4.2 楼盖的布置方案和设计
DESCRIPTION
4.2 楼盖的布置方案和设计. 本节内容. 4.2.1 楼盖布置原则和方案 4.2.2 压型钢板组合楼盖的设计 4.2.3 组合梁和组合板的构造要求. 楼盖结构的作用. 直接承受竖向荷载的作用,并将其传递给竖向构件; 起横隔作用。. 楼盖布置方案和设计的影响. 影响到整个结构的性能; 影响到施工进程; 影响到建筑的经济效益。. 楼盖结构的方案选择原则. 满足建筑设计要求 较小自重 便于施工 有足够的整体刚度. 一般性的原则. 多、高层建筑的楼盖结构组成. 楼板 梁系. 固定作用、传递水平剪力作用. 用于多、高层建筑的楼板. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
用于多、高层建筑的楼板 现浇钢筋混凝土
楼板 预制楼板压型钢板组合
楼板
卫生间开洞较多处
高度不大且无地震设防的建筑
(较少采用)
应与钢梁可靠连接,且在板上浇注刚性面层预制楼板通过其底面四角的预埋件与钢梁焊接 1 )焊脚高度不应小于 6mm 2 )焊缝长度不应小于 80mm板缝的灌缝构造宜一律按抗震设防要求进行。必要时可在板缝间的梁 上设抗剪件 ( 如抗剪栓等 )
多用于工业建筑
梁系布置时考虑的因素 钢梁的间距要与上覆楼板类型相协调,尽量取楼板
经济跨度以内;(压型钢板组合楼板取 2 ~ 3m ) 主梁应与竖向抗侧力构件直接相连;(充分发挥整
体空间作用) 竖向构件纵横两个方向均应有主梁与之相连,以保
证两个方向的长细比不致相差悬殊; 梁系布置应能使尽量多的楼面重力荷载份额传递到
竖向构件; (如,设置斜向主梁) 为减小楼盖结构的高度,主次梁通常不采取叠接方
式。
Ast —— 栓钉钉杆截面面积 Ec —— 混凝土弹性模量 fc —— 混凝土轴心抗压强度设计值 f —— 栓钉钢材的抗拉强度设计值 —— 栓钉材料抗拉强度最小值与屈服强度之比 当栓钉材料性能等级为 4.6 时, 取 f =215N / mm2 。
栓钉连接件的受剪承载力设计值c cv st c c v st0.43 0.7N A E f N A f ≤且
1.67
--------------- (4-4)
栓钉受剪承载力设计值的折减 位于梁负弯矩区的栓钉,周围混凝土对其约束的
程度不如受压区,按式 (4-4) 算得的栓钉受剪承载力设计值应予折减:
(a) 位于连续梁中间支座上负弯矩段时: 取折减系数 0.9 (b) 位于悬臂梁负弯矩段时: 取折减系数 0.8
压型钢板和与混凝土之间水平剪力的传递形式
依靠压型钢板的纵向波槽传递
依靠压型钢板上的压痕、小洞或冲成的不闭合的孔眼传递
依靠压型钢板上焊接的横向钢筋传递
依靠设置于端部的锚固件传递 (任何情形下都应当设置端部锚固件 )
组合楼板设计时的基本原则 组合楼板的设计考虑两个受力阶段: 1) 施工阶段 :对作为浇注混凝土底模的压型钢板进
行强度和变形验算 . 2) 使用阶段 :对于非组合板,压型钢板仅作为模板
使用;验算组合板在永久荷载和使用段的可变荷载作用下的强度和变形 .
压型钢板的跨中变形时: 挠度 w0 大于 20mm 时,确定混凝土自重应考虑挠曲效
应,在全跨增加混凝土厚度 0.7 w0 ,或增设临时支撑 .
组合楼板施工阶段的设计 永久荷载 : 压型钢板、钢筋和混凝土的自重 . 可变荷载 : 施工荷载和附加荷载 . 附加荷载 : 当有过量冲击、混凝土堆放、管线和泵 的荷载时考虑 . 验算 : 采用弹性方法 . 力学模型:图 4-16. 压型钢板的截面力学特性 : 参见第 1章 . 如果承载能力和变形能力不满足要求,可加在板下设
置临时支护 ,以减小板跨加以验算 .
组合楼板使用阶段的设计非组合板 :按常规钢筋混凝土楼板设计 ,应在压型钢
板波槽内设置钢筋,并进行相应计算 . 组合板 :
永久荷载 + 使用阶段可变荷载
变形验算
承载力验算
单向弯曲简支板
双向弯曲板或单向弯曲板
正截面抗弯承载力、抗冲剪承载力、斜截面抗剪承载力内容
组合板的力学模型(一)承载力验算的力学模型
板厚不超过 100mm 时 1)正弯矩计算的力学模型 :单向弯曲简支板: 2) 负弯矩计算的力学模型 :单向弯曲固支板 .板厚超过 100mm 时 1 ) 0.5<λe<2.0 时: 双向弯曲板; 2 ) λe ≤ 0.5 或 λe ≥ 2.0 时: 单向弯曲板 .
