一种增强转换梁抗剪承载力的方法与流程

1.本发明涉及建筑结构技术领域，尤其是一种增强转换梁抗剪承载力的方法，可应用于转换梁抗剪和抗弯不足的情况中。


背景技术：

2.现今建筑结构行业发展迅猛，而土地和社会资源有限，城市发展的着重点也慢慢从平面转换到竖向。城市中有些建筑平面占地巨大但高度较低，如常规地铁车辆段的平面占地约为20-40hm2，而房屋多为两层以下，为了提高土地利用效率，拓展土地收益效果，有必要对这样的建筑进行上盖综合开发（住宅和商业）；上下部建筑功能不同，导致结构形式不同，住宅多为剪力墙，配套多为小跨度框架，而下部车辆段多为大跨框架，上部结构竖向构件无法落地，只能采取措施转换。
3.梁式转换是国内应用较多的转换结构形式，但转换梁上的荷载较大，在转换梁宽高都做到上限的情况下，个别转换梁的剪压比还是无法通过验算。设计上的常规做法是在梁端设置抗剪钢板（梁中心或者梁双侧），该做法可以有效提高转换梁的抗剪承载力，达到剪压比满足设计要求的目的，但该做法中的抗剪钢板与转换柱在梁高范围内的箍筋冲突，需在抗剪钢板上开孔，施工时箍筋要穿钢板并焊接，柱头钢筋较多且三维相交（不一定是正交），一整块钢板穿插节点处，势必大大增加施工难度，影响项目工期。


技术实现要素：

4.本发明的目的是根据上述现有技术的不足，提供了一种增强转换梁抗剪承载力的方法，通过在钢筋混凝土转换梁内设置可伸入钢筋混凝土转换柱的槽钢或格构式桁架，实现钢筋混凝土转换梁的抗剪承载力或抗剪承载力及抗弯承载力的增强，有效提高钢筋混凝土转换梁与钢筋混凝土转换柱节点位置的承载能力。
5.本发明目的实现由以下技术方案完成：一种增强转换梁抗剪承载力的方法，其特征在于：该方法用于增强钢筋混凝土转换柱和钢筋混凝土转换梁节点位置处的抗剪承载力，其包括以下步骤：建立所述钢筋混凝土转换柱和所述钢筋混凝土转换梁的模型并计算得到两者节点位置处所述钢筋混凝土转换梁的抗剪不足值和/或抗弯不足值；当该节点位置处仅抗剪不足时，在所述钢筋混凝土转换柱和所述钢筋混凝土转换梁的节点位置设置槽钢，所述槽钢设置在所述钢筋混凝土转换梁的内部，且所述槽钢穿过所述钢筋混凝土转换柱的柱箍筋并锚入其柱内至其柱中心，所述槽钢的槽型开口朝向所述钢筋混凝土转换梁的梁内；当该节点位置处抗剪、抗弯同时不足时，在所述钢筋混凝土转换柱和所述钢筋混凝土转换梁的节点位置设置由条钢、角钢和缀条构成的格构式桁架，所述格构式桁架设置在所述钢筋混凝土转换梁的内部，所述格构式桁架锚入所述钢筋混凝土转换柱内至其柱中心。
6.在计算得到所述抗剪不足值之后，确定单个所述槽钢的型号及其对应的抗剪承载力，结合所述抗剪不足值与单个所述槽钢的抗剪承载力，计算在节点位置所需布置的槽钢个数。
7.沿所述钢筋混凝土转换梁的梁宽方向均匀间隔设有两排或两排以上的所述槽钢，各排所述槽钢的槽型开口均向梁内。
8.验算所述槽钢是否可以在钢筋混凝土转换梁的梁高范围内完成布置；若否，则通过改变所述槽钢的型号以调整单个槽钢的抗剪承载力，或增加槽钢的列数，重新计算并布置。
