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1、编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第- 64 -页 共64页章 节第1章 楼盖1.1 概述计划学时0.5学时目的要求熟悉楼盖的功能、设计要求及其类型、内容重点1、楼盖的主要结构功能2、对楼盖的结构设计要求3、楼盖的结构类型内容难点对楼盖的结构设计要求课后作业思考题1.1、1.2需时0.5学时讲 授 内 容备 注1、建筑结构承重体系1）水平结构体系2）竖向结构体系2、楼盖的主要结构功能1）把楼盖上的竖向力传给竖向结构；2）把水平力传给竖向结构或分配给竖向结构；3）作为竖向结构构件的水平联系和支撑。3、对楼盖的结构设计要求1）在竖向荷载作用下，满足承载力和竖向刚度的
2、要求；2）在楼盖自身水平面内要有足够的水平刚度和整体性；3）与竖向构件有可靠的连接，以保证竖向力和水平力的传递。4、楼盖的结构类型 1）按结构形式分：单向板肋梁楼盖 双向板肋梁楼盖 井式楼盖 密肋楼盖 无梁楼盖 2）按预加应力情况分：钢筋混凝土楼盖预应力混凝土楼盖 3） 按施工方法：现浇式楼盖 装配式楼盖 装配整体式楼盖熟练掌握基本概念章 节1.2 现浇单向板肋梁楼盖 计划学时6学时基本要求理解单向板肋梁楼盖按弹性理论的设计计算；掌握塑性铰、塑性内力重分布，按塑性理论的计算方法 内容重点1、 单向板肋梁楼盖按弹性理论的设计计算2、单向板肋梁楼盖按塑性理论的设计计算内容难点1、塑性铰的概念2、塑
3、性内力重分布原理3、弯矩调幅的概念及如何进行弯矩调幅课后作业思考题1.31.4与习题1.2-1.2需时4学时讲 授 内 容备 注0、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。1、单向板的概念主要在一个方向受力的板，称为单向板。单向板的计算方法与梁相同，又称为梁式板。单向板的三种形式：（1）悬臂板 （2）对边支承板 （3）两相邻边支承板、三边支承板及四边支
4、承板按弹性理论，当四边支承板两个方向计算跨度之比l02 / l012时，则按跨度为l01的单向板设计（按塑性理论，l02 / l013的是单向板）。2、结构平面布置单向板、次梁和主梁的经济跨度：单向板：1.82.7m，荷载较大时取较小值，一般不超过3m。次梁：46m主梁：58m单向板肋梁楼盖的结构平面布置方案，如图1-1：（1）、主梁横向布置，次梁纵向布置（2）、主梁纵向布置，次梁横向布置（3）、只布置次梁，不布置主梁熟练掌握基本概念讲 授 内 容备 注图1-1 梁的布置 （a）主梁沿横向布置；（b）主梁沿纵向布置；（c）不设主梁楼盖结构平面布置时应注意的问题：（1）、要考虑建筑效果。（2）、
5、要考虑其它专业工种的要求。（3）、在楼、屋面上有机器设备、冷却塔、悬吊装置和隔墙等地方，宜设梁承重。（4）、主梁跨内最好不要只放置一根次梁，以减小主梁跨内弯矩的不均匀。（5）、不封闭的阳台、厨房和卫生间的板面标高宜低于相邻板面3050mm。（6）、楼板上开有较大尺寸的洞口时，应在洞边设置设置小梁。3、连续梁、板按弹性理论的内力计算（1）、计算假定 梁板均为弹性杆件； 梁板的支承情况按查表采用； 为了方便，每一跨都按简支梁来计算其支座反力。（2）、计算单元 板可取1m宽度板带作为计算单元； 主、次梁的截面形状都是两侧带翼缘（板）的T形截面，楼盖周边处的主、次梁的是一侧带翼缘的； 板、次梁主要承受
