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摘要：文章以具体工程案例坡顶屋面斜梁开裂为研究对象，基于理论力学和材料力学原理去解读斜梁的受力特点，较为详细的探究了当下常用的斜梁计算方法，并提供了和斜梁和折梁作业实况更相符的内力分析和抗裂检验方法，以供同行参考，共同优化建筑工程施工效果，尽量规避各种质量病害。
关键词：斜梁；折梁；内力分析；抗裂验算
引言
斜梁是建筑工程的重要构成，其承受着来自上部结构传送的恒载、活载以及斜梁的自体重量。过去在测算分析斜梁的内力时没有考虑到荷载顺沿斜梁轴线的形成的分力。事实上，在很大现实工况下该分力是不可忽略不计的。既往有大量的工程实践及理论研究发现，在荷载作用下斜梁对支座形成的水平推力及该推力引起支座侧向移动，进而导致斜梁内力发生明显变化，针对以上情况，若施工方没有及时采用应对措施，则会增加工程质量事故发生的风险。本课题在研究理论力学和材料力学基本原理的基础上，对当前经常用于分析斜梁内力的方法进行研究。
1、工程概况
某工程项目地下一层，地上五层；建筑总高度26.1m，相对标高±0.001，绝对标高858.580m。在春天竣工四个月以后，开始发现混凝土屋面斜梁出现裂痕。当步入至夏季时，所有卸料出现2~5条裂缝，宽度值0.31~0.82m，深度抵达两端面高度的1/3~1/2。综合多方面分析裂缝成因，最后认定工程设计环节只测算了建筑正截面承载力，没有拓展对屋面受力情况的研究深度是主因。
2、基于常规的斜梁理论计算支座和内力
勾画当下我国建筑领域中常用的简支斜梁测算简图和内力图。
其支座反力是RAX=0 2-①
结合作用力和反作用力大小持平、方向互为相反的原理，可以对斜梁的支座反力形式作出适度转换。
针对其支座反力值，有RAr=RBr=Nmax=gLsinaRAs=RBs=Qmax=gLcos RBr和RBs的合力是RBy。
3、分析斜梁的内力
上部结构传送的恒载及斜梁自体重量均顺沿斜梁轴线分布，g表示单位长度（每米）的纵向荷载，理论上可以将g分解为和斜梁轴线相垂直的gcos ，及和斜梁轴线互为平行的gsin 。
如若斜梁的倾斜角度偏小，上部分布的荷载处于较低水平，那么在荷载gsin 的作用下，斜梁横截面上形成的轴向拉力N（上、下半段分别是拉力、压力）可以忽略不计，比如建筑楼梯的斜梁。那么当gcos 作用于斜梁时，有：
如果斜梁的倾斜角度偏大，则其上部荷载也会随之增加，那么在荷载gsin 的作用下，斜梁界面上形成的轴向拉力就不可以忽略，并且还需要分析到在斜梁轴线方向活载荷形成的分力。
将活荷载转变为顺沿斜梁轴线分布的样态，见图1所示，对pcos 进行分解[2]。
4、斜梁支座位移和内力改变及抗裂验算
在这里本文以简支斜梁为研究对象，若其下支座抗侧移刚度高于上支座时，下支座应尽量选用不动铰支座。假定某建筑屋面斜梁的设计荷载是15kN/m，斜梁倾角（ ）19.6°，那么经测算得出其下支座承受到的水平推力RAX=10.8kN。
屋顶负压风对下支座位置形成的水平推力P=2.4kN。
下支座立柱承受的负风压q≈1.27kN/m。
下支座（柱顶）的侧向位移fAX=3.1mm。
由fAX/fn=4.2，能够推测出在屋面斜梁极限弹性变形范畴中，在水平方向下支座对斜梁丧失了管束作用，这就预示着可以选用可动式铰支座作为下支座，上支座是不动铰支座。此时有：支座反力[3]：
在这样的工况下，斜梁的婉拒、剪力维持不变，轴力由压力转变为拉力，并且按照下小上大的特征分布[4]。
其轴力值N=gXsinθ 4-⑥
如果上支座抗侧移刚度偏低，那么该斜梁将会出现整体下滑失稳情况；如果其刚度足够大，那么斜梁则会由最初的压弯杵件转变成拉弯杵件，此时需检测验算其持有的抗裂强度。
其抗裂弯矩Mf=1.5（Rf- L）Whg 4-⑦[式中：Rf-混凝土的抗裂强度， L-轴向拉应力]
由设计荷载引起的跨中最大弯矩是Mn=38kN-m。
经测算后发现，Mf＜Mn，提示本课题研究中的斜梁于跨中段处开裂在所难免，这也和工程项目场区裂缝特征相吻合。
结束语
针对寻常的建筑屋面，外界气候条件对其形成的影响偏大。在我国很多地区内季节性温差能够达到50°以上，尤其是选用沥青作为屋面的防水层时，因温差引起的附加应力通常会对斜梁开裂病害发生过程形成促进作用。为实现对建筑斜梁开裂问题的有效控制，可以采用如下措施：
（1）适时选用强度等级偏低的混凝土，优先采用收缩率偏低的水泥胶凝材料，尽量不要在高温条件下浇筑混凝土，在构建浇筑工序完成后进行连续保湿充分养护，规避为追赶工期而提前拆模或封堵后浇带。通过减小混凝土收缩及其约束力，能够降低构件轴向拉应力，施工阶段加强模板和支撑位移的控制。
（2）温度后浇带位置板中横穿钢筋最好整体或局部搭接，梁截面下筋与腰筋可以横穿后浇带、截面上筋搭接衔接，具体数目应由30~50m间距调控，如果大部分或整体横穿后浇带配筋搭接衔接，砼收缩或者其约束力偏小，则可以适当减少其数目，在任何工况下后浇带间距不能取等同或者近似值。
参考文献：
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