求。

(3)板的厚度應(yīng)滿足構(gòu)造方面的最小厚度要求，見表8-1,表8-2，并限上述兩個表中的較大值確定板的厚度。

(4)現(xiàn)澆單向板的截面厚度h與計算跨度l0的最小比值(即h/l0)，見表8-3。

(5)現(xiàn)澆單向板構(gòu)造要求的厚度h見表8-4,8-5。

(6)鋼筋混凝土現(xiàn)澆單向板跨度為1.7~2.7m較為經(jīng)濟合理。

(7)板的厚度一般為10mm的倍數(shù);板的跨度大于4m時，板的厚度應(yīng)適當(dāng)加厚;常用板的厚度為60,70,80,100,150mm等。下一頁返回上一頁鋼筋-混凝土梁板結(jié)構(gòu)全文共101頁，當(dāng)前為第5頁。第二節(jié)單向板肋梁樓蓋設(shè)計3.單向板布置

(1)板中受力鋼筋的間距，當(dāng)板厚h≤150mm時，不宜大于200mm;當(dāng)板厚h>150mm時，不宜大于1.5h，且不宜大于250mm。

(2)簡支板或連續(xù)板下部受力縱向鋼筋伸人支座的錨固長度，不應(yīng)小于5d(d為下部縱向受力鋼筋的直徑)。當(dāng)連續(xù)板內(nèi)溫度收縮應(yīng)力較大時，伸人支座的錨固長度，宜適當(dāng)增加。

(3)當(dāng)現(xiàn)澆板的受力鋼筋與梁平行時，應(yīng)沿梁長度方向配置間距不大于200mm且與梁垂直的上部構(gòu)造鋼筋，其直徑不宜小于8mm，且單位長度內(nèi)的總截面面積不宜小于板中單位寬度內(nèi)受力鋼筋截面面積的1/30該構(gòu)造鋼筋伸人板內(nèi)的長度從梁邊算起，每邊不宜小于板計算跨度的1/40

下一頁返回上一頁鋼筋-混凝土梁板結(jié)構(gòu)全文共101頁，當(dāng)前為第6頁。第二節(jié)單向板肋梁樓蓋設(shè)計(4)對和支撐結(jié)構(gòu)整體澆筑或嵌固在承重砌體墻內(nèi)的現(xiàn)澆混凝土板，應(yīng)沿支撐周邊配置上部構(gòu)造鋼筋，其直徑不宜小于8mm，間距不宜大于200mm。二、結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算

1.計算簡述現(xiàn)澆肋形樓蓋中板、次梁、主梁一般為多跨連續(xù)梁。設(shè)計連續(xù)梁時，內(nèi)力計算是主要內(nèi)容，而截面配筋計算與簡支梁、伸臂梁基本相同。鋼筋混凝土連續(xù)梁內(nèi)力計算有按彈性理論計算和考慮塑性內(nèi)力重分布的計算方法兩種方法。

(1)在現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋中，板、次梁、主梁的計算模型為連續(xù)板或連續(xù)梁，其中，次梁是板的支座，主梁是次梁的支座，柱或墻是主梁的支座。為了簡化計算，通常作如下簡化假定:下一頁返回上一頁鋼筋-混凝土梁板結(jié)構(gòu)全文共101頁，當(dāng)前為第7頁。第二節(jié)單向板肋梁樓蓋設(shè)計1)支座可以自由轉(zhuǎn)動，但沒有豎向位移;2)不考慮薄膜效應(yīng)對板內(nèi)力的影響;3)在確定板傳給次梁的荷載以及次梁傳給主梁的荷載時，分別忽略板、按簡支構(gòu)件計算支座豎向反力;4)跨數(shù)超過五跨的連續(xù)梁、板，當(dāng)各跨荷載相同，且跨度相差不超過10%時，可按五跨的等跨連續(xù)梁、板計算。

(2)為減少計算工作量，結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析時，常常不是對整個結(jié)構(gòu)進行分析，而是從實際結(jié)構(gòu)中選取有代表性的某一部分作為計算的對象，稱為計算單元。對于單向板，可取1m寬度的板帶作為其計算單元，在此范圍內(nèi)，即圖8-3中用陰影線表示的樓面均布荷載便是該板帶承受的荷載，這一負(fù)荷范圍稱為從屬面積，即計算構(gòu)件負(fù)荷的樓面面積。下一頁返回上一頁鋼筋-混凝土梁板結(jié)構(gòu)全文共101頁，當(dāng)前為第8頁。第二節(jié)單向板肋梁樓蓋設(shè)計

樓蓋中部主、次梁截面形狀都是兩側(cè)帶翼緣(板)的T形截面，每側(cè)翼緣板的計算寬度取與相鄰梁中心距的一半。次梁承受板傳來的均布線荷載，主梁承受次梁傳來的集中荷載，由上述假定3)可知，一根次梁的負(fù)荷范圍以及次梁傳給主梁的集中荷載范圍如圖8-3所示。

(3)作用在板和梁上的荷載一般有兩種:永久荷載(恒荷載)和可變荷載(活荷載)。

2.彈性理論計算鋼筋混凝土連續(xù)梁、板的內(nèi)力按彈性理論方法計算時，是假定梁板為理想彈性體系，內(nèi)力計算按結(jié)構(gòu)力學(xué)的力矩分配法進行。下一頁返回上一頁鋼筋-混凝土梁板結(jié)構(gòu)全文共101頁，當(dāng)前為第9頁。第二節(jié)單向板肋梁樓蓋設(shè)計(1)連續(xù)梁(板)所受荷載包括恒荷載和活荷載。其中恒荷載是保持不變的且布滿各跨，活荷載在各跨的分布則是隨機的。為了保證結(jié)構(gòu)在各種荷載下作用都安全可靠、就需要研究活荷載如何布置將使梁截面產(chǎn)生最大內(nèi)力的問題，即活荷載的最不利組合問題。

