材料科學(xué)砌體結(jié)構(gòu)墻體中過梁墻梁挑梁學(xué)習(xí)課程

1、過梁的設(shè)計(jì)計(jì)算過梁的設(shè)計(jì)計(jì)算墻梁的設(shè)計(jì)計(jì)算墻梁的設(shè)計(jì)計(jì)算挑挑 梁梁本章小結(jié)本章小結(jié) 思考題與習(xí)題思考題與習(xí)題 本章內(nèi)容本章內(nèi)容第1頁/共88頁第一頁，編輯于星期日：二十一點(diǎn) 三十七分。一、過梁的類型過梁是砌體結(jié)構(gòu)門窗洞口上常用的構(gòu)件，主要有鋼筋混凝土過梁、鋼筋磚過梁、磚砌平拱過梁和磚砌弧拱過梁等幾種不同的形式，如圖5.15.1所示。由于磚砌過梁延性較差，跨度不宜過大，因此對(duì)有較大振動(dòng)荷載或可能產(chǎn)生不均勻沉降的房屋，應(yīng)采用鋼筋混凝土過梁。鋼筋混凝土過梁端部支承長度不宜小于240mm240mm。過梁的設(shè)計(jì)計(jì)算過梁的設(shè)計(jì)計(jì)算 第2頁/共88頁第二頁，編輯于星期日：二十一點(diǎn) 三十七分。磚砌過梁的構(gòu)造要

2、求應(yīng)符合下列規(guī)定。(1) (1) 磚砌過梁截面計(jì)算高度內(nèi)的砂漿不宜低于M5M5。(2) (2) 磚砌平拱用豎磚砌筑部分的高度不應(yīng)小于240mm240mm。(3) (3) 鋼筋磚過梁底面砂漿層處的鋼筋，其直徑不應(yīng)小于5mm5mm，間距不宜大于120mm120mm，鋼筋伸入支座砌體內(nèi)的長度不宜小于240mm240mm，砂漿層的厚度不宜小于30mm30mm。過梁的設(shè)計(jì)計(jì)算過梁的設(shè)計(jì)計(jì)算 第3頁/共88頁第三頁，編輯于星期日：二十一點(diǎn) 三十七分。 過梁上的荷載有兩種：一種是僅承受墻體荷載，第二種是除承受墻體荷載外，還承受其上梁板傳來的荷載。 試驗(yàn)表明，如過梁上的砌體采用水泥混合砂漿砌筑，當(dāng)磚砌體的砌筑

3、高度接近跨度的一半時(shí)，跨中撓度的增加明顯減小。此時(shí)，過梁上砌體的當(dāng)量荷載相當(dāng)于高度等于1 13 3跨度時(shí)的墻體自重。這是由于砌體砂漿隨時(shí)間增長而逐漸硬化，參加工作的砌體高度不斷增加，使砌體的組合作用不斷增強(qiáng)。當(dāng)過梁上墻體有足夠高度時(shí)，施加在過梁上的豎向荷載將通過墻體內(nèi)的拱作用直接傳給支座。因此，過梁上的墻體荷載應(yīng)如下取用。(1) (1) 對(duì)磚砌體，當(dāng)過梁上的墻體高度hwhwlnln3 3時(shí)，應(yīng)按墻體的均布自重采用( (如圖5.2(a)5.2(a)所示) )，其中l(wèi)nln為過梁的凈跨。當(dāng)墻體高度hwlnhwln3 3時(shí)，應(yīng)按高度為lnln3 3墻體的均布自重采用( (如圖5.2(b)5.2(b)

4、所示) )。(2) (2) 對(duì)混凝土砌塊砌體，當(dāng)過梁上的墻體高度hwhwlnln2 2時(shí)，應(yīng)按墻體的均布自重采用( (如圖5.2(c)5.2(c)所示) )。當(dāng)墻體高度hwlnhwln2 2時(shí)，應(yīng)按高度為lnln2 2墻體的均布自重采用( (如圖5.2(d)5.2(d)所示) )。過梁的設(shè)計(jì)計(jì)算過梁的設(shè)計(jì)計(jì)算 二、過梁上的荷載取值第4頁/共88頁第四頁，編輯于星期日：二十一點(diǎn) 三十七分。(a) (b) (a) (b) (a) (b)(a) (b)圖圖5.2 5.2 過梁上的墻體荷載過梁上的墻體荷載 過梁的設(shè)計(jì)計(jì)算過梁的設(shè)計(jì)計(jì)算 第5頁/共88頁第五頁，編輯于星期日：二十一點(diǎn) 三十七分。對(duì)梁板傳

5、來的荷載，試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)在砌體高度等于跨度的0.80.8倍左右的位置施加外荷載時(shí)，過梁的撓度變化已很微小。因此可認(rèn)為，在高度等于跨度的位置上施加外荷載時(shí)，荷載將全部通過拱作用傳遞，而不由過梁承受。對(duì)過梁上部梁、板傳來的荷載，規(guī)范規(guī)定：對(duì)磚和小型砌塊砌體，當(dāng)梁、板下的墻體高度hwhwlnln時(shí)，應(yīng)計(jì)入梁、板傳來的荷載。當(dāng)梁、板下的墻體高度hwlnhwln時(shí)，可不考慮梁、板荷載。過梁的設(shè)計(jì)計(jì)算過梁的設(shè)計(jì)計(jì)算 第6頁/共88頁第六頁，編輯于星期日：二十一點(diǎn) 三十七分。 鋼筋磚過梁的工作機(jī)理類似于帶拉桿的三鉸拱，有兩種可能的破壞形式：正截面受彎破壞和斜截面受剪破壞。當(dāng)過梁受拉區(qū)的拉應(yīng)力超過磚砌體的抗

6、拉強(qiáng)度時(shí)，則在跨中受拉區(qū)會(huì)出現(xiàn)垂直裂縫；當(dāng)支座處斜截面的主拉應(yīng)力超過磚砌體沿齒縫的抗拉強(qiáng)度時(shí)，在靠近支座處會(huì)出現(xiàn)斜裂縫，在砌體材料中表現(xiàn)為階梯形斜裂縫，如圖5.3(a)5.3(a)所示。 磚砌平拱過梁的工作機(jī)理類似于三鉸拱，除可能發(fā)生受彎破壞和受剪破壞，在跨中開裂后，還會(huì)產(chǎn)生水平推力。此水平推力由兩端支座處的墻體承受。當(dāng)此墻體的灰縫抗剪強(qiáng)度不足時(shí)，會(huì)發(fā)生支座滑動(dòng)而破壞，這種破壞易發(fā)生在房屋端部的門窗洞口處墻體上，如圖5.3(b)5.3(b)所示。 由過梁的破壞形式可知，應(yīng)對(duì)過梁進(jìn)行受彎、受剪承載力驗(yàn)算。對(duì)磚砌平拱還應(yīng)按其水平推力驗(yàn)算端部墻體的水平受剪承載力。過梁的設(shè)計(jì)計(jì)算過梁的設(shè)計(jì)計(jì)算 三、

