第十三章鋼筋混凝土梁板結(jié)構(gòu)樓蓋（屋蓋）梁板結(jié)構(gòu)梁及平板組成的結(jié)構(gòu)受力體系，是土木工程中常見的結(jié)構(gòu)形式概述樓梯

雨蓬

地下室底板

擋土墻

常見的梁板結(jié)構(gòu)形式：1.按照施工方法的不同分類：

①整體式鋼筋混凝土樓蓋（現(xiàn)澆樓蓋）特點：整體剛性好，適用于樓面設(shè)備荷載較大和有各種工藝要求的樓蓋結(jié)構(gòu)；如：布置不規(guī)則、開洞較多、在地震區(qū)的建筑也應(yīng)優(yōu)先采用。（整體性好，抗震性好）②裝配式鋼筋混凝土樓蓋特點：便于工業(yè)化生產(chǎn)、機(jī)械化施工，在住宅建筑中應(yīng)用較多。但這種樓蓋結(jié)構(gòu)其整體性較差，用于地震區(qū)時一定要采取相應(yīng)的抗震構(gòu)造措施。（施工速度快，整體性差）

③裝配整體式鋼筋混凝土樓蓋特點：介于二者之間

樓蓋的分類

按結(jié)構(gòu)形式，現(xiàn)澆混凝土樓蓋可分為：樓蓋的分類單向板肋梁樓蓋雙向板肋梁樓蓋無梁樓蓋密肋樓蓋井式樓蓋扁梁樓蓋梁寬大于梁高，增加房屋凈空（1）肋梁樓蓋：一般由板、次梁和主梁（有時沒有主梁）組成：其主要傳力途徑為板→次梁→主梁→柱或墻→基礎(chǔ)→地基。肋梁樓蓋的特點是用鋼量較低，樓板留洞方便，但支模較復(fù)雜，肋梁樓蓋是現(xiàn)澆樓蓋中使用最普遍的一種。（2）井式樓蓋：兩個方向柱網(wǎng)及梁截面相同，由于兩個方向受力的結(jié)構(gòu)，梁的高度比肋梁樓蓋小，故宜用于跨度較大且柱網(wǎng)呈方形的結(jié)構(gòu)，如公共建筑的大廳。

（3）密肋樓蓋是由薄板和間距較小的肋梁組成（網(wǎng)格肋距小于1.5m），結(jié)構(gòu)自重較輕。密肋樓蓋一般用于跨度大而且梁高受限制情況，當(dāng)建筑的柱網(wǎng)尺寸為正方形或接近方形時，常采用雙向密肋樓蓋形式。單向密肋樓蓋常用于長寬比大于1.5的樓蓋，其跨度不易大于6m。,密肋樓蓋

（4）無梁樓蓋，故名思義是沒有梁的樓蓋，整個樓板直接支承在柱上。因而比肋梁樓蓋和井式樓蓋的房間凈空高，通風(fēng)采光條件好。這種樓蓋可用于倉庫、廠房等建筑。井式樓蓋密肋樓蓋密肋樓蓋無梁樓蓋(無柱帽)無梁樓蓋(有柱帽)（一）單向板與雙向板6.1現(xiàn)澆整體式單向板肋形梁樓蓋單向板：荷載作用下，只在一個方向或主要在一個方向彎曲的板。雙向板：荷載作用下，在兩個方向彎曲，且不能忽略任一方向彎曲的板。（一）單向板與雙向板結(jié)構(gòu)平面布置：（1）主梁的布置：主梁應(yīng)沿結(jié)構(gòu)剛度較弱的方向（建筑物的橫向）布置，可平衡房屋縱橫向剛度，減小二者的剛度差異，利于結(jié)構(gòu)抗震。若柱橫向間距大于縱向間距時，為減少主梁截面高度，增大室內(nèi)凈高，主梁也可以沿房屋縱向布置。6.1現(xiàn)澆整體式單向板肋形梁樓蓋(2)《混凝土規(guī)范》規(guī)定：兩對邊支承的板，應(yīng)按單向板計算。四邊支承的板：當(dāng)長邊/短邊≤2時，應(yīng)按雙向板計算；當(dāng)長邊/短邊＞2時，宜按雙向板計算，當(dāng)按沿短邊方向受力的單向板計算時，應(yīng)沿長邊方向布置足夠數(shù)量的構(gòu)造鋼筋；當(dāng)長邊/短邊＞3時，可按沿短邊方向受力的單向板計算。23應(yīng)按雙向板宜按雙向板當(dāng)按單向板計算時,應(yīng)沿長邊方向布置足夠數(shù)量的構(gòu)造鋼筋可按單向板長邊／短邊

