楼盖结构分类及布置
楼盖例题
1 18 l0
。
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无梁楼盖
传力方式: 板
柱
基础
板不宜薄,h≥150mm。柱距不宜大。
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第二节
现浇单向板肋梁楼盖
单向板肋梁楼盖的设计步骤:
(1)、结构平面布置,确定板厚和主、次梁的截面尺寸; (2)、确定板和主、次梁的结构计算简图; (3)、荷载及内力计算; (4)、截面承载力计算,配筋及构造,对跨度大或荷载 大或情况特殊的梁、板还需进行变形和裂缝的验算; (5)、根据计算和构造的要求绘制楼盖结构施工图。
V k 3G k 4 Q
38
3、内力包络图
以恒载作用在各截面的内力为基础,在其上分别叠加对各截面 最不利的活载布置时的内力,便得到了各截面可能出现的最不利内 力。将各截面可能出现的最不利内力图叠绘于同一基线上,这张叠 绘内力图的外包线所形成的图称为内力包络图。
back
39
40
41
42
M yb 0.188F1l
于此同时,荷载作用点A截面的弯矩为:M
Al
0.156 F1l
设截面A的受弯承载力为MyA,,且MyA >MA1,则该截面 的受弯承载力还有(MyA -MA1)余量,所以此时该梁并没 63 有丧失承载能力。
塑性铰形成后: 在中间支座截面B处形成塑形铰后,两跨连续梁变成了两 个简支梁,若继续增加荷载,在增量荷载F2作用下,截面A处 引起的增量弯矩为:
back
26
27
28
29
4、折算荷载 在均布荷载作用下,板和次梁的内力按折算荷载设计值进行计 算。 折算荷载:增大恒荷载,减小活荷载,主要因为板和次梁在支承处 的转动主要是由活荷载的不利布置产生的。 连续板:
梁板结构设计
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1.1楼盖的结构类型 按结构形式分类
(a) 单向板肋梁楼盖
(c) 井格梁楼盖
(b) 双向板肋梁楼盖
(d) 密肋楼盖
(e)无梁楼盖
(f)扁梁楼盖
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1.1楼盖的结构类型
按施加应力情况,现浇混凝土楼盖可分为
钢筋混凝土楼盖 预应力混凝土楼盖
预应力楼盖可有效地减轻结构自重,降低建筑物层高, 增大楼板跨度,减小裂缝的发生和发展。
50
向 工业建筑楼面板 板 行车道下的楼面
板
70 80
悬臂长度≤500 悬臂板
悬臂长度>500
60 80
双向板
80
无梁楼板
150
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1.3.2梁
原则
1)梁、板受力合理。在楼、屋面上有机器设备、冷却塔、 悬吊装置和隔墙等荷载较大部位,宜设制次梁;条件允许 时,主梁跨内最好不要只设置一根次梁,以减小主梁跨内 弯矩的不均匀分布;楼板上开有较大尺寸(大于800mm) 的洞口时,应在洞边设置小梁。
规范规定
当lx/ly≥3时,可按沿短跨ly方向受力的单向板设计; 当3>lx/ly>2时,宜按双向板计算,
如仍按沿短跨ly方向受力的单向板设计,则沿板长跨lx 方向应配置不少于短跨方向25%的受力钢筋;
当2≥lx/ly>1时,应按双向板设计。
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1.3楼盖结构平面布置
梁的高度和宽度宜按50mm进位;梁高超过1m时,宜按 100mm进位。但砌体结构中圈梁和过梁的宽度,应按墙厚, 梁的高度也应符合砌体的模数。
设计经验
为充分利用梁的截面高度,减少钢筋的排数,主梁的截面 宽度不宜小于250mm,通常取300。次梁的截面宽度可取 200或250mm。
楼盖的分类
楼盖的分类
(一)混凝土楼盖按施工方法可分为现浇整体式,装配式和装配整体三种类型。
