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混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新世紀(jì)普通高等教育土木工程類(lèi)課程規(guī)劃教材目錄第1章緒論第2章混凝土樓板結(jié)構(gòu)第3章單層廠房結(jié)構(gòu)第4章多層框架結(jié)構(gòu)第2章混凝土樓板結(jié)構(gòu)本章介紹了樓蓋的結(jié)構(gòu)布置、選型、現(xiàn)澆整體肋梁樓蓋按彈性理論和考慮塑性?xún)?nèi)力重分布理論計(jì)算內(nèi)力的方法及連續(xù)梁、板截面設(shè)計(jì)特點(diǎn);建立了折算荷載、內(nèi)力包絡(luò)圖、塑性鉸、內(nèi)力重分布、彎矩調(diào)幅等概念;給出了結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求。此外,還介紹了井式樓蓋、無(wú)梁樓蓋的受力特點(diǎn)、設(shè)計(jì)方法及應(yīng)用場(chǎng)合,板式樓梯、梁式樓梯和雨篷的受力特點(diǎn)、設(shè)計(jì)計(jì)算方法及配筋構(gòu)造要點(diǎn)。并附有單向板、雙向板肋梁樓蓋及樓梯的設(shè)計(jì)實(shí)例及配筋圖。2混凝土樓板結(jié)構(gòu)本章提要梁板結(jié)構(gòu)是由梁和板組成的水平承重結(jié)構(gòu)體系,其支承體系一般由柱或墻等豎向構(gòu)件組成。應(yīng)用:工業(yè)與民用建筑的樓蓋、屋蓋、陽(yáng)臺(tái)、雨篷、樓梯和筏板基礎(chǔ)等,還可應(yīng)用于橋梁的橋面結(jié)構(gòu)、水池的底板和頂板、擋土墻等。2混凝土樓板結(jié)構(gòu)2.1概述
2.1.1樓蓋的結(jié)構(gòu)類(lèi)型現(xiàn)澆混凝土樓蓋可分為:肋梁樓蓋井式樓蓋無(wú)梁樓蓋密肋樓蓋2混凝土樓板結(jié)構(gòu)2.1概述圖2-1現(xiàn)澆樓蓋的結(jié)構(gòu)類(lèi)型單向板肋梁樓蓋和雙向板肋梁樓蓋肋梁樓蓋一般由板、次梁和主梁組成。傳力路線為:板→次梁→主梁→柱或墻→基礎(chǔ)。肋梁樓蓋中的主梁可以是連續(xù)梁,也可以與柱子構(gòu)成框架結(jié)構(gòu),即主梁是框架梁。2混凝土樓板結(jié)構(gòu)2.1概述用梁將樓板劃分成若干個(gè)正方形或接近正方形的小區(qū)格,兩個(gè)方向的梁截面相同,不分主梁和次梁,都直接承受板傳來(lái)的荷載,整個(gè)樓蓋支承在結(jié)構(gòu)周邊的墻、柱或邊梁上,這種樓蓋稱(chēng)為井式樓蓋。2混凝土樓板結(jié)構(gòu)2.1概述不設(shè)梁,將板直接支承在柱上,樓面荷載直接由板傳給柱,這種樓蓋稱(chēng)為無(wú)梁樓蓋。無(wú)梁樓蓋與柱構(gòu)成板柱結(jié)構(gòu),在柱的上端通常要設(shè)置柱帽。2混凝土樓板結(jié)構(gòu)2.1概述由間距較密、肋高較小的小梁作為樓板的支承構(gòu)件而形成的樓蓋稱(chēng)為密肋樓蓋,分為單向板密肋樓蓋、雙向板密肋樓蓋。2混凝土樓板結(jié)構(gòu)2.1概述
按施工方法,可將混凝土樓蓋分為現(xiàn)澆式、裝配式和裝配整體式三種?,F(xiàn)澆式樓蓋:整體性好,剛度大,抗震性強(qiáng),防水性能好。缺點(diǎn)是需要大量模板,工期較長(zhǎng)。裝配式樓蓋:施工速度快,但整體剛度差,不利于抗震。裝配整體式樓蓋是在預(yù)制板和預(yù)制梁上現(xiàn)澆一疊合層而將整個(gè)樓蓋形成整體,兼有現(xiàn)澆式樓蓋和裝配式樓蓋的優(yōu)點(diǎn),剛度和抗震性能也介于上述兩種樓蓋之間。按結(jié)構(gòu)的初始應(yīng)力狀態(tài),可分為鋼筋混凝土樓蓋和預(yù)應(yīng)力混凝土樓蓋兩種。2混凝土樓板結(jié)構(gòu)2.1概述2.1.2單向板和雙向板四邊支承的板,當(dāng)板上荷載主要沿短跨方向傳遞給支承構(gòu)件,而沿長(zhǎng)跨方向傳遞的荷載可忽略不計(jì),這種主要沿短跨方向彎曲的板稱(chēng)為單向板。當(dāng)板上的荷載將沿兩個(gè)方向傳遞給支承構(gòu)件,其中任一方向的受力均不能忽略,這種在兩個(gè)方向彎曲的板稱(chēng)為雙向板。2混凝土樓板結(jié)構(gòu)2.1概述2.1.2單向板和雙向板2混凝土樓板結(jié)構(gòu)2.1概述圖2-2四邊支承板的荷載傳遞q=q1+q22混凝土樓板結(jié)構(gòu)2.1概述
如果忽略鋼筋在兩個(gè)方向的位置差別和數(shù)量不同等影響,取I1=I2,則
當(dāng)l02/l01=2時(shí),k1=0.941,k2=0.059。
當(dāng)l02/l01>2時(shí),為單向板。
當(dāng)l02/l01≤2時(shí),為雙向板。2混凝土樓板結(jié)構(gòu)2.1概述《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010-2010)規(guī)定:兩對(duì)邊支承的板應(yīng)按單向板計(jì)算。對(duì)于四邊支承的板,當(dāng)長(zhǎng)邊與短邊長(zhǎng)度之比不大于2.0時(shí),應(yīng)按雙向板計(jì)算;當(dāng)長(zhǎng)邊與短邊長(zhǎng)度之比大于2.0,但小于3.0時(shí),宜按雙向板計(jì)算,如按單向板計(jì)算,應(yīng)沿長(zhǎng)邊方向布置足夠數(shù)量的構(gòu)造鋼筋;當(dāng)長(zhǎng)邊與短邊長(zhǎng)度之比不小于3.0時(shí),宜按沿短邊方向受力的單向板計(jì)算,并應(yīng)沿長(zhǎng)邊方向布置構(gòu)造鋼筋。2混凝土樓板結(jié)構(gòu)2.1概述
圖2-3均布荷載下單向板與雙向板板面荷載的傳遞2混凝土樓板結(jié)構(gòu)2.1概述2.1.3梁、板截面尺寸樓蓋結(jié)構(gòu)由梁、板組成,其梁、板截面尺寸應(yīng)滿(mǎn)足承載力、剛度、舒適度及經(jīng)濟(jì)等要求。根據(jù)受力分析和工程經(jīng)驗(yàn),表2-1給出了各種樓蓋梁、板尺寸的參考值。2混凝土樓板結(jié)構(gòu)2.1概述2混凝土樓板結(jié)構(gòu)2.2現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋的設(shè)計(jì)步驟為:1.結(jié)構(gòu)選型及平面布置,確定板厚和主、次梁的截面尺寸;2.確定梁、板的計(jì)算簡(jiǎn)圖;3.梁、板的內(nèi)力計(jì)算;4.截面配筋;5.結(jié)構(gòu)構(gòu)造設(shè)計(jì)及繪制施工圖。2混凝土樓板結(jié)構(gòu)2.2現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)2.2.1結(jié)構(gòu)平面布置單向板肋梁樓蓋的結(jié)構(gòu)平面布置:柱網(wǎng)布置、主梁布置、次梁布置。