新增钢梁与混凝土铰接时,端部节点设计
打怪兽的索菲娅
2024年06月12日 14:16:42
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改造项目会经常会碰到新增钢梁的情况,本文介绍新增钢梁端部节点计算,内容包括钢梁的高强螺栓计算、化学锚栓计算、高强螺栓构造要求、锚杆构造要求、化学锚栓构造要求。   高强螺栓计算 新增钢梁(Q235B)跨度6米,梁端与原混凝土铰接,梁上线荷载设计值为10KN/m,摩擦面为1个,处理方法为抛丸(喷砂),摩擦面的抗滑移系数为0.4,设置2个高强螺栓,求需要的高强螺栓大小。


改造项目会经常会碰到新增钢梁的情况,本文介绍新增钢梁端部节点计算,内容包括钢梁的高强螺栓计算、化学锚栓计算、高强螺栓构造要求、锚杆构造要求、化学锚栓构造要求。  
高强螺栓计算
新增钢梁(Q235B)跨度6米,梁端与原混凝土铰接,梁上线荷载设计值为10KN/m,摩擦面为1个,处理方法为抛丸(喷砂),摩擦面的抗滑移系数为0.4,设置2个高强螺栓,求需要的高强螺栓大小。
高强螺栓承受的剪力为V=6x10/2=30KN。
根据《钢结构设计标准》GB50017-2017式11.4.2-1,   P=30/(0.9x1x1x0.4)/2=41.7KN。


根据   《钢结构设计标准   》GB   5   0017-2   01   7表11.4.2-2,高强螺栓采用性能等级8.8的M16即可,提高一个规格采用M20螺栓。

化学锚栓计算
化学锚栓除承受新增钢梁传递的剪力外,还承受偏心引起的弯矩。


根据《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99-2015第8.3.9条规定:当采用现浇钢筋混凝土楼板将主梁和次梁练成整体时,可不计算偏心弯矩的影响。
注:当采用现浇钢筋混凝土楼板将主梁与次梁连成一体时,偏心弯矩将由混凝土楼板承担,次梁端部的连接计算可忽略偏心弯矩的作用。


新增钢梁与原混凝土采用化学锚栓以及胶粘剂使其结合紧密,因此化学锚栓可以按仅承受剪力设计。  
以下图为例,   化学锚栓选用FHB-A M16x125,   h   ef   =125mm,单根   抗剪承载力为41.76KN(   开裂混凝土   ),混凝土强度等级为C30, 计算化学锚栓是否满足抗剪要求。  

有的设计师可能只计算锚栓钢材的受剪破坏,每根化学锚栓承受的剪力为   30/4=7.5KN<41.76KN( 满足要 ),   而忽略了边   距c=200mm< 10 h ef (1250mm)或60d(960mm)时的混凝土边缘破坏。
混凝土边缘破坏时锚栓承受剪力
根据   《混凝土后锚固技术规范》JGJ145-2013第5.3.1.2条:混凝土边缘破坏,剪力方向垂直于基材边缘时,应按部分锚栓承受剪力进行设计。
根据图5.3.1-2考虑底部两个锚栓抗剪:30/2=15KN< 41.76KN,满足要求。


混凝土边缘破坏时混凝土楔形破坏受剪承载力
根据《混凝土后锚固技术规范》JGJ145-2013第6.2.18条:  


V   Rk,c(   A   ψ   ψ   ψ   γ   Rc,V   =22.3kN<30KN,   不满足要求  

高强螺栓构造要求
《钢结构设计标准》GB50017-2017第11.5.2条:

锚板构造要求
《混凝土后锚固技术规范》JGJ145-2013第5.1.4条:


化学锚栓构造要求 
《混凝土后锚固技术规范》JGJ145-2013第7.1.2条:


《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2013第16.4. 3及16.4.4


总结
新增钢梁大部分是固定在梁上,化学锚栓边距远   小于10hef或60d,化学锚栓抗剪计算都是由混凝土边缘破坏控制,设计时不能仅计算锚栓钢材破坏。


来源:结构随手笔记 公众号,如有侵权请联系我们。

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