10 - 梁板结构（参考资料） - 图文

1 梁板结构

1.1 概述

梁板结构是土木工程中常见的结构形式，例如楼（屋）盖、楼梯、阳台、雨蓬、地下室底板和挡土墙等（图1-1）在建筑结构中得到广泛应用，还用于桥梁的桥面结构，特种结构中水池的顶盖、池壁和底板等。楼盖是建筑结构中的重要组成部分，混凝土楼盖在整个房屋的材料用量和造价方面所占的比例是相当大的，因此合理选择楼盖的形式，正确地进行设计计算，将对整个房屋的使用和技术经济指标具有一定的影响。本章着重讲述建筑结构中的楼(屋)盖设计。

板 次梁 主梁

柱

(a) 肋梁楼盖

（b）梁式楼梯 （c）雨蓬

（d）地下室底板 （e）带扶壁挡土墙

图1-1 梁板结构

1.1.1 楼盖类型

1．混凝土楼盖按施工方法可分为现浇式、装配式和装配整体式楼盖。

现浇式楼盖整体性好、刚度大、防水性好和抗震性强，并能适应于房间的平面形状、设备管道、荷载或施工条件比较特殊的情况。其缺点是费工，费模板、工期长、施工受季节的的限制，故现浇式楼盖通常用于建筑平面布置不规则的局部楼面或在运输吊装设备不足的情况。

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装配式楼盖，楼板采用混凝土预制构件，便于工业化生产，在多层民用建筑和多层工业厂房中得到广泛应用。但是，这种楼面由于整体性、防水性和抗震性较差，不便于开设孔洞，故对于高层建筑、有抗震设防要求的建筑以及使用上要求防水和开设孔洞的楼面，均不宜采用。

装配整体式楼盖，其整体性较装配式的好，又较现浇式的节省模板和支撑。但这种楼盖需要进行混凝土的二次浇筑，有时还须增加焊接工作量，故对施工进度和造价都带来一些不利影响。因此，这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。采用装配式楼盖可以克服现浇楼盖的缺点，而装配整体式楼盖则兼具现浇式楼盖和装配式楼盖的优点。

2．混凝土楼盖按预加应力情况可分为钢筋混凝土楼盖和预应力混凝土楼盖。

预应力混凝土楼盖用的最普遍的是无粘结预应力混凝土平板楼盖，当柱网尺寸较大时，它可有效减小板厚，降低建筑层高。

3．混凝土楼盖按结构型式可分为单向板肋梁楼盖、双向板肋梁楼盖、井式楼盖、密肋楼盖和无梁楼盖（又称板柱楼盖），如图1-2所示。

（1）肋梁楼盖：如图1-2（a）（b）所示，一般由板、次梁和主梁组成。其主要传力途径为板→次梁→主梁→柱或墙→基础→地基。肋梁楼盖的特点是用钢量较低，楼板上留洞方便，但支模较复杂。肋梁楼盖是现浇楼盖中使用最普遍的一种。

（2）井式楼盖 ：如图1-2（c）所示，两个方向的柱网及梁的截面相同，由于是两个方向受力，梁的高度比肋梁楼盖小，故宜用于跨度较大且柱网呈方形的结构。

（3）密肋楼盖：如图1-2（d）所示，由于梁肋的间距小，板厚很小，梁高也较肋梁楼盖小，结构自重较轻。双向密肋楼盖近年来采用预制塑料模壳克服了支模复杂的缺点而应用增多。

（4）无梁楼盖：如图1-2（e）所示，板直接支承于柱上，其传力途径是荷载由板传至柱或墙。无梁楼盖的结构高度小，净空大，支模简单，但用钢量较大，常用于仓库、商店等柱网布置接近方形的建筑。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。

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。

1.1.1.1.2单向板和双向板

肋梁楼盖中每一区格的板一般在四边都有梁或墙支承，形成四边支承板，荷载将通过板 的双向受弯作用传到四边支承的构件（梁或墙）上，荷载向两个方向传递的多少，将随着板区格的长边与短边长度的比值而变化。

根据板的支承形式及在长、短两个长度上的比值，板可以分为单向板和双向板两个类型，其受力性能及配筋构造都各有其特点。

在荷载作用下，只在一个方向弯曲或者主要在一个方向弯曲的板，称为单向板；在荷载作用下，在两个方向弯曲，且不能忽略任一方向弯曲的板，称为双向板。为方便设计，混凝土板应按下列原则进行计算：

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（a）单向板肋梁楼盖（b）双向板肋梁楼盖（c）井式楼盖（d）密肋楼盖（e）无梁楼盖

