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第三部分建筑结构基础167第十九章建筑结构设计基本原理 第一节建筑结构的概念和分类 一、建筑结构的概念及其组成构件建筑结构是由梁、板、墙、柱、基础等基本构件通过一定的连接方式所组成的能够承受 并传递荷载和其他间接作用(如温度变化引起的收缩、地基不均匀沉降等)的体系(如图 19-l-l)o建筑结构都是应用石、砖、混凝土、钢材、木材乃至合金材料、化学合成材料等在土层 或岩层上建造的建筑物的骨架。优秀的建筑结构应具有以下特点：(1)在应用上要满足空间和功能的需求；(2)在安全上要符合承载和耐久的需要；(3)在技术上要体现科技和工程的新发展；(4)在造型上要与建筑艺术融为一体；(5)在建造上要合理用材并与施工实际相结合。梁一一承受垂直于其纵轴方向荷载 的线形构件，它的截面尺寸小 于其跨度，承受弯矩、剪力，还有可能受有扭矩。柱一一承受平行于其纵轴方向荷载 的线形构件，它的截面尺寸 小于其高度，一般以受压和 受弯为主，也称压弯构件。(a)钢筋混凝土框架结构板一一是覆盖一个具有较大平面尺寸,I 但却具有相对较小厚度的平面形结构构件。它通常水平设置,受力以弯矩、剪力、扭矩为主。基础一一地面以下部分的结构构件，将上部 结构(即地面以上结构)所承受的荷载 传给地基。框架一一由横梁和立柱联合组成能同时承受 竖向荷载和水平荷载的结构构件。(b)砌体结构墙一一主要是承受平行于墙面方向荷载 的竖向构件。它在重力和竖向荷 载作用下主要承受压力，有时也 承受弯矩和剪力.图19-1-1建筑结构示意图168二、建筑结构的三个基本分体系建筑结构是由许多结构构件组成的一个系统，其中主要的受力系统称为结构总体系。结 构总体系是由基本水平分体系（楼（屋）盖体系）、基本竖向分体系以及基础体系三部分组成（如图 19-l-2）o结构总体系基本水平分体系基本竖向分体系基础体系一般由板、梁、桁（网）架组 成，如板深体系和桁（网）架 体系。基本水平分体系也称楼（屋）盖体系一般由柱、墙、筒体 组成，如框架体系、墙体系和井筒体系等一般由独立基础、条形基础、交叉基础、片筏基础、箱形 基础（一般为浅埋）以及桩、沉井（一般为深埋）组成作用（1）在竖向、承受楼面或 屋面的竖向荷载，并把它 传给竖向分体系；（2）在水平方向，起隔板 和支承竖向相件的作用，并保持竖向将件的稳定。作用（1）在竖向，承受由 水平体系传来的全部荷 载，并把它传给基础体 系；（2）在水平方向，抵 抗水平作用力如风荷载、水平地震作用等，也把 它们传给基础体系。/作用、（1）把上述两类分体系 传来的重力荷载全部传给 地基；（2）承受地面以上的上 部结构传来的水平作用 力，并在把它们传给地 基；（3）限制整个结构的沉 降，避免不允许的不均匀 沉降和结构的滑移图 19-1-2三、建筑结构的分类建筑结构的分类方法有多种，一般可按照结构所用材料、承重结构类型、使用功能、外 形特点、施工方法等进行分类。按所用材料的不同，建筑结构可分为混凝土结构、砌体结构、钢结构和木结构等。1混凝土结构混凝土结构包括素混凝土结构、钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构。其中钢筋混凝土结构应用最为广泛，其主要优点是强度高、整体性好、耐久性与耐火性 好、易于就地取材、具有良好的可模性等；主要缺点是自重大、抗裂性差、施工环节多、工 期长等，如图19-1-1（a）o2砌体结构砌体结构是由块材和砂浆砌筑而成的墙、柱作为建筑物主要受力构件的结构他包括砖砌 体结构、石砌体结构和砌块砌体结构，广泛应用于多层民用建筑，如图19-1-1（b）o砌体结构的主要优点是易于就地取材工耐久性与耐火性好、施工简单、造价低；主要缺 点是强度（尤其是抗拉强度）低、整体性较差、结构自重大、工人劳动强度高等。3钢结构钢结构是由钢板、型钢等钢材通过有效的连接方式制作的结构，广泛应用于高层建筑结 构及工业建筑之中。随着我国经济建设的迅速发展，钢结构得到了越来越广泛的应用。钢结构与其他结构形式相比，主要优点是结构自重轻、材质均匀、强度高、可靠性好、施工简单、工期短、具有良好的抗震性能；主要缺点是易腐蚀、耐火性差、工程造价和维修 费用较高。4木结构木结构是指全部或大部分用木材制作的结构。由于环保要求，以及易燃、易腐、结构变 形大等因素，目前已较少采用。