在楼面设计中对墙梁计算的几点体会

按一般传统概念对墙梁的定义是：承受上部砌筑墙体的钢筋砼梁称为墙梁。以往墙梁的设计方法很多，最保守的方，法是取梁上全部墙体和楼(屋)盖自重与活荷载作为梁上荷载并按原分布考虑；有的只考虑其上部份荷载(两层或三层)来计算梁的弯矩；而运用较多的则将梁上的墙体视为反弹性地基，求出梁、墙界面的法向应力加以简化作为梁上荷载。这些方法都是将梁当作普通受弯构件考虑，     

钢筋混凝土梁受弯承载力简化计算

从混凝土受弯构件的基本假定和基本公式出发,推导出采用内力臂系数进行受弯承载力计算的简化公式。经过大量计算,分析了弯矩、配筋率和混凝土强度对内力臂系数的影响。最后,基于在我国混凝土梁纵向受拉钢筋配筋率基本不大于1.6%的情况,建议采用简化公式进行梁配筋设计时。内力臂系数可取0.80(C30混凝土,HRB 40钢筋)或0.85(C35混凝土,HRB 400钢筋)。     

翼缘纵向变厚度焊接工字形截面钢梁整体稳定性能试验

为研究翼缘纵向变厚度焊接工字形截面钢梁的整体稳定性能,共设计了11个变厚度梁和2个等厚度梁并进行无侧向约束整体稳定试验,包含三点弯和四点弯两种加载方式,0、2、4、6、8mm/m共5种厚度变化率。试验结果表明：钢梁均发生弹塑性弯扭失稳破坏,卸载后仍有明显残余变形;相比四点弯加载,翼缘厚度变化对三点弯加载钢梁承载性能的影响更为明显。对现有等厚度梁的整体稳定设计方法和稳定系数曲线进行总结,结合精细化有限元分析得到,变厚度梁的弹性失稳临界弯矩随着翼缘厚度变化率增大而降低。基于现有等厚度梁规范稳定曲线进行变厚度梁稳定承载力计算时,建议采用有限元分析或者以平均截面尺寸下的等厚度梁近似计算弹性失稳屈曲临界弯矩,由此可得相比按跨中最大截面设计相对安全的稳定承载力。最后将试验结果与规范计算所得稳定承载力对比,结果表明欧洲规范BS EN 1993-1-1最为安全,中国规范GB 50017—2017次之,美国规范ANSI/AISC 360-16最不安全。变厚度梁整体稳定设计方法的提出还需进一步深入研究。     

墙梁设计

按一般传统概念对墙梁的定义:承受上部砌筑墙体的钢筋混凝土梁称为墙梁。墙梁结构在实际工程中的应用极为广泛,如商店——住宅、饭店——旅馆等底层为大空间而其上各层为小开间的多层混合结构房屋,常采用墙梁来支承二层以上的墙体及其所传递的荷载,厂房的围护砖墙也多采用墙梁来承托(图1)。以往墙梁的设计方法很不统一,主要是对梁的荷载取值与分布上存在较大的差异,最保守的方法是取梁上全部墙体和楼(屋)盖自重与活载作为梁上荷载并按原分布考虑;有的只考虑其上部分荷载(两层或三层)来计算梁的弯矩;而应用较多的则将梁上的墙体视为反弹性地基,求出梁、墙界面的法向应力加以简化作为梁上荷载。这些方法都是将梁当作普通受弯构件考虑,与结构的实际工作情况有很大的差别,因而往往过低地估计了墙梁的承载能力,使梁的截     

预载水平及剪/弯承载力比对剥离破坏的影响

通过碳纤维片材加固钢筋混凝土简支梁的受弯试验及文献中相关试验,研究了预载水平及剪/弯承载力比对纤维片材初始剥离荷载的影响。对本文试验及文献中发生剥离破坏的碳纤维片材加固钢筋混凝土梁的试验研究,分析结果表明:(1)随剪/弯承载力比的增大,加固梁纤维片材的初始剥离荷载也随之增大;但当剪/弯承载力比值较小,即受剪承载力富裕度较小的情况下,纤维片材可能会在低于设计极限承载力时发生剥离破坏;(2)加固时预载水平的大小对碳纤维片材加固钢筋混凝土梁的极限荷载和CFRP片材初始剥离时的荷载影响不大。因此加固设计时必须充分考虑加固构件的受剪承载力对剥离破坏的影响,以避免纤维剥离这一脆性破坏模式的发生。     

