鋼筋混凝土梁板結構課件

1、第6章 鋼筋混凝土梁板結構6 鋼筋混凝土梁板結構 鋼筋混凝土梁板結構由鋼筋混凝土受彎構件(梁和板)組成,廣泛用于房屋建筑中的樓蓋、屋蓋以及陽臺、雨篷、樓梯、基礎、水池頂板等部位。樓蓋的分類按施工方 法現(xiàn)澆樓蓋:裝配式樓蓋:裝配整體式樓蓋:預制板+現(xiàn)澆（或預制）梁。預制樓面上做剛性面層。剛性面層： 40 mm混凝土層，內配鋼筋網(wǎng)。按施工圖綁扎好梁和板的鋼筋，再支模，最后澆注并振搗混凝土.按樓蓋的外形和力學特征井式樓蓋(特例:雙向板密肋樓蓋)無梁樓蓋單向板肋形樓蓋雙向板肋形樓蓋肋形樓蓋 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

2、井式樓蓋。 無梁樓蓋是指將板直接支承在柱頂?shù)闹鄙?，不設主、次梁，因而天棚平坦，凈空較高，通風與采光較好，主要用于倉庫、商場等建筑中，如圖所示。 6.1現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓蓋圖樓蓋的主要結構形式 (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 6.1現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓蓋6.1 現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板鋼筋混凝土肋梁樓蓋鋼筋混凝土無梁樓蓋6.1 現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板板上荷載傳力方式：次梁主梁墻、柱基礎次梁主梁單向板肋梁樓蓋l2 / l1 3時按單向板設計6.1 現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板雙向板肋梁樓蓋梁無主次之分，荷載兩向傳遞。 l2 / l1 2時按雙向板設計板上荷載傳力方式：兩

3、個方向梁墻、柱基礎2l2 / l1 3時宜按雙向板設計6.1 現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板井式樓蓋與密肋樓蓋是肋梁樓蓋結構的一種特例。其特點是：兩個方向梁的高度相等且一般為等間距布置；不分主次共同直接承受板傳來的荷載；梁布置成井字形，梁格形狀為方形、矩形或菱形；板為雙向板?？蔁o柱，使用方便，但梁跨度大。樓面剛度弱，變形大。梁高h 。傳力方式： 板梁基礎墻6.1 現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板 當梁肋間距小于1.5m時的樓蓋常稱為密肋樓蓋。有單向密肋樓蓋和雙向密肋樓蓋兩種型式。雙向板密肋樓蓋可看做井式樓蓋的特例。肋距 1.5 m，樓面剛度比井式大，變形比井式小。 傳力方式：板梁基礎墻6.1 現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板無梁樓蓋

4、 傳力方式： 板柱基礎板不宜薄，h150mm。柱距不宜大。6.1 現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板6.1.1現(xiàn)澆鋼筋混凝土單向板肋形樓蓋 肋形樓蓋是由板、次梁、主梁等構件組成的，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。兩種板的彎曲如圖所示。 混凝土結構設計規(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： （1） 兩對邊支承的板應按單向板計算。（2） 四邊支承的板，當長邊與短邊之比小于或等于2時，應按雙向板計算。（3）

5、四邊支承的板，當長邊與短邊之比大于或等于3時，應按單向板計算。（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，此時應沿長邊方向布置足夠數(shù)量的構造鋼筋。 6.1.1現(xiàn)澆鋼筋混凝土單向板肋形樓蓋圖單向板與雙向板的彎曲 (a) 單向板；(b) 雙向板 6.1.1現(xiàn)澆鋼筋混凝土單向板肋形樓蓋單向板肋梁樓蓋設計設計步驟：布結構定簡圖求內力配鋼筋繪圖紙 結構布置原則.梁格布置應盡量簡單、整齊、統(tǒng)一；.有隔墻時應在相應位置設梁；.樓板上開較大洞口時，應四周設小梁；.梁格布置盡可能等跨，使梁截面尺寸、種類減少，方便施工；.主梁跨內次梁的根數(shù)宜多于一根

