第5章 墻梁挑梁及過梁設(shè)計(jì)

1、5.2 挑梁挑梁5.3 過梁過梁5.1 墻梁墻梁5.4 例題例題5.1 墻梁墻梁 墻梁：墻梁：鋼筋砼托梁和梁上計(jì)算高度范圍內(nèi)的砌體組成的組合構(gòu)件。鋼筋砼托梁和梁上計(jì)算高度范圍內(nèi)的砌體組成的組合構(gòu)件。托梁上的砌體既是荷載的一部分，又構(gòu)成結(jié)構(gòu)的一部分，與托梁共同工作。托梁上的砌體既是荷載的一部分，又構(gòu)成結(jié)構(gòu)的一部分，與托梁共同工作。墻梁與一般鋼筋砼梁的差別：墻梁與一般鋼筋砼梁的差別： 深梁，深梁， 組合梁組合梁墻梁按荷載分類可分為墻梁按荷載分類可分為承重墻梁和自承重墻梁。承重墻梁和自承重墻梁。墻梁按支承條件分類可分為墻梁按支承條件分類可分為簡支墻梁、框支墻梁和連續(xù)墻梁。簡支墻梁、框支墻梁和連續(xù)墻梁

2、。 5.1.1 墻梁的受力性能1、無洞口簡支墻梁在豎向荷載作用下，墻體大部分受壓，托梁主要承受拉力，墻體與托梁組成組合深梁，共同抵抗外荷載產(chǎn)生的彎矩，托梁處于偏心受拉狀態(tài)。n在裂縫出現(xiàn)以前，無洞口墻梁的受力狀態(tài)有如一墻體和托梁組成的組合深梁。圖為均布荷載下墻梁的主應(yīng)力跡線，主壓應(yīng)力跡線在跨中為拱形分布，將荷載傳至支座，托梁位于受拉區(qū)。墻梁的受力機(jī)構(gòu)如同一拉桿拱，圖中陰影部分為拱體，托梁為拉桿。 破壞形態(tài) ：1）彎曲破壞彎曲破壞當(dāng)托梁的配筋率較低，墻體強(qiáng)度較高時(shí)，將由于托梁中鋼筋到達(dá)屈服，豎向裂縫越過界面向墻體迅速延伸，墻梁撓度急劇增大而破壞。2）剪切剪切破壞破壞A、墻體的、墻體的剪切破壞：斜拉

3、破壞斜拉破壞：當(dāng)墻體高度與其計(jì)算跨度之比0.4且砌體強(qiáng)度較高時(shí)，將發(fā)生斜壓破壞，即支座斜上方斜裂縫間砌體在主壓應(yīng)力作用下的受壓破壞，砌體被壓碎。這種破壞的承載力較高。B、托梁的剪切破壞： 3)局壓破壞局壓破壞 當(dāng)墻體高度與其計(jì)算跨度之比較大時(shí)，支座處豎向壓應(yīng)力高度集中，砌體因局部受壓承載力不足而發(fā)生的破壞。2 2有洞口簡支墻梁有洞口簡支墻梁(a) 跨中開洞墻梁破壞形態(tài)；(b) 偏開洞墻梁破壞形態(tài)；(c) 墻梁彎曲破壞； (d) 墻體剪切破壞； (e) 托梁剪切破壞；(f) 支座局部受壓破壞3、連續(xù)墻梁頂梁的存在使墻梁的受剪承載力有較大提高。托梁大部分區(qū)段處于偏心受拉狀態(tài)。中間支座附近很小區(qū)段，