169第二节建筑结构荷载一、结构荷载和作用使结构或构件产生内力、变形、裂缝等效应的原因称为“作用”（如图19-2-1）,分直 接作用和间接作用两类。直接作用-荷载结构上的作用-间接作用引起结构外加变形和约束变形的原因，及工筑给 力具施建加。布家和.，突等 分上载载；或面荷荷载力 力，雪风荷炸 中屋；的动爆 集载上振如 的楼荷面的1 上、用墙生载 构重使外产荷 结自等在动击 于件备加转冲 加构设施器的 施构、；机物 接结群载中筑 直如人荷物建如（1）混凝土收缩、温度变化：（2）基础的差异沉降；（3）地震对建筑物的作用（地震作用）：（4）因钢材焊接引起的热效应作用等。_ 使结构产生内力（如弯矩、剪力、统称为 作用效应戒而推效应 轴向力、扭矩等）、变形、裂缝等 作用双应或荷载效应图 19-2-1二、荷载的分类建筑结构荷载规范（GB 500092001）（以下简称荷载规范）将结构上的荷载按作 用时间的长短和性质分为下列三类：1永久荷载永久荷载是指在结构使用期间，其值不随时间变化或其变化与平均值相比可以忽略不 计，或其变化是单调的并能趋于限值的荷载，如结构自重、土压力、预应力等。永久荷载也 称为恒荷载。2 可变荷载可变荷载是指结构使用期间，其值随时间变化且其变化与平均值相比不可以忽略不计的 荷载，如楼面活荷载、屋面活荷载和积灰荷载、风荷载、雪荷载、吊车荷载等。可变荷载也 称为活荷载。3偶然荷载偶然荷载是指在结构使用期间不一定出现，一旦出现,其值很大且持续时间很短的荷载,如爆炸力、撞击力等。170达用荷当变 在作静，的，和在慢构 载小。缓结 荷大化应时 载的其变反值 荷构，的构大 静结前然结最。于以突，到值 加值有下达峰 施峰没用载到 慢其置作荷达 缓到位载静形存的规载 贮生筑荷、产建活 具重。的 一家自载用_-恒荷载直向下地作用于结构的静态荷,包括结构的自重，建筑物的 件和固定物的自重，以及永久 地安装在结构上的设备的自重(a)图 19-2-2荷地屋 活场及 的、以 生置况。产位情化 载重理的变 荷自地风而 雪的随、状 雪载度形 积荷程何 顶雪露几 屋。暴的 由载的顶171(C)图 19-2-2三、荷载代表值建筑结构设计时，根据不同极限状态的设计要求所采用的荷载量值称为荷载代表值。对永久荷载应采用标准值作为代表值;对可变荷载应根据设计要求采用标准值、组合值、频遇值或准永久值作为代表值；对偶然荷载应按建筑结构使用的特点确定其代表值。1荷载标准值荷载标准值是荷载的基本代表值，是指结构在设计基准期内，在正常情况下可能出现的 最大荷载值。统一由设计基准期内最大荷载概率分布的某一分位值来确定。有永久荷载标准 值（Gk或g k）和可变荷载标准值（Qk或qk）o其他代表值可由标准值乘以相应系数后得出。荷载标准值参见表19-2-1、表19-2-2、表19-2-3。表19-2-1部分常用材料7和构件的自重序号名称单位自重备注1素混凝土kN/m322 24振捣或不振捣2钢筋混凝土kN/m324-253水泥砂浆kN/m3204石灰砂浆kN/m317172续表19-2-1表19-2-2屋面均布活荷载序号名称单位自重备注5混合砂浆kN/m317振捣或不振捣6浆砌普通砖kN/m3187浆砌机砖kN/m3198水磨石地面kN/m20.659贴瓷砖墙面kN/m20.510mm面层，20mm水泥砂浆打底10木框玻璃窗kN/m20.2-0.3包括水泥砂浆打底，共厚25mm注：1 不上人的屋面，当施工或维修荷载较大时，应按实际情况采用；对不同结构应按有关设计规范的项次类别标准值(kN/m2)组合值系数wc频遇值系数wf准永久值系数Wq1不上人的屋面0.50.70.502上人的屋面2.00.70.50.43屋顶花园3.00.70.60.5规定，将标准值作0.2kN/m2的增减。2上人的屋面，当兼作其他用途时，应按相应楼面活荷载采用。3 对于因屋面排水不畅、堵塞等引起的积水荷载，应采取构造措施加以防止；必要时，应按积水的 可能深度确定屋面活荷载。4屋顶花园活荷载不包括花圃土石等材料自重。2可变荷载组合值当结构上同时作用有两种或两种以上的可变荷载时，由于各种可变荷载同时达到其最大 值的可能性极小，因此除其中产生最大效应的荷载(主导荷载)仍以其标准值为代表值外，其 他伴随荷载的代表值应取其标准值乘以荷载组合值系数，称为可变荷载组合值，即Qc=Wc Qk(19-2-1)式中：Qc可变荷载组合值；Wc可变荷载组合值系数，取值见表19-2-2、表19-2-3；Qk可变荷载标准值。3可变荷载频遇值对可变荷载，在设计基准期内，其超越的总时间为规定的较小比率或超越频率为规定频 率的荷载值。