6、，使主梁受力均勻。單向板肋梁樓蓋設計 構件常用跨度及截面尺寸單向板肋梁樓蓋設計 圖6.5 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 單向板肋形樓蓋的結構平面布置單向板肋形樓蓋的設計計算 混凝土結構宜根據(jù)結構類型、構件布置、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；（主梁）（2） 塑性內力重分布分析方法；（次梁、板） （3） 塑性極限分析方法；（4） 非線性分析方法；（5） 試驗分析方法。板的設計計算1.計算簡圖 在計算簡圖中需反映支承條件、計算跨度、計算跨數(shù)、荷載分布和荷載大小。（1）支承條件次梁作為板的鉸支座；（

7、2）跨數(shù)、跨度 跨數(shù)不超過五跨，按實際跨數(shù)，跨數(shù)超過五跨，可按五跨計算。 跨度按塑性計算方法查表確定。為使板有足夠的剛度，板厚尚應滿足：工業(yè)樓面：h70 mm民用樓面：h60 mm屋 面：h70 mmhhh板的設計計算計算簡圖墻支承梁支承相鄰兩跨跨長相差10時，按等跨計算。五跨以上按五跨計算。板的設計計算中間跨對多跨連續(xù)梁板邊跨計算跨度板的設計計算板的設計計算板的設計計算（3）荷載的確定板厚:（已給定）取1m寬作為計算單元。恒載標準值：活載標準值：（已給定）（4）內力計算板按塑性法計算內力塑性法：（塑性內力重分布設計法） 是指采取彎矩調幅法將支座彎矩調低后進行配筋的一種經(jīng)濟配筋法。適用于板和次

8、梁，但不適用于主梁。板的設計計算板內力計算表彎矩系數(shù)截 面 邊 跨 中 1支 座 B中 間 跨 中 2、3C中 間 支 座 1/11-1/141/16-1/16(kN.m)板的設計計算（5）配筋計算彎矩 截 面 1B2、3C11板帶2-2板帶11板帶2-2板帶（kN.m） 0.80.8(mm )(mm2)實配鋼筋 （mm2） 板的設計計算板的設計計算（6）施工圖繪制1)受力筋采用分離式配筋板的設計計算板的設計計算2）板與周邊墻體和梁的構造筋板的設計計算3）板與主梁交接處構造筋4）分布筋 受力鋼筋的15%，直徑6mm，間距250板的設計計算次梁的設計計算1.計算簡圖（1）支承條件主梁作為次梁的鉸

9、支座；（2）跨數(shù)、跨度 跨數(shù)不超過五跨，按實際跨數(shù)，跨數(shù)超過五跨，可按五跨計算。 跨度按塑性計算方法查表確定。次梁的設計計算（3）荷載確定1）截面尺寸的確定 次梁截面高度h =(1/181/12) 2）荷載確定恒載：次梁自重：板傳來恒載：板傳來活載：活載：次梁的設計計算（3）荷載確定2.內力計算按塑性法計算內力次梁的設計計算梁內力計算表彎矩系數(shù)截 面 邊 跨 中 1支 座 B中 間 跨 中 2、3C中 間 支 座 1/11-1/111/16-1/16(kN.m)梁內力計算表剪力系數(shù)截 面 A 支 座 B 支 座 （左）B 支 座 （右） 中 間 支 座 0.40.60.50.5(kN)3.截面

10、承載力計算 次梁支座按矩形截面計算，次梁跨中按T形截面計算，其翼緣寬度為次梁的設計計算判別T形截面類型 ： MkNm （中間跨中） 故各跨中截面屬于第一類T形截面 。M(kNm )（邊跨中）次梁的設計計算 次梁正截面承載力計算 截 面 1（T形）B（矩形）2.3（T形）C（矩形）( kN.m)（跨中） (支座)（跨中）(支座)選用鋼筋 次梁斜截面承載力計算截 面邊 支 座 AB 支 座(左)B 支 座(右)中 間 支 座 C (kN) (kN)(kN)選用箍筋 (mm2)(mm)實配箍筋間距s (mm)配鋼筋率sv=Asv/（bs）sv，min=0.24t/（yv）次梁配筋圖次梁配筋圖（舉例）