4、托梁處于偏心受壓和受剪的復(fù)合受力狀態(tài)。無翼墻或構(gòu)造柱時(shí)，中間支座的墻體易發(fā)生局部受壓破壞。中間支座處比邊支座處更容易發(fā)生剪切破壞。連續(xù)墻梁的破壞形態(tài)（1）彎曲破壞（2）剪切破壞（3）局部受壓破壞4、框支墻梁（1）彎曲破壞托梁或柱中縱筋屈服而形成的破壞。（ 2）剪切破壞 在托梁或柱中縱筋未屈服的情況下，墻體或托梁發(fā)生剪切破壞。 墻體的剪切破壞分為：斜拉破壞斜拉破壞（高跨比較小時(shí)）、斜壓破壞斜壓破壞（高跨比較大時(shí)） 。（3）彎剪破壞：在托梁跨中鋼筋屈服的同時(shí)或稍后發(fā)生。（4）局壓破壞5.1.2 墻梁的一般規(guī)定 1.墻體總高度和墻梁跨度墻體總高度和墻梁跨度采用燒結(jié)普通磚和燒結(jié)多孔磚砌體和配筋砌體的墻

5、梁設(shè)計(jì)采用燒結(jié)普通磚和燒結(jié)多孔磚砌體和配筋砌體的墻梁設(shè)計(jì)應(yīng)符合表應(yīng)符合表51的規(guī)定。墻梁計(jì)算高度范圍內(nèi)每跨允許設(shè)置一的規(guī)定。墻梁計(jì)算高度范圍內(nèi)每跨允許設(shè)置一個(gè)洞口；洞口邊至支座中心的距離個(gè)洞口；洞口邊至支座中心的距離ai，距邊支座不應(yīng)小于，距邊支座不應(yīng)小于0.15loi，距中支座不應(yīng)小于，距中支座不應(yīng)小于0.07loi。對多層房屋的墻梁，各。對多層房屋的墻梁，各層洞口宜設(shè)置在相同位置，并宜上、下對齊。層洞口宜設(shè)置在相同位置，并宜上、下對齊。 墻梁的一般規(guī)定表墻梁的一般規(guī)定表 表表51注： 1 采用混凝土小型砌塊砌體的墻梁可參照使用；2 墻體總高度指托梁頂面到檐口的高度，帶閣樓的坡屋面應(yīng)算到山尖

6、墻1/2高度處；3 對自承重墻梁，洞口至邊支座中心的距離不宜小于0.1loi，門窗洞上口至墻頂?shù)木嚯x不應(yīng)小于0.5m；4 hw-墻體計(jì)算高度，按規(guī)范第7.3.3條（后面第4小節(jié)）取用；hb-托梁截面高度；loi-墻梁計(jì)算跨度，按規(guī)范第7.3.3條（后面第4小節(jié)）取用；bh-洞口寬度；hh-洞口高度，對窗洞取洞頂至托梁頂面距離。 2 墻梁墻梁高跨比和托梁高跨比高跨比和托梁高跨比 3 洞口的設(shè)置洞口的設(shè)置 4 自承重墻梁自承重墻梁（要求放寬）（要求放寬） 5.1.3 墻梁設(shè)計(jì)總則1、計(jì)算簡圖 各計(jì)算參數(shù)應(yīng)按下列規(guī)定取用：1)墻梁計(jì)算跨度l0 (l0i)，對簡支墻梁和連續(xù)墻梁取1.1ln(1.1ln

7、i)或lc(lci)兩者的較小值；ln(lni)為凈跨，lc(lci)為支座中心線距離。對框支墻梁，取框架柱中心線間的距離lc(lci)；2)墻體計(jì)算高度hw，取托梁頂面上一層墻體高度，當(dāng)hwl0時(shí)，取hw=l0 (對連續(xù)墻梁和多跨框支墻梁，l0取各跨的平均值)；3)墻梁跨中截面計(jì)算高度H0，取H0=hw+0.5hb；4)翼墻計(jì)算寬度bf，取窗間墻寬度或橫墻間距的2/3，且每邊不大于3.5h(h為墻體厚度)和l0/6；5)框架柱計(jì)算高度Hc，取Hc=Hcn+0.5hb；Hcn為框架柱的凈高，取基礎(chǔ)頂面至托梁底面的距離。 2、墻梁的計(jì)算荷載 （1）使用階段墻梁上的荷載1)承重墻梁A、托梁頂面的荷

