钢筋混凝土现浇单向板

《工程结构》课程设计

——单向板肋形楼盖设计指导书

（工程管理专业）

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【学习目标】

1、会选择钢筋混凝土楼盖的类型；

2、会单向板肋梁楼盖各构件（单向板、次梁、主梁）的配筋计算，并能准确绘制和识读其结构施工图； 【知识点】

梁板结构的类型及应用、整体式单向板肋梁楼盖的计算、整体式双向板肋梁楼盖的计算、装配式楼盖的应用、

16.1钢筋混凝土梁板结构的应用 16.1.1 梁板结构的应用

钢筋混凝土梁板结构是由钢筋混凝土受弯构件(梁、板)组成，被土建工程应用最广泛的一种结构。例如房屋中的楼盖和屋盖、筏式基础、贮液池的底板和顶盖、扶壁式挡土墙，桥的桥面以及楼梯、阳台、雨篷等，其中楼盖(屋盖)是最典型的梁板结构（如图16-1所示）。本单元主要介绍钢筋混凝土肋形楼盖、装配式楼盖和楼梯。

a 肋梁（形）楼盖 b 基础底版 c 挡土墙 图16-1 梁板结构的应用举例

16.1.2 钢筋混凝土楼盖的类型

钢筋混凝土楼盖按施工方法分为现浇整体式、装配式和装配整体式三种形式。 现浇整体式楼盖

2

是指在现场整体浇筑的楼盖。它的优点是整体性好，刚度大，抗震性能强，防水性能好；缺点是耗费模板多，工期长，受施工季节影响大。随着施工技术的进步和抗震对楼盖整体性要求的提高，现浇整体式楼盖被广泛应用。

装配式楼盖

采用预制构件，便于工业化生产，具有节省模板，工期短，受施工季节影响小等优点；缺点是整体性差，抗震性差，防水性差，不便开设洞口。

装配整体式楼盖

优缺点介于上述两种楼盖之间。但这种楼盖需进行混凝土的二次浇灌，有时还增加焊接工作量。此种楼盖仅适用于荷载较大的多层工业厂房、高层民用建筑及有抗震设防要求的建筑。

16.1.3 现浇整体式楼盖的类型

现浇整体式楼盖按其组成情况分为单向板肋梁（形）楼盖、双向板肋梁楼盖和无梁楼盖三种。

板按其受弯情况可分为单向板(如图16-2所示)和双向板(如图16-3所示)。

当板的长边2与短边1之比大于等于2，即2／1 ≥2时，荷载主要沿单向(短边方向)传递，单向受弯，这样的四边支承板叫做单向板。另外，对于仅有两对边支承，另两对边为自由边的板，均属单向板。当板长边2与短边1之比小于2，即2／1 ＜2时，荷载沿双向传递，双向受弯，这样的四边支承板叫做双向板。

图16-2 单向板 图16-3 双向板

由单向板及其支承梁组成的楼盖，称为单向板肋梁（形）楼盖（如图16-4a所示）。

3

由双向板及其支承梁组成的楼盖，称为双向板肋梁（形）楼盖（如图16-4b所示）。 不设肋梁，将板直接支承在柱上的楼盖称为无梁楼盖[如图16-4c)所示]。

a 单向板肋梁（形）楼盖

b 双向板肋梁（形）楼盖

c 无梁楼盖

图16-4 现浇楼盖的三种类型

16.2

整体式单向板肋梁楼盖

16.2.1 整体式单向板肋梁（形）楼盖的设计步骤

1．选择结构平面布置方案，并初步拟定板厚和主次梁截面尺寸； 2．荷载计算； 3．确定计算简图；

4．板、次梁、主梁的内力计算； 5．板、次梁、主梁的截面配筋计算； 6．按计算和构造要求绘制结构施工图。

16.3

16.2.2 结构平面布置

4

钢筋混凝土单向板肋梁楼盖的结构布置主要是主梁和次梁的布置（如图16-5所示）。一般在建筑设计中已经确定了建筑物的柱网尺寸或承重墙的布置，柱网和承重墙的间距决定了主梁的跨度，主梁的间距决定了次梁的跨度，次梁的间距又决定了板跨度。因此进行结构平面布置时，应综合考虑建筑功能、造价及施工条件等因素。合理地进行主、次梁的布置，对楼盖设计和它的适用性、经济效果都有十分重要的意义。

图16-5 单向板肋梁（形）楼盖 16.2.2.1 主梁的布置方案有两种情况：

一种沿房屋横向布置；另一种沿房屋纵向布置。

1.当主梁沿横向布置，而次梁沿纵向布置时（如图16-6a所示），主梁与柱形成横向框架受力体系。各榀横向框架通过纵向次梁联系，形成整体，房屋的横向刚度较大。由于主梁与外纵墙垂直，外纵墙的窗洞高度可较大，有利于室内采光。

2.当横向柱距大于纵向柱距较多时，或房屋有集中通风的要求时，显然沿纵向布置主梁比较有利（如图16-6b所示），由于主梁截面高度减小，可使房屋层高得以降低。但房屋横向刚度较差，而且常由于次梁支承在窗过梁上，而限制了窗洞高度。