1.现浇整体楼盖具有整体刚性好,抗震性能强,防水性能好及适用于特殊布局的
楼盖等优点,因而被广泛应用于多层工业厂房。
平面布置复杂的楼面,公共建
筑的门厅部分、有震动荷载作用的楼面、高层建筑楼面及有抗震要求的楼面。
现浇整体式楼盖的缺点是模板用料多、施工湿作业量大、速度慢。
但随着施工
技术的不断革新与重复使用工具式钢模板的推广现浇结构的应用将会逐渐增多。
2.装配式楼盖:
装配式楼盖由预制梁、板组成,具有施工速度快。
便于工业化生产和机械化施
工,节约劳动均较差,楼面开孔困难,因此,其应用范围受到较大限制。
3.装配整体式楼盖:
装配整体式楼盖,即将各项预制构件(包括梁和板)在吊装就位后,通过一定
的措施使之成为整体。
目前常用的整体措施有:板面作配筋现浇层,叠合梁以
及各种焊接连接等。
装配整体式楼盖集现浇与配式楼盖的优点与一体,与现浇
式楼盖相比,可减少支模和混凝土施工湿作业量;与装配式楼盖相比,其整体
刚度及抗震性能均大大提高,故对于某些荷载较大的多层工业厂房、高层建筑
以及有抗震设防要求的建筑,可采用这种结构形式。
但是这种楼盖要进行混凝
土浇灌,且往往增加焊接工作量,影响施工进度。
请列举按结构形式分类的楼盖类型并简单解释其特点
请列举按结构形式分类的楼盖类型并简单解
释其特点
一、独立式楼房:独栋、多层(高层)建筑,建筑面积相对较小。
二、低层联排别墅:两层或三层的住宅式建筑,紧邻相连,多为小别墅或联排别墅形态。
三、高层联排别墅:与低层联排别墅相似,但建筑层数更高,多为居民社区中的别墅建筑。
四、复式楼:两层或以上,屋顶搭建为复式结构,具有更高的空间利用率。
五、跃层楼:两栋单体建筑组成,通过桥梁进行连接,建筑多为商业、办公场所。
六、上下双层式建筑:建筑分为上下两层,多用于商业、办公场所,有较高的空间利用率。
七、阁楼楼房:属于改建型建筑,将原有屋顶进行改造扩建,利用阁楼部分增加建筑面积。
八、公寓式楼房:多层楼房,内部空间设计为多个单元组成的公寓式住宅,常用于大型居住社区中。
九、商务办公楼:多层楼房,主要用于商务、办公行业,建筑多为钢铁混凝土结构,具有较高的承载能力和空间利用率。
以上是一些按结构形式分类的楼盖类型和特点。
建筑结构选型------ 梁板结构
板=>梁=>柱或墙(双向板);
4.板的力学分类:L1/L2≥3时为单向板;L1/L2≤2时为双向板;
2<L1/L2 <3时宜按双向板计算,当按单向板计算时,长向应配
足量钢筋。L1、L2分别为板的长边和短边。
2021/8/23
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现浇肋梁楼盖
• 现浇单向板肋梁楼盖
主梁沿纵向布置 刚度差、开窗小、
降层高
•布置 双向密肋楼盖中楼板平面可以为方 形、矩形,也可为多边形。梁肋可 双 向布置,也可以三向布置,柱 距不宜大于12m。
•肋梁 肋间距常采用1.0- 1.5m.肋高可取 跨度的1/20-1/30,肋宽一般为 150200mm。当肋间距大于1m时,具 有美观的建筑造型效果,可以省去 吊顶,增加楼层净高。
• 现浇单向密肋楼盖
单向板密肋楼盖常用于长宽比大 于1.5的楼盖,跨度不宜大于6.0m, 肋高跨比一般可取1/18—1/20。 肋宽一般为80-120mm。
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现浇密肋楼盖结构
• 现浇双向密肋楼盖
双向矩形布置
•应用 当建筑的柱网为方形或接近方形时 常采用双向密肋楼盖形式。双向密 肋楼盖可用于建造一些中、大跨度 楼盖。
• 钢筋混凝土楼盖的分类
10a.盒子房 吊装过程
10.预应力箱型楼盖
10b.盒 子房吊 装过程
10c.盒子 房最终 效果
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现浇肋梁楼盖
• 现浇肋梁楼盖的特点、组成与传力路径