6、均布荷载，主梁主要承受由次梁传来的集中荷载。 板、梁的荷载计算范围见图1-2。图1-2 板、梁的荷载计算范围强调说明熟练掌握 讲 授 内 容备注（3）、计算简图对于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、板进行计算。计算跨度的取值见表1.2。（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。次梁抗扭刚度对板的影响。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：连续次梁：注意：1、当板或次梁搁置在砌体或钢结构上时不作调整。2、由于主梁的重要性高于板和次梁，且主梁的抗弯
7、刚度通常比柱大，所以对主梁一般不作调整。（5）、活荷载的最不利布置活荷载的最不利布置规律： 求某跨跨中截面最大正弯矩时，应该在本跨内布置活荷载，然后隔跨布置。 求某跨跨中截面最小正弯矩（或最大负弯矩）时，本跨不布置活载，而在相邻跨布置活荷载，然后隔跨布置。 求某一支座截面最大负弯矩时，应在该支座左右两跨布置活荷载，然后隔跨布置。 求某支座左、右边的最大剪力时，活荷载布置与该支座截面最大负弯矩时的布置相同。（6）、支座弯矩及剪力的修正支座边缘截面的弯矩设计值：支座边缘截面的剪力设计值：均布荷载：熟练掌握熟练掌握讲 授 内 容备 注集中荷载：（7）、内力包络图根据活荷载的不同布置情况，画出每一跨的
8、各种布置情况的弯矩图，把这些弯矩图全部叠画在一起，并取其外包线所构成的图形就是弯矩包络图，如图1-3(a)。它完整地给出一个截面可能出现的弯矩设计值的上、下限，同样可以画出剪力包络图, 如图1-3(b)。图1-3 内力包络围(a) 弯矩包络图；(b) 剪力包络图（8）、内力计算连续梁、板按弹性理论的内力计算有： 等截面、等跨度、支座是简支的连续梁、板的弹性内力计算。 均布荷载作用下，等截面不等跨，简支的连续梁、板的弹性内力计算。 不等截面不等跨连续梁、板的弹性内力计算。4、连续梁、板按弹性理论的内力计算（1）、内力重分布的概念超静定结构的内力不仅与荷载有关，而且还与结构的计算简图以及各部分抗弯
9、刚度的比值有关。混凝土结构由于刚度比值改变或出现塑性铰引起结构计算简图变化，从而引起的结构内力不再服从弹性理论的内力规律的现象称为塑性内力重分布或内力重分布。内力重分布的应用： 能够正确地计算结构的承载力和验算使用阶段的变形与裂缝宽度； 可以使结构在破坏时有较多的截面达到极限承载力，从而充分发挥结构的潜力，更有效地节约材料； 利用结构的内力重分布现象，可以合理地调整钢筋布置，缓解支座钢筋拥挤现象，简化配筋构造，方便混疑土浇捣，从而提高施工效率和质量； 熟练掌握掌握基本概念讲 授 内 容备 注 根据结构的内力重分布现象，在一定条件下可以人为控制结构中的弯矩分布，从而使设计得以简化。考虑内力重分布
10、的计算方法是以形成塑性铰为前提的，下列情况不宜采用： 在使用阶段不允许出现裂缝或对裂缝有较严格限制的结构，如水池，自防水屋面，以及处于侵蚀性环境中的结构； 直接承受动力和重复荷载的结构； 要求有较高承载力储备的结构。（2）、用调幅法计算连续梁、板的内力 弯矩调幅法的原则所谓弯矩调幅法，就是对结构按弹性方法所求得的弯矩值和剪力值进行适当的调整(降低)，以考虑结构非弹性变形所引起的内力重分布。截面的弯矩调整幅度用弯矩调幅系数来表示。主要原则：A、钢筋宜采用HRB335级和HRB400级，混凝土强度等级宜在C20C45范围的内选用；B、截面的弯矩调幅系数不宜超过0.25，不等跨连续梁、板不宜超过0.