圖8-5所示為5跨連續(xù)梁，當(dāng)活荷載布置在不同跨間時梁的彎矩圖和剪力圖。由圖可見，當(dāng)求1,3,5跨跨中最大正彎矩時，活荷載應(yīng)布置在1,3,5跨;當(dāng)求2,4跨跨中最大正彎矩或1,3,5跨跨中最小彎矩時，活荷載應(yīng)布置在2,4跨;當(dāng)求月支座最大負(fù)彎矩及支座最大剪力時，活荷載應(yīng)布置在1、2、4跨。

圖8-6是5跨連續(xù)梁，單跨布置活荷載時的彎矩M和剪力V的圖形。研究圖8-6的彎矩和剪力分布規(guī)律以及不同組合后的效果，不難發(fā)現(xiàn)活荷載最不利布置的規(guī)律:下一頁返回上一頁鋼筋-混凝土梁板結(jié)構(gòu)全文共101頁，當(dāng)前為第10頁。第二節(jié)單向板肋梁樓蓋設(shè)計1)求某跨跨內(nèi)最大正彎矩時，應(yīng)在本跨布置活荷載，然后隔跨布置;2)求某跨跨內(nèi)最大負(fù)彎矩時，本跨不布置活荷載，而在其左右鄰跨布置，然后隔跨布置;3)求某支座絕對值最大的負(fù)彎矩時，或支座左、右截面最大剪力時，應(yīng)在該支座左右兩跨布置活荷載，然后隔跨布置。(2)均布及三角形荷載作用下

(8-3)集中荷載作用下

(8-4)下一頁返回上一頁鋼筋-混凝土梁板結(jié)構(gòu)全文共101頁，當(dāng)前為第11頁。第二節(jié)單向板肋梁樓蓋設(shè)計(3)內(nèi)力包絡(luò)圖。求出了支座截面和跨內(nèi)截面的最大彎矩值、最大剪力值后，就可進行截面設(shè)計。但這只能確定支座截面和跨內(nèi)的配筋，而不能確定鋼筋在跨內(nèi)的變化情況，例如上部縱向筋的切斷與下部縱向鋼筋的彎起，為此就需要知道每一跨內(nèi)其他截面最大彎矩和最大剪力的變化情況，即內(nèi)力包絡(luò)圖。

(4)支座彎矩和剪力設(shè)計值。按彈性理論計算連續(xù)梁內(nèi)力時，中間跨的計算跨度取為支座中心線間的距離，故所求得的支座彎矩和支座剪力都是指支座中心線的。實際上，正截面受彎承載力和斜截面承載力的控制截面應(yīng)在支座邊緣，內(nèi)力設(shè)計值應(yīng)以支座邊緣截面為準(zhǔn)，故取:

彎矩設(shè)計值

(8-5)下一頁返回上一頁鋼筋-混凝土梁板結(jié)構(gòu)全文共101頁，當(dāng)前為第12頁。第二節(jié)單向板肋梁樓蓋設(shè)計剪力設(shè)計值均布荷載(8-6)集中荷載(8-7)3.塑性內(nèi)力重分布根據(jù)鋼筋混凝土彈塑性材料的性質(zhì)，必須考慮其塑性變形內(nèi)力重分布。(1)混凝土受彎構(gòu)件的塑性鉸。塑性鉸有鋼筋鉸和混凝土鉸兩種。對于配置具有明顯屈服點鋼筋的適筋梁，塑性鉸形成的起因是受拉鋼筋先屈服，故稱為鋼筋鉸。當(dāng)截面配筋率大于界限配筋率，此時鋼筋不會屈服，轉(zhuǎn)動主要由受壓區(qū)混凝土的非彈性變形引起，故稱混凝土鉸，它的轉(zhuǎn)動量很小，截面破壞突然?；炷零q大都出現(xiàn)在受彎構(gòu)件的超筋截面或小偏心受壓構(gòu)件中，鋼筋鉸則出現(xiàn)在受彎構(gòu)件的適筋截面或大偏心受壓構(gòu)件中。下一頁返回上一頁鋼筋-混凝土梁板結(jié)構(gòu)全文共101頁，當(dāng)前為第13頁。第二節(jié)單向板肋梁樓蓋設(shè)計

顯然，在混凝土靜定結(jié)構(gòu)中，塑性鉸的出現(xiàn)就意味著承載能力的喪失，是不允許的，但在超靜定混凝土結(jié)構(gòu)中，不會把結(jié)構(gòu)變成幾何可變體系的塑性鉸是允許的。為了保證結(jié)構(gòu)有足夠的變形能力，塑性鉸應(yīng)設(shè)計成轉(zhuǎn)動能力大，延性好的鋼筋鉸。

(2)內(nèi)力重分布的過程。圖8-9(a)為跨中受集中荷載的兩跨連續(xù)梁，假定支座截面和跨內(nèi)截面的截面尺寸和配筋相同。梁的受力個討程大致可以分為三個階段:1)當(dāng)集中力F1很小時，混凝土尚未開裂，梁各部分的截面彎曲剛度的比值未改變，結(jié)構(gòu)接近彈性體系，彎矩分布由彈性理論確定，如圖8-9(b)所示。

下一頁返回上一頁鋼筋-混凝土梁板結(jié)構(gòu)全文共101頁，當(dāng)前為第14頁。第二節(jié)單向板肋梁樓蓋設(shè)計2)由于支座截面的彎矩最大，隨著荷載增大，中間支座(截面B)受拉區(qū)混凝土先開裂，截面彎曲剛度降低，但跨內(nèi)截面1尚未開裂。由于支座與跨內(nèi)截面彎曲剛度的比值降低，致使支座截面彎矩的增長率低于跨內(nèi)彎矩MB的增長率。繼續(xù)加載，當(dāng)截面1也出現(xiàn)裂縫時，截面抗彎剛度的比值有所回升，MB的增長率又有所加快。兩者的彎矩比值不斷發(fā)生變化。支座和跨內(nèi)截面在混凝土開裂前后彎矩MB和M1的變化情況如圖8-10所示。

