混凝土框架梁允许最大跨度12米。
框架梁(KL)是指两端与框架柱(KZ)相连的梁,或者两端与剪力墙相连但跨高比不小于5的梁。
现在结构设计中,对于框架梁还有另一种观点,即需要参与抗震的梁。
纯框架结构随着高层建筑的兴起而越来越少见,而剪力墙结构中的框架梁主要则是参与抗震的梁。
当房屋建筑采用钢筋混凝土框架结构框架建造时,可以有以下两种框架类型:
(1)现浇框架结构,指梁板柱和楼盖均采取混凝土现浇,而且梁板柱形成统一整体。
(2)装配整体式框架结构,梁、柱均为工厂或者现场预制,然后现场吊装,一般是在构件的适当
部位预埋钢板,安装就位后再予以焊接;
也可以在吊装后将梁、柱中的钢筋在节点处钢筋焊接,并在现场浇筑部分混凝土使节形成为整体。框架结构中板可以现浇;
也可以预制后一块块按要求吊装搁置框架梁上,板纵向钢筋连接,板缝适当配细钢筋然后浇筑混凝土,使其成为整体;
还可以在装配式框架结构的基础上,现浇一层40mm以上的钢筋混凝土层,使得楼板的整体性加强,形成装配整体式楼盖。
:
设计计算
钢筋混凝土梁截面的计算理论有弹性理论和破坏强度理论两种。
① 弹性理论。以工作阶段Ⅱ的应力状态为基础,假设:构件正截面在受力后仍保持平面并与纵轴垂直;混凝土不承担拉应力,全部拉力由钢筋承担;无论混凝土和钢筋的应力-应变关系都服从胡克定律;钢筋弹性模量Es与混凝土弹性模量Ec的为一常数。
为了利用匀质弹性体材料力学的公式,需把钢筋和混凝土两种材料组成的截面折算成为单一材料的截面。由于钢筋和混凝土之间的粘结力很好,故认为它们之间的应变保持一致,钢筋的应力等于混凝土应力乘以αE,从而钢筋面积AS可以折算成为混凝土面积αEAS,由折算截面积对中和轴的静矩等于零的条件,可得出中和轴至混凝土受压区边缘的距离,梁截面内任意点的应力可由下式算得:σ=Mr/I0,式中M为作用弯矩;r为从中和轴到计算纤维水平的距离;I0为折算截面面积对中和轴的惯性矩。
② 破坏强度理论。以工作阶段Ⅲ的应力状态为基础,假设,混凝土开裂后,不承担拉应力,全部拉力由钢筋承担,钢筋达到屈服极限fy;受压区混凝土的应力-应变关系不服从胡克定律,其应力分布图形为曲线形,但为了计算的简化,压区混凝土的应力图形取为矩形,其弯曲抗压强度等于fcm(图3)。 钢筋混凝土梁
由水平力平衡条件得中和轴至混凝土受压边缘的距离x=Asfy/bfcm,截面极限抵抗矩的内力臂为z=h0-x/2,于是由受拉钢筋控制的极限抵抗矩为 式中h0为受拉钢筋中心至混凝土受压边缘的距离。
试验结果表明,只有当混凝土的受压区高度x≤δh0时,上列公式才能成立。式中δ值主要取决于钢筋品种和混凝土标号,约为035~055。
设计钢筋混凝土梁时,除了计算其正截面的强度外,还要计算剪力作用下的斜截面强度,以保证其安全。此外,还需要计算梁的抗裂度、裂缝开展宽度和挠度都不能超过容许的限值,以满足正常使用的要求。对于承受多次反复荷载作用的梁,如铁路桥梁、吊车梁,还须计算其疲劳强度。
参考资料:
弯曲变形:杆件在垂直于其轴线的载荷作用下,使原为直线的轴线变为曲线的变形。
梁Beam——以弯曲变形为主的直杆称为直梁,简称梁。
弯曲bending
平面弯曲plane bending
712梁的计算简图
载荷:
(1)集中力 concentrated loads
(2)集中力偶 force-couple
(3)分布载荷 distributed loads
713梁的类型
(1)简支梁simple supported beam 上图
(2)外伸梁overhanging beam
(3)悬臂梁cantilever beam
72 梁弯曲时的内力
721梁弯曲时横截面上的内力——剪力shearing force和弯矩bending moment
问题:
任截面处有何内力?
该内力正负如何规定?