11、2。C、弯矩调幅后的截面相对受压区高度应满足0.10.35；D、不等跨连续梁、板各跨中截面的弯矩不宜调整；E、结构在正常使用阶段不应出现塑性铰，且变形和裂缝宽度应符合混凝土结构设计规范的规定；F、在可能产生塑性铰的区段，考虑弯矩调幅后，箍筋用量一般应增大20，增大的范围为：对于集中荷载，取支座边至最近一个集中荷载之间的区段；对于均布荷载，取支座边至距支座边1.05h0的区段（h0为截面的有效高度）；G、为了防止构件发生斜拉破坏，箍筋的配箍率应满足下式要求：H、连续梁、板弯矩经调整后，仍应满足静力平衡条件，梁、板的任意一跨调整后的两支座弯矩的平均值与跨中弯矩之和应略大该跨按简支梁计算的弯矩值，且
12、不小于按弹性方法求得的考虑荷载最不利布置的跨中最大弯矩。、连续梁、板承载力按调幅法的计算承受均布荷载的等跨连续梁(a)弯矩设计值各跨跨中及支座截面的弯矩设计值：amb连续梁、板考虑塑性内力重分布的弯矩系数，按表1.3采用；g、q沿梁单位长度上的恒荷载设计值、活荷载设计值；熟练掌握熟练掌握讲 授 内 容备 注(b)剪力设计值等跨连续梁的剪力设计值： avb考虑塑性内力重分布的剪力系数，查表；ln净跨度。图1-4 搁置在墙上的板和次梁考虑内力重分布的弯矩、剪力系数 (a) 板和次梁的弯矩系数amb；(b) 次梁的剪力系数avb5、单向板肋梁楼盖的截面设计与配筋构造（1）、单向板的截面设计与配筋构造
13、、截面设计板的计算单元通常取为1m，按单筋矩形截面设计。板支座截面的受压区在板的下部，板跨中截面的受压区在板的上部，当结构破坏时，支座截面和跨中截面会绕其中和轴发生转动，当板的支座不能水平移动时，会在板跨内形成拱作用，如图1-5所示。这种拱作用使板的实际承载力高于计算值。规范规定，对于周边与梁整体连接的板，可将板的弯矩设计值适当减少，单向板中间跨的跨中弯矩及支座弯矩可各减少20。 图1-5单向板的拱作用讲 授 内 容备注、配筋构造A、板中受力钢筋 负钢筋放置在板面承受负弯矩的受力筋正钢筋放置在板底承受正弯矩的受力筋直径常为6mm、8mm和lOmm等，且间距不宜小于70mm。连续板内受力钢筋的配
14、筋方式有弯起式和分离式两种。弯起式配筋的受力钢筋有弯起钢筋和正、负钢筋三种。弯起式配筋钢筋的锚固较好，节约钢材，但施工较复杂，工程应用较少。分离式配筋钢筋的锚固稍差，耗钢量略高，但设计和施工都比较简便，是工程中常用的配筋方式。B、板中构造钢筋（a）、与受力钢筋垂直的分布钢筋，平行于单向板的长跨，沿正、负受力钢筋的内侧放置。分布钢筋的主要作用：1）浇筑混凝土时固定受力钢筋的位置；2）承受混凝土收缩和温度变化所产生的内力；3）承受板上局部荷载产生的内力，以及沿长跨方向实际存在而计算时被忽略的弯矩。（b）、与主梁垂直的附加负钢筋，如图1-6（c）、与承重墙垂直的附加负钢筋，如图1-7（d）、板角区域
15、内的附加负钢筋，如图1-7图1-6 与主梁垂直的附加负钢筋图1-7 墙边和板角部附加负钢筋讲 授 内 容备注（2）次梁、主梁的截面设计和配筋构造、次梁和主梁的截面设计A、承受正弯矩的跨中截面应按T形截面计算翼缘计算宽度见教材表1.6。B、承受负弯矩的支座截面应按矩形截面计算计算主梁支座负钢筋时，截面有效高度h0，如图1-8。一排钢筋时：h0=h（5060）mm两排钢筋时：h0=h（7080）mm 图1-8 主梁支座处的截面有效高度、次梁、主梁的配筋构造A、配筋方式弯起式和分离式次梁的连续式配筋和主梁的连续式配筋B、受力钢筋的弯起和截断C、架立筋和腰筋腰筋又称纵向构造钢筋，当梁高大于700mm时