1.特点:梁板布置灵活,但要求较大的层高;
2.组成:板、次梁、主梁;
3.传力路径:板=>次梁=>主梁=>柱或墙(单向板)或
建筑结构选型
《混凝土结构设计原理》第18章 钢筋混凝土楼盖
板底
板面
板底中央长边方向裂缝→呈45°角向板角处延伸 → 板四角顶面 圆弧形裂缝
3)塑性铰线的概念
双向板因钢筋达到屈服所形成的临界裂缝称为塑性铰 线,塑性铰线的出现使结构被分割的若干板块成为几何 可变体系,结构达到承载力极限状态。
二、双向板按弹性理论的分析方法
四、结构最不利荷载组合 1 结构控制截面 确定原则:取决于结构截面的内力与抗力的比值,比值最 大者,即为结构的控制截面。 梁、板的各支座截面及跨中截面为控制截面。 2 结构最不利荷载组合 问题:为什么要研究结构的最不利荷载组合? 研究方法:根据结构的弹性变形曲线,来确定结构控制截 面产生最危险内力时活荷载的布置。
0.156Fl 0.188Fl
F
F
(a)
A l/2
B
l/2
l/2
C l/2
F '=0.75F (b)
F '=0.75F
0.188Fl 0.156Fl
O
支座B 跨中
FF
0.1795Fl 0.141Fl 0.117Fl 0.141Fl Fl/4
A
B
C
F ''=F
F ''=F
A
B
C
0.141Fl 0.117Fl
说明:结构内力图与内力包络图是不同的。当有几组不同 时作用于结构的荷载,在结构截面中有几组内力,结构有 几组内力图。而结构截面上最大内力值(绝对值)的连线 为结构内力包络图。
结构各截面承载力值的连线或点的轨迹,即为结构的抵抗 内力图,亦称材料图。
混凝土结构是根据结构弯矩、剪力包络图和其对应的材料 图来决定梁、板中纵向钢筋的弯起和切断,亦可决定箍筋 直径和间距的变化。
大一房屋构造知识点归纳
大一房屋构造知识点归纳房屋构造是建筑工程中的重要内容之一,它包括了房屋的结构框架、墙体、地板、屋顶等部分的构造。
在大一学习阶段,了解房屋构造的基本知识是非常重要的,下面是对大一房屋构造知识点的归纳:1.结构框架房屋的结构框架是承受和传递荷载的重要组成部分,主要由柱、梁和楼板构成。
柱是房屋中负责承受垂直荷载的立柱,而梁则连接柱子,负责承受和传递横向荷载。
楼板则位于梁上方,提供人们行走的平台。
2.墙体墙体是房屋构造中的重要组成部分,主要分为承重墙和非承重墙。
承重墙是房屋中的主要支撑结构,承受垂直和水平荷载。
非承重墙则主要起到隔断空间的作用,不承受结构荷载。
3.地板地板是房屋中用于行走和承载荷载的部分,常见的地板材料有水泥、木地板、地砖等。
地板的施工需要考虑荷载、强度、防潮等因素,同时还需要进行防水和防火处理。
4.屋顶屋顶是房屋最上方的覆盖部分,用于保护房屋免受天气等自然因素的侵害。
常见的屋顶形式有平屋顶、坡屋顶和拱屋顶等。
屋顶的施工需要考虑防水、保温和保暖等因素。
5.门窗门窗是房屋的出入口和通风采光的介质,常见的门窗材料有木材、铝合金和塑料等。
门窗的设计需要考虑结构强度、隔声和保温等因素。
6.基础房屋的基础是承受和分散房屋荷载的部分,常见的基础形式有扩展基础、板基础和桩基础等。
基础的选取和施工需要考虑土质条件、结构荷载和地震等因素。
7.建筑材料房屋构造中使用的建筑材料种类繁多,常见的材料有混凝土、砖石、钢筋和木材等。
不同材料的使用需要考虑其强度、耐久性、耐火性和环境影响等因素。
8.施工工艺房屋的施工过程涉及到多个工序和工艺,包括浇筑混凝土、砌砖、安装结构构件、涂料施工等。
不同的施工工艺需要合理安排,确保施工质量和进度。
9.建筑法规在房屋构造的设计和施工过程中,需要遵守相关的建筑法规和规范,如建筑设计规范、建筑施工质量验收标准等。
了解相关法规对于保证房屋结构的安全和质量至关重要。
总结起来,大一房屋构造的知识点主要包括了房屋的结构框架、墙体、地板、屋顶、门窗、基础、建筑材料、施工工艺和建筑法规等方面。
高层建筑结构设计第2章 高层建筑结构体系和布置原则
4 变形缝的设置