其值等于可变荷载标准值乘以可变荷载频遇值系数：QUwfQk(19-2-2)式中：Qf可变荷载频遇值；W f荷载频遇值系数，取值见表19-2-2和表19-2-3。173表19-2-3民用建筑楼面均布活荷载标准值及其组合值、频遇值和准永久值系数项 次类 别标准值(kN/m2)组合值 系数WC频遇值 系数wf准永久值 系数Wq(1)住宅、宿舍、旅馆、办公楼、医院病房、托儿所、幼儿园(2)教室、试验室、阅览室、会议室、医院门诊室2.00.70.60.52食堂、餐厅、一般资料档案室2.50.70.60.5(1)礼堂、剧场、影院、有固定座位的3.00.70.50.33看台(2)公共洗衣房3.00.70.60.5(1)商店、展览厅、车站、港口、机场3.50.70.60.54大厅及旅客等候室(2)无固定座位的看台3.50.70.50.3(1)健身房、演出舞台4.00.70.60.5(2)舞厅4.00.70.60.3(1)书库、档案库、贮藏室5.060.90.90.8(2)密集柜书库12.07通风机房、电梯机房7.00.90.90.8汽车通道及停车库：(1)单向板楼盖(板跨不小于2m)客车4.00.70.70.6消防车35.00.70.70.6(2)双向板楼盖和无梁楼盖(柱网尺寸不小于6mX 6m)客车2.50.70.70.6消防车20.00.70.70.6厨房(1)一般的2.00.70.60.5(2)餐厅的4.00.70.70.7浴室、厕所、盥洗室：10(1)第1项中的民用建筑2.00.70.50.4(2)其他民用建筑2.50.70.60.5走廊、门厅、楼梯：(1)宿舍、旅馆、医院病房、托儿所、2.00.70.50.411幼儿园、住宅(2)办公楼、教室、餐厅、医院门诊部2.50.70.60.5(3)消防疏散楼梯，其他民用建筑3.50.70.50.3阳台：12(1)一般情况2.50.70.60.5(2)当人群有可能密集时3.5注：1.本表所给各项活荷载适用于一般使用条件，当使用荷载较大或情况特殊时;应按实际情况采用。2.第6项书库活荷载当书架高度大于2m时，书库活荷载尚应按每米书架高度不小于2.5kN/m2确定。3.第8项中的客车活荷载只适用于停放载人少于9人的客车;消防车活荷载是适用于满载总重为300kN174时的大型车辆；当不符合本表的要求时，应将车轮的局部荷载按结构效应的等效原则，换算为等效均布荷 载。4.第11项楼梯活荷载，对预制楼梯踏步平板，尚应按L5kN集中荷载验算。5.本表各项荷载不包括隔墙自重和二次装修荷载。对固定隔墙的自重应按恒荷载考虑，当隔墙位置可 灵活自由布置时，非固定隔墙的自重应取每延米长墙重(kN/m)的1/3作为楼面活荷载的附加值(kN/m2)计入，附加值不小于L0kN/m2。4 可变荷载准永久值对可变荷载，在设计基准期内，其超越的总时间约为设计基准期一半的荷载值。也就是 经常作用于结构上的可变荷载，其值等于可变荷载标准值乘以可变荷载准永久值系数：Qq=WqQk(19-2-3)式中：Qq可变荷载准永久值；Wq准永久值系数(W1.0),取值见表19-2-2和表19-2-3。四、荷载的分布形式满或 布度长载 的荷 载件的 荷构上 布重积 分承面均布荷载 同等大小的分布荷载集中荷载作用于承重构件上非常小 的区域或特定点上的荷载图19-2-3荷载分布形式五、荷载设计值荷载设计值为荷载分项系数与荷载代表值的乘积。1永久荷载设计值G(或g)永久荷载设计值为永久荷载标准值Gk与永久荷载分项系数Y G的乘积，即G=Y GGk(或 g=Y Gg k)(19-2-4)2 可变荷载设计值Q(或q)当采用荷载标准值作为可变荷载代表值时，可变荷载设计值为Q=Y QQk(或 q=Y Qqk)(19-2-5)当采用荷载组合值作为可变荷载代表值时一，可变荷载设计值为Q=YQQc=YQWc Qk(YQ为可变荷载的分项系数)。175表19-2-4荷载分项系数yG 丫（）值见表19-2-4。荷载类别荷载特征荷载分项系数（YG或YQ）永久荷载当其效应对结构不利时对由可变荷载效应控制的组合 对由永久荷载效应控制的组合1.201.35当其效应对结构有利时一般情况对结构的倾覆、滑移或漂浮验算1.00.9可变荷载一般情况对标准值4kN/m3的工业房屋楼面活荷载1.41.3例19T某钢筋混凝土大梁宽度为200mm,高为500mm,单位体积重力为25kN/m3,试计算沿跨度L方向自重引起的线荷载标准值和设计值各是多少？