梁、板截面尺寸確定原則

梁、板截面尺寸應(yīng)滿足承載力、剛度及舒適度等要求。舒適度：對跨度較大的樓蓋及業(yè)主有要求時，應(yīng)根據(jù)使用功能要求進(jìn)行豎向自振頻率驗算。豎向自振頻率，對住宅和公寓建筑不宜低于5Hz，對辦公樓和旅館建筑不宜低于4Hz，對大跨公共建筑不宜低于3Hz。

梁截面尺寸初步確定多跨連續(xù)次梁：h/l=1/18~1/12

多跨連續(xù)主梁：h/l=1/14~1/8板

單向板：h/l=1/30

雙向板：h/l=1/40

無梁支承的有柱帽板：h/l=1/35

無梁支承的無柱帽板：h/l=1/30

表3-1不需做撓度計算梁的截面最小高度項次構(gòu)件種類簡支兩端連續(xù)懸梁1整體肋形梁次梁l0/16l0/18l0/8主梁l0/12l0/14l0/62獨立梁l0/12l0/14l0/6注：表中l(wèi)0為梁的計算跨度，當(dāng)梁的跨度大于9m時表中數(shù)字應(yīng)乘以1.2現(xiàn)澆鋼筋混凝土板的最小厚度(mm)表10.1.1板的類別最小厚度單向板屋面板60民用建筑樓板60工業(yè)建筑樓板70行車道下的樓板80雙向板80密肋板肋間距小于或等于700mm40肋間距大于700mm50懸臂板板的懸臂長度小于或等于500mm60板的懸臂長度大于500mm80無梁樓板150現(xiàn)澆整體式樓蓋內(nèi)力分析方法

現(xiàn)澆整體式樓蓋為超靜定結(jié)構(gòu)，其內(nèi)力可按彈性理論及塑性理論進(jìn)行分析。

一般情況下：

板和次梁：通常按塑性理論分析內(nèi)力

主梁：按彈性理論分析內(nèi)力（為主要構(gòu)件，需要較大的安全儲備，對撓度、裂縫控制較嚴(yán)）。

梁、板的荷載計算模型圖13-6為均布荷載的單向板肋樓蓋的板和梁的荷載計算簡圖，對于板可取1m寬的板帶做計算單元。板和次梁都承受均布荷載，主梁主要承受次梁傳來的集中荷載。內(nèi)部主、次梁的截面都是T形截面，樓蓋周邊的主、次梁是倒L形截面。1．計算單元和計算簡圖(1)板計算單元：取1m寬板帶，b=1000mm荷載：均布荷載=恒載（設(shè)計值）+活載（設(shè)計值）恒載為板自重；活載由《荷載規(guī)范》確定

連續(xù)梁：板的剛度遠(yuǎn)小于次梁的剛度，次梁可作為單位寬板帶的不動支座，故板帶簡化為連續(xù)梁計算。支承在次梁或砌體墻上的多跨板，即將次梁、墻作為板的不動鉸支座。

計算跨度

（2）次梁荷載范圍：次梁左右各半跨板；

荷載：均布荷載=恒載+活載恒載：次梁左右各半跨板自重、次梁自重活載：次梁左右各半跨板上活載

連續(xù)梁：當(dāng)時，可認(rèn)為主梁是次梁的不動鉸支座，次梁可按連續(xù)梁分析內(nèi)力；當(dāng)不滿足時，應(yīng)取交叉梁系進(jìn)行分析。如次梁端部支承在砌體墻上，則端部一般按簡支考慮。

（3）主梁

荷載范圍：主梁左、右各半個主梁間距次梁左、右各半個次梁間距荷載：集中荷載。恒載：次梁傳來的恒荷載、主梁自重（按集中處理）活載：次梁傳來

連續(xù)梁：當(dāng)梁的抗彎剛度與柱的抗彎剛度之比大于5時，主梁的轉(zhuǎn)動受柱的約束可忽略，而柱的受壓變形通常很小，則此時柱可作為主梁的不動鉸支座，主梁也可簡化為支承在柱或墻上的連續(xù)梁。否則，應(yīng)考慮柱對主梁的轉(zhuǎn)動約束作用，應(yīng)按框架分析內(nèi)力。