3.对于中间为走道，两侧为房间的建筑物，其楼盖布置可利用内外纵墙承重，此种情况可仅布置次梁而不设主梁，例如病房楼、招待所、集体宿舍等建筑物楼盖可采用此种结构布置。

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a M1maxM3maxVAmax(或M2max) a M2max(或M1maxM3max)

c M1BaxVBmax d MCBaxVCmax 图16-10 连续梁最不利活荷载位置

2)内力计算

活荷载的最不利位置确定后，对于等跨(包括跨差不大于10％)的连续梁(板)，可直接利用表格查得在荷载和各种活荷载最不利位置下的内力系数，求出梁有关截面的弯矩和剪力。 当均布荷载作用时

（16-3） （16-4）

当集中荷载作用时

（16-5）

（16-6）

式中：g，q—单位长度上的均布恒载和均布活载；

G，Q一集中恒载与集中活载； K1～K4—内力系数，见附表；

0—梁的计算跨度，按表16-1规定采用。若相邻两跨跨度不相等(不超过10％)，在计算支座弯矩时，0取相邻两跨的平均值；而在计算跨中弯矩及剪力时，仍用该跨的计算跨度。

16.2.5 配筋计算原则 1．板的计算

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只需按钢筋混凝土正截面强度计算，不需进行斜截面受剪承载力计算。 2．次梁的计算

次梁应根据所求的内力进行正截面和斜截面承载力的配筋计算。正截面承载力计算中，跨中截面按T形截面考虑，支座截面按矩形截面考虑；在斜截面承载力计算中，当荷载、跨度较小时，一般仅配置箍筋。否则，还需设置弯起钢筋。

3．主梁的计算

主梁应根据所求的内力进行正截面和斜截面承载力的配筋计算。正截面承载力计算中，跨中截面按T形截面考虑，支座截面按矩形截面考虑。

16.2.6 构造要求 1．板的构造要求

1)钢筋的级别、直径、间距

受力钢筋宜采用HPB235级钢筋，常用直径6～12mm。为了施工方便，宜选用较粗钢筋作负弯矩钢筋。受力钢筋的间距一般不小于70mm，也不大于200mm。当板厚h＞150mm时，间距不大于1.5h，且不大于250mm。 2)配置形式

连续板中受力钢筋的配置可采用弯起式和分离式两种。如图16-11所示。

a 弯起式

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b 分离式

图16-11 连续板中受力钢筋的布置方式

弯起式配筋是将跨中的一部分正弯矩钢筋在支座附近适当位置向上弯起，作为支座负弯矩筋，若数量不足则再另加直筋。一般采用隔一弯一或隔一弯二。弯起式配筋具有锚固和整体性好，节约钢筋等优点，但施工复杂，实际工程中应用较少，一般用于板h≥120mm厚及经常承受动荷载的板。

分离式配筋

是指板支座和跨中截面的钢筋全部各自独立配置。分离式配筋具有设计施工简便的优点，但钢筋锚固差且用钢量大。适用于不受振动和较薄的板中，实际工程中应用较多。

3)板中分布钢筋

分布钢筋置于受力钢筋内侧，与受力钢筋垂直放置并互相绑扎(或焊接)。分布钢筋的间距不宜大于250mm，直径不宜小于6mm，单位长度上分布钢筋的截面面积不宜小于单位宽度上受力钢筋截面面积的15％，且不宜小于该方向板截面面积的15％。

4)板中垂直于主梁的构造钢筋

在主梁附近的板，由于受主梁的约束，将产生一定的负弯矩，所以，应在跨越主梁的板上部配置与主梁垂直的构造钢筋，其数量应不少于板中受力钢筋截面面积的1／3。且直径不应小于8mm，间距不应大于200mm，伸出主梁边缘的长度不应小于板计算跨度0的1／4，如图16-12所示。

图16-12 与主梁垂直的构造钢筋

5)嵌固在墙内板上部的构造钢筋

嵌固在承重砖墙内的现浇板，在板的上部应配置构造钢筋，其直径不应

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小于8mm，钢筋间距不应大于200mm，其截面面积不宜小于该方向跨中受力钢筋截面面积的1／3，伸出墙边的长度不应小于1／7。对两边均嵌固在墙内的板角部分，应双向配置上部构造钢筋，伸出墙边的长度不应小于1／4(1为单向板的跨度或双向板的短边跨度)，如图16-13所示。

图16-13 嵌固在墙内板顶的构造钢筋

2．次梁的构造要求

次梁在砖墙上的支承长度不应小于240mm，并应满足墙体局部受压承载力的要求。

次梁的钢筋直径、净距、混凝土保护层、钢筋锚固、弯起及纵向钢筋的搭接、截断等，均按受弯构件的有关规定。次梁的剪力一般较小，斜截面强度计算中一般仅需设置箍筋即可，弯筋可按构造设置。

