双向板肋梁楼盖截面设计与构造优化

1.双向板的截面设计与构造

1）双向板设计要点

（1）内力计算：双向板的内力计算可以采用弹性理论与塑性理论的方法。

（2）板的计算宽度：通常取1 000mm，板的厚度按表3.2取值。

（3）截面有效高度h0：双向板中短跨方向弯矩较长跨方向弯矩大，因此短跨方向钢筋应放在长跨方向钢筋之下，以充分利用截面的有效高度。为此确定双向板截面有效高度h0时可取：

（4）板的配筋计算：板的配筋通常按单筋受弯构件计算。为了简化，通常按下面近似公式计算配筋：

式中，γ为内力臂系数，一般可取γ＝0.9～0.95。

（5）双向板同样不需进行抗剪验算。

2）双向板配筋构造

（1）板中受力钢筋

①一般要求

双向板中受力钢筋的级别、直径、间距及锚固、搭接等各方面要求同单向板。

②配筋方式

双向板配筋方式同单向板一样，有分离式和弯起式两种。如图3.57所示。

图3.57　多跨连续双向板配筋方式

③钢筋布置

由双向板的试验分析可知：双向板中各板带的变形和受力是不均匀的，跨中板带变形大，受力也大；而靠近支座边缘的板带变形小，受力也小。这说明跨中弯矩值不仅沿板跨方向变化，也沿着板宽方向向两边逐渐减小；支座负弯矩沿支座方向也是变化的，两边小、中间大。

板的配筋计算中，板底钢筋数量和支座钢筋数量都是按最大弯矩求得的，故边缘板带配筋可以适当减小。实际工程中，支座负筋通常未考虑这种变化。按弹性理论确定最大内力，求出配筋后，沿支座均匀布置。而对板底钢筋，可按图3.58配置。

在lx和ly方向将板分为两个边缘板带和一个中间板带，边缘板带宽度均为lx/4。中间板带按最大跨中正弯矩求得的钢筋数量均匀布置于板底；边缘板带单位宽度内的配筋取中间板带配筋之半，且每米宽度内不少于3根。

图3.58　双向板钢筋分板带布置示意图

④钢筋弯起

在四边固定的单块双向板及连续双向板中，板底钢筋可在距支座边lx/4处弯起钢筋总量的1/2～1/3，作为支座负筋，不足时，另加板顶负钢筋。

在四边简支的双向板中，由于计算中未考虑支座的部分嵌固作用，板底钢筋可在距支座边lx/4处弯起1/3作为构造负筋。

（2）板中构造钢筋

双向板除计算受力配筋外，考虑施工需要及设计中未考虑的因素需设置构造配筋，其直径、间距、位置参见单向板。

2.双向板肋梁楼盖中支承梁的设计要点与配筋构造

1）梁的设计要点

（1）支承梁的截面形式

同单向板肋梁楼盖。对现浇楼盖，梁跨中按T形截面，梁支座处按矩形截面。

（2）支承梁截面有效高度h0

考虑受力主筋重叠，同单向板肋梁楼盖中梁一样取值。

（3）支承梁上荷载分布

精确地确定双向板传给支承梁的荷载较为复杂，通常双向板传给支承梁的反力可采用下述近似方法求得（图3.59）。不论双向板采用弹性理论还是塑性理论计算，都可从每一区格的四角作45°线与平行于长边的中线相交，把整块板分成四小块，每个板块的恒载和活载传至相邻的支承梁上（图3.60）。因此，作用在双向板支承梁上的荷载不是均匀分布的，故短边支承梁上承受三角形荷载，长边支承梁上承受梯形荷载，支承梁自重仍为均布荷载。(www.xing528.com)

图3.59　双向板支承梁的荷载分配

图3.60　换算的等效均布荷载

（4）内力计算

支承梁的内力可按弹性理论或塑性理论计算。按弹性理论计算时可先将梁上的梯形或三角形荷载，根据支座转角相等的条件换算为等效均布荷载（图3.60）。等效均布荷载求得后，即可由附表3.2求出各支座弯矩（考虑活载不利布置），然后利用所求得的支座弯矩，按单跨梁承受三角形或梯形荷载由平衡条件求得跨中弯矩。图3.60中：

三角形荷载：

梯形荷载：

式中，α=a/l。

（5）配筋计算

内力求出后，梁的截面配筋与单向板肋形楼盖中的次梁、主梁相同。

2）梁的配筋构造

双向板肋梁楼盖中梁的配筋构造同单向板中梁的配筋构造，这里不再赘述。

【例3.5】　已知某厂房双向板肋梁楼盖的结构布置如图3.61所示，板厚选用100mm，楼面永久荷载标准值q＝3.16kN/m2，楼面活荷载标准值q＝5.0kN/m2。求双向板的内力。

图3.61　双向板肋梁楼盖的结构布置

【解】（1）荷载设计值计算。

恒载设计值　g＝3.16×1.2＝3.8（kN/m2）

活荷载设计值　q＝5×1.3＝6.5（kN/m2）

合　计　p＝g+q＝10.3（kN/m2）

（2）按弹性理论计算。

在求各区格板跨内正弯矩时，按恒载满布及活荷载棋盘式布置计算，取荷载：

g′＝g+q/2＝3.8+6.5/2＝7.05（kN/m2）

q′＝±q/2＝±6.5/2＝±3.25（kN/m2）

在g′ 作用下，各内支座均可视作固定，某些区格板跨内最大正弯矩不在板的中心点处；在 q′ 作用下，各区格板四边均可视作简支，跨内最大正弯矩则在板的中心点处。计算时，可近似取二者之和作为跨内最大正弯矩值。

在求各中间支座最大负弯矩时，按恒载及活荷载均满布各区格板计算，取荷载

p＝g+q＝10.3（kN/m2）

按附表3.2进行内力计算，计算简图及计算结果见表3.19。

表3.19　弯矩计算　单位：kN·m/m

由该表可见，板间支座弯矩是不平衡的，实际应用时可近似取相邻两区格板支座弯矩的平均值，即：

各跨中、支座弯矩既已求得（考虑A区格板四周与梁整体连接，乘以折减系数0.8），即可近似按

算出相应的钢筋截面面积，取跨中及支座截面h0x＝80mm，h0y＝70mm，具体计算不赘述。