16、，为了承受没有计入的扭矩以及收缩和温度应力，在梁的两侧沿梁高每隔300400mm应设置一根直径不小于1012mm的腰筋。D、箍筋箍筋的形式有封闭式和开口式两类，一般采用封闭式。箍筋的肢数有单肢、双肢和四肢等，一般采用双肢，下列情况应采用四肢：（a）、梁宽大于400mm；（b）、配有计算的受压钢筋，且受压钢筋在一排中超过3根；（c）、一排中的受拉钢筋超过4根。梁中箍筋的最大间距：讲 授 内 容备注E、纵筋的锚固光面钢筋应在钢筋末端（包括弯起光面钢筋末端）做弯钩，在焊接骨架中可不做弯钩），如图1-9。F、附加箍筋和吊筋当在主梁高度范围内有集中荷载作用时，如次梁支座反力或悬挂荷载，可能在主梁上引起斜
17、裂缝，特别是当此集中荷载作用在主梁的受拉区内时。应在集中力两侧设置附加箍筋或吊筋或者两者都有，以防止主梁在集中力作用下发生局部破坏。宜优先采用附加箍筋，附加箍筋和吊筋应设置在s范围中，s与集中力的位置有关。图1-9 纵向受力钢筋伸入梁支座范围内的锚固附加箍筋和吊筋所需的总截面面积：式中Asv承受集中荷载所需的附加横向筋总截面面积；当采用附加吊筋时，Asv应为左、右弯起段截面面积之和；F 作用在梁的下部或梁截面高度范围内的集中荷载设计值；fyv附加横向钢筋的抗拉强度设计值；a附加横向钢筋与梁轴线夹角。单向板肋梁楼盖设计例题讲解例题1.1 章 节1.3 双向板肋梁楼盖计划学时4学时基本要求掌握单跨
18、双向板和多跨双向板按弹性理论的计算方法以及构造要求内容重点1、双向板的受力特点2、按弹性理论计算双向板3、双向板支撑梁的设计内容难点1、按弹性理论计算双向板的计算公式2、 双向板传给支撑梁荷载的确定3、支撑梁的内力计算课后作业思考题1.51.6；习题1.3，1.4需时2学时讲 授 内 容备 注1、双向板的受力特点双向板凡纵横两个方向的受力都不能忽略的板。四边支承的矩形板，当纵横两个方向的跨度比l02 / l012（按弹性理论计算）或l02 / l013（按塑性理论分析）时，称为双向板。（1）、双向板的受力特点：、沿两个方向弯曲和传递荷载、剪力、扭矩和主弯矩扭矩的存在将减小按独立板带计算的弯矩值
19、。、板角上翘双向板的配筋示意图，如图1-10。图1-10 双向板的配筋示意图(a) 板底配筋；(b) 板面配筋（2）、主要试验结果图1-11 均匀荷载下双向板的裂缝分布熟练掌握基本概念理解并掌握讲 授 内 容备 注2、按弹性理论计算双向板单跨双向板计算：教材附表1.11为均布荷载作用下四边支承双向板在泊松比0时的弯矩系数和挠度系数表。当泊松比不等于零时，双向板的挠度和支座中点的弯矩仍可查表，但求跨内弯矩，应修正如下：钢筋混凝土板，可取1/6或0.2。3、双向板支承梁的设计在确定双向板传给支承梁的荷载时，可根据荷载传递路线最短的原则确定：从每一区格的四角作45线与平行于底边的中线相交，把整块板分
20、为四块，每块小板上的荷载就近传至其支承梁上。短跨支承梁上的荷载为三角形分布，在长跨支承梁上的 图1-12 双向板支承梁上的荷载荷载为梯形分布，如图1-12。支承梁的内力可按弹性理沦或考虑塑性内力重分布的调幅法计算：（1）、按弹性理论计算等跨或近似等跨（跨度相差不超过l0）的连续支承梁，可先将支承梁的三角形或梯形分布荷载化为等效均布荷载，如图1-13，再利用均布荷载下等跨连续粱的计算表格来计算梁的内力（弯矩、剪力）。图1-13 分布荷载转化为等效均布荷载 (a) 三角形分布荷载；(b) 梯形分布荷载（2）、按调幅法计算考虑内力塑性重分布时，可在弹性理论求得的支座弯矩的基础上，对支座弯矩进行调幅（
