第1章 梁板结构设计

1.1 概述
2 楼盖类型
按预加应力情况，混凝土楼盖可分为： 钢筋混凝土楼盖 预应力混凝土楼盖
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柱网尺寸较大时，可有效减小板厚，降低层高。 在具体的实际工程中究竟采用何种楼盖形式，应根据房屋的性质、 用途、平面尺寸、荷载大小、采光以及技术经济等因素进行综合考 虑。
1.1
概述
3 单向板与双向板
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《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2002)规定：
单边嵌固的悬臂板和两边支承的板，应按单向板计算。 对于四边支承的板（或邻边支承或三边支承）
l / b 2 时，应按双向板计算； 2 l / b 3 时，宜按双向板计算；按沿短边方向受力的单向板计算 时，应沿长边方向布置足够数量的构造钢筋； l / b 3 时，可按沿短边方向受力的单向板计算。
1.1
概述
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2 楼盖类型
按施工方法，混凝土楼盖可分为：
现浇混凝土楼盖
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优点：现浇式楼盖整体性好、刚度大、防水性好、抗震性能好，对 不规则平面的适应强，开洞容易。 缺点：需要大量模板、现场的作业量大，工期较长。 装配式混凝土楼盖 优点：楼板采用混凝土预制构件，便于工业化生产。
缺点：整体性、防水性和抗震性较差，不便于开设孔洞。
可变荷载：人群、货物以及雪荷载、屋面积灰荷载和施工活荷载等一 般折算成等效均布荷载，在一跨内按满跨布臵。荷载标准值及荷载分项
系数,详见《建筑结构荷载规范》。
荷
载 计 算 范 围
1.2.1 单向板肋梁楼盖设计
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板
计算单元：1m宽板带
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荷
载：均布荷载
荷
载 计 算 范 围
1.2.1 单向板肋梁楼盖设计
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i主 / i次 8 时，可以将交叉梁系简化主梁和次梁分别进行计算。
对于次梁,按不动铰支承计算结果,支座弯矩偏大,跨中弯矩偏小,
支座剪力也偏小。偏于不安全。
对于主梁,跨中弯矩计算值均比弹性支承条件下的弯矩偏大,偏于
安全,偏大值变化率小于次梁。
1.2.1
单向板肋梁楼盖设计
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柱对主梁的转动约束能力。
方法计算，有较大的安全储备。
塑性理论：考虑钢筋混凝土塑性性质，按塑性理论的计算方法。 即考虑塑性内力重分布，结果比较经济，但一般情况下结构的裂 缝较宽，变形较大。
现浇钢筋混凝土肋梁楼盖
板和次梁：可以按塑性理论分析内力 主 梁：一般按弹性理论分析内力（主梁为楼盖中的主要构 件，要保证使用中有较好的性能）。
注：l－长边长度；b－短边长度
1.1
概述
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3 单向板与双向板
大学
单向板楼盖传力路线： 荷载→板→（沿短边）→次梁→主梁→柱或墙 双向板楼盖传力路线： 荷载→板→（沿短边和长边）→次梁和主梁→柱或墙
1.1
概述
江苏
4 现浇整体式楼盖结构内力分析方法
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弹性理论：假定钢筋混凝土梁板为匀质弹性体，按结构力学的
荷
载 计 算 范 围
1.2.1 单向板肋梁楼盖设计
计算简图
江苏
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1.2.1
单向板肋梁楼盖设计
计算跨度
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计算跨度 —— 指在内力计算时所采用的跨间长度。理论上，取
两端支座处转动点之间的距离。
按塑性理论计算时 计算跨度由塑性铰的位臵确定，按教材表1.2取值。 按弹性理论计算时 理论上，某一跨的计算跨度应取该跨两端支座反力合力作用点之 间的距离。实际上，支座反力合力作用点很难精确计算，只能取近似
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楼盖（屋盖）
1.1 概述
江苏
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1.1
概述
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1.1
概述
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楼盖的主要结构功能
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把楼盖上的竖向力传给竖向结构；
把水平力传给竖向结构或分配给竖向结构； 作为竖向结构构件的水平联系和支撑。
对楼盖的结构设计要求
在竖向荷载作用下，满足承载力和竖向刚度的要求；
在楼盖自身水平面内要有足够的水平刚度和整体性； 与竖向构件有可靠的连接，以保证竖向力和水平力的传递。
特点：用钢量较低，楼板上留洞方便，但支模较复杂。是现浇楼盖中 使用最普遍的一种。
1.1 概述
2 楼盖类型
密肋楼盖
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(c) 密肋楼盖 密肋楼盖由薄板和间距较小的肋梁组成。板厚很小，梁高也较肋
梁楼盖小，结构自重较轻。
1.1
概述
2 楼盖类型
井式楼盖
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(d) 井式楼盖
井字梁楼盖由双向板和交叉梁系组成。能满足建筑物有较大 空间的使用要求,受力合理,其截面高度明显低于单跨梁, 可降低 层高，宜用于跨度较大且柱网呈方形的结构。