（yG=L2）解：线荷载（每米重力）标准值总重力 跨度25x O.2x O.5x L L=2.5kN/m红荷载设计值 g=Y Gg k=1.2X2.5=3kN/m答：自重力引起的线荷载标准值为2.5kN/m,线荷载设计值为3kN/m。六、荷载效应荷载效应是指由于施加在结构上的荷载产生的结构的内力与变形，如拉、压、剪、扭、弯等内力和伸长、压缩、挠度、转角等变形以及产生裂缝、滑移等结果，如图19-2-1所示。在分析荷载Q（永久或可变荷载）与荷载效应S的关系时，可假定两者之间呈线性关系，如图 19-2-4 所示。176荷载效应指施加在结构上的荷载使结构产生的内力（拉、压、剪、扭、弯等）与变形（伸长、压缩、挠度、转角等）、裂缝、滑移等S=CQ可变荷载）第三节建筑结构的功能要求与可靠性任何建筑结构设计都应在预定的设计使用年限内，在正常使用的条件下应满足设计所预 期的各种功能要求，如表所谓设计使用年限，是指房屋建筑在正常设计、正常施工、正常使用和维护下所应达到 的使用年限。在这一规定的时间内，结构或结构构件不需进行大修即可按其预定目的使用。表19-31设计使用年限分类类别设计使用年限（年）举例11-5临时性建筑225易于替换的结构构件350普通房屋和构筑物4100及以上纪念性建筑和特别重要的建筑结构建筑结构的功能要求包括安全性、适用性和耐久性，并统称为结构的可靠性，如图 19-3-1 所示。177生连续倒塌。以及在偶然事件发生时和发生后,结构仍能保持必需的整体稳定性,即结构仅产生局部损坏而不致发结构在正常施工和正常作用条件 下，能承受可能出现的各种作用，预在有混、到，具如化 用限，1风 使年下能重 常用&严 正使条久生 够计护耐发 能设维的不等 构的常够土蚀 结定正足凝锈图19-3-1建筑结构的功能要求结构和结构构件在规定的时间内(设计使用年限)，在规定的条件下(正常设计、正常施工、正常使用和维护)，完成预定功能(安全性、适用性、耐久性)的能力称为结构的可靠性。结构的可靠性可由结构的可靠度进行定量的描述。结构在规定的时间内，在规定的条件下,完成预定功能的概率称为结构的可靠度。第四节建筑结构的极限状态一、建筑结构的极限状态建筑结构的极限状态与极限状态方程见图19-4-L图19-4-1结构的极限状态二、极限状态设计表达式1承载能力极限状态设计表达式承载能力极限状态设计表达式为：YOS 表 20-2-5181 月牙肋纹图20-2-1常用钢筋形式表20-2-1普通钢筋强度标准值、设计值（MPa）种类符号标准值fy k抗拉强度 设计值方抗压强度 设计值f V执 八、HPB235(Q235)0235210210轧HRB335(20MnSi)Q335300300钢HRB400(20MnSiV,20MnSiNb,20MnTi)400360360筋RRB400(K20MnSi)世400360360182注：1.在钢筋混凝土结构中，轴心受拉和小偏心受拉的钢筋抗拉强度设计值大于300MPa时，仍应按300MPa 取用；2.构件中配有不同种类的钢筋时，每种钢筋根据其受力情况应采用各自的强度设计值。表20-2-2预应力钢筋强度标准值种类符号直径d(mm)fptk(MPa)钢绞线1X38.6,10.81860,1720,157012.91720,15701X79.5,11.1,12.7186015.21860,1720消除应力钢丝光面螺旋肋4,51770,1670,157061670,15707,8,91570刻痕0/5,71570热处理钢筋40Si2Mn HT06147048Si2Mn8.245Si2Cr10注：钢绞线直径d系指钢绞线外接圆直径（公称直径）。表20-2-3预应力钢筋强度设计值种类符号直径d(mm)fptk(MPa)fpk(MPa)fz py(MPa)钢绞线1X3方8.6-12.91860132039017201220157011101X79.5-15.21860132039017201220消除应力 钢丝光面螺旋肋049177012504101670118015701110刻痕5,715701110410热处理钢 筋40Si2Mn HT6-101470104040048Si2Mn45Si2Cr注：钢绞线直径d系指钢绞线外接圆直径（公称直径）。