例7-1 图示的悬臂梁 AB ,长为 l ,受均布载荷 q 的作用,求梁各横截面上的内力。
求内力的方法——截面法
截面法的核心——截开、代替、平衡
内力与外力平衡
解:为了显示任一横截面上的内力,假想在距梁的左端为x处沿m-m截面将梁切开 。
梁发生弯曲变形时,横截面上同时存在着两种内力。
剪力 —— 作用线切于截面、通过截面形心并在纵向对称面内。
弯矩 —— 位于纵向对称面内。
剪切弯曲 —— 横截面上既有剪力又有弯矩的弯曲。
纯弯曲 —— 梁的横截面上只有弯矩而没有剪力。
工程上一般梁(跨度 L 与横截面高度 h 之比 L/h >5),其剪力对强度和刚度的影响很小,可忽略不计,故只需考虑弯矩的影响而近似地作为纯弯曲处理。
规定:使梁弯曲成上凹下凸的形状时,则弯矩为正;反之使梁弯曲成下凹上凸形状时,弯矩为负。
722弯矩图bending moment diagrams
弯矩图:以与梁轴线平行的坐标x表示横截面位置,纵坐标y按一定比例表示各截面上相应弯矩的大小。
例7-2 试作出例7-1中悬臂梁的弯矩图。
解 (1)建立弯矩方程 由例7-1知弯矩方程为
(2)画弯矩图
弯矩方程为一元二次方程,其图象为抛物线。求出其极值点相连便可近似作出其弯矩图。
例7-3 图示的简支梁 AB ,在C点处受到集中力 F 作用,尺寸 a 、 b 和 l 均为已知,试作出梁的弯矩图。
解 (1)求约束反力
(2)建立弯矩方程 上例中梁受连续均布载荷作用,各横截面上的弯矩为x的一个连续函数,故弯矩可用一个方程来表达,而本例在梁的C点处有集中力F作用,所以梁应分成AC和BC两段分别建立弯矩方程。
例7-4 图示的简支梁 AB ,在C点处受到集中力偶 M 0 作用,尺寸 a 、 b 和 l 均为已知,试作出梁的弯矩图。
解 (1)求约束反力
(2)建立弯矩方程 由于梁在C点处有集中力偶M作用,所以梁应分AC和BC两段分别建立弯矩方程。
(3)画弯矩图
两个弯矩方程均为直线方程
总结上面例题,可以得到作弯矩图的几点规律:
(1)梁受集中力或集中力偶作用时,弯矩图为直线,并且在集中力作用处,弯矩发生转折;在集中力偶作用处,弯矩发生突变,突变量为集中力偶的大小 。
(2)梁受到均布载荷作用时,弯矩图为抛物线,且抛物线的开口方向与均布载荷的方向一致 。
(3)梁的两端点若无集中力偶作用,则端点处的弯矩为0;若有集中力偶作用时,则弯矩为集中力偶的大小。
73 梁纯弯曲时的强度条件
731梁纯弯曲(pure bending)的概念Concepts
纯弯曲 —— 梁的横截面上只有弯矩而没有剪力。
Q = 0,M = 常数。
732梁纯弯曲时横截面上的正应力 Normal Stresses in Beams
1.梁纯弯曲时的 变形特点 Geometry of Deformation:
平面假设:
1)变形前为平面变形后仍为平面
2)始终垂直与轴线
中性层 Neutral Surface :既不缩短也不伸长(不受压不受拉)。
中性层是梁上拉伸区与压缩区的分界面。
中性轴 Neutral Axis :中性层与横截面的交线。
变形时横截面是绕中性轴旋转的。
2.梁纯弯曲时横截面上正应力的分布规律
纯弯曲时梁横截面上只有正应力而无切应力。
由于梁横截面保持平面,所以沿横截面高度方向纵向纤维从缩短到伸长是线性变化的,因此横截面上的正应力沿横截面高度方向也是线性分布的。
以中性轴为界,凹边是压应力,使梁缩短,凸边是拉应力,使梁伸长,横截面上同一高度各点的正应力相等,距中性轴最远点有最大拉应力和最大压应力,中性轴上各点正应力为零 。
3.梁纯弯曲时正应力计算公式
在弹性范围内,经推导可得梁纯弯曲时横截面上任意一点的正应力为
式中, M 为作用在该截面上的弯矩( Nmm ); y 为计算点到中性轴的距离( mm ); Iz Moment of Area about Z-axis 为横截面对中性轴z的惯性矩( mm 4 )。
在中性轴上 y = 0 ,所以 s = 0 ;当 y = y max 时, s = s max 。
最大正应力产生在离中性轴最远的边缘处,
Wz横截面对中性轴 z 的抗弯截面模量( mm 3 )
计算时, M 和 y 均以绝对值代入,至于弯曲正应力是拉应力还是压应力,则由欲求应力的点处于受拉侧还是受压侧来判断。受拉侧的弯曲正应力为正,受压侧的为负。
弯曲正应力计算式虽然是在纯弯曲的情况下导出的,但对于剪切弯曲的梁,只要其跨度 L 与横截面高度 h 之比 L/h >5,仍可运用这些公式计算弯曲正应力。
733惯性矩和抗弯截面模量
简单截面的惯性矩和抗弯截面模量计算公式
7 34梁纯弯曲时的强度条件
对于等截面梁,弯矩最大的截面就是危险截面,其上、下边缘各点的弯曲正应力即为最大工作应力,具有最大工作应力的点一般称为 危险点 。
梁的弯曲强度条件是 : 梁内危险点的工作应力不超过材料的许用应力。
运用梁的弯曲强度条件,可对梁进行强度校核、设计截面和确定许可载荷。
74 提高梁强度的主要措施
