角鋼過梁設計與施工

王 云，于慧義，徐國明

（山西天脊集團建筑工程有限公司，山西 長治 047507）

1 概述

在某既有1層車庫修舊利廢加層改造項目中，為降低工程造價，利用多年積攢的庫存∟180×12用于2層外窗過梁，代替混凝土過梁，利于節能環保。

2 設計

2.1 設計條件

將1層車庫改造成2層辦公樓，外窗洞口寬度為2.40m，洞頂距屋面板頂面的距離為0.90m，外墻及保溫的永久荷載標準值為7.20kN/m2。2層屋蓋為現澆混凝土井式梁結構，與外墻平行的梁間距為3.00m，傳給外墻荷載中永久荷載為6.00kN/m2，可變荷載0.50kN/m2；屋蓋周邊為現澆混凝土挑檐，傳給外墻的荷載中永久荷載為5.00kN/m，可變荷載1.00kN/m。利用庫存的廢舊Q235B∟180×12制作過梁，替代混凝土過梁（見圖1）。

圖1 角鋼過梁剖面

2.2 廢舊角鋼特性指標取值

庫存廢舊∟180×12雖然是多年前工地剩余的Q235B角鋼，但因露天存放，腐蝕嚴重。要求按混凝土過梁長度將角鋼切割成2.90m長，再進行噴砂除銹。

由于噴砂除銹對角鋼截面面積影響較大，為保證安全，對其實際面積進行實測，先用卷尺實量其長度，再用臺稱實稱其重量，然后將其換算成單位長度重量，如表1所示。

表1 庫存∟180×12噴砂除銹后的實測數值

∟180×12的理論重量為33.16kg/m，但由表1可知，庫存的∟180×12經噴砂除銹后，實測角鋼寬近似取170mm，厚度近似取10mm，平均重量為 29.07 kg/m。為計算方便并偏于安全，庫存的180×12按∟160×10規格對待。根據設計手冊，∟160×10規格的等邊角鋼的截面特性指標如表2所示。

表2 兩種角鋼截面特性

2.3 荷載計算

q標＝屋蓋＋挑檐＋外墻＋梁自重＝21.83kN/m。

q設＝屋蓋＋挑檐＋外墻＋梁自重＝30.91kN/m。

2.4 截面驗算

計算跨度：l＝1.05·ln＝2.52m，取l＝2.60m 計算；跨中最大彎矩Mmax＝q設l2/8＝26.12kN·m；支座處剪力Vmax＝q設ln/2＝37.10kN。梁所需的凈截面抵抗矩Wnx＝Mmax/γxf＝115 703.2mm3＜Wxmin=133 400.0mm3；彎曲正應力σ＝Mmax/γxWnx＝186.5N/mm2＜f＝215.0N/mm2；支座處允許最大剪力［V］＝2hwtwfv＝400.00kN＞37.10kN，強度滿足要求。

梁跨中撓度驗算：v＝5q標l4/384EI＝4.04mm＜［v］＝10.4mm，撓度滿足要求。

3 安裝施工

2層角鋼過梁安裝施工如圖2所示，底面用1∶2水泥砂漿找平。

圖2 2層角鋼過梁安裝

4 結語

在本項目，用庫存廢料∟180×12制作2層外窗過梁，代替混凝土過梁，既利用了庫存廢料，又騰出了場地；既能滿足使用要求，又能保證結構安全，取得事半功倍的效果，值得推廣。