翼缘非等厚矩形钢管混凝土梁受弯性能研究

为了研究翼缘非等厚矩形钢管混凝土梁的受力性能,进行了7根钢管混凝土梁的四点弯曲试验,试件的变化参数为钢管上、下翼缘厚度和混凝土强度。结果表明,钢管上下翼缘厚度之比越小,承载力极限状态下的截面中性轴越靠下,表明参与工作的混凝土越多,组合截面承载性能越好;当上下翼缘厚度之比约为1/3时,通过提高混凝土的强度能有效增大构件的受弯承载力。采用有限元软件ABAQUS对受弯试验进行了全过程模拟,得到的结果与试验结果吻合。模拟分析还表明,优化后的翼缘非等厚矩形钢管混凝土截面不仅增大了钢管分担的弯矩,同时也增加了混凝土的工作面积,两者共同作用提升了构件的受弯承载力,当含钢率约为0.2时,承载力相较于等壁厚构件可提升15%以上。在平截面假定的基础上推导了翼缘非等厚矩形钢管混凝土组合截面受弯承载力的解析表达式,并探讨了对构件截面的优化问题,特别对含钢率较高的高强混凝土构件,优化截面的承载力提高效果显著。研究结果表明,翼缘非等厚矩形钢管混凝土梁具有良好的承载性能和变形性能。     

预弯复合梁及其计算与设计(1)——截面应力分析与承载力、挠度计算

预弯复合梁及其计算与设计（１）——截面应力分析与承载力、挠度计算李国强楼国彪（同济大学２０００９２）杨晓峰（上海外滩房屋置换开发有限公司２００００２）ＰＲＥＦＬＥＸＢＥＡＭＡＮＤＩＴＳＢＥＨＡＶＩＯＲＡＮＤＤＥＳＩＧＮ（１）——ＳＴＲＥＳＳＡＮＡＬＹ...     

冷弯超薄壁C型钢墙梁节点抗震性能试验研究

对3个冷弯超薄壁C型钢组合墙体与组合楼盖连接的墙梁节点足尺试件进行拟静力试验,讨论不同墙架柱截面、不同轴压比对墙梁节点承载力、耗能能力的影响,得到了各节点的破坏特征、承载力特征值、延性和耗能系数。结果表明:墙架柱截面对冷弯超薄壁C型钢墙梁节点的抗震性能影响较大,C160mm×40mm×10mm×1mm截面试件的承载力是C89mm×44.5mm×12mm×1mm截面试件的1.5倍,延性系数约1.1倍。轴压比对冷弯超薄壁C型钢墙梁节点的抗震性能影响明显,0.4的轴压比下C160mm×40mm×10mm×1mm截面试件的承载力是0.2的轴压比时的2/3,延性系数约1/2。     

超高韧性水泥基复合材料控裂钢筋混凝土复合梁正截面承载力计算

采用拉应变可达3%～5%、极限受拉破坏时平均裂缝间距和平均裂缝宽度仅为1～2mm和60～100μm的超高韧性水泥基复合材料(UHTCC)替换普通钢筋混凝土梁受拉区的部分混凝土材料,可提高结构的耐久性。针对该类UHTCC/RC复合梁,在假定UHTCC和混凝土之间界面粘结很好和平截面假设成立的前提下,根据平衡方程给出了其整个受力过程中考虑UHTCC起裂后拉应力增加部分影响的弯曲承载力理论解析公式,结合所完成的12个UHTCC/RC复合梁弯曲试验结果,进行了对比。结果表明,理论解析公式和UHTCC按理想弹塑性受拉模型推导的理论简化公式计算值比较接近,最大误差不超过10%。本文提出的正截面承载力计算方法可为该类复合梁的承载力设计提供参考。     

