砌体结构简支梁的梁端负弯矩初探

2011-08-20汪耀武

山西建筑 2011年19期

张扬汪耀武

1 问题提出

在砌体结构设计中，为简化模型，便于计算，设计人员常常将梁端支撑于砌体之上的单跨梁按简支梁考虑(见图1)。此时，梁端与砌体的连接按固定铰支座考虑，按此理论，梁端在此处可自由转动。但是，在实际情况中，该梁端此处受到上下部墙体的约束而无法自由转动，这是与设计假定有出入的，本文结合工程案例就此问题展开讨论，分析该梁的合理设计方法。

2 支座分析

上面提到，在一般情况下，设计人员为了计算方便，将该梁梁端的支座简化为固定铰支座，但是由于梁端上下墙体的约束作用，该支座的实际受力情况与固定铰支座有一定的差距。

当仅考虑梁受到竖向荷载这一种工况的作用时，梁端实际受力情况如图2所示。此处，梁端类似于埋入墙内的悬挑构件，参照《砌体结构设计规范》第7.4节的规定，可得出参数如下:

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

其中，b为墙厚;hb为梁高;ln为梁净跨;F1为梁竖向荷载工况下，梁下部墙体对梁的支座反力的合力;F2为梁竖向荷载工况下，梁上部墙体对梁的支座反力的合力;x0为梁竖向荷载工况下，梁下部墙体对梁的支座反力的合力点距离墙内侧的距离;x1为梁竖向荷载工况下，梁上部墙体对梁的支座反力的合力点距离墙内侧的距离。

3 受力分析

综上所述，该梁所受外力的位置均已确定，可根据其外力大小确定该梁的支座属性。

4 工程实例

现有某砌体结构房屋，楼板采用预应力空心板，梁柱为C25现浇钢筋混凝土结构，共6层，层高3 m，所有墙厚b=240 mm，3层某梁净跨度ln=4 760 mm，梁宽250 mm，梁高hb=400 mm，经计算，梁上均布荷载设计值q=22.4 kN/m，F1=497 kN。

分析该梁端支座属性，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虑，参考《实用建筑结构静力计算手册》查表可知，该梁梁端负弯矩为该梁跨中最大正弯矩为

实际工程中该梁分别按简支梁和端部固支梁分析。当按简支梁分析时，上部架立钢筋采用2φ10，下部采用2φ16作为受力钢筋，梁上放置预应力空心板。该梁在使用过程中发现梁端出现裂缝，裂缝宽度肉眼可见，裂缝经修补处理后不再扩展;当按固支梁分析时，采用3φ12的HRB335级钢筋作为支座负弯矩筋，跨中可去掉1φ12，利用剩下的2φ12作为架立筋，梁下部采用2φ14作为受力钢筋，经观察，梁上无明显裂缝。