提高梁强度的主要措施是:
1)降低弯矩 M 的数值 2)增大抗弯截面模量 W z 的数值
741降低最大弯矩 M max 数值的措施
1.合理安排梁的支承
2.合理布置载荷
742合理选择梁的截面
1.形状和面积相同的截面,采用不同的放置方式,则 Wz 值可能不相同
2.面积相等而形状不同的截面,其抗弯截面模量 Wz 值不相同
3.截面形状应与材料特性相适应
743采用等强度梁
对于等截面梁,除 M max 所在截面的最大正应力达到材料的许用应力外,其余截面的应力均小于,甚至远小于许用应力。
为了节省材料,减轻结构的重量,可在弯矩较小处采用较小的截面,这种截面尺寸沿梁轴线变化的梁称为变截面梁。
等强度梁 ——使变截面梁每个截面上的最大正应力都等于材料的许用应力,则这种梁称之。《建筑桩基技术规范》按梁上荷载分布将承台梁分为4种情况(图1)。内力计算根据荷载情况分跨中和支座分别计算见表1。
在表1的公式(1)~(7)中
p0——线荷载的最大值(kN/m),p0=
a0——自桩边算起的三角形荷载的底边长度;
LC——计算跨度,LC=1.05L;
L——两相邻桩之间的净距;
q——承台梁底面以上的均布荷载。
表1 墙下条形桩基连续承台梁内力计算公式
内力 计算简图编号 内 力 计 算 公 式
支座
弯矩 (a)、(b)、(c)
(1)
(d) M=- (2)
跨中
弯矩 (a)、(c) M= (3)
(b)
(4)
(d)
M= (5)
最大
剪力 (a)、(b)、(c)
Q= (6)
(d)
Q= (7)
图1 计算简图
a0按下式计算:
中间跨 (8)
边 跨 (9)
其中 EC——承台梁砼弹性模量;
EK——墙体的弹性模量;
I——承台梁横截面的惯性矩;
bK——墙体宽度。
当承台梁为矩形截面时,I=bh3
则: 中间跨 a0=1.37h (10)
边 跨 a0=1.05h (11)
其中 b、h——分别为承台梁的宽度和高度。
表1中弯矩公式共5个,公式中荷载取值也不统一,式(1)、(3)、(4)采用P0,式(2)、(5)采用q,这也给计算带来了不便。下面分别对跨中和支座弯矩进行分析。
(1)跨中弯矩 从计算简图可看出,(d)图是(b)图所示受力情况的特例,当a0≥LC时,取a0=LC代入式(4)即可得式(5)。当a0<时,跨中弯矩采用式(3),a0≥时,采用式(4)。
令β=,并将P0==代入式(3)和式(4)
得: M=β2qL2C (13)
(14)
将上两式统一表示为:
M=A0qL2C (15)
式(15)即为跨中弯矩计算公式,它适用于图(a)~(d)所示的四种受力简图。
(2)支座弯矩 图(a)、(c)、(d)均为图(b)所示受力情况的特例,式(1)为支座弯矩计算通式。
将β=和P0==代入式(1)
得 M=β(2-β) (16)
或 M=B0qL2C (17)
(3)弯矩系数A0、B0
跨中弯矩 M=A0qL2C (15)
支座弯矩 M=B0qL2C (17)
其中 A0、B0——弯矩系数,分别为:
β=≤0.5,A0=β2
β>05时,A0=β
B0=-β(2-β)
A0、B0皆为β的单值函数,为简化计算,将其列表(表2)。
表2 墙下条形桩基连续承台梁内力系数
β 内 力 系 数 β 内 力 系 数
A0 B0 A0 B0
0.10 0.00083 -0.01583 0.56 0.02590 -0.06720
0.12 0.00120 -0.01880 0.58 0.02753 -0.06863
0.14 0.00163 -0.02170 0.60 0.02907 -0.07000
0.16 0.00213 -0.02453 0.62 0.03053 -0.07130
0.18 0.00270 -0.02730 0.64 0.03190 -0.07253
0.20 0.003331 -0.03000 0.66 0.03317 -0.07370
0.22 0.00403 -0.03263 0.68 0.03433 -0.07480
0.24 0.00480 -0.03520 0.70 0.03539 -0.07583
0.26 0.00563 -0.03770 0.72 0.03635 -0.07680
0.28 0.00653 -0.04013 0.74 0.03722 -0.07770
0.30 0.00750 -0.04250 0.76 0.03799 -0.07853
0.32 0.00853 -0.04480 0.78 0.03867 -0.07930
0.34 0.00963 -0.04703 0.80 0.03927 -0.08000
0.36 0.01080 -0.04920 0.82 0.03979 -0.08063
0.38 0.01203 -0.05130 0.84 0.04023 -0.08120
0.40 0.01333 -0.05333 0.86 0.04061 -0.08170