8、載設(shè)計(jì)值Q1、F1，取托梁自重及本層樓蓋的恒荷載和活荷載；B、墻梁頂面的荷載設(shè)計(jì)值Q2，取托梁以上各層墻體自重，以及墻梁頂面以上層樓(屋)蓋的恒荷載和活荷載；集中荷載可沿作用的跨度近似化為均布荷載。2)自承重墻梁 墻梁頂面的荷載設(shè)計(jì)值Q2，取托梁自重及托梁以上墻體自重。（2 ）施工階段托梁上的荷載1)托梁自重及本層樓蓋的恒荷載；2)本層樓蓋的施工荷載；3)墻體自重，可取高度為l0max/3的墻體自重，開洞時(shí)尚應(yīng)按洞頂以下實(shí)際分布的墻體自重復(fù)核；l0max為各計(jì)算跨度的最大值。5.1.4 墻梁的托梁正截面承載力計(jì)算 1）托梁跨中截面承載力應(yīng)按下列規(guī)定計(jì)算，其彎矩Mbi及軸心拉力Nbti可按下列公

9、式計(jì)算： Mbi=M1i+MM2i (6-5) Nbti=NM2i/H0 (6-6)M1i-荷載設(shè)計(jì)值Q1、F1作用下的簡支梁跨中彎矩或按連續(xù)梁或框架 分析的托梁各跨跨中最大彎矩；M2i-荷載設(shè)計(jì)值Q2作用下的簡支梁跨中彎矩或按連續(xù)梁或框架分析 的托梁各跨跨中彎矩中的最大值；M-考慮墻梁組合作用的托梁跨中彎矩系數(shù)，可按公式(6-7)或(6-10) 計(jì)算，但對自承重簡支墻梁應(yīng)乘以0.8；當(dāng)公式(6-7)中的hb/0 1/6時(shí)，取hb/0=1/6；當(dāng)公式(6-10)中的hb/01/7時(shí)，取 hb/0=1/7；N-考慮墻梁組合作用的托梁跨中軸力系數(shù)，可按公式(6-9)或(6-12) 計(jì)算，但對自承重

10、簡支墻梁應(yīng)乘以0.8；式中，當(dāng)hw/0i1時(shí)， 取hw/0i=1；n 對簡支墻梁， M=M(1.7hb / l0-0.03) (6-7) M=4.5-10a/l0 (6-8) N=0.44+2.1hw/l0 (6-9)n對連續(xù)墻梁和框支墻梁，M=N(2.7hb/l0i-0.08) (6-10) M=3.8-8ai/l0i (6-11) N=0.8+2.6hw/l0i (6-12)M-洞口對托梁彎矩的影響系數(shù)，對無洞口墻梁取1.0，對有洞口墻梁可按公式(6-8)或(6-11)計(jì)算；ai-洞口邊至墻梁最近支座的距離，當(dāng)ai0.35l0i時(shí)，取ai=0.35l0i。n2）托梁支座截面應(yīng)按鋼筋混凝土受

11、彎構(gòu)件計(jì)算，其彎矩Mbj可按下列公式計(jì)算： Mbj=M1j+MM2j (6-13) M=0.75ai/0i (6-14) 式中M1j-荷載設(shè)計(jì)值Q1、F1作用下按連續(xù)梁或框架分析的托梁支座彎矩；M2j-荷載設(shè)計(jì)值Q2作用下按連續(xù)梁或框架分析的托梁支座彎矩；M-考慮組合作用的托梁支座彎矩系數(shù)，無洞口墻梁取0.4，有洞口墻梁可按公式(6-14)計(jì)算，當(dāng)支座兩邊的墻體均有洞口時(shí)，ai取較小值。n3）對在墻梁頂面荷載Q2作用下的多跨框支墻梁的框支柱，當(dāng)邊柱的軸力不利時(shí)，邊柱的軸力應(yīng)乘以修正系數(shù)1.2。5.1.5 墻梁的托梁斜截面受剪承載力 墻梁的托梁斜截面受剪承載力應(yīng)按鋼筋混凝土受彎構(gòu)計(jì)算，其剪力Vb

