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1、第六章混凝土樓蓋第六章混凝土樓蓋同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)工工 程程 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu)第六章第六章 混凝土蓋樓混凝土蓋樓同濟大學(xué)電子音像出版社普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”國家級規(guī)劃教材國家級規(guī)劃教材第六章混凝土樓蓋第六章混凝土樓蓋同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)本章主要介紹鋼筋混凝土梁板結(jié)構(gòu)的類型、單本章主要介紹鋼筋混凝土梁板結(jié)構(gòu)的類型、單向板肋形樓蓋設(shè)計和雙向板肋形樓蓋設(shè)計、裝配式向板肋形樓蓋設(shè)計和雙向板肋形樓蓋設(shè)計、裝配式樓蓋的設(shè)計和構(gòu)造、樓梯和雨篷。重點
2、是單向板肋樓蓋的設(shè)計和構(gòu)造、樓梯和雨篷。重點是單向板肋形樓蓋的設(shè)計原理、方法和步驟、施工圖繪制。形樓蓋的設(shè)計原理、方法和步驟、施工圖繪制。 本章提要本章提要第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)本本 章章 內(nèi)內(nèi) 容容6.1 概述概述6.2 現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋6.3 現(xiàn)澆雙向板肋梁樓蓋現(xiàn)澆雙向板肋梁樓蓋6.4 樓梯樓梯第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)根據(jù)施工方法的不同,鋼筋混凝土樓蓋可分為裝配式、裝配整體式和現(xiàn)澆式三種。裝配式混凝土樓蓋造價較低,施工進度快,預(yù)制構(gòu)件質(zhì)量穩(wěn)定,便于工業(yè)化生產(chǎn)和機械化施工,故在建筑中應(yīng)用
3、非常廣泛。為了提高裝配式樓蓋的整體性,可采用裝配整體式樓蓋。這種樓蓋是將各種預(yù)制構(gòu)件吊裝就位后,通過整結(jié)方法,使之構(gòu)成整體。 由于現(xiàn)澆式樓蓋整體剛性好,抗震性強,防水性能好,故適用于各種有特殊布局的樓蓋。 第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆式樓蓋按樓板受力和支承條件不同,可分為肋形樓蓋和無梁樓蓋。肋形樓蓋又可分為單向板肋形樓蓋、雙向板肋形樓蓋和井式樓蓋。無梁樓蓋是指將板直接支承在柱頂?shù)闹鄙希辉O(shè)主、次梁,因而天棚平坦,凈空較高,通風(fēng)與采光較好,主要用于倉庫、商場等建筑中,如圖6.1所示。 第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)圖
4、6.1樓蓋的主要結(jié)構(gòu)形式 (a) 單向板肋形樓蓋;(b) 雙向板肋形樓蓋;(c) 井式樓蓋;(d) 無梁樓蓋 第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)肋形樓蓋是由板、次梁、主梁等構(gòu)件組成的,板的四周可支承于次梁、主梁或磚墻上。 這種彎曲后短向曲率比長向曲率大很多的板叫單向板。當板的長邊與短邊相差不大時,由于沿長向傳遞的荷載也較大,不可忽略,板彎曲后長向曲率與短向曲率相差不大,這種板叫雙向板。兩種板的彎曲如圖6.2所示?;炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB 500102002)以下簡稱規(guī)范)中規(guī)定了這兩種板的界定條件: 第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程
5、結(jié)構(gòu)(1) 兩對邊支承的板應(yīng)按單向板計算。(2) 四邊支承的板,當長邊與短邊之比小于或 等于2時,應(yīng)按雙向板計算。(3) 四邊支承的板,當長邊與短邊之比大于或等于3時,應(yīng)按單向板計算。(4) 四邊支承的板,當長邊與短邊之比介于2和3之間時,宜按雙向板計算,但也可按沿短邊方向受力的單向板計算,此時應(yīng)沿長邊方向布置足夠數(shù)量的構(gòu)造鋼筋。 第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)圖 6.2單向板與雙向板的彎曲 (a) 單向板;(b) 雙向板 第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)6.2.1 單向板肋梁樓蓋的結(jié)構(gòu)平面布置單向板肋梁樓蓋的結(jié)構(gòu)平面布置對
6、結(jié)構(gòu)平面進行合理的布置,即根據(jù)使用要求,在經(jīng)濟合理、施工方便前提下,合理地布置板與梁的位置、方向和尺寸,布置柱的位置和柱網(wǎng)尺寸等。柱的布置:柱的間距決定了主、次梁的跨度,因此柱與承重墻的布置不僅要滿足使用要求,還應(yīng)考慮到梁格布置尺寸的合理與整齊,一般應(yīng)盡可能不設(shè)或少設(shè)內(nèi)柱,柱網(wǎng)尺寸宜盡可能大些。根據(jù)經(jīng)驗,柱的合理間距即梁的跨度最好為:次梁46m,主梁58m。另外柱網(wǎng)的平面應(yīng)布置成矩形或正方形為好。 第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)梁的布置:次梁間距決定了板的跨度,將直接影響到次梁的根數(shù)、板的厚度及材料的消耗量。從經(jīng)濟角度考慮,確定次梁間距時,應(yīng)使板厚為最小值。