7、過梁的計(jì)算第7頁/共88頁第七頁，編輯于星期日：二十一點(diǎn) 三十七分。 (a)(a)鋼筋磚過梁 (b)(b)磚砌平拱過梁圖5.3 5.3 過梁的破壞形式過梁的設(shè)計(jì)計(jì)算過梁的設(shè)計(jì)計(jì)算 第8頁/共88頁第八頁，編輯于星期日：二十一點(diǎn) 三十七分。1. 1. 磚砌平拱過梁的承載力計(jì)算(1) (1) 正截面受彎承載力可按下式計(jì)算。 (5.1)(5.1) 式中：MM按簡支梁并取凈跨計(jì)算的跨中彎矩設(shè)計(jì)值。 f ftmtm沿齒縫截面的彎曲抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。 WW截面模量。 過梁的截面計(jì)算高度取過梁底面以上的墻體高度，但不大于ln/3ln/3。磚砌平拱中由于存在支座水平推力，過梁垂直裂縫的發(fā)展得以延緩，受彎承載力得

8、以提高。因此，公式（5.15.1）的f ftmtm取沿齒縫截面的彎曲抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。 (2) (2) 斜截面受剪承載力可按下式計(jì)算。tmMf W過梁的設(shè)計(jì)計(jì)算過梁的設(shè)計(jì)計(jì)算 第9頁/共88頁第九頁，編輯于星期日：二十一點(diǎn) 三十七分。式中：式中：V V剪力設(shè)計(jì)值。剪力設(shè)計(jì)值。 fvfv砌體的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。砌體的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。 b b截面寬度。截面寬度。 z z內(nèi)力臂，當(dāng)截面為矩形時(shí)取內(nèi)力臂，當(dāng)截面為矩形時(shí)取z z等于等于2h2h3 3。 I I截面慣性矩。截面慣性矩。 S S截面面積矩。截面面積矩。 h h截面高度。截面高度。 一般情況下，磚砌平拱的承載力主要由受彎承載力控制。一般情況下，磚

9、砌平拱的承載力主要由受彎承載力控制。 vVf bzIzS過梁的設(shè)計(jì)計(jì)算過梁的設(shè)計(jì)計(jì)算 第10頁/共88頁第十頁，編輯于星期日：二十一點(diǎn) 三十七分。2. 2. 鋼筋磚過梁的承載力計(jì)算鋼筋磚過梁的承載力計(jì)算(1) (1) 正截面受彎承載力可按下式計(jì)算。正截面受彎承載力可按下式計(jì)算。 M0.85hM0.85h0 0 f fy y A3 (5.4) A3 (5.4)式中：式中：M M 按簡支梁并取凈跨計(jì)算的跨中彎矩設(shè)計(jì)值。按簡支梁并取凈跨計(jì)算的跨中彎矩設(shè)計(jì)值。 f fy y鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。 A As s受拉鋼筋的截面面積。受拉鋼筋的截面面積。 h ho o過梁截面的有效高度

10、，過梁截面的有效高度，hohoh-ash-as。 a as s受拉鋼筋重心至截面下邊緣的距離。受拉鋼筋重心至截面下邊緣的距離。 h h 過梁的截面計(jì)算高度，取過梁底面以上的墻體高度，但過梁的截面計(jì)算高度，取過梁底面以上的墻體高度，但 不大于不大于 ln/3ln/3；當(dāng)考慮梁、板傳來的荷載時(shí)，則按梁、板下的高度采用。；當(dāng)考慮梁、板傳來的荷載時(shí)，則按梁、板下的高度采用。(2) (2) 鋼筋磚過梁的受剪承載力計(jì)算與磚砌平拱過梁相同。鋼筋磚過梁的受剪承載力計(jì)算與磚砌平拱過梁相同。過梁的設(shè)計(jì)計(jì)算過梁的設(shè)計(jì)計(jì)算 第11頁/共88頁第十一頁，編輯于星期日：二十一點(diǎn) 三十七分。3. 3. 鋼筋混凝土過梁的承載

11、力計(jì)算鋼筋混凝土過梁的承載力計(jì)算鋼筋混凝土過梁的承載力應(yīng)按鋼筋混凝土受彎構(gòu)件計(jì)算。過梁鋼筋混凝土過梁的承載力應(yīng)按鋼筋混凝土受彎構(gòu)件計(jì)算。過梁的彎矩按簡支梁計(jì)算，計(jì)算跨度取的彎矩按簡支梁計(jì)算，計(jì)算跨度取(ln+a)(ln+a)和和1.05ln1.05ln二者中的較小值，其二者中的較小值，其中中a a為過梁在支座上的支承長度。在驗(yàn)算過梁下砌體局部受壓承載力為過梁在支座上的支承長度。在驗(yàn)算過梁下砌體局部受壓承載力時(shí)，可不考慮上部荷載的影響，即取時(shí)，可不考慮上部荷載的影響，即取=0=0。由于過梁與其上砌體共。由于過梁與其上砌體共同工作，構(gòu)成剛度很大的組合深梁，其變形非常小，故其有效支同工作，構(gòu)成剛度很

12、大的組合深梁，其變形非常小，故其有效支承長度可取過梁的實(shí)際支承長度，并取應(yīng)力圖形完整系數(shù)承長度可取過梁的實(shí)際支承長度，并取應(yīng)力圖形完整系數(shù)=1=1。砌有一定高度墻體的鋼筋混凝土過梁按受彎構(gòu)件計(jì)算嚴(yán)格地說是不合砌有一定高度墻體的鋼筋混凝土過梁按受彎構(gòu)件計(jì)算嚴(yán)格地說是不合理的。試驗(yàn)表明過梁也是偏拉構(gòu)件。過梁與墻梁并無明確分界定義，主要理的。試驗(yàn)表明過梁也是偏拉構(gòu)件。過梁與墻梁并無明確分界定義，主要差別在于過梁支承于平行的墻體上，且支承長度較長；一般跨度較小，承差別在于過梁支承于平行的墻體上，且支承長度較長；一般跨度較小，承受的梁、板荷載較小。當(dāng)過梁跨度較大或承受較大梁、板荷載時(shí)，應(yīng)按墻受的梁、板荷