根據(jù)工程實(shí)際,單向板、次梁和主梁的常用跨度為:?jiǎn)蜗虬澹海?.7~2.5)m,一般不宜超過(guò)3.0m,荷載較大時(shí)宜取較小值;次梁:(4~6)m;主梁:(5~8)m。2混凝土樓板結(jié)構(gòu)2.2現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)單向板肋梁樓蓋的結(jié)構(gòu)平面布置方案通常有以下三種:(1)主梁橫向布置,次梁縱向布置,板的四邊支承在次梁、主梁或砌體墻上。(2)主梁沿房屋縱向布置,次梁橫向布置。(3)只布置次梁,不設(shè)主梁圖2-4單向板肋梁的平面布置2混凝土樓板結(jié)構(gòu)2.2現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)2.2.2計(jì)算簡(jiǎn)圖單向板肋梁樓蓋是由板、次梁和主梁組成。樓面荷載的傳遞路線是:荷載→板→次梁→主梁→柱或墻→基礎(chǔ)。圖2-5單向板肋梁樓蓋的計(jì)算簡(jiǎn)圖2混凝土樓板結(jié)構(gòu)2.2現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)1.支承條件和荷載計(jì)算(1)板取1m寬度的板帶作為計(jì)算單元,支座按不動(dòng)鉸支座考慮,單位寬板帶可簡(jiǎn)化為連續(xù)梁計(jì)算。2混凝土樓板結(jié)構(gòu)2.2現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)(2)次梁次梁支承在主梁上,當(dāng)主、次梁線剛度之比大于8時(shí),主梁可作為次梁的不動(dòng)鉸支座,次梁可簡(jiǎn)化為支承于主梁和砌體墻上的連續(xù)梁。2混凝土樓板結(jié)構(gòu)2.2現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)(3)主梁當(dāng)梁柱節(jié)點(diǎn)兩側(cè)梁的線剛度之和與節(jié)點(diǎn)上下柱的線剛度之和的比值大于5時(shí),柱端對(duì)主梁的轉(zhuǎn)動(dòng)約束可忽略,而柱的受壓變形通長(zhǎng)很小,此時(shí)可將柱作為主梁的不動(dòng)鉸支座,主梁可簡(jiǎn)化為支承于柱子或砌體墻上的連續(xù)梁。2混凝土樓板結(jié)構(gòu)2.2現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)2.計(jì)算跨度梁、板的計(jì)算跨度l0是指在內(nèi)力計(jì)算時(shí)所采用的跨間長(zhǎng)度,該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)件本身的剛度有關(guān)。從理論上講,某一跨的計(jì)算跨度應(yīng)取為兩端支座處轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)之間的距離。在實(shí)際計(jì)算中,計(jì)算跨度可按表2-2取小值。2混凝土樓板結(jié)構(gòu)2.2現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)2混凝土樓板結(jié)構(gòu)2.2現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)3.折算荷載圖2-6次梁抗扭剛度對(duì)板的影響連續(xù)板連續(xù)次梁折算恒荷載折算活荷載折算活荷載折算恒荷載2混凝土樓板結(jié)構(gòu)2.2現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)2.2.3連續(xù)梁、板按彈性理論的內(nèi)力計(jì)算
1.活荷載的最不利布置圖2-7單跨承載時(shí)連續(xù)梁的內(nèi)力圖2混凝土樓板結(jié)構(gòu)2.2現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)2.2.3連續(xù)梁、板按彈性理論的內(nèi)力計(jì)算
1.活荷載的最不利布置圖2-8活荷載的布置2混凝土樓板結(jié)構(gòu)2.2現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)活荷載的不利布置規(guī)律:(1)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)每隔一跨布置活荷載。(2)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)布置活荷載。(3)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)彎矩的布置相同。(4)求某跨跨中最小彎矩(或負(fù)彎矩)時(shí),該跨應(yīng)不布置活荷載,而在兩相鄰跨布置活荷載,然后再每隔一跨布置活荷載。2混凝土樓板結(jié)構(gòu)2.2現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)
2.內(nèi)力計(jì)算按彈性理論計(jì)算連續(xù)梁的內(nèi)力可采用結(jié)構(gòu)力學(xué)的方法。對(duì)于常用荷載作用下的等跨、等截面連續(xù)梁,其內(nèi)力系數(shù)已編制表格供設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)查用,見(jiàn)附錄附表1。5跨以上的等跨連續(xù)梁可簡(jiǎn)化為5跨計(jì)算,即所有中間跨的內(nèi)力均取與第3跨相同;對(duì)于非等跨,但跨度相差不超過(guò)10%的連續(xù)梁可按等跨計(jì)算。2混凝土樓板結(jié)構(gòu)2.2現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)
3.內(nèi)力包絡(luò)圖將恒荷載在各截面所產(chǎn)生的內(nèi)力與各相應(yīng)截面最不利活荷載布置時(shí)所產(chǎn)生的內(nèi)力相疊加,便得到各截面可能出現(xiàn)的最不利內(nèi)力。將各截面可能出現(xiàn)的最不利內(nèi)力圖全部疊畫(huà)于同一基線上,其外包線就是內(nèi)力包絡(luò)圖。2混凝土樓板結(jié)構(gòu)2.2現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)
3.內(nèi)力包絡(luò)圖
圖2-9內(nèi)力包絡(luò)圖2混凝土樓板結(jié)構(gòu)2.2現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)
