[科普中国]-空腹梁

空腹梁桥

由带有空洞腹板的主梁作为主要承重结构的桥梁。梁式桥的腹板主要承受剪力并联系上、下翼缘使 成为整体，在满足这一功能的前提下，可做成带空洞 的腹板以减少材料用量和减轻自重。空洞可为圆形 或方形。方形孔洞使主梁形成格式框架梁，多用在预 应力混凝土和钢筋混凝土梁上。但预留孔洞将使构 造和制作复杂。桁架梁桥实质上也是一种空腹梁桥。

基本概念钢析架结构具有刚度大、自重轻、材料用盆省的特点，因而在建筑工程中得到许多应用。例如，大跨度体育馆的双向钢析架屋盖、工业厂房中的排架以及高层钢结构中的支撑体系等等。近年来，出于建筑功能上的考虑，有时要求建造具有较大跨度的多层轻钢结构。
空腹梁框架是由实腹钢柱与空腹梁组成的结构体系。由于空腹梁的高度通常大于实腹梁，因而具有较大刚度及承载力，同时设备管线可以很方便地从梁中穿过。框架梁既可以全部采用空腹梁，也可以与实腹梁混合使用。为了增强结构的抗震能力，空腹梁应尽量采用交叉斜腹杆，以增加结构的超静定次数，防止在个别杆件发生屈曲时造成整个结构形成几何可变体系。
与实腹梁不同，空腹梁由大量的杆件组成，从而使结构的计算自由度大大增加，目前国内通用的建筑结构计算程序不能对这类结构进行分析。在设计这种结构时，可以先将空腹梁等效变换为实腹梁，用普通程序进行结构整体计算，然后再对空腹梁的杆件进行局部计算分析。

结点构造梁柱节点
箱形截面柱的组装焊缝采用部分熔透V型坡口焊缝，焊接深不小于2/3板厚。在节点核心区及水平加劲胁隔板外侧600mm的范围内采用全熔透坡口焊缝。
与普通梁柱节点不同，空旗梁的上、下弦与柱形成两个节点.空腹梁通过牛砚与柱连接，此时既要保证节点强度高于构件强度，又要注意方便现场施工。

主、次梁节点
在全国政协办公楼扩建工程中，次梁均为空腹梁，全部采用工厂制做，在支座处通过高强螺栓与主梁连接。这样，既减轻了结构自重，现场施工也非常方便。次梁与实腹梁及空腹梁的连接节点。

隅撑
由于空腹梁高度较大，因而其侧向刚度也较差。我们在相邻框架梁之间及边梁与悬臂梁之间设置隅撑，以保证空腹梁有足够的侧向刚度。1

特点空腹梁的强度、刚度及抗裂性均能满足设计和使用的耍求，梁的各节点强度也均能满足耍求，结构性能可靠，下弦经一年来长期荷载作用，尚无显著变化。

空腹梁体型简单，现场预制施工方便，适合山区建设要求。

梁上没有端杆螺栓、螺母顶铰等外加工件，一次浇捣成型，不需拼装焊接，减少了工序方便施工。

节约材料自重轻。空腹梁与目前通用的几种构件相此较，钢材、水泥均有节约，同时所用材料均为普通材料。
总之，这种变截面两铰拱空腹梁具有：构造简单、安全可靠、施工简捷、重量较轻、节省材料、外威轻巧，适合山区建设等特点。

静力特性（1）组合空腹板与组合网架结构有相似之处，它们都由下弦层、腹部的钢构件及上弦层的混凝土构件构成，然而，它们的受力状态是不同的。组合网架结构的下弦及腹杆受轴力，弯矩很小，计算中可以忽略；上弦混凝土肋板也以受轴力为主，其弯矩主要是由自重和局部荷载产生。与组合网架结构不同，组合空腹板的下弦层钢肋和上弦层混凝土板的构件自身高度在结构的总高度中占了较大的比例，二者均有 较大的抗弯刚度，弯曲应力在总应力中占了较大的比例，因此计算中不能忽略它们的抗弯刚度。
（2）在荷载作用下，与实腹梁相比，组合空腹梁内力分布均匀。对于下层钢肋，沿纵向，从支座处到跨中，每一段均承受轴向拉力和弯矩。就简支结构而言，其弯矩从支座至跨中递减，轴力从跨中至支座递减，上层混凝土板的内力分布与之相似。因此，组合空腹梁有良好的受力性能，能更好地分发挥材料强度，因此具有较大的承载能力。2

（3）箍筋锈胀对混凝土截面造成损伤，特别是剪压区混凝土的损伤对构件抗剪强度的影响很大；
（4）箍筋锈蚀降低了受弯构件抗剪的延性性能和承载能力；
（5）根据极限平衡理论，建立的锈蚀钢筋混凝土简支梁斜截面承载力计算模型，该模型较好地考虑了剪跨比、配箍率，箍筋锈蚀程度对锈蚀钢筋混凝土简支梁斜截面抗剪性能的影响，形式简捷且具有明确物理概念。