农村自建房知识储备系列,其中本节为该系列的第五节,并且是最后一节。这一节主要是来讲讲大家普遍都比较关心的混凝土楼、屋面板的板厚以及配筋方面的问题。
我会用通俗的话和术语给你讲清楚。希望你读完后,能对混凝土楼板的板厚以及配筋有更深入的认识。
楼板受力跨度的大小与楼板上荷载大小是决定板厚和配筋的重要因素。
楼板跨度指的是楼板在单向上搭接在两侧的梁或者承重墙之间的那段距离。例如像下面这样的图:
客厅宽 4.8 米,长 6 米。客厅的混凝土楼板中间不设梁。这意味着混凝土板的面积是 4.8 乘 6 米。所以这块板的计算跨度取小值 4.8 米。双向板的计算跨度始终取较小值的那一边。
楼板的计算跨度如果越大,那么板底产生的力以及连续板板顶产生的力就越大,也就是弯矩越大;如果楼板的计算跨度越小钢结构楼板厚度,那么板底产生的力以及连续板板顶产生的力就越小,也就是弯矩越小。
楼板弯矩图
楼板上的荷载大小决定了楼板产生弯矩力的大小。荷载越大,弯矩就越大。
一般规定,住宅的客厅和卧室活荷载的限值是每平米 200 公斤,也就是 2KN 每平米;卫生间和阳台的活荷载限值是每平米 250 公斤。若按以上要求进行设计,那么在实际使用中不应超过这些限值。
客厅荷载取200公斤每平米
如果房间的功能是活动室或者健身房等有可能放置较重设备的房间,那么规定要按照 400 公斤每平米来进行设计。由此可以看出,不同的房间功能在荷载方面存在很大的差别,自然也就不能使用相同的板厚和配筋大小。
综上,房间的使用荷载若越大,那么楼板的受力跨度就越大,在此情况下,这块楼板的弯矩会越大,也就需要更大的抵抗弯矩。
混凝土楼、屋面板的板厚大小与配筋的多少成反比关系
钢筋混凝土楼板受到使用荷载的作用。板底正中间会弯曲,连续板的板顶也会弯曲。弯曲会产生一个弯矩。
弯矩等于力乘力臂。荷载越大,板跨度越大,产生的弯矩就越大。我们需要更大的抵抗弯矩来将其平衡掉。
板上荷载产生的板底中间弯矩,需要板底设置的受力筋来抵抗拉力,同时也需要板自身的厚度(板厚作为抵抗力臂)来一起抵抗。
同样的道理,板支座处板顶存在弯矩,这就需要支座板顶处的受力筋以及板自身的厚度一同来进行抵抗。
产生同样大小的抵抗弯矩时,一种情况是板厚做大而配筋做小,另一种情况是板厚做小而配筋做大,这两种情况下它们的乘积是相等的。
综上:一块楼板,其跨度和荷载是相等的。板厚如果越厚,那么配筋就会越小;而板厚如果越薄,配筋就会越大。板厚与配筋之间呈反比的关系。
混凝土楼面板、屋面板的厚度及配筋取值建议
由上文可知,楼板的抵抗弯矩与楼板板厚以及配筋存在直接关联。楼板板厚越大,配筋越多,其抵抗弯矩就越强。
楼板的计算跨度大小会决定产生弯矩的大小。跨度越大,产生的弯矩就越大。产生的弯矩越大,需要的抵抗弯矩就越多。所以,跨度大的楼板,其板厚及配筋就相应要大一些。
一般建议楼板的厚度在跨度的 1/30 到 1/35 这个范围之内选取。如果荷载较大,就取上限值;如果荷载较小,就取下限值。不过,在任何情况下,楼板的厚度都不应小于 80mm。
短向跨度大于 5 米的楼板,在楼板中间需设置梁,以此将楼板划分成小板。
楼板跨度较大时,产生的弯矩会随之增大。楼板抵抗弯矩的能力较难满足需求,除非将楼板做得很厚。然而,这样做既不合理钢结构楼板厚度,也不经济。
另外,板的跨度如果太大,那么楼板的刚度就会变弱,从而影响使用感受。比如在楼板上跳绳或者跑步的时候,楼板会发生震颤,给人带来不适感。
楼面板可以只在板底以及连续板的板顶位置(也就是产生弯矩的位置)来设置受力筋。而在其他区域,因为完全处于受压力的状态,所以可以由素混凝土来抵抗和承担。
屋面板的受力情况与楼面板相同。然而,由于屋面板受外界温度的影响较为显著,会产生一定的温度应力。如果在板顶中部不设置钢筋,容易出现开裂的情况。所以,屋面板应当设置双层双向的通长钢筋,并且板厚最好不宜小于 120mm。
屋面板钢筋双层双向
最后,本文的重点在于理解。荷载的数量会直接影响产生弯矩的大小,楼板计算跨度的大小也会直接决定产生弯矩的大小。并且,荷载越大,产生的弯矩就越大;跨度越大,产生的弯矩也越大。
抵抗弯矩的大小与楼板的厚度以及配筋相关。楼板的厚度越大,配筋越大,抵抗弯矩就越大。若要产生相同大小的抵抗弯矩,一方面可以使楼板变厚,同时配筋变小;另一方面也可以使配筋变大,同时板厚变小。