波形钢腹板组合槽型梁静载试验与有效预应力分析

波形钢腹板组合槽型梁是一种新型下承式开口薄壁桥梁结构,对4片按照1/4相似比进行设计的试验梁进行两点对称加载和有限元分析,研究两组试验梁在对称荷载作用下的荷载位移关系、截面应变分布、裂缝发展规律和破坏形态等,分析张拉预应力和释放预弯力后试验梁底板混凝土的有效预压应力。研究表明：竖向荷载作用下试验梁符合平截面变形规律,应忽略波形钢腹板对抗弯刚度的贡献和底板混凝土对抗弯承载力的抵抗作用;试验梁混凝土受压区受限于上翼缘板,其应变分布为梯形而非常规的三角形分布;下承式槽型截面的中性轴偏低,波形钢腹板预弯钢梁反弹能够有效地对混凝土施加预压应力;采用波形钢腹板能有效提高槽型梁的预应力施加效率,文中建议的波形钢腹板组合梁预应力等效荷载法,能准确计算此类结构的混凝土有效预压应力;两组试验梁由于配筋量的不同分别发生塑性和脆性弯曲破坏;波形钢腹板组合槽型梁的自重轻、抗弯刚度较大、具有较好的延性和抗裂性能。     

长距离高精度预埋螺栓施工

某焦化厂的炼焦炉中,分别有2根推焦车轨道梁和2根拦焦车轨道梁,截面均为400mm×400mm,总长约63m;4根轨道梁均为现浇连续梁,采用 C20混凝土浇筑。轨道梁上面要求埋入长350mm或340mm(埋入300mm,外露50mm或40mm)的20或16轨道固定螺栓,总共约900根(纵向间距500～630mm)。图纸要求预埋螺栓的安装精度为:纵向轴线位移≤3mm,间距位移≤10mm,标高允许误差±3mm。为了满足施工精度要求且便于施工,我们研     

负弯矩作用下钢筋混凝土U型叠合梁受力性能研究

针对一种由预制U型梁、预制板和现浇板组成的新型钢筋混凝土叠合梁,开展了负弯矩作用下钢筋混凝土U型叠合梁与现浇对比梁的足尺模型试验,对其破坏形态、截面承载力、位移延性和滑移等进行了较为系统的研究。研究表明:负弯矩作用下叠合梁和现浇梁均发生了受弯破坏;达到峰值荷载时叠合梁中预制板与现浇层之间、预制梁与预制板之间和预制梁与现浇层之间的最大滑移值均不大于0.5 mm;叠合梁的负弯矩截面抗弯承载力较现浇梁约低1%;叠合梁的位移延性系数为8.16,较现浇梁的位移延性系数高17%。本文研究成果可为这种新型钢筋混凝土U型叠合梁的工程应用提供技术依据和参考。     

复合预应力混凝土框架倒扁梁楼板施工

北京西郊宾馆贵宾楼工程,建筑面积6400m2,采用现浇框架剪力墙结构。地下1～2层为公共设施服务区,3～6层为客房区。纵向7跨,柱距8m,横向3跨,两侧柱距5.1m,中间跨7.6m。1复合预应力倒扁梁构造本工程纵向“倒扁梁”宽1.4m,横向倒扁梁宽1.2m,其中8.0m跨及7.6m跨分布两根肋梁,5.1m跨分布一根肋梁,肋梁宽400mm。倒扁梁、肋梁呈井字布置,均隐含在板内,板厚250mm及200mm(用于卫生间部位)。板分上下两层各40mm,中间填充憎水增强膨胀珍珠岩板块。复合预应力倒扁梁楼板构造如图1所示。2工艺流程顶板模板验收→铺放下层板点焊钢筋网片→绑扎倒扁梁与肋梁…     

钢筋砼矩形截面梁的高度选择

钢筋砼矩形截面梁的设计,是一项面大量广的设计工作。如何确定梁的截面尺寸呢?通常,按高跨比初步确定梁高,方法虽然简单,但很粗糙:如果梁上荷载小会出现按构造配筋,不经济;如果梁上荷载大预选高度不够,需另设。在工程实际中,可根据模数规定、模板尺寸、墙柱的常用构造做法,梁宽一般用250(240)、300mm两种,然后再确定梁高。本文根据规范《GBJ10—89》的(4.1.5—)至(4.1.5—4)和(4.2.1—1)公式导出梁的简捷计算公式,该式得出的梁高,保证在经济配筋率范围,梁高最小,有良好的经济效益。现介绍如下:     

混凝土结构耐久性的公路桥梁变形安全控制方法

在公路桥梁建设过程中,受混凝土材料特性的影响,桥梁变形问题频发,因此提出考虑混凝土结构耐久性的公路桥梁变形安全控制方法设计。公路桥梁建设项目实施时,按照合适的比例添加再生骨料,完成再生混凝土的配制,为工程质量提供基础材料保障;以钻孔注浆的方式为主,设计桥梁桩基加固方案。通过倒拆分析法,构建施工参数计算模型;根据施工参数的实时变化,调整实际施工要求,从而实现公路桥梁变形安全控制。结果表明：在实际公路桥梁建设过程中,设计方法中的应用,使后续检测结果中桥梁裂缝情况大幅度减少,且桥梁最高沉降数据为8 mm,沉降速率约为0.17 mm/d,均在安全范围之内,提升了公路桥梁变形安全控制效果。     