12、j可按下式計(jì)算： Vbj=V1j+VV2j (615) V1j-荷載設(shè)計(jì)值Q1、F1作用下按連續(xù)梁或框架分析的托梁支座邊剪力或簡支梁支座邊剪力； V2j-荷載設(shè)計(jì)值Q2作用下按連續(xù)梁或框架分析的托梁支座邊剪力或簡支梁支座邊剪力； V-考慮組合作用的托梁剪力系數(shù)，無洞口墻梁邊支座取0.6，中支座取0.7；有洞口墻梁邊支座取0.7，中支座取0.8。對自承重墻梁，無洞口時(shí)取0.45，有洞口時(shí)取0.5。5.1.6墻梁的墻體受剪承載力 墻梁的墻體受剪承載力，應(yīng)按下列公式計(jì)算： V212(0.2+hb/0i+ht/0i)fhhw (616) 式中 V2-在荷載設(shè)計(jì)值Q2作用下墻梁支座邊剪力的最大值； 1-

13、翼墻或構(gòu)造柱影響系數(shù)，對單層墻梁取1.0，對多層墻梁，當(dāng)bf/h=3時(shí)取1.3，當(dāng)bf/h=7或設(shè)置構(gòu)造柱時(shí)取1.5，當(dāng)3bf/h7時(shí)，按線性插入取值； 2-洞口影響系數(shù)，無洞口墻梁取1.0，多層有洞口墻梁取0.9，單層有洞口墻梁取0.6； ht-墻梁頂面圈梁截面高度。 h -墻厚5.1.7、托梁支座上部砌體局部受壓承載力 托梁支座上部砌體局部受壓承載力應(yīng)按下列公式計(jì)算： Q2fh (617) =0.25+0.08bf/h (618) 式中-局壓系數(shù)，當(dāng)0.81時(shí)，取=0.81。 當(dāng)bf/h5或墻梁支座處設(shè)置上、下貫通的落地構(gòu)造柱時(shí)可不驗(yàn)算局部受壓承載力。 h -墻厚5.1.8 墻梁墻梁在施工

14、階段托梁的承載力驗(yàn)算在施工階段托梁的承載力驗(yàn)算 5.1.9 墻梁的構(gòu)造要求1、材料（1）、托梁的混凝土強(qiáng)度等級不應(yīng)低于C30。（2）、縱向鋼筋宜采用HRB335、HRB400或RRB400級鋼筋。（3）、承重墻梁的塊材強(qiáng)度等級不應(yīng)低于MU10，計(jì)算高度范圍內(nèi) 墻體的砂漿強(qiáng)度等級不應(yīng)低于M10。2、墻體（1）、框支墻梁的上部砌體房屋，以及設(shè)有簡支墻梁或連續(xù)墻梁 的房屋，應(yīng)滿足剛性方案房屋的要求。（2）、墻梁計(jì)算高度范圍內(nèi)的墻體厚度，對磚砌體不應(yīng)小于240mm ，對混凝土砌塊砌體不應(yīng)小于190mm。（3）、墻梁洞口上方應(yīng)設(shè)置混凝土過梁，其支承長度不應(yīng)小于 240mm；洞口范圍內(nèi)不應(yīng)施加集中荷載。（