計算跨度：與次梁相同。

2、梁的計算跨數(shù)對于等截面且等跨度的連續(xù)梁、板的某一跨來說，作用在與它相隔2跨以上的跨上的荷載對該跨的內(nèi)力的影響很小。因此，對于超過5跨的連續(xù)梁、板都可按照5跨計算。所有中間跨的內(nèi)力和配筋都按第三跨來處理。（對于跨數(shù)超過5跨的連續(xù)梁、板，當(dāng)各跨荷載相同，且跨度相差不超過10%時，也可按5跨的等跨連續(xù)梁、板進(jìn)行計算。）3．板和次梁的折算荷載（1）板、次梁計算簡圖中的問題前述假定梁、板支承在不動鉸支座上，按連續(xù)梁計算。實際上次梁對板、主梁對次梁的轉(zhuǎn)動都有一定約束作用。約束作用來自次梁或主梁的抗扭剛度。問題：未考慮次梁或主梁的抗扭剛度對內(nèi)力的影響?各跨恒載作用下：支座處轉(zhuǎn)角很小，特別是等跨及各跨恒載相同時，支座抗扭剛度并不影響結(jié)構(gòu)內(nèi)力。某跨活荷載作用下：支座處轉(zhuǎn)角較大，支座抗扭剛度將部分地阻礙結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動。則實際轉(zhuǎn)角按鉸支時的轉(zhuǎn)角，導(dǎo)致有活載的跨跨中正彎矩計算值>實際值，而支座負(fù)彎矩計算值<實際值。（2）解決辦法——采用折算荷載考慮支座抗扭剛度影響而進(jìn)行連續(xù)梁的內(nèi)力分析，計算時比較復(fù)雜。實用上，仍按一般連續(xù)梁分析，但采用折算荷載以考慮支座的轉(zhuǎn)動約束作用。根據(jù)理論分析及實踐經(jīng)驗，增大恒載、減小活載。板次梁活載跨：荷載總值不變鄰跨：折算恒載>實際恒載，則減小了本跨跨中正彎矩而增大了支座負(fù)彎矩，相當(dāng)于考慮支座的約束影響。

4．活荷載不利布置活荷載不利布置規(guī)律：①求跨中最大正彎矩時，應(yīng)該在該跨布置可變荷載，然后向左右兩側(cè)隔跨布置（本跨、隔跨）。②求支座最大負(fù)彎矩，在該支座左右兩跨布置可變荷載，然后隔跨布置（鄰跨、隔跨）。③求跨中最大負(fù)彎矩，該跨不布置可變荷載，而在它左右兩跨布置可變荷載，然后隔跨布置（鄰跨、隔跨）。④求支座最大剪力時，在該支座左右兩跨布置可變荷載，然后隔跨布置（鄰跨、隔跨）。五跨連續(xù)梁六種荷載的最不利組合及內(nèi)力圖5．內(nèi)力包絡(luò)圖將所有活荷載不利布置情況的內(nèi)力圖與恒載的內(nèi)力圖疊加，并將這些內(nèi)力圖全部疊畫在一起，其外包線就是內(nèi)力包絡(luò)。

內(nèi)力包絡(luò)圖給出了連續(xù)梁各個截面可能出現(xiàn)的內(nèi)力的上、下限，是連續(xù)梁截面承載力設(shè)計計算的依據(jù)。如彎矩包絡(luò)圖是計算和布置縱筋的依據(jù)，也即抵抗彎矩圖應(yīng)包住彎矩包絡(luò)圖；

剪力包絡(luò)圖是計算和布置腹筋的依據(jù)，也即抵抗剪力圖應(yīng)包住剪力包絡(luò)圖。6.控制截面及其內(nèi)力控制截面：對受力鋼筋計算起控制作用的截面。梁跨以內(nèi)：取包絡(luò)圖中正彎矩最大值（梁底正鋼筋），負(fù)彎矩最大值（配負(fù)鋼筋）；支座處，取支座邊緣處負(fù)彎矩最大值。

按彈性理論計算連續(xù)梁、板內(nèi)力時，而按計算跨度得到支座截面的彎矩和剪力值比實際支座邊緣處的彎矩和剪力值要大，故支座邊緣處的內(nèi)力按下式計算。彎矩設(shè)計值：

剪力設(shè)計值：均布荷載集中荷載7、受彎構(gòu)件塑性鉸和結(jié)構(gòu)內(nèi)力重分布1.受彎構(gòu)件的塑性鉸（1）塑性鉸的形成

在鋼筋屈服截面，從鋼筋屈服到達(dá)到極限承載力，截面在外彎矩增加很小的情況下產(chǎn)生很大轉(zhuǎn)動，表現(xiàn)得猶如一個能夠轉(zhuǎn)動的鉸，稱為“塑性鉸”。(3)塑性鉸的特點（與理想鉸相比）