13、載較小。當(dāng)過梁跨度較大或承受較大梁、板荷載時(shí)，應(yīng)按墻梁設(shè)計(jì)。梁設(shè)計(jì)?！纠?.15.1】 已知磚砌平拱過梁凈跨已知磚砌平拱過梁凈跨ln=1.2mln=1.2m，墻厚，墻厚240mm240mm，過梁構(gòu)造高度為，過梁構(gòu)造高度為240mm240mm，采用，采用MUl0MUl0普通燒結(jié)磚和普通燒結(jié)磚和M7.5M7.5混合砂漿砌筑而成，求該過梁混合砂漿砌筑而成，求該過梁所能承受的均布荷載設(shè)計(jì)值。所能承受的均布荷載設(shè)計(jì)值。解：查表解：查表3-113-11得：得： ftm=0.29 N/mm2ftm=0.29 N/mm2，fv=0.14N/mm2fv=0.14N/mm2過梁的設(shè)計(jì)計(jì)算過梁的設(shè)計(jì)計(jì)算 第12頁

14、/共88頁第十二頁，編輯于星期日：二十一點(diǎn) 三十七分。平拱過梁計(jì)算高度： 受彎承載力( (由式5.1)5.1)為：平拱的允許均布荷載設(shè)計(jì)值： 受剪承載力( (由式5.2)5.2)為 其允許均布荷載設(shè)計(jì)值 取q1q1和q2q2中的較小值，則q=8.18kN/mq=8.18kN/m。nl1.2h=0.4(m)332tm10.232404001472000(N mm)6Wf=創(chuàng)6128 1472000 108.18(kN/m)1.2q-創(chuàng)=22400267(mm)33zh=0.142402678971N8.971(kN)fvbz =創(chuàng)=228.97114.95(kN/m)1.2q=過梁的設(shè)計(jì)計(jì)算過梁

15、的設(shè)計(jì)計(jì)算 第13頁/共88頁第十三頁，編輯于星期日：二十一點(diǎn) 三十七分。【例5.25.2】 一鋼筋磚過梁，其凈跨ln=1.5mln=1.5m，墻厚為240mm(240mm(過梁的寬度與墻厚相同) )，采用MUl0MUl0燒結(jié)粘土磚和M7.5M7.5混合砂漿砌筑而成。在離洞口頂面600mm600mm處作用有樓板傳來的均布恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值gk1=6kNgk1=6kNm m，活荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk =4kNqk =4kNm m。磚墻自重gk2 =5.24kNgk2 =5.24kNm2m2。采用HPB235HPB235級(jí)鋼筋。試設(shè)計(jì)該鋼筋磚過梁。解：查表3-113-11得fv=0.14N/mm2fv=0.14

16、N/mm2；鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 fy=210N/mm2fy=210N/mm2。1) 1) 荷載計(jì)算樓板下的墻體高度hw=600mm hw=600mm 梁的凈跨ln=1500mmln=1500mm，故應(yīng)考慮梁板荷載。則作用在過梁上的均布荷載設(shè)計(jì)值為：Gk1k2Q1.5()1.2(65.24)1.4415.944kN/m3Pggqkgg=+=+=22n15.944 1.54.48kN/m88PlM=n15.9441.511.96kN22PlV=過梁的設(shè)計(jì)計(jì)算過梁的設(shè)計(jì)計(jì)算 第14頁/共88頁第十四頁，編輯于星期日：二十一點(diǎn) 三十七分。2) 2) 受彎承載力計(jì)算由于考慮梁板傳來的荷載，故取梁高h(yuǎn)

17、hb b為梁板以下的墻體高度，即取h hb b600mm600mm。按砂漿層厚度為30mm30mm，則有a as s=15mm=15mm。從而截面有效高度h ho oh hb b-a-as s=600-15=585mm=600-15=585mm。按式(5.4)(5.4)計(jì)算。選用26(57mm2)26(57mm2)，滿足要求。3) 3) 受剪承載力計(jì)算 ，由公式(5.2)(5.2)：受剪承載力滿足要求。62sy04.48 1042.9mm0.850.85210585MAf h=創(chuàng)22600400mm33hz=v11.96kN0.1424040013.44kNVf bz=創(chuàng)=過梁的設(shè)計(jì)計(jì)算過梁的

18、設(shè)計(jì)計(jì)算 第15頁/共88頁第十五頁，編輯于星期日：二十一點(diǎn) 三十七分?！纠?.35.3】 已知鋼筋混凝土過梁凈跨lnln2400mm2400mm，在墻上的支承長度a=240mma=240mm。磚墻厚度h h240mm240mm，雙面粉刷(2mm(2mm厚水泥石灰砂漿，容重為17kN/m3)17kN/m3)，墻體自重為5.24kN/m3(5.24kN/m3(包括抹灰) )。采用MU10MU10燒結(jié)普通磚、M5M5混合砂漿砌筑而成。在窗口上方1500mm1500mm處作用有樓板傳來的均布豎向荷載，其恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值為10kN10kNm m、活載標(biāo)準(zhǔn)值為3kN3kNm m。混凝土質(zhì)量密度取25kN25

19、kNm3m3?？v筋采用HRB335HRB335級(jí)鋼筋，箍筋采用HPB235HPB235級(jí)鋼筋。混凝土采用C20C20。試設(shè)計(jì)該鋼筋混凝土過梁。解：考慮過梁跨度及荷載等情況，過梁截面取b bhbhb240mm x 300mm240mm x 300mm。1) 1) 荷載計(jì)算過梁上的墻體高度為hw=1500-300=1100mmhw=1500-300=1100mmlnln，故要考慮梁、板傳來的均布荷載；因hwhw大于ln/3=800mmln/3=800mm，所以應(yīng)考慮800mm800mm高的墻體自重。從而得作用在過梁上的均布荷載設(shè)計(jì)值為由可變荷載控制的組合：1.20.240.3255.240.80.