4.支座彎矩和剪力設(shè)計(jì)值均布荷載剪力設(shè)計(jì)值彎矩設(shè)計(jì)值集中荷載2混凝土樓板結(jié)構(gòu)2.2現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)2.2.4連續(xù)梁、板按塑性理論的內(nèi)力計(jì)算
1.基本概念混凝土結(jié)構(gòu)由于剛度比值改變或出現(xiàn)塑性鉸引起結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖變化,從而引起結(jié)構(gòu)各截面內(nèi)力之間的關(guān)系不再服從線彈性規(guī)律的現(xiàn)象,稱(chēng)為內(nèi)力重分布或塑性?xún)?nèi)力重分布。應(yīng)力重分布是指由于材料非線性導(dǎo)致截面上應(yīng)力分布與截面應(yīng)力分布不一致的現(xiàn)象,無(wú)論是靜定的還是超靜定的混凝土結(jié)構(gòu)都存在應(yīng)力重分布現(xiàn)象。2混凝土樓板結(jié)構(gòu)2.2現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)(2)混凝土受彎構(gòu)件的塑性鉸2混凝土樓板結(jié)構(gòu)2.2現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)與理想鉸相比,鋼筋混凝土塑性鉸的主要特點(diǎn)是:
(1)塑性鉸能承受極限彎矩,而理想鉸不能承受彎矩;
(2)塑性鉸只能沿彎矩作用方向轉(zhuǎn)動(dòng),而理想鉸可正反向轉(zhuǎn)動(dòng);
(3)塑性鉸分布在一定長(zhǎng)度區(qū)域,而理想鉸集中于一點(diǎn);
(4)塑性鉸的轉(zhuǎn)動(dòng)能力受到配筋率等的限制,與理想鉸相比,可轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)角值較小。2混凝土樓板結(jié)構(gòu)2.2現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)2連續(xù)梁、板按調(diào)幅法的內(nèi)力計(jì)算(1)彎矩調(diào)幅法的概念和原則支座彎矩的調(diào)整幅度用彎矩調(diào)幅系數(shù)β表示,即支座彎矩調(diào)整后,應(yīng)根據(jù)各跨受力平衡條件,確定跨中設(shè)計(jì)彎矩,以保證各跨的受力平衡和安全。2混凝土樓板結(jié)構(gòu)2.2現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)
彎矩調(diào)幅法按下列步驟進(jìn)行:
(1)按彈性方法計(jì)算連續(xù)梁的內(nèi)力,并確定荷載最不利布置下的結(jié)構(gòu)控制截面的彎矩最大值Me;
(2)采用調(diào)幅系數(shù)β降低各支座截面彎矩,即設(shè)計(jì)值按下式計(jì)算:2混凝土樓板結(jié)構(gòu)2.2現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)
彎矩調(diào)幅法按下列步驟進(jìn)行:(4)調(diào)幅后,支座和跨中截面的彎矩值均應(yīng)不小于簡(jiǎn)支梁最大彎矩值M0的1/3;(5)各控制截面的剪力設(shè)計(jì)值按荷載最不利布置和調(diào)幅后的支座彎矩由靜力平衡條件計(jì)算確定。2混凝土樓板結(jié)構(gòu)2.2現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)2混凝土樓板結(jié)構(gòu)2.2現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)應(yīng)用彎矩調(diào)幅法在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵守下列原則:(1)對(duì)于鋼筋混凝土梁支座或節(jié)點(diǎn)邊緣截面的負(fù)彎矩調(diào)幅系數(shù)不宜大于25%;鋼筋混凝土板的負(fù)彎矩調(diào)幅系數(shù)不宜大于20%??刂普{(diào)幅系數(shù)是為了避免塑性鉸的塑性轉(zhuǎn)角需求過(guò)大,并使得正常使用階段的裂縫寬度不致過(guò)大。(2)為保證塑性鉸具有足夠的轉(zhuǎn)動(dòng)能力,彎矩調(diào)幅后的梁端截面相對(duì)受壓區(qū)高度應(yīng)滿(mǎn)足ξ≤0.35且ξ≥0.1;受力鋼筋宜采用HRB400級(jí)和HRB500級(jí)熱扎鋼筋,也可采用HPB300級(jí)熱扎鋼筋;混凝土強(qiáng)度等級(jí)宜采用C25~C45。2混凝土樓板結(jié)構(gòu)2.2現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)(3)為避免梁因受剪破壞影響塑性?xún)?nèi)力重分布,應(yīng)在可能出現(xiàn)塑性鉸的區(qū)段將計(jì)算所需的箍筋面積增大20%。為了避免斜拉破壞,配置的受剪箍筋配筋率的下限值應(yīng)滿(mǎn)足下式要求:圖2-14受剪箍筋增大區(qū)段示意圖2混凝土樓板結(jié)構(gòu)2.2現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)(2)用調(diào)幅法計(jì)算等跨連續(xù)梁、板對(duì)承受均布荷載和間距相同、大小相等的集中荷載的連續(xù)梁、板,控制截面內(nèi)力可直接按下列公式計(jì)算。等跨連續(xù)梁各跨跨中及支座截面的彎矩設(shè)計(jì)值承受均布荷載時(shí)承受集中荷載時(shí)2混凝土樓板結(jié)構(gòu)2.2現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)2混凝土樓板結(jié)構(gòu)2.2現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)2混凝土樓板結(jié)構(gòu)2.2現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)
2)等跨連續(xù)梁剪力設(shè)計(jì)值承受均布荷載時(shí)承受集中荷載時(shí)2混凝土樓板結(jié)構(gòu)2.2現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)2混凝土樓板結(jié)構(gòu)2.2現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)
均布荷載作用下,當(dāng)q/g>0.3時(shí),對(duì)于端支座梁擱置在墻上的五跨連續(xù)梁,表2-3和表2-5中的αm和αv值如圖2-16所示。圖2-16擱置在墻上的板和次梁考慮塑性?xún)?nèi)力重分布的彎矩、剪力系數(shù)2混凝土樓板結(jié)構(gòu)2.2現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)
