楼盖设计概述
得到该截面的内力设计值。
A
1B2
C3
D
4E
5F
图11-8 不同跨布置活荷载时的内力图
A 1 B 2 C3 D 4 E 5 F (a)1、3、5 跨跨中最大正弯矩的活荷载布置
A 1 B 2 C3 D 4 E 5 F (b)2、4 跨跨中最大正弯矩的活荷载布置
A 1 B 2 C3 D 4 E 5 F (c) B 支座最大负弯矩和最大剪力的活荷载布置
按弹性理论计算连续梁的内力可采用结构力学方法
对于工程中经常遇到的2~5跨等跨连续梁,在不同荷载布置 下的内力已编制表格供查用。
5跨以上的等跨连续梁可简化为5跨计算,即所有中间跨的内 力均取与第3跨相同。
均布荷载或三角形荷载作用下:
集中荷载作用下:
内力包络图
将所有活荷载不利布置情况的内力图与恒载的内力图叠加, 并将这些内力图全部叠画在一起,其外包线就是内力包络图。
三、 现浇单向板肋梁楼盖的设计
现浇单向板肋梁楼盖的设计步骤: (1)结构平面布置图,并初步确定板、梁的截面尺寸; (2)确定楼板、主次梁的计算简图; (3)构件内力分析; (4)截面配筋和构造要求; (5)绘制(结构)施工图。
(一) 结构平面布置
对结构平面进行合理的布置,即根据使用要求,在经济 合理、施工方便前提下,合理地布置板与梁的位置、方向和 尺寸,布置柱的位置和柱网尺寸等。
板:折算恒载 g g 1 q 2
折算活载
q 1 q 2
次梁:折算恒载 g g 1 q 4 折算活载 q 3 q 4
2.计算跨度
(三) 连续梁、板按弹性理论计算
1、活荷载不利布置
A
1B2
C3
D
4E
5F
连续梁上荷载包括恒荷载和活荷载 A 1 B 2 C 3 D 4 E 5 F 恒荷载保持不变
单向板和双向板划分的依据是什么?
q q1 q2
单向板和双向板划分的依据是什么?
f1A
5 348
q1l041 EI
f2A
5 348
q2l042 EI
q q1 q2
f1A f2 A q1 l042 q2 l041
当 l02 1时, l01
当 l02 2时, l01
(a) 单向板肋梁楼盖
(b) 双向板肋梁楼盖
(c) 无梁楼盖
(d) 密肋楼盖
(e) 井式楼盖
(f) 扁梁楼盖 楼盖结构类型 (types of floor systems)
密肋楼盖
(无梁)密肋楼盖
密肋楼盖由薄板和间距较小的肋梁组成。由于梁肋的间距小,板厚
很小,梁高也较肋梁楼盖小,所以结构自重较轻,造价也较低。近
而活荷载由于其空间位置的随机性,A 1 B 2 C 3 D 4 E 5 F 在各跨的布置具有不确定性
为确定各跨各个截面可能产生的最 A 1 B 2 C 3 D 4 E 5 F
大内力,就需要确定针对某一指定
截面内力的活荷载最不利布置,并 A 1 B 2 C 3 D 4 E 5 F 与恒荷载作用下产生的内力组合,
2m
2m
2m
2m
2m
2m
Q=30kN G=30kN 2m 2m 2m 2m 2m 2m
Q=30kN G=30kN 2m 2m 2m 2m 2m 2m
Q=30kN G=30kN 2m 2m 2m 2m 2m 2m
120
40
40
80
90
80
30
30
90
90
30
30
90
Q=30kN G=30kN 2m 2m 2m 2m 2m 2m
内力包络图给出了连续梁各个截面可能出现的内力的上、下 限,是连续梁截面承载力设计计算的依据
弯矩包络图是计算和布置纵筋的依据,也即抵抗弯矩图应包 住弯矩包络图;
剪力包络图是计算和布置腹筋的依据,也即抵抗剪力图应包 住剪力包络图。
分析以下两跨连续梁的弯矩包络图
Q=30kN G=30kN
(3)垂直于受力钢筋的方向应布置分布钢筋
分布钢筋
分布钢筋
C
s
受力钢筋 受力钢筋
as h0 h
作用:以便将荷载均匀地传递给受 力钢筋,并便于在施工中固定受力 钢筋的位置,同时也可抵抗温度变 化和混凝土收缩等产生的应力 。
直径一般不小于6mm,间距 不宜大于250mm;单位宽度 上的配筋不宜小于受力钢筋 的15%,且配筋率不宜小于 0.15%。在温度、收缩应力 较大的现浇板区域,应在板 表面双向布置防裂钢筋,配 筋率不宜小于0.10%,间距 不宜大于200mm。
适筋梁正截面受弯三个受力阶段
静定结构中,各截面内力是与荷载成正比的,各截面内力 之间的关系是不会改变的。
超静定钢筋混凝土结构在裂缝阶段,裂缝截面的刚度随 裂缝的开展发生变化,致使各截面内力间的关系改变得更大。 这种由于超静定钢筋混凝土结构的非弹性性质而引起的各截 面内力之间的关系不再遵循线弹性关系的现象,称为内力重分 布或塑性内力重分布。