9.在计算得到所述抗剪不足值和所述抗弯不足值之后，确定所述格构式桁架的条钢、角钢和缀条的型号以及所述条钢和所述角钢对应的抗剪承载力，所述缀条对应的抗弯承载力，计算在节点位置所需布置的格构式桁架的结构。
10.所述槽钢和所述格构式桁架在所述钢筋混凝土转换梁内的长度自所述钢筋混凝土转换梁的柱边起至少保留有一倍所述钢筋混凝土转换梁的梁高。
11.本发明的优点是：1）采用常规型钢作为抗剪和抗弯钢材，购买方便且价格适中；2）作为增强构件的槽钢或格构式桁架可以穿插在钢筋混凝土转换柱的箍筋之间，无需开洞等施工措施，极大便利于施工；3）槽钢截面尺寸小，长度短，格构式桁架可设在钢筋混凝土转换梁的内部，施工时安装较为方便；4）槽钢和格构式桁架的条钢沿梁高布置，根据单个槽钢抗剪承载力和转换梁不足的受剪力，可以计算需要对称布置槽钢或条钢的数量，灵活方便；5）增加槽钢或格构式桁架抗剪后，可以有效解决剪压比不足的问题，还可解决抗弯能力不足的问题，并可减小钢筋混凝土转换梁的截面尺寸，提高施工效率，缩短项目工期。
附图说明
12.图1为本发明采用槽钢时的梁柱节点轴测图；图2为本发明采用槽钢时的梁柱节点轴测图（梁中心对称）；图3为本发明采用槽钢时的侧面图；图4为本发明采用槽钢时的柱边转换梁断面图；图5为本发明采用槽钢时的平面图；图6为本发明采用格构式桁架时的梁柱节点轴测图；图7为本发明采用格构式桁架时的梁柱节点轴测图（梁中心对称）；图8为本发明采用格构式桁架时的侧面图；图9为本发明采用格构式桁架时的柱边转换梁断面图；图10为本发明采用格构式桁架时的平面图。
具体实施方式
13.以下结合附图通过实施例对本发明特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便
于同行业技术人员的理解：如图1-10所示，图中标记1-6分别表示为：钢筋混凝土转换柱1、钢筋混凝土转换梁2、槽钢3、条钢4、缀条5、角钢6。
14.实施例：本实施例中增强转换梁抗剪承载力的方法用于增强钢筋混凝土转换柱和钢筋混凝土转换梁节点位置处的抗剪承载力，其包括以下步骤：建立钢筋混凝土转换柱1和钢筋混凝土转换梁2的模型并计算得到两者节点位置处钢筋混凝土转换梁2的抗剪不足值和/或抗弯不足值；如图1至图5所示，当该节点位置处仅抗剪不足时，在钢筋混凝土转换柱1和钢筋混凝土转换梁2的节点位置设置槽钢3，槽钢3设置在钢筋混凝土转换梁2的内部，且槽钢3穿过钢筋混凝土转换柱1的柱箍筋并锚入其柱内至其柱中心，槽钢3的槽型开口朝向钢筋混凝土转换梁2的梁内。
15.具体而言，如图1至图5所示，钢筋混凝土转换柱1与钢筋混凝土转换梁2之间呈正交布置。在钢筋混凝土转换梁2的内部设置有若干槽钢3，槽钢3在钢筋混凝土转换梁2上呈阵列状布设；具体为：如图4或图5所示，沿钢筋混凝土转换梁2的梁宽方向间隔布置有两排槽钢3，如图2或图3所示，沿钢筋混凝土转换梁2的梁高方向均匀间隔布置有多列槽钢3。
16.其中，每根槽钢3均锚入钢筋混凝土转换柱1的柱内并至柱中心位置，且槽钢3在钢筋混凝土转换梁2内保留有一倍梁高的长度。如图3所示，每根槽钢3的槽型开口方向均朝向梁内，即同排的两根槽钢3的槽型开口相向布置。