3)當(dāng)荷載增加到支座截面月的受拉鋼筋屈服，支座塑性鉸形成，塑性鉸能承受的彎矩為Mub(此處忽略Mu

與My的差別)，相應(yīng)的荷載值為F1。再繼續(xù)增加荷載，梁從一次超靜定的連續(xù)梁轉(zhuǎn)變成了兩根簡支梁。由于跨內(nèi)截面承載力尚未耗盡，因此還可以繼續(xù)增加荷載，直至跨內(nèi)截面1也出現(xiàn)塑性鉸，梁成為幾何可變體系而破壞。設(shè)后加的那部分荷載為F2，則梁承受的總荷載為F=F1+F2

。下一頁返回上一頁鋼筋-混凝土梁板結(jié)構(gòu)全文共101頁，當(dāng)前為第15頁。第二節(jié)單向板肋梁樓蓋設(shè)計(3)內(nèi)力重分布的適用范圍和影響因素。按塑性理論方法計算，較之按彈性理論計算能節(jié)省材料，改善配筋，計算結(jié)果更符合結(jié)構(gòu)的實際工作情況，故對于結(jié)構(gòu)體系布置規(guī)則的連續(xù)梁、板的承載力計算宜盡量采用這種計算方法。通常在下列情況下，應(yīng)按彈性理論方法進行設(shè)計:1)直接承受動力荷載作用的構(gòu)件;2)要求不出現(xiàn)裂縫或處于侵蝕環(huán)境等情況下的構(gòu)件;3)處于重要部位而又要求有較大承載力儲備的構(gòu)件，如肋梁樓蓋中的主梁一般按彈性理論設(shè)計;4)采用無明顯屈服臺階鋼材配筋的構(gòu)件。下一頁返回上一頁鋼筋-混凝土梁板結(jié)構(gòu)全文共101頁，當(dāng)前為第16頁。第二節(jié)單向板肋梁樓蓋設(shè)計

內(nèi)力重分布需考慮以下三個因素:1)塑性鉸的轉(zhuǎn)動能力。塑性鉸的轉(zhuǎn)動能力主要取決于縱向鋼筋的配筋率、鋼材的品種和混凝土的極限壓應(yīng)變值。

2)斜截面承載能力。要想實現(xiàn)預(yù)期的內(nèi)力重分布，其前提條件之一是在破壞機構(gòu)形成前，不能發(fā)生因斜截面承載力不足而引起的破壞，否則將阻礙內(nèi)力重分布繼續(xù)進行。

3)正常使用條件。在考慮內(nèi)力重分布時，應(yīng)對塑性鉸的允許轉(zhuǎn)動量予以控制，也就是要控制內(nèi)力重分布的幅度。一般要求在正常使用階段不應(yīng)出現(xiàn)塑性鉸。下一頁返回上一頁鋼筋-混凝土梁板結(jié)構(gòu)全文共101頁，當(dāng)前為第17頁。第二節(jié)單向板肋梁樓蓋設(shè)計

三、彎矩調(diào)幅

(1)彎矩調(diào)幅法是一種實用設(shè)計方法，它把連續(xù)梁、板按彈性理論算得的彎矩值和剪力值進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，通常是對那些彎矩絕對值較大的截面彎矩進行調(diào)整，然后按調(diào)整后的內(nèi)力進行截面設(shè)計。截面彎矩的調(diào)整幅度用彎矩調(diào)幅系數(shù)β來表示，即

(8-8)(2)用調(diào)幅法計算等跨連續(xù)梁、板。

1)等跨連續(xù)梁。在相等均布荷載和間距相同、大小相等的集中荷載作用下，等跨連續(xù)梁各跨跨中和支座截面的彎矩設(shè)計值M可分別按下列公式計算:承受均布荷載時下一頁返回上一頁鋼筋-混凝土梁板結(jié)構(gòu)全文共101頁，當(dāng)前為第18頁。鋼筋-混凝土梁板結(jié)構(gòu)全文共101頁，當(dāng)前為第19頁。鋼筋-混凝土梁板結(jié)構(gòu)全文共101頁，當(dāng)前為第20頁。鋼筋-混凝土梁板結(jié)構(gòu)全文共101頁，當(dāng)前為第21頁。鋼筋-混凝土梁板結(jié)構(gòu)全文共101頁，當(dāng)前為第22頁。鋼筋-混凝土梁板結(jié)構(gòu)全文共101頁，當(dāng)前為第23頁。鋼筋-混凝土梁板結(jié)構(gòu)全文共101頁，當(dāng)前為第24頁。鋼筋-混凝土梁板結(jié)構(gòu)全文共101頁，當(dāng)前為第25頁。鋼筋-混凝土梁板結(jié)構(gòu)全文共101頁，當(dāng)前為第26頁。鋼筋-混凝土梁板結(jié)構(gòu)全文共101頁，當(dāng)前為第27頁。鋼筋-混凝土梁板結(jié)構(gòu)全文共101頁，當(dāng)前為第28頁。鋼筋-混凝土梁板結(jié)構(gòu)全文共101頁，當(dāng)前為第29頁。鋼筋-混凝土梁板結(jié)構(gòu)全文共101頁，當(dāng)前為第30頁。鋼筋-混凝土梁板結(jié)構(gòu)全文共101頁，當(dāng)前為第31頁。鋼筋-混凝土梁板結(jié)構(gòu)全文共101頁，當(dāng)前為第32頁。鋼筋-混凝土梁板結(jié)構(gòu)全文共101頁，當(dāng)前為第33頁。鋼筋-混凝土梁板結(jié)構(gòu)全文共101頁，當(dāng)前為第34頁。第二節(jié)單向板肋梁樓蓋設(shè)計(8-11)承受集中荷載時