次梁的纵筋配置形式分为无弯起钢筋和设置弯起钢筋两种。

当不设弯起钢筋时，支座负弯矩钢筋全部另设。要求跨中纵筋伸入支座的长度不小于规定的受压钢筋的锚固长度las，所有伸入支座的纵向钢筋均可在同一截面上搭接。对于承受均布荷载的次梁，当q／g≤3且跨度差不大于20％时，支座负弯矩钢筋切断位置于一次切断数量按（图16-14a)所示的构造要求确定。

当设置弯起钢筋时，弯筋的位置及支座负弯矩钢筋的切断按（图16-14b)所示的构造要求确定。

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a 无弯起钢筋时

b 设弯起钢筋时 图16-14次梁的配筋方式

3．主梁的构造要求

主梁纵向受力钢筋的弯起和截断应根据弯矩包络图进行布置。

主梁支承在砌体上的长度不应小于370mm，并应满足砌体局部受压承载力的要求。

在次梁和主梁相交处，次梁的集中荷载传至主梁的腹部，有可能引起斜裂缝（如图16-15a所示）。为防止斜裂缝的发生引起局部破坏，应在梁支承处的主梁内设置附加横向钢筋，形式有箍筋和和吊筋两种（如图16—15b所示），一般宜优先采用箍筋。

附加钢筋的钢筋的用量按下式计算：

（16-7）

式中 、

次梁传给主梁的集中荷载设计值；

- 附加箍筋、吊筋的抗拉强度设计值；

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附加吊筋的截面面积；

附加吊筋与梁纵轴线的夹角，一般为450，梁高大于800mm时为600； 每道附加箍筋的截面面积，，n为每道箍筋的肢数，

单肢箍的截面面积；

在宽度s范围内的附加箍筋道数。

a 破坏形态

b 布筋方式

图16-15 附加横向钢筋的布置

16．2．6 单向板肋梁楼盖的设计实例

某仓库楼盖平面如图16-16所示，试设计该钢筋混凝土现浇楼盖。

为

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图16-16 平面图

1．设计资料

1)楼面活荷载标准值7kN／m2。

2)楼面面层为20mm厚水泥砂浆面层，梁板底为15mm厚混合砂浆粉刷。 3)材料选用 混凝土：采用

(

=11.9 N／mm2)

钢筋：梁中受力纵筋采用HRB335级钢筋(律采用HPB235级钢筋(2．结构平面布置

=210N／mm2)。

=300N／mm2)，其余钢筋一

根据工程设计经验，单向板板跨为1.7～2.7m，次梁跨度为4～6m，主梁跨度为5～8m较为合理。故此仓库楼面梁格布置如图16-17所示。

多跨连续板厚度按不进行挠度验算条件应不小于房屋楼板最小厚度80mm的构造要求，故取板厚h=80mm。

50mm，及工业

次梁的截面高度

面荷载较大，故取=450mm。

=×6000=333～500mm，考虑本例楼

次梁的截面宽度=×450=150～225mm，取b=200mm。

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图16-17结构平面布置图

主梁的截面高度=650mm。

=×6000=429～750mm，取

主梁的截面宽度3．板的设计

=217～325mm，取=250mm。

楼面上无振动荷载，对裂缝开展宽度也无较高要求，故可按塑性理论计算。 (1)荷载计算 荷载设计值计算如下： 恒载：

20mm厚水泥砂浆面层 1.2×0.02×20=0.48kN／m2 80mm厚钢筋混凝土板 1.2×0.08×25=2.40kN／m2 15mm厚混合砂浆板底粉刷1.2×0.015×17=0.31kN／m2 恒载小计 g=3.19kN／m2 活载(标准值不小于4kN／m2时，活载系数为1．3) q=1.3×7.0=9.1kN／m2

总荷载 g+q=12.29kN／m2

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(2)计算简图

取lm宽板带作为计算单元，各跨的计算跨度为：

边跨：

取较小者=1.82m 中跨：==2.00-0.20=1.80m

边跨与中间跨的计算跨度相差算板的内力。

=1.1%＜10%，故可近似按等跨连续板计

计算跨数：板的实际跨数为九跨，可简化为五跨连续板计算，如图16-18所示。

图8-18板的计算简图

a板的实际简图;b板的计算简图 (3)弯矩计算

各截面的弯矩设计值列于表16-2。 表16-2 板的弯矩设计值

截 面 边跨中 第一内支座 中跨中 中间支座 19

弯矩系数 （kN·m） 注:支座计算跨度取相邻跨较大者。 (4)正截面承载力计算 混凝土强度等级C25， HPB235级钢筋，

=11.9N／m2

=210N／mm2

板厚=80mm，有效高度= 60mm

≤0.289

为保证支座截面能出现塑性铰，要求支座截面弯矩=O.289×11.9×1000×602= 12.38kN·m

＜0.289

= 12.38kN·m

各截面配筋计算详见表16-3 表16-3 板正截面承载力计算 截面 弯矩值 （kN·m） 边跨中 3.70 第一内支座 -3.70 中跨中 2.49 中间支座 -2.84 0.0905 308 0.0905 308 0.0598 203 0.0686 233 选配钢筋 20

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