7、據(jù)此并結(jié)合剛度要求,次梁間距即板跨一般取1.72.7m為宜,最大一般不超過3m。為增加房屋的橫向剛度,主梁一般沿橫向布置較好,這樣主梁與柱構(gòu)成框架或內(nèi)框架體系,使側(cè)向剛度較大。如圖6.3所示。 第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)圖 6.3梁的布置 (a) 主梁沿橫向布置;(b) 主梁沿縱向布置;(c) 有中間走廊 第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)6.2.2 單向板肋形樓蓋的結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算單向板肋形樓蓋的結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算混凝土結(jié)構(gòu)宜根據(jù)結(jié)構(gòu)類型、構(gòu)件布置、材料性能和受力特點選擇合理的分析方法。目前常用的分析方法有:(1) 線彈性分析方法
8、;(2) 塑性內(nèi)力重分布分析方法;(3) 塑性極限分析方法;(4) 非線性分析方法;(5) 試驗分析方法。第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)線彈性分析方法假定結(jié)構(gòu)材料為理想的彈性體,變形模量和剛度均為常值。1.計算簡圖計算簡圖是按照既符合實際又能簡化計算的原則對結(jié)構(gòu)構(gòu)件進行簡化的力學(xué)模型,它應(yīng)表明結(jié)構(gòu)構(gòu)件的支承情況、計算跨度和跨數(shù)、荷載的情況等。(1) 支承條件。如圖6.4所示的混合結(jié)構(gòu),樓蓋四周支承于砌體上,中間部分的樓板支承在次梁上,次梁支承在主梁上,主梁支承在柱上。 6.2.2.1 鋼筋混凝土連續(xù)梁內(nèi)力按線鋼筋混凝土連續(xù)梁內(nèi)力按線彈性分析方法的計算彈性分析
9、方法的計算第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)(2)計算跨度。該值與支座反力的分布有關(guān),即與構(gòu)件的擱置長度a和構(gòu)件剛度有關(guān)(圖6.5所示 )。(3) 跨數(shù)。 (4) 荷載。樓面荷載包括永久荷載g和可變荷載q。永久荷載包括板、梁自重、隔墻重和固定設(shè)備重等??勺兒奢d包括人和臨時性設(shè)備重、作用位置和方向隨時間變化的其他荷載。(P118)(5) 折算荷載。如圖6.6所示 (P119)第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)2.活荷載的最不利布置和內(nèi)力包絡(luò)圖(1) 活荷載的不利布置在設(shè)計連續(xù)梁、板時,應(yīng)研究活荷載如何布置,將使結(jié)構(gòu)各截面的內(nèi)力為最不
10、利內(nèi)力。如圖6.7所示,為一五跨連續(xù)梁在不同跨布置活荷載時,在各截面所產(chǎn)生的彎矩與剪力圖。 活荷載最不利布置的法則(P119):求某跨跨中最大正彎矩時,應(yīng)在該跨布置活荷載,然后向左右隔跨布置活荷載;第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)求某跨跨中最大負彎矩時(即最小彎矩)時,本跨不布置活荷載,而在相鄰兩跨布置活荷載,然后每隔一跨布置;求某支座最大負彎矩時,應(yīng)在該支座左右兩跨布置活荷載,然后隔跨布置活荷載;求某支座最大剪力時的活荷載布置與求該支座最大負彎矩時的活荷載布置相同;求邊支座截面處最大剪力時,活荷載的布置與求邊跨跨中最大正彎矩的活荷載布置相同;連續(xù)梁、板上的恒
11、荷載應(yīng)按實際情況布置。第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu) 根據(jù)上述法則,可以確定出活荷載的最不利布置,然后通過查附錄B ,按照下述公式求出跨中或支座截面的最大內(nèi)力:均布荷載作用下:M=k1gl02+k2ql02V=k3gl0+k4ql0集中荷載作用下:M=k1Gl0+k2Ql0V=k3G+k4Q第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)(2) 內(nèi)力包絡(luò)圖。設(shè)計時,首先應(yīng)在同一基線上繪出各控制截面為最不利活荷載布置下的內(nèi)力圖,即得到各控制截面為最不利荷載組合下的內(nèi)力疊合圖,內(nèi)力疊合圖的外包線即為內(nèi)力包絡(luò)圖曲線,如圖6.8中粗線所示。 在連續(xù)
12、梁的某一跨中可能出現(xiàn)的控制彎矩有跨內(nèi)最大彎矩Mmax、跨內(nèi)最小彎矩Mmin、該跨左支座截面最大負彎矩M左max、右支座截面最大負彎矩 M右max。 該外包線即為彎矩包絡(luò)圖曲線,如圖6.8(a),同樣道理也可作出剪力包絡(luò)圖,如圖6.8(b)。第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)(3) 彎矩、剪力計算值 計算內(nèi)力值應(yīng)取支座邊緣處的內(nèi)力。該內(nèi)力值可通過取隔離體的方法計算求得,即彎矩設(shè)計值:M=Mc V0b/2剪力設(shè)計值:在均布荷載作用下V=Vc (g+q)b/2在集中荷載作用下V=Vc當板、梁中間支座為磚墻時,或板、梁是擱置在鋼筋混凝土構(gòu)件上時,不作此調(diào)整(圖6.9)。
13、 第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)圖6.4板梁的荷載計算范圍及計算簡圖 第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)圖6.5計算跨度 第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)圖6.6連續(xù)梁的變形 (a) 理想鉸支座時的變形;(b) 支座彈性約束時的變形;(c) 采用折算荷載時的變形 第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)圖6.7不同跨布置活荷載時的內(nèi)力圖 第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)圖6.8 (a) 彎矩包絡(luò)圖;(b) 剪力包絡(luò)圖 第六章第六章 樓