3)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(jì)值M可按下式計(jì)算:2混凝土樓板結(jié)構(gòu)2.2現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)
3)塑性?xún)?nèi)力重分布方法的適用范圍考慮塑性?xún)?nèi)力重分布的設(shè)計(jì)與彈性理論計(jì)算結(jié)果相比,可節(jié)省材料,方便施工。但在正常使用階段的變形較大,應(yīng)力水平較高,裂縫寬度較大。因此對(duì)下列情況不能采用,而應(yīng)按彈性理論進(jìn)行設(shè)計(jì):(1)直接承受動(dòng)力荷載的構(gòu)件;(2)要求不出現(xiàn)裂縫或處于三a、三b類(lèi)環(huán)境情況下的結(jié)構(gòu);(3)重要結(jié)構(gòu)構(gòu)件,如主梁。2混凝土樓板結(jié)構(gòu)2.2現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)2.2.5單向板肋梁樓蓋的截面設(shè)計(jì)與構(gòu)造
1.單向板的截面設(shè)計(jì)與構(gòu)造(1)板的設(shè)計(jì)要點(diǎn)板厚:滿(mǎn)足剛度和裂縫要求、經(jīng)濟(jì)和施工條件。板的配筋率一般為0.3%~0.8%。2混凝土樓板結(jié)構(gòu)2.2現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)板帶形成的破壞機(jī)構(gòu)是:支座截面在負(fù)彎矩作用下上部開(kāi)裂,跨內(nèi)則由于正彎矩的作用在下部開(kāi)裂,這就使支座和跨內(nèi)實(shí)際中和軸連線成為拱形。圖2-20板的內(nèi)拱作用2混凝土樓板結(jié)構(gòu)2.2現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)彎矩折減:現(xiàn)澆板在砌體上的支承長(zhǎng)度不宜小于120mm。不必進(jìn)行斜截面受剪承載力計(jì)算。圖2-21彎矩折減系數(shù)2混凝土樓板結(jié)構(gòu)2.2現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)
(2)板中受力鋼筋板中鋼筋:承受正彎矩的正筋和承受負(fù)彎矩的支座負(fù)筋。設(shè)計(jì)內(nèi)容包括:選擇受力縱筋的直徑、間距、明確配筋方式并確定彎起鋼筋的數(shù)量,以及鋼筋的彎起和截?cái)辔恢?。鋼筋直徑:常用直徑?mm、8mm、10mm、12mm。鋼筋間距:鋼筋間距不宜小于70mm;當(dāng)板厚h≤150mm時(shí),不宜大于200mm;當(dāng)板厚h>150mm時(shí),不宜大于1.5h,且不宜大于250mm。2混凝土樓板結(jié)構(gòu)2.2現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)
配筋方式:彎起式和分離式圖2-22連續(xù)單向板受力鋼筋的配筋方式2混凝土樓板結(jié)構(gòu)2.2現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)鋼筋的彎起:跨中正彎矩鋼筋可在距支座邊ln/6處部分彎起,但至少要有1/2跨中正彎矩鋼筋伸入支座,且間距不應(yīng)大于400mm。彎起角度一般為30°,當(dāng)板厚h>120mm時(shí),可采用45o。鋼筋的截?cái)啵寒?dāng)跨中正彎矩鋼筋部分截?cái)鄷r(shí),截?cái)辔恢每扇≡诰嘀ё卨n/10處;支座負(fù)彎矩鋼筋可在距支座邊不小于a的距離處截?cái)啵琣的取值為:
當(dāng)q/g≤3時(shí)a=ln/4
當(dāng)q/g>3時(shí)a=ln/32混凝土樓板結(jié)構(gòu)2.2現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)(3)板中構(gòu)造鋼筋圖2-23梁邊、墻邊和板角處的構(gòu)造鋼筋2混凝土樓板結(jié)構(gòu)2.2現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)
2)在單向板非受力邊(長(zhǎng)跨方向支座)處,為了承擔(dān)實(shí)際存在的負(fù)彎矩,應(yīng)沿非受力邊配置上部構(gòu)造鋼筋,其直徑不宜小于8mm,間距不宜大于200mm,并應(yīng)符合下列規(guī)定:①與混凝土梁、混凝土墻整體澆筑單向板的非受力方向,鋼筋的截面面積不宜小于受力方向跨中板底鋼筋截面面積的1/3;②鋼筋從混凝土梁邊、柱邊、墻邊伸入板內(nèi)的長(zhǎng)度不宜小于l0/4;③在樓板角部,宜沿兩個(gè)方向正交、斜向平行或放射狀布置;④當(dāng)柱角或墻的陽(yáng)角凸出到板內(nèi)且尺寸較大時(shí),構(gòu)造鋼筋伸入板內(nèi)的長(zhǎng)度應(yīng)從柱邊或墻邊算起。⑤應(yīng)按受拉鋼筋錨固在梁內(nèi)、墻內(nèi)或柱內(nèi)。2混凝土樓板結(jié)構(gòu)2.2現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)
3)當(dāng)按單向板設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)在垂直于受力的方向布置分布鋼筋,單位寬度上的配筋不宜小于單位寬度上的受力鋼筋的15%,且配筋率不宜小于0.15%;分布鋼筋直徑不宜小于6mm,間距不宜大于250mm;當(dāng)集中荷載較大時(shí),分布鋼筋的配筋面積尚應(yīng)增加,且間距不宜大于200mm。分布鋼筋應(yīng)均勻布置于受力鋼筋的內(nèi)側(cè),且在受力鋼筋的轉(zhuǎn)折處也都應(yīng)布置分布鋼筋。2混凝土樓板結(jié)構(gòu)2.2現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)
4)由于混凝土收縮和溫度變化會(huì)在現(xiàn)澆樓板內(nèi)引起約束拉應(yīng)力,可能使現(xiàn)澆板產(chǎn)生溫度收縮裂縫。為了減少這種裂縫,在溫度、收縮應(yīng)力較大的現(xiàn)澆板區(qū)域,應(yīng)在板的表面雙向配置防裂構(gòu)造鋼筋。配筋率均不宜小于0.10%,間距不宜大于200mm。防裂構(gòu)造鋼筋可利用原有鋼筋貫通布置,也可另行設(shè)置鋼筋并與原有鋼筋按受拉鋼筋的要求搭接或在周邊構(gòu)件中錨固。2混凝土樓板結(jié)構(gòu)2.2現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)
