混凝土结构设计[第一章楼盖]山东大学期末考试知识点复习

第一章楼盖

本章的主要内容可以根据结构设计步骤贯穿起来。

1．方案设计

(1)结构选型

板的支承方式和支承条件决定了楼盖的荷载传递路线和受力特点，因而楼盖按板的类型进行划分。单向板肋梁楼盖、双向板肋梁楼盖和无梁楼盖是三种典型的楼盖形式。此外，当双向板两个方向的支承梁均为次梁时，习惯上称为井式楼盖。密肋楼盖的受力性能介于井字形楼盖和无梁楼盖之间。当双向板的支承梁非常密集、板的跨度非常小时，支承梁的刚度较小。此时，板的受力性能与支承梁刚度较大、因而可以将支承梁作为板的竖向不动支座的情况有很大不同。其受力性能更接近直接支承于柱子上的变厚度板。

(2)构件布置

构件布置就是要确定构件的位置，包括水平位置和竖向位置。其中水平位置通过纵、横向轴线表示，竖向位置用标高表示。标高有建筑标高和结构标高之分，建筑标高是指建筑物建造完毕后应有的标高，结构标高是指结构构件(楼板、梁顶)表面的标高。楼盖的结构布置包括主梁布置和次梁布置。直接支承在柱、墙等竖向承重构件上的梁称为主梁，支承在其他梁上的梁称为次梁。主梁的布置需要考虑结构的整体抗侧刚度。次梁的布置一是为了承受楼面较大的荷载，如墙体、设备等；二是为了减小板的跨度。

(3)尺寸估算

结构分析需要用到构件的几何尺寸，因而在截面设计前先要初步选定构件的

截面尺寸。构件的截面尺寸一般根据刚度要求和工程经验估算。

2．结构分析

(1)计算模型

计算模型包括结构形式、支座情况和计算长度(跨度)。

单向板肋梁楼盖中板、次梁、主梁以及双向板支承梁的计算模型均为连续梁；双向板的计算模型是边支承薄板；井字形楼盖支承梁的计算模型是交叉梁系。

连续梁的内支座都假定为没有竖向位移的铰支座；边支座根据边缘构件的情况，可以是铰支座或固定支座(如楼板与剪力墙整浇)。

连续梁某一跨的计算跨度应该取该跨两端支座处转动点之间的距离。所以，按弹性理论计算时，中间各跨取支承中心线之间的距离，习惯上所说的中到中的距离；按塑性理论计算时，由于塑性铰的出现，转动点在支承构件边，中间各跨取支承边到支承边之间的距离，即净跨。边跨端的转动点与搁置长度和构件的刚度有关。

计算模型是对实际结构进行简化假定后得到的，与实际受力情况存在一定差异。所以不能盲目使用这些模型，需要了解它们之间差异的大小和适用条件，对于差异比较大的情况，需要作调整，以减小误差。

(2)荷载计算

板承受楼面的均布面荷载，包括永久荷载和可变荷载。单向板楼盖中的次梁除了承受本身的自重以及可能存在的墙体自重外，承受板传来的均布线荷载；主

梁除了承受本身的自重以及可能存在的墙体自重外，承受次梁传来的集中荷载。在计算板传给次梁、次梁传给主梁的荷载时，忽略构件的连续性，按简支构件考虑。所以，将板的面荷载乘以次梁问距即得到板传给次梁的均布线荷载；将次梁线荷载乘以主梁间距即得到次梁传给主梁的集中荷载。

计算双向板传给支承梁的荷载时，假定塑性铰线上没有剪力。将板从塑性铰线处切开，根据竖向力平衡条件，铰线划分的板块范围内的荷载就是支承梁承受的荷载。短跨方向是三角形分布线荷载，长跨方向是梯形分布线荷载。

(3)内力分析

连续梁的弹性内力可以用结构力学方法求得，对于等跨连续梁还可以查相关的图表。为了获得最不利的内力，需要考虑活荷载的最不利布置。截面的最不利内力构成了内力包络图，包括弯矩包络图和剪力包络图。

塑性计算理论是建立在钢筋混凝土结构存在塑性内力重分布这一事实基础上的。连续梁的塑性内力分析，工程上采用弯矩调幅法，即对结构按弹性理论所得的弯矩值和剪力值进行适当调整。

双向板的弹性内力分析需要弹性力学的理论基础。对于单区格矩形板，根据不同的支承情况已制成表格，可直接查用。多跨连续双向板的计算可近似借用单区格板的表格，但需要解决内支座的支承方式。计算支座最大弯矩时，近似按活荷载满布考虑。在这种荷载布置下，支承构件的转动较小，近似认为固接于中间支承构件上。计算跨中最大弯矩时，活荷载按棋盘式布置。这种荷载分布情况可以分成g+q／2的满布荷载和±q／2的间隔布置两种情况的叠加。对于前一种荷载分布情况，近似认为固接于中间支承构件上；对于后一种荷载分布情况，因支承构件的转动较大，近似认为铰接于中间支承构件上。

双向板的塑性内力分析采用塑性铰线法，计算步骤包括：假定板的破坏机构；利用虚功原理，建立外荷载与塑性铰线上弯矩之间的关系，从而求出各塑性铰线上的弯矩。

3．构件设计

板、梁均属于受弯构件，控制内力是弯矩和剪力，一般需要进行正截面受弯承载力计算和斜截面受剪承载力计算。由于一般的板抗剪承载力不起控制，所以板仅需要进行正截面受弯承载力计算。对于直接支承在柱上的板，还需要进行抗冲切承载力计算。

当梁、板的截面尺寸和配筋率在常用范围内时，一般能满足挠度要求和裂缝宽度要求。可不再进行挠度验算和裂缝宽度验算。

初学者往往重计算、轻构造。构造和计算都是保证结构满足功能要求的重要手段。构造是对计算的重要补充。每一个构造都和计算过程中简化、假定相联系。楼盖设计涉及的主要构造小结如下：

(1)受弯构件的正截面受弯和斜截面受剪各有三种破坏形态，而承载力计算公式仅针对其中的一种破坏形态。正截面受弯破坏的其他两种破坏形态需要分别通过控制最小配筋率和最大配筋率来避免。斜截面受剪破坏的其他两种破坏形态需要分别通过截面的最小尺寸及箍筋的最小配筋率来避免。

(2)梁、板的纵向钢筋是根据最大弯矩截面的正截面受弯承载力计算确定的。当部分纵向钢筋弯起或截断时，有可能出现斜截面受弯破坏。为了避免发生斜截面受弯破坏，板、梁纵向钢筋的弯起或截断需要满足一定构造要求(详见第5章)。

(3)混凝土收缩、温度变化等因素由于其复杂性，在计算中并不考虑，所以需要通过构造措施加以弥补。如在梁的两个侧面沿高度配置纵向构造钢筋；在温度、收缩应力较大的板区域内，未配筋表面布置温度收缩钢筋。

(4)楼板周边受到支承构件的约束，存在负弯矩，而在计算简图中取为铰接，