CN103790395A - 一种砖混结构建筑物纵向平移时横向托换梁的设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种砖混结构建筑物纵向平移时横向托换梁的设计方法，包括步骤：A.确定横向托换梁的截面尺寸；B.取横向托换梁设计的计算单元；C.确定横向托换梁内的纵筋；D.确定横向托换梁内的箍筋；E.进行两端墙体局部受压承载力的验算；F.两端托换体系的局部冲剪承载力验算。本发明分析了横向托换梁设计的计算单元，确定了横向托换梁上荷载大小及分布方式，确定了横向托换梁的计算简图，提出了横向托换梁的截面尺寸取值方法，给出了横向托换梁纵筋和箍筋的计算方法，该方法，依据合理、应用方便、且能保证施工的安全性。

Description

一种砖混结构建筑物纵向平移时横向托换梁的设计方法

技术领域

本发明涉及一种建筑物整体平移设计方法，具体是一种砖混结构建筑物纵向平移时横向托换梁的设计方法。

背景技术

随着国民经济的飞速发展，原有的城镇、矿区规划已不能适应经济发展的需要，越来越多的建筑物需要平移。近年来，建筑物整体平移技术以其工期短、对使用者影响小、经济效益显著等优点，得到了快速发展。

要进行砖混结构建筑物的整体平移，砖混结构承重砖墙的托换梁设计与建筑物整体平移的方向有很大的关系，不同的移动方向要求完全不同。当砖混结构纵向平移时，横向托换梁承受上部墙体及楼板的荷载，并将此荷载传到纵向行走梁上。若一旦纵向行走梁或横向托换梁设计不合理，在上部结构荷载向下传递的过程中发生破坏，上部结构就会出现严重破坏，建筑物的整体平移就不能实现。因此必须要保证行走梁和托换梁的安全性。

但到目前为止，建筑物平移的结构设计还没有正式的设计规范可循，特别是纵向平移时横向托换梁没有可行的设计方法，施工单位往往是凭经验操作，严重影响建筑物平移的安全性，影响建筑物平移技术的快速发展。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种砖混结构建筑物纵向平移时横向托换梁的设计方法，该方法依据合理、应用方便、且能保证施工的安全性。

为了实现上述目的，本发明一种砖混结构建筑物纵向平移时横向托换梁的设计方法，包括如下步骤：

A.确定横向托换梁的截面尺寸；横向托换梁的截面高度按照横向托换梁跨度确定，横向托换梁高度不小于横向托换梁跨度的1/10，横向托换梁截面宽度取其截面高度的1/2～1/3；

B.取横向托换梁设计的计算单元；为相邻纵向行走梁间的墙体及横向托换梁；确定横向托换梁承受的荷载大小，取计算单元长度范围内承重横墙所承受的总的竖向荷载设计值作为托换荷载的设计值；