0.42 0.01470 -0.05530 0.88 0.04091 -0.08213
0.44 0.01613 -0.05720 0.90 0.04116 -0.08250
0.46 0.01763 -0.05903 0.92 0.04136 -0.08280
0.48 0.01920 -0.06080 0.94 0.04150 -0.08303
0.50 0.02083 -0.06250 0.96 0.04159 -0.08320
0.52 0.02252 -0.06413 0.98 0.04165 -0.08330
0.54 0.02423 -0.06570 1.00 0.04167 -0.08333
式(15)和式(17)代替规范的5个公式,公式形式统一,且不需计算P0,直接采用均布荷载,结合内力系数表,设计计算十分简便。剪力计算公式较简单,仍采用原公式。
3 算例(文献〔3〕)
五层混合结构房屋,砖墙承重,内墙厚240mm,外墙厚370mm。基础采用直径320mm,长6m的钻孔灌注桩。钢筋砼承台梁,梁高300mm,梁宽:外墙400mm;内墙350mm。承台梁底面以上荷载为:横墙q=142.9kN/m;外纵墙q=85.0kN/m。试计算外纵墙和内横墙墙下承台梁的内力(图2)。
图2 单元桩基平面图
解:
1外纵墙下承台梁
承台梁采用C20砼,I级钢筋,墙体采用MU75砖、M5混合砂浆。
EC=2.55×104N/mm2
EK=1500f
=1500×1.37
=2055N/mm2
(f——墙体抗压强度设计值)
LC=1.05L=1.05(1.65-0.32)
=1.40m<1.65m
承台梁尺寸400mm×300mm
(1)中间跨
a0=1.37h
=1.37×300=977mm
β===0.698
查表2,得:A0=0.03536
B0=-0.07581
则:跨中弯矩
M=A0qL2C=0.03536×85×14002
=5.89×106N.mm
支座弯矩
M=B0qL2C=-0.07581×85×14002
=-12.63×106N.mm
(2)边跨
a0=1.05h
=1.05×300=747mm
β===0.534
查表2,得:A0=0.02372
B0=-0.06525
则:跨中弯矩
M=A0qL2C=0.02372×85×14002
=3.95×106N.mm
梁端支座弯矩 MA=0
第二支座
MB=B0qL2C=-0.06525×85×14002
=-10.9×106N.mm
图3 纵墙承台梁计算简图
2横墙下承台梁(近似按中跨计算)
承台梁尺寸350mm×300mm
LC=1.05L=1.05(1.2-0.32)
=0.92m<1.2m
a0=1.37h=1.37×300=1079mm
β=>1.0 取β=1.0
查表2,得:A0=0.04167
B0=-0.08333
跨中弯矩
M=A0qL2C=0.04167×142.9×9202
=5.0×106N.mm
支座弯矩
M=B0qL2C=-0.08333×142.9×9202
=-10.1×106N.mm
剪力计算较简单,略。
4 结语
通过上述分析与计算可以看出,本文提出的计算方法较《建筑桩基技术规范》(JGJ94—94)法形式简捷,计算简便,是一个实用的方法。
图4 横墙承台梁计算简图
不同的钢筋混凝土图构件规范所规定的最小截面不同,具体为板、梁、柱,根据国家规范《混凝土结构设计规范》GB50010-2010(2015版),每一种构件的最小尺寸如下:
1、板
单向板:屋面板单向板的最小厚度为60mm,民用建筑单向板打的最小厚度为60mm,工业建筑单向板的最小厚度为70mm,行车道下的楼板单向板最小厚度为80mm。
双向板:最小厚度为80mm。
密肋楼盖面板:最小厚度为50mm。
悬挑板根部板厚:当悬挑长度不大于500mm时,最小厚度为60mm;当悬挑长度不大于1200mm时,最小厚度为100mm。
无梁楼板:最小厚度为150mm。
现浇空心楼盖:最小厚度为200mm。
2、梁
规范中未给出梁的尺寸,仅规定梁高不小于300mm时,钢筋直径不应小于10mm;梁高小于300mm时,钢筋直径不应小于8mm。
抗震框架结构的框架梁宽度不宜小于200mm。
根据题目配2根直径为8的钢筋,则梁截面可以小于300mm。
3、柱
柱的截面尺寸根据抗震等级和建筑物的层数和形状,柱子的最小截面不同。
四级抗震或建筑物不超过2层时,柱子最小截面300mm300mm;一、二、三级抗震且建筑物超过两层时,柱子最小截面400mm400mm。
圆柱的直径,四级抗震或建筑物不超过2层时,最小直径350mm;一、二、三级抗震且建筑物超过两层时,最小直径450mm。
扩展资料
当结构为钢筋混凝土剪力墙结构时,剪力墙的最小厚度满足如下规定:
一、二级抗震,墙的最小厚度160mm,且不宜小于层高或者无肢长度的1/20;三、四级抗震,墙的最小厚度140mm,且不宜小于层高或者无肢长度的1/25。无翼墙或端柱时,一、二级不宜小于层高或无肢长度的1/16,三、四级不宜小于层高或无肢长度的1/20。