15、4）、承重墻梁的支座處應(yīng)設(shè)置落地翼墻。（5）、當(dāng)墻梁墻體在靠近支座13l0范圍內(nèi)開洞時(shí)，支座處應(yīng)設(shè)置落地且上下貫通的構(gòu)造柱，并應(yīng)與每層圈梁連接。（6）、墻梁計(jì)算高度范圍內(nèi)的墻體，每天可砌高度不應(yīng)超過1.5m，否則應(yīng)加設(shè)臨時(shí)支撐。3、托梁（1）、有墻梁的房屋的托梁兩邊各一個(gè)開間及相鄰開間處應(yīng)采用現(xiàn)澆混凝土樓蓋。（2）、托梁每跨底部的縱向受力鋼筋應(yīng)通長設(shè)置，不得在跨中段彎起或截?cái)?。?）、墻梁的托梁跨中截面縱向受力鋼筋總配筋率不應(yīng)小于0.6%。（4）、承重墻梁的托梁在砌體墻柱上的支承長度不應(yīng)小于350mm。（5）、當(dāng)托梁高度 時(shí)，應(yīng)沿梁高設(shè)置通長水平腰筋，直徑不應(yīng)小于12mm，間距不應(yīng)大于200m

16、m。（6）、墻梁偏開洞口和兩側(cè)各一個(gè)梁高h(yuǎn)b范圍內(nèi)直至靠近洞口的支座邊的托梁箍筋直徑不宜小于8mm，間距不應(yīng)大于100mm。mmhb5005.2 挑梁挑梁是埋置在砌體結(jié)構(gòu)中懸挑的鋼筋混凝土梁。5.2.1挑梁的受力性能 砌體和挑梁的工作可以分為以下幾個(gè)階段：n彈性工作階段在外荷載達(dá)到傾覆破壞荷載的20%-30%，水平裂縫出現(xiàn)，在此之前為彈性階段。n帶裂縫工作階段隨著荷載的增加，梁尾出現(xiàn)裂縫時(shí)的荷載約為破壞荷載的80%左右n破壞階段（1）挑梁的傾覆破壞。（2）挑梁下砌體局壓破壞。5.2.2 挑梁的抗傾覆驗(yàn)算 砌體墻中鋼筋混凝土挑梁的抗傾覆應(yīng)按下式驗(yàn)算： MovMr (619) 式中 Mov-挑梁的

17、荷載設(shè)計(jì)值對計(jì)算傾覆點(diǎn)產(chǎn)生的傾覆力矩； Mr-挑梁的抗傾覆力矩設(shè)計(jì)值。 挑梁計(jì)算傾覆點(diǎn)至墻外邊緣的距離可按下列規(guī)定采用：1） 當(dāng)12.2hb時(shí) x0=0.3hb，且不大于0.1312）當(dāng)12.2hb時(shí) x0=0.131 式中 1-挑梁埋入砌體墻中的長度(mm)； x0-計(jì)算傾覆點(diǎn)至墻外邊緣的距離(mm)； hb-挑梁的截面高度(mm)。 注：當(dāng)挑梁下有構(gòu)造柱時(shí)，計(jì)算傾覆點(diǎn)到墻外邊緣的距離可取0.5x0。挑梁的抗傾覆力矩設(shè)計(jì)值可按下式計(jì)算： Mr=0.8Gr(2-x0) (620) 式中Gr-挑梁的抗傾覆荷載，為挑梁尾端上部45擴(kuò)展角的陰影范圍(其水平長度為3)內(nèi)本層的砌體與本層樓面恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值

18、之和；2-Gr作用點(diǎn)至墻外邊緣的距離。n雨蓬等懸挑構(gòu)件可按以上要求進(jìn)行抗傾覆驗(yàn)算，其抗傾覆荷載Gr可按下圖采用，圖中Gr距墻外邊緣的距離為 2=1/2，3=n/2。25.2.3挑梁下砌體的局部受壓承載力驗(yàn)算 NfA (621) 式中N-挑梁下的支承壓力，可取N=2R，R為挑梁的傾覆荷載設(shè)計(jì)值；-梁端底面壓應(yīng)力圖形的完整系數(shù)，可取0.7；-砌體局部抗壓強(qiáng)度提高系數(shù)，挑梁支承為一字形墻體時(shí)，取為1.25；丁字形墻體時(shí)，取為1.5；A-挑梁下砌體局部受壓面積，可取A=1.2bhb，b為挑梁的截面寬度，hb為挑梁的截面高度。5.2.4 挑梁本身的承載力驗(yàn)算挑梁的最大彎矩設(shè)計(jì)值和挑梁墻外邊緣處截面產(chǎn)生的