183表20-2-4钢筋的计算截面面积及公称质量表直径 d(mm)不同根数钢筋的计算截面面积（mm2）单根钢筋 公称质量（kg/m）12345678937.114.121.228.335.342.449.556.563.60.055412.625.137.750.262.875.487.9100.51130.099519.6395979981181381571770.154628.357851131421701982262550.2226.533.2661001331661992322651990.260850.31011512012523023524024530.3958.252.81061582112643173704234750.4321078.51572363143934715506287070.61712113.122633945256567879190410170.88814153.93084616157699231077123113871.2116201.1402603804100512061407160818091.5818254.55097631017127215271781203622902.0020314.26289421256157018842199251328272.4722380.176011401520190022812661304134212.9825490.998214731964245429453436392744183.8528615.8123218472463307936954310492655424.8332804.2160924133217402148265630643472386.31361017.9203630544072508961077125814391617.99401256.625133770502762837540879610053113109.8750196439285892785698201178413748157121767615.42注：表中直径d=8.2mm的计算截面面积及公称质量仅适用于有纵肋的热处理钢筋。表20-2-5各种钢筋按一定间距排列时每米板宽内的钢筋截面面积表钢筋间距（mm）当钢筋直径（mm）为下列数值时的钢筋截面面积（mm2）34566/888/101010/121212/141414/161670101.017928140456171992011211369161619082199253628727594.316726237752467185910471277150817802053236726818088.41572453544916298059811198141416691924221825138583.21482313334625927589241127133115711811208823659078.51402183144375597168721064125714841710197222349574.513220729841452967882610081190140516201868211610070.612619628339350364478595811311335153917752011184续表20-2-5钢筋间距 当钢筋直径（mm）为下列数值时的钢筋截面面积（mm2）(mm)34566/888/101010/121212/141414/161611064.2114.01782573574575857148711028121413991614182812058.9105.0163236327419537654798942111212831480167612556.5100.6157226314402515628766905106812321420160813054.496.6151218302387495604737870102711841366154714050.589.714020228135946056168480895411001268143615047.183.813118926233542952363975489010261183134016044.178.51231772463144034915997078349621110125717041.573.91151662312963794625646657869061044118318039.269.8109157218279358436532628742855985111719037.266.1103149207265339413504595702810934105820035.362.898.2141196251322393479565