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(gè)方向受彎的板稱為單向板。兩個(gè)方向受彎的板稱為雙向板。２．梁的分類荷載由兩個(gè)方向梁共同承受，此時(shí)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(jì)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(jì)的首要問題，它對(duì)于建筑物的使用、經(jīng)濟(jì)和美觀的有求有著直接的影響。在進(jìn)行樓蓋的結(jié)構(gòu)平面布置時(shí)，應(yīng)注意以下問題：（１）跨度經(jīng)濟(jì)。（２）受力合理。（３）主次梁布置合理。8.2.2結(jié)構(gòu)計(jì)算單元１．結(jié)構(gòu)計(jì)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(jì)算單元通常板的剛度遠(yuǎn)小于次梁的剛度，次梁可作為單位寬度板帶的不動(dòng)鉸支座，因此單位寬度板帶可簡(jiǎn)化為連續(xù)梁計(jì)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(dòng)鉸支座，因此次梁也可簡(jiǎn)化為連續(xù)梁計(jì)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(jì)算跨度現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋中，梁板簡(jiǎn)化為連續(xù)梁計(jì)算，梁的計(jì)算跨度應(yīng)考慮支座實(shí)際尺寸和受力情況而確定。４．結(jié)構(gòu)計(jì)算跨數(shù)對(duì)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(shí)，結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析表明，除端部?jī)煽鐑?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(jìn)行內(nèi)力計(jì)算。8.2.3按彈性理論的計(jì)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(jì)算8.2.4按塑性理論的計(jì)算方法１．鋼筋混凝土塑性鉸①能轉(zhuǎn)動(dòng)，但不像理想鉸那樣可沿任意方向轉(zhuǎn)動(dòng)，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(dòng)；②不象理想鉸那樣可無限制的轉(zhuǎn)動(dòng)，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(dòng)；③在轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，能傳遞一定的彎矩，近似等于極限彎矩Mu；④有一定的長(zhǎng)度區(qū)域，而理想鉸集中于一點(diǎn)。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(dá)到了極限彎矩Mu

，則整個(gè)結(jié)構(gòu)達(dá)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(dá)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(dá)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(dá)到承載能力極限狀態(tài)的標(biāo)志不是一個(gè)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(jī)構(gòu)。②超靜定結(jié)構(gòu)出現(xiàn)第一個(gè)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(gè)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(shí)際工作狀態(tài)。④超靜定結(jié)構(gòu)按塑性理論計(jì)算的極限承載力大于按彈性理論計(jì)算的承載力，因此按彈性理論計(jì)算的內(nèi)力進(jìn)行設(shè)計(jì)是偏于安全的。４．按塑性內(nèi)力重分布計(jì)算的基本原則（１）采用塑性變形能力好的熱軋鋼筋（如HPB235級(jí)、HRB335或HRB400級(jí)鋼筋）作縱向受力鋼筋；在彎矩調(diào)低的截面，計(jì)算配筋時(shí)的混凝土相對(duì)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(duì)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(shí)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(jì)算值增大２０％后配置。（５）對(duì)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(jí)為一級(jí)和二級(jí)的結(jié)構(gòu)，不采用塑性理論計(jì)算方法。（７）對(duì)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(jì)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(jì)算跨中彎矩，并應(yīng)滿足上述。（４）按調(diào)幅后的彎矩設(shè)計(jì)值進(jìn)行截面配筋計(jì)算。６．等跨連續(xù)梁在均布荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算根據(jù)前述基本原則和調(diào)幅法，并顧及設(shè)計(jì)方便，對(duì)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(jì)算：M＝α（g＋q）l２０V＝β（g＋q）ln

式中：M，V—彎矩設(shè)計(jì)值和剪力設(shè)計(jì)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(jì)值和均布活荷載設(shè)值；

l０—計(jì)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(jì)要點(diǎn)和配筋構(gòu)造（１）受力鋼筋宜采用ＨＰＢ２３５級(jí)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(shí)，間距不大于２００ｍｍ；當(dāng)板厚大于１５０ｍｍ時(shí)，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(jì)要點(diǎn)和配筋構(gòu)造次梁與板整澆時(shí)，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(shí)，對(duì)跨中按Ｔ形截面計(jì)算；對(duì)支座，由于翼緣位于受拉區(qū)，按矩形截面計(jì)算。３．主梁的設(shè)計(jì)要點(diǎn)和配筋構(gòu)造主梁與板整澆時(shí)，可考慮板作為主梁的翼緣（與次梁相同）。對(duì)跨中可按Ｔ形截面計(jì)算，對(duì)支座按矩形截面計(jì)算。8.2.6整體式單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)例題試設(shè)計(jì)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(gè)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(jì)樓板和次梁；（２）按彈性方案設(shè)計(jì)主梁；（３）對(duì)次梁和主梁的裂縫寬度進(jìn)行驗(yàn)算。8.3現(xiàn)澆雙向板肋梁樓蓋8.3.1雙向板的受力特點(diǎn)四邊簡(jiǎn)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(gè)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(gè)正交方向的彎矩，分別為沿短跨方向的彎矩Mx和沿長(zhǎng)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(huì)變化，沿板的長(zhǎng)方向也會(huì)發(fā)生變化。8.3.2雙向板按彈性理論計(jì)算１．單區(qū)格雙向板的計(jì)算２．連續(xù)區(qū)格雙向板的計(jì)算（１）跨中彎矩（２）支座彎矩３．板的空間內(nèi)拱作用（１）對(duì)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(duì)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(jì)算8.3.3雙向板的截面設(shè)計(jì)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(jì)算確定雙向板傳給支承梁的荷載時(shí)，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(zhǎng)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(yàn)用板厚h與板長(zhǎng)跨l０２的比值來控制其撓度，且板厚應(yīng)大于150ｍｍ。無柱帽時(shí)：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(shí)：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(gè)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(diǎn)，所以當(dāng)樓層數(shù)較多或要求抗震時(shí)，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(qiáng)度等級(jí)不低于預(yù)制板混凝土強(qiáng)度且不低于Ｃ２０的細(xì)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(shí)，應(yīng)在墻體支承面上座漿１０～２０ｍｍ。梁在墻上的支承長(zhǎng)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(tái)板和平臺(tái)梁組成。（２）適用范圍（３）計(jì)算１）梯