21、可取调幅系数为0.75），再按实际荷载分布计算梁的跨中弯矩。4、双向板楼盖的截面设计与构造（1）、截面设计A、截面的弯矩设计值熟练掌握理解并掌握讲 授 内 容备 注对于周边与梁整体连接的双向板，除角区格外，可考虑周边支承梁对板的有利影响，即周边支承梁对板形成的拱作用，将截面的计算弯矩乘以折减系数。B、截面有效高度h0短跨方向的钢筋放在长跨方向的钢筋的外侧。短跨方向：h1=h20mmm 长跨方向：h1h30mmC、配筋计算由单位宽度的截面弯矩设计值M计算受拉钢筋的截面积，求双向板截面配筋时，内力臂系数g s可近似取0.900.95。（2）、双向板的构造A、双向板的厚度通常在80160mm范围内，
22、不得小于80mm。板厚h符合下面要求：简支板： 连续板： L01双向板的短跨计算跨度。B、钢筋配置分离式和连续式单块四边简支双向板的典型配筋见教材图示。章 节1.4 无梁楼盖计划学时1学时基本要求了解无梁楼盖按弹性理论的设计计算方法内容重点1、无梁楼盖的受力特点2、无梁楼盖的内力计算内容难点按弹性理论计算无梁楼盖的内力课后作业思考题1.7讲 授 内 容备 注1、概述无梁楼盖是一种双向受力楼盖，它与柱组成板柱结构体系。无梁楼盖的板厚比肋梁楼盖大些，通常在柱顶上设置柱帽，这样可提高柱顶处板的受冲切承载力，有效地减小板的计算跨度，使板的配筋经济合理。柱和柱帽的截面形状可根据建筑使用要求设计成矩形或圆
23、形。无梁楼盖的结构层厚度比肋梁楼盖的小，使建筑内部的有效空间加大，同时，平滑的板底可以大大改善采光、通风和卫生条件。无梁楼盖根据施工方法的不同可分为现浇式和装配整体式两种。无梁楼盖的四周边可支承在墙上或边梁上，也可做成悬臂板。无梁楼盖每一方向的跨数一般不少于三跨，可为等跨或不等跨。通常，柱网为正方形时最为经济。根据经验，当楼面活荷载标准值在5kNm2以上，柱距在6m以内时，无梁楼盖比肋梁楼盖经济。无梁楼盖的缺点是抵抗水平力的能力差，当房屋的层数较多或要求抗震时，宜设置剪力墙，构成框架剪力墙结构。2、无梁楼盖的受力特点无梁楼盖可按照柱网划分成若干区格，将其视为由支承在柱上的“柱上板带”和弹性支承
24、于“柱上板带上的跨中板带” 组成的水平结构，如图1-14。 图1-14 无梁楼盖的板带划分讲 授 内 容备 注柱轴线两侧各lx/4(或ly/4)范围内的板带称为“柱上板带”。柱距中间lx/2(或ly/2)范围内的板带称为“跨中板带”。“柱上板带”相当于以柱为支承点的连续梁(柱的线刚度相对较小时)或与柱整体连接的框架扁梁(柱的线刚度相对较大时)，而“跨中板带”则相当于弹性支承在另一方向柱上板带上的连续梁。3、无梁楼盖的内力分析方法无梁楼盖按弹性理论的计算方法常用的有：经验系数法和等效框架法。经验系数法又称总弯矩法或直接设计法。该方法先计算两个方向的截面总弯矩，再将截面总弯矩分配给同一方向的柱上板
25、带和跨中板带。在应用该法时，为了使各个截面的弯矩设计值适应各种活荷载的不利布置，要求无梁楼盖的布置必须满足下列条件：1）每个方向至少应有三个连续跨；2）同方向相邻跨度的差值不超过较长跨度的1.3；3）任一区格板的长边与短边之比值不大于2；4）可变荷载与永久荷载之比值不大于3。用该方法计算时，只考虑全部均布荷载，不考虑活荷载的不利布置。钢筋混凝土无梁双向板体系不符合经验系数法所要求的四个条件时，可采用等效框架法确定均布荷载作用下的内力。等效框架法是把整个结构分别沿纵、横柱列两个方向划分，并将其视为纵向等效框架和横向等效框架，分别计算分析。其中等效框架就是各层的无梁楼板。4、柱帽及板受冲切承载力计