开有较大尺寸的洞口时，应在洞口四周布臵边梁。 满足建筑要求。例如：不封闭的阳台、厨房和卫生间的板面标
高宜低于相邻板面30～50mm。
1.2.1
单向板肋梁楼盖设计
2
单向板肋梁楼盖结构布置
结构平面布置原则
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方便施工。例如：梁的截面种类不宜过多，梁的布臵尽可能规则， 尽可能划分为等跨。 造价经济。经济跨度为：单向板1.8~2.7m；次梁4~6m；主梁 5~8m. 柱或承重墙的布置决定主次梁的跨度;
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次梁
荷载范围 ：次梁左右各半跨板，负载宽度l1
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荷
载 ：均布荷载
恒载：次梁左右各半跨板自重、次梁自重
活载：次梁左右各半跨板上活载。
荷
载 计 算 范 围
1.2.1 单向板肋梁楼盖设计
主梁
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荷载范围 ：主梁左右各半个主梁间距，次梁左右各半个次梁间 距，负载面积l1×l2 。 荷 载 ：集中荷载。
1.1 概述
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若假定两个方向梁的跨度L1=L2，则P1/P和P2/P随两个方向梁的抗 弯刚度比EI1/EI2的变化。 荷载沿刚度大的方向传递大于沿刚度小的方向传递，传递比例与 两个方向的抗弯刚度成正比，此即荷载按刚度分配原则。
1.1 概述
3 单向板与双向板
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1.1
概述
3
单向板与双向板
支座可以自由转动，但没有竖向位移； 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； 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。
1.2.1 单向板肋梁楼盖设计
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通常，板的刚度远小于次梁的刚度，次梁可作为单位板宽板带的不 动铰支座。而柱子的竖向位移主要由轴向受压变形引起，通常很小， 则此时柱可作为主梁的不动铰支座，主梁也可简化为连续梁。 主梁对次梁的支承在计算时一般按不动铰支座处理。但实际上主梁 本身的变形将使其支座成为弹性支承,主梁刚度越小,弹性支承特点越
当房屋高度≤50m时，对抗震设防的建筑，楼盖宜采用现浇；
房屋的顶层、结构转换层、平面复杂或开洞过大的楼层，也
应采用现浇混凝土楼盖。
1.1
概述
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1.1
概述
2 楼盖类型
按结构形式，现浇混凝土楼盖可分为： 肋梁楼盖 单向板肋梁楼盖 双向板肋梁楼盖
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(a) 单向板肋梁楼盖
(b) 双向板肋梁楼盖
1.1
概述
2 楼盖类型
无梁楼盖
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(e) 无梁楼盖
板直接支承于柱上，其传力途径是荷载由板传至柱或墙。结构高度 小，净空大，楼板底面平整、支模简单，但楼板厚度大、用钢量较 大，常用于仓库、商店等柱网布臵接近方形的建筑。 当柱网较小时(3～4m)，柱顶可不设柱帽；当柱网较大 (6～8m) 且 荷载较大时，柱顶设柱帽以提高板的抗冲切能力。
1.2.1
单向板肋梁楼盖设计
2
单向板肋梁楼盖结构布置
结构平面布置原则
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受力合理。例如：荷载传递宜简捷，梁宜拉通；主梁跨内最好 不要只布臵一根次梁，以减小主梁跨内弯矩的不均匀；应避免把 梁，特别是把主梁搁臵在门、窗过梁上；在楼、屋面上有机器设
备、冷却塔、隔墙等荷载比较大的地方，宜设次梁承重；楼板上
次梁间距决定板的跨度.
1.2.1
单向板肋梁楼盖设计
2
单向板肋梁楼盖结构布置
结构平面布置方案
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(a) 主梁横向布臵
(b) 主梁纵向布臵
(c) 只布臵次梁
主梁横向布臵，次梁纵向布臵：优点是房屋的横向刚度大，整体性 较好。此外，由于主梁与外纵墙垂直，使外纵墙上窗的高度有可能开 得大一些，也减少了天棚处梁的阴影，对室内采光有利。 主梁纵向布臵，次梁横向布臵：优点是减小了主梁的截面高度，增 大了室内净高。适用于横向柱距比纵向柱距大得多的情况。 只布臵次梁，不布臵主梁：适用于有中间走道的砌体墙承重的混合结 构房屋。
装配整体式混凝土楼盖 兼具现浇式楼盖和装配式楼盖的优点。其整体性较装配式的好，又 较现浇式的节省模板。
1.1 概述
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《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2002)规定： 当房屋高度≥50m时，框剪结构、筒体结构及复杂高层建筑
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楼盖应采用现浇混凝土楼盖；剪力墙结构和框架结构宜采用
现浇混凝土楼盖。
明显,按不动铰支承计算的误差也就越大。
这种误差对主梁和次梁是偏于安全还是偏于不安全?
影响支承性能变化的因素有哪些?
1.2.1
单向板肋梁楼盖设计
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结论：当L1梁与L2梁的线刚度比大于8时，L2梁在交叉点处 的负弯矩与连续梁L2’梁中间支座负弯矩基本接近。
1.2.1 单向板肋梁楼盖设计
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