图1-2 楼盖的结构形式

1．两对边支承的板和单边嵌固的悬臂板，应按单向板计算； 2．四边支承的板（或邻边支承或三边支承）应按下列规定计算：

（1）当长边与短边长度之比大于或等于3时，可按沿短边方向受力的单向板计算； （2）当长边与短边长度之比小于或等于2时，应按双向板计算；

（3）当长边与短边长度之比介于2和3之间时，宜按双向板计算；当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。

1.2 现浇单向板肋梁楼盖

单向板肋梁楼盖的设计步骤为：

1.结构平面布置，并对梁板进行分类编号，初步确定板厚和主、次梁的截面尺寸； 2.确定板和主、次梁的计算简图； 3.梁、板的内力计算及内力组合； 4.截面配筋计算及构造措施； 5.绘制施工图。

1.2.1结构平面布置

在肋梁楼盖中，结构布置包括柱网、承重墙、梁格和板的布置。单向板肋梁楼盖中，次梁的间距决定了板的跨度，主梁的间距决定了次梁的跨度，柱距则决定了主梁的跨度。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，合理确定梁的平面布置。根据工程实践，单向板、次梁和主梁的常用跨度为： 单向板：（1.7~2.5）m，荷载较大时取较小值，一般不宜超过3m； 次梁 ：（4~6）m； 主梁 ：（5~8）m。

1．单向板肋梁楼盖结构平面布置通常有以下三种方案：如图1-3所示 （1）主梁横向布置，次梁纵向布置

如图1-3（a）所示，其优点是主梁和柱可形成横向框架，房屋的横向刚度大，而各榀横向框架之间由纵向次梁相连，故房屋的纵向刚度亦大，整体性较好。此外，由于主梁与外纵墙垂直，在外纵墙上可开较大的窗口，对室内采光有利。 （2）主梁纵向布置，次梁横向布置

如图1-3（b）所示，这种布置适用于横向柱距比纵向柱距大的多的情况。它的优点是减小了主梁的截面高度，增大了室内净高。 （3）只布置次梁，不设主梁

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如图1-3（c）所示，它仅适用于有中间走道的楼盖。

（a）主梁沿横向布置 （b）主梁沿纵向布置 （c）有中间走道

图1-3 梁的布置

2．进行楼盖的结构平面布置时，应注意以下问题：

（1）受力合理：荷载传递要简捷，梁宜拉通；主梁跨间最好不要只布置1根次梁，以减小主梁跨间弯矩的不均匀；尽量避免把梁，特别是主梁搁置在门、窗过梁上；在楼、屋面上有机器设备、冷却塔、悬挂装置等荷载比较大的地方，宜设次梁；楼板上开有较大尺寸 (大于800mm)的洞口时，应在洞口周边设置加劲的小梁。

（2）满足建筑要求：不封闭的阳台、厨房和卫生间的楼板面标高宜低于其他部位30～50mm(目前，有室内地面装修的，也常做平)；当不做吊顶时，一个房间平面内不宜只放l根梁。

（3）方便施工：梁的截面种类不宜过多，梁的布置尽可能规则，梁截面尺寸应考虑设置模板的方便，特别是采用钢模板时。

1.2.2计算简图

结构构件的计算简图包括计算模型和计算荷载两个方面。 1．计算模型及简化假定 （1）计算模型

在现浇单向板肋梁楼盖中，板、次梁和主梁的计算模型一般为连续板或连续梁。其中，板一般可视为以次梁和边墙（或梁）为铰支承的多跨连续板；次梁一般可视为以主梁和边墙（或梁）为铰支承的多跨连续梁；对于支承在混凝土柱上的主梁，其计算模型应根据梁柱线刚度比而定。当主梁与柱的线刚度比大于等于3时，主梁可视为以柱和边墙（或梁）为铰支承的多跨连续梁，否则应按梁、柱刚接的框架模型（框架梁）计算主梁。 （2）简化假定

①支座可以自由转动，但没有竖向位移；

②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，按简支构件计算竖向反力；

③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，如图1-4所示；当连续梁、板跨数小于等于五跨时，应按实际跨数计算。

图1-4连续梁、板的计算简图

2．计算单元

结构内力分析时，为减少计算工作量，一般不是对整个结构进行分析，而是从实际结构中选取有代表性的—部分作为计算的对象，称为计算单元。

对于单向板，可取1m宽度的板带作为其计算单元，在此范围内，如图1-5（a）所示中用阴影线表示的楼面均布荷载便是该板带承受的荷载，这一负荷范围称为从属面积，即计算构件负荷的楼面面积。

楼盖中部主、次梁截面形状都是两侧带翼缘（板）的T形截面，楼盖周边处的主、次梁则是一侧带翼缘的。每侧翼缘板的计算宽度取与相邻梁中心距的一半。次梁承受板传来的均布线荷载，主梁承受次梁传来的集中荷载，由上述假定②可知，一根次梁的负荷范围以及次梁传给主梁的集中荷载范围如图1-5（a）所示。

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