26、算确定柱帽尺寸及配筋时，应满足柱帽边缘处平板的受冲切承载力要求。1）对于不配置箍筋或弯起钢筋的混凝土平板，其受冲切承载力按下式计算：2）当受冲切承载力不满足上式要求时，且板厚不小于150mm时，可配置箍筋或弯起钢筋。此时受冲切截面应符合下列条件： 当配置箍筋时，受冲切承载力按下式计算：。 当配置弯起钢筋时，受冲切承载力按下式计算：5、无梁楼盖的配筋构造通常采用绑扎骨架双向配筋方式。无梁楼盖的配筋构造。无梁楼盖的周边,应设置圈梁，圈梁的截面高度不小于板厚的2.5倍。章 节1.5 叠合式楼盖计划学时0.5学时基本要求了解叠合梁板的形式和叠合梁的优缺点内容重点1、叠合梁板的形式叠合梁的优缺点2、叠合
27、梁的优缺点内容难点叠合梁的构造课后作业思考题1.8讲 授 内 容备 注叠合式楼盖是在预制板上现浇一层混凝土而形成的一种装配整体式结构。主要优点是节省模板支撑，缩短工期。叠合式楼盖具有二次制造和二阶段受力的特点，设计方法与现浇楼盖不同。1叠合梁的形式叠台梁是由预制梁和现浇叠合层两者组合而成的整体梁，如图1-15。图1-15 叠合式受弯构件的截面形式1-预制构件；2-后浇混凝土叠合层；3-叠合面（a）有预制板的叠合梁（b）现浇帽叠合梁有两种形式：1）、在预制梁上安装楼板之后，再在梁顶面二次浇灌混凝土叠合层形成整体梁，预制梁的截面形式有十字形、T形等。2）、在预制梁顶面二次现浇混凝土楼板形成整体梁。
28、2叠合梁优缺点优点：1、节省模板支撑；2、有利于采用预应力；3、有利于加快施工进度，缩短工期；4、有利于减少现场搅拌造成的城市污染。缺点：必须具备吊装条件。章 节1.6 装配式楼盖 计划学时0.5学时目的要求了解预制梁板形式、铺板式楼盖的结构布置和连接以及掌握铺板式楼盖的计算要点内容重点1、铺板式楼盖的结构布置和连接2、铺板式楼盖的构造要求内容难点1、铺板式楼盖的连接课后作业思考题1.9讲 授 内 容备 注1概述1）、现浇钢筋混凝土楼盖的优点：整体性好，抗震性能好，柱网布置灵活，广泛应用于多层及高层建筑中。缺点：施工速度慢、模板消耗量大、劳动力消耗多。2）、钢筋混凝土装配式楼盖的优点：可在工厂
29、或现场预制，工业化程度高，不占工期，有利于采用预应力，模板可重复使用，构件尺寸误差小，被广泛使用在多层住宅等建筑中。其缺点是整体性差，楼盖平面刚度小，要求建筑平面比较规整，施工时吊装条件要求高。 3）、装配式楼盖主要有铺板式、密肋式和无梁式。4）、装配式楼盖设计中需注意的问题：（1）、减少构件类型，提高构件的通用性；（2）、构件的重量和尺寸适合运输和吊装。单个构件的重量不超过起重设备的最大起重量；（3）、构件外形尽量筒单，便于制作、堆放、运输和安装；（4）、接头安全可靠，构造简单，受力明确；（5）、尽量扩大预制范围，减少湿作业；（6）、必须进行构件吊装验算；（7）、最大限度地降低材料消耗。2
30、预制梁板的形式预制楼板的优点：现浇工作量小、施工速度快、节约木材和水泥。 预制楼板的缺点：整体刚度小，能承受的荷载小，开设孔洞不方便。常用预制板有肋形槽形板、双T形板、实心板、空心板、夹心板。掌握掌握章 节1.7 楼梯和雨篷 计划学时2学时目的要求掌握板式楼梯和梁式楼梯的结构布置、计算简图和构造；了解雨篷的受力特点内容重点楼梯板的荷载计算内容难点雨篷上的荷载组合课后作业思考题1.10讲 授 内 容备注1楼梯（1）楼梯的结构形式楼梯是多层及高层建筑房屋中的重要组成部分。板式楼梯和梁式楼梯是最常见的楼梯型式，在宾馆、体育馆等公共建筑也采用一些特种楼梯，如图1-16。图1-16 楼梯的结构型式（a）
31、梁式楼梯；（b）板式楼梯；（c）剪刀式楼梯；（d）螺旋式楼梯（2）板式楼梯的设计板式楼梯由梯段板、平台板和平台梁组成，如图1-16（b）。梯段板按斜放的简支梁计算，其正截面是与楼梯板垂直的，楼梯的活荷载是按水平投影面计算的，计算跨度取平台梁间的斜长净距，故计算简图如图1-17。设梯段板的单位水平长度上的竖向均布荷载为p，ln为梯段板的水平净跨长，则ln=cos，于是，斜板的跨中最大弯矩和支座最大剪力可表示为：考虑到梯段板与平台梁整浇，平台对斜板的转动变形有一定约束作用，故计算板中最大正弯矩时，常近似取Mmax=pln2/10。平台板一般设计成单向板，可取1m宽板带进行计算。平台板一端与平台梁整