14、蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)圖6.9 設(shè)計內(nèi)力的修正 (a) 彎矩設(shè)計值;(b) 剪力設(shè)計值 第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)考慮塑性內(nèi)力重分布的計算法充分考慮了材料的塑性性質(zhì)和非線性關(guān)系,解決了彈性計算法的不足(幾個相關(guān)概念)。1.塑性鉸混凝土受彎構(gòu)件的塑性鉸是其塑性分析中的一個重要概念。由于鋼筋和混凝土材料所具有的塑性性能,使構(gòu)件截面在彎矩作用下產(chǎn)生塑性轉(zhuǎn)動。塑性鉸的形成是結(jié)構(gòu)破壞階段內(nèi)力重分布的主要原因。 6.2.2.2 鋼筋混凝土連續(xù)梁按考慮塑性內(nèi)鋼筋混凝土連續(xù)梁按考慮塑性內(nèi)力重分布的計算力重分布的計算第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)
15、構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)2.內(nèi)力重分布內(nèi)力重分布主要發(fā)生于兩個過程。第一過程是在裂縫出現(xiàn)到塑性鉸形成以前,由于裂縫的形成和開展,使構(gòu)件剛度發(fā)生變化而引起的內(nèi)力重分布;第二過程發(fā)生于塑性鉸形成后,由于鉸的轉(zhuǎn)動而引起的內(nèi)力重分布。第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)3.考慮塑性內(nèi)力重分布進行計算的基本原則(P123)(1) 為了防止塑性內(nèi)力重分布過程過長,致使裂縫開展過寬、撓度過大而影響正常使用,在按彎矩調(diào)幅法進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時,還應(yīng)滿足正常使用極限狀態(tài)驗算,并有保證內(nèi)力重分布的專門配筋構(gòu)造措施。(2) 試驗表明,塑性鉸的轉(zhuǎn)動能力主要取決于縱向鋼筋的配筋率、
16、鋼筋的品種和混凝土的極限壓應(yīng)變。 (3) 考慮內(nèi)力重分布后,結(jié)構(gòu)構(gòu)件必須有足夠的抗剪能力,否則構(gòu)件將會在充分的內(nèi)力重分布之前,由于抗剪能力不足而發(fā)生斜截面的破壞。 第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)4.彎矩調(diào)幅法計算的一般步驟 (1) 用線彈性方法計算在荷載最不利布置條件下結(jié)構(gòu)控制截面的彎矩最大值;(2) 采用調(diào)幅系數(shù)降低各支座截面彎矩,即支座截面彎矩設(shè)計值按下式計算:M=(1 )Me(3) 按調(diào)幅降低后的支座彎矩值計算跨中彎矩值;第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)(4) 校核調(diào)幅以后支座和跨中彎矩值應(yīng)不小于按簡支梁計算的跨中彎矩
17、設(shè)計值的1/3;(5) 各控制截面的剪力設(shè)計值按荷載最不利布置和調(diào)幅后的支座彎矩,由靜力平衡條件計算確定。第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)5.承受均布荷載的等跨連續(xù)梁、板的計算在均布荷載作用下,等跨連續(xù)梁、板的內(nèi)力可用由彎矩調(diào)幅法求得的彎矩系數(shù)和剪力系數(shù)按下式計算M=M (g+q)l02V=V (g+q)ln當?shù)瓤邕B續(xù)梁上作用有間距相同、大小相等的集中荷載時,各跨跨中和支座截面的彎矩設(shè)計值可按下式計算:M=M (G+Q)l02V=V (G+Q)ln第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)6.用調(diào)幅法計算不等跨連續(xù)梁、板(1) 不等跨連
18、續(xù)梁 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; 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)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:當連續(xù)梁擱置在墻上時:M=(1 )Me第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)當連續(xù)梁兩端與梁或柱整體連接時: M=(1 )Me V0b/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; 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
19、最不利布置按彈性理論算得的剪力值。 第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)(2) 不等跨連續(xù)板 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:邊跨中間跨 2200()()1411gq lgq lM2200()()2016gq lgq lM第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu) 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。 第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)7.考慮塑性內(nèi)力重分布計