668770888100522032.157.189.312917822829235743651460770080791424029.452.481.911816420926832739947155664174083825028.350.278.511315720125831438345253461671080426027.248.375.510915119324830236843551459268277328025.244.970.110114018023028134240447755063471830023.641.965.59413116821526232037744551359267032022.139.261.488123157201245299353417481554628（-）混凝土1.混凝土的强度等级砌体结构设计规范将混凝土立方体强度从fc uk=15MPa到fc uk=80MPa共划分为14 个强度等级。强度等级符号用C表示，如C30即表示fc uk=30MPa。钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不宜低于C15；当采用HRB335级钢筋时不宜低于 C20；当用HRB400和RRB400级钢筋以及对承受重复荷载的构件，混凝土强度等级不得低 于 C20。预应力混凝土结构的混凝土强度等级不宜低于C30；当采用钢丝、钢绞线、热处理钢筋 作预应力筋时，混凝土强度等级不宜低于C40。混凝土轴心抗压强度标准值fc k和设计值fc,混凝土轴心抗拉强度标准值ftk和设计值ft 可从表20-2-6中查得。185表20-2-6混凝土强度标准值、设计值、等效矩形图形系数和弹性模量强度种类轴心抗压 强度标准值轴心抗拉 强度标准值轴心抗压 强度设计值轴心抗拉 强度设计值应力系数iWi度 系数弹性模量（X104）符号fc k(MPa)ftk(MPa)fc(MPa)ft(MPa)a 1Ec(MPa)C1510.01.277.20.911.00.82.20C2013.41.549.61.101.00.82.55C2516.71.7811.91.271.00.82.80C3020.12.0114.31.431.00.83.00 C3523.42.2016.71.571.00.83.15:C4026.82.4019.11.711.00.86.25圻 C4529.62.5121.21.801.00.83.35强 C5032.42.6523.11.891.00.83.45等 C5535.52.7425.31.960.990.793.55级C6038.52.8527.52.040.980.783.60C6541.52.9329.72.090.970.773.65C7044.53.0031.82.140.960.763.70C7547.43.0533.82.180.950.753.75C8050.23.1035.92.220.940.743.802.混凝土的收缩与徐变（1）混凝土的收缩混凝土在空气中硬化体积缩小的现象称为混凝土的收缩。混凝土的 收缩对混凝土的构件会产生有害的影响，例如对预应力混凝土构件会引起预应力损失等。减 少收缩的措施：主要是控制水泥用量及水灰比、混凝土密实、加强养护等，对纵向延伸的结 构，在一定长度上需设置伸缩缝。（2）混凝土的徐变混凝土在长期不变荷载作用下其应变随时间继续增长的现象叫做混凝 土的徐变。徐变对结构将产生不利的影响，如增大变形，引起应力重分布，在预应力混凝土结构中 产生预应力损失等。影响徐变大小的因素主要有：水泥用量越多、水灰比越大、徐变越大；混凝土骨料增加，徐变将减少；混凝土强度等级越高，徐变越小；养护及使用环境温度大时徐变小；构件加载前混凝土强度大时徐变小；构件截面的应力越大，徐变越大。二、板板按受力性质不同分为单向板（长边与短边之比3）和双向板（长边与短边之比2）。当长边与短边长度之比大于2。但小于3.0时，宜按双向板计算，也可按单向板计算，另一方向 加强钢筋。单向板受力主要沿短边方向，而双向板两个方向均受力。（一）板的截面板的截面形式有矩形（实心板）和空心板等，如图20-2-2所示。186受压区单筋矩形梁,中性轴 受拉筋.受压区国受拉钢筋一T形梁工字形梁受压区|?22?22Z22Z 500mm根部80h 1 h 1无梁楼板有柱帽简支：无柱帽 1。35 1。30150注：（1）10为板的计算跨度，对双向板为短向计算跨度；无梁楼板为区格长边计算跨度。