17.槽钢3由腹板以及两侧腿板构成，其中腹板是槽钢3提供抗剪的主要部分，而两侧的腿板则主要用于与钢筋混凝土转换梁2的梁箍筋固定连接，从而保证槽钢3可有效施加抗剪作用。在本实施例中，根据槽钢3的设置位置以及钢筋混凝土转换梁2内的钢筋布置情况，槽钢3的腹板和/或腿板均可作为与钢筋混凝土转换梁2内的钢筋的连接部分，通过绑扎或者点焊固定的方式将槽钢3与钢筋混凝土转换梁2连接固定。此外，槽钢3伸入钢筋混凝土转换柱1的部分也可通过上述方式与钢筋混凝土转换柱1构成连接固定，固定后与原梁柱钢筋骨架形成整体，槽钢3腹板提高钢筋混凝土转换梁2的抗剪承载力。
18.在本实施例中，槽钢3的腹板的高度和厚度为抗剪主要参数，其中腹板的高度不大于100mm，以使其可穿插在钢筋混凝土转换柱1的箍筋之间。同时，同排的两根槽钢3之间至少间隔100mm距离布置，以便于之后钢筋混凝土转换柱1和钢筋混凝土转换梁2的施工浇捣。
19.本工况在施工时，包括如下施工方法：1）绑扎钢筋混凝土转换柱1的钢筋，纵筋上升，箍筋绑扎至梁底，支模钢筋混凝土转换柱1至梁底，留出梁柱节点处的空间；2）放置节点范围内的钢筋混凝土转换柱1的柱箍筋和钢筋混凝土转换梁2与柱体相接处一倍梁高距离范围内的纵筋和箍筋，而后初步固定；3）将计算所得的槽钢3由钢筋混凝土转换柱1内向钢筋混凝土转换柱1一侧插入并从其柱箍筋之间的间隙穿过，之后调整槽钢3位置，使其插至钢筋混凝土转换柱1的中心位置且腹板靠于梁箍筋边，沿梁高均匀布置，做好绑扎。在此步骤中，将槽钢3沿着钢筋混凝土转换梁2的梁高方向贴着梁箍筋布置，便于施工，从而有效提高施工效率并可控制施工成本；4）固定所有梁柱节点钢筋；
5）完成其他钢筋绑扎，支模板，浇筑混凝土。
20.在本实施例中，在计算得到钢筋混凝土转换梁2的抗剪不足值之后，先进行槽钢3的选型，根据不同选型获取确定单个槽钢3所能提供的抗剪承载力，结合抗剪不足值与单个槽钢3的抗剪承载力，计算得到在节点位置所需布置的槽钢个数。在计算得到槽钢个数后，验算槽钢3是否可以在钢筋混凝土转换梁2的梁高范围内完成布置；若是，则参照上述施工方法进行施工，若否，则通过改变槽钢的型号以调整单个槽钢的抗剪承载力，或增加槽钢的列数，并重新计算以满足在钢筋混凝土转换梁2梁高范围内的布置要求。
21.基于此，本实施例由于采用完整的槽钢3作为抗剪承载力的增强构件，其单个个体所能提供的抗剪承载力明确，一方面便于设计计算以及相应布局，另一方面又可有效保证其本身的结构强度及稳定性。
22.如图6至图10所示，当钢筋混凝土转换梁2与钢筋混凝土转换柱1之间的节点位置处抗剪能力、抗弯能力同时不足时，在钢筋混凝土转换柱1和钢筋混凝土转换梁2的节点位置设置由条钢、角钢和缀条构成的格构式桁架，该格构式桁架设置在钢筋混凝土转换梁2的内部，并锚入钢筋混凝土1转换柱内至其柱中心。
23.如图6至图10所示，在本实施例中，钢筋混凝土转换柱1与钢筋混凝土转换梁2之间同样呈正交布置。在钢筋混凝土转换梁2的内部设置有由条钢4、缀条5和角钢6所构成的格构式桁架。