20、算方法不應(yīng)適用于下列情況(1) 在使用階段不允許出現(xiàn)裂縫或?qū)α芽p的開展有嚴格要求的結(jié)構(gòu),不能用此法計算,例如水池池壁、自防水屋面等;(2) 直接承受動力荷載或重復(fù)荷載的結(jié)構(gòu);(3) 處于負溫條件下工作的結(jié)構(gòu)或處于侵蝕性環(huán)境中的結(jié)構(gòu);(4) 重要部位的結(jié)構(gòu)和可靠度要求較高的結(jié)構(gòu);(5) 預(yù)計配筋較高的結(jié)構(gòu)構(gòu)件或采用塑性性質(zhì)較差的鋼筋的構(gòu)件,均不宜按塑性方法計算。(對塑性發(fā)展控制要求較高的所有情況)第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)1.板的計算特點(1) 對于支承在次梁或磚墻上的板,一般可按考慮塑性內(nèi)力重分布的方法計算內(nèi)力。(2) 板的計算步驟是:確定板厚取計算單元
21、計算荷載確定計算簡圖計算各控制截面的內(nèi)力選配鋼筋。(3) 板一般能滿足斜截面抗剪承載力的要求,故一般不進行斜截面抗剪的計算。 6.2.3 截面配筋的計算特點與構(gòu)造要求截面配筋的計算特點與構(gòu)造要求6.2.3.1 板的計算特點和構(gòu)造要求板的計算特點和構(gòu)造要求第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)(4)對四周與梁整體澆筑的單向板,其中跨跨中截面和中間支座截面的彎矩可減小20%。如圖6.10所示。 (5) 根據(jù)彎矩算出各控制截面的鋼筋面積后,應(yīng)考慮板內(nèi)鋼筋的布置方式。如果為彎起式鋼筋,應(yīng)把跨中鋼筋與支座鋼筋結(jié)合起來考慮,以便使支座鋼筋與跨中鋼筋互相協(xié)調(diào)。 第六章第六章 樓蓋
22、結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)2.板的構(gòu)造要求(P125)(1) 板厚。 (2) 板的支承長度應(yīng)滿足受力筋在支座內(nèi)錨固長度的要求,且一般不小于120mm。(3) 受力鋼筋的構(gòu)造要求。配筋方式: 彎起式鋼筋: 如圖6.11所示。(4)分布鋼筋的構(gòu)造要求。 第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)(5) 附加鋼筋。板內(nèi)附加鋼筋一般有三種:與支承構(gòu)件垂直的板面附加鋼筋:該構(gòu)造鋼筋自墻邊算起伸入板內(nèi)的長度,按圖6.12取值。 垂直于主梁的附加鋼筋:如圖6.13所示。 溫度收縮鋼筋:在溫度、收縮應(yīng)力較大的現(xiàn)澆板區(qū)域內(nèi),鋼筋間距宜取為150200mm,并應(yīng)在板的
23、未配筋表面布置溫度收縮鋼筋。 第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)圖6.10 連續(xù)板的拱作用 第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)圖6.11 板中受力鋼筋的布置 (a) 分離式配筋;(b) 彎起式配筋 第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)圖6.12 板中附加鋼筋示意圖 第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)圖6.13 板中與梁肋垂直的構(gòu)造鋼筋 第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)1.次梁的計算特點(1) 肋形樓蓋中的次梁一般可按考慮塑性內(nèi)力重分布的
24、方法計算內(nèi)力。(2) 次梁的計算步驟:選定次梁的截面尺寸計算荷載確定計算簡圖計算內(nèi)力按正截面、斜截面的承載力計算縱向受拉鋼筋、箍筋、彎起鋼筋確定構(gòu)造鋼筋。(3) 因次梁與板整澆,在配筋計算中,板相當于次梁的受壓翼緣,故按T形截面計算;對支座截面,板位于受拉區(qū),故仍按矩形截面計算。6.2.3.2 次梁的計算特點與構(gòu)造要求次梁的計算特點與構(gòu)造要求第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)2.次梁的構(gòu)造要求(P127)(1) 次梁的一般構(gòu)造同受彎構(gòu)件。(2) 次梁的截面。 (3) 梁內(nèi)受力鋼筋的彎起和截斷,應(yīng)按彎矩包絡(luò)圖確定。一般對承受均布荷載,跨度相差不超過20%,并且q/
25、g3的次梁,鋼筋的截斷和彎起也可按圖6.14來布置。 第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)圖6.14 次梁的鋼筋布置圖 第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)1.主梁的計算特點(1) 主梁一般按彈性理論計算,計算步驟同次梁。(2) 主梁除承受次梁傳來的集中荷載外,還承受主梁的自重等荷載,一般為簡化計算,可把主梁自重等荷載折算成集中荷載作用于次梁所對應(yīng)的位置處。(3) 配筋計算時,主梁跨中截面也按T形截面,而支座截面仍為矩形截面。6.2.3.3 主梁的計算特點與構(gòu)造要求主梁的計算特點與構(gòu)造要求第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同
26、濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)(4) 在支座處,主、次梁的負彎矩鋼筋相互交叉,如圖6.15所示,因此計算主梁支座截面負彎矩鋼筋時,主梁截面的有效高度近似按下式計算:當負彎矩鋼筋為一排布置時:h0=h(5060)mm當負彎矩鋼筋為兩排布置時:h0=h(7080)mm第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)2.主梁的構(gòu)造要求(P128)(1) 主梁的截面。 (2) 支承長度。 (3) 主梁縱向受力鋼筋的彎起點和截斷點應(yīng)按照彎矩包絡(luò)圖和材料抵抗彎矩圖來確定。(4) 附加橫向鋼筋。附加橫向鋼筋的布置如圖6.16。(5) 鴨筋。當主梁支座處的箍筋、彎起鋼筋仍不能共同承擔全部剪力時,可設(shè)鴨