1）是一個區(qū)域，有一定的長度，不是集中于一個截面。（為分析簡化，可認(rèn)為塑性鉸是一個截面）；2）能承受傳遞彎矩，取截面極限彎矩Mu。（為簡化考慮，認(rèn)為塑性鉸所承受的彎矩為定值Mu）；3）沿彎矩作用方向，單向轉(zhuǎn)動；4）轉(zhuǎn)動能力有限。2.超靜定結(jié)構(gòu)的塑性內(nèi)力重分布(1)基本概念超靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力不僅僅由荷載決定，結(jié)構(gòu)的計算簡圖和各部分的剛度比值也是決定其內(nèi)力大小的重要因素。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，以梁的受彎為例，其截面的受力全過程分為三個階段：第一個階段，開裂前，這一階段中混凝土處于彈性工作性質(zhì)，剛度不變，內(nèi)力與荷載成正比；第二個階段，帶裂縫工作階段，此時各個截面的剛度比就開始發(fā)生變化，各截面的內(nèi)力比值也隨之改變；第三個階段，一部分截面形成塑性鉸，致使結(jié)構(gòu)計算簡圖發(fā)生變化，各個截面間的內(nèi)力分布規(guī)律會發(fā)生變化，形成內(nèi)力重分布。實際上，受拉混凝土產(chǎn)生裂縫到在塑性鉸形成之前，也就是第二個階段也有內(nèi)力重分布，主要是因為結(jié)構(gòu)各部分的抗彎剛度發(fā)生變化而產(chǎn)生的，但這一階段的內(nèi)力重分布遠(yuǎn)較塑性鉸產(chǎn)生后的內(nèi)力重分布要小。2.彎矩調(diào)幅法目前，工程中對連續(xù)梁、板考慮內(nèi)力重分布的通常計算方法是彎矩調(diào)幅法。需要注意的是，對于直接承受動力荷載的構(gòu)件，以及要求不出現(xiàn)裂縫或處于侵蝕環(huán)境等情況下的結(jié)構(gòu)，不應(yīng)采用考慮塑性內(nèi)力重分布的方法。所謂彎矩調(diào)幅法就是將結(jié)構(gòu)按照彈性方法所求得的彎矩和剪力值進(jìn)行適當(dāng)?shù)南抡{(diào)，以考慮內(nèi)力重分布的影響。即式中M——調(diào)幅后的彎矩設(shè)計值；Me——按彈性方法計算得到的彎矩設(shè)計值；β——截面的彎矩調(diào)幅系數(shù)。我國的規(guī)范建議用彎矩調(diào)幅法來計算鋼筋混凝土連續(xù)梁、板和框架的內(nèi)力，有以下原則。①鋼筋宜用HRB400和HRB500及HRBF400和HRBF500級，也可采用HPB300和HRB335或HRBF335及RRB400，混凝土強(qiáng)度等級宜在C25～C45范圍。②截面的彎矩調(diào)幅系數(shù)β不宜超過0.25，不等跨連續(xù)梁不宜超過0.2。③彎矩調(diào)幅后的截面相對受壓區(qū)高度應(yīng)滿足0.1≤ξ≤0.35。④不等跨連續(xù)梁、板各截面的彎矩不宜調(diào)整。⑤結(jié)構(gòu)在正常使用階段不應(yīng)出現(xiàn)塑性鉸，且變形和裂縫寬度應(yīng)符合規(guī)范要求。⑥在可能產(chǎn)生塑性鉸的區(qū)段，考慮彎矩調(diào)幅后，連續(xù)梁下列區(qū)段：對于集中荷載，支座邊至最近一個集中荷載之間的區(qū)段；對于均布荷載，取支座邊至距支座邊1.05h0的區(qū)，算得的箍筋用量一般應(yīng)增大20%。⑦為了防止構(gòu)件發(fā)生斜拉破壞，箍筋的配筋率應(yīng)滿足⑧連續(xù)梁、板彎矩經(jīng)調(diào)整后，仍應(yīng)該滿足靜力平衡條件，梁、板的任一跨調(diào)整后的兩支座彎矩的平均值和跨中彎矩之和應(yīng)大于該跨按簡支計算的跨中彎矩。對承受均布荷載的等跨連續(xù)梁，可采用表格法。各跨的跨中及支座截面的彎矩和支座邊緣的剪力設(shè)計值可按下面兩個公式計算：式中αM——考慮內(nèi)力重分布的彎矩系數(shù)，見表13-2；αV——考慮內(nèi)力重分布的剪力系數(shù)，見表13-3；g——均布永久荷載設(shè)計值；多跨對承受等間距等大小集中荷載的等跨連續(xù)梁，可采用下面的表格計算。各跨的跨中及支座截面的彎矩和支座邊緣的剪力設(shè)計值可按下面兩個公式計算：式中αM——考慮內(nèi)力重分布的彎矩系數(shù)見表13-2；αV——考慮內(nèi)力重分布的剪力系數(shù)見表13-3；η——集中荷載修正系數(shù)，見表13-4；G——一個集中永久荷載設(shè)計值；Q——一個集中可變荷載設(shè)計值；l0——計算跨度；n——跨內(nèi)集中荷載個數(shù)。8.單向板肋梁樓蓋按彈性理論設(shè)計步驟