在未采取措施的情况下,伸缩缝的间距不宜超出 表1—8的限制。当有充分依据、采取有效措施时, 表中的数值可以放宽。
高层建筑结构伸缩缝的最大间距 表1—8
注: ①框架—剪力墙的伸缩缝间距可根据结构具体布置取表中框架结构与 剪力墙结构之间的数值; ②当屋面无保温或隔热层措施、混凝土的收缩较大或室内结构因施工 外露时间较长时,伸缩缝间距应适当减少; ③位于气候干燥地区、夏季炎热且暴雨频繁地区的结构,伸缩缝的间 距宜适当减少。
多年的高层建筑结构设计和施工经验表明:高层建 筑结构宜调整平面形状、尺寸和结构布置,采取构造 和施工措施,尽量不设变形缝;当需要设缝时,则应 将高层建筑结构划分为独立的结构单元,并设置必要 的变形缝。
4 变形缝的设置
温度缝:防止结构因温度变化和混凝土干缩变形 产生裂缝(基础以上上部结构断开) 不设温度缝的措施: 1. 温度影响较大部位提高配筋率; 2. 加厚屋面隔热保温层,或架空通风屋面; 3. 顶层局部设温度缝后浇带;即高强度等级的混凝 土;主体混凝土浇注后两个月;贯通结构的横截 面;位置应为结构受力影响最小,且曲折延伸避 免全部钢筋同截面搭接 ;一般每隔30~40m设一 道,后浇带宽800~1000mm。
适用30层以上 。
长/宽<2,截面尺寸接近正方形、圆形、正多边 形较好。
4、筒体结构体系
(1)框筒结构:内筒承受 竖向荷载,外筒承受水平 荷载,柱距一般在3m以内, 框筒梁比较高,开洞面积 在60%以下 1931年102层帝国大厦: 钢框架-剪力墙体系,用 钢量2.06kN/m2 1972年110层世界贸易中心:筒中筒结构体系,用 钢量1.81kN/m2
1974年110层西尔斯大楼:钢成束筒结构体系,用 钢量1.61kN/m2
混凝土简答题
1.常见的整体式钢筋混凝土楼盖有哪几种形式?各有什么特点?楼面荷载的传递途径是怎样的?肋梁楼盖和无梁楼盖。
肋梁楼盖的特点是:用钢量低,梁格布置灵活,但支撑复杂。
无梁楼盖的特点是:板受力复杂,板厚且用钢量大。
结构高度小,房屋净空大,支模简单。
2.整体式钢筋混凝土楼盖在设计时如何区分单向板肋梁楼盖和双向板肋梁楼盖?当lo2/lo1大于等于3时,荷载主要沿短跨方向传递,可忽略荷载沿长跨方向的传递.因此称lo2/lo1≥ 3的板为单向板,即主要在一个方向弯曲的板,lo2/lo1小于等于2的板为双向板,即在两个跨度方向上弯曲的板,对于2< lo2/lo1<3的板,可按单向板设计,但应适当增加沿长跨方向的分布钢筋,以承担长跨方向的弯距.3.整体式钢筋混凝土肋梁楼盖单向板和双向板的计算简图有什么不同?4.在进行单向板肋梁楼盖结构布置时,主梁次梁和板的经济跨度在什么范围?梁的界面尺寸和板厚如何选取?板:1.5-3.0m.板厚:不小于跨度的1/40(连续板),1/35(简支板),1/12(悬臂板) 次梁:4-6m h=(1/18-1/12)l,b=(1/3-1/2)h主梁:5-8m h=(1/15-1/10)l,b=(1/3-1/2)h5.按弹性理论方法计算内力在确定连续单向板和次梁的计算简图时,将次梁看作板的不动铰支座,把主梁看作次梁的不动铰支座,这样假定与实际结构的受力情况有什么差别?在内力计算式采用什么方法解决?a忽略了主梁变形将导致次梁跨中M偏小,主梁跨中M偏大,当主梁线刚度大于次梁时,主梁变形对次梁内力影响较小.次梁变形对板的内力影响也一样.(一般不考虑)b梁板整浇,板发生扭转,次梁也扭转,次梁的抗扭刚度将约束板的扭转,主梁也一样.次情况通过折减荷载方式来弥补.连续板:g/=g+q/2 q/=q/2 连续梁: g/=g+q/4 q/=3q/46.主梁作为次梁的不动铰支座应满足什么条件?柱作为主梁的不动铰支座应满足什么条件?当不满足这些条件时,计算简图应如何确定?a.板,主次梁的计算模型为连续板或连续梁b.梁柱的线刚度比大于5c.应按梁柱刚接的框架模型计算7.为什么要考虑活荷载的最不利布置?试说明各控制截面最大,最小内力时最不利活荷载布置的原则。
楼板层的基本构造层次