27、筋,見圖6.17,鴨筋的兩端應(yīng)固定在受壓區(qū)內(nèi)。第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)圖6.15 主梁支座截面縱筋位置 第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)圖6.16 附加橫向鋼筋的布 第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)6.2.4 單向板肋形樓蓋設(shè)計例題單向板肋形樓蓋設(shè)計例題【例6.1】某多層工業(yè)建筑的樓蓋平面如圖6.17。樓蓋采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土單向板肋形樓蓋,試對該樓蓋進行設(shè)計。(1) 有關(guān)資料如下 樓面做法:20mm厚水泥砂漿面層,鋼筋混凝土現(xiàn)澆板,20mm厚石灰砂漿抹底。 樓面活荷載標準值取8kN/m
28、2。 材料:混凝土為C20,梁內(nèi)受力主筋采用HRB335,其他鋼筋用HPB235。第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)(2) 結(jié)構(gòu)平面布置和構(gòu)件截面尺寸的選擇結(jié)構(gòu)平面布置如圖6.18所示,即主梁跨度為6m,次梁跨度為4.5m,板跨度為2.0m,主梁每跨內(nèi)布置兩根次梁,以使其彎矩圖形較為平緩。確定板厚:工業(yè)房屋樓面要求h70mm,并且對于連續(xù)板還要求hl/40=50mm,考慮到可變荷載較大和振動荷載的影響,取h=80mm。確定次梁的截面尺寸:h=l/18l/12=250375mm,考慮活荷載較大,取h=400mm,b=(1/31/2)h200mm。確定主梁的截面尺寸
29、:h=(1/151/10)l=400600mm,取h=600mm,b=(1/31/2)h=200300mm,取b=250mm。第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)(3) 板的設(shè)計 荷載的計算恒荷載標準值:2.74kN/m2活荷載標準值: 8.00kN/m2恒荷載設(shè)計值:恒荷載分項系數(shù)取1.2,故設(shè)計值為:1.22.74=3.29kN/m2活荷載設(shè)計值:由于樓面活荷載標準值大于4.0kN/m2,故分項系數(shù)取1.3,所以活荷載設(shè)計值為81.3=10.4kN/m2荷載總設(shè)計值為:10.4+3.29=13.69kN/m2第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)
30、出版社工程結(jié)構(gòu) 板的計算簡圖次梁截面為200mm400mm,板在墻上的支承長度取120mm,板厚為80mm,板的跨長如圖6.19所示。計算跨度:邊跨:l0=ln+h/2=1820mm1.025ln=1824mm因此l0=1820mm中間跨:l0=ln=1800mm跨度相差小于10%,可按等跨連續(xù)板計算,取1m寬的板帶作為計算單元。計算簡圖如圖6.20所示。第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu) 彎矩設(shè)計值由式(6-8)知,板中各截面彎矩設(shè)計值可按下式計算:M=M(g+q)l02其中彎矩系數(shù)M可由表6-1查得,所以M1=-MB=4.12kNmM2=2.77kNmMC=
31、-3.17kNm 配筋的計算板截面的有效高度為h0=h20=60mm,fc=9.6kN/mm2,1=1,fy=210kN/mm2。板的配筋計算見表6.5。第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)(4) 次梁的設(shè)計次梁的設(shè)計按考慮塑性內(nèi)力重分布的方法進行。 荷載的計算根據(jù)結(jié)構(gòu)平面布置,次梁所承受的荷載范圍的寬度為相鄰兩次梁間中心線間的距離,即2m,所以荷載設(shè)計值如下:恒荷載設(shè)計值: g=8.76kN/m活荷載設(shè)計值: q=10.42=20.8kN/m荷載總設(shè)計值: g+q=29.56kN/m第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu) 計算簡圖主梁
32、的截面尺寸為250mm600mm,次梁在磚墻上的支承長度取為240mm,次梁的跨度圖如圖6.21。計算跨度為:邊跨:l0=ln+b/2=4375mm或l0=1.025ln=4361mm取小值,故l04360mm中間跨:l0=ln=4250mm次梁的計算簡圖如圖6.22所示。由于次梁跨差小于10%,故按等跨連續(xù)梁計算。第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu) 內(nèi)力的計算計算彎矩設(shè)計值,計算公式為:M=M(g+q)l02由表6-1查得彎矩系數(shù)M則:M1=51.08kNmMB=-M1=-51.08kNmM2=33.37kNmMC=-38.14kNm第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋
33、結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)計算剪力設(shè)計值,計算公式為:V=V(g+q)ln由表6-2查得剪力系數(shù)V, 則:VA=0.4529.564.255=56.6kNVB左=0.629.564.255=75.47kNVB右=0.5529.564.25=69.10kNVC=0.5529.564.25=69.10kN第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu) 配筋的計算計算受力主筋:在次梁支座處,次梁的計算截面為200mm400mm的矩形截面。在次梁的跨中處,次梁按T形截面考慮,翼緣寬度bf 為:bf=1453mm或bf= 2200mm1453mm故翼緣寬度應(yīng)取為bf=1
34、453mm。次梁各截面考慮布置一排鋼筋,故h0=h35=365mm。次梁中受力主筋采用HRB335,fy=300N/mm2。次梁各截面的配筋計算如表6.6所示 第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)箍筋的計算:驗算截面尺寸:hw=h0-hf=365-80=285mm因為hw/b=1.4254且0.25cfcbh0=175.2kNVmax=VB左=75.47kN所以截面尺寸符合要求。計算所需的箍筋:采用6的雙肢箍筋,并以B支座左側(cè)進行計算。s= 281.6 mm第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)考慮彎矩調(diào)幅對受剪承載力的影響,應(yīng)在梁局部
