砌體結(jié)構(gòu)簡支梁的梁端負(fù)彎矩初探

張 揚(yáng) 汪耀武

1 問題提出

在砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，為簡化模型，便于計(jì)算，設(shè)計(jì)人員常常將梁端支撐于砌體之上的單跨梁按簡支梁考慮(見圖1)。此時，梁端與砌體的連接按固定鉸支座考慮，按此理論，梁端在此處可自由轉(zhuǎn)動。但是，在實(shí)際情況中，該梁端此處受到上下部墻體的約束而無法自由轉(zhuǎn)動，這是與設(shè)計(jì)假定有出入的，本文結(jié)合工程案例就此問題展開討論，分析該梁的合理設(shè)計(jì)方法。

2 支座分析

上面提到，在一般情況下，設(shè)計(jì)人員為了計(jì)算方便，將該梁梁端的支座簡化為固定鉸支座，但是由于梁端上下墻體的約束作用，該支座的實(shí)際受力情況與固定鉸支座有一定的差距。

當(dāng)僅考慮梁受到豎向荷載這一種工況的作用時，梁端實(shí)際受力情況如圖2所示。此處，梁端類似于埋入墻內(nèi)的懸挑構(gòu)件，參照《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》第7.4節(jié)的規(guī)定，可得出參數(shù)如下:

1)當(dāng) b≥2.2hb時，取 x0=0.13 × hb(且 x0≤0.13b)。2)當(dāng)b ＜2.2hb時，取 x0=0.13b。3)x1=0.5b。

其中，b為墻厚;hb為梁高;ln為梁凈跨;F1為梁豎向荷載工況下，梁下部墻體對梁的支座反力的合力;F2為梁豎向荷載工況下，梁上部墻體對梁的支座反力的合力;x0為梁豎向荷載工況下，梁下部墻體對梁的支座反力的合力點(diǎn)距離墻內(nèi)側(cè)的距離;x1為梁豎向荷載工況下，梁上部墻體對梁的支座反力的合力點(diǎn)距離墻內(nèi)側(cè)的距離。

3 受力分析

綜上所述，該梁所受外力的位置均已確定，可根據(jù)其外力大小確定該梁的支座屬性。

4 工程實(shí)例

現(xiàn)有某砌體結(jié)構(gòu)房屋，樓板采用預(yù)應(yīng)力空心板，梁柱為C25現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，共6層，層高3 m，所有墻厚b=240 mm，3層某梁凈跨度ln=4 760 mm，梁寬250 mm，梁高h(yuǎn)b=400 mm，經(jīng)計(jì)算，梁上均布荷載設(shè)計(jì)值q=22.4 kN/m，F(xiàn)1=497 kN。

分析該梁端支座屬性，有497×(0.24－0.5×0.24－0.13×15.03 kN·m。梁端支座可按固定端支座考慮，參考《實(shí)用建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊》查表可知，該梁梁端負(fù)彎矩為該梁跨中最大正彎矩為

實(shí)際工程中該梁分別按簡支梁和端部固支梁分析。當(dāng)按簡支梁分析時，上部架立鋼筋采用2φ10，下部采用2φ16作為受力鋼筋，梁上放置預(yù)應(yīng)力空心板。該梁在使用過程中發(fā)現(xiàn)梁端出現(xiàn)裂縫，裂縫寬度肉眼可見，裂縫經(jīng)修補(bǔ)處理后不再擴(kuò)展;當(dāng)按固支梁分析時，采用3φ12的HRB335級鋼筋作為支座負(fù)彎矩筋，跨中可去掉1φ12，利用剩下的2φ12作為架立筋，梁下部采用2φ14作為受力鋼筋，經(jīng)觀察，梁上無明顯裂縫。

5 結(jié)語

根據(jù)以上分析及工程實(shí)例，我們可以看出，砌體結(jié)構(gòu)中的梁如果不加區(qū)分，一律按照簡支梁來考慮，則與實(shí)際情況不符，梁端負(fù)彎矩設(shè)計(jì)值大于該處的彎矩承載力設(shè)計(jì)值，造成梁端開裂，過早形成塑性鉸，不僅影響梁的耐久性能，也影響到梁的抗震性能。

[1]GB 50003-2001，砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S］.

[2]GB 50010-2002，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S］.

[3]國振喜.實(shí)用建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊[M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2009.

[4]呂 毅.多層砌體房屋抗震設(shè)計(jì)中有關(guān)問題的探討[J］.山西建筑，2010，36(3):97-98.