砌體結構中梁端支座簡化的研究

晁曉宇 張 艷

（許昌職業技術學院 河南許昌 461000）

房屋建筑中樓面的梁板結構（圖1），梁的兩端支承在磚墻上，梁上的板用以支承樓面上的人群、設備重量等，通過本課題的研究和分析，來探討梁端支座的簡化形式。

圖1

1 理想支座形式

理想的支座形式有固定鉸支座、可動鉸支座和固定端支座，該梁的梁端簡化成哪種支座形式，先由上述三種理想支座形式的受力形式分析。

1.1 固定鉸支座

圖2（a）是固定鉸支座的示意圖。構件與支座用光滑的圓柱鉸鏈聯接，構件不能產生沿任何方向的移動，但可以繞銷釘轉動，可見固定鉸支座的約束反力與圓柱鉸鏈相同，即約束反力一定作用于接觸點，垂直于銷釘軸線，并通過銷釘中心，而方向未定。固定鉸支座的簡圖如圖2（b）所示。約束反力如圖2（c）所示，可以用RA和一未知方向的角α表示，也可以用一個水平力XA和垂直力YA表示。

建筑結構中這種理想的支座是不多見的，通常把不能產生移動，只可能產生微小轉動的支座視為固定鉸支座。

1.2 可動鉸支座

圖3（a）是可動鉸支座的示意圖。構件與支座用銷釘連接，而支座可沿支承面移動，這種約束，只能約束構件沿垂直于支承面方向的移動，而不能阻止構件繞銷釘的轉動和沿支承面方向的移動。所以，它的約束反力的作用點就是約束與被約束物體的接觸點、約束反力通過銷釘的中心，垂直于支承面，方向可能指向構件，也可能背離構件，要視主動力情況而定。這種支座的簡圖如3（b）所示。

圖3

1.3 固定端支座

整澆鋼筋混凝土的雨篷，它的一端完全嵌固在墻中，一端懸空，再如基礎與地基澆筑在一起等，如圖4（a）（b）所示，這樣的支座叫固定端支座。在嵌固端，既不能沿任何方向移動，也不能轉動，所以固定端支座除產生水平和豎直方向的約束反力外，還有一外約束反力偶。這種支座簡圖如圖 4（c）所示，其支座反力 XA、YA、MA表示如圖 4（d）所示。

圖4

由以上三種理想支座形式的分析可知，三種支座形式對于桿端都是一種約束，把支撐在砌體墻體上的梁端支座簡化成哪種支座形式，就要分析該梁端砌體墻對梁端的約束更接近哪種支座形式[1]。由于砌體的墻體結構的剛度沒有那么大，對梁端轉動的約束相對較弱，梁端可以產生轉動，分析該結構部位處對梁端的約束更接近鉸支座的形式，對該梁端支座的簡化簡化成鉸支座。鉸支座又有固定鉸支座和可動鉸支座兩種形式，要簡化成哪種鉸支座還要從平面圖形的幾何性質的原理進行分析。

2 樓面梁支座簡化

該梁在豎向荷載作用下梁端都只產生豎向支撐力，若梁端都簡化成可動鉸支座則不符合平面圖形幾何性質理論中幾何不變體系組成的規則，結構中少了一個約束，由此分析，則梁一端的支座可設置成固定鉸支座的形式，另一端設置成可動鉸支座，則使該結構形成了幾何不變的結構體系，而不改變該梁梁端支座處的受力，兩端支座處還是只產生豎向的支撐力[2]。于是對該梁的支座進行簡化，形成該梁的計算模型如圖5。

雖然由支座端的約束形式把桿端支座簡化成了鉸支座的形式，但實際結構處對桿端的轉動還有部分約束，該部分約束在計算模型不進行考慮但在結構配筋時還要考慮該因素的影響，對梁端上部配置縱向構造鋼筋，在支座簡化時忽略的部分在構件配置材料時考慮[3]。

圖5

3 支座簡化的方法

在對結構中結構構件計算時要對結構中構件的支座進行簡化，簡化成哪種支座形式要根據實際結構中支撐端對構件的約束限制作用，能夠限制住構件的移動和轉動的支座即簡化成固定端支座，能夠限制住構件移動但對構件轉動的限制作用較弱時簡化成簡支支座。根據結構計算簡圖簡化的原則：①能夠反映結構的實際受力情況；②抓住主要因素忽略次要因素使計算簡化，由該原則對結構的計算模型進行簡化。在結構計算簡圖簡化中忽略的因素在結構設計時進行考慮[4]。

對板端支座的簡化和次梁端支座的簡化采用同樣的簡化方法，若端部支撐對構件端部轉動的約束作用較弱，即簡化成簡支支座，支座簡化時忽略的因素在配筋時考慮，對板端或次梁端支座簡化計算模型時簡化成鉸支座的形式，配筋時對板端或次梁端支座上部按構造配置縱向受力鋼筋[5]，圖6為次梁端簡化成鉸支座的計算模型。

圖6

4 結語

該課題的研究是多年來對理論不斷分析和研究的成果，實驗檢驗部分的研究還會有些欠缺，以后還要加強該課題實驗檢驗方面的繼續探索和研究。

[1]李軍歌.對橋梁支座簡化模型的一點思考[J].四川建筑，2005，25（2）.

[2]鐘進武.橋梁支座類型及其應用[J].企業科技與發展，2008（12）.

[3]梅利峰.各種橋梁支座的布設方法[J].交通世界，2008（01）.

[4]瞿海雁，李國強，孫建運，陳素文.側向沖擊作用下鋼管混凝土構件的簡化分析模型[J].同濟大學學報（自然科學版），2011，39（1）.

[5]吳成亮，仝強，高峰利.一種新型單向滑動球型支座性能與試驗研究[J].鐵道標準設計，2009（3）.