底部加强部位的墙,一、二级抗震,墙的最小厚度200mm,且不宜小于层高或者无肢长度的1/16;三、四级抗震,墙的最小厚度160mm,且不宜小于层高或者无肢长度的1/20。无翼墙或端柱时,一、二级不宜小于层高或无肢长度的1/12,三、四级不宜小于层高或无肢长度的1/16。
国家规范《混凝土结构设计规范》GB50010-2010(2015版)第912条、921条(中国建筑工业出版社出版)
国家规范《建筑抗震设计规范》GB50010-2010(2016版)第631条、635条、641条(中国建筑工业出版社出版)
柱截面一般是根据经验先定个截面,然后在试算,也可先根据柱顶力估算截面。梁的截面主梁一般按1/10左右取,次梁可取到1/15。这些都是前期估算,也可依经验定。最终要根据位移、挠度、裂缝等综合调整。
计算要点和构造特点:
主梁除承受自重外,主要承受由次梁传来的集中荷载。为简化计算,主梁自重可折算成集中荷载计算。
2与次梁相同,主梁跨中截面按T型截面计算,支座截面按矩形截面计算。
3主梁支座处,次梁与主梁支座负钢筋相互交叉,使主梁负筋位置下移,计算主梁负筋时,单排筋h0=h-(50~60)mm,双排筋h0=h-(70~80)mm。
4主梁是重要构件,通常按弹性理论计算,不考虑塑性内力重分布。
5主梁的受力钢筋的弯起和切断原则上应按弯矩包络图确定。
6在次梁与主梁相交处,次梁顶部在负弯矩作用下发生裂缝,集中荷载只能通过次梁的受压区传至主梁的腹部。这种效应约在集中荷载作用点两侧各05~06倍梁高范围内,可引起主拉破坏斜裂缝。为防止这种破坏,在次梁两侧设置附加横向钢筋,位于梁下部或梁截面高度范围内的集中荷载应全部由附加横向钢筋(吊筋、箍筋)承担。附加横向钢筋应布置在长度为S=2h1+3b的范围内。
关于梁
梁是承受竖向荷载,以受弯为主的构件。梁一般水平放置,用来支撑板并承受板传来的各种竖向荷载和梁的自重,
梁和板共同组成建筑的楼面和屋面结构。与其他的横向受力结构(如桁架,拱等)相比,梁的受力性能是较差的,但它分析简单,制作方便,故在中小跨度建筑中仍得到了广泛应用。梁在荷载作用中主要承受弯矩和剪力,有时也承受扭矩。
资料来源::梁
没有分啊没有分,而且问题都没写完哦~
因为篇幅原因,打字又累,咱们就假定你的这根梁材质是碳素钢。
钢材是个很有意思的材料,和人的性格差不多。
假设我们对一根钢梁中间施加一个力使她受弯,那么施加的这个力从0KN加载到无穷大时,这期间钢梁的变化会怎么样的呢?
随着力的加大,前期,钢梁会成线性变形,即应力与应变成正比,我们以钢材的弹性模量可以来衡量。特征是大受力,小变形。且撤掉外荷载时钢梁会恢复到原有状态。
力继续加大,我们的钢梁有点受不了了,于是她会呈弹性非线性变形,我们以切线模量来衡量。特征:大受力,小变形但相对变形已经比前一阶段大了。撤掉外荷载钢梁还是会恢复原有形态。
咱们继续加大外荷载,钢梁就有点超负荷运转了,这个阶段的变形会呈现非弹性非线性性质,这时即便是撤销外力,钢梁也不能还原了,留给她永久的残余变形(永久损伤)。
继续加力!钢梁会认为她已经到达她所能承受的极限了,于是她的反应是“装死”(全塑性变形),即外荷载不变,但是变形却在不断加大。这就是低碳钢中明显出现的屈服平台。这个阶段和上一个阶段的交点即是我们熟悉的屈服点fy。
继续压她!钢梁这时会认为“反正是个死!我拼了!”,表现出钢材强度继续提高,变形加大。特征:小受力,大变形。
再加力压她!到达一个峰值之后,她真的是不行了,此时即便是撤销一部分外力,变形还会迅速加大---直到钢材断裂……这次她真正的“死”了……
她所能达到的这个“峰值”即是钢材的上屈服极限强度。
由上文可以看出,钢材到达极限强度的时候,已经经历了数次塑性变形,带有强烈的明显的永久性的器质伤害。若设计时按这个时候的钢材强度来考虑,实际上钢梁已经有明显的永久性的挠曲变形,其受压翼缘早已失去局部稳定。
但是,若一点都不考虑梁的塑性发展,明显太不经济,我们“初级阶段100年不变”穷的嘛。所以《钢结构设计规范》规定:有限制的利用塑性。
所以在设计时,就有了我们的“塑性发展系数”。所以我们要对钢材好一点。
就码到这里了。希望对你有所帮助。晚安。
悬挑梁截面高度一般取跨度的1/6~1/8,当悬挑长度大于1500时(建筑单位除特别说明外为mm),需加弯起钢筋。但是实际情况往往会不满足要求,所以在后面还得根据实际情况慢慢调整。
屋面板挑檐转角处应配置承受负弯矩的放射状构造钢筋,其间距沿l/2(l为挑檐长度)处应不大于200mm,钢筋的锚固长度一般取la>l,钢筋的直径与悬臂板支座处受力钢筋相同且不小于 6mm。
当挑檐宽度l≤500mm时,构造钢筋可用3根,锚固长度la>500mm;当500mm<l≤800mm时,构造钢筋可用5根,锚固长度la≥800mm。