11、按彈性計算方法1.計算簡圖支承情況、計算跨度和跨數(shù)、荷載的情況等。（1） 支承條件。主梁鉸支在柱上。（2）計算跨度。按彈性計算方法。（3） 跨數(shù)。 實際跨數(shù)（4） 荷載 主梁截面高度 h=(1/141/8) 恒載：主梁自重（KN/m),板、次梁自重傳來荷載（KN）。 活載：板傳來荷載（KN）。主梁設計（4） 荷載恒載：主梁自重（KN/m)=折算成集中荷載：KN/m板傳來集中荷載=板的自重（ KN/m 2）傳遞面積（次梁間距主梁間距）次梁自重傳來荷載（KN）=次梁自重（KN/m ）傳遞寬度（主梁間距）活載：板傳來荷載（KN）=板活載（ KN/m 2）傳遞面積（次梁間距主梁間距）次梁間距（m）=集

12、中荷載KN主梁設計主梁設計2.活荷載的最不利布置活荷載最不利布置的法則： 1）求某跨跨內最大正彎矩時，應在該跨布置活荷載，然后向左右隔跨布置活荷載； 2）求某支座最大負彎矩時，應在該支座左右兩跨布置活荷載，然后隔跨布置活荷載； 3）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； 連續(xù)梁上的恒荷載應按實際情況布置。主梁設計主梁設計根據(jù)上述法則，可以確定出活荷載的最不利布置，然后通過查附表15，按照下述公式求出跨中或支座截面的最大內力：集中荷載作用下:M=k1Gl0+k2Ql0 V=k3G+k4Q主梁設計3.內力計算主梁彎矩計算表序號荷載簡圖及彎矩圖最不利組合+主梁設計主梁

13、剪力計算表序號荷載簡圖及彎矩圖最不利組合+主梁設計4.主梁配筋計算 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。 在支座處，主、次梁的負彎矩鋼筋相互交叉，如圖所示，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-(5560)mm當負彎矩鋼筋為兩排布置時：h0=h-(8090)mm主梁設計主梁支座截面縱筋位置 主梁設計配筋計算配筋時用的彎矩和剪力值按如下方法確定：主梁設計 主梁正截面承載力計算 截 面 1（T形）B（矩形）2（T形）( kN.m)h0（跨中） (支座)（跨中）(支座)選用鋼筋 主梁設計主梁斜截面承載力計算截

14、 面邊 支 座A B 支 座(左)B 支 座(右) (kN) (kN)(kN)選用箍筋 (mm2)(mm)實配箍筋間距s (mm)實配附加鴨筋鋼筋(mm2) 在主梁與次梁相交處，次梁的集中荷載可能使主梁的腹部產生斜裂縫，并引起局部破壞，因此，規(guī)范規(guī)定:位于梁下部或梁截面高度范圍內的集中荷載,應全部由附加模向鋼筋(箍筋、吊筋)承擔,附加橫向鋼筋宜采用箍筋。筋箍應布置在長度為S的范圍內，此處S=2h1+3b。第一道附加箍筋離次梁邊50mm，間距50 mm。附加橫向鋼筋所需的總截面面積應滿足下列條件： 主梁設計圖 附加橫向鋼筋的分布 主梁設計主梁的配筋圖 應按內力包絡圖繪制，在此不要求采用包絡圖，繪

