| 关键词:转换梁
最近板砖去转现场项目,看到几个项目因为底部建筑大空间功能的要求,部分墙柱无法落地,做了转换。
好一个肥梁胖柱,两米多乃至三米高的转换梁,及其“壮观”。
军迷中有这么一句话:颜值就是战斗力!,好比歼20、航母等,看着就充满了力学的美感,这句话放在结构专业也适用!
当看到这种胖大的转换梁,框支柱,脑海第一印象是,好比一个400斤大胖子在气喘嘘嘘的,举着着比自己还沉的货物,看着就替他累得慌!
而且大胖子的力气,并没有全部用在举货物上,有相当一部分气力,耗费在自己这身肥膘上。
所以转换梁的受力效率并不高,且安全冗余度底,但如果增大截面的话会陷入截面越大,自重越大,受力效率越低的怪圈。
那我们换一个思路,把胖子这身肥肉拿掉呢?
是不是看着眼熟,这不就是桁架嘛~
就是桁架,这看着多顺眼,简直就是结构界的施瓦辛格,一身肌肉刚刚的,传力直接,效率还高,花见花开,人间人爱!
首先明确一点:外部荷载向结构内力转化的各种方式中,向弯矩、剪力转化是效率最低的方式;从而成本也是最高的。
我们来简单试算几个小案例比对下。以下几个,均是相同荷载下,转换梁与不同桁架,进行弯矩、剪力、轴力的比对。
| 直腹杆方案
通过转换梁与下方桁架的,弯矩、剪力、轴力图比对可知:本桁架方案构件弯矩会大幅降低,但腹杆剪力较大;
| 斜腹杆方案一
通过上下内力图比对可知,斜腹杆方案,不存在弯矩、剪力问题,但是斜杆轴力较大;
| 斜腹杆方案二
增加斜杆数量后,可知斜杆轴力有效减少,而且下弦杆轴力范围缩小;
可见,转换桁架方案,内力为轴向力为主,可高效利用砼的抗压、钢筋抗拉作用,比转换梁方案传力效率提高很多。当然了,桁架就没有缺点吗?
第一,桁架层带来的刚度突变问题,如果真要用实需要注意;
第二,桁架层对施工要求相对较高,应事先和甲方、总包做沟通。
好像这俩缺点也不算啥呢...
所以,如果大家在设计中发现转换梁高度比较大了,比如超出普通人的一般身高1.8m,这时候,板砖觉得就可以考虑使用桁架转换来解决:
第一,转换梁超过这个尺寸后,截面再增大,传力效率降低;
第二,这个尺寸尺度下,划分为桁架构件后,才具备施工操作的空间和落地可行性;
要是一根1米高转换梁,替换为桁架,虽然可以降低成本,提高传力效率,但是分解为钢筋砼弦杆、腹杆后,空间狭小逼仄,施工困难从而导致质量难保证,反而造成隐患。
再如一根2米高转换梁,替换为2米高桁架,成本绝对是大幅度下降,且不额外影响诸如建筑净高问题,还可以解决管线穿梁问题,施工操作便利性也较好;
再扩展开来,如果桁架和预应力、钢骨、钢管等相结合,就能进一步演化出各种更有效率的转换方案。
当然了真要用桁架转换,还有许多问题要分析,如杆件次应力问题、转换柱与桁架交接位置,应力集中和弯矩平衡问题等等。
以上为板砖一家之言,仅供参考哈。
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