20、02(0.320.24)17101.43q =創(chuàng)+創(chuàng)+23.73(kN/m)=過梁的設(shè)計(jì)計(jì)算過梁的設(shè)計(jì)計(jì)算 第16頁/共88頁第十六頁，編輯于星期日：二十一點(diǎn) 三十七分。由永久荷載控制的組合： 故取q=24.9kN/mq=24.9kN/m。2) 2) 鋼筋混凝土過梁的計(jì)算過梁的計(jì)算跨度： ，取正截面受彎承載力計(jì)算：受壓區(qū)高度： 1.350.240.3255.240.80.02(0.320.24)17101.40.73q =創(chuàng)+創(chuàng)+創(chuàng)24.91(kN/m)=0nn1.051.0524002520mm2640mmllla=b03001010141.4(mm)1.5haf=2l0141.424033

21、936(mm )Aa h=200()(141.4240)24091536(mm )Aah h=+=+=過梁的設(shè)計(jì)計(jì)算過梁的設(shè)計(jì)計(jì)算 第18頁/共88頁第十八頁，編輯于星期日：二十一點(diǎn) 三十七分。由于故取局部承壓強(qiáng)度提高系數(shù)=1.25=1.25，并取壓應(yīng)力圖形完整系數(shù)=1.0=1.0。不考慮上部荷載影響，取=0=0。則局部壓力為故過梁支座處砌體局部受壓是安全的。 09153610.35110.3511.4561.2533936AAl+-=+-=0l24.912.5231.39(kN)22qlN=l1.01.25339361.563.63(kN)31.39(kN)A fhg=創(chuàng)過梁的設(shè)計(jì)計(jì)算過梁的

22、設(shè)計(jì)計(jì)算 第19頁/共88頁第十九頁，編輯于星期日：二十一點(diǎn) 三十七分。一、 概述由支承墻體的鋼筋混凝土梁及其上計(jì)算高度范圍內(nèi)墻體所組成的能共同工作的組合構(gòu)件稱為墻梁。其中的鋼筋混凝土梁稱為托梁。在多層砌體結(jié)構(gòu)房屋中，為了滿足使用要求，往往要求底層有較大的空間，如底層為商店、飯店等，而上層為住宅、辦公室、宿舍等小房間的多層房屋，可用托梁承托以上各層的墻體，組成墻梁結(jié)構(gòu)，上部各層的樓面及屋面荷載將通過磚墻及支撐在磚墻上的鋼筋混凝土樓面梁或框架梁( (托梁) )傳遞給底層的承重墻或柱。此外，單層工業(yè)廠房中外縱墻與基礎(chǔ)梁、承臺(tái)梁與其上墻體等也構(gòu)成墻梁。與多層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)相比，墻梁節(jié)省鋼材和水泥

23、，造價(jià)低，因此應(yīng)用廣泛。墻梁按支承情況分為簡支墻梁、連續(xù)墻梁和框支墻梁( (如圖5.45.4所示) )；按墻梁承受荷載情況可分為承重墻梁和自承重墻梁。承重墻梁除了承受托梁和托梁以上的墻體自重外，還承受由屋蓋或樓蓋傳來的荷載。自承重墻梁僅承受托梁和托梁以上的墻體自重。底層大空間房屋結(jié)構(gòu)其墻梁不僅承受墻梁( (托梁與墻體) )的自重，墻梁的設(shè)計(jì)計(jì)算墻梁的設(shè)計(jì)計(jì)算 第20頁/共88頁第二十頁，編輯于星期日：二十一點(diǎn) 三十七分。單層工業(yè)廠房中承托圍護(hù)墻體的基礎(chǔ)梁、承臺(tái)梁等與其上墻體構(gòu)成的墻梁一般僅承受自重作用，為自承重墻梁( (如圖5.55.5所示) )。還承受托梁及以上各層樓蓋和屋蓋荷載，因而屬于承

24、重墻梁( (如圖5.45.4所示) )。圖5.5 5.5 自承重墻梁墻梁的設(shè)計(jì)計(jì)算墻梁的設(shè)計(jì)計(jì)算 第21頁/共88頁第二十一頁，編輯于星期日：二十一點(diǎn) 三十七分。墻梁在工程中被廣泛應(yīng)用，但是長期以來墻梁卻沒有統(tǒng)一、合理的設(shè)計(jì)方法。過去應(yīng)用較多的方法有以下兩種。1. 1. 全荷載法即將支撐墻體的托梁視為一個(gè)普通的鋼筋混凝土梁，托梁上的全部墻體自重和樓面、屋面荷載均由托梁承受，完全沒有考慮托梁與其上墻體的組合作用，致使托梁的截面尺寸大，耗用鋼材多。在長期應(yīng)用過程中人們逐漸認(rèn)識(shí)到這種方法的不合理性。2. 2. 彈性地基梁法2020世紀(jì)3030年代，前蘇聯(lián)日莫契金教授提出的彈性地基梁法在墻梁計(jì)算中得到

25、廣泛應(yīng)用。這種方法的基本概念是將托梁上的墻體視為托梁的半無限彈性地基，托梁是在支座反力作用下的彈性地基梁。按彈性理論平面應(yīng)力問題，解得墻體與托梁界面上的豎向壓應(yīng)力，并將其簡化為三角形分布，作為作用在托梁上的荷載( (如圖5.65.6所示) )，然后求得托梁的彎矩和剪力，按鋼筋混凝土受彎構(gòu)件計(jì)算托梁截面，使托梁的截面和配筋明顯減小。但是這種方法由于沒有很好地反映墻體與托梁的組合作用，因此計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果相差較大。墻梁的設(shè)計(jì)計(jì)算墻梁的設(shè)計(jì)計(jì)算 第22頁/共88頁第二十二頁，編輯于星期日：二十一點(diǎn) 三十七分。 (a)(a) (b) (b) (c) (c)(d)(d)圖5.6 5.6 簡支墻梁在彈性

26、階段應(yīng)力分布?jí)α旱脑O(shè)計(jì)計(jì)算墻梁的設(shè)計(jì)計(jì)算 第23頁/共88頁第二十三頁，編輯于星期日：二十一點(diǎn) 三十七分。 1975 1975年以來，我國砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范墻梁專題組對(duì)墻梁進(jìn)行了系統(tǒng)的試驗(yàn)研究，先后完成了258258個(gè)簡支墻梁( (無洞159159個(gè)，有洞9999個(gè)) )構(gòu)件試驗(yàn)，兩棟墻梁房屋實(shí)測和近千個(gè)構(gòu)件的彈性有限元分析和1515個(gè)構(gòu)件的非線性有限元分析。提出考慮墻梁組合作用的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法。在砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GBJ 388)(GBJ 388)中，首次列入我國自行研究的考慮墻體與托梁組合作用的單跨簡支墻梁設(shè)計(jì)方法。但仍存在一些問題，主要是：(1) (1) 主要針對(duì)簡支墻梁設(shè)計(jì)，未包括連續(xù)