(8-12)2)等跨連續(xù)板。承受均布荷載的等跨連續(xù)單向板，各跨跨中及支座截面的彎矩設(shè)計值M可按下式計算

(8-15)下一頁返回上一頁鋼筋-混凝土梁板結(jié)構(gòu)全文共101頁，當(dāng)前為第35頁。第二節(jié)單向板肋梁樓蓋設(shè)計(3)用調(diào)幅法計算不等跨連續(xù)梁、板。相鄰兩跨的長跨與短跨之比小于1.10的不等跨連續(xù)梁、板，在均布荷載或間距相同、大小相等的集中荷載作用下，各跨跨中及支座截面的彎矩設(shè)計值和剪力設(shè)計值仍可按上述等跨連續(xù)梁、板的規(guī)定確定。對于不滿足上述條件的不等跨連續(xù)梁、板或各跨荷載值相差較大的等跨連續(xù)梁、板，現(xiàn)行規(guī)范提出了簡化方法，可分別按下列步驟進行計算:1)不等跨連續(xù)梁。

①按荷載的最不利布置，用彈性理論分別求出連續(xù)梁各控制截面的彎矩最大值Me。

②在彈性彎矩的基礎(chǔ)上，降低各支座截面的彎矩，其調(diào)幅系數(shù)β不宜超過0.2;在進行正截面受彎承載力計算時，連續(xù)梁各支座截面的彎矩設(shè)計值可按下列公式計算:

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當(dāng)連續(xù)梁擱置在墻上時

(8-16)當(dāng)連續(xù)梁兩端與梁或柱整體連接時

(8-17)③連續(xù)梁各跨中截面的彎矩不宜調(diào)整，其彎矩設(shè)計值取考慮荷載最不利布置并按彈性理論求得的最不利彎矩值和按式(8-10)算得的彎矩之間的大值。

④連續(xù)梁各控制截面的剪力設(shè)計值，可按荷載最不利布置，根據(jù)調(diào)整后的支座彎矩用靜力平衡條件計算，也可近似取考慮活荷載最不利布置按彈性理論算得的剪力值。下一頁返回上一頁鋼筋-混凝土梁板結(jié)構(gòu)全文共101頁，當(dāng)前為第37頁。第二節(jié)單向板肋梁樓蓋設(shè)計2)不等跨連續(xù)板。①從較大跨度板開始，在下列范圍內(nèi)選定跨中的彎矩設(shè)計值:

邊跨(8-18)

中間跨(8-19)②按照所選定的跨中彎矩設(shè)計值，由靜力平衡條件，來確定較大跨度的兩端支座彎矩設(shè)計值，再以此支座彎矩設(shè)計值為已知值，重復(fù)上述條件和步驟確定鄰跨的跨中彎矩和相鄰支座的彎矩設(shè)計值。下一頁返回上一頁鋼筋-混凝土梁板結(jié)構(gòu)全文共101頁，當(dāng)前為第38頁。第二節(jié)單向板肋梁樓蓋設(shè)計

四、梁和板的配筋計算

(1)通過內(nèi)力根據(jù)正截面抗彎承載力計算，確定各跨跨中及各支座截面的配筋。板在一般情況下能滿足斜截面受剪承載力要求，設(shè)計時不進行受剪承載力計算。

(2)連續(xù)次梁、主梁在進行正截面承載力計算時，板可作為梁的翼緣，因此在跨中正彎矩作用區(qū)段，板處在梁的受壓區(qū)，梁應(yīng)按T形截面計算。而在支座附近(或跨中)的負(fù)彎矩作用區(qū)段，板處在梁的受拉區(qū)，梁應(yīng)按矩形截面計算。

(3)在進行主梁支座截面承載力計算時，應(yīng)根據(jù)主梁負(fù)彎矩縱筋的實際位置來確定截面的有效高度h0，如圖8-11所示。由于在主梁支座處，次梁與主梁負(fù)彎矩鋼筋相互交叉重疊，而主梁鋼筋一般均在次梁鋼筋下面，主梁支座截面凡、應(yīng)較一般次梁取值為低，具體為(對I類環(huán)境):下一頁返回上一頁鋼筋-混凝土梁板結(jié)構(gòu)全文共101頁，當(dāng)前為第39頁。第二節(jié)單向板肋梁樓蓋設(shè)計

當(dāng)為單排鋼筋時h0=h-(50~60)mm

當(dāng)為雙排鋼筋時h0=h-(70~80)mm(4)次梁內(nèi)力可按塑性理論方法計算，而主梁內(nèi)力則應(yīng)按彈性理論方法計算。

(5)附加橫向鋼筋應(yīng)布置在長度為s=2h1十3b的范圍內(nèi)(圖8-12，以便能充分發(fā)揮作用。附加橫向鋼筋可采用附加箍筋和吊筋，宜優(yōu)先采用附加箍筋。附加箍筋和吊筋的總截面面積按下式計算