楼板层的基本构造层次
楼板是建筑结构中的水平构件,用于支撑和分担楼层荷载,连接楼层结构的基本构造单元。
楼板的基本构造层次通常包括以下几个部分:
混凝土:楼板的主体结构通常采用混凝土,因为混凝土具有较高的抗压和耐久性。
混凝土的强度和质量直接影响着楼板的承载能力和使用寿命。
钢筋:为了增加楼板的抗拉能力,混凝土中通常会嵌入钢筋。
这些钢筋分布在混凝土的底部,形成混凝土和钢筋共同工作的组合结构。
楼板厚度:楼板的厚度根据设计荷载和使用要求而定。
一般来说,承重大的楼板通常较厚,而非承重的装饰性楼板可以相对较薄。
保温层:为了提高建筑的保温性能,楼板中可能包含一层保温材料,例如聚苯乙烯(EPS)或挤塑板等。
这有助于减少建筑能耗,提高室内舒适度。
防水层:位于楼板表面的防水层能够有效地防止水分渗透,保护楼板结构不受潮湿影响。
常见的防水材料包括沥青、聚合物涂料等。
吊顶:在楼板的下方可能设置有吊顶,用于隐藏管线、电缆等设备,同时也可以起到装饰和隔热的作用。
吊顶的设计可以根据不同的需求采用各种材料。
砂浆层:楼板表面通常会覆盖一层砂浆,用于修补和平整楼板表面,提高表面的均匀度和平整度。
这些构造层次的组合和设计将取决于具体的建筑需求、荷载要求以及使用环境。
在实际设计和施工中,工程师和建筑师会根据具体情况进行合理的选择和优化。
建筑楼板的分类定义
建筑楼板的分类定义
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钢筋混凝土现浇楼板:当承重墙的间距不大时,如住宅的厨房间、厕所间,钢筋混凝土楼板可直接搁置在墙上,不设梁和柱,板的跨度一般为23米,板厚度约为7080mm。
钢筋混凝土肋型楼板:也称梁板式楼板,是现浇式楼板中最常见的一种形式。
它由主板、次梁和主梁组成。
主梁可以由柱和墙来支撑。
所有的板、肋、主梁和柱都是在支模以后,整体现浇而成。
其一般跨度为1.72.5m,厚度为6080mm。
无梁楼板:其为等厚的平板直接支撑在带有柱帽的柱上,不设主梁和次梁。
它的构造有利于采光和通风,便于安装管道和布置电线,在同样的净空条件下,可减小建筑物的高度。
其缺点是刚度小,不利于承受大的集中荷载。
板式楼板:是将楼板现浇成一块平板(不设置梁),并直接支承在墙上的楼板。
它是最简单的一种形式,适用于平面尺寸较小的房间(如混合结构住宅中的厨房和卫生间)以及公共建筑的走廊。
板式楼板按周边支承情况及板平面长短边边长的比值,分为单向板、双向板、悬挑板等。
实心平板:实心平板制作简单,节约模板,适用于跨度较小的部位,如走廊板、平台板等。
槽形板:它是一种梁板结合的构件,由面板和纵肋构成。
作用在槽形板上的荷载,由面板传给纵肋,再由纵肋传到板两端的墙或梁上。
为了增加槽形板的刚度,需在
两纵肋之间增加横肋,在板的两端以端肋封闭。
空心板:它上下表面平整,隔音和隔热效果好,大量应用于民用建筑的楼盖和屋盖中。
按其孔的形状有方孔、椭圆孔和圆孔等。
楼盖的分类
楼盖的分类
楼盖的分类
(一)混凝土楼盖按施工方法可分为现浇整体式,装配式和装配整体三种类型。
1.现浇整体楼盖具有整体刚性好,抗震性能强,防水性能好及适用于特殊布局的
楼盖等优点,因而被广泛应用于多层工业厂房。
平面布置复杂的楼面,公共建
筑的门厅部分、有震动荷载作用的楼面、高层建筑楼面及有抗震要求的楼面。
现浇整体式楼盖的缺点是模板用料多、施工湿作业量大、速度慢。
但随着施工
技术的不断革新与重复使用工具式钢模板的推广现浇结构的应用将会逐渐增多。
2.装配式楼盖:
装配式楼盖由预制梁、板组成,具有施工速度快。
便于工业化生产和机械化施
工,节约劳动均较差,楼面开孔困难,因此,其应用范围受到较大限制。
3.装配整体式楼盖:
装配整体式楼盖,即将各项预制构件(包括梁和板)在吊装就位后,通过一定
的措施使之成为整体。
目前常用的整体措施有:板面作配筋现浇层,叠合梁以
及各种焊接连接等。
装配整体式楼盖集现浇与配式楼盖的优点与一体,与现浇