27、墻梁設(shè)計(jì)。(2) (2) 簡單涉及單跨框支墻梁設(shè)計(jì)，未包括多跨框支墻梁設(shè)計(jì)。(3) (3) 主要針對(duì)墻梁的非抗震設(shè)計(jì)，未包括設(shè)置墻梁的房屋的抗震設(shè)計(jì)。(4) (4) 簡支墻梁設(shè)計(jì)方法也較繁瑣，有待簡化。(5) (5) 雖進(jìn)行可靠度校準(zhǔn)，但作為墻梁的關(guān)鍵構(gòu)件托梁的縱筋用量仍偏少。剪力估 計(jì)偏低，箍筋配置偏少。 經(jīng)過近年的研究，我國新頒布的砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 500032001)(GB 500032001)又提出了包括簡支墻梁、連續(xù)墻梁和( (多跨) )框支墻梁的設(shè)計(jì)方法。其修訂內(nèi)容包括：簡化了簡支墻梁的托梁計(jì)算，適當(dāng)提高了托梁作為混凝土偏心受拉構(gòu)件的承載力的可靠度；簡化了托梁斜截面受剪承載力

28、計(jì)算，增大了托梁剪力取值，從而較大幅度提高了托梁受剪可靠度；墻梁的設(shè)計(jì)計(jì)算墻梁的設(shè)計(jì)計(jì)算 第24頁/共88頁第二十四頁，編輯于星期日：二十一點(diǎn) 三十七分。改進(jìn)了墻梁的墻體承載力計(jì)算，考慮頂梁的作用提高了墻體抗剪承載力；提出了墻梁抗震設(shè)計(jì)方法，補(bǔ)充了墻梁抗震設(shè)計(jì)。對(duì)滿足本章所規(guī)定的構(gòu)造要求的墻梁，可按本章講述的規(guī)范方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。對(duì)不滿足本章所規(guī)定的構(gòu)造要求的墻梁，仍可按全荷載法或彈性地基梁法計(jì)。二、 簡支墻梁的受力性能及破壞形態(tài)1. 1. 無洞口墻梁如圖5.55.5所示為頂面作用均布荷載的無洞口簡支墻梁，當(dāng)處于彈性工作階段時(shí)，按彈性理論求得墻梁內(nèi)豎向應(yīng)力yy、水平應(yīng)力xx和剪應(yīng)力xyxy的分布。

29、由yy的分布圖可以看出，豎向壓應(yīng)力yy自上向下由均勻分布變?yōu)橄蛑ё械姆蔷鶆蚍植迹挥蓌x的分布圖看出墻體大部分受壓，托梁全截面或大部分截面受拉，由墻體壓應(yīng)力合力與托梁承受的拉力組成力偶來抵抗豎向荷載產(chǎn)生的彎矩。托梁處于偏心受拉狀態(tài)；由xyxy的分布圖看出在墻體和托梁中均有剪應(yīng)力存在，在墻體與托梁的交界面剪應(yīng)力分布發(fā)生較大變化，且在支座有明顯的剪應(yīng)力集中。墻梁的設(shè)計(jì)計(jì)算墻梁的設(shè)計(jì)計(jì)算 第25頁/共88頁第二十五頁，編輯于星期日：二十一點(diǎn) 三十七分。由于墻體參與工作，與托梁組成組合深梁，其內(nèi)力臂遠(yuǎn)大于普通鋼筋混凝土淺梁，使墻梁具有很大的抗彎剛度和很高的承載力。大量的試驗(yàn)結(jié)果表明，墻體與托梁有著良

30、好的組合工作性能，墻梁的承載力往往數(shù)倍、甚至十?dāng)?shù)倍于相同配筋的鋼筋混凝土淺梁( (托梁) )的承載力。因此，考慮墻體與托梁的組合作用進(jìn)行墻體設(shè)計(jì)，有著良好的經(jīng)濟(jì)效益。如圖5.75.7所示為根據(jù)有限元分析結(jié)果繪制的墻梁在豎向荷載作用下彈性階段的主應(yīng)力跡線圖?？梢钥闯觯瑢?duì)無洞口墻梁，兩側(cè)主壓應(yīng)力跡線直接指向支座，中部主壓應(yīng)力跡線則呈拱形指向支座，托梁頂面在兩支座附近受到較大的豎向壓力和剪應(yīng)力作用。圖5.7 5.7 墻梁的主應(yīng)力跡線圖墻梁的設(shè)計(jì)計(jì)算墻梁的設(shè)計(jì)計(jì)算 第26頁/共88頁第二十六頁，編輯于星期日：二十一點(diǎn) 三十七分。墻體與托梁的界面處作用有豎向拉應(yīng)力。墻體在支座的斜上方多處于拉、壓復(fù)合受力

31、狀態(tài)。托梁內(nèi)主拉應(yīng)力跡線基本平行于托梁的軸線。因此，無洞口墻梁可模擬為組合拱受力機(jī)構(gòu)，如圖5.8(a)5.8(a)所示。托梁作為拉桿，主要承受拉力。同時(shí)，由于托梁頂面豎向壓應(yīng)力和剪應(yīng)力的作用，托梁中還存在部分彎矩。一般情況下，托梁處于小偏心受拉狀態(tài)。 (a) (a) 無洞口 (b) (b) 中開洞 (c) (c) 偏開洞 圖5.8 5.8 簡支墻梁受力機(jī)構(gòu)墻梁的設(shè)計(jì)計(jì)算墻梁的設(shè)計(jì)計(jì)算 第27頁/共88頁第二十七頁，編輯于星期日：二十一點(diǎn) 三十七分。當(dāng)托梁中的拉應(yīng)力達(dá)到混凝土的抗拉強(qiáng)度，拉應(yīng)變超過混凝土的極限拉應(yīng)變時(shí)，托梁跨中將首先出現(xiàn)多條豎向裂縫，且很快上升至托梁頂及墻中如圖5.95.9所示。