（2）跨度大于4m的板应适当加厚。空心板分为普通钢筋混凝土空心板和预应力空心板。普通钢筋混凝土空心板的截面高度 可取跨度的1/201/25,预应力空心板板厚可取跨度的1/301/35,且取值宜符合砖的模数。常用的板厚有120mm、180mm和240mm等几种。板宽通常有500mm、600mm、900mm和 1200mm几种，板的长度按房间的开间或进深的大小而定，一般有3.0m、3.3m、3.6m.多数按0.3m进级。目前普通钢筋混凝土板的长度一般在4.8m以内，预应力板的长度最大 可达7.5m。（二）板的配筋1.受力筋构造要求受力钢筋沿板的跨度方向在受拉区配置。受力钢筋的直径一般为612mm,板厚度较大 时，钢筋直径口J用1418mm。受力钢筋间距：当板厚hWl50mm时，不宜大于200mm；当 板厚h150mm时，不宜大于1.5h,且不宜大于250mm。为了保证施工质量，钢筋间距也 不宜小于70mm。对于建筑工地常用的板厚小于150mm的板，受力筋间距应在70200mm 之间。在温度、收缩应力较大的现浇板区域内，钢筋间距宜为150200mm,并应在板的未配 筋表面布置温度收缩钢筋。板的上、下表面沿纵、横两个方向的配筋率均不宜小于01。温度收缩钢筋可利用原有钢筋贯通布置，也可另行设置钢筋网，并与原有钢筋按受拉钢筋要 求搭接或在周边构件中锚固。1872.分布钢筋构造要求分布钢筋的作用是将板面上的荷载更均匀地传给受力钢筋，同时在施工时可固定受力钢 筋的位置，且能抵抗温度和收缩应力，分布钢筋布置在受力钢筋的内侧，与受力钢筋垂直，交点用细铁丝绑扎或焊接。板中单位长度上的分布钢筋，其截面面积不应小于单位宽度上受力钢筋截面面积的15%,且不宜小于该方向板截面面积的0.15%；分布钢筋间距不应大于250mm,直径不宜小 于6mm；对集中荷载较大的情况，分布钢筋的截面面积应适当增加，其间距不宜大于200mm。3.工程中常用板配筋图（1）单向板配筋板中配有受力钢筋和分布钢筋；其绑扎配筋形式有分离式和弯起式两种。分离式配筋 一般用于板厚hWl50mm的板（图20-2-3、20-2-4）o弯起式配筋一般用于板厚h 150mm及承受动荷载的板（图20-2-5、20-2-6）o图20-2-5单跨板的弯起式配筋图20-2-4等跨连续板的分离式配筋当 gW3g 时,。=4 当 q3g 时 m=3式中L均布活荷载设计值；g均布恒荷载设计值图20-2-6等跨连续板的弯起式配筋188(2)双向板配筋板内上、下钢筋都是纵横叠置的，同一截面处通常有四层钢筋。考虑双向板的短跨方向 受力较大，故将短跨方向的钢筋置于外侧；而长跨方向的受力钢筋应与短跨方向的受力钢筋 垂直,置于内侧(图 20-2-7、20-2-8、20-2-9、20-2-10)0图20-2-7单跨双向板的分离式配筋图20-2-8连续双向板的分离式配筋图20-2-9单跨双向板的弯起式配筋图20-2-10多跨双向板的弯起式配筋(3)悬臂板配筋(图20-2-11)189当gW3g时，a=4 当q3g时，a=lJTL均布活荷载设计值g-均布恒荷载设计值图20-2-11悬臂板配筋4.现浇屋面板挑檐转角处的构造钢筋（图20-2-12）4200 W200 4200 W200（a）有肋挑檐（b）平板挑檐图20-2-12屋面板挑檐转角处的构造钢筋（单位：mm）三、梁1.梁的截面梁的截面形式有矩形、T形、工字形，梁截面高度h按高跨比估算，如简支梁的高度h=悬臂梁的高度h=l（1为梁的跨度）。连续主梁的高度h=（,）1,连12 8 6 12 8续次梁的高度h=（-）1。梁截面的高宽比h/b：对于矩形截面一般为23.5；对于T形截18 12面一般为2.54.0。为了统一模板尺寸和便于施工，通常采用梁宽度b=120,150,180,200,220,250,300,350mm,，梁高 h=250,300,，750,800,900mm,。2.梁的配筋梁中的钢筋有纵向受力钢筋、弯起钢筋、箍筋和架立钢筋等，如图20-2-13。（1）纵向受力筋190纵向受力筋布置在梁的受拉区，主要作用是承受由弯矩在梁内产生的拉力。常用直径为 1032mm,当梁高h2300mm时，其直径不应小于10mm；当h800mm时，其直径不宜小于8mm,当800mm 时，其直径不宜小于6mm。梁中配有计算需要的受压钢筋时，箍筋直径不应小于纵向受压 钢筋最大直径的0.25倍。箍筋分开口和封闭两种形式。开口式只用于无振动荷载或开口处无受力钢筋的现浇T 形梁的跨中部分。