15、制方法可與次梁繪制方法相同。6.1.1單向板肋形樓蓋6.1.1單向板肋形樓蓋6.1.1單向板肋形樓蓋6.1.1單向板肋形樓蓋6.1.2 現(xiàn)澆鋼筋混凝土雙向板肋形樓蓋按彈性理論取微元體，建立微分方程式并求解，根據(jù)邊界條件可以求出板的內力與變形?；蚩v橫各取一單元寬板帶，按交點處撓度相等進行荷載分配。單區(qū)格雙向板的內力計算雙向板按彈性理論的內力計算l 取用lx和ly 中較小者。為泊桑比，混凝土的0.2，表中系數(shù)是按0算得的，當 不等于0.2時，支座彎矩仍查表計算，跨中彎矩要按下列公式計算：式中，彎矩系數(shù)和撓度系數(shù)的取值對常見的幾種情況可查教材附表，對其他支承情況可查設計手冊。單位板寬內彎矩和撓度計算

16、方法：6.1.2 現(xiàn)澆鋼筋混凝土雙向板肋形樓蓋式中， mx和my仍按表計算。多區(qū)格雙向板的內力計算(1) 計算跨中最大彎矩求區(qū)格A時：A區(qū)格活載滿布，然后跨區(qū)格布置活載。6.1.2 現(xiàn)澆鋼筋混凝土雙向板肋形樓蓋活載最不利布置方法 當求某一區(qū)格跨中最大彎矩時，在該區(qū)格及其前后左右每隔一區(qū)格應布置活荷載，即呈棋盤式布置。支承條件 g+q/2荷載作用下，各中間支座可視為固支。若A區(qū)格為邊區(qū)格，則邊支座有邊梁時為固支，無邊梁時為簡支。 在q/2荷載作用下，中間各支座可視為簡支。若A區(qū)格為邊區(qū)格，則邊支座有邊梁時為固支，無邊梁時為簡支。內力計算a. 先求A區(qū)格在g+q/2荷載作用下的跨中彎矩，按四邊固支

17、條件查單區(qū)格板的表。6.1.2 現(xiàn)澆鋼筋混凝土雙向板肋形樓蓋b. 在求A區(qū)格在q/2荷載作用下的跨中彎矩，按四邊鉸支條件查單區(qū)格板的表。c. 將a 、b計算結果疊加得最后結構。 跨中最大撓度也按上述方法計算。(2) 計算支座最大彎矩活載最不利布置方法 為簡化計算，假定各區(qū)格均布滿活載。支承條件 中間支座均為固支，邊支座按實際支座情況而定。內力計算a. 根據(jù)支承情況和g+q的荷載查單區(qū)格板的表格 計算相應的支座彎矩。6.1.2 現(xiàn)澆鋼筋混凝土雙向板肋形樓蓋b. 由以上討論可見，雖然是多區(qū)格雙向板，計算時仍是 一個區(qū)格、一個區(qū)格地單獨計算。c. 計算可從較大的區(qū)格開始，當相鄰兩跨所求得的同一支座的

18、彎矩不等時，選較大者配筋。(3) 支座梁內力計算荷載分配由每區(qū)格四角按 對角線將區(qū)格劃分為四塊，每塊上的恒載和活載傳遞給相鄰的支承梁。不考慮板的連續(xù)性。6.1.2 現(xiàn)澆鋼筋混凝土雙向板肋形樓蓋內力a. 三角形荷載作用下的內力化為等效均布荷載計算。b. 梯形荷載作用下的內力可先按固端彎矩相等的條件換算成等效均布荷載。c. 三角形荷載也可換算成等效均布荷載計算。6.1.2 現(xiàn)澆鋼筋混凝土雙向板肋形樓蓋截面設計(1) 對四邊都與梁整體澆接的板，考慮拱效應，其彎矩設計值可按下列情況予以減少：中間區(qū)格板的支座及跨內截面減少20。邊區(qū)格板的跨內截面及第一內支座處截面：當lb / l 1.5時，減少20；當