24.具体而言，如图9所示，沿钢筋混凝土转换梁2的梁宽方向间隔布置有两排条钢4，如图7或图8所示，沿钢筋混凝土转换梁2的梁高方向均匀间隔布置有多列条钢4。其中，每根条钢4均锚入钢筋混凝土转换柱1的柱内并至柱中心位置，且条钢4在钢筋混凝土转换梁2内保留有一倍梁高的长度。如图9所示，每根条钢4呈竖起布置。结合图8和图9所示，在最上方的条钢4和最下方的条钢4处分别设置有角钢6，各角钢6的开口向梁内，形成一个方形截面结构；以该形式沿条钢4的延伸方向均匀布置若干角钢6。缀条5呈竖直布置，其与钢筋混凝土转换梁2的梁高方向同向；该缀条5起到连接条钢4和角钢6的作用，沿条钢4的延伸方向均匀间隔布置有缀条5，各缀条5均与条钢4以及角钢6单面焊接，从而将多列条钢4及对应的角钢6连接构成整体式的格构式桁架。
25.在本实施例中，结合图8和图10所示，缀条5包括沿钢筋混凝土转换梁2梁高方向布置的竖向缀条，以及沿钢筋混凝土转换梁2梁宽方向布置的水平向缀条，其中竖向缀条是用于将多列条钢4之间连成整体，而水平向缀条则是用于将两排条钢4之间连成整体。
26.在格构式桁架中，条钢4为提供抗剪的主要部分，角钢6和缀条5为提供抗剪的次要部分，而缀条5和角钢6可将提供抗剪能力的多列条钢4连接固定构成整体结构，从而使条钢4提供的抗剪能力进一步增加并且可均匀地施加在钢筋混凝土转换梁2上。
27.在本实施例中，条钢4的高度和厚度为抗剪主要参数，其中条钢4的高度不大于100mm，同时角钢的肢长也不大于100mm，以使两者可穿插在钢筋混凝土转换柱1的箍筋之间；缀条5同理。
28.本工况在施工时，包括如下施工方法：1）绑扎钢筋混凝土转换柱1的钢筋，纵筋上升，箍筋绑扎至梁底，支模钢筋混凝土转换柱1至梁底，留出梁柱节点处的空间；2）放置节点范围内的钢筋混凝土转换柱1的柱箍筋和钢筋混凝土转换梁2与柱体
相接处一倍梁高距离范围内的纵筋和箍筋，而后初步固定；3）将计算所得的条钢4和角钢6由钢筋混凝土转换柱1内向钢筋混凝土转换柱1一侧插入并从其柱箍筋之间的间隙穿过，调整位置，使其插至钢筋混凝土转换柱1的中心位置，沿钢筋混凝土转换梁2的梁高方向均匀布置各条钢4和角钢6并做好暂时固定，而后从上方向钢筋混凝土转换梁2及钢筋混凝土转换柱1内插入缀条5，并通过缀条5将条钢4和角钢6焊接连接；4）固定所有梁柱节点钢筋；5）完成其他钢筋绑扎，支模板，浇筑混凝土。
29.在本实施例中，在计算得到抗剪不足值和抗弯不足值之后，确定格构式桁架的条钢4、缀条5和角钢6的型号以及条钢4和角钢6所对应的抗剪承载力，缀条5所对应的抗弯承载力，计算在节点位置所需布置的格构式桁架的结构。例如，当需要格构式桁架提供更多的抗剪承载力时，可在满足钢筋混凝土转换梁2梁高范围的条件下，通过增加条钢4的排数、列数来增加其抗弯承载力；与此同时，也可沿条钢4的延伸方向布置更多的角钢6实现相应效果；而当需要格构式桁架提供更多的抗弯承载力时，则可通过增加缀条5实现。
30.虽然以上实施例已经参照附图对本发明目的的构思和实施例做了详细说明，但本领域普通技术人员可以认识到，在没有脱离权利要求限定范围的前提条件下，仍然可以对本发明作出各种改进和变换，故在此不一一赘述。