② 板宽 —— 常用500、600、900、1200mm,当施工条件许可时,宜用宽板。 ③ 标注尺寸与实际尺寸 —— 板实宽比标宽略小,板间有10~20mm缝隙;板标
长取开间或进深尺寸,实长按具体搁置情况定。
矩形梁
T形梁
倒T形梁
十字形梁
花篮形梁
二、 单向板与双向板
单向板:荷载作用下,只在一个方向或主要在一个方向弯曲的板。 双向板:荷载作用下,在两个方向弯曲,且不能忽略任一方向弯曲的板。
肋形楼盖的结构布置包括柱网布置、主梁布置、次梁布置
柱网布置决定了主梁的跨度 主梁布置决定了次梁的跨度 次梁布置决定了板的跨度。
根据经验,柱的合理间距即梁的跨度最好为: 次梁4~6m,主梁5~8m。
另外柱网的平面应布置成矩形或正方形为好。
f
梁、板截面的常用尺寸
构件种类
多跨连续次梁 多跨连续主梁
5.3 楼 盖设计
梁板结构是土木工程中常见的结构形式
一、楼盖的结构类型
按施工方法,混凝土楼盖可分为: 现浇混凝土楼盖 装配式混凝土楼盖 装配整体式混凝土楼盖
按结构形式,现浇混凝土楼盖可分为:单向板肋梁楼盖 双向板肋梁楼盖 无梁楼盖 密肋楼盖 井式楼盖 扁梁楼盖
按预加应力情况,钢筋混凝土楼盖可分为普通钢筋混凝土楼盖、预应 力混凝土楼盖。
多,施工不便;
考虑超静定结构塑分布与内力重分布 适筋梁正截面受弯的全过程分为三个阶段:未裂阶段、
裂缝阶段、破坏阶段。
试验
M/Mu
1.0 Mu 0.8 My
Ⅱa Ⅲ
0.6 Ⅱ
0.4
Mcr Ⅰa
Ⅰ
0
M-f
Ⅲa
f
由于钢筋混凝土的非弹性性质,使截面上应力的分布不再服从线 弹性分布规律的现象,称为应力重分布。
单跨简支梁
单向板
简支 连续
双向板
四边简支 四边连续
密肋板
单跨简支 多跨连续
悬臂板
无梁楼板
无柱帽 有柱帽
高跨比(h / l )
1/18~1/12 1/14~1/8 1/14~1/8
≥1/35 ≥1/40
≥1/45 ≥1/50
≥1/20 ≥1/25
≥1/12
≥1/30 ≥1/35
备注
梁的宽高比(b / h )一般为1/3~1/2,b
单向弯曲。
四边支承板
在设计中,对l2/l1≥3的板按单向板计算,而忽略长跨方向的 弯矩,仅通过长跨方向配置必要的构造钢筋予以考虑;
对l2/l1≤2的板按双向板计算; 当2<l2/l1<3时,宜按双向板计算,如按单向板计算,则需
注意在长跨方向配置足够的构造钢筋。
两对边支承的板应按单向板计算。
以50mm为模数
最小板厚:
屋 面 板 h ≥60mm 民用建筑楼板 h ≥70mm 工业建筑楼板 h ≥80mm 高跨比 h / l 中的l 取短向跨度 板厚一般宜为80mm≤ h≤160mm
高跨比 h / l 中的h 为肋高
板厚:当肋间距≤700mm,
h ≥40mm 当肋间距>700mm,h ≥50mm 板的悬臂长度≤500mm, h≥60mm 板的悬臂长度>500mm,h ≥80mm
1、计算简图
几何尺寸? 支撑情况? 荷载情况?数值和传递?
计算简图确定—板
几何尺寸?
支座?
荷载?
计算简图确定---次梁
对于次梁和主梁组成交叉梁系,当主次梁线刚度比大于8 时,主梁可作为次梁的不动支座,次梁可简化为支承于主梁 和墙上的连续梁。
荷载? 支座?
几何尺寸?
计算简图确定—主梁
由此假定带来的误差将通过折算荷载 的方式来弥补,见下述。
次梁抗扭刚度对板的影响
忽略了实际支座次梁或主梁扭转刚度的影响:计算支座转角大于实际 支座转角 导致:边跨跨中正弯矩计算值大于实际值;支座负弯矩计算值小于实 际值;
为了考虑次梁或主梁的 抗扭刚度对内力的影响, 采用增大恒载,减小活载 的办法,即:
(2)满足建筑要求。
(3)方便施工。 梁的截面种类不宜过多,梁的布置尽可能规则,梁 截面尺寸应考虑设置模板的方便,特别是采用钢模板时。
(二) 连续梁、板按弹性理论计算
计算简图
1、简化假定和计算模型 板、次梁、主梁的计算模型为连续板或连续梁,其中,次梁是板的支 座,主梁是次梁的支座,柱或墙是主梁的支座。 为了简化计算,通常作如下简化假定: (1)支座可以自由转动,但没有竖向位移; (2)不考虑薄膜效应对板内力的影响; (3)在确定板传给次梁的荷载以及次梁传给主梁的荷载时,分别忽略 板、次梁的连续性,按简支构件计算支座竖向反力; (4)跨数超过五跨的连续梁、板,当各跨荷载相同,且跨度相差不超过 10%时,可按五跨的等跨连续梁、板计算。