2.次梁的截面設(shè)計(jì)和構(gòu)造(1)設(shè)計(jì)要點(diǎn)1)次梁兩側(cè)板跨上的荷載各有一半傳給次梁。次梁通??砂此苄?xún)?nèi)力重分布方法計(jì)算內(nèi)力。2)當(dāng)次梁與板整體連接時(shí),板可作為次梁的上翼緣,在跨內(nèi)正彎矩區(qū)段,板位于受壓區(qū),故應(yīng)按T形截面計(jì)算受力鋼筋的面積;在支座附近的負(fù)彎矩區(qū)段,板處于受拉區(qū),應(yīng)按矩形截面計(jì)算受力鋼筋的面積。2混凝土樓板結(jié)構(gòu)2.2現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)(2)配筋構(gòu)造梁中受力鋼筋的彎起和截?cái)?,原則上應(yīng)按彎矩包絡(luò)圖確定。2混凝土樓板結(jié)構(gòu)2.2現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)3.主梁的截面設(shè)計(jì)和構(gòu)造(1)設(shè)計(jì)要點(diǎn)
1)主梁是重要構(gòu)件,通常按彈性理論方法計(jì)算內(nèi)力,不考慮塑性?xún)?nèi)力重分布。
2)與次梁相同,主梁跨內(nèi)截面按T形截面計(jì)算受力鋼筋的面積,支座截面按矩形截面計(jì)算受力鋼筋的面積。
3)在主梁支座處截面:2混凝土樓板結(jié)構(gòu)2.2現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)(2)配筋構(gòu)造
1)主梁受力鋼筋的彎起和截?cái)?,原則上應(yīng)按彎矩包絡(luò)圖確定。
2)在次梁和主梁相交處:2混凝土樓板結(jié)構(gòu)2.2現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)
附加橫向鋼筋應(yīng)布置在長(zhǎng)度為s=2h1+3b的范圍內(nèi)。附加橫向鋼筋所需的總截面面積應(yīng)按下式計(jì)算2混凝土樓板結(jié)構(gòu)
2.3雙向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)
由雙向板和梁組成的現(xiàn)澆樓蓋即雙向板肋梁樓蓋。雙向板的內(nèi)力計(jì)算方法:彈性理論計(jì)算方法和塑性理論計(jì)算方法。2.3.1雙向板按彈性理論計(jì)算
1單跨(單區(qū)格)雙向板的計(jì)算
6種支承情況:四邊簡(jiǎn)支;三邊簡(jiǎn)支,一邊固定;兩對(duì)邊簡(jiǎn)支,兩對(duì)邊固定;兩鄰邊簡(jiǎn)支,兩鄰邊固定;三邊固定,一邊簡(jiǎn)支;四邊固定。2混凝土樓板結(jié)構(gòu)
2.3雙向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)
計(jì)算板的彎矩時(shí),只需根據(jù)實(shí)際支承情況和短跨與長(zhǎng)跨的比值,從附表2中直接查出相應(yīng)的彎矩系數(shù),按下式計(jì)算:
當(dāng)υ≠0時(shí)m=表中彎矩系數(shù)×2混凝土樓板結(jié)構(gòu)
2.3雙向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)2.多跨連續(xù)(多區(qū)格)雙向板的計(jì)算多跨連續(xù)雙向板按彈性理論的精確計(jì)算相當(dāng)復(fù)雜。在工程設(shè)計(jì)中多采用實(shí)用計(jì)算方法。實(shí)用計(jì)算方法的基本思路是設(shè)法將多跨連續(xù)板等效為單跨板,然后利用上述單跨板的計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算。此法假定支承梁不產(chǎn)生豎向位移且不受扭;同時(shí)還規(guī)定雙向板肋梁樓蓋各區(qū)格沿同一方向相鄰最小跨度與最大跨度之比不小于0.75,以免產(chǎn)生較大誤差。2混凝土樓板結(jié)構(gòu)
2.3雙向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)(1)跨中最大正彎矩2混凝土樓板結(jié)構(gòu)
2.3雙向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)
(2)支座最大負(fù)彎矩支座最大負(fù)彎矩可近似按所有區(qū)格均滿(mǎn)布活荷載,即(g+q)的情況計(jì)算。內(nèi)部支承按固定考慮,外部支承的邊支座按實(shí)際情況考慮,然后按單區(qū)格雙向板計(jì)算各支座的負(fù)彎矩。當(dāng)相鄰區(qū)格板在同一支座上分別求出的負(fù)彎矩不相等時(shí),可偏于安全地取較大值。2混凝土樓板結(jié)構(gòu)
2.3雙向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)
2.3.2雙向板按塑性理論計(jì)算
1.雙向板的破壞特點(diǎn)圖2-37均布荷載作用下雙向板的裂縫分布2混凝土樓板結(jié)構(gòu)
2.3雙向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)
2.塑性鉸線的確定影響塑性鉸線位置的因素:如板的平面形狀、周邊支承條件、荷載類(lèi)型、縱橫方向跨中及支座截面配筋情況等。確定塑性鉸線的位置可根據(jù)下述規(guī)律判別:(1)塑性鉸發(fā)生在彎矩最大的地方,整個(gè)板由塑性鉸線劃分成若干個(gè)板塊。(2)均布荷載作用下,塑性鉸線是直線,因?yàn)樗莾蓧K板的交線。(3)當(dāng)板塊產(chǎn)生豎向位移時(shí),板塊必繞一旋轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)。(4)固定支座支承邊必產(chǎn)生負(fù)塑性鉸線。2混凝土樓板結(jié)構(gòu)
2.3雙向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)
(5)兩相鄰板塊的塑性鉸線必經(jīng)過(guò)該兩塊板旋轉(zhuǎn)軸的交點(diǎn);板支承在柱上時(shí),轉(zhuǎn)動(dòng)軸必定通過(guò)柱支承點(diǎn)。(6)集中荷載作用下形成塑性鉸線由荷載作用點(diǎn)呈放射狀向外。圖2-38板的破壞機(jī)構(gòu)2混凝土樓板結(jié)構(gòu)
2.3雙向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)圖2-39三邊固定一邊自由雙向板的兩種不同破壞機(jī)構(gòu)2混凝土樓板結(jié)構(gòu)
2.3雙向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)
