挑梁破壞形態(tài)

埋置于墻體中的挑梁是與砌體共同工作的，在墻體上的均布荷載P和挑梁端部集中力F作用下經(jīng)歷了彈性工作、帶裂縫工作和破壞階段。

(1)彈性工作階段。挑梁在未受外荷載之前，墻體自重及其上部荷載在挑梁埋入墻體部分的上、下界面產(chǎn)生初始壓應(yīng)力，當(dāng)挑梁端部施加外荷載F后，隨著F的增加，壓應(yīng)力將首先達到墻體通縫截面的抗拉強度而出現(xiàn)水平裂縫，出現(xiàn)水平裂縫時的荷載為傾覆時的外荷載的20%～30%，此為第一階段。

(2)帶裂縫工作階段。隨著外荷載F的繼續(xù)增加，最開始出現(xiàn)的水平裂縫①將不斷向內(nèi)發(fā)展，同時，挑梁埋入端下界面出現(xiàn)水平裂縫②并向前發(fā)展。隨著上、下界面的水平裂縫的不斷發(fā)展，挑梁埋入端上界面受壓區(qū)和墻邊下界面受壓區(qū)也不斷減小，從而在挑梁埋入端上角砌體處產(chǎn)生裂縫。隨著外荷載的增加，此裂縫將沿砌體灰縫向后上方發(fā)展為階梯形裂縫③，此時的荷載約為傾覆時外荷載的80%。斜裂縫的出現(xiàn)預(yù)示著挑梁進入傾覆破壞，在此過程中，也可能出現(xiàn)局部受壓裂縫④。

(3)破壞階段。破壞階段挑梁可能發(fā)生下列三種破壞：

1)挑梁傾覆破壞。當(dāng)挑梁埋入端的砌體強度較高且埋入段長較短，則可能在挑梁尾端處的砌體中產(chǎn)生階梯形斜裂縫。如挑梁砌入端斜裂縫范圍內(nèi)的砌體及其他上部荷載不足以抵抗挑梁的傾覆力矩，此斜裂縫將繼續(xù)發(fā)展，直至挑梁產(chǎn)生傾覆破壞。發(fā)生傾覆破壞時，挑梁繞其下表面與砌體外緣交點處稍向內(nèi)移的一點轉(zhuǎn)動。

2)挑梁下砌體局部受壓破壞。當(dāng)挑梁埋入端的砌體強度較低且埋入段長度較長，在斜裂縫發(fā)展的同時，下界面的水平裂縫也在延伸，使挑梁下砌體受壓區(qū)的長度減小、砌體壓應(yīng)力增大。若壓應(yīng)力超過砌體的局部抗壓強度，則挑梁下的砌體將發(fā)生局部受壓破壞。

3)挑梁彎曲破壞或剪切破壞。挑梁由于正截面受彎承載力或斜截面受剪承載力不足引起彎曲破壞或剪切破壞。

分類方法一

在砌體結(jié)構(gòu)房屋中，為了支承挑廊、陽臺、雨篷等，常設(shè)有埋入砌體墻內(nèi)的鋼筋混凝土懸臂構(gòu)件，此為挑梁的一種形式。當(dāng)埋入墻內(nèi)的長度較大且梁相對于砌體的剛度較小時，梁發(fā)生明顯的撓曲變形，將這種挑梁稱為彈性挑梁，如陽臺挑梁，外廊挑梁等；當(dāng)埋入墻內(nèi)的長度較短，埋入墻內(nèi)的梁相對于砌體剛度較大，撓曲變形很小，主要發(fā)生剛體轉(zhuǎn)動變形，將這種挑梁稱為剛性挑梁。嵌入磚墻內(nèi)的懸臂雨篷梁屬于剛性挑梁。

分類方法二

現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，從連續(xù)梁端支座延伸出來一定長度的梁段或者直接從柱子連接出來，端部是沒有支承的梁也屬于挑梁，前者稱外伸梁，后者稱懸臂梁。

在砌體結(jié)構(gòu)房屋中，為了支撐承挑廊、陽臺、雨篷等，常設(shè)有埋入砌體墻內(nèi)的鋼筋混凝土懸臂構(gòu)件，即挑梁。

當(dāng)埋入墻內(nèi)的長度較大且梁相對于砌體的剛度較小時，梁發(fā)生明顯的撓曲變形，將這種挑梁稱為彈性挑梁，如陽臺挑梁、外廊挑梁等；當(dāng)埋入墻內(nèi)的長度較短，埋入墻內(nèi)的梁相對于砌體剛度較大，撓曲變形很小，主要發(fā)生剛體轉(zhuǎn)動變形，將這種挑梁稱為剛性挑梁。嵌入磚墻內(nèi)的懸臂雨篷梁屬于剛性挑梁。

挑梁設(shè)計除應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB 50010的有關(guān)規(guī)定外，還應(yīng)滿足下列要求：

(1)縱向受力鋼筋至少應(yīng)有50%的鋼筋面積伸入梁尾端，且不少于2根直徑為12mm鋼筋。其余鋼筋伸入支座的長度，對于埋入砌體的挑梁不應(yīng)小于 2L/3（L為外伸挑梁埋入砌體墻內(nèi)的長度），對于混凝土結(jié)構(gòu)中的挑梁，在支座里應(yīng)滿足按受拉鋼筋要求的錨固長度。

(2)挑梁埋入砌體長度與挑出長度之比宜大于1.2；當(dāng)挑梁上無砌體時，埋入長度與挑出長度之比宜大于2。

(3)當(dāng)挑梁下有混凝土構(gòu)造柱或墊梁時，計算傾覆點到墻外邊緣的距離可取0.5x₀（x₀為計算傾覆點至墻外邊緣的距離）。2100433B

采用架桿扣件組合成桁架式挑梁。通過計算采用用三根縱桿中間插一根橫桿，由直角扣件組合成桁架式挑梁，該挑梁強度和撓度驗算如下：

1.桁架式桃梁強度驗算：

單根φ48×3.5鋼管：I=1.22×105mm4，A=489mm2；三根φ48×3.5鋼管組合成三角形截面桁架，對應(yīng)X-X軸（即形心）的慣性矩

3×1.22×105 ×489×712 2×489×352=4.03×106mm4

Wx1=Ix/y1=4.03×106/71=5.67×104mm3

Wx2=Ix/y2=4.03×106/35=1.15×105mm3

同理根據(jù)前述計算公式可得：

SGK=2688N；Sd=8942.4N；

M=Sd.a=6259680b\N. mm；x=1.0；

σ1=M/xWx1=6259680/1.0×5.67×104

=110.40N/mm2

=54.44N/mm2

（2）桁架式挑梁撓度驗算

ω=Sd.a2（l a）/3EIx

=8942.4×7002（3000 700）/3×2.06×4.03×1011=6.5mm<2l/250=5.6mm

撓度滿足要求。