参数 λe = μlx / ly,
μ =(Ix / Iy)1/4 (异向性系数)
Ix 、 Iy :组合板顺肋方向和垂直肋方向的截面惯性矩,计算 Iy 时只考虑压型钢板顶面以上的混凝土计算厚度 hc.
组合板正截面抗弯承载力验算( 1 )
P cm cA f f h b≤ 时,
cm PM f xby≤ 0. 8
P cm/x A f f b
P 0 / 2y h x
x :组合板受压区高度 x > 0. 55h0 时,取 x = 0.55h0
h0 :组合板有效高度yp:压型钢板截面应力合力至混凝土 受压区截面应力合力的距离b :压型钢板的波距AP:压型钢板波距内的截面面积hc :压型钢板顶面以上混凝土厚度f :压型钢板钢材的抗拉强度设计值
验算公式
0.8 :考虑到起受拉钢筋作用的压型钢板没有混凝土保护层,以及中 和轴附近材料强度发挥不充分等因素 。
组合板正截面抗弯承载力验算( 2 )
B----- 压型钢板的波距hc----- 压型钢板顶面以上混凝土厚度AP2 ---塑性中和轴以上的压型钢板波距内截面面积yP1 ,yP2 压型钢板受拉区截面应力合力分别至受压区混凝 土板截面和压型钢板截面应力合力的距离
cm c P1 P2 P2 )M f h by A fy≤ 0. 8(验算公式 P cm cA f f h b 时,
P2 cm c / )PA A f h b f0. 5= (
有效工作宽度 bef 的最大值 1. 抗弯计算时 简支板 : bef = bf1+2 lP ( 1 - lP/l )
连续板 : bef = bf1 + [ 4 lP ( 1 - lP/l ) ] /3
2. 抗剪计算时 bef = bf1+lP ( 1 - lP/l ) , bf1 = bf+2( hc + hd )
l :组合板跨度lP :荷载作用点到组合板较近支座的距离bf1 :集中荷载在组合板中的分布宽度bf :荷载宽度hc :压型钢板顶面以上的混凝土计算厚度
hd :地板饰面层厚度
组合梁的设计
对于中间梁, bc1 = bc2 .
bc1尚不应超过混凝土翼板实际外伸长度 s1;
bc2 不应超过净距 s0 的 1
/2;
混凝土翼板计算厚度: 普通钢筋混凝土翼板: 取原厚度 ho
带压型钢板的混凝土翼板:
取 hc
混凝土翼板有效宽度 bce :
bce=bo+bc1+bc2
bo :钢梁上翼缘宽度
bc1, bc2 :各取梁跨度 l的 1/6 和翼缘板
厚度 hc 的 6 倍中的较小值
换算宽度的折算受压混凝土翼板的有效宽度 bce
与钢材等效的换算宽度 beq
弹性分析时
bce
beq
换算公式:荷载标准组合:beq=bce/αE
荷载准永久组合:beq=bce/ ( 2αE )αE :钢材弹性模量与混凝 土弹性模量的比值
组合梁的正截面受弯承载力验算
满足以下条件 在混凝土翼板的有效宽度内,纵向钢筋和钢梁受拉及
受压应力均达到强度设计值; 塑性中和轴受拉侧的混凝土强度设计值可忽略不计; 塑性中和轴受压侧的混凝土截面均匀受压,并达到弯曲抗压强度设计值。
验算公式(一)正弯矩作用
cm c ceAf f h b≤ 时,
ce cmM b xf y≤
ce c cm c 1M b h f y A fy≤
cm c ceAf f h b 时,
A :钢梁截面面积 Ac:钢梁受压区截 面面积
负弯矩作用
P s 3 4( / 2)syM M A f y y ≤
验算公式(二)
纵向钢筋截面形心线
4 s sy w= /(2 )y A f t f
As: 翼板有效宽度范围内钢筋截面面积Mp: 钢梁截面的全塑性弯曲承载力
P P=M W f
组合梁栓钉连接件验算 正弯矩区剪跨段
V = A f (塑性中和轴位于混凝土翼板内 )
V = bce hc fcm (塑性中和轴位于钢梁截面内 ) 负弯矩区剪跨段 V = As fsy
CV/n V N每个剪跨区内所应配置的栓钉连接件总数
V :剪跨区内混凝土与钢梁叠合面上的纵向剪力
n 个栓钉连接件均匀分布于其剪跨区段内