(8-20)返回上一頁鋼筋-混凝土梁板結(jié)構(gòu)全文共101頁，當(dāng)前為第40頁。第三節(jié)雙向板肋梁樓蓋設(shè)計

一、雙向板的受力特點及試驗結(jié)果用彈性力學(xué)理論來分析，雙向板的受力特征不同于單向板，它在兩個方向的橫截面上都作用有彎矩和剪力，且還有扭矩;而單向板則只是認(rèn)為一個方向作用有彎矩和剪力，另一方向不傳遞荷載，雙向板的受力鋼筋應(yīng)沿兩個方向配置。雙向板中因有扭矩的存在，使板的四角有翹起的趨勢，受到墻的約束后，使板的跨中彎矩減少，剛度較大。因此雙向板的受力性能比單向板優(yōu)越，其跨度可達(dá)5m左右(單向板常用跨度僅1.7~2.7m。下一頁返回鋼筋-混凝土梁板結(jié)構(gòu)全文共101頁，當(dāng)前為第41頁。第三節(jié)雙向板肋梁樓蓋設(shè)計

二、雙向板內(nèi)力計算

1.按彈性理論計算

(1)單跨雙向板。當(dāng)板厚遠(yuǎn)小于板短邊邊長的1/30，且板的撓度遠(yuǎn)小于板的厚度時，雙向板可按彈性薄板理論計算，但比較復(fù)雜，為了工程應(yīng)用，對于矩形板已制成表格，見附表10一附表15，可供查用。表中列出在均布荷載作用下六種支撐情況板的彎矩系數(shù)和撓度系數(shù)。計算時，只需根據(jù)實際支撐情況和短跨與長跨的比值，直接查出彎矩系數(shù)，即可算得有關(guān)彎矩

m=表中系數(shù)×ql012下一頁返回上一頁鋼筋-混凝土梁板結(jié)構(gòu)全文共101頁，當(dāng)前為第42頁。第三節(jié)雙向板肋梁樓蓋設(shè)計(2)多跨雙向板。連續(xù)雙向板內(nèi)力的精確計算更為復(fù)雜，在設(shè)計中一般采用實用計算方法，通過對雙向板上活荷載的最不利布置以及支撐情況等合理的簡化，將多區(qū)格連續(xù)板轉(zhuǎn)化為單區(qū)格板進行計算。該法假定其支撐梁抗彎剛度很大，梁的豎向變形忽略不計，抗扭剛度很小，可以轉(zhuǎn)動;當(dāng)在同一方向的相鄰最大與最小跨度之差小于20%時，可按下述方法計算。

1)各區(qū)格板跨中最大彎矩的計算。多區(qū)格連續(xù)雙向板荷載采用棋盤式布置「圖8-14(a)」,此時在活荷載作用的區(qū)格內(nèi)，將產(chǎn)生跨中最大彎矩。

在圖8-14(b)所示的荷載作用下，為了能利用單區(qū)格雙向板的內(nèi)力計算系數(shù)表計算連續(xù)雙向板，可以采用下列近似方法:把棋盤式布置的荷載分解為各跨滿布的對稱荷載和各跨向上向下相間作用的反對稱荷載「圖8-14(c),(d)」。下一頁返回上一頁鋼筋-混凝土梁板結(jié)構(gòu)全文共101頁，當(dāng)前為第43頁。鋼筋-混凝土梁板結(jié)構(gòu)全文共101頁，當(dāng)前為第44頁。第三節(jié)雙向板肋梁樓蓋設(shè)計

在對稱荷載作用下，將所有中間區(qū)格板均可視為四邊固定雙向板;邊、角區(qū)格板的外邊界條件如樓蓋周邊視為簡支，則其邊區(qū)格可視為三邊固定一邊簡支雙向板;角區(qū)格板可視為兩鄰邊固定兩鄰邊簡支雙向板。這樣，根據(jù)各區(qū)格板的四邊支撐情況，即可分別求出在對稱荷載作用作用下的跨彎矩。在反對稱荷載作用下，忽略梁的扭轉(zhuǎn)作用，將所有中間支座均可視為簡支支座，如樓蓋周邊視為簡支，則所有各區(qū)格板均可視為四邊簡支板，于是可以求出反對稱荷載作用作用下的跨中彎矩。最后將各區(qū)格板在上述兩種荷載作用下的跨中彎矩相疊加，即得到各區(qū)格板的跨中最大彎矩。下一頁返回上一頁鋼筋-混凝土梁板結(jié)構(gòu)全文共101頁，當(dāng)前為第45頁。第三節(jié)雙向板肋梁樓蓋設(shè)計2)支座最大彎矩的計算。求支座最大彎矩，應(yīng)考慮活荷載的最不利布置，為簡化計算，可近似認(rèn)為恒荷載和活荷載皆滿布在連續(xù)雙向板所有區(qū)格時支座產(chǎn)生最大彎矩。此時，可視各中間支座均為固定，各周邊支座為簡支，求得各區(qū)格板中各固定邊的支座彎矩。但對某些中間支座，由相鄰兩個區(qū)格板求出的支座彎矩常常并不相等，則可近似地取其平均值作為該支座彎矩值。

2.雙向板支撐梁設(shè)計如果假定塑性鉸線上沒有剪力，則由塑性鉸線劃分的板塊范圍就是雙向板支撐梁的負(fù)荷范圍，如圖8-15所示。近似認(rèn)為斜向塑性鉸線是45°傾角。沿短跨方向的支撐梁承受板面?zhèn)鱽淼娜切畏植己奢d;沿長跨方向的支撐梁承受板面?zhèn)鱽淼奶菪畏植己奢d。按彈性理論設(shè)計計算梁的支座彎矩時，可按支座彎矩等效的原則，按下式將三角形荷載和梯形荷載等效為均布荷載Pe。下一頁返回上一頁鋼筋-混凝土梁板結(jié)構(gòu)全文共101頁，當(dāng)前為第46頁。第三節(jié)雙向板肋梁樓蓋設(shè)計三角形荷載作用時

(8-26)梯形荷載作用時

(8-27)(8-28)下一頁返回上一頁鋼筋-混凝土梁板結(jié)構(gòu)全文共101頁，當(dāng)前為第47頁。第三節(jié)雙向板肋梁樓蓋設(shè)計