3.按極限平衡法計(jì)算極限平衡法是塑性理論的上限解法。(1)內(nèi)力計(jì)算基本假定:①板被塑性鉸線分成若干板塊,形成可變體系;②兩個(gè)方向配筋合理時(shí),通過(guò)塑性鉸線上的鋼筋都能達(dá)到屈服,且塑性鉸線可以在保持極限彎矩的條件下產(chǎn)生很大的轉(zhuǎn)角變形;③板塊本身的變形遠(yuǎn)小于塑性鉸線的塑性變形,可視板塊為剛體;④塑性鉸線上的扭矩和剪力均極小,可視為零。2混凝土樓板結(jié)構(gòu)
2.3雙向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)
以圖2-40(a)所示均布荷載作用下的典型四邊固定雙向板為例,討論其塑性極限承載力的計(jì)算。2混凝土樓板結(jié)構(gòu)
2.3雙向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)取板塊A為脫離體,對(duì)支座邊緣ab取矩令同理,由板塊B可得式中2混凝土樓板結(jié)構(gòu)
2.3雙向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)雙向板內(nèi)塑性鉸線上總抵抗彎矩所必須滿(mǎn)足的平衡方程式為2混凝土樓板結(jié)構(gòu)
2.3雙向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)(2)公式的應(yīng)用如已知板面均布荷載設(shè)計(jì)值和平面尺寸,要求確定板中的彎矩和配筋時(shí),此時(shí)有六個(gè)內(nèi)力未知量,而只有一個(gè)方程式,不能求解,故需先補(bǔ)充五個(gè)條件方程,即2混凝土樓板結(jié)構(gòu)
2.3雙向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)于是,跨中和支座極限彎矩的總值可以用ɑ、β和mx來(lái)表示:,,,在1.5~2.5之間變化,通常取2對(duì)于四邊簡(jiǎn)支的雙向板2混凝土樓板結(jié)構(gòu)
2.3雙向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)取ly=2lx,由my/mx=α=(lx/ly)2=0.25得my=0.25mx;取ly=3lx,由my/mx=α=(lx/ly)2=0.11得my=0.11mx。按塑性理論計(jì)算時(shí),雙向板與單向板的分界通常取ly/lx=3,而不是ly/lx=2(彈性)。對(duì)于四邊簡(jiǎn)支板,,可得極限荷載的計(jì)算公式為2混凝土樓板結(jié)構(gòu)
2.3雙向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)
(3)鋼筋的切斷與彎起為了合理利用鋼筋,可將連續(xù)板兩個(gè)方向的跨中正彎矩鋼筋,在距支座邊lx/4處隔一彎一(或隔一斷一),彎起鋼筋可以承擔(dān)部分支座負(fù)彎矩,如圖2-41所示。圖2-41跨中鋼筋的彎起位置2混凝土樓板結(jié)構(gòu)
2.3雙向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)
兩個(gè)方向的跨中總彎矩Mx、My需修正為圖2-42鋼筋彎起或切斷時(shí)的極限彎矩示意圖2混凝土樓板結(jié)構(gòu)
2.3雙向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)
(4)多跨連續(xù)雙向板的計(jì)算圖2-43多跨連續(xù)雙向板2混凝土樓板結(jié)構(gòu)
2.3雙向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)
lb、l如圖2-44所示。lb/l越小,內(nèi)拱作用越大,彎矩減少的越多。
3)樓板的角區(qū)格不應(yīng)折減。圖2-44lb、l示意圖2混凝土樓板結(jié)構(gòu)
2.3雙向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)
(2)截面的有效高度有效高度的取值:短跨方向h0x=h-(20~25)(mm)長(zhǎng)跨方向h0y=h-(30~35)(mm)(3)配筋計(jì)算由單位寬度的截面彎矩設(shè)計(jì)值m,按下式計(jì)算受拉鋼筋的截面面積2混凝土樓板結(jié)構(gòu)
2.3雙向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)2.雙向板的構(gòu)造(1)板厚考慮到雙向布置受力筋,雙向板的厚度通常在80~160mm,跨度較大且荷載較大時(shí),板厚有的也取200mm以上。(2)鋼筋的配置雙向板的配筋方式有彎起式和分離式兩種。2混凝土樓板結(jié)構(gòu)
2.3雙向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)2.雙向板的構(gòu)造
圖2-45中間板帶與邊緣板帶的正彎矩鋼筋配置2混凝土樓板結(jié)構(gòu)
2.3雙向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)
2.3.4雙向板支承梁的計(jì)算
1.支承梁上的荷載
支承梁的內(nèi)力可按彈性理論或考慮塑性?xún)?nèi)力重分布的調(diào)幅法進(jìn)行計(jì)算。圖2-46雙向板支承梁承受的荷載及計(jì)算簡(jiǎn)圖2混凝土樓板結(jié)構(gòu)
2.3雙向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)
2.按彈性理論計(jì)算對(duì)于等跨或近似等跨(跨度相差不超過(guò)10%)的連續(xù)支承梁,可根據(jù)固端彎矩相等的原則,先將支承梁上的三角形和梯形分布荷載轉(zhuǎn)化為等效均布荷載,再利用均布荷載作用下等跨連續(xù)梁的表格計(jì)算支承梁的支座彎矩。圖2-47分布荷載轉(zhuǎn)化為等效均布荷載2混凝土樓板結(jié)構(gòu)
2.3雙向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)
按下式將三角形荷載和梯形荷載等效為均布荷載pe:三角形荷載作用時(shí):梯形荷載作用時(shí):2混凝土樓板結(jié)構(gòu)
2.4井式樓蓋設(shè)計(jì)
2.4.1概述井式樓蓋是由雙向板和交叉梁系共同組成的樓蓋,交叉梁的布置方式通常為正交正放和正交斜放兩種。交叉梁不分主次梁,互為支承,其高度往往相同。圖2-50井式樓蓋平面布置2混凝土樓板結(jié)構(gòu)
2.4井式樓蓋設(shè)計(jì)
2.4.2井式樓蓋的設(shè)計(jì)要點(diǎn)
1.板的設(shè)計(jì)井式樓蓋中板的設(shè)計(jì)與一般四邊支承的雙向板相同。
2.交叉梁的設(shè)計(jì)交叉梁承受本身自重和板傳來(lái)的荷載。當(dāng)板邊長(zhǎng)相同時(shí),承受的都是三角形分布荷載;當(dāng)板邊長(zhǎng)不同時(shí),則一個(gè)方向的梁承受三角形分布荷載,另一個(gè)方向的梁承受梯形分布荷載。當(dāng)井式樓蓋的區(qū)格數(shù)少于5×5格時(shí),可按交叉梁進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)井式樓蓋的區(qū)格數(shù)多于5×5格時(shí),不宜忽略梁交叉點(diǎn)的扭矩,可近似按擬板法計(jì)算。2混凝土樓板結(jié)構(gòu)
