【分　 类】 机械与建筑工程
【关 键 词】 坡折梁板屋盖，荷载效应交互，分离式模型分析
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正文：
[摘要]：
     现浇钢筋混凝土坡折梁板屋盖可进行梁板分离假设，建立计算模型。通过折板对圈梁的拉结传递水平推力交互到折梁支座，从而减少折梁的跨中正弯矩，达到减少折梁截面有效高度的目的。
[Abstract]:
     In-situ reinforced concrete beam-slab roof slope break can be flat-slab separation assumption, the establishment of computing model. Folded plate of the ring beam by Rachel passed the level of interactivity to the folding beam thrust bearing, thereby reducing the off beam cross-Chung Cheng moment, to reduce the effective height of the beam folding purposes.
[关键词]：坡折梁板屋盖，荷载效应交互，分离式模型分析
[Key words]:
    Slab folding roof slope, load effects of interaction, discrete model analysis
 
 
[正文]：
现浇钢筋混凝土坡屋面的传统设计模型是以折梁为简支梁之上承浇单向板组成的坡折结构，其配筋用量是受折梁的跨中弯矩和单向板弯矩控制计算出来的。从屋盖的整体性角度分析，这样的设计钢筋用量过多，浪费显而易见。如果考虑到折梁、板的起拱作用，能否建立一种新的计算模型以便充分地利用折梁|、板的类拱互感效应来减少钢筋的用量或减少折梁的混凝土截面有效高度呢？受这一问题的启示，我们在浙江省仙居县溪港乡中心校的食堂工程施工的失误中进行了一种坡折梁、板屋盖的验算和让步验收，受到有关专业部门的关注和认可，工程已经过了两年多的试用处于安全状态，间接地验证了该计算模型是可行的。
该食堂工程为矩形平面，长24米，宽8米，总共两层。柱网为4米X 8米的框架，屋面为坡折梁、板结构。见图1、2，图3：



本工程屋面设计活荷载为1.2KN／㎡，按设计计算确定的折梁截面尺寸为250X600，在三角形顶点弯折处的底部角筋向上部交叉弯折锚固，箍筋φ8@200，截面中部配2φ14构造筋和φ6@200单肢构造箍，梁端负筋锚入框架柱内，框架柱筋配设与构造均符合计要求，梁端与柱、圈梁连接，圈梁截面尺寸250X600，上下各2φ16，中配2φ14，箍筋φ6@200；现浇板按单向板计算，板厚130mm，板跨4米，上、下各为φ10@150的双向配筋，混凝土强度等级为C25。  
由于施工单位施工时没看清图纸，错将折梁截面筑成含板高度只有500mm。工程主体结构验收时发现了这一失误，设计选用过加钢方案和加碳纤维布方案对梁底进行加固，但是加固的成本均很高。考虑到折梁、板起拱的有利效应，我们设计了一个梁板分离式计算模型，对梁板的交互作用进行了分析，通过验算确认了断面500mm高的折梁承载力能满足要求，从而进行了让步验收。
我们设想，板的自重恒载以及屋面板上的活荷载通过板的结构全部传至折梁上，在板的纵坡方向没有任何荷载传导作用，此时板的荷载严格地遵循单向板设计的规律传导，而把折梁看成是由两端圈梁予以固定的铰支折拱，其荷载q为梁自重与板传来的荷载总和。如图4：

此时梁结构处于超静定结构状态，折梁在荷载的作用下将对支座处（圈梁）产生水平推力Hx，反过来支座（圈梁）会对折梁提供水平反作用力Hx，根据结构分析可知，支座水平推力向折梁提供了使梁上部受弯的负弯矩，从而减少了梁跨内下部的正弯矩，以跨中为例：
Mmax′=ql2-Hx×h
由于梁对圈梁的水平推力会导致圈梁往外变形，甚至产生位移使圈梁对折梁的水平约束失效。此时我们有必要对圈梁进行固定。
1、现在我们设想，折形屋面板通过荷载向折梁进行全荷载的传递后只留下一个无荷载（包括无自重荷载）图形结构，并进一步设定该折板可以与折梁完全隔断分离，那么折板就可以在坡折的方向对圈梁连接起拉结作用，提供一定的拉力，如图5:

该折板处于单向受拉的超静定状态。由于折板配有纵坡方向的纵向分布筋，考虑到结构塑性内力重分布条件下会对圈梁提供某个数值上的水平拉力Hx′
设板在水平拉力作用下能承受的最大弯矩为M1，那么板在不致破坏的条件下能提供给圈梁的水平拉力为Hx′=  即M1=Hx′×h。根据板纵向所配钢筋为φ10@150，考虑其绑扎在横向钢筋之上时截面有效高度减少，我们取板截面高度120mm，C25混凝土，根据计算4m板跨中能承受的最大弯矩M1为58KN-M。【1】
即可算得Hx′===29KN
2、根据折梁的配筋状况按最大弯矩效应配筋计算，底部所配4φ25、截面尺寸250×600mm、C25混凝土在8m宽度条件能承受最大弯矩Mmax值是241KN-M。【1】
由于圈梁所提供的水平推力Hx=Hx′的作用，折梁跨中的最大弯矩可减少到
Mmax′=Mmax-Hx×h=241-29×2=183KN-M
根据Mmax′=183KN-M时8m跨度折梁在下部4φ25、C25的混凝土强度等级不变的条件下截面尺寸可减少到250×500mm，完全能满足弯矩承载力要求。【1】
3、鉴于圈梁的受力状态发生改变，我们有必要对圈梁的侧向受弯状态进行验算：

MQLmax=q′l2=××42=29KN-M
这样在 b×h=600×250、C25混凝土的条件下配置2φ16+1φ14完全能满足侧向抗弯要求。【1】
4、通过对板、折梁、圈梁的剪力校验，结果全部满足承载力的要求，该工程验收经两年的观察使用后，结构无任何裂缝出现，表明结构处于完全安全的使用状态。
结束语：
现浇钢筋混凝土坡折梁、板屋盖可采用梁板分离后的假设通过荷载效应的交互作用设定计算模型，分析表明充分利用折板分布筋的拉结作用和利用折梁的拱折效应，来计算确定减少折梁的有效高度，其方法有效可靠。
参考文献：
【1】、中国建筑工业出版社出版的《简明建筑结构设计手册》    唐锦春  郭鼎康主编。