三、雙向板的截面設(shè)計與構(gòu)造要求

(1)雙向板的板厚一般為80~160mm。為滿足板的剛度要求，簡支板厚應(yīng)不小于l0/45,連續(xù)板厚不小于l0/50,l0為短邊的計算跨度。

(2)雙向板跨中的受力鋼筋應(yīng)根據(jù)相應(yīng)方向跨內(nèi)最大彎矩計算，沿短跨方向的跨中鋼筋放在外側(cè)，沿長跨方向的跨中鋼筋放在內(nèi)側(cè)。

(3)雙向板的配筋形式有分離式和彎起式兩種，如圖8-15所示，通常采用分離式配筋。雙向板的其他配筋要求同單向板。

(4)雙向板的角區(qū)格板，如兩邊嵌固在承重墻內(nèi)，為防止產(chǎn)生垂直于對角線方向的裂縫，應(yīng)在板角上部配置附加的雙向鋼筋網(wǎng)，每一方向的鋼筋不少于Φ8@200，伸出長度不小于l0/4(l0為板的短跨)。返回上一頁鋼筋-混凝土梁板結(jié)構(gòu)全文共101頁，當(dāng)前為第48頁。第四節(jié)裝配式樓蓋設(shè)計

設(shè)計裝配式樓蓋時，一方面應(yīng)注意合理地進行樓蓋結(jié)構(gòu)布置和預(yù)制構(gòu)件的選型;另一方面要處理好預(yù)制構(gòu)件間的連接以及預(yù)制構(gòu)件和墻(柱)的連接。裝配式樓蓋主要有鋪板式、密肋式和無梁式等，其中鋪板式應(yīng)用最廣。鋪板式樓蓋的主要構(gòu)件是預(yù)制板和預(yù)制梁。各地大量采用的是本地的通用定型構(gòu)件，由各地預(yù)制構(gòu)件廠供應(yīng)，當(dāng)有特殊要求或施工條件受到限制時，才進行專用的構(gòu)件設(shè)計。鋪板式樓蓋的設(shè)計步驟為:(1)根據(jù)建筑平面圖、墻、柱位置，確定樓蓋結(jié)構(gòu)布置方案，排列預(yù)制梁、板;(2)選擇預(yù)制板、梁型號，并對個別非標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件進行設(shè)計，或局部采用現(xiàn)澆處理

(3)繪制施工圖，處理好樓蓋構(gòu)件的連接構(gòu)造。下一頁返回鋼筋-混凝土梁板結(jié)構(gòu)全文共101頁，當(dāng)前為第49頁。第四節(jié)裝配式樓蓋設(shè)計

一、預(yù)制板與預(yù)制梁

(1)預(yù)制板的形式。我國常用的預(yù)制板，其截面形式有空心板、正(倒)槽形板、平板和夾芯板等(圖8-16);按支撐條件又可以分為單向板和雙向板。為了節(jié)約材料，提高構(gòu)件剛度，預(yù)制板應(yīng)盡可能做成預(yù)應(yīng)力的。

(2)預(yù)制板的尺寸。板的厚度應(yīng)滿足承載力要求和剛度要求，并應(yīng)和砌體的皮數(shù)匹配。通常根據(jù)剛度要求，由高跨比來確定最小截面高度，必要時再進行變形驗算。實心板:一般取板厚h=l/30(/為板跨)，常用板厚60~80mm。預(yù)應(yīng)力空心板:h=l/30~1/35，常用截面高度有110mm和180mm兩種。鋼筋混凝土空心板:h=l/20~l/25。下一頁返回上一頁鋼筋-混凝土梁板結(jié)構(gòu)全文共101頁，當(dāng)前為第50頁。第四節(jié)裝配式樓蓋設(shè)計(3)預(yù)制梁。混合結(jié)構(gòu)房屋中的樓蓋梁往往是簡支梁或帶伸臂的簡支梁，有時也采用連續(xù)梁。梁的截面形式如圖8-17所示。圖中(b),(c)均稱花籃梁，預(yù)制板擱置在梁側(cè)挑出的小牛腿上，可以增加室內(nèi)凈高?；ɑ@梁可以是全部預(yù)制的，也可以做成疊合梁如圖8-17(g)，后者不僅增加了房屋凈空，還加強了樓蓋的整體性。兩端簡支樓蓋梁的截面高度一般為l/14~1/180二、裝配式樓蓋計算注意事項預(yù)制構(gòu)件和現(xiàn)澆構(gòu)件一樣，應(yīng)按規(guī)定進行承載能力極限狀態(tài)的計算和正常使用條件下的變形和裂縫寬度驗算。除此以外，預(yù)制構(gòu)件尚應(yīng)按制作、運輸及安裝時的荷載設(shè)計值進行施工階段的驗算。進行吊裝驗算時，首先要確定吊裝方案，根據(jù)構(gòu)件上的吊點位置計算內(nèi)力，并在施工圖上繪出吊裝簡圖。下一頁返回上一頁鋼筋-混凝土梁板結(jié)構(gòu)全文共101頁，當(dāng)前為第51頁。第四節(jié)裝配式樓蓋設(shè)計

對構(gòu)件在運輸、堆放時的工作狀態(tài)，以及預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件在放張時的受力狀況也應(yīng)重視，必要時應(yīng)采取某些構(gòu)造措施，以防止構(gòu)件開裂。進行施工吊裝驗算時應(yīng)注意以下問題:(1)動力系數(shù):對預(yù)制構(gòu)件自身進行吊裝驗算時，應(yīng)將構(gòu)件自重乘以動力系數(shù)。

