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4.4.4挑梁设计计算方法及尺寸图

【摘要】:图4.4-5 挑梁下砌体局部受压a)挑梁支撑在一字墙 b)挑梁支撑在丁字墙4.挑梁的最大弯矩设计值Mmax与最大剪力设计值Vmax,可按下列公式计算:Mmax=M0 Vmax=V0 式中 M0——挑梁的荷载设计值对计算倾覆点截面产生的弯矩;V0——挑梁的荷载设计值在挑梁墙外边缘处截面产生的剪力。图4.4-6 钢筋混凝土挑梁尺寸 某钢筋混凝土挑梁,埋置于丁字形截面墙体中,尺寸如图4.4-6所示。

1.砌体墙中钢筋混凝土挑梁的抗倾覆应按下式验算(《砌规》第7.4.1条):

M0vMr (4.4-16)

式中 M0v——挑梁的荷载设计值对计算倾覆点产生的倾覆力矩

Mr——挑梁的抗倾覆力矩设计值,可按下式计算:

Mr=0.8Grl2-x0) (4.4-17)

式中 Gr——挑梁的抗倾覆荷载,为挑梁尾端上部45°扩展角的阴影范围(其水平长度l3)内本层的砌体与楼面恒荷载标准值之和(图4.4-4),当上部楼层无挑梁时,抗倾覆荷载中可计及上部楼层的楼面永久荷载;

l2——Gr作用点至墙外边缘的距离。

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图4.4-4 挑梁的抗倾覆荷载

a)l3l1时 b)l3l1时 c)洞在l1之内 d)洞在l1之外

2.挑梁计算倾覆点至墙外边缘的距离可按下列规定采用:

(1)当l1≥2.2hb时,x0=0.3hb,且不大于0.13l1

(2)当l1<2.2hb时,x0=0.13l1

式中 l1——挑梁埋入砌体墙中的长度(mm);

x0——计算倾覆点至墙外边缘的距离(mm);

hb——挑梁的截面高度(mm)。

3.挑梁下砌体的局部受压承载力,可按下式验算(图4.4-5):

NlηγfAl (4.4-18)

式中 Nl——挑梁下的支承压力,可取Nl=2RR为挑梁的倾覆荷载设计值;

η——梁端底面压应力图形的完整系数,可取0.7;

γ——砌体局部抗压强度提高系数,对图4.4-5a可取1.25;对图4.4-5b可取1.5;

Al——挑梁下砌体局部受压面积,可取Al=1.2bhbb为挑梁的截面宽度,hb为挑梁

的截面高度。

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图4.4-5 挑梁下砌体局部受压

a)挑梁支撑在一字墙 b)挑梁支撑在丁字墙

4.挑梁的最大弯矩设计值Mmax与最大剪力设计值Vmax,可按下列公式计算:

Mmax=M0 (4.4-19)

Vmax=V0 (4.4-20)

式中 M0——挑梁的荷载设计值对计算倾覆点截面产生的弯矩;

V0——挑梁的荷载设计值在挑梁墙外边缘处截面产生的剪力。

5.挑梁设计除应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)的有关规定外,尚应满足下列要求:

(1)纵向受力钢筋至少应有1/2的钢筋面积伸入梁尾端,且不少于2978-7-111-45870-8-Chapter04-145.jpg12。其余钢筋伸入支座的长度不应小于2l1/3。

(2)挑梁埋入砌体长度l1与挑出长度l之比宜大于1.2;当挑梁上无砌体时,l1l之比宜大于2。

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图4.4-6 钢筋混凝土挑梁尺寸

【例4.4-3】 某钢筋混凝土挑梁,埋置于丁字形截面墙体中,尺寸如图4.4-6所示。挑梁断面bb×hb为240mm×300mm。挑梁上、下墙厚均为240mm,采用MU10烧结普通砖和M5混合砂浆砌筑,设计使用年限为50年。楼板传给挑梁荷载标准值为:Fk=4.5kN,g1k=g2k=10kN/m,q1k=8.3kN/m,g3k=15.5kN/m,q3k=1.8kN/m;挑梁自重为1.8kN/m,挑出部分自重为1.35kN/m。纵筋选用2978-7-111-45870-8-Chapter04-147.jpg20,箍筋选配双肢箍978-7-111-45870-8-Chapter04-148.jpg6@200。试进行楼层挑梁的抗倾覆验算、局压验算和承载力验算。

解答:

1.抗倾覆验算

(1)求x

l1=1800mm>2.2hb=660mm

x0=0.3hb=0.3×300mm=90mm<0.13l1=0.13×1800mm=234mm,取x0=90mm

(2)倾覆力矩计算

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(3)抗倾覆力矩计算(用标准值)

楼盖恒载及挑梁自重:978-7-111-45870-8-Chapter04-150.jpg

墙体自重:

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(4)Mr=Mr1+Mr2=(13.8+43.44)kN·m=57.24kN·m>M0v=40.5kN·m,满足要求。

2.挑梁下砌体局压承载力计算

η=0.7,γ=1.5,f=1.5MPa,Al=1.2bhb

Nl=2R=2×[1.2×4.5+(1.2×11.35+1.4×1.0×8.3)×1.59]kN=91.06kN

ηγfAl=0.7×1.5×1.5×1.2×240×300N=136.08kN>Nl,满足要求。

3.挑梁的承载力计算

挑梁采用C20混凝土,HRB335级(纵筋)和HPB235级(箍筋)钢筋,fc=9.6MPa,ft=1.1MPa;fy=300MPa,fyv=210MPa;混凝土保护层厚度c=30mm,as=40mm,h0=260mm。

(1)受弯承载力:由式(4.4-19),Mmax=M0v=40.5kN·m

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选用2978-7-111-45870-8-Chapter04-153.jpg20(628mm2),满足要求。

(2)受剪承载力:由式(4.4-20)

Vmax=V0=[1.2×4.5+(1.2×11.35+1.4×1.0×8.3)×1.5]kN=43.26kN

0.25βcfcbbh0=0.25×9.6×240×260N=149.76kN>Vmax=43.26kN,受剪截面满足要求;

0.7ftbbh0=0.7×1.1×240×260N=48.05kN>Vmax=43.26kN,可按构造配置箍筋,选配双肢箍978-7-111-45870-8-Chapter04-154.jpg6@200,满足要求。