注:当埋入墙内的长度较大且梁相对于砌体的刚度较小时,梁发生明显的挠曲变形,将这种挑梁称为弹性挑梁,如阳台挑梁、外廊挑梁等;当埋入墙内的长度较短,埋入墙内的梁相对于砌体刚度较大,挠曲变形很小,主要发生刚体转动变形,将这种挑梁称为刚性挑梁。嵌入砖墙内的悬臂雨篷梁属于刚性挑梁。
扩展资料:
悬挑梁的构造:
1、梁顶面的纵向受力筋应按计算确定,而且不少于两根。钢筋沿梁角配置,其伸入支座的长度应满足锚固要求,其余钢筋不应在梁的上部截断,且满足弯起钢筋的弯起角度一般为45°;
梁截面高h≥800mm时,可弯起60°;梁截面高较小时,可弯起30°;为了避免弯起钢筋在弯转处因其合力将混凝土压碎,钢筋在弯转处应有一定的圆弧形,圆弧半径一般不小于弯起钢筋直径的10倍。
2、弯起钢筋应根据施工对钢筋骨架的稳定和结构计算确定,当悬臂长度大于15m时,无论计算是否需要,均要设置一排(从根部算起)弯起钢筋。若悬臂端有集中力作用时,宜设置多排弯起钢筋。
3、梁底部架立筋应不少于两根,其直径不小于12mm。
-悬挑梁
-挑梁
1、《GB 50017-2003 钢结构设计规范》,这是钢结构规范,总则第三条中由“在地震区的建筑物和构筑物,尚应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011、《中国地震动参数区划图》GB 18306 和《构筑物抗震设计规范》GB 50191 的规定”。
2、《GB50011-2010建筑抗震设计规范 》 ,第八章,第九章,有相关内容。是建筑抗震专门规范。
建筑抗震设计规范·多层和高层钢结构房屋·计算要点
821 钢结构应按本节规定调整地震作用效应,其层间变形应符合本规范第55节的有关规定;构件截面和连接的抗震验算时,凡本章未作规定者,应符合现行有关结构设计规范的要求,但其非抗震的构件、连接的承载力设计值应除以本规范规定的承载力抗震调整系数。
822 钢结构在多遇地震下的阻尼比,对不超过12层的钢结构可采用0035,地超过12层的钢结构可采用002;在罕遇地震下的分析,阻尼比可采用005。
823 钢结构在地震作用下的内力和变形分析,应符合下列规定:
1 钢结构应按本规范第363条规定计入重力二阶效应。对框架梁,可不按柱轴线处的内力而按梁端内力设计。对工字形截面柱,宜计入梁柱节点域剪切变形对结构侧移的影响;中心支撑框架和不超过12层的钢结构,其层间位移计算可不计入梁柱节点域剪切变形的影响。
2 钢框架-支撑结构的斜杆可按端部铰接杆计算;框架部分按计算得到的地震剪以调整系数,达到不小于结构底部总地震剪力的25%和框架部分地震剪力最大值18倍二者的较小者。
3 中心支撑框架的斜杆轴线偏离梁柱轴线交点不超过支撑杆件的宽度时,仍可按中心支撑框架分析,但应计及由此产生的附加弯矩;人字形和V形支撑组合的内力设计值应乘以增大系数,其值可采用15。
4 偏心支撑框架构件内力设计值,应按下列要求调整:
1) 支撑斜杆的轴力设计值,应取与支撑相连接的消能梁段达到受剪承载力时支撑斜杆轴力与增大系数的乘积,其值在8度及以下时不应小于14,9度时不应小于15。
2) 位于消能梁段同一跨的框架梁内力设计值,应取消能梁段达到受剪承载力时框架梁内力一增大系数的乘积,其值在8度及以下时不应小于15,9度时不应小于16。
3) 框架柱的内力设计值,应取消能梁段达到受剪承载力时柱内力与增大系数的乘积,其值在8度及以下时不应小于15,9度时不应小于16。
5 内藏钢支撑钢筋混凝土墙板和带竖缝钢筋混凝土墙板应按有关规定计算,带竖缝钢筋混凝土墙板可仅承受水平荷载产生的剪力,不承受竖向荷载产生的压力。
6 钢结构转换层下的钢框架柱,地震内力应乘以增大系数,其值可采用15。
824 钢框架梁的上翼缘采用抗剪连接件与组合楼板连接时,可不验算地震作用下的整体稳定。
825 钢框架构件及节点的抗震承载力验算,应符合下列规定:
1 节点左右梁端和上下柱端的全塑性承载力应符合式(825-1)要求。当柱所在楼层的受剪承载力比上一层的受剪承载力高出25%,或柱轴向力设计值与柱全截面面积和钢材抗拉强度设计值乘积的比值不超过04,或作为轴心受压构件在2倍地震力下稳定性得到保证时,可不按该式验算。
[gongshi]`∑W_(pc)(f_(yc)-N/A_c)≥η∑W_(pb)f_(yb)`[/gongshi][bianhao](825-1)[/bianhao]
式中`W_(pc)、W_(pb)`——分别为柱和梁的塑性截面模量;
N——柱轴向压力设计值;
`A_c`——柱截面面积;
`f_(yc)、f_(yb)`——分别为柱和梁的钢材屈服强度;
η——强柱系数,超过6层的钢框架,6度IV类场地和7度时可取10,8度时可取10,8度时可取105,9度时可取15。
2 节点域的屈服承载力应符合下式要求:
[gongshi]`ψ(M_(pb1)+M_(pb2))//V_p≤(4//3)f_v`[/gongshi][bianhao](825-2)[/bianhao]
工字形截面柱