32、体连接，另一端可能支承在砖墙上，也可能与过梁整浇。跨中弯矩时可近似取M=pl2/8，或M=pl2/10。平台梁的设计与一般梁相似。图1-17 梯段板的计算简图（3）梁式楼梯的设计梁式楼梯由踏步板、斜梁、平台板和平台梁组成，如图1-16（a）。踏步板由斜板和三角形踏步组成。踏步板两端支承在斜梁上，按两端简支的单向板计算，一般取一个踏步作为计算单元，如图1-18。斜板厚度一般取t=3050mm，踏步板为梯形截面，其式楼梯截面高度近似取平均高度。斜梁的内力计算与板式楼梯的斜板相同。踏步板可能位于斜梁截面高度的上部，也可能位于下部。计算时截面高度可取矩形截面。梁式楼梯的平台板一边支承在平台梁上，一边或
33、三边支承在楼梯间墙体上。平台板可按单向板或双向板进行内力与配筋计算，并满足相应的构造要求。平台梁主要承受斜边梁传来的集中荷载（由上、下跑楼梯斜梁传来）和平台板传来的均布荷载，平台梁一般按简支梁计算。图1-18 梯段踏步板的计算截面及简图（a）计算截面；（b）计算简图2 雨篷雨篷是建筑工程结构中常见的悬挑构件，其设计除了与一般梁板结构相同的内容外，还应进行抗倾覆验算。（1）一般要求板式雨篷一般由雨篷板和雨篷梁组成。雨篷梁既是雨篷板的支承，又兼有过梁的作用。一般雨篷板的挑出长度为（0.61.2）m或更长，视建筑要求而定。现浇雨篷板多数做成变厚度的。雨篷梁的宽度一般取与墙厚相同，梁的高度应按承载力计
34、算。（2）雨篷板和雨篷梁的承载力计算1）作用在雨篷上的荷载雨篷上的荷载有恒载、雪荷载、均布活荷载，以及施工和检修集中荷载。这些荷载中，雨篷上均布活荷载与雪荷载不同时考虑，仅取两者中较大值。施工集中荷载与均布活荷载不同时考虑。每一集中荷载值为1.0KN，进行承载力计算时，沿板宽每1m考虑一个集中荷载；进行抗倾覆验算时，沿板宽每（2.53.0）m考虑一个。2）雨篷梁计算雨篷梁承受的荷载有自重、梁上砌体重、可能计入的楼盖传来的荷载，以及雨篷板传来的荷载。雨篷板传来的荷载将构成雨篷梁的扭矩。如图1-19，设雨篷板上作用有均布荷载p，作用在雨篷梁中心线的力包括竖向力V和力矩mp，沿板宽方向每1m的数值分
35、别V=pl（KN/m）和KNm/m。在力矩m作用下，雨篷梁的最大扭矩为，此处l0为雨篷梁的跨度。图1-19 雨篷梁上的扭矩（a）雨篷板传来的竖向力和力矩；（b）雨篷梁上的扭矩分布3）雨篷抗倾覆验算雨篷板上的荷载使整个雨篷绕雨篷梁底的倾覆点转动倾倒，而梁上自重、梁上砌体重量等却有阻止雨篷倾覆的作用。雨篷抗倾覆验算参见砌体结构设计规范。小 结1结构计算简图（包括计算模型和荷载图式）的确定是重要的，确定计算简图必须抓住影响结构内力和变形的主要因素，忽略次要因素，保证结构分析的精度并能简化结构分析。2单向板有两种分析方法：按弹性理论和按塑性理论的计算方法。考虑塑性内力重分布的分析方法，更符合钢筋混凝土
36、超静定结构的实际受力状态，并能取得一定经济效益。塑性铰、结构承载力极限状态和塑性内力重分布的概念是本章的主要概念。3双向板也有弹性理论和塑性理论的两种计算方法，目前设计中多采用按弹性理论计算方法。多跨连续双向板的分解是双向板由多区格转化为单区格板结构分析的重要方法。4无梁楼盖内力分析时，结构无侧移时采用经验系数法；有侧移时采用等代框架法。无梁楼盖设置柱帽主要是提高板的抗冲切承载力，同时减少爆的跨度、支座和跨内截面的弯矩值。5一般情况下，梁板截面满足一定的高跨比要求即可满足刚度设计要求，结构的配筋数量往往取决于混凝土裂缝控制。6装配式楼盖结构应特别注意板与板、板与墙体的灌缝与连接；预制结构除了注