35、范圍內(nèi)將計算所得的箍筋面積增大20%,現(xiàn)調(diào)整箍筋間距:s=0.8281.6=225.3mm取箍筋間距s=180mm,沿梁全長均勻配置。驗算配箍率下限值:配箍率下限值為min=1.2610-3實際配箍率sv=Asv/bs=1.5710-31.2610-3滿足要求。第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)考慮彎矩調(diào)幅對受剪承載力的影響,應(yīng)在梁局部范圍內(nèi)將計算所得的箍筋面積增大20%,現(xiàn)調(diào)整箍筋間距:s=0.8281.6=225.3mm取箍筋間距s=180mm,沿梁全長均勻配置。驗算配箍率下限值:配箍率下限值為min=1.26103實際配箍率sv=Asv/bs=1.5710
36、31.26103滿足要求。第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)(5) 主梁的設(shè)計主梁的內(nèi)力按彈性理論的方法計算。 荷載主梁主要承受次梁傳來的荷載和主梁的自重以及粉刷層重,為簡化計算,主梁自重、粉刷層重也簡化為集中荷載,作用于與次梁傳來的荷載相同的位置。荷載總設(shè)計值: G+Q=141.6kN 計算簡圖主梁為兩端支承于磚墻上,中間支承于柱頂?shù)娜邕B續(xù)梁,主梁在磚墻上的支承長度為370mm,柱的截面尺寸為400mm400mm。第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)計算跨度的確定:主梁的跨長如圖6.23所示。邊跨:l0= 6060mm或l0=
37、6022mm,取小值,l0=6022mm中跨:l0=l=6000mm計算簡圖如圖6.24所示??绮钚∮?0%,故可按附表15計算內(nèi)力。 內(nèi)力的計算及內(nèi)力包絡(luò)圖A. 彎矩設(shè)計值計算公式:M=k1Gl0+k2Ql0計算結(jié)果見表6.7。第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)B.剪力設(shè)計值計算公式:V=k3G+k4Q計算結(jié)果見表6.8。 C.內(nèi)力包絡(luò)圖彎矩包絡(luò)圖:邊跨的控制彎矩有跨內(nèi)最大彎矩Mmax、跨內(nèi)最小彎矩Mmin、B支座最大負彎矩-MBmax,它們分別對應(yīng)的荷載組合是:+、+、+。在同一基線上分別繪制這三組荷載作用下的彎矩圖。第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出
38、版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)在荷載組合+作用下:此時MA=0,MB=-77.04+(-74.83)=-151.87kNm,以這兩個支座彎矩值的連線為基線,疊加邊跨在集中荷載G+Q=141.6kN作用下的簡支梁彎矩圖,則第一個集中荷載處的彎矩值為1/3(G+Q)l01-1/3MB=233.62kNm第二個集中荷載處的彎矩值為1/3(G+Q)l01-2/3MB183kNm至此,可以繪出邊跨在荷載組合+作用下的彎矩圖,同樣也可以繪制邊跨分別在+作用下和在+作用下的彎矩圖。第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)中跨的控制彎矩有跨內(nèi)最大彎矩Mmax,跨內(nèi)最小彎矩Mmin,B支座
39、最大負彎矩-MBmax,C支座最大負彎矩-MCmax。它們分別對應(yīng)的荷載組合是:+、+、+和+。在同一基線上分別繪制在這些荷載組合作用下的彎矩圖,即可得到中跨的彎矩包絡(luò)圖。所計算的跨內(nèi)最大彎矩與表6.7中的跨內(nèi)最大彎矩稍有差異,這主要是由于計算跨度并不是完全等跨所致。主梁的彎矩包絡(luò)圖如圖6.25所示。第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)剪力包絡(luò)圖:根據(jù)表6.8,在荷載組合+時,VAmax=116.24kN,至第一集中荷載處剪力降為116.24-141.6=-25.36kN,至第二集中荷載處,剪力降為-25.95-141.6=-166.96kN;同樣可以計算在荷載組
40、合+作用下各處的剪力值。據(jù)此即可繪制剪力包絡(luò)圖,如圖6.26所示。 配筋的計算A.受力主筋。主梁支座按矩形截面設(shè)計,截面尺寸為250mm600mm,跨內(nèi)按T形截面設(shè)計,翼緣寬度如下確定:第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)主梁考慮內(nèi)支座處布置兩排鋼筋,跨中布置一排鋼筋,因此跨中h0=h-35=600-35=565mm,支座截面h0=h-70=530mm。hf/h0=0.140.1,所以翼緣寬度取下兩式最小值:bf=l0/3=2000mmbf=b+sn=4750mm即取bf=2000mm??紤]主梁支座寬度的影響,B支座截面的彎矩設(shè)計值為:MB= 223.7kNm第六
41、章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)跨內(nèi)截面處:M=233.621fcbfhf(h0-hf/2)=806.4kNm因此屬于第一類T形截面,配筋的具體計算見表6.9。B.箍筋與彎起鋼筋:驗算截面尺寸:hw=h0-80=530-80=450mmHw/b=1.84所以0.25cfcbh0=318kNVmax=183.53kN即截面尺寸符合要求。箍筋的計算:假設(shè)采用雙肢箍筋8200,則第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)Vcs=172005NVA=116240NVBr=162380NVB1=183530N即B支座左邊尚應(yīng)配彎起鋼筋:Asb=67.
