《砌体结构》中挑梁倾覆力矩计算探讨

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  摘要:在《砌体结构》课程中,挑梁的倾覆力矩计算有两种模型,作者引用例题介绍了这两种模型的不同计算方法。
  关键词:砌体结构;挑梁;倾覆力矩;两种模型
  1.例题
  某多层砌体结构房屋,顶层钢筋混凝土挑梁置于丁字形(带翼墙)截面的墙体上,尺寸如图所示;挑梁截面b×hb=370mm×400mm,墙体厚度为370mm。屋面板传给挑梁的恒荷载及挑梁自重标准值为gk=27kN/m,活荷载标准值为qk=3.5kN/m,计算挑梁的最大弯矩设计值(kN·m)
  2.《砌体结构设计规范》有关规定[1]
  《砌规》中的7.4.5条,挑梁最大弯距设计值(Mmax)等于梁的荷载设计值对计算倾覆点产生的倾覆力矩(M0)。
  挑梁的计算倾覆点至墙外边缘的距离可按7.4.2条计算:
  1)当挑梁埋入砌体墙中的长度时,
  2)当时,
  3)挑梁下有混凝土构造柱或垫梁时,计算倾覆点至墙外边缘的距离可取
  3.两种模型观点[2,3]
  计算倾覆力矩时,有两种计算模型,如下图所示。
  图a其中为教科书与《砌体结构设计手册》所采用的计算模型;图b其中为命题组所采用的计算模型,解题过程為:
  由《砌规》7.4.2条,=3.65m>2.2=2.2×0.45=0.99m, 且有构造柱,
  故=(0.3×0.45)/2=0.0675m,
  (1)采用模型a时:M=×(1.3×27+1.5×3.5)×(1.8+0.0675)2=70.36kN·m
  (2)采用模型b时:M=1.8×(1.3×27+1.5×3.5)×(1.8/2+0.0675)=70.27kN·m
  4.结束语[4,5,6]
  (1)《砌规》在对采用哪个模型表述的不是很清楚,但两种模型计算的倾覆力矩几乎相同。
  (2)在2012年《全国一级注册结构工程师专业考试》上午段第39题,命题组给出的解答采用的模型b。
  (3)个人建议,在顶层挑梁倾覆力矩计算时采用的模型a,在非顶层挑梁倾覆力矩计算时采用的模型b。
  参考文献
  1. GB50003-2011砌体结构设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2012.
  2. 施楚贤.砌体结构[M](第4版).北京:中国建筑工业出版社,2017.
  3. 刘立新.砌体结构[M](第4版).武汉:武汉理工大学出版社,2013.
  4. 全国一级注册结构工程师专业考试试题解答及分析(2011~2016)[M].北京:中国建筑工业出版社,2017.
  5.兰定筠.一级注册结构工程师专业考试考前实战训练(第11版)[M].北京:中国建筑工业出版社,2019.
  5.张庆芳,杨开.一级注册结构工程师专业考试历年真题·疑问解答·专题聚焦(第9版)[M].北京:中国建筑工业出版社,2019.
  作者简介:张晓杰(1980-),男,硕士研究生,讲师,Email:qaxyzxj@163.com
  赵静(1986-),女,硕士研究生,讲师,Email:see2009@sohu.com
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