摘 要:文章主要用結(jié)構(gòu)力學(xué)的方法對(duì)連續(xù)梁在荷載作用下進(jìn)行彈性?xún)?nèi)力計(jì)算分析,并結(jié)合具體的房屋建筑中的單向板肋梁樓蓋為實(shí)例確定活荷載最不利分布情況。
關(guān)鍵詞:連續(xù)梁;簡(jiǎn)化模型;荷載分布
1 連續(xù)梁
連續(xù)梁是有三個(gè)或三個(gè)以上的軸承梁。連續(xù)梁有中間支座,所以它的內(nèi)力和變形要比單跨梁小很多,在工程結(jié)構(gòu)應(yīng)用非常廣泛。連續(xù)梁受到活載和恒載的共同作用,恒載經(jīng)常存在而且布滿(mǎn)全跨,活載不經(jīng)常存在且不同時(shí)布滿(mǎn)全跨;對(duì)某一截面來(lái)說(shuō)恒載產(chǎn)生的內(nèi)力是固定不變的,而活載產(chǎn)生的內(nèi)力則隨活載分布的不同而改變。結(jié)構(gòu)要保證各種載荷作用下不被破壞,必須獲得結(jié)構(gòu)在各種荷載作用下產(chǎn)生的最大內(nèi)力,最后按各截面有可能產(chǎn)生的最大內(nèi)力進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
2 連續(xù)梁的簡(jiǎn)化及它的分析計(jì)算模型
下面以單向板形式的肋梁樓蓋為例進(jìn)行分析:
2.1 計(jì)算假定
(1)梁為彈性桿件;(2)假設(shè)兩端支撐情況為一端為鉸支,另一端是鏈支;中間的均為鏈桿支撐;(3)在計(jì)算梁、板的支座的支反力時(shí),為了簡(jiǎn)單,可以把梁的連續(xù)性忽略不計(jì),把每一跨都按簡(jiǎn)支梁來(lái)求支反力。
2.2 較多跨連續(xù)梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖
對(duì)于單向板肋梁樓蓋連續(xù)梁結(jié)構(gòu),通?鐢(shù)大于5跨,而且各跨的跨度不會(huì)完全相同,經(jīng)驗(yàn)表明當(dāng)各跨跨度不完全相等時(shí),當(dāng)各跨跨度的差小于或等于10%,為了簡(jiǎn)單計(jì)算,可以用等跨的連續(xù)梁確定其內(nèi)力。每跨所受荷載一樣,跨數(shù)大于5跨的同跨同截面連續(xù)梁的計(jì)算顯示,除了兩邊跨外,所有中間各跨的內(nèi)力幾乎是相等的,因此,設(shè)計(jì)中將全部中間跨都用第三跨的內(nèi)力來(lái)代表。因此所有多跨的連續(xù)梁均可以簡(jiǎn)化為5跨的連續(xù)梁來(lái)計(jì)算。
2.3 簡(jiǎn)化后連續(xù)梁與真實(shí)情況存在出入
(1)兩邊的支座基本上都會(huì)有一定的鑲嵌的作用,因此計(jì)算配置鋼筋時(shí)應(yīng)在梁兩邊支座的上端放置適當(dāng)?shù)臉?gòu)造鋼筋。(2)支座鏈桿可以不受約束轉(zhuǎn)動(dòng)的假定,事實(shí)上是省略了梁對(duì)支座的約束,所得誤差可以用折算后的荷載來(lái)修正。(3)支座有一定寬度,不會(huì)像連續(xù)梁計(jì)算簡(jiǎn)圖中只支撐在梁的一點(diǎn),故我們需要對(duì)支座內(nèi)力改正。(4)支座不會(huì)有豎直方向位移的假定,忽略了支座的豎向變形對(duì)梁的影響。
2.4 支座彎矩及剪力的修正
(1)根據(jù)彈性理論求連續(xù)梁內(nèi)力時(shí),計(jì)算時(shí)所取跨度是支座支撐中點(diǎn)間距離。
(2)梁與邊支座用整體式連接時(shí),邊支座處的截面高度相對(duì)于支座中點(diǎn)處的高度要小很多,為使梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)更符合實(shí)際情況,我們?nèi)≈ё吿幍膬?nèi)力為求解根據(jù)。
3 連續(xù)梁最不利荷載分布
作用在結(jié)構(gòu)上的恒載,如梁板自重,樓面面層以及永久性設(shè)備等是永久作用在結(jié)構(gòu)上的,不隨時(shí)間發(fā)生變化。而作用在結(jié)構(gòu)上的活載,如:人群,家具等是隨時(shí)間發(fā)生變化的,根據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)知識(shí)可知,并不是所有的恒載和活載全部作用在結(jié)構(gòu)上可以使結(jié)構(gòu)在各個(gè)控制截面產(chǎn)生最大的內(nèi)力。故當(dāng)求某一截面的最不利內(nèi)力時(shí),要考慮活載的最不利分布組合。
連續(xù)梁荷載最不利分布規(guī)律的總結(jié):(1)計(jì)算某跨最大 正彎矩時(shí),在此跨施加活荷載,并每相隔一跨施加活荷載;(2)計(jì)算某跨最小 正彎矩(或最大 負(fù)彎矩)時(shí),在此跨不施加活荷載,在它的左右相鄰跨施加活荷載,然后再每相隔一跨施加活荷載;(3)計(jì)算某支座最大 負(fù)彎矩時(shí),在它的左右相鄰跨施加活荷載,然后再每相隔一跨施加活荷載;(4)計(jì)算某支座的左、右最大剪力時(shí),在它的左右相鄰跨施加活荷載,然后再每相隔一跨施加活荷載。
可以看出:求解某跨的最大 正彎矩時(shí),此跨要施加活載,并且在每相隔一跨施加活載;在計(jì)算某支座的最大 負(fù)彎矩或者支座處的剪力時(shí),此支座左右兩跨應(yīng)當(dāng)施加活載,然后再每相隔一跨施加活荷載。
4 結(jié)語(yǔ)
文章在彈性理論下基于簡(jiǎn)化計(jì)算模型給出了連續(xù)梁的最不利荷載分布,便于連續(xù)梁在工程中的設(shè)計(jì)與應(yīng)用。