鋼筋混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)

鋼筋混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)

8.1概述8.1.1樓蓋的結(jié)構(gòu)形式１．按結(jié)構(gòu)布置形式分１）肋梁樓蓋３）無梁樓蓋２）井式樓蓋４）密肋樓蓋２．按施工方法分１）現(xiàn)澆整體式樓蓋２）裝配式樓蓋３）裝配整式體樓蓋8.1.2梁、板的分類１．板的分類只有一個方向受彎的板稱為單向板。兩個方向受彎的板稱為雙向板。２．梁的分類荷載由兩個方向梁共同承受，此時的梁系稱為雙向梁，如井式樓蓋中的梁系。8.2現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋8.2.1結(jié)構(gòu)平面布置樓蓋設(shè)計中，合理的柱網(wǎng)布置、梁格劃分及板梁截面尺寸的確定是結(jié)構(gòu)設(shè)計的首要問題，它對于建筑物的使用、經(jīng)濟和美觀的有求有著直接的影響。在進行樓蓋的結(jié)構(gòu)平面布置時，應(yīng)注意以下問題：（１）跨度經(jīng)濟。（２）受力合理。（３）主次梁布置合理。8.2.2結(jié)構(gòu)計算單元１．結(jié)構(gòu)計算單元單向板承受樓（屋）面均布荷載，可取單位板寬（b＝１ｍ）作為計算單元通常板的剛度遠小于次梁的剛度，次梁可作為單位寬度板帶的不動鉸支座，因此單位寬度板帶可簡化為連續(xù)梁計算。次梁承受由板傳來的荷載和次梁的自重。而主梁可作為次梁的不動鉸支座，因此次梁也可簡化為連續(xù)梁計算。主梁承受次梁傳來的荷載和主梁的自重。２．結(jié)構(gòu)支承條件（１）單向板、次梁的支承（２）主梁的支承３．結(jié)構(gòu)計算跨度現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋中，梁板簡化為連續(xù)梁計算，梁的計算跨度應(yīng)考慮支座實際尺寸和受力情況而確定。４．結(jié)構(gòu)計算跨數(shù)對于五跨以上的連續(xù)梁，當(dāng)跨度相差不超過１０％，且各跨的截面尺寸和荷載都相同時，結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析表明，除端部兩跨內(nèi)力外，其它所有中間跨的內(nèi)力都較為接近，故可近似按五跨進行內(nèi)力計算。8.2.3按彈性理論的計算方法１．控制截面２．活荷載最不利布置３．內(nèi)力包絡(luò)圖４．支座邊緣截面的內(nèi)力計算8.2.4按塑性理論的計算方法１．鋼筋混凝土塑性鉸①能轉(zhuǎn)動，但不像理想鉸那樣可沿任意方向轉(zhuǎn)動，只能沿彎矩作用方向，繞不斷上升的中和軸發(fā)生單向轉(zhuǎn)動；②不象理想鉸那樣可無限制的轉(zhuǎn)動，只能在從受拉鋼筋剛開始屈服到受壓區(qū)混凝土壓壞這一有限范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動；③在轉(zhuǎn)動的同時，能傳遞一定的彎矩，近似等于極限彎矩Mu；④有一定的長度區(qū)域，而理想鉸集中于一點。２．結(jié)構(gòu)承載力按彈性理論分析方法認(rèn)為：結(jié)構(gòu)的某一截面彎矩達到了極限彎矩Mu

，則整個結(jié)構(gòu)達到承載能力極限狀態(tài)。按塑性理論分析方法認(rèn)為，結(jié)構(gòu)的某一截面出現(xiàn)了塑性鉸（截面彎矩達到了極限彎矩Mu