32、托梁剛度削弱引起墻體主壓應(yīng)力進(jìn)一步向支座附近集中。當(dāng)墻體的主拉應(yīng)力超過砌體的抗拉強(qiáng)度時(shí)，將在支座上方墻體中出現(xiàn)斜裂縫，很快向斜上方及斜下方延伸。隨后穿過界面，形成托梁端部較陡的上寬下窄的斜裂縫。臨近破壞時(shí)，將在界面出現(xiàn)水平裂縫，但不伸過支座，支座區(qū)段始終保持墻體與托梁緊密相連。從墻體出現(xiàn)斜裂縫開始，墻梁逐漸形成以托梁為 1.1.豎向裂縫 2.2.斜裂縫 3.3.水平裂縫圖5.9 5.9 無洞口墻梁裂縫形成過程拉桿，以墻體為拱腹的組合拱受力模型。 墻梁的設(shè)計(jì)計(jì)算墻梁的設(shè)計(jì)計(jì)算 第28頁/共88頁第二十八頁，編輯于星期日：二十一點(diǎn) 三十七分。2. 2. 有洞口墻梁中開洞墻梁，當(dāng)洞口寬度不大于l/3

33、(ll/3(l為墻梁跨度) )、高度不過高時(shí)，其應(yīng)力分布和主應(yīng)力跡線與無洞口墻梁基本一致，如圖5.7(a)5.7(a)所示。試驗(yàn)與有限元分析表明，偏開洞墻梁的受力情況與無洞口墻梁有很大區(qū)別。從圖5.7(b)5.7(b)可以看出，在跨中垂直截面，水平應(yīng)力的分布與無洞口墻梁相似；但在洞口內(nèi)側(cè)的垂直截面上，xx分布圖被洞口分割成兩部分，在洞口上部，過梁受拉，頂部墻體受壓；在洞口下部，托梁上部受壓，下部受拉，托梁處于大偏心受拉狀態(tài)。豎向應(yīng)力yy在未開洞的墻體一側(cè)托梁與墻梁交界面上分布與無洞口墻梁相似；在開洞口一例，支座上方和洞口內(nèi)側(cè)，作用著比較集中的豎向壓應(yīng)力；在洞口外側(cè)，作用著豎向拉應(yīng)力。在洞口上邊

34、緣外側(cè)墻體的水平截面上，豎向壓力yy近似呈三角形分布，外側(cè)受拉，內(nèi)側(cè)受壓，壓應(yīng)力較集中。托梁與墻體交界面上剪應(yīng)力分布圖形也因洞口存在發(fā)生較大變化，在洞口內(nèi)側(cè)，有明顯的剪應(yīng)力集中。因而偏洞口墻梁可模擬為梁、拱組合受力機(jī)構(gòu)如圖5.8(c)5.8(c)所示。托梁不僅作為大拱的拉桿，還作為小拱的彈性支座，承受小拱傳來的壓力。此壓力使托梁在洞口邊緣處截面產(chǎn)生較大的彎矩，使托梁一般處于大偏心受力狀態(tài)。隨著洞口向跨中移動(dòng)，原先的窄墻肢逐漸加寬，大拱作用不斷加強(qiáng)，小拱作用逐漸減弱。直至當(dāng)洞口處于跨中時(shí)，小拱作用完全消失，托梁的工作又接近于無洞口的狀況如圖5.8(b)5.8(b)所示。在此過程中，托梁逐漸由大偏

35、心受拉過渡到小偏心受拉。 墻梁的設(shè)計(jì)計(jì)算墻梁的設(shè)計(jì)計(jì)算 第29頁/共88頁第二十九頁，編輯于星期日：二十一點(diǎn) 三十七分。試驗(yàn)表明，中開洞墻梁的裂縫出現(xiàn)規(guī)律和破壞形態(tài)與無洞口墻梁基本一致( (圖5.10(a)5.10(a)。當(dāng)墻體靠近支座開門洞時(shí)，將先在門洞外側(cè)墻肢沿界面出現(xiàn)水平裂縫( (圖5.10(b)5.10(b)，不久在門洞內(nèi)側(cè)出現(xiàn)階梯形斜裂縫，隨后在門洞頂外側(cè)墻肢出現(xiàn)水平裂縫。加荷至0.60.60.80.8倍破壞荷載時(shí)，門洞內(nèi)側(cè)截面處托梁出現(xiàn)豎向裂縫，最后在界面出現(xiàn)水平裂縫。1.1.水平裂縫 2.2.斜裂縫 3.3.水平裂縫 4.4.豎向裂縫 5.5.水平裂縫 (a)(a)中開洞 (b)

36、(b)偏開洞圖5.10 5.10 有洞口墻梁裂縫圖墻梁的設(shè)計(jì)計(jì)算墻梁的設(shè)計(jì)計(jì)算 第30頁/共88頁第三十頁，編輯于星期日：二十一點(diǎn) 三十七分。3. 3. 簡支墻梁的破壞形態(tài)試驗(yàn)表明，隨著材料性能、墻梁的高跨比、托梁的配筋率等條件的不同，墻梁的破壞形態(tài)歸納起來，有以下幾種。1) 1) 墻梁的受彎破壞托梁配筋較少，而墻梁的高跨比較小時(shí)(hw/lo0.3)(hw/lo0.3)，發(fā)生正截面受彎破壞。對(duì)無洞口墻梁，在均布荷載作用下，破壞發(fā)生在具有最大彎矩的跨中截面。托梁受拉開裂后，起初裂縫開展和延伸都較小，隨著荷載增大，鋼筋應(yīng)力不斷增大，裂縫開展也因之不斷增大，同時(shí)也不斷向上延伸并貫通托梁而伸人墻體，直

37、至托梁的下部和上部鋼筋先后屈服，垂直裂縫迅速進(jìn)一步伸入墻體，墻梁喪失承載力。墻梁發(fā)生受彎破壞時(shí)，一般觀察不到墻梁頂面受壓區(qū)砌體壓壞的跡象。破壞形式如圖5.11(a)5.11(a)所示。偏洞口墻梁的受彎破壞發(fā)生在洞口邊緣截面。托梁下部受拉鋼筋屈服后，托梁剛度迅速降低，引起托梁與墻體之間的內(nèi)力重分布，墻體隨之破壞，如圖5.11(b)5.11(b)所示。墻梁的設(shè)計(jì)計(jì)算墻梁的設(shè)計(jì)計(jì)算 第31頁/共88頁第三十一頁，編輯于星期日：二十一點(diǎn) 三十七分。 (a)(a)彎曲破壞 (b)(b)有洞口墻梁受彎破壞圖5.11 5.11 墻梁的彎曲破壞2) 2) 墻梁的受剪破壞墻梁的受剪破壞(1)(1)托梁的剪切破壞