钢次梁插入混凝土框架梁试验研究与力学分析(下)

进行了2个钢次梁锚入混凝土框架梁(4种不同形式节点)和1个悬挑钢次梁锚入混凝土框架梁静载试验,结果表明,钢梁端部的弯矩与剪力引起混凝土梁顶面受弯裂缝、侧面剪、扭斜裂缝,导致钢梁上部区域拔出引起节点锚固失效破坏;由于缺乏楼板及其配筋的约束作用和钢次梁悬链线效应的有利影响,悬臂钢梁承载力小于普通试件;600 mm高框架梁试件的钢梁端部嵌固能力比900 mm高框架梁试件小。论文提出节点应变分布模型,水平与竖直方向的内力分开考虑分析节点内力;研究了不考虑水平力的节点承压破坏的弯剪相关性,表明无量纲弯矩和剪力呈线性关系;分析了弯矩、剪力变化与板中钢筋达屈服、框架梁边缘混凝土压坏的应力状态关系,给出了有实用价值的内力计算公式及设计方法。     

钢次梁插入混凝土框架梁试验研究与力学分析(上)

进行了2个钢次梁锚入混凝土框架梁(4种不同形式节点)和1个悬挑钢次梁锚入混凝土框架梁静载试验,结果表明,钢梁端部的弯矩与剪力引起混凝土梁顶面受弯裂缝、侧面剪、扭斜裂缝,导致钢梁上部区域拔出引起节点锚固失效破坏;由于缺乏楼板及其配筋的约束作用和钢次梁悬链线效应的有利影响,悬臂钢梁承载力小于普通试件;600 mm高框架梁试件的钢梁端部嵌固能力比900 mm高框架梁试件小。本文提出节点应变分布模型,水平与竖直方向的内力分开考虑分析节点内力;研究了不考虑水平力的节点承压破坏的弯剪相关性,表明无量纲弯矩和剪力呈线性关系;分析了弯矩、剪力变化与板中钢筋达屈服、框架梁边缘混凝土压坏的应力状态关系,给出了有实用价值的内力计算公式及设计方法。     

预应力碳/玻混杂纤维筋混凝土梁受弯性能研究

针对单一纤维的FRP筋延性较差的缺点,在采用碳/玻混杂纤维复合材料(C/G-HFRP)筋的同时,引进预应力技术。通过对2根预应力HFRP筋混凝土梁、1根普通钢筋混凝土梁和1根普通HFRP筋混凝土梁的受弯性能试验研究,分析预应力HFRP筋混凝土梁的受力过程、破坏形态、抗弯承载力和变形等,提出了等效抗弯刚度的计算模型,为HFRP筋的工程应用提供了依据。     

关于钢筋混凝土屋面梁裂缝的分析与处理

1.工程概况 某学校1996年8月动工,1997年底交付使用,建筑面积1800,为4层框梁及局部砖混结构,钢筋混凝土条形基础,4层大空间采用屋面井字梁结构布置形式,于1998年4月发现①～⑤轴A～D轴间井字梁两侧屋面板以下部分出现多道垂直裂缝(图1和图2),经除去粉刷层之后发现裂缝沿构件截面呈上宽下窄状态,裂缝宽度大约为0.5～1mm,基本上都是表面裂缝,并未贯通梁底,大多集中在梁跨中部位,在LB梁上的出现多于LA梁.同时井字梁的周边梁与其下砌体结构产生了明显的错位.     

国产轧制H型钢梁整体稳定性的研究

运用有限元方法 ,考虑初始缺陷及扭转惯性矩It 的影响 ,计算国产轧制H型钢梁的稳定承载力 ,并与《钢结构设计规范》(GBJ1 7- 88) (以下简称“规范”)计算焊接工字梁的方法进行对比。通过计算发现当轧制H型钢梁的截面高度较大时 ,用“规范”中焊接工字梁的计算方法来计算轧制H型钢梁的稳定承载力是不安全的 ,给出了修正的设计公式