），并不意味著結(jié)構(gòu)的破壞。３．連續(xù)梁的塑性內(nèi)力重分布①結(jié)構(gòu)承載力極限狀態(tài)：按彈性理論結(jié)構(gòu)分析方法認(rèn)為，結(jié)構(gòu)某一截面達到截面承載能力極限狀態(tài)即出現(xiàn)塑性鉸，結(jié)構(gòu)即破壞；而按塑性理論結(jié)構(gòu)分析方法認(rèn)為，超靜定結(jié)構(gòu)達到承載能力極限狀態(tài)的標(biāo)志不是一個截面出現(xiàn)塑性鉸，而是出現(xiàn)足夠多的塑性鉸，使結(jié)構(gòu)形成破壞機構(gòu)。②超靜定結(jié)構(gòu)出現(xiàn)第一個塑性鉸前，結(jié)構(gòu)內(nèi)力與荷載近似為線性關(guān)系；而出現(xiàn)第一個塑性鉸后，結(jié)構(gòu)中的內(nèi)力分析不再服從彈性分析結(jié)果，與彈性內(nèi)力分布存在差別的現(xiàn)象稱為“塑性內(nèi)力重分布”。③考慮塑性內(nèi)力重分布，可使內(nèi)力分析結(jié)果更接近混凝土超靜定結(jié)構(gòu)的實際工作狀態(tài)。④超靜定結(jié)構(gòu)按塑性理論計算的極限承載力大于按彈性理論計算的承載力，因此按彈性理論計算的內(nèi)力進行設(shè)計是偏于安全的。４．按塑性內(nèi)力重分布計算的基本原則（１）采用塑性變形能力好的熱軋鋼筋（如HPB235級、HRB335或HRB400級鋼筋）作縱向受力鋼筋；在彎矩調(diào)低的截面，計算配筋時的混凝土相對受壓區(qū)高度ξ≤0.35（通過控制配筋率，保證截面的延性）。（２）調(diào)幅范圍一般不超過２０％，對于活荷載q和恒荷載g之比q／g≤１／３的結(jié)構(gòu)，調(diào)幅不得超過１５％。（３）滿足靜力平衡條件。（４）塑性鉸截面應(yīng)有足夠的受剪承載力，避免因斜截面提前受剪破壞而使結(jié)構(gòu)不能實現(xiàn)完全的內(nèi)力重分布，因此在塑性鉸區(qū)段內(nèi)應(yīng)適當(dāng)加密箍筋，一般受剪箍筋比計算值增大２０％后配置。（５）對承受多次重復(fù)荷載，或處在負(fù)溫條件下，將出現(xiàn)疲勞和脆斷現(xiàn)象。（６）裂縫控制等級為一級和二級的結(jié)構(gòu)，不采用塑性理論計算方法。（７）對重要結(jié)構(gòu)構(gòu)件不應(yīng)采用塑性內(nèi)力重分布的分析方法。５．結(jié)構(gòu)按塑性內(nèi)力重分布的計算方法（１）按彈性理論確定連續(xù)梁的內(nèi)力，得到彎矩包絡(luò)圖。（２）將支座彎矩按調(diào)幅系數(shù)β下調(diào)，調(diào)幅后的支座彎矩值M塑＝（１－β）M彈，調(diào)幅系數(shù)β≤２０％。（３）計算跨中彎矩，并應(yīng)滿足上述。（４）按調(diào)幅后的彎矩設(shè)計值進行截面配筋計算。６．等跨連續(xù)梁在均布荷載作用下的內(nèi)力計算根據(jù)前述基本原則和調(diào)幅法，并顧及設(shè)計方便，對均布荷載下等跨連續(xù)梁（板）考慮塑性內(nèi)力重分布的彎矩和剪力，一般可按下列公式計算：M＝α（g＋q）l２０V＝β（g＋q）ln