式楼盖相比,可减少支模和混凝土施工湿作业量;与装配式楼盖相比,其整体
刚度及抗震性能均大大提高,故对于某些荷载较大的多层工业厂
房、高层建筑
以及有抗震设防要求的建筑,可采用这种结构形式。
但是这种楼盖要进行混凝
土浇灌,且往往增加焊接工作量,影响施工进度。
楼盖结构体系及梁、现浇板的分类与构造及受力特征
(1)楼盖结构体系。
楼盖是房屋⽔平⽅向的承重构件,主要由⾯层、承重层和顶棚三部分组成。
(2)梁的分类与构造及受⼒特征。
梁是⼀种受弯构件。
粱按构成材料分,可分为⽊梁、钢梁、钢筋混凝⼟梁等。
梁按断⾯外形尺⼨分,可分为矩形梁、⼯字梁、T形梁、⼯字薄腹梁等。
梁按受⼒状态分,可分为简⽀梁、连续梁、悬臂梁等。
当梁的两端搁置在墙或柱上,受墙、柱嵌固作⽤很⼩时,可看成⼀端同定铰接,另⼀端可平动的简⽀梁。
当跨度太⼤采⽤简⽀梁不能满⾜经济要求时,在两端⽀座之间增设若⼲个中间⽀座,为连续梁。
⼀端固定在墙体,另⼀端⽆⽀承⽽悬挑出墙外的梁叫悬臂梁。
(3)现浇板的分类、构造及受⼒特征。
现浇板按受⼒可分为简⽀板、连续板、悬臂板。
现浇板按长宽⽐和受⽀承条件影响,⼜可分为单向板和双向板。
荷载向两边⽀承传递的板为单向板,向四边⽀承传递的板为双向板。
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2 钢筋混凝土楼盖结构设计2.1楼盖结构分类及布置楼盖(屋盖)是建筑结构重要的组成部分,在建筑结构中,混凝土楼盖的造价占到整个土建总造价的近30%,其自重占到总重量的一半左右。
因此,选择合适的楼盖设计方案,采用正确的方法,合理地进行设计计算,对于整个建筑结构都具有十分重要的意义。
楼盖结构是主要由梁、板组成的结构体系,若有梁有板称作梁板结构或肋梁楼盖,若有板无梁称为无梁楼盖或板柱结构。
另外,如筏板基础、阳台、雨棚、楼梯等结构构件都属于梁板结构。
楼盖是建筑结构中的水平结构体系,它与竖向构件、抗侧力构件一起组成建筑结构的整体空间结构体系。
它将楼面竖向荷载传递至竖直构件,并将水平荷载(风力、地震力)传到抗侧力构件。
根据不同的分类方法,可将楼盖分为不同的类别。
2.1.1 楼盖分类按施工方法可将楼盖分为现浇楼盖、装配式楼盖、装配整体式楼盖。
现浇楼盖整体性好、刚度大,具有较好的抗震性能,并且结构布置灵活,适应性强。
但现场浇筑和养护比较费工,工期也相应加长。
我国规范要求在高层建筑中宜采用现浇楼盖。
近年来由于商品混凝土、混凝土泵送和工具模板的广泛应用,现浇楼盖的应用逐渐普遍。
按照梁板的布置不同,可将现浇楼盖分为: 1. 肋梁楼盖肋梁楼盖是由板及支撑板的梁组成。
梁通常双向正交布置,将板划分为矩形区格,形成四边支撑的连续或单块板,如图2.1(a )(b )所示。
受垂直荷载作用的四边支撑板,其两个方向均发生弯曲变形,同时将板上荷载传递给四边的支撑梁。
弹性理论的分析结果表明,当板的长边l 01与短边l 02的比值较大时,板上荷载主要沿短边方向传递,沿长边方向传递的很少。
如图2.1所示一四边简支的矩形板,承受竖向均布荷载q 的作用。
现沿板跨中的两个方向分别切出单位宽度的板带,得到两根简支梁。
根据板跨中的变形协调条件有:240222140111EI l q EI l q f A αα== (2.1) 式中1α、2α384521==αα。
I 1、I 2 — l 01、l 02矩;q 1、q 2q=q 1+q 2 响,取I 1=I 2;由式(2.1)和(q l l l q 4024014021+=, q 2=当l 01/l 02=2时,q 941.01=图2.1 四边支承板上荷载的传递通过上式我们可以看到,当l01/l02>2时,分配到长跨方向的荷载不到5.9%。
为了简化计算,对长、短边比值较大的板,忽略荷载沿长边方向的传递,称其为单向板;而对长、短边比值较小的板,称其为双向板。
《混凝土设计规范》(GB50010-2010)规定:1)两对边支撑的板应按单向板计算。