19、1.5 lb / l 2.0時，減少10。 式中l(wèi)為垂直于樓板邊緣方向板的計算跨度； lb為沿樓板邊緣方向板的計算跨度。角區(qū)格板截面彎矩值不予折減。雙向板的截面設計與構造要求6.1.2 現(xiàn)澆鋼筋混凝土雙向板肋形樓蓋(2) 截面有效高度(3) 配筋計算：單位寬度內所需鋼筋，6.1.2 現(xiàn)澆鋼筋混凝土雙向板肋形樓蓋（1）板厚 80160 mm，簡支板h/l01 1/45；連續(xù)梁h/l01 1/50（ l01為短跨跨長 ）。構造要求（2）鋼筋的配置短跨方向鋼筋放在外邊，長跨方向放在里面?？蓪⒚恳环较蚍殖砂鍘?，兩個方向的邊緣板帶寬度均為l01 /4 。邊緣板帶單位寬度范圍內的配筋等于中間板帶單位寬度范

20、圍的一半。支座上承受負彎矩的鋼筋按計算確定，沿支座均勻配置，伸入支座長不小于l01 /4 。6.1.2 現(xiàn)澆鋼筋混凝土雙向板肋形樓蓋6.1.2 現(xiàn)澆鋼筋混凝土雙向板肋形樓蓋圖6.34 多跨雙向板的分離式配筋 6.1.2 現(xiàn)澆鋼筋混凝土雙向板肋形樓蓋6.1.2 現(xiàn)澆鋼筋混凝土雙向板肋形樓蓋6.1.2 現(xiàn)澆鋼筋混凝土雙向板肋形樓蓋6.1.2 現(xiàn)澆鋼筋混凝土雙向板肋形樓蓋6.1.2 現(xiàn)澆鋼筋混凝土雙向板肋形樓蓋6.1.2 現(xiàn)澆鋼筋混凝土雙向板肋形樓蓋6.1.2 現(xiàn)澆鋼筋混凝土雙向板肋形樓蓋圖6.42 柱帽的構造配筋6.1.2 現(xiàn)澆鋼筋混凝土雙向板肋形樓蓋6.2 樓梯樓梯一般由梯段和平臺兩部分組成。鋼

21、筋混凝土樓梯根據(jù)施工方法的不同可分為現(xiàn)澆樓梯、預制樓梯；根據(jù)受力狀態(tài)的不同可分為梁式、板式、螺旋式、剪刀式樓梯，其中前兩種屬于平面受力體系，后兩種屬于空間受力體系，如圖1至圖2所示；根據(jù)梯段數(shù)量不同，可分為單跑式、雙跑式、三跑式樓梯。 樓梯的類型圖1梁式樓梯 6.2 樓梯圖2板式樓梯 6.2 樓梯圖 螺旋式樓梯 6.2 樓梯圖剪刀式樓梯 6.2 樓梯這種樓梯的梯段是一塊斜置的踏步板，兩端支承在平臺梁上，最下端支承在地壟墻上。板式樓梯的計算包括斜板、平臺板、平臺梁的計算。板式樓梯荷載的傳遞途徑為： 均布荷載 均布荷載 平臺板均布荷載梯段荷載 斜梯板 平臺梁 樓梯間側墻（柱） 6.2.1 現(xiàn)澆板式

22、樓梯6.2.1 現(xiàn)澆板式樓梯1. 斜板的計算特點與構造要求1）板厚 一般梯段板的厚度可?。?/251/30） ，（為梯段板水平投影方向的長度），常取80120。 2）計算簡圖 計算梯段板時，可取出1米寬板帶或以整個梯段板作為計算單元。為使計算方便，一般將梯段板的斜向分布恒荷載換算成沿水平方向分布的均布荷載，然后再與活荷載疊加計算。6.2.1 現(xiàn)澆板式樓梯 因此，斜梯板可化作水平簡支板計算（圖），其計算跨度按斜板的水平投影長度取值，恒荷載g1（樓段板及粉刷自重）應折算為沿板水平投影長度上分布的均布荷載（其中 為作用于梯段板上單位水平長度上分布的恒荷載 ， 為梯段板的傾斜角）。6.2.1 現(xiàn)澆板式