38、。當(dāng)托梁的箍筋不足時(shí)，可能發(fā)生托梁斜截面剪切破壞。特托梁的剪切破壞。當(dāng)托梁的箍筋不足時(shí)，可能發(fā)生托梁斜截面剪切破壞。特別是在靠近支座附近設(shè)置洞口時(shí)，托梁在洞口范圍內(nèi)承受較大的剪力，且處于拉、別是在靠近支座附近設(shè)置洞口時(shí)，托梁在洞口范圍內(nèi)承受較大的剪力，且處于拉、彎、剪復(fù)合受力狀態(tài)，受力較為不利。在托梁支座附近，由于梁端從墻體傳來的彎、剪復(fù)合受力狀態(tài)，受力較為不利。在托梁支座附近，由于梁端從墻體傳來的豎向壓應(yīng)力和粱頂端部水平剪力的作用，斜裂縫自托梁頂面向支座方向伸展，托豎向壓應(yīng)力和粱頂端部水平剪力的作用，斜裂縫自托梁頂面向支座方向伸展，托梁一般處于斜壓狀態(tài)，因此有較高的抗剪承載力。梁一般處于斜壓

39、狀態(tài)，因此有較高的抗剪承載力。墻梁的設(shè)計(jì)計(jì)算墻梁的設(shè)計(jì)計(jì)算 第32頁/共88頁第三十二頁，編輯于星期日：二十一點(diǎn) 三十七分。(2) (2) 墻體的剪切破壞。當(dāng)托梁配筋較多，砌體強(qiáng)度較低時(shí)，一般hwhwlolo適中，則由于支座上方墻體出現(xiàn)斜裂縫并延伸至托梁而發(fā)生墻體的剪切破壞。墻體剪切破壞有以下幾種形式。當(dāng)墻體高跨比較小(hw(hwlolo0.50.5時(shí)，或者集中荷載作用剪跨比(ap(aplo)lo)較大時(shí)(ap(ap為集中荷載到最近支座的距離) )，發(fā)生斜拉破壞( (圖5.12(a)5.12(a)。隨著荷載增大，墻體中部的主拉應(yīng)力大于砌體沿齒縫截面的抗拉強(qiáng)度而產(chǎn)生斜裂縫，荷載繼續(xù)增加，斜裂縫延

40、伸并擴(kuò)展，最后砌體因開裂過寬而破壞。斜拉破壞的承載能力較低。墻體高跨比較大(hw(hwlolo0.5)0.5)時(shí)，或者集中荷載作用剪跨比(ap(aplo)lo)較小時(shí)，發(fā)生斜壓破壞( (如圖5.12(b)5.12(b)所示) )，隨著荷載的增大，墻體在主壓應(yīng)力作用下沿支座斜上方產(chǎn)生較陡的斜裂縫，荷載繼續(xù)增大，多數(shù)穿過灰縫和磚塊，最后砌體沿斜裂縫剝落或壓碎而破壞。對(duì)有洞口的墻梁，其墻體剪切破壞一般發(fā)生在窄墻肢一側(cè)( (圖5.12(c)5.12(c)。斜裂縫首先在支座斜上方產(chǎn)生，并不斷向支座和洞頂延伸，貫通墻肢高度后，墻梁破壞。墻梁的設(shè)計(jì)計(jì)算墻梁的設(shè)計(jì)計(jì)算 第33頁/共88頁第三十三頁，編輯于星期

41、日：二十一點(diǎn) 三十七分。 (a)(a)斜拉破壞 (b)(b)斜壓破壞 (c)(c)有洞口時(shí)的受剪破壞 圖5.12 5.12 墻梁的剪切破壞 除砌體強(qiáng)度很高而混凝土強(qiáng)度很低的情況外，托梁的剪切破壞一般均后于墻體。破壞斜截面較陡且靠近支座，斜裂縫上寬下窄。(3) (3) 墻梁的局部受壓破壞。一般墻體高跨比較大(hw(hwlolo0.75)0.75)而砌體強(qiáng)度不高時(shí)，墻梁還可能發(fā)生梁端砌體局部受壓破壞( (如圖5.135.13所示) )。在托梁頂面兩端，支座上方砌體在較大的垂直壓力作用下，豎向壓應(yīng)力高度集中，當(dāng)超過砌體局部抗壓強(qiáng)度時(shí)，梁端砌體發(fā)生局部受壓破壞。墻梁兩端有與其垂直相連的翼墻時(shí)，可顯著降

42、低托梁頂面的峰值壓應(yīng)力，提高墻體的局部受壓承載力。墻梁的設(shè)計(jì)計(jì)算墻梁的設(shè)計(jì)計(jì)算 第34頁/共88頁第三十四頁，編輯于星期日：二十一點(diǎn) 三十七分。 (a)(a)無洞口墻梁 (b)(b)有洞口墻梁圖5.13 5.13 墻梁的局壓破壞 除上述主要破壞形態(tài)外，墻梁還可能發(fā)生托梁端部混凝土局部受壓破壞、有洞口墻梁洞口上部砌體剪切破壞等。因此，還必須采取一定的構(gòu)造措施，防止這些破壞形態(tài)的發(fā)生。墻梁的設(shè)計(jì)計(jì)算墻梁的設(shè)計(jì)計(jì)算 第35頁/共88頁第三十五頁，編輯于星期日：二十一點(diǎn) 三十七分。三、 連續(xù)墻梁的受力性能及破壞形態(tài)1. 1. 受力性能由混凝土連續(xù)托梁及支承在連續(xù)托梁上的計(jì)算高度范圍內(nèi)的墻體所組成的組合

