抗剪鋼板在轉(zhuǎn)換梁設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

抗剪鋼板在轉(zhuǎn)換梁設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，城市用地越來越少，高層建筑越來越多。由于上下層建筑功能要求的不同，轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)也越來越多。筆者在這里探討一下梁式轉(zhuǎn)換中轉(zhuǎn)換梁設(shè)計(jì)的突出問題：轉(zhuǎn)換梁的抗剪設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：抗剪鋼板轉(zhuǎn)換梁

我們先看一下規(guī)范中斜截面受剪承載力相關(guān)的公式

考慮地震作用組合的框架梁，當(dāng)跨高比l0/h≥時(shí)，其受剪截面應(yīng)符合下列條件

Vb≤

斜截面受剪承載力應(yīng)符合下列公式計(jì)算

Vb≤

某工程為框支剪力墻結(jié)構(gòu)，二十六層，總高米，七度二級(jí)抗震，在二層轉(zhuǎn)換，其轉(zhuǎn)換梁砼強(qiáng)度等級(jí)為C35，其中一道轉(zhuǎn)換梁跨度為米，梁上托不滿跨布置的剪力墻，梁截面用600mmx1800mm試算得出轉(zhuǎn)換梁的彎矩和剪力包絡(luò)圖。其中Mmax=8012kN，Qmax=4511kN，Nmax=9KN，軸力很小，可忽略不計(jì)，梁按受彎構(gòu)件設(shè)計(jì)。

則用剪力反算轉(zhuǎn)換梁截面bh0≥=1530678mm2，即轉(zhuǎn)換梁截面需要950mmx1800mm方可滿足抗剪要求。600mmx1800mm的梁截面受剪截面承載力最高可達(dá)=3006kN按Φ12@100配箍，則

xx10-3=5876kN3006kN）

而從剪力包絡(luò)圖可以看出不滿足要求的只有一段大概有兩米長(zhǎng)的梁段剪力超過3006kN.因?yàn)榻ㄖ⒚嬉蟛辉试S在轉(zhuǎn)換梁支座處加腋，若能通過另一種方法加強(qiáng)這一小段梁的受剪承載力，就可以避免把整段梁截面加到950mmx1800mm的局面。而且轉(zhuǎn)換梁的兩端支座處的彎矩都不大，加大梁截面，梁砼量增加不說，根據(jù)高規(guī)強(qiáng)制性條文中％配筋率要求，加大截面無疑是增加鋼筋；截面增大，梁的箍筋也相應(yīng)增加。如果提高梁砼標(biāo)號(hào)，那要C60才達(dá)到要求。從施工角度看，高標(biāo)號(hào)的砼施工質(zhì)量難以保證。用什么方法可以經(jīng)濟(jì)有效的解決這個(gè)問題呢？在轉(zhuǎn)換梁中引入抗剪鋼板可以解決這個(gè)問題。

讓我們先看一下抗剪鋼板的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。根據(jù)《型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程JGJ138-2001》條和條規(guī)定

考慮地震作用組合的型鋼混凝土框架梁，其受剪截面應(yīng)符合下列條件

Vb≤

≥

斜截面受剪承載力應(yīng)符合下列公式計(jì)算

Vb≤

從公式可得出，型鋼混凝土梁的抗剪能力主要由三部分組成：砼抗剪能力、箍筋抗剪能力、型鋼梁腹板抗剪能力，其中后者占絕對(duì)主導(dǎo)地位；又由于不考慮型鋼梁翼緣的抗剪能力，故我們可以僅引入型鋼的腹板以承受剪力，即抗剪鋼板。比較公式與、可知，同等截面，同等砼標(biāo)號(hào)情況下，加入抗剪鋼板的梁的受剪截面承載力最高可提高＝倍。比較公式與可知，砼提供的受剪承載力提高了＝倍，箍筋提供的受剪承載力折減到＝倍，抗剪鋼板提供的受剪承載力至少有梁受剪截面承載力）的=倍的剪力，此數(shù)值是比較大的。綜合以上各點(diǎn)，在轉(zhuǎn)換梁中加入抗剪鋼板可以使轉(zhuǎn)換梁的受剪截面承載力會(huì)有較大的提高。

下面我們對(duì)轉(zhuǎn)換梁加入的抗剪鋼板進(jìn)行設(shè)計(jì)

Vb≤＝xx10-3=7214kN

加入抗剪鋼板的規(guī)格為兩塊8厚Q345，高為700mm的鋼板，受剪截面承載力為

＝=≥

Vb≤

=

=6864kN≥4511kN滿足要求

抗剪鋼板的長(zhǎng)度由剪力包絡(luò)圖決定，抗剪鋼板宜伸過剪力不足的截面范圍300mm左右。同時(shí)，為了保證抗剪鋼板與梁的混凝土之間的有效粘結(jié)，在抗剪鋼板上設(shè)置了M16@200x200的銷釘，起抗剪鍵的作用。

以上討論的框支梁，由于梁上剪力墻不滿跨布置，經(jīng)有限元分析，梁內(nèi)軸力接近于0，故方可按受彎構(gòu)件設(shè)計(jì)。對(duì)于傳統(tǒng)的剪力墻滿跨布置的框支梁，存在較大的