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挑梁

鎖定
挑梁是一種建築構件,指從主體結構延伸出來,一端連接主體,一端沒有支承的豎向受力懸臂構件,分為彈性挑梁和剛性挑梁兩種。
中文名
挑梁
外文名
The cantilever beams
方    向
多用於建築工地
分    類
彈性挑梁和剛性挑梁

挑梁簡介

在砌體結構房屋中,為了支撐承挑廊、陽台、雨篷等,常設有埋入砌體牆內的鋼筋混凝土懸臂構件,即挑梁。
當埋入牆內的長度較大且梁相對於砌體的剛度較小時,梁發生明顯的撓曲變形,將這種挑梁稱為彈性挑梁,如陽台挑梁、外廊挑梁等;當埋入牆內的長度較短,埋入牆內的梁相對於砌體剛度較大,撓曲變形很小,主要發生剛體轉動變形,將這種挑梁稱為剛性挑梁。嵌入磚牆內的懸臂雨篷梁屬於剛性挑梁。 [1] 

挑梁分類

分類方法一
在砌體結構房屋中,為了支承挑廊、陽台、雨篷等,常設有埋入砌體牆內的鋼筋混凝土懸臂構件,此為挑梁的一種形式。當埋入牆內的長度較大且梁相對於砌體的剛度較小時,梁發生明顯的撓曲變形,將這種挑梁稱為彈性挑梁,如陽台挑梁,外廊挑梁等;當埋入牆內的長度較短,埋入牆內的梁相對於砌體剛度較大,撓曲變形很小,主要發生剛體轉動變形,將這種挑梁稱為剛性挑梁。嵌入磚牆內的懸臂雨篷梁屬於剛性挑梁。
分類方法二
現澆鋼筋混凝土結構中,從連續梁端支座延伸出來一定長度的梁段或者直接從柱子連接出來,端部是沒有支承的梁也屬於挑梁,前者稱外伸梁,後者稱懸臂樑。

挑梁破壞形態

埋置於牆體中的挑梁是與砌體共同工作的,在牆體上的均布荷載P和挑梁端部集中力F作用下經歷了彈性工作、帶裂縫工作和破壞階段。
(1)彈性工作階段。挑梁在未受外荷載之前,牆體自重及其上部荷載在挑梁埋入牆體部分的上、下界面產生初始壓應力,當挑梁端部施加外荷載F後,隨着F的增加,壓應力將首先達到牆體通縫截面的抗拉強度而出現水平裂縫,出現水平裂縫時的荷載為傾覆時的外荷載的20%~30%,此為第一階段。
(2)帶裂縫工作階段。隨着外荷載F的繼續增加,最開始出現的水平裂縫①將不斷向內發展,同時,挑梁埋入端下界面出現水平裂縫②並向前發展。隨着上、下界面的水平裂縫的不斷髮展,挑梁埋入端上界面受壓區和牆邊下界面受壓區也不斷減小,從而在挑梁埋入端上角砌體處產生裂縫。隨着外荷載的增加,此裂縫將沿砌體灰縫向後上方發展為階梯形裂縫③,此時的荷載約為傾覆時外荷載的80%。斜裂縫的出現預示着挑梁進入傾覆破壞,在此過程中,也可能出現局部受壓裂縫④。
(3)破壞階段。破壞階段挑梁可能發生下列三種破壞:
1)挑梁傾覆破壞。當挑梁埋入端的砌體強度較高且埋入段長較短,則可能在挑梁尾端處的砌體中產生階梯形斜裂縫。如挑梁砌入端斜裂縫範圍內的砌體及其他上部荷載不足以抵抗挑梁的傾覆力矩,此斜裂縫將繼續發展,直至挑梁產生傾覆破壞。發生傾覆破壞時,挑梁繞其下表面與砌體外緣交點處稍向內移的一點轉動。
2)挑梁下砌體局部受壓破壞。當挑梁埋入端的砌體強度較低且埋入段長度較長,在斜裂縫發展的同時,下界面的水平裂縫也在延伸,使挑梁下砌體受壓區的長度減小、砌體壓應力增大。若壓應力超過砌體的局部抗壓強度,則挑梁下的砌體將發生局部受壓破壞。
3)挑梁彎曲破壞或剪切破壞。挑梁由於正截面受彎承載力或斜截面受剪承載力不足引起彎曲破壞或剪切破壞。

挑梁構造要求

挑梁設計除應符合國家標準《混凝土結構設計規範》GB 50010的有關規定外,還應滿足下列要求:
(1)縱向受力鋼筋至少應有50%的鋼筋面積伸入梁尾端,且不少於2根直徑為12mm鋼筋。其餘鋼筋伸入支座的長度,對於埋入砌體的挑梁不應小於 2L/3(L為外伸挑梁埋入砌體牆內的長度),對於混凝土結構中的挑梁,在支座裏應滿足按受拉鋼筋要求的錨固長度
(2)挑梁埋入砌體長度與挑出長度之比宜大於1.2;當挑樑上無砌體時,埋入長度與挑出長度之比宜大於2。
(3)當挑梁下有混凝土構造柱或墊梁時,計算傾覆點到牆外邊緣的距離可取0.5x0(x0為計算傾覆點至牆外邊緣的距離)。
參考資料
  • 1.    趙維霞,馬秀平主編;吳恆,張毅,趙維森副主編;孫巨鳳,鄭宇,滕永彪參編;牟培超主審.《混凝土結構與砌體結構(第2版)》:北京理工大學出版社,2016.02:第240頁