式中：M，V—彎矩設(shè)計值和剪力設(shè)計值；

α，β—考慮塑性內(nèi)力重分布的彎矩系數(shù)和剪力系數(shù)。

g，q—均布恒荷載設(shè)計值和均布活荷載設(shè)值；

l０—計算跨度；ln—凈跨。8.2.5截面配筋與構(gòu)造要求１．單向板的設(shè)計要點和配筋構(gòu)造（１）受力鋼筋宜采用ＨＰＢ２３５級鋼筋。常用直徑６、８或１０ｍｍ，并宜選用較大直徑作為負(fù)彎矩鋼筋。（２）受力鋼筋的間距一般不小于７０ｍｍ；當(dāng)板厚小于１５０ｍｍ時，間距不大于２００ｍｍ；當(dāng)板厚大于１５０ｍｍ時，間距不大于１暢５h，且不大于２５０ｍ。（３）連續(xù)板的配筋形式有兩種：彎起式和分離式。（４）支座負(fù)彎矩鋼筋可在距支座邊不小于a的距離處切斷。２．次梁的設(shè)計要點和配筋構(gòu)造次梁與板整澆時，可考慮板作為次梁的翼緣。按正截面抗彎承載力確定縱向受拉鋼筋時，對跨中按Ｔ形截面計算；對支座，由于翼緣位于受拉區(qū)，按矩形截面計算。３．主梁的設(shè)計要點和配筋構(gòu)造主梁與板整澆時，可考慮板作為主梁的翼緣（與次梁相同）。對跨中可按Ｔ形截面計算，對支座按矩形截面計算。8.2.6整體式單向板肋梁樓蓋設(shè)計例題試設(shè)計某藏書庫樓蓋。樓蓋平面尺寸尺寸為30ｍ×18ｍ，四周為承重磚墻，允許室內(nèi)設(shè)置八個立柱，樓梯在此平面外。墻厚240ｍｍ，壁柱截面尺寸370ｍｍ×490ｍｍ，中柱為鋼筋混凝土柱，截面尺寸為400ｍｍ×400ｍｍ。樓面做法：15ｍｍ厚1：3干硬性水泥砂漿結(jié)合層上做20ｍｍ厚花崗巖面層。板底采用10ｍｍ厚混合砂漿抹灰。要求：（１）按彈性方法和塑性內(nèi)力重分布方法分別設(shè)計樓板和次梁；（２）按彈性方案設(shè)計主梁；（３）對次梁和主梁的裂縫寬度進行驗算。8.3現(xiàn)澆雙向板肋梁樓蓋8.3.1雙向板的受力特點四邊簡支雙向板在均布荷載作用下的彎曲變形呈盤形，這意味著在任何位置上，板在兩個主軸方向都彎曲。板帶間的彎曲變形差異使板帶還承受扭矩的作用，靠近角部處扭矩較大。板沿兩個正交方向的彎矩，分別為沿短跨方向的彎矩Mx和沿長跨方向的彎矩My。沿短跨方向的彎矩值Mx不僅沿板的短邊方向會變化，沿板的長方向也會發(fā)生變化。8.3.2雙向板按彈性理論計算１．單區(qū)格雙向板的計算２．連續(xù)區(qū)格雙向板的計算（１）跨中彎矩（２）支座彎矩３．板的空間內(nèi)拱作用（１）對于連續(xù)板的中間區(qū)格，其跨中截面及中間支座截面折減系數(shù)為0.8；（２）對于邊區(qū)格，其跨中截面及自樓板邊緣算起的第二支座截面；（３）樓板的角區(qū)格不應(yīng)折減。４．配筋計算8.3.3雙向板的截面設(shè)計構(gòu)造要求和配筋１．板厚雙向板的厚度不宜小于８０ｍｍ。２．鋼筋布置雙向板的配筋方式類似單向板，有彎起式和分離式兩種配筋方案，為施工方便，目前在工程中多采用分離式配筋。8.3.4板支承梁的計算確定雙向板傳給支承梁的荷載時，可根據(jù)荷載傳遞路線最短原則確定。即從每一區(qū)格的四角作４５°分角線，將整塊板分為４塊，每塊小板上的荷載就近傳給鄰近的支承梁。因此，雙向板傳給短跨方向支承梁上的荷載呈三角形分布，傳給長跨方向支承梁上的荷載呈梯形分布。

8.4無梁樓蓋１．無梁樓蓋的類型按有無柱帽分，可分為有柱帽無梁樓蓋和無柱帽無梁樓蓋。２．構(gòu)造要求無梁樓蓋板通常是等厚的，其厚度既要滿足承載力要求，也要滿足剛度的要求。根據(jù)經(jīng)驗用板厚h與板長跨l０２的比值來控制其撓度，且板厚應(yīng)大于150ｍｍ。無柱帽時：h／l０２≥1/32，且柱上板帶可適當(dāng)加厚，加厚部分的寬度可取相應(yīng)跨度的30％；有柱帽時：h／l０２≥1/35。無梁樓蓋周邊應(yīng)設(shè)置邊梁，其截面高度應(yīng)大于板厚的2.5倍。３．抗震性能無梁樓蓋是板與柱構(gòu)成的板柱結(jié)構(gòu)，因沒有梁，故其抗側(cè)剛度較小，整個結(jié)構(gòu)抵抗水平荷載的能力比較差，這是無梁樓蓋的缺點，所以當(dāng)樓層數(shù)較多或要求抗震時，宜設(shè)剪力墻來抵抗水平荷載。8.5裝配式樓蓋8.5.1預(yù)制構(gòu)件類型１．預(yù)制板２．預(yù)制梁8.5.2連接１．板與板的連接板與板的連接，一般采用強度等級不低于預(yù)制板混凝土強度且不低于Ｃ２０的細石混凝土灌縫，預(yù)制板下部縫寬約２０ｍｍ，２．板與墻、梁的連接板與墻、梁的連接，分支承與非支承兩種情況。３．梁與墻的連接梁支承在墻上時，應(yīng)在墻體支承面上座漿１０～２０ｍｍ。梁在墻上的支承長度不得小于１８０ｍｍ。

8.6樓梯和雨篷8.6.1樓梯１．現(xiàn)澆板式樓梯（１）組成與傳力途徑板式樓梯由梯段板、平臺板和平臺梁組成。（２）適用范圍（３）計算１）梯