37、意正常使用阶段计算外，还应注意施工阶段验算。7梁式、板式楼梯是斜向结构，内力计算可化为水平结构进行分析；雨篷是悬挑结构，不但要进行结构自身承载力计算，还要进行抗倾覆验算。疑难解答1. 连续梁性计算模型的简化假定单向板肋梁楼盖中板的计算模型取为支承在次梁上的连续梁；次梁取为支承在主梁上的连续梁；主梁在一定条件下也按支承在柱（墙）上的连续梁计算。这是对实际情况进行以下简化假定后得到的。1）板、次梁、主梁在支座处没有竖向位移。这实际上忽略了次梁挠度对板内力影响、主梁挠度对次梁内力影响、以及柱竖向变形对主梁内力的影响。2）次梁、主梁、柱（墙）分别作为在板、次梁、主梁的可自由转动的支座。这实际上忽略了次
38、梁、主梁、柱（墙）在支承处分别对在板、次梁、主梁弯曲转动的约束能力。3）不考虑薄膜效应对板的影响。薄膜效应对板的影响有两个：一是板内轴向压力将提高板的受弯承载力；二是板周边支承构件提供的水平推力将减少板在竖向荷载作用下的截面弯矩。4）在确定次梁、主梁承受荷载时，忽略板、次梁的连续性，按简支构件计算支座反力。当梁均匀布置、各区格板荷载相同时，所造成的误差很小。2. 连续梁性的塑性内力重分布1）内力重分布是钢筋混凝土超静定结构的客观事实。2）钢筋混凝土塑性铰与理想塑性铰和理想铰的区别：理想铰不能承受弯矩，而理想塑性铰可以承受弯矩；理想铰在两个方向都可无限转动，而理想塑性铰是单向铰，仅能朝弯矩作用方
39、向转动；钢筋混凝土塑性铰有一定长度，后者则没有。钢筋混凝土塑性铰的转动能力有限。钢筋混凝土构件某一截面出现塑性铰后，截面的弯矩曲率关系并不是一条水平线，随着曲率的增加，截面弯矩略有提高。塑性铰并不限于受拉钢筋首先屈服的那个截面，随着荷载的增加，有更多的相邻截面进入“屈服”。所以钢筋混凝土塑性铰则有一定的长度。此外，钢筋混凝土塑性铰的转动能力是有限的，主要与纵向钢筋的配筋率、钢筋品种和混凝土的极限压应变有关。3）充分的内力重分布是有条件的。在结构力学的极限荷载分析中，假定超静定结构先后出现足够数目的塑性铰，以致最后形成机动体系而破坏。这种情况称为充分的内力重分布，它有两个前提条件：一是塑性铰必须
40、有足够的转动能力；二是在破坏机构形成前不能发生斜截面受剪破坏。如果有一个条件不满足，内力重分布就不充分。此外，在工程设计中还要考虑是否满足正常使用要求，如挠度、裂缝宽度是否过大。可见，在设计中要考虑内力重分布必须注意三个问题：保证塑性铰的转动能力、保证斜截面具有足够的受剪承载力和满足使用条件。4）考虑塑性内力重分布后如何进行设计。结构力学介绍过极限荷载计算的机动法和极限平衡法，这两种方法都是针对充分的内力重分布，并不完全适用于钢筋混凝土结构。实用上采用弯矩调幅法考虑钢筋混凝土超静定结构的塑性内力重分布。在弹性内力的基础上，对弯矩和相应的剪力值进行调整，通过限制截面受压区高度系数、提高截面的受剪承载力和控制调幅值等措施来解决上面提到的三个问题。并通过限制使用的场合来进一步满足正常使用条件。5）考虑塑性内力重分布的优点： 使内力分析更符合实际情况，从而正确估计结构承载力、使用阶段的变形和混凝土结构裂缝； 在一定条件和范围内可以人为控制结构弯矩分布，从而使设计简化； 可以使结构在破坏时有较多的截面达到极限强度，从而充分发挥结构潜力，有效节约材料； 克服支座钢筋拥挤现象，简化配筋构造，方便施工。3. 双向板内力分布的塑性铰线法只有有限的几种形状规则、支座简单的薄板可得到弹性