第二节 单向板肋梁楼盖设计

2.2.1 单向板肋梁楼盖结构布置
1、主梁与次梁
        单向板肋梁楼盖由板、次梁、主梁以及竖向承重的柱或墙等构成。在楼板的两个方向都布置梁，其中一个方向的梁支承在柱上，将楼盖的荷载最终传给柱子，这类梁称为主梁；房屋楼板平面的另一个方向的梁与主梁相交，将楼盖上的荷载传给主梁，这类梁称为次梁。
2、结构布置
        结构布置包括柱网、承重墙、梁和板的布置，应综合考虑建筑功能、造价及施工条件等，合理确定结构的平面布置。根据工程实践经验，常用跨度为：
        单向板：（1.7~2.5）m
        次 梁：（4~6）m
        主 梁：（5~8）m
        结构平面布置通常有下面三种布置方式：

2.2.2 单向板肋梁楼盖按弹性理论方法计算结构内力
1、计算简图
        （1）板


2、板和次梁的折算荷载
        为了考虑次梁或主梁的抗扭刚度对内力的影响，采用增大恒载，减小活载的办法，即：
        
3、活载不利布置
        连续梁的实际跨数 ≥ 5跨时：按5跨计算
        实际跨数 < 5 跨时：按实际跨数考虑
        活荷载不利布置规律：
        
4、内力计算
        连续梁在各种荷载作用下，可按一般结构力学方法计算内力。
        对于等跨连续梁（或连续梁各跨跨度相差不超过10%），可由附表1查出相应的内力系数，利用下列公式计算跨内或支座截面的最大内力。
        
5、内力包络图
        由内力叠合图形的外包线构成，它反映出各截面可能产生的最大内力值，是设计时选择截面和布置钢筋的依据。

6、控制截面及其内力
        控制截面：对受力钢筋计算其控制作用的截面
        梁跨以内：包络图中正弯矩最大值（配正弯矩钢筋），负弯矩绝对值最大值（配负弯矩钢筋）
        支座：支座边缘处负弯矩最大值
        支座边缘处的内力值稍小于支座中心线处的，应进行修正
       
7、单向板肋梁楼盖按弹性理论设计步骤
        (1) 平面布置
        (2) 计算简图
        (3) 内力计算，内力组合（内力包络图）
        (4) 截面设计
        (5)施工图
2.2.3 受弯构件塑性铰和结构内力重分布
        按弹性理论计算内力存在的问题
        (1) 内力计算与截面设计不协调
        (2) 浪费材料
        (3) 支座钢筋过密，施工质量不易保证
1、受弯构件塑性铰
        (1) 塑性铰的形成
        在钢筋屈服截面，从钢筋屈服到达到极限承载力，截面在外弯矩增加很小的情况下产生很大转动，表现得犹如一个能够转动的铰，称为"塑性铰"。

        (2) 塑性转角及塑性铰的转动能力（plastic rotation capacity）
        
        (3) 塑性铰的特点
        ① 塑性铰实际上具有一定长度，分析时可认为是一个截面；
        ② 塑性铰能承受定值弯矩，即截面的屈服弯矩；
        ③ 对于单筋受弯构件，塑性铰只能单向转动；
        ④ 塑性铰的转动能力有限。
2、超静定结构的塑性内力重分布
        (1) 塑性内力重分布的过程 （以矩形等截面两跨连续梁为例）

        (2) 产生塑性铰的条件：
        
        整个受力阶段可分为以下两个过程：
        第一过程：裂缝出现～塑性铰形成以前，原因为裂缝的形成和开展。
        第二过程：塑性铰形成以后，原因为塑性铰的转动。
        塑性内力重分布的幅度
        指截面弹性弯矩与该截面塑性铰所能负担弯矩的差值，通常以相对值表达：

        (3) 塑性内力重分布的设计考虑
        ① "充分的内力重分布"
        ② "不充分的内力重分布"
        ③ 一个截面的屈服并不意味着结构破坏
        ④ 塑性铰截面不必考虑满足变形连续条件，必须满足平衡条件
        ⑤ 一般调整幅度不应超过25%
2.2.4 单向板肋梁楼盖按塑性理论方法计算结构内力
        我国行业标准《钢筋混凝土连续梁和框架考虑内力重分布设计规程》（CECS51：93）主要推荐用弯矩调幅法计算钢筋混凝土连续梁、板和框架的内力
1、弯矩调幅法
        对结构的弹性弯矩值和剪力值进行适当的调整，用以考虑结构因非弹性变形所引起的内力重分布
        截面弯矩调整的幅度：
        
        (6) 必须满足正常使用阶段变形及裂缝宽度的要求，在使用阶段不应出现塑性铰。
2、等跨连续梁、板控制截面内力的实用计算方法
        

        
        

        
3、按塑性理论计算内力中的几个问题说明
        （1）梁、板计算跨度为两支座中心线之间的距离，按教材表2-3中规定取值；
        （2）荷载及内力计算时，次梁对板、主梁对次梁的转动约束作用，以及活荷载的不利布置等因素，在按弯矩调幅法分析结构时均已考虑；
        （3）塑性理论方法不适用于下列情况:
        1）直接承受动力荷载作用的结构
        2）轻质混凝土结构及其他特种混凝土结构
        3）受侵蚀性气体或液体严重作用的结构
        4）预应力混凝土结构和二次受力的叠合结构
2.2.5 单向板肋梁楼盖配筋计算及构造要求
1、板的配筋计算及构造要求
        （1）配筋计算
        考虑板的拱作用效应，四周与梁整体连接的板区格，计算所得的弯矩值，可根据下列情况予以减少：
        1）中间跨的跨中及中间支座截面：减少20%
        
        3）角区格不应减少
        上述规定适用于：单向板肋梁楼盖、双向板肋梁楼盖中的板，按弹性理论、按塑性理论计算所得的弯矩。
        板可以按不配置箍筋的一般板类受弯构件进行斜截面受剪承载力
        （2）配筋构造
        1）受力钢筋
        钢筋直径：受力钢筋一般采用I级钢筋，常用直径为6、8、10、12等。为便于施工架立，板面配筋宜采用较大直径的钢筋，支座承受负弯矩的上部钢筋直径不宜小于8mm。
        钢筋间距：受力钢筋间距不小于70mm；当板厚h≤150mm，间距不应大于200mm；当板厚h＞150mm时，间距不应大于1.5h，且不应大于250mm。
        
        钢筋的构造措施：钢筋末端一般做成半圆弯钩（1级钢筋），但板的上部钢筋应做成直钩以便撑在模板上，这样在施工时有利于保持板的有效高度。下部伸人支座的钢筋至少要保留1/3跨内受力钢筋的截面面积，间距不得大于400mm。
        配筋方式：连续板中的受力钢筋可采用弯起式或分离式配筋。
        
        2）构造钢筋
        包括分布钢筋、嵌入承重墙内的板面构造钢筋、垂直于梁肋的板面构造钢筋、板的温度收缩钢筋。
2、次梁的配筋计算及构造要求
        （1）正截面受弯承载力计算
        （2）斜截面受剪承载力计算
        （3）受力钢筋的弯起和截断
        
3、主梁的配筋计算及构造要求
        （1）正截面受弯承载力计算
        （2）斜截面受剪承载力计算
        （3）受力钢筋的弯起和截断
        （4）附加横向钢筋
        附加箍筋（优先采用）或附加吊筋