C.确定横向托换梁内的纵筋；

C-1.托梁跨中截面承受的弯矩和轴心拉力设计值分别按公式（1）和（2）确定；

M_m=M_1m+M_2m    （1）

$N_t={\mathrm{\η}}_N\frac{M_{2b}}{H_0}---\left(2\right)$

式（1）和（2）中：M_m为跨中最大弯矩设计值；

M_1m为荷载设计值q₁作用下的简支梁跨中弯矩或按连续梁分析的托梁跨中最大弯矩；

M_2m为荷载设计值q₂作用下的简支梁跨中弯矩或按连续梁分析的托梁跨中最大弯矩；

H₀为墙梁跨中截面计算高度；

η_N为考虑墙梁组合作用的托梁跨中截面轴力系数；

N_t为跨中轴心拉力；

托梁跨中截面弯矩系数与托梁跨中截面轴力系数，按下列公式计算：

简支托换梁由公式（3）和（4）确定：

α_M=ψ_M(1.7h_b/l₀-0.03)    （3）

η_N=0.44+2.1h_w/l₀    （4）

连续托换梁由公式（5）和（6）确定：

α_M=ψ_M(2.7h_b/l₀-0.08)    （5）

η_N=0.8+2.6h_w/l₀    （6）

公式（3）～（6）中：

α_M为考虑墙梁组合作用的托梁跨中截面弯矩系数；

η_N为考虑墙梁组合作用的托梁跨中截面轴力系数；

ψ_M为洞口对托梁弯矩的影响系数，对无洞口墙梁取1.0；

h_b为横向托换梁跨中截面高度；

l₀为横向托换梁的计算跨度；

h_w为墙体计算高度；

C-2.托梁支座截面按钢筋混凝土按受弯构件由公式（7）计算：

M_s=M_1s+α_MM_2s    （7）

式（7）中：M_s为支座弯矩设计值；

M_1s为荷载设计值q₁作用下按连续梁分析的托梁支座弯矩；

M_2s为荷载设计值q₂作用下按连续梁分析的托梁支座弯矩；

α_M为考虑组合作用的托梁支座弯矩系数，无洞口墙梁取0.4；

D.确定横向托换梁内的箍筋；

横向托换梁斜截面受剪承载力按受弯构件由公式（8）计算：

V_cs=V_1s+β_vV_2s    （8）

公式（8）中：V_cs横向托换梁支座边缘截面的剪力设计值；

V_1s为荷载设计值q₁作用下按简支梁或连续梁分析的托梁支座边缘截面的剪力设计值；

V_2s为荷载设计值q₂作用下按简支梁或连续梁分析的支座边缘截面的剪力设计值；

β_v为考虑墙梁组合作用的托梁剪力系数。

优选的，横向托换梁高度取横向托换梁跨度的1/10，横向托换梁截面宽度取其截面高度的1/2。

进一步，在步骤D后进行步骤E两端墙体局部受压承载力的验算，若不能满足则增大横向托换梁高度或减小纵向行走梁的间距。

进一步，在步骤E后进行步骤F两端托换体系的局部冲剪承载力验算，若不能满足则增大横向托换梁高度或减小纵向行走梁的间距。

进一步，横向托换梁为变截面梁，将两端截面高度局部加大。

本发明分析了横向托换梁设计的计算单元，确定了横向托换梁上荷载大小及分布方式，确定了横向托换梁的计算简图，提出了横向托换梁的截面尺寸取值方法，给出了横向托换梁纵筋和箍筋的计算方法，该方法，依据合理、应用方便、且能保证施工的安全性。

附图说明

图1为砖混结构纵向平移时横向托换梁的平移结构示意图；

图2为本发明砖混结构纵向平移时横向托换梁的荷载示意图。

图中：1、行走基础，2、行走轨道，3、滚轴，4、横向托换梁，5、纵向行走梁，6、砖混建筑结构。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，砖混结构纵向平移时横向托换梁的平移结构，包括行走基础1、行走轨道2、滚轴3、横向托换梁4和纵向行走梁5；行走基础1上设置行走轨道2，行走轨道2上铺设滚轴3，滚轴3与砖混建筑结构6间设置横向托换梁4和纵向行走梁5。

本发明一种砖混结构建筑物纵向平移时横向托换梁的设计方法，包括如下步骤：

A.确定横向托换梁的截面尺寸；本发明专利涉及的横向托换梁的截面尺寸取值方法是：横向托换梁的截面高度根据承重墙梁的设计方法，按照横向托换梁跨度确定，一般横向托换梁高度不小于跨度的1/10，横向托换梁宽度取其高度的1/2～1/3。

B.如图2所示，取横向托换梁设计的计算单元，为相邻纵向行走梁间的墙体及横向托换梁；确定横向托换梁承受的荷载大小是：取计算单元长度范围内承重横墙所承受的总的竖向荷载设计值作为托换荷载的设计值；