設(shè)計步驟為：①結(jié)構(gòu)平面布置，并對梁、板進(jìn)行分類編號，初步確定板厚和主、次梁的截面尺寸；②確定板、次梁、主梁的計算簡圖（計算單元、跨數(shù)、跨度、支承、荷載、折算荷載）；③梁、板的內(nèi)力計算及內(nèi)力組合（內(nèi)力包絡(luò)圖）；

④截面配筋計算及構(gòu)造措施；

⑤繪制施工圖連續(xù)板受力鋼筋兩種配置方式上彎點距支座邊緣的距離為ln/6，彎起角度一般為30°，h＞120㎜時，可為45°當(dāng)q/g≤3時，a=ln/4當(dāng)q/g＞3時，a=ln/3板在砌體墻上支承長度不宜小于120㎜，并大于板厚h伸入支座的跨中正彎矩鋼筋，間距不應(yīng)大于400㎜且截面積不得少于受力筋的1/3,下部縱向受力鋼筋伸入支座的錨固長度不應(yīng)小于5d.當(dāng)連續(xù)板內(nèi)溫度、收縮應(yīng)力較大時,伸入支座的錨固長度宜適當(dāng)增加。整澆嵌固在砌體墻內(nèi)2）構(gòu)造鋼筋:包括分布鋼筋、垂直于主梁的附加負(fù)鋼筋、垂直于承重墻的附加負(fù)鋼筋、板角附加短鋼筋

板中分布鋼筋構(gòu)造要求

位置與受力鋼筋垂直，均勻布置于受力鋼筋的內(nèi)側(cè)作用①澆筑混凝土?xí)r固定受力鋼筋的位置②承受混凝土收縮和溫度變化所產(chǎn)生的內(nèi)力③承擔(dān)并分布板上局部荷載產(chǎn)生的內(nèi)力④對四邊支承板，可承受在計算中未計及但實際存在的長跨方向的彎矩直徑不宜小于6mm間距不宜大于250mm，集中荷載較大或露天構(gòu)件，

分布鋼筋間距≤200mm。數(shù)量單向板中單位長度上的分布鋼筋，截面面積不宜小于單位寬度上受力鋼筋截面面積的15%，且不宜小于該方向板截面面積的0.15%(≥15%As

且≥0.15%bh)。垂直于主梁的附加負(fù)鋼筋數(shù)量：沿主梁方向每米不少于5根，直徑不宜小于8㎜，且單位長度內(nèi)的總截面面積不宜小于板中單位寬度內(nèi)受力鋼筋截面面積的1/3。垂直于墻的附加負(fù)鋼筋：現(xiàn)澆樓蓋周邊與混凝土梁或混凝土墻整體澆筑的單向板,鋼筋自梁邊或墻邊伸入板內(nèi)的長度：≥l0/4

)沿板受力方向：單寬內(nèi)截面面積不宜小于板跨中相應(yīng)方向縱向鋼筋截面面積的1/3(≥As/3)；非受力方向：可適當(dāng)減少，但不少于58。嵌固在砌體墻內(nèi)的現(xiàn)澆混凝土板，其上部與板邊垂直的構(gòu)造鋼筋伸入板內(nèi)的長度:≥l0/7板嵌入承重墻時的板面裂縫分布在板角部分，除因傳遞荷載使板在兩個正交方向引起負(fù)彎矩外，由于溫度收縮影響產(chǎn)生的角部拉應(yīng)力，也促使板角發(fā)生斜向裂縫。板角附加短鋼筋：沿板的受力方向配置的上部構(gòu)造鋼筋，每米不少于58；沿非受力方向配置的上部構(gòu)造鋼筋，可根據(jù)經(jīng)驗適當(dāng)減少。鋼筋伸入板內(nèi)的長度從墻邊算起