当梁中配有计算需要的纵向受压钢 筋时，箍筋应做成封闭式。箍筋的 肢数常用有单肢、双肢和四肢，如图20-2-15所示。梁中的箍筋应按计算确定，支座处箍筋 按图20-2T6布置。191U 皿开口式封闭式单肢 双肢 四肢 L图20-2T5箍筋的形式和肢数 图20-2T6支座处箍筋的布置（单位：mm）梁中箍筋的最大间距应符合表20-2-9,当V0.7ftb h0时，箍筋的配箍率Psv（psv=Asv/（b s）不应小于 0.24ft/fy v。表20-2-9梁中箍筋的最大间距（mm）梁高hV0.7ftb h0VW0.7ftb h0150Vh300150200300hW500200300500800300400（3）弯起钢筋弯起钢筋的弯起段用来承受弯矩和剪力产生的主拉应力，弯起后的水平段可承受支座处 的负弯矩，跨中水平段用来承受弯矩产生的拉力。弯起钢筋的数量、位置由计算确定，一般由纵向受力钢筋弯起而成，当纵向受力钢筋较 少，不足以弯起时，也可设置单独的弯起钢筋。弯起钢筋的弯起角度：当梁高hW800mm时-，采用45；当梁高h800mm时，采用 60 o（4）架立钢筋设置在梁的受压区外缘两侧，用来固定箍筋和形成钢筋骨架。如受压区配有纵向受压钢 筋时，则可不再配置架立钢筋。架立钢筋的直径与梁的跨度有关：当跨度小于4m时，不宜 小于8mm；当跨度为46m时，不小于10mm；当跨度大于6m时，不小于12mm。（5）纵向构造钢筋当梁的腹板高度hw2450mm时，在梁的两个侧面应沿高度配置纵向构造钢筋（图 20-2-17）,每侧纵向构造钢筋（不包括梁上、下部受力钢筋及架立钢筋）的截面面积不应小 于腹板截面面积b hw的0.1%,且其间距不宜大于200mm。纵向构造钢筋的作用是防止混凝 土由于温度变化和收缩等原因在梁侧中部产生的裂缝。梁的腹板高度hw的规定：对于矩形 截面，取有效高度hO；对于T形截面，取有效高度减去翼缘高度；对于工字形截面，取腹 板净高。图20-2T7纵向构造钢筋（单位：mm）（6）附加横向钢筋在次梁与主梁相交处，应设置附加横向钢筋（箍筋或吊筋，图20-2-18（a）。附加钢筋 应布置在长度为S=2hl+3b范围内，附加横向钢筋宜优先选用附加箍筋。192在主梁支座处，主梁、次梁及板三者支座钢筋间的位置关系如图20-2T8(b)所示。图20-2T8(a)附加横向钢筋(单位：mm)图20-278(b)主梁支座处梁板负筋位置(单位：mm)3.常用梁配筋图(1)纵向受力钢筋在端支座的锚固(图20-2-19)(a)砖墙上受力筋的锚固(b)梁柱连接的受力筋锚图图20-2-19纵向受力钢筋在端支座的锚固(单位：mm)(2)连续梁中间支座的锚固(图20-2-20)连续梁上下均配置有受力钢筋，位于连续梁下部弯起后剩余的纵向钢筋，应全部伸入支 座，不得在跨间截断。下部纵向钢筋伸入边支座和中间支座的锚固长度符合本节关于钢筋锚 固和连结的有关规定。(3)悬臂梁(图20-2-21(a)及1形梁构造钢筋(图20-2-21(b)图20-2-20连续梁中间支座配筋示意图(单位：mm)(a)悬臂梁(单位:mm)(b)L形梁构造钢筋(单位:mm)图20-2-21悬臂梁及L形梁构造钢筋193四、混凝土保护层和截面的有效高度1.混凝土保护层为防止钢筋锈蚀、防火和保证钢筋与混凝土的粘结，梁、板的受力钢筋均应有足够的混 凝土保护层。混凝土保护层指纵向钢筋的外侧到混凝土边缘的距离。受力钢筋的混凝土保护 层最小厚度应按表20-2-10采用，同时也不应小于受力钢筋的直径。表20-2-10纵向受力钢筋混凝土最小保护层厚度（mm）环境 类别板、墙、壳梁柱WC20C25-C452c50WC20C25-C452c50WC20C25-C452c50201515302525303030二a2020一30253030b2520一35303530三一3025一4035一4035注：1.基础的保护层厚度不小于40mm,当无垫层时不小于70mm；2.处于一类环境且由工厂生产的预制构件，当混凝土强度等级不低于C 20时，其保护层厚度可按表中 规定减少5mm,但预制构件中的预应力钢筋的保护层厚度不应小于15mm；处于二类环境且由工厂生产的 预制构件，当表面另作水泥砂浆抹面层且有质量保证措施时，保护层厚度可按表中一类环境数值取用；3.预制钢筋混凝土受弯构件钢筋端头的保护层厚度宜为10mm,预制肋形板主肋钢筋的保护层厚度应 按梁的数值采用；4.板、墙、壳中分布钢筋的