C.确定横向托换梁内的纵筋；按照墙梁中托梁进行纵筋设计；

C-1.横向托换梁跨中截面配筋；

在墙梁顶面荷载作用下，墙梁如同组合深梁一样受弯，而托梁则为偏心受拉构件。托梁跨中截面承受的弯矩和轴心拉力设计值分别按公式（1）和（2）确定：

M_m=M_1m+M_2m    （1）

$N_t={\mathrm{\η}}_N\frac{M_{2b}}{H_0}---\left(2\right)$

式（1）和（2）中：M_m为跨中最大弯矩设计值；

M_1m为荷载设计值q₁作用下的简支梁跨中弯矩或按连续梁分析的托梁跨中最大弯矩；

M_2m为荷载设计值q₂作用下的简支梁跨中弯矩或按连续梁分析的托梁跨中最大弯矩；

H₀为墙梁跨中截面计算高度；

η_N为考虑墙梁组合作用的托梁跨中截面轴力系数；

N_t为跨中轴心拉力。

托梁跨中截面弯矩系数、托梁跨中截面轴力系数按下列公式计算：

对简支托换梁：

α_M=ψ_M(1.7h_b/l₀-0.03)    （3）

η_N=0.44+2.1h_w/l₀    （4）

对连续托换梁：

α_M=ψ_M(2.7h_b/l₀-0.08)    （5）

η_N=0.8+2.6h_w/l₀    （6）

公式（3）～（6）中：ψ_M为洞口对托梁弯矩的影响系数，对无洞口墙梁取1.0；

h_b为横向托换梁跨中截面高度；

l₀为横向托换梁的计算跨度；

h_w为墙体计算高度；

α_M为考虑墙梁组合作用的托梁跨中截面弯矩系数；

η_N为考虑墙梁组合作用的托梁跨中截面轴力系数；

C-2.横向托换梁支座截面配筋

托梁支座截面按钢筋混凝土受弯构件计算。

M_s=M_1s+α_MM_2s    （7）

式（7）中：M_s为支座弯矩设计值；

M_1s为荷载设计值q₁作用下按连续梁分析的托梁支座弯矩；

M_2s为荷载设计值q₂作用下按连续梁分析的托梁支座弯矩；

α_M为考虑组合作用的托梁支座弯矩系数，无洞口墙梁取0.4；

D.确定横向托换梁内的箍筋。横向托换梁斜截面受剪承载力应按受弯构件计算。见公式（8）：

V_cs=V_1s+β_vV_2s    （8）

公式（8）中：V_cs横向托换梁支座边缘截面的剪力设计值；

V_1s为荷载设计值q₁作用下按简支梁或连续梁分析的托梁支座边缘截面的剪力设计值；

V_2s为荷载设计值q₂作用下按简支梁或连续梁分析的支座边缘截面的剪力设计值；

β_v为考虑墙梁组合作用的托梁剪力系数。

E.进行两端墙体局部受压承载力的验算，若不能满足则增大横向托换梁高度或减小纵向行走梁的间距。

F.进行两端托换体系的局部冲剪承载力验算，若不能满足则增大横向托换梁高度或减小纵向行走梁的间距。

优选的，横向托换梁高度取横向托换梁跨度的1/10，横向托换梁截面宽度取其截面高度的1/2。

进一步，由于托换体系的冲剪应力和砖墙内的压应力分布都向托换体系的两端集中，所以可以将横向托换梁设计成为变截面梁，将两端截面高度局部加大。

Claims (5)

1.一种砖混结构建筑物纵向平移时横向托换梁的设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

A.确定横向托换梁的截面尺寸；横向托换梁的截面高度按照横向托换梁跨度确定，横向托换梁高度不小于横向托换梁跨度的1/10，横向托换梁截面宽度取其截面高度的1/2～1/3；

B.取横向托换梁设计的计算单元；为相邻纵向行走梁间的墙体及横向托换梁；确定横向托换梁承受的荷载大小，取计算单元长度范围内承重横墙所承受的总的竖向荷载设计值作为托换荷载的设计值；

C.确定横向托换梁内的纵筋；

C-1.托梁跨中截面承受的弯矩和轴心拉力设计值分别按公式（1）和（2）确定；

M_m=M_1m+M_2m    （1）

$N_t={\mathrm{\η}}_N\frac{M_{2b}}{H_0}---\left(2\right)$

式（1）和（2）中：M_m为跨中最大弯矩设计值；

M_1m为荷载设计值q₁作用下的简支梁跨中弯矩或按连续梁分析的托梁跨中最大弯矩；

M_2m为荷载设计值q₂作用下的简支梁跨中弯矩或按连续梁分析的托梁跨中最大弯矩；

H₀为墙梁跨中截面计算高度；

η_N为考虑墙梁组合作用的托梁跨中截面轴力系数；

N_t为跨中轴心拉力；

托梁跨中截面弯矩系数与托梁跨中截面轴力系数，按下列公式计算：

简支托换梁由公式（3）和（4）确定：

α_M=ψ_M(1.7h_b/l₀-0.03)    （3）

η_N=0.44+2.1h_w/l₀    （4）连续托换梁由公式（5）和（6）确定：

α_M=ψ_M(2.7h_b/l₀-0.08)    （5）

η_N=0.8+2.6h_w/l₀    （6）

公式（3）～（6）中：

α_M为考虑墙梁组合作用的托梁跨中截面弯矩系数；

η_N为考虑墙梁组合作用的托梁跨中截面轴力系数；

ψ_M为洞口对托梁弯矩的影响系数，对无洞口墙梁取1.0；

h_b为横向托换梁跨中截面高度；

l₀为横向托换梁的计算跨度；

h_w为墙体计算高度；

C-2.托梁支座截面按钢筋混凝土受弯构件由公式（7）计算：

M_s=M_1s+α_MM_2s    （7）

式（7）中：M_s为支座弯矩设计值；

M_1s为荷载设计值q₁作用下按连续梁分析的托梁支座弯矩；

M_2s为荷载设计值q₂作用下按连续梁分析的托梁支座弯矩；

α_M为考虑组合作用的托梁支座弯矩系数，无洞口墙梁取0.4；

D.确定横向托换梁内的箍筋；

横向托换梁斜截面受剪承载力按受弯构件由公式（8）计算：

V_cs=V_1s+β_vV_2s    （8）

公式（8）中：V_cs横向托换梁支座边缘截面的剪力设计值；

V_1s为荷载设计值q₁作用下按简支梁或连续梁分析的托梁支座边缘截面的剪力设计值；

V_2s为荷载设计值q₂作用下按简支梁或连续梁分析的支座边缘截面的剪力设计值；

β_v为考虑墙梁组合作用的托梁剪力系数。

2.根据权利要求1所述的一种砖混结构建筑物纵向平移时横向托换梁的设计方法，其特征在于，所述横向托换梁高度取横向托换梁跨度的1/10，横向托换梁截面宽度取其截面高度的1/2。

3.根据权利要求1所述的一种砖混结构建筑物纵向平移时横向托换梁的设计方法，其特征在于，在步骤D后进行步骤E两端墙体局部受压承载力的验算，若不能满足则增大横向托换梁高度或减小纵向行走梁的间距。

4.根据权利要求1所述的一种砖混结构建筑物纵向平移时横向托换梁的设计方法，其特征在于，在步骤E后进行步骤F两端托换体系的局部冲剪承载力验算，若不能满足则增大横向托换梁高度或减小纵向行走梁的间距。

5.根据权利要求1所述的一种砖混结构建筑物纵向平移时横向托换梁的设计方法，其特征在于，所述横向托换梁为变截面梁，将两端截面高度局部加大。

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