43、構(gòu)件，稱為連續(xù)墻梁。連續(xù)墻梁是多層砌體房屋中常見的墻梁形式，在單層廠房建筑中也應(yīng)用較多。它的受力特點(diǎn)與單跨墻梁有共同之處?，F(xiàn)以兩跨連續(xù)墻梁為例簡單介紹連續(xù)墻梁的受力特點(diǎn)。兩跨連續(xù)墻梁的受力體系如圖5.145.14所示。墻梁頂面處應(yīng)按構(gòu)造要求設(shè)置圈梁并宜在墻梁上拉通，稱為頂梁。在彈性階段，連續(xù)墻梁如同由托梁、墻體和頂梁組合而成的連續(xù)深梁，其應(yīng)力分布及彎矩、剪力和支座反力均反映連續(xù)深梁的受力特點(diǎn)。有限元分析表明，與一般連續(xù)梁相比，由于墻梁的組合作用，托梁的彎矩和剪力均有一定程度的降低；同時(shí)，托梁中卻出現(xiàn)了軸力：在跨中區(qū)段出現(xiàn)了較大的軸拉力，在支座附近則受軸壓力作用。 墻梁的設(shè)計(jì)計(jì)算墻梁的設(shè)計(jì)計(jì)算

44、第36頁/共88頁第三十六頁，編輯于星期日：二十一點(diǎn) 三十七分。隨著裂縫的出現(xiàn)和開展，連續(xù)托梁跨中段出現(xiàn)多條豎向裂縫，且很快上升到墻中；但對(duì)連續(xù)墻梁受力影響并不顯著，隨后，在中間支座上方頂梁出現(xiàn)通長豎向裂縫，且向下延伸至墻中。當(dāng)邊支座或中間支座上方墻體中出現(xiàn)斜裂縫并延伸至托梁時(shí)，將對(duì)連續(xù)墻梁受力性能產(chǎn)生重大影響，連續(xù)墻梁的受力逐漸轉(zhuǎn)為連續(xù)組合拱機(jī)制；臨近破壞時(shí)，托梁與墻體界面將出現(xiàn)水平裂縫，托梁的大部分區(qū)段處于偏心受拉狀態(tài)，僅在中間支座附近的很小區(qū)段，由于拱的推力而使托梁處于偏心受壓和受剪的復(fù)合受力狀態(tài)。頂梁的存在使連續(xù)墻梁的受剪承載力有較大提高。無翼墻或構(gòu)造柱時(shí)，中間支座上方的砌體中豎向壓應(yīng)

45、力過于集中，會(huì)使此處的墻體發(fā)生嚴(yán)重的局部受壓破壞。中間支座處也比邊支座處更容易發(fā)生剪切破壞。 墻梁的設(shè)計(jì)計(jì)算墻梁的設(shè)計(jì)計(jì)算 第37頁/共88頁第三十七頁，編輯于星期日：二十一點(diǎn) 三十七分。2. 2. 破壞形態(tài)連續(xù)墻梁的破壞形態(tài)和簡支墻梁相似也有正截面受彎破壞、斜截面受剪破壞、砌體局部受壓破壞等。1) 1) 彎曲破壞連續(xù)墻梁的彎曲破壞主要發(fā)生在跨中截面，托梁處于小偏心受拉狀態(tài)而使下部和上部鋼筋先后屈服。隨后發(fā)生的支座截面彎曲破壞將使頂梁鋼筋受拉屈服。由于跨中和支座截面先后出現(xiàn)塑性鉸而使連續(xù)墻梁形成彎曲破壞機(jī)構(gòu)。2) 2) 剪切破壞連續(xù)墻梁墻體剪切破壞的特征和簡支墻梁相似。墻體剪切多發(fā)生斜壓破壞或

46、集中荷載作用下的劈裂破壞。由于連續(xù)托梁分擔(dān)的剪力比簡支托梁更大些，故中間支座處托梁剪切破壞比簡支墻梁更容易發(fā)生。3) 3) 局壓破壞中間支座處托梁上方砌體比邊支座處托梁上方砌體更易發(fā)生局部受壓破壞。破壞時(shí)，中支座托梁上方砌體產(chǎn)生向斜上方輻射狀斜裂縫，最終導(dǎo)致局部砌體壓碎。墻梁的設(shè)計(jì)計(jì)算墻梁的設(shè)計(jì)計(jì)算 第38頁/共88頁第三十八頁，編輯于星期日：二十一點(diǎn) 三十七分。四、框支墻梁的受力性能及破壞形態(tài)1. 1. 受力性能由混凝土框架及砌筑在框架上的計(jì)算高度范圍內(nèi)的墻體所組成的組合構(gòu)件，稱為框支墻梁。在多層砌體結(jié)構(gòu)房屋，如商店、住宅中，經(jīng)常采用框支墻梁作為承重構(gòu)件，以適應(yīng)較大的跨度和較重的荷載。按抗震

47、設(shè)計(jì)的墻梁房屋，更應(yīng)采用框支墻梁。和簡支墻梁類似，框支墻梁也經(jīng)歷了彈性階段、帶裂縫工作階段和破壞階段。在彈性階段，框支墻梁的墻體應(yīng)力分布和簡支墻梁及連續(xù)墻梁相似；框架在界面豎向分布力和水平分布剪力作用下將在托梁跨中段產(chǎn)生彎矩、剪力和軸拉力，在中支座托梁產(chǎn)生彎矩和軸壓力，在框架柱中產(chǎn)生彎矩和軸壓力。當(dāng)加荷到破壞荷載的40%40%時(shí)，首先在托梁跨中截面出現(xiàn)豎向裂縫，并迅速上升至墻體中。當(dāng)加荷到破壞荷載的70%70%80%80%時(shí)，在墻體或托梁端部出現(xiàn)斜裂縫，并向托梁或墻體延伸。臨近破壞時(shí)可能在界面出現(xiàn)水平裂縫，在框架柱中出現(xiàn)豎向或水平裂縫?？蛑α鹤孕绷芽p出現(xiàn)后逐漸形成框架組合拱受力體系。墻梁的設(shè)

48、計(jì)計(jì)算墻梁的設(shè)計(jì)計(jì)算 第39頁/共88頁第三十九頁，編輯于星期日：二十一點(diǎn) 三十七分。2. 2. 破壞形態(tài)框支墻梁的破壞形態(tài)有下列幾種。1) 1) 彎曲破壞當(dāng)托梁或柱的配筋較少而砌體強(qiáng)度較高時(shí)，一般hwhwl0l0稍??；跨中豎向裂縫上升導(dǎo)致托梁縱向鋼筋屈服，形成第一個(gè)塑性鉸( (拉彎鉸) )。隨后出現(xiàn)第二個(gè)或更多的塑性鉸，最終使框支墻梁形成彎