2.5無(wú)梁樓蓋
2.5.1概述無(wú)梁樓蓋不設(shè)梁,是一種雙向受力的板柱結(jié)構(gòu)。由于沒(méi)有梁,樓板直接支承在柱上,故與相同柱網(wǎng)尺寸的雙向板肋梁樓蓋相比,其板厚要大些。為了加強(qiáng)板與柱的整體連接,防止板柱連接部位受力集中,避免柱頂處平板的沖切破壞以及減少板的計(jì)算跨度,通常在柱頂設(shè)置柱帽,當(dāng)柱網(wǎng)尺寸較小且樓面活荷載較小時(shí),也可不設(shè)柱帽。通常柱和柱帽的截面形狀為矩形,還可根據(jù)建筑要求設(shè)計(jì)成圓形。2混凝土樓板結(jié)構(gòu)
2.5無(wú)梁樓蓋無(wú)梁樓蓋的周邊可支承在邊柱或邊梁上,也可做成懸臂板。按樓面結(jié)構(gòu)形式分為平板式和雙向密肋式;按有無(wú)柱帽分為無(wú)柱帽輕型無(wú)梁樓蓋和有柱帽無(wú)梁樓蓋;按施工方法分為現(xiàn)澆式無(wú)梁樓蓋和裝配整體式無(wú)梁樓蓋;按平面布置可分為設(shè)置懸臂板和不設(shè)置懸臂板無(wú)梁樓蓋。圖2-51無(wú)梁樓蓋邊跨支承情況2混凝土樓板結(jié)構(gòu)
2.5無(wú)梁樓蓋
2.5.2無(wú)梁樓蓋的受力特點(diǎn)無(wú)梁樓蓋由柱網(wǎng)劃分成若干區(qū)格,整個(gè)樓蓋的受力可視為支承在柱上的交叉板帶體系。圖2-52無(wú)梁樓蓋的板帶劃分2混凝土樓板結(jié)構(gòu)
2.5無(wú)梁樓蓋
均布荷載作用下中間區(qū)格的變形圖2-53無(wú)梁樓蓋一個(gè)區(qū)格的變形示意圖f1——柱上板帶跨中的撓度;f2——跨中板帶相對(duì)于柱上板帶的跨中撓度。區(qū)格跨中的總撓度
f=f1+f2,2混凝土樓板結(jié)構(gòu)
2.5無(wú)梁樓蓋圖2-54無(wú)梁樓蓋的裂縫分布2混凝土樓板結(jié)構(gòu)
2.5無(wú)梁樓蓋2.5.3無(wú)梁樓蓋的內(nèi)力計(jì)算無(wú)梁樓蓋按彈性理論的計(jì)算方法,有精確計(jì)算法、經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法和等代框架法等。精確計(jì)算法一般采用有限元分析進(jìn)行。下面僅介紹工程設(shè)計(jì)中常用的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法和等代框架法。
1.經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法也稱(chēng)直接設(shè)計(jì)法,是在試驗(yàn)研究和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上提出的。該方法先計(jì)算兩個(gè)方向的截面總彎矩,然后再將截面總彎矩分配給同一方向的柱上板帶和中間板帶,因此計(jì)算過(guò)程簡(jiǎn)捷方便。2混凝土樓板結(jié)構(gòu)
2.5無(wú)梁樓蓋
(1)樓蓋布置必須滿(mǎn)足的條件1)每個(gè)方向至少應(yīng)有3個(gè)連續(xù)跨;2)同一方向最大跨度與最小跨度之比不大于1.2,且兩端跨的跨度不大于與其相鄰的內(nèi)跨;3)所有區(qū)格均為矩形,各區(qū)格的長(zhǎng)邊與短邊之比不大于1.5;4)活荷載與恒荷載的比值不大于3;5)結(jié)構(gòu)體系中必須有承受水平荷載的抗側(cè)力支撐或剪力墻。應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法計(jì)算時(shí),不考慮活荷載的不利布置,按滿(mǎn)布均布荷載計(jì)算。2混凝土樓板結(jié)構(gòu)
2.5無(wú)梁樓蓋
(2)計(jì)算步驟和方法1)求出每個(gè)區(qū)格板x方向和y方向跨中彎矩和支座彎矩的總和,該值相當(dāng)于簡(jiǎn)支受彎構(gòu)件在均布荷載作用下的跨中彎矩,即2混凝土樓板結(jié)構(gòu)
2.5無(wú)梁樓蓋
2)經(jīng)驗(yàn)系數(shù)的確定對(duì)于無(wú)梁樓蓋的中間區(qū)格板,在各跨均作用相同均布荷載的情況下,可假設(shè)支座轉(zhuǎn)角為零,相當(dāng)于固定端的情況,可取支座彎矩與跨中彎矩的比值為2:1??缰袕澗刂ё鶑澗?混凝土樓板結(jié)構(gòu)
2.5無(wú)梁樓蓋
再將上述彎矩分配給柱上板帶和中間板帶。因柱上板帶的支座截面剛度相對(duì)大得多,故對(duì)支座彎矩M2(-),柱上板帶承擔(dān)75%,中間板帶承擔(dān)25%;跨中彎矩M1(+),柱上板帶承擔(dān)55%,中間板帶承擔(dān)45%。因此對(duì)內(nèi)區(qū)格板有柱上板帶:支座負(fù)彎矩跨中正彎矩跨中板帶:支座負(fù)彎矩跨中正彎矩2混凝土樓板結(jié)構(gòu)
2.5無(wú)梁樓蓋
對(duì)于邊區(qū)格柱上板帶:邊支座負(fù)彎矩跨中正彎矩跨中板帶:第一內(nèi)支座負(fù)彎矩邊支座負(fù)彎矩跨中正彎矩第一內(nèi)支座負(fù)彎矩2混凝土樓板結(jié)構(gòu)
2.5無(wú)梁樓蓋2混凝土樓板結(jié)構(gòu)
2.5無(wú)梁樓蓋2.等代框架法等代框架法是把整個(gè)結(jié)構(gòu)分別沿縱、橫柱列兩個(gè)方向劃分,并將其視為縱向等代框架和橫向等代框架來(lái)分析。圖2-57等代框架的劃分計(jì)算假定2混凝土樓板結(jié)構(gòu)
2.5無(wú)梁樓蓋按等代框架計(jì)算時(shí),應(yīng)考慮活荷載的不利組合。但當(dāng)活荷載不超過(guò)75%的恒荷載時(shí),可按滿(mǎn)布荷載法進(jìn)行計(jì)算。按框架進(jìn)行內(nèi)力分析得出的柱內(nèi)力,可直接用于柱的截面設(shè)計(jì)。對(duì)于梁的內(nèi)力還需分配給相應(yīng)的板帶,即將等代梁的彎矩乘以表2-22中的相應(yīng)系數(shù),得出柱上板帶和中間板帶的彎矩設(shè)計(jì)值,用以進(jìn)行板帶的截面設(shè)計(jì)。2混凝土樓板結(jié)構(gòu)
2.5無(wú)梁樓蓋
2.5.4柱帽設(shè)計(jì)柱帽分為:無(wú)頂板柱帽折線形柱帽有頂板柱帽圖2-58柱帽形式及鋼筋配置2混凝土樓板結(jié)構(gòu)
2.5無(wú)梁樓蓋確定柱帽尺寸及配筋時(shí),應(yīng)滿(mǎn)足柱帽邊緣處平板的抗沖切承載力的要求。當(dāng)滿(mǎn)布荷載時(shí),無(wú)梁樓蓋中的內(nèi)柱柱帽邊緣處的平板,可認(rèn)為承受中心沖切作用。