23、樓梯3）內力計算 由力學可知，簡支斜梁（板）在豎向均布荷載下（沿水平投影長度）的最大彎矩與相應的簡支水平梁（板）的最大彎矩相等（荷載、水平跨度相等），即 但考慮到梯段板與平臺梁為整體連接，平臺梁對梯段斜板有彈性約束作用這一有利因素，故可以減小梯段板的跨中彎矩，計算時最大彎矩取6.2.1 現(xiàn)澆板式樓梯4）配筋計算 梯段斜板中的受力鋼筋按跨中最大彎矩進行計算?？紤]斜板在支座處有負彎矩作用，支座截面負鋼筋的用量一般不再計算，可取與跨中截面配筋相同。梯段板的配筋可以采用分離式。在斜板式內垂直于受力鋼筋方向按構造要求配置分布鋼筋，每個踏步下至少有一根分布筋。圖為板式樓梯采用分離式的配筋構造圖。6.2.1

24、 現(xiàn)澆板式樓梯板式樓梯6.2.1 現(xiàn)澆板式樓梯6.2.1 現(xiàn)澆板式樓梯（2） 平臺板 平臺板一般都是一塊一端與平臺梁整體連接，另一端支承于磚墻上或鋼筋混凝土過梁上的單向板。當平臺板兩端都與梁整體連接時，跨中彎矩按1/10pl02計算，當平臺板一端簡支時，跨中彎矩按1/8pl02計算。 平臺板的配筋方式與構造要求與普通板一樣。（3）平臺梁平臺梁除承受自重、平臺板傳來的荷載外，還承受斜板傳來的均布荷載 。配筋計算時可按簡支的倒L形梁計算。一般平臺梁的截面高度 /12（ 為平臺梁的計算跨度），其他構造要求與一般梁相同。6.2.1 現(xiàn)澆板式樓梯6.2.1 現(xiàn)澆板式樓梯6.2.2 現(xiàn)澆梁式樓梯梁式樓梯的

25、計算包括踏步板、斜梁、平臺板、平臺梁的計算。（1） 踏步板一般梁式樓梯的斜梁設置在踏步板的兩側。因此踏步板可以按兩端簡支于斜梁上的簡支板計算，其計算單元可取一個踏步，如圖所示。板的高度可按折算高度，即h=c/2+/cos取用，為板厚，一般取=3040mm。 6.2.2 現(xiàn)澆梁式樓梯圖 踏步板鋼筋彎折 6.2.2 現(xiàn)澆梁式樓梯踏步板的配筋6.2.2 現(xiàn)澆梁式樓梯（2） 斜梁 梯段斜梁通常支承于上、下平臺梁上，底層支承于地壟墻上，一般按簡支梁計算。當平臺梁內移時，斜梁應從傾斜梯段部分延伸到平臺部分，這就形成了折線形斜梁。 斜梁上所承受的荷載包括由踏步傳來的恒荷載與活荷載、斜梁自重與粉刷層等重量。如圖。 6.2.2 現(xiàn)澆梁式樓梯式中：按板式樓梯斜板公式計算內力再配筋。6.2.2 現(xiàn)澆梁式樓梯斜梁的配筋6.2.2 現(xiàn)澆梁式樓梯（3） 平臺板與平臺梁 梁式樓梯的平臺梁按支承在樓梯間橫墻上的簡支梁計算。它承受的荷載有斜梁傳來的集中荷載、平臺板傳來的均布荷載和自重等。由于平臺梁兩側荷載的不對稱性，平臺梁還承受一定的扭矩作用，計算時往往不考慮該扭矩作用，但箍筋應適當加密。平臺梁是倒L形截面，考慮其受彎工作時截面的不對稱性，計算時可不考慮翼緣的作用，近似按寬為肋寬的矩形截面計算。6.2.2 現(xiàn)澆梁式樓梯6.2.2 現(xiàn)澆梁式樓梯6.3 雨棚 組成：雨篷板+雨篷梁設計內容(1