砌體結構簡支梁的梁端負彎矩初探

張 揚 汪耀武

1 問題提出

在砌體結構設計中，為簡化模型，便于計算，設計人員常常將梁端支撐于砌體之上的單跨梁按簡支梁考慮(見圖1)。此時，梁端與砌體的連接按固定鉸支座考慮，按此理論，梁端在此處可自由轉動。但是，在實際情況中，該梁端此處受到上下部墻體的約束而無法自由轉動，這是與設計假定有出入的，本文結合工程案例就此問題展開討論，分析該梁的合理設計方法。

2 支座分析

上面提到，在一般情況下，設計人員為了計算方便，將該梁梁端的支座簡化為固定鉸支座，但是由于梁端上下墻體的約束作用，該支座的實際受力情況與固定鉸支座有一定的差距。

當僅考慮梁受到豎向荷載這一種工況的作用時，梁端實際受力情況如圖2所示。此處，梁端類似于埋入墻內的懸挑構件，參照《砌體結構設計規范》第7.4節的規定，可得出參數如下:

1)當 b≥2.2hb時，取 x0=0.13 × hb(且 x0≤0.13b)。2)當b ＜2.2hb時，取 x0=0.13b。3)x1=0.5b。

其中，b為墻厚;hb為梁高;ln為梁凈跨;F1為梁豎向荷載工況下，梁下部墻體對梁的支座反力的合力;F2為梁豎向荷載工況下，梁上部墻體對梁的支座反力的合力;x0為梁豎向荷載工況下，梁下部墻體對梁的支座反力的合力點距離墻內側的距離;x1為梁豎向荷載工況下，梁上部墻體對梁的支座反力的合力點距離墻內側的距離。

3 受力分析

綜上所述，該梁所受外力的位置均已確定，可根據其外力大小確定該梁的支座屬性。

4 工程實例

現有某砌體結構房屋，樓板采用預應力空心板，梁柱為C25現澆鋼筋混凝土結構，共6層，層高3 m，所有墻厚b=240 mm，3層某梁凈跨度ln=4 760 mm，梁寬250 mm，梁高hb=400 mm，經計算，梁上均布荷載設計值q=22.4 kN/m，F1=497 kN。

分析該梁端支座屬性，有497×(0.24－0.5×0.24－0.13×15.03 kN·m。梁端支座可按固定端支座考慮，參考《實用建筑結構靜力計算手冊》查表可知，該梁梁端負彎矩為該梁跨中最大正彎矩為

實際工程中該梁分別按簡支梁和端部固支梁分析。當按簡支梁分析時，上部架立鋼筋采用2φ10，下部采用2φ16作為受力鋼筋，梁上放置預應力空心板。該梁在使用過程中發現梁端出現裂縫，裂縫寬度肉眼可見，裂縫經修補處理后不再擴展;當按固支梁分析時，采用3φ12的HRB335級鋼筋作為支座負彎矩筋，跨中可去掉1φ12，利用剩下的2φ12作為架立筋，梁下部采用2φ14作為受力鋼筋，經觀察，梁上無明顯裂縫。

5 結語

根據以上分析及工程實例，我們可以看出，砌體結構中的梁如果不加區分，一律按照簡支梁來考慮，則與實際情況不符，梁端負彎矩設計值大于該處的彎矩承載力設計值，造成梁端開裂，過早形成塑性鉸，不僅影響梁的耐久性能，也影響到梁的抗震性能。

[1]GB 50003-2001，砌體結構設計規范[S］.

[2]GB 50010-2002，混凝土結構設計規范[S］.

[3]國振喜.實用建筑結構靜力計算手冊[M］.北京:機械工業出版社，2009.

[4]呂 毅.多層砌體房屋抗震設計中有關問題的探討[J］.山西建筑，2010，36(3):97-98.