1.試驗(yàn)結(jié)果(1)沖切破壞時(shí),形成破壞錐體的錐面與平板面大致呈45o傾角,如圖2-59所示。(2)沖切承載力與混凝土抗拉強(qiáng)度基本成正比,并與沖切錐體的周邊長(zhǎng)度(柱或柱帽周長(zhǎng))大體呈線性關(guān)系。(3)配置彎起鋼筋與箍筋時(shí),可以大大提高抗沖切承載力。圖2-59樓板受沖切破壞面2混凝土樓板結(jié)構(gòu)
2.5無(wú)梁樓蓋確定柱帽尺寸及配筋時(shí),應(yīng)滿(mǎn)足柱帽邊緣處平板的抗沖切承載力的要求。當(dāng)滿(mǎn)布荷載時(shí),無(wú)梁樓蓋中的內(nèi)柱柱帽邊緣處的平板,可認(rèn)為承受中心沖切作用。
1.試驗(yàn)結(jié)果
圖2-59樓板受沖切破壞面2混凝土樓板結(jié)構(gòu)
2.5無(wú)梁樓蓋
2.沖切承載力計(jì)算(1)不配置箍筋或彎起鋼筋時(shí)沖切承載力計(jì)算在局部荷載或集中反力作用下,不配置箍筋或彎起鋼筋的混凝土板,受沖切承載力按下式計(jì)算:2混凝土樓板結(jié)構(gòu)
2.5無(wú)梁樓蓋圖2-60板受沖切承載力計(jì)算1-沖切破壞錐體的斜截面;2-計(jì)算截面;3-計(jì)算面積的周邊;4-沖切破壞錐體的底面線2混凝土樓板結(jié)構(gòu)
2.5無(wú)梁樓蓋(2)配置箍筋或彎起鋼筋時(shí)沖切承載力計(jì)算在局部荷載或集中反力作用下,當(dāng)受沖切承載力不滿(mǎn)要求且板厚受到限制時(shí),可配置箍筋或彎起鋼筋。此時(shí)受沖切截面應(yīng)符合下列條件:
當(dāng)配置箍筋時(shí),受沖切承載力按下式計(jì)算:
當(dāng)配置彎起鋼筋時(shí),受沖切承載力按下式計(jì)算:2混凝土樓板結(jié)構(gòu)
2.5無(wú)梁樓蓋
3.構(gòu)造要求圖2-61板中抗沖切鋼筋布置2混凝土樓板結(jié)構(gòu)
2.5無(wú)梁樓蓋2.5.5無(wú)梁樓蓋的截面設(shè)計(jì)與構(gòu)造
1.截面的彎矩設(shè)計(jì)值乘以折減系數(shù)0.8。
2.板厚及板截面有效高度板厚:除了滿(mǎn)足承載力的要求外,還需要滿(mǎn)足剛度方面的要求,以控制板的撓度。板的截面有效高度取值與雙向板類(lèi)似。2混凝土樓板結(jié)構(gòu)
2.5無(wú)梁樓蓋
3.板的配筋在整個(gè)無(wú)梁樓蓋中板的配筋可以劃分為三種區(qū)域。
A區(qū):C區(qū):B區(qū):圖2-62無(wú)梁樓蓋板的分區(qū)2混凝土樓板結(jié)構(gòu)
2.5無(wú)梁樓蓋按柱上板帶和中間板帶的彎矩算出鋼筋后,即可進(jìn)行配筋。配筋一般采用一端彎起式,鋼筋彎起點(diǎn)和切斷點(diǎn)的位置,必須滿(mǎn)足下圖的構(gòu)造要求。2混凝土樓板結(jié)構(gòu)
2.5無(wú)梁樓蓋
4.圈梁無(wú)梁樓蓋的周邊應(yīng)設(shè)置圈梁,其截面高度不小于板厚的2.5倍,與板形成倒L形截面。圈梁除與半個(gè)柱上板帶一起承受彎矩外,還須承受未計(jì)及的扭矩,所以應(yīng)按彎扭構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算,并配置必要的抗扭鋼筋。2混凝土樓板結(jié)構(gòu)
2.6樓梯
2.6.1概述2混凝土樓板結(jié)構(gòu)
2.6樓梯
2.6.2現(xiàn)澆板式樓梯的計(jì)算與構(gòu)造板式樓梯由梯段板、平臺(tái)板和平臺(tái)梁組成。一般適用于梯段水平投影在3m以?xún)?nèi)的樓梯。斜板較厚:約為梯段水平長(zhǎng)度的1/30~1/25。當(dāng)荷載較大且水平投影大于3m時(shí),采用梁式樓梯較為經(jīng)濟(jì)。板式樓梯的計(jì)算內(nèi)容包括梯段板、平臺(tái)板和平臺(tái)梁。2混凝土樓板結(jié)構(gòu)
2.6樓梯
1.梯段板計(jì)算梯段斜板的內(nèi)力時(shí),取1m寬板帶或整個(gè)斜板作為計(jì)算單元。梯段斜板可簡(jiǎn)化為兩端支承在平臺(tái)梁上的簡(jiǎn)支斜板,簡(jiǎn)支斜板再轉(zhuǎn)化為水平板,按簡(jiǎn)支梁計(jì)算。2混凝土樓板結(jié)構(gòu)
2.6樓梯
線荷載g與線荷載g′的換算關(guān)系為
簡(jiǎn)支斜板在豎向均布荷載作用下的跨中彎矩為
斜板與平臺(tái)梁整澆時(shí)2混凝土樓板結(jié)構(gòu)
2.6樓梯
斜板的厚度一般取ln/25~ln/30,常用厚度為100~120mm。為避免斜板在支座處產(chǎn)生裂縫,應(yīng)在板上面配置一定數(shù)量的鋼筋,一般取為8@200,離支座邊緣距離為ln/4。斜板內(nèi)分布鋼筋可采用6或8,放置在受力鋼筋的內(nèi)側(cè),每級(jí)踏步不少于一根。
和一般板的計(jì)算一樣,梯段斜板可以不考慮剪力和軸力。2混凝土樓板結(jié)構(gòu)
2.6樓梯圖2-67板式樓梯梯段斜板配筋2混凝土樓板結(jié)構(gòu)
2.6樓梯2平臺(tái)板平臺(tái)板一般設(shè)計(jì)成單向板,可取1m寬板帶進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)平臺(tái)板兩邊都與梁整澆時(shí),板跨中彎矩為當(dāng)平臺(tái)板的一端與平臺(tái)梁整體連接,另一端支承在磚墻上時(shí),板跨中彎矩為Mmax=(g+q)l02/10Mmax=(g+q)l02/82混凝土樓板結(jié)構(gòu)
2.6樓梯圖2-68平臺(tái)板配筋2混凝土樓板結(jié)構(gòu)
2.6樓梯3.平臺(tái)梁平臺(tái)梁兩端支承在樓梯間的承重墻上(框架結(jié)構(gòu)時(shí)支承在柱上),承受平臺(tái)板和斜板傳來(lái)的均布荷載和平臺(tái)梁自重,按簡(jiǎn)支的倒L形梁計(jì)算,其他構(gòu)造要求與一般梁相同。
4折線形板的計(jì)算和配筋要求折板的計(jì)算內(nèi)力與一般斜板(梁)相同。圖2-69折線形板的計(jì)算簡(jiǎn)圖2混凝土樓板結(jié)構(gòu)
2.6樓梯圖2-70折線形板在折角處的配筋2混凝土樓板結(jié)構(gòu)
2.6樓梯2.6.3現(xiàn)澆梁式樓梯的計(jì)算與構(gòu)造
梁式樓梯的計(jì)算包括踏步板、斜梁、平臺(tái)板和平臺(tái)梁。荷載傳遞途徑是:踏步板上的荷載以均布荷載的形式傳給梯段斜梁,斜梁以集中荷載的形式、平臺(tái)板以均布荷載的形式將荷載傳遞給平臺(tái)梁,平臺(tái)梁再以集中荷載的形式傳遞給側(cè)墻或柱。2混凝土樓板結(jié)構(gòu)
2.6樓梯1踏步板踏步板兩端支承在斜梁上,按兩端簡(jiǎn)支的單向板計(jì)算,一般取一個(gè)踏步作為計(jì)算單元。踏步板為梯形截面,板截面計(jì)算高度可近似取平均高度h=(h1+h2)/2,按矩形截面簡(jiǎn)支梁計(jì)算。2混凝土樓板結(jié)構(gòu)
2.6樓梯
板厚一般不小于
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