[gongshi]`V_p=h_bh_ct_w`[/gongshi][bianhao](825-3)[/bianhao]
箱形截面柱
[gongshi]`V_p=18h_bh_ct_w`[/gongshi][bianhao](825-4)[/bianhao]
3 工字形截面柱和箱形截面柱的节点域应按下列公式验算:
[gongshi]`t_w≥(h_b+h_c)//90`[/gongshi][bianhao](825-5)[/bianhao]
[gongshi]`(M_(b1)+M_(b2))//V_p≤(4//3)f_v/γRE`[/gongshi][bianhao](825-6)[/bianhao]
式中`M_(b1)、M_(b2)`——分别为节点域两侧梁的全塑性受弯承载力;
`V_p`——节点域的体积;
`f_v`——钢材的抗剪强度设计值;
ψ——折减系数,6度IV类场地和7度时可取06,8、9度时可取07;
`h_b、h_c`——分别为梁腹板高度和柱腹板高度;
`t_w`——柱在节点域的腹板厚度;
`M_(b1)、M_(b2)`——分别为节点域两侧梁的弯矩设计值;
γRE——节点域承载力抗震调整系数,取085。
注:当柱节点域腹板厚度不小于梁、柱截面高度之和的1/70时,可不验算节点域的稳定性。
826 中心支撑框架构件的抗震承载力验算,应符合下列规定:
1 支撑斜杆的受压承载力应按下式验算:
[gongshi]`N/(φA_(br))≤ψf/γRE`[/gongshi][bianhao](826-1)[/bianhao]
[gongshi]`ψ=1//(1+035λ_n)`[/gongshi][bianhao](826-2)[/bianhao]
[gongshi]`λ_n=(λ//π)sqrt(f_(ay)//E)`[/gongshi][bianhao](826-3)[/bianhao]
式中N——支撑斜杆的轴向力设计值;
`A_(br)`——支撑斜杆的截面面积;
φ——轴心受压构件的稳定系数;
ψ——受循环荷载时的强度降低系数;
`λ_n`——支撑斜杆的正则化长细比;
E——支撑斜杆材料的弹性模量;
`f_(ay)`——钢材屈服强度;
`γ_(RE)`——支撑承载力抗震调整系数。
2 人字支撑和V形支撑的横梁在支撑连接处应保持连续,该横梁应承受支撑斜杆传来的内力,并应按不计入支撑支点作用的简支梁验算重力荷载和受压支撑屈曲后产生不平衡力作用下的承载力。
注:顶层和塔屋的梁可不执行本款规定。
827 偏心支撑框架构件的抗震承载力验算,应符合下列规定:
1 偏心支撑框架消能梁段的受剪承载力应按下列公式验算:
当N≤015Af时
[gongshi]`V≤φ_ι^V//γRE`[/gongshi][bianhao](827-1)[/bianhao]
`V_ι=058A_wf_(ay) 或 V_ι=2M_(ιp)//a`,取较小值
`A_w=(h-2t_f)t_w`
`M_(ιp)=W_pf`
当N>015Af时
[gongshi]`V≤φ_(ιc)^v//γRE` [/gongshi][bianhao](827-2)[/bianhao]
`V_(ιc)=058A_wf_(ay)sqrt(1-[N/(Af)^2])`
或 `V_ι=24M_(ιp)[1-N//(Af)]/a`,取较小值
式中φ——系数,可取09;
V、N——分别为消能梁段的剪力设计值和轴力设计值;
`V_ι、V_(ιc)`——分别为消能梁段的受剪承载力和计入轴力影响的受剪承载力;
`M_(ιp)`——消能梁段的全塑性受弯承载力;
`a、h、t_w、t_f`——分别为消能梁段的长度、截面高度、腹板厚度和翼缘厚度;
`A、A_w`——分别为消能梁段的截面面积和腹板截面面积;
`W_p`——消能梁段的塑性截面模量;
`f、f_(ay)`——分别为消能梁段钢材的抗拉强度设计值和屈服强度;
γRE——消能梁段承载力抗震调整系数,取085。
注:消能梁段指偏心支撑框架中斜杆与梁交点和柱之间的区段或同一跨内相邻两个斜杆与梁交点之间的区段,地震时消能梁段屈服而使其余区段仍处于弹性受力状态。
2 支撑斜杆与消能梁段连接的承载力不得不于支撑的承载力。若支撑需抵抗弯矩,支撑与梁的连接应按抗压弯连接设计。
828 钢结构构件连接应按地震组合内力进行弹性设计,并应进行极限承载力验算:
1 梁与柱连接弹性设计时,梁上下翼缘的端截面应满足连接的弹性设计要求,梁腹板应计入剪力和弯矩。梁与柱连接的极限受弯、受剪承载力,应符合下列要求:
[gongshi]`M_u≥12M_p`[/gongshi][bianhao] (828-1)[/bianhao]
[gongshi]`V_u≥13(2M_p/ι_n)且V_u≥058h_wt_wf_(ay)`[/gongshi][bianhao] (828-2)[/bianhao]
式中`M_u`——梁上下翼缘全熔透坡口焊缝的极限受弯承载力;
`V_u`——梁腹板连接的极限受剪承载力;垂直于角焊缝受剪时,可提高122倍;