(2)吊環(huán)計算:吊環(huán)應(yīng)采用HPB235級鋼筋，嚴(yán)禁使用冷加工鋼筋。吊環(huán)埋人構(gòu)件深度不應(yīng)小于30d(d為吊環(huán)鋼筋直徑)，并應(yīng)焊接或綁扎在構(gòu)件的鋼筋骨架上。

(3)預(yù)制構(gòu)件在施工階段的安全等級，可較其使用階段的安全等級降低一級，但不得低于三級。下一頁返回上一頁鋼筋-混凝土梁板結(jié)構(gòu)全文共101頁，當(dāng)前為第52頁。第四節(jié)裝配式樓蓋設(shè)計

三、位于非抗震設(shè)防區(qū)的連接構(gòu)造裝配式樓蓋的連接包括板與板之間、板與墻(梁)之間以及梁與墻之間的連接。

(1)板與板的連接:預(yù)制板間下部縫寬約20mm，上部縫寬稍大，一般應(yīng)采用不低于Cl5的細(xì)石混凝土或不低于M15的水泥砂漿灌縫「圖8-18(a)」。

(2)板與支撐墻或支撐梁的連接:一般依靠支撐處坐漿和一定的支撐長度來保證。坐漿厚10~20mm，板在磚砌體上的支撐長度不應(yīng)小于100mm，在混凝土梁上不應(yīng)小于60mm(或80mm)，如圖8-18(d)所示。空心板兩端的孔洞應(yīng)用混凝土或磚塊堵實，避免在灌縫或澆筑樓蓋面層時漏漿。

下一頁返回上一頁鋼筋-混凝土梁板結(jié)構(gòu)全文共101頁，當(dāng)前為第53頁。第四節(jié)裝配式樓蓋設(shè)計(3)板與非支撐墻的連接:一般采用細(xì)石混凝土灌縫「圖8-18(b)」，當(dāng)沿墻有現(xiàn)澆帶時更有利于加強板與墻的連接。板與非支撐墻的連接不僅起著將水平荷載傳給橫墻的作用，還起著保證橫墻穩(wěn)定的作用。因此，當(dāng)預(yù)制板的跨度大于4.8m時，往往在板的跨中附近加設(shè)錨拉筋以加強其與橫墻的連接，具體構(gòu)造如圖8-19所示。當(dāng)橫墻上有圈梁時，可將灌縫部分與圈梁連成整體「圖8-19(c)」。(4)梁與砌體墻的連接:梁在砌體墻上的支撐長度，應(yīng)考慮梁內(nèi)受力縱筋在支撐處的錨固要求，并滿足支撐下砌體局部受壓承載力要求。當(dāng)砌體局部受壓承載力不足時，應(yīng)按計算設(shè)置梁墊。預(yù)制梁的支撐處應(yīng)坐漿，必要時應(yīng)在梁端設(shè)拉結(jié)鋼筋。下一頁返回上一頁鋼筋-混凝土梁板結(jié)構(gòu)全文共101頁，當(dāng)前為第54頁。第四節(jié)裝配式樓蓋設(shè)計

四、抗震設(shè)防區(qū)的連接構(gòu)造位于抗震設(shè)防區(qū)的多層砌體房屋，當(dāng)采用裝配式樓蓋時，在結(jié)構(gòu)布置上應(yīng)盡量采用橫墻承重方案或縱、橫墻承重方案。多層磚房樓蓋的連接應(yīng)符合下列要求:(1)當(dāng)圈梁未設(shè)在預(yù)制板的同一標(biāo)高時，板端伸進外墻的長度不應(yīng)小于120mm，伸進內(nèi)墻的長度不宜小于100mm，且不小于80mm，在梁上不應(yīng)小于80mm。

(2)當(dāng)板距大于4.8m，并與外墻平行時，靠外墻的預(yù)制板側(cè)邊應(yīng)與墻或圈梁拉結(jié)，板縫用細(xì)石混凝土填實。

(3)房屋端部大房間的樓蓋，8度區(qū)的屋蓋和9度區(qū)的樓、屋蓋，當(dāng)圈梁設(shè)在板底時，預(yù)制板應(yīng)相互拉結(jié)，并與梁、墻或圈梁拉結(jié)(圖8-20)。下一頁返回上一頁鋼筋-混凝土梁板結(jié)構(gòu)全文共101頁，當(dāng)前為第55頁。第四節(jié)裝配式樓蓋設(shè)計(4)如遇圈梁位于預(yù)制板邊的情況，此時應(yīng)先擱置預(yù)制板，然后再澆筑圈梁。

(5)梁與圈梁、梁與砌體的錨拉可參考圖8-22處理。返回上一頁鋼筋-混凝土梁板結(jié)構(gòu)全文共101頁，當(dāng)前為第56頁。第五節(jié)樓梯

樓梯是多層及高層房屋的豎向通道，是房屋的重要組成部分。鋼筋混凝土樓梯由于經(jīng)濟耐用，耐火性能好，因而被廣泛采用。樓梯的外形和幾何尺寸由建筑設(shè)計確定。目前樓梯的類型較多，按施工方法的不同，可分為整體式樓梯和裝配式樓梯。按梯段結(jié)構(gòu)形式的不同，可分為板式、梁式、螺旋式和對折式。常見的類型是板式和梁式兩種。板式樓梯由梯段板、平臺板和平臺梁組成(圖8-23)。梁式樓梯由踏步板、梯段梁、平臺板和平臺梁組成(圖8-24)。下一頁返回鋼筋-混凝土梁板結(jié)構(gòu)全文共101頁，當(dāng)前為第57頁。第五節(jié)樓梯

一、現(xiàn)澆梁式樓梯

1.踏步板梁式樓梯的踏步板為兩端支撐在梯段梁上的單向板「圖8-25(a)」，為了方便，可在豎向切出一個踏步作為計算單元「圖8-25(b)

