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第9章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构（第2页）

　　梁格尺寸确定要综合考虑材料用量与施工难易之间的平衡。如果梁布置得比较稀，施工时可省模板和省工，但板的跨度加大，板厚也随之增加，这就要多用混凝土，结构自重也相应增大。如果梁布置得比较密，可使板的跨度减小，板厚减薄，结构自重减轻，但施工时要费模板和费工。

　　在一般肋形结构中，板的跨度以1。7～2。5m为宜，一般不宜超过3。0m；板的常用厚度为60～120mm。按刚度要求，板厚不宜小于其跨长的140（连续板）、135（简支板）和112（悬臂板）。水电站厂房发电机层的楼板，由于荷载大及安装设备时可能有撞击作用，板的厚度常采用120～200mm；装配间楼板因需要搁置大型设备，板厚有时要用到250mm以上。

　　板的跨度确定后，便可安排次梁及主梁的位置。根据经验，次梁的跨度一般以4～6m为宜，主梁的跨度一般以5～8m为宜。梁的截面尺寸种类不宜过多，梁高与跨长的比值，次梁为118～112，主梁为115～110，梁截面宽度为高度的12～13。结构布置应使结构受力合理，在图9-7所示三种次梁布置方式中，从主梁受力情况来说，图9-7（a）、图9-7（c）的布置方式比图9-7（b）的布置方式要好，因为前者所引起的主梁跨中弯矩较小。当建筑物的宽度不大时，也可只在一个方向布置梁，图9-5（c）和图9-6中的副厂房楼面就是只在一个方向布置梁。

　　图9-7次梁布置方式

　　建筑物的平面尺寸很大时，为避免由于温度变化及混凝土干缩而引起裂缝，应设置永久的伸缩缝将建筑物分成几个部分。伸缩缝的间距宜根据气候条件、结构型式和地基特性等情况确定。伸缩缝的最大间距可参照现行水工混凝土结构设计规范。

　　结构的建筑高度不同，或上部结构各部分传到地基上的压力相差过大，以及地基情况变化显著时，应设置沉陷缝，以避免地基的不均匀沉陷。图9-6所示的主厂房机组段与装配间之间，由于基础开挖深度不同，所承受的荷载也不同，故必须设置沉陷缝。沉陷缝应从基础直至屋顶全部分开，而伸缩缝则只需将梁、柱分开，基础可不分开。沉陷缝可同时起伸缩缝的作用。

　　肋形结构也可以采用装配式，即在现浇的主梁（次梁）上搁置预制的空心楼板或大型屋面板形成肋形结构。装配式结构虽然可以节省模板，加快施工进度，但由于预制板与梁之间的连接十分单薄，结构的整体性不强，不利于抗震。万一发生地震，预制板容易坍落，目前已较少采用。若需采用预制板，也宜设计成装配整体结构，即利用预制板作为模板，在预制板上再整浇一层配筋的后浇混凝土，形成叠合式结构构件。

　　9。1。2计算简图

　　整体式单向板肋形结构，是由板、次梁和主梁整体浇筑而成。设计时可把它分解为板、次梁及主梁分别进行计算。内力计算时，应先画出计算简图，表示出梁（板）的跨数，支座的性质，荷载的形式、大小及作用位置，各跨的计算跨度等。

　　9。1。2。1支座的简化

　　图9-8所示为单向板肋形楼盖，其周边搁置在砖墙上，可假定为铰支座。板的中间支承为次梁，次梁的中间支承为主梁，计算时一般也可假定为铰支座。这样，板可以看作是以边墙和次梁为铰支座的多跨连续板［图9-8（b）］；次梁可以看作是以边墙和主梁为铰支座的多跨连续梁［图9-8（c）］。主梁的中间支承是柱，当主梁与柱的线刚度之比大于5时，柱对主梁的约束作用较小，可把主梁看作是以边墙和柱为铰支座的连续梁［图9-8（d）］；当主梁与柱的线刚度之比小于5时，柱对主梁的约束作用较大，则应把主梁和柱的连接视为刚性连接，按刚架结构设计主梁。

　　图9-8单向板肋形楼盖与计算简图

　　将板与次梁的中间支座简化为铰支座，可以自由转动，实际上是忽略了次梁对板、主梁对次梁的转动约束能力。在现浇混凝土楼盖中，梁和板是整浇在一起的，当板在隔跨活载作用下产生弯曲变形时，将带动作为支座的次梁产生扭转，而次梁的抗扭刚度将约束板的弯曲转动，使板在支承处的实际转角θ′比铰支承时的转角θ小，如图9-9所示。其效果是相当于降低了板的弯矩值，也就是说，如果假定板的中间支座为铰支座，就把板的弯矩值算大了。类似情况也会发生在次梁与主梁之间。

　　精确计算这种次梁（或主梁）的抗扭刚度对连续板（或次梁）内力的有利影响颇为复杂，实际上都是采用调整荷载的办法来加以考虑。

　　作用于肋形结构上的荷载一般有永久荷载和可变荷载两种。永久荷载，如构件自重、面层重及固定设备重等，其设计值常用符号g（均布）和g（集中）表示。可变荷载，如人群荷载和可移动的设备荷载等，其设计值常用符号q（均布）和q（集中）表示。

　　永久荷载是一直作用的，也称为恒载；可变荷载则有时作用，有时可能并不存在，也称为活载，设计时应考虑其最不利的布置方式。

　　所谓调整荷载，就是加大恒载减小活载，以调整后的折算荷载代替实际作用的荷载进行荷载最不利组合和内力计算。折算荷载可按下列规定取值：

　　图9-9支座抗扭刚度的影响

　　（1）板的折算荷载

　　（2）次梁的折算荷载

　　式中g′、q′——折算永久荷载及折算可变荷载；

　　g、q——实际的永久荷载及可变荷载。

　　（3）对于主梁可不作调整，即g′=g，q′=q。

　　当板或次梁不与支座整体连接（如梁、板搁置在墩墙上）时，则不存在上述约束作用，即假定中间支座为铰支座是符合实际受力情况的，因而可不作荷载调整。

　　9。1。2。2荷载计算

　　永久荷载主要是结构的自重，结构自重的标准值可由结构体积乘以材料重度得出。材料的重度及可变荷载的标准值可从相关荷载规范中查到。

　　作用在板和梁上的荷载分配范围如图9-8（a）所示。板通常是取单位宽度的板带来计算，这样沿板跨方向单位长度上的荷载即均布荷载g或q［图9-8（b）］；次梁承受由板传来的均布荷载gl1或ql1及次梁自重［图9-8（c）］；主梁则承受由次梁传来的集中荷载g=gl1l2或q=ql1l2、次梁自重及主梁自重，主梁自重比次梁传来的荷载要小得多，因此可折算成集中荷载后与g、q一并计算［图9-8（d）］。

　　9。1。2。3计算跨度

　　梁（板）在支承处有的与其支座整体连接［图9-10（a）］，有的搁置在墩墙上［图9-10（b）］，在计算时都可作为铰支座［图9-10（c）］。但实际上支座具有一定的宽度b，有时支承宽度还比较大，这就提出了计算跨度的问题。

　　图9-10计算跨度

　　（a）弹性嵌固支座；（b）自由支座；（c）计算简图