42、9mm2按45角彎起一根118,Asb=254.5mm238.8mm2。因主梁剪力圖形呈矩形,故在支座左邊2m長度內(nèi),布置3道彎起鋼筋,即先后彎起220+118。第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)C.次梁處附加橫向鋼筋。由次梁傳來的集中力F1=39.42+93.6=133.02kNh1=600-400=200mms=2h1+3b=2200+3200=1000mm取附加箍筋為雙肢8200,另配以吊筋118,箍筋在次梁兩側(cè)各布置3排,則:2fyAsbsin+mnfyvAsv1=234714.9NF1=13302N即滿足要求。 第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出
43、版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu) 主梁下砌體局部承壓強度的驗算主梁下設(shè)梁墊,具體計算略。(6) 繪制板、次梁、主梁的施工圖板、次梁、主梁施工圖分別見圖6.27、圖6.28和圖6.29。第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)圖6.17樓蓋平面圖 第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)圖6.18結(jié)構(gòu)平面布置圖 第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)圖6.19板的跨長 第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)圖6.20板的計算簡圖 第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)
44、表表6.5板的配筋計算板的配筋計算 第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)圖6.21 次梁的跨長 第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)圖6.22 次梁的計算簡圖 第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)表表6.6 次梁的配筋計算表次梁的配筋計算表 第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)圖6.23主梁的跨長 第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)圖6.24主梁的計算簡圖 第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)表表6.7主梁彎矩計算
45、表主梁彎矩計算表 第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)表表6.8主梁剪力計算表主梁剪力計算表 第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)圖6.25 主梁的彎矩包絡(luò) 第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)圖6.26 主梁的剪力包絡(luò)圖 第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)表表6.9 主梁配筋計算表主梁配筋計算表 第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)圖6.27 板的配筋圖 61408/6140820030061408/614061406/81408140814
46、0814081403008200820082006280CD321雙向各5850060060060060060060060060050050050050010002000200020002000450045002250第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)圖6.28 次梁的配筋圖 第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)圖6.29 主梁的配筋圖 第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)雙向板在兩個方向都起承重作用,即雙向工作,但兩個方向所承擔的荷載及彎矩與板的邊長比和四邊的支承條件有關(guān)。如圖6.30。因雙向板是雙向
47、工作,所以其配筋也是雙向。荷載較小時,板基本處于彈性工作階段,隨著荷載的增大,首先在板底中部對角線方向出現(xiàn)第一批裂縫,并逐漸向四角擴展。即將破壞時,板頂靠近四角處,出現(xiàn)垂直于對角線方向的環(huán)狀裂縫,如圖6.31所示。 6.3.1 雙向板的受力特點和試驗研究雙向板的受力特點和試驗研究第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)板的主要支承點不在四角,而在板邊的中部,即雙向板傳給支承構(gòu)件的荷載,并不是沿板邊均勻分布的,而在板的中部較大,兩端較小。 從理論上講,雙向板的受力鋼筋應(yīng)垂直于板的裂縫方向,即與板邊傾斜,但這樣做施工很不方便。試驗表明,沿著平行于板邊方向配置雙向鋼筋網(wǎng),其
48、承載力與前者相差不大,并且施工方便。所以雙向板采用平行于板邊方向的配筋。 第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)圖6.30 雙向板工作原理 第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)圖6.31 均布荷載下雙向板裂縫圖 (a) 四邊簡支矩形板底裂縫圖; (b) 四邊簡支矩形板頂裂縫圖 第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)6.3.2 雙向板按彈性理論的計算雙向板按彈性理論的計算雙向板在各種荷載作用下,對各種邊界條件的計算是個很復(fù)雜的問題,為了簡化計算,本書將直接應(yīng)用根據(jù)彈性薄板理論編制的彎矩系數(shù)進行計算,如附錄C所示
49、(P375)。 第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)在附錄三中,按單跨雙向板的邊界條件,選列了六種計算簡圖,如圖6.32所示:(1) 四邊固定;(2) 三邊固定,一邊簡支;(3) 兩鄰邊固定,另兩鄰邊簡支;(4) 兩對邊固定,另兩對邊簡支;(5) 一邊固定,三邊簡支;(6) 四邊簡支。6.3.2.1 單跨雙向板的計算單跨雙向板的計算第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)根據(jù)不同的計算簡圖,查出對應(yīng)的彎矩系數(shù),即可按下式求出彎矩:m=kql02必須指出,附錄C是根據(jù)材料的泊松比=0制定的,對鋼筋混凝土=1/6,跨中彎矩按下式計算:m1=m
50、1+m2m2=m2+m1 第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)圖6.32 雙向板六種邊界表示方法 第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)在設(shè)計中,采用簡化計算法,即假定支承梁無垂直變形,板在梁上可自由轉(zhuǎn)動,應(yīng)用單跨雙向板的計算系數(shù)表進行計算,按這種方法進行計算時要求,在同一方向的相鄰最小跨與最大跨跨長之比應(yīng)大于0.75。計算多跨連續(xù)雙向板同多跨連續(xù)單向板一樣,也應(yīng)考慮活荷載的不利布置。 6.3.2.2 多跨連續(xù)雙向板的計算多跨連續(xù)雙向板的計算第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)(1) 跨中最大彎矩的計算求某