」，其截面為梯形，可按截面面積相等的原則簡化為同寬度的矩形截面的簡支梁計算，計算簡圖如圖8-25(c)所示。斜板部分厚度一般取30~40mm。踏步板配筋除按計算確定外，要求每個踏步一般不宜少于2Φ6受力鋼筋，布置在踏步下面斜板中，并沿梯段布置間距不大于300mm的分布鋼筋，如圖8-26所示。下一頁返回上一頁鋼筋-混凝土梁板結(jié)構(gòu)全文共101頁，當(dāng)前為第58頁。第五節(jié)樓梯2.梯段梁梯段梁兩端支撐在平臺梁上，承受踏步板傳來的荷載和自重。圖8-27(a)為其縱剖面。計算內(nèi)力，與板式樓梯中梯段板的計算原理相同，可簡化為簡支斜梁，再將其化作水平梁計算，計算簡圖如圖8-27(b)所示，其最大彎矩和最大剪力按下式計算(軸向力變不予考慮)。

3.平臺梁與平臺板梁式樓梯的平臺梁、平臺板按簡支梁計算，承受平臺板傳來的均布荷載和其自重梯段梁傳來的集中荷載。平臺梁的計算簡圖如圖8-29所示。下一頁返回上一頁鋼筋-混凝土梁板結(jié)構(gòu)全文共101頁，當(dāng)前為第59頁。第五節(jié)樓梯

二、現(xiàn)澆板式樓梯

1.梯段板計算梯段板時，可取出1m寬板帶或以整個梯段板作為計算單元。梯段板為兩端支撐在平臺梁上的斜板，圖8-30(a)為其縱剖面。內(nèi)力計算時，可以簡化為簡支斜板，計算簡圖如圖8-30(b)所示:斜坡又可分作水平板計算「圖8-30(c)」，計算跨度按斜板的水平投影長度取值，但荷載亦同時化作沿斜板水平投影長度上的均布荷載。

2.平臺板平臺板一般均屬單向板(有時也可能是雙向板)，當(dāng)板的兩邊均與梁整體連接時，考慮梁對板的彈性約束，板的跨中彎矩也可按M=(g+q)l02/10計算。當(dāng)板的一邊與梁整體連接而另一邊支撐在墻上時，板的跨中彎矩則應(yīng)按M=(g+q)l02/8計算，式中l(wèi)0為平臺板的計算跨度。下一頁返回上一頁鋼筋-混凝土梁板結(jié)構(gòu)全文共101頁，當(dāng)前為第60頁。第五節(jié)樓梯3.平臺梁平臺梁兩端一般支撐在樓梯間構(gòu)造柱或承重墻上，承受梯段板、平臺板傳來的均布荷載和自重，可按簡支的倒L形梁計算。平臺梁截面高度，一般取h0≥l0

/2(l0為平臺梁的計算跨度)。其他構(gòu)造要求與一般梁相同。返回上一頁鋼筋-混凝土梁板結(jié)構(gòu)全文共101頁，當(dāng)前為第61頁。第六節(jié)雨篷

鋼筋混凝土雨篷是房屋結(jié)構(gòu)中最常見的懸挑構(gòu)件，當(dāng)外挑長度不大于3m時，一般可不設(shè)外柱而做成懸挑結(jié)構(gòu)。其中當(dāng)外挑長度大于1.5m時，可設(shè)計成含有懸臂梁的梁板式雨篷，并按梁板結(jié)構(gòu)計算其內(nèi)力;當(dāng)外挑長度不大于1.5m時，可設(shè)計成最為簡單的懸臂板式雨篷。

(1)雨篷是由雨篷梁和雨篷板組成。雨篷梁除支撐雨篷板外，還兼有過梁的作用。

(2)雨篷實際是懸臂板結(jié)構(gòu)。因此，它的破壞有三種情況:第一種是雨篷板在支座處裂斷;第二種情況是雨篷梁受彎受扭;第三種情況是整個雨篷連梁帶板傾覆翻倒。因此，雨篷的設(shè)計應(yīng)進行雨篷板、雨篷梁和防雨篷傾覆三部分的計算。

下一頁返回鋼筋-混凝土梁板結(jié)構(gòu)全文共101頁，當(dāng)前為第62頁。第六節(jié)雨篷(3)普通梁承受彎矩和剪力，而雨篷梁除像過梁那樣，承受墻上的砌體重量和梁板本身的自重外，還要支撐雨篷板上的活荷載(0.5KN/m2)。根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2001)的規(guī)定:設(shè)計雨篷和預(yù)制小梁時，尚應(yīng)按施工或檢修集中荷載(人和工具的自重)出現(xiàn)在最不利的位置進行驗算，如圖8-36所示。

(4)雨篷板上作用的均布荷載為P，作用在雨篷梁中心線的力包括豎向力V和力矩MP(圖8-37)。

(8-34)(8-35)下一頁返回上一頁鋼筋-混凝土梁板結(jié)構(gòu)全文共101頁，當(dāng)前為第63頁。第六節(jié)雨篷

在力矩Mp作用下，雨篷梁的最大扭矩為(圖8-38)(8-36)(5)抗傾覆計算。

1)雨篷上的荷載(包括恒荷載和活荷載)除使雨篷梁受彎和受扭破壞外，還有可能使整個雨篷繞梁底外緣轉(zhuǎn)動而傾覆翻倒。但是，梁上的恒荷載(包括梁本身自重和砌體的重量等)有抵抗傾覆的能力。雨篷產(chǎn)生的力矩為M傾。雨篷梁上各荷載產(chǎn)生的力矩，為抗傾覆力矩M傾。

2)當(dāng)M傾>

M傾，雨篷傾覆翻倒。

3)為使雨篷足夠安全，設(shè)計時必須滿足下列公式