2)对于四边支承的板,当l01/l02≥3时,按单向板计算;当2< l01/l02< 3时,宜按双向板计算;当l01/l02≤2时,按双向板计算。
肋梁楼盖结构布置灵活,施工方便,广泛应用于各类建筑中。
2. 无梁楼盖不设梁,将板直接支撑在柱上,如图2.2(c)所示,楼面荷载直接由板传给柱,称为无梁楼盖。
无梁楼盖柱顶处的板承受较大的集中力,通常在柱顶设置柱帽以扩大板柱接触面积,提高柱顶处平板的冲切承载力、降低板中的弯矩。
不设梁可以增大建筑的净高,而且模板简单,建筑物具有良好的自然通风、采光条件,多用于对空间利用率要求较高的厂房、仓库、藏书库、商场、水池顶、片筏基础等结构。
3. 井式楼盖单向板梁板结构中,梁可分为次梁和主梁;双向板梁板结构中,梁可分为次梁和主梁,也可为双向梁系。
在双向梁系中,若两个方向的梁的截面相同,不分主次梁,如图2.2(d)所示,结构采用方形或近似方形(也有采用三角形或六边形)的板格,此种结构称为井式楼盖,其特点是跨度较大,现浇楼盖和装配式楼盖的部分优点,刚度和抗震性能也介于上述两种楼盖之间。
2.1.2楼盖结构布置楼盖结构是建筑结构的主要水平受力体系,其结构的布置情况决定了建筑物各种作用力的传递路径,也影响到建筑物的竖向承重体系。
不同的梁板结构布置对建筑物的层高、总高、天棚、外观、设备管道布置有重要的影响,同时还会在较大程度上影响建筑物的总造价。
楼盖结构布置时,应对影响布置的各种因素进行分析比较和优化。
通常是针对具体的建筑设计来布置结构,因此首先要从建筑效果和使用功能要求上考虑,包括:1)根据房屋的平面尺寸和功能要求合理的布置柱网和梁;2)楼层的净高度要求;3)楼层顶棚的使用要求;4)有利于建筑的立面设计及门窗要求;5)提供改变使用功能的可能性和灵活性;6)考虑到其它专业工种的要求。
其次从结构原理上考虑,包括:1)构件的形状和布置尽量规则和均匀;2)受力明确,传力直接;3)有利于整体结构的刚度均衡、稳定和构件受力协调;4)荷载分布均衡,要分散而不宜集中;5)结构自重要小;6)保证计算时楼面在自身平面内无限刚性假设的成立。
2.1.3 楼盖设计中的注意事项1. 计算理论的选取梁、板的内力计算常用的分析方法有弹性理论和塑性理论两种方法。
弹性理论相对比较简单,并具有较高的承载力储备;塑性理论使超静定结构的受力及结构设计趋于合理,减少了钢材用量。
一般来说,在楼盖设计中,单向板和次梁常用塑性理论的分析方法,以获得较好的经济效益,对于双向板和主梁,常采用弹性理论的分析方法计算内力。
2. 结构计算模型的确定将实际的建筑结构抽象为可以进行分析计算的力学模型,是结构设计的首要任务。
好的力学计算模型应该是在反映实际结构主要受力特点的前提下,尽可能简单。
在楼盖设计中,应正确处理板与次梁、板与墙体、次梁与主梁、次梁与墙体、主梁与柱、主梁与墙体的关系。
另一方面,一旦确定了计算模型,则应在后续的设计中,特别是在具体的构造处理和措施中,实现计算模型中的相互受力关系。
3. 梁板构件截面尺寸的确定板的尺寸确定首先应满足规范规定的最小厚度要求,其次尚应满足一定的高跨比要求。
表 2.1列出了各种支撑板的最小厚度和高跨比。
梁的高度应满足一定的高跨比要求。
梁的宽度应与梁高成一定比例,以满足截面稳定性的要求。
表2.2列出了常见梁的最小高跨比。
4. 楼盖结构的设计步骤1)结构布置;2)建立计算模型,画出计算简图;3)荷载分析计算;4)结构及构件内力分析计算;5)构件截面设计;6)绘制施工图。
板截面的常规尺寸(mm)表2.1梁截面的常规尺寸(mm)表2.22.2单向板肋梁楼盖2.2.1 连续梁、板按弹性理论计算1. 结构的平面布置单向板肋楼盖由板、次梁和主梁组成。
次梁布置决定板的区格大小,主梁间距决定次梁的跨度,主梁的跨度由柱网决定。
一般单向板的跨度取为1.8~2.7m,荷载较大时取小值,一般不宜超过3m;次梁的跨度4~6m;主梁的跨度5~8m。
单向板肋梁楼盖的平面布置应该综合考虑到建筑效果、使用功能及结构原理等多方面的因素。