19、剪力。 Mmax=Mvo Vmax= V0V0挑梁荷載設(shè)計(jì)值在墻外邊緣處截面產(chǎn)生的剪力。按鋼筋混凝土受彎構(gòu)件進(jìn)行正截面受彎承載力和斜截面受剪承載力計(jì)算5.2.5 挑梁的構(gòu)造要求 挑梁設(shè)計(jì)除應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)挑梁設(shè)計(jì)除應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)混凝土結(jié)構(gòu)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范設(shè)計(jì)規(guī)范GB50010的有關(guān)規(guī)定外，尚應(yīng)滿足的有關(guān)規(guī)定外，尚應(yīng)滿足下列要求：下列要求：1） 縱向受力鋼筋至少應(yīng)有縱向受力鋼筋至少應(yīng)有1/2的鋼筋面積伸入梁的鋼筋面積伸入梁尾端，且不少于尾端，且不少于212。其余鋼筋伸入支座的長。其余鋼筋伸入支座的長度不應(yīng)小于度不應(yīng)小于21/3；2）挑梁埋入砌體長度）挑梁埋入砌體長度1與挑出長度與挑出長度

20、之比宜大于之比宜大于1.2；當(dāng)挑梁上無砌體時(shí)，當(dāng)挑梁上無砌體時(shí)，1與與之比宜大于之比宜大于2。 5.3 過梁n承受門窗洞口上部墻體的重量和樓蓋傳來的荷載的梁, 稱為過梁。一般包括磚砌過梁和鋼筋混凝土過梁。n過梁的形式：磚砌平拱（弧拱）、鋼筋磚、鋼筋混凝土過梁。d.磚砌弧拱過梁磚砌弧拱過梁1. 過梁上的荷載1、墻體荷載、墻體荷載 1）對磚砌體，當(dāng)過梁上的墻體高度hw ln /3時(shí)，應(yīng)按墻體的均布自重采用。當(dāng)墻體高度hw ln /3 時(shí)，應(yīng)按高度為ln /3墻體的均布自重來采用； 2)對混凝土砌塊砌體，當(dāng)過梁上的墻體高度hw ln /2時(shí)，應(yīng)按墻體的均布自重采用。當(dāng)墻體高度hw ln /2時(shí)，應(yīng)按

21、高度為ln /2墻體的均布自重采用。2、梁、板荷載、梁、板荷載 對磚和小型砌塊砌體，當(dāng)梁、板下的墻體高度hw ln 時(shí)，應(yīng)計(jì)入梁、板傳來的荷載。當(dāng)梁、板下的墻體高度hw ln時(shí)，可不考慮梁、板荷載。 過梁三種破壞：過梁三種破壞： 跨中截面受彎破壞跨中截面受彎破壞 (豎向裂縫豎向裂縫) 支座附近受剪破壞支座附近受剪破壞 （階梯形斜裂縫）（階梯形斜裂縫） 過梁支座滑動破壞過梁支座滑動破壞 （在墻端水平裂縫）（在墻端水平裂縫）2. 過梁承載力的計(jì)算 （1）磚平拱承載力計(jì)算 受彎承載力式中M按簡支梁計(jì)算的跨中彎矩設(shè)計(jì)值；ftm砌體沿齒縫的彎曲抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；W截面抵抗矩，當(dāng)為矩形截面時(shí)W=bh2/6。 受剪承載力 式中V按簡支梁計(jì)算的支座邊緣剪力設(shè)計(jì)值；fv砌體的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；b過梁截面寬度；z過梁截面內(nèi)力臂，當(dāng)截面為矩形時(shí)，z=2h/3；I、S過梁截面慣性矩、面積