`M_p`——梁(梁贯通时为柱)的全塑性受弯承载力;
`ι_n`——梁的净跨(梁贯通时取该楼层信的净高);
`h_w、t_w`——梁腹板的高度和厚度;
`f_(ay)`——钢材屈服强度。
2 支撑与框架的连接及支撑拼接的极限承载力,应符合下式要求:
[gongshi]`N_(ubr)≥12A_nf_(ay)`[/gongshi][bianhao](828-3)[/bianhao]
式中`N_(ubr)`——螺旋连接和节点板连接在支撑轴线方向的极限承载力;
`A_n`——支撑的截面净面积;
`f_(ay)`——支撑钢材的屈服强度。
3 梁、柱构件拼接的弹性设计时,腹板应计入弯矩,且受剪承载力不应小于构件截面受剪承载力的50%;拼接的极限承载力,应符合下列要求:
[gongshi]`V_u≥058h_wt_wf_(ay)` [/gongshi][bianhao] (828-4)[/bianhao]
无轴向力时
[gongshi]`M_u≥12M_p` [/gongshi][bianhao](828-5)[/bianhao]
有轴向力时
[gongshi]`M_u≥12M_(pc)` [/gongshi][bianhao](828-6)[/bianhao]
式中`M_u、V_u`——分别为构件拼接的极限受弯、受剪承载力;
`M_(pc)`——构件有轴向力时的全截面弯承载力;
`h_w、t_w`——拼接构件截面腹板的高度和厚度;
`f_(ay)`——被拼接构件的钢材屈服强度。
拼接采用螺栓连接时,尚应符合下列要求:
翼缘
[gongshi]`nN_(cu)^b≥12A_ff_(ay)` [/gongshi][bianhao](828-7)[/bianhao]
且[gongshi]`nN_(vu)^b≥12A_ff_(ay)` [/gongshi][bianhao](828-7)[/bianhao]
腹板
[gongshi]`N_(cu)^b≥sqrt((V_u//n)^2+(N_M^b)^2)` [/gongshi][bianhao](828-8)[/bianhao]
且[gongshi]`Nbvu≥sqrt((V_u/n)^2+(N_M^b)^2)` [/gongshi][bianhao](828-8)[/bianhao]
式中`N_(cu)^b、N_(vu)^b`——一个螺栓的极限受剪承载力和对应的板件极限承压力;
`A_f`——翼缘的有效截面面积;
`N_M^b`——腹板拼接中弯矩引起的一个螺栓的最大剪力;
n——翼缘拼接或腹板拼接一侧的螺栓数。
4 梁、柱构件有轴力时的全截面受弯承载力,应按下列公式计算:
工字形截面(绕强轴)和箱形截面
当`N/N_y≤013时
[gongshi]`M_(pc)=M_p`[/gongshi][bianhao](828-9)[/bianhao]
当`N/N_y>013时
[gongshi]`M_(pc)=115(1-N/N_y)M_p`[/gongshi][bianhao](828-10)[/bianhao]
工字形截面(绕弱轴)
当`N/N_y≤A_w/A时
[gongshi]`M_(pc)=M_p`[/gongshi][bianhao] (828-11)[/bianhao]
当`N/N_y>A_w/A`时
`M_(pc)={1-[(N-A_wf_(ay))//(N_y-A_wf_(ay))]^2}M_p` (828-12)
式中`N_y`——构件轴向屈服承载力,取`N_y=A_nf_(ayo)`
5 焊缝的极限承载力应按下列公式计算:
对接焊缝受拉
[gongshi]`N_u=A_f^wf_u` [/gongshi][bianhao] (828-13)[/bianhao]
角焊缝受剪
[gongshi]`V_u=058A_f^wf_u` [/gongshi][bianhao](828-14)[/bianhao]
式中`A_f^w`——焊缝的有效受力面积;
`f_u`——构件母材的抗拉强度最小值。
6 高强度螺栓连接的极限受剪承载力,应取下列二式计算的较小者:
[gongshi]`N_(vu)^b=058n_fA_e^bf_u^b` [/gongshi][bianhao] (828-15)[/bianhao]
[gongshi]`N_(cu)^b=d∑tf_(cu)^b` [/gongshi][bianhao](828-16)[/bianhao]
式中`N_(vu)^b、N_(cu)^b`——分别为一个高强度螺栓的极限受剪承载力和对应的板件极限承压力;
`n_f`——螺全连接的剪切面数量;
`A_e^b`——螺栓螺纹处有效截面面积;
`f_u^b`——螺栓钢材的抗拉强度最小值;
d——螺栓杆直径;
∑t——同一受力方向的钢板厚度之和;
`f_(cu)^b`——螺栓连接板的极限承压强度,取`15f_u`。
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