楼盖的主梁一般应布置在结构刚度较弱的方向,这样可以提高承受水平作用力的侧向刚度。
常见的单向板肋梁楼盖的结构平面布置方案有:主梁沿横向布置。
其优点是主梁与柱可形成横向框架,侧向刚度较大,而各榀框架间由纵向的次梁连接,房屋的整体性也较好。
主梁沿纵向布置。
当横向柱距大于纵向柱距很多时,也可以采用主梁沿纵向布置的方案。
这样可以减小主梁的截面高度,增大了室内的净高。
(a) (b)图2.3 单向板肋梁楼盖结构布置a-主梁沿横向布置;b-主梁沿纵向布置2. 结构上的荷载及计算单元作用在楼盖上的荷载包括永久荷载和可变荷载,永久荷载包括构件自重、地面、粉刷及吊顶等。
可变荷载包括楼(屋)面活荷载、积灰荷载、风荷载和雪荷载等。
可变荷载的分布通常是不规则的,在工程设计中一般折算成等效均布荷载;作用于板、梁上的活荷载在一跨内按满跨布置,不考虑半跨内活荷载作用的可能性。
设计中,永久荷载的标准值可由构件尺寸和构造等,根据材料单位体积的重量计算。
楼面均布活荷载可由《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012)查得。
其它可变荷载及其计算方法也在荷载规范中有详细说明。
在设计民用建筑梁板结构时,应注意楼面可变荷载值的折减问题,若梁的负荷面积较大时,可变荷载全部满载并达到标准值的概率小于1,因此,规范规定在设计楼面梁、墙、柱及基础时,楼面活荷载标准值应乘规定的折减系数。
在屋面板的设计中还需要考虑到施工和检修荷载。
整体式单向板梁板结构的荷载及荷载计算单元分别按下述方法确定,如图2.4所示。
单向板:除承受结构自重、抹灰等荷载外,还要承受作用于其上的使用活荷载,通常取1m宽的板带作为计算单元。
次梁:除承受结构自重、抹灰荷载外,还承受板传来的荷载,计算板传来的荷载时,为简化计算不考虑板的连续性,通常视连续板为简支板,取跨度为板跨度的负荷带作为荷载计算单元。
主梁:除承受结构自重、抹灰荷载外,还要承受次梁传来的集中荷载,计算次梁传来的集中荷载时,为简化计算不考虑次梁的连续性,通常视次梁为简支梁,以次梁两侧的支座反力主梁荷载,一般主梁自重及抹灰荷载较次梁传递的集中荷载小得多,故主梁结构自重及抹灰荷载也可以简化为集中荷载。
3. 结构的计算简图及计算跨度按照弹性理论计算混凝土连续梁、板就是将梁、板看成弹性匀质材料构件,其内力的计算可以按结构力学的方法进行。
单向板肋梁楼盖的板和次梁,不管其支承条件如何,都可简化为简支的连续梁来进行计算。
端支座如果是梁支承时,支承梁按构造配置抗扭钢筋,以防止梁扭矩太大,对梁不利。
单向板和双向板的连接处,按嵌固支承,分别进行计算。
对于主梁,当它支承于砖柱上时,视为铰支,如果是与钢筋混凝土柱现浇在一起,其内力按框架梁计算,但如果梁的抗弯刚度与柱抗弯刚度之比大于5 ,仍然可以将主梁视为绞支于柱上的连续梁来计算。
对于等截面且等跨度的连续梁、板的某一跨来说,作用在与它相隔2跨以上跨上的荷载对该跨支座转动点之间的距离,但计算跨度的选取根据内力计算理论的不同而又有所差异。
按弹性理论计算时,梁、板的计算跨度为该跨两端支座反力间的距离,中间各跨取支承中心之间的距离,边跨由于端支座情况有所差别,应具体分析;按塑性理论计算时,梁、板的计算跨度为塑性铰之间的距离,中间各跨取支座间净距,边跨的计算跨度则为边支座反力合力作用点到另一端塑性铰间的距离。
具体计算跨度计算如表2.3所示。
梁、板计算跨度表2.3注:l0—梁、板的计算跨度;l n—梁、板的净跨度;l c—支座中心线间距离;h—板厚;a—梁、板的支承长度;b—中间支座宽度。
无数个截面,跨连续梁、控制截面。
况,是变化的。
对于多跨连续梁来说,结构控制截面产生的最危险内力,利内力组合,如图2.61载作用外,应在该跨布置活荷载,图2.6 单跨承载时连续梁的内力图布置活荷载。
2) 欲求结构某跨跨内截面最大负弯矩(绝对值)时,除恒荷载作用外,应在该跨不布置活荷 载,而在相邻两跨布置活荷载,然后向左右两侧隔跨布置活荷载。