51、跨跨中最大彎矩時,活荷載的不利布置為棋盤形布置,即該區(qū)格布置活荷載,其余區(qū)格均在前后左右隔一區(qū)格布置活荷載。計算時,采用正、反對稱荷載,即g=g+q/2,q=q/2進行計算(注意:此處不是折算荷載)。(2) 支座最大彎矩為計算簡便,認為全板各區(qū)格上均布置活荷載時,支座彎矩為最大,因此內(nèi)區(qū)格按四邊固定,邊區(qū)格的內(nèi)支座也為固定,而外邊界按實際考慮。第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)6.3.3 雙向板肋形樓蓋中支承梁的計算雙向板肋形樓蓋中支承梁的計算雙向板上的荷載按就近傳遞的原理向兩個方向的支承梁傳遞,這樣我們可以將雙向板按45角平分線分成四部分。每根支承梁承受兩側(cè)雙
52、向板上三角形或梯形部分的荷載,如圖6.33,為簡化計算可把三角形或梯形荷載按照支座彎矩相等的原則轉(zhuǎn)化為等效均布荷載,再用結(jié)構(gòu)力學(xué)的方法計算支座彎矩,然后根據(jù)支座彎矩和實際荷載計算跨中彎矩。三角形的等效均布荷載可按下式計算:第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)三角形荷載:peq=5/8p第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)圖6.33 多跨連續(xù)雙向板支承梁所承受的荷載 第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)1.設(shè)計雙向板時,應(yīng)根據(jù)下列情況對彎矩進行調(diào)整:(1) 中間跨的跨中截面及中間支座上,減少20%。(2)
53、邊跨的跨中截面及第一內(nèi)支座上:當l02/l011.5時,減少20%;當1.5l02/l012時,減少10%。(3) 角區(qū)格的樓板內(nèi)力不予折減。 6.3.4 雙向板截面的計算特點與構(gòu)造要求雙向板截面的計算特點與構(gòu)造要求6.3.4.1 雙向板截面的設(shè)計特點雙向板截面的設(shè)計特點第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)2.在設(shè)計時,截面的有效高度應(yīng)根據(jù)縱橫兩向取用不同的值,沿短跨方向的跨中鋼筋放在外側(cè),有效高度h01=h(1520mm);沿長向布置的跨中鋼筋放在內(nèi)側(cè),其有效高度可取h02=h(2530mm);對正方形板,為簡化計算,有效高度可取兩者的平均值。3.當板與支座整澆
54、時,支座彎矩的計算值按下列要求考慮:按彈性理論計算時,計算彎矩取支座邊緣處彎矩;按塑性理論計算時,因計算跨度取為凈跨,因此內(nèi)力分析所得的彎矩就是支座邊緣的彎矩。第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)4.由單位寬度內(nèi)截面彎矩設(shè)計值m,按下式計算受拉鋼筋的截面積(P144):As=m/(sh0fy)式中s可近似取為0.90.95。第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)(1) 雙向板的板厚雙向板板厚一般取h=80160mm,如果板厚滿足剛度要求,即對簡支板:hl/45;對連續(xù)板:hl/50(l為板的較小跨),通??刹槐仳炈銚隙取#?) 雙向板的
55、配筋雙向板的配筋方式與單向板相同,也有彎起式和分離式。對彎起式配筋,彎起點和截斷點可按圖6.34所示來確定。板帶的劃分如圖6.35所示。(3) 雙向板的構(gòu)造鋼筋的要求同單向板。 6.3.4.2 雙向板的構(gòu)造要求(雙向板的構(gòu)造要求(P143)第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)圖6.34 多跨連續(xù)雙向板的配筋 第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)圖6.35 雙向板板帶的劃分(l1為短邊) 第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)【例6.2】某廠房雙向板肋形樓蓋的結(jié)構(gòu)布置如圖6.36所示,樓蓋支承梁截面為250m
56、m500mm,樓面活荷載標準值qk=8kN/m2,樓蓋總的恒荷載標準值為gk=4.5kN/m2,板厚100mm,混凝土強度等級采用C20,板中鋼筋為HPB235,試設(shè)計此樓蓋。【解】 按彈性理論設(shè)計 荷載設(shè)計值恒荷載設(shè)計值:g=gk1.2=4.51.2=5.4kN/m2活荷載設(shè)計值:6.3.5 設(shè)計例題設(shè)計例題第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)由于活荷載標準值8kN/m24kN/m2,按規(guī)范要求,荷載分項系數(shù)取1.3,即q=qk1.3=81.3=10.4kN/m2正對稱荷載: g=g+q/2=5.4+5.2=10.6kN/m2反對稱荷載: q=q/2=5.2kN
57、/m2荷載總設(shè)計值: g+q=5.4+10.4=15.8kN/m2 計算跨度內(nèi)區(qū)格板的計算跨度取支承中心間的距離;邊區(qū)格板的計算跨度取凈跨+內(nèi)支座寬度一半+板厚一半或取凈跨+內(nèi)支座寬度一半+邊支座支承長度一半,兩者取小值,具體數(shù)值見表6.11。第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu) 彎矩設(shè)計值現(xiàn)以A區(qū)格板為例說明各彎矩設(shè)計值的計算過程。l01/l02=0.8125先計算跨中彎矩:m1=k1gl012+k2ql012m2=k3gl012+k4ql012所以m1=8.6kNmm2=5.04kNmm1=m1+m2=9.44kNmm2=m2+m1=6.47kNm第六章第六章
58、 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)計算支座彎矩:計算公式:m=kpl012 m=kpl012m=kpl012 m=kpl012所以m= 15.73kNmm=m= 15.73kNmm= 13.39kNmm=m=13.39kNm按照同樣的方法可以求得其他各區(qū)格在各截面上的彎矩設(shè)計值。計算結(jié)果見表6.11。第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu) 配筋計算截面的有效高度:l01方向跨中截面的有效高度h01=h 20=100 20=80mm,l02方向跨中截面的有效高度h02=h 30=100 30=70mm,支座截面h0=h01=80mm。截面的設(shè)計彎矩
59、:樓蓋周邊未設(shè)圈梁,因此只能將A區(qū)格跨中彎矩折減20%,其余均不折減;支座彎矩均按支座邊緣處的彎矩取值,即按下式計算:M=Mc V0b/2 AB支座計算彎矩: (15.73+14.06)/2 1/215.83.470.25/2 = 11.47kNm第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)AC支座計算彎矩:(13.39+13.55)/2 1/215.84.370.25/2= 9.15kNmBD支座計算彎矩:(16.57+14.31)/2 1/215.84.370.25/2= 12.01kNmCD支座計算彎矩:(16.08+17.11)/2 1/215.83.470.25
60、/2= 13.17kNm所需鋼筋的面積:為計算簡便,近似取=0.9。As=m/(0.9h0fy)截面配筋計算見表6.12。第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu) 施工圖的繪制本例給出按彈性理論計算的配筋的施工圖如圖6.37所示。第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)圖6.36 雙向板樓蓋平面 第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)表表6.11 按彈性理論計算彎矩表按彈性理論計算彎矩表 第六章第六章 樓蓋結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社工程結(jié)構(gòu)表表6.12 按彈性理論的配筋計算表按彈性理論的配筋計算表 第
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