型钢混凝土在大跨度悬臂梁结构中的应用

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1、型钢混凝土在大跨度悬臂梁结构中的应用　　【摘要】在一些高大跨度的项目施工过程中，施工的混凝土组合梁是施工的重中之重。本文以我国的大型跨度的挑梁工程为例，重点介绍了在大型梁施工过程中应该注意的问题，并结合当前的建筑水平，对刚型混凝土在大梁中的使用提出了探索性的研究课题，为了使我国的建筑行业拥有更加美好的前景，需要对大型跨度的建筑结构综合分析，获得最佳的综合效益。【关键词】型钢混凝土；大跨度悬挑梁；结构设计　　和传统的钢筋混凝土材料相比，型钢作为一种新兴的建筑材料有着众多的优势，不仅可以节约建材，增加截面的坚硬程度，可以让耐火性和耐腐蚀性

2、更强，从而保证建筑的稳定性和使用寿命。这是因为型钢中各种配钢率有所不同，比一般结构的钢材刚赔率大，甚至可以达到一倍以上。因此，为了保证整体的建筑质量，需要做好性能延伸方面的问题，改善钢筋混凝土的脆性，保证整体的抗震性结构，使其结构更加的持久耐用。　　　　0.工程概况　　我国某处的商业中心，办公楼集聚。一般的办公楼的建筑面积较大，通常会设置有地下两层机构，作为地上楼层的附属楼层，地下楼层一般是车位或是地下商场等结构类型，在建筑的水平方面，需要和地上的楼层一样，而且办公楼的建筑性能和寿命一般在50年左右，这和住宅比起来，使用寿命较短，但是

3、所需要的建材结构更加复杂，和传统的普通钢筋混凝土结构相比，这种建筑大部分采用的是剪刀墙的结构类型，配合局部混凝土的机构形式，抗震等级方面务必做到8级设防，才能够保证基本的抗震要求。根据大型的抗震等级规范设计，我国的大型结构的建筑一般会在其主体结构处设置剪刀墙，来保证建筑物的稳定性。　　根据建筑方案大型会议室要求从A轴往外出挑，根据《北京市建筑设计技术细则》表中对悬挑梁高度的要求为h=L/5～L/7，故此处挑梁高应为～。本工程由于建筑投资、造型功能等方面的要求，梁高限为～。如何完成这一大跨度悬臂结构的设计，是对结构工程师的挑战。　　　　

4、1.低高大跨度悬臂梁的设计　　在大跨度建筑中，普遍使用的是低而高的大型跨度的横梁设计结构，这种设计结构在选型和横截面的布置方面，都需要承担较大的剪刀力，因此，在设计的过程中，需要首先对所选取的钢筋和混凝土进行配置型钢，同时，采取型钢腹板的承载能力，可以大幅度的提高整体的承载力，改善了钢型结构的脆弱类型，使其具有更好的延展性及耗能性。　　经比选，确定悬臂梁采用型钢混凝土结构型式的设计方案。以截面抗剪承载力作为控制条件，确定型钢混凝土悬臂梁KHL106，KHL206的截面尺寸为600mm×800mm，内部为工字型钢梁。同时根据《钢骨混凝土

5、结构设计规程》的要求，取经济含钢率%，即型钢面积约为21600mm2，实配型钢面积采用20600mm2。型钢的出挑长度根据悬臂梁弯矩包络图确定，取梁轴线长度的70%。梁体内混凝土强度等级为C30，型钢采用Q235B。　　在悬臂梁的实施中，和传统的悬梁方式有所不同，其计算的结构要比传统的结构扩大10%，这也就意味着横截面的面积和侧拉的钢筋承受能力在下降，受压侧钢筋的承受能力在缩小。一般来说，钢筋的配筋率有具体的要求，而在上下梁和钢筋的摆放位置上，需要和中型梁相互匹配，确保柱主筋和箍筋之间的有效性，同时按照相关的规范进行设计，确保合理的布

6、置。　　低高大跨度悬臂梁的抗剪连接。　　将型钢放置于梁的上部，可较好地发挥型钢材料的抗拉性能，但型钢上翼缘混凝土的界面间存在较大的剪应力，极可能产生相对滑移，因而抗剪连接件成为型钢混凝土组合梁充分发挥各材料性能的关键。本工程为避免型钢与混凝土接触面滑移，在型钢上下翼缘处间隔150mm设置两排直径19mm、长80mm的剪力钉。剪刀钉的设计过程需要专业人员进行，首先对施工现场的环境进行勘察，确定剪刀钉的基本的规格，然而通过对现场所需的剪刀钉的机器设备的测试，保证剪刀钉按照图纸的要求进行设计，不可出现遗漏现象，而在剪刀钉的管理过程管理过程中

7、，施工人员需要对现场环境做好勘查，确保项目能够在工期内完成，同时确保工程质量和施工人员的基本素质水平，保证基本的建筑进度，是建筑师需要重点做好的问题。　　低高大跨度悬臂梁的承载力计算。　　在确定挑梁尺寸后，通过可能出现的不利情况进行分析，找出最不利的一组内力值进行截面验算。同时发现对民用建筑结构中的长悬臂构件而言，竖向地震作用不是结构的最终控制内力。同时，取最不利荷载组合工况下的内力，利用ABAQUS软件对本悬臂梁进行有限元分析。分析的过程要做到科学合理，选用设计水平过硬的专业人士进行分析，确保数据的精确有效性，同时在做好这一分析之后

8、，需要对内力组合进行抗震能力的测试，每个建筑物都需要取样调查，才能够保证基本的建筑不受外在环境的影响和损坏，保证基本的建筑结构坚固性，是每个设计师工作的重点。　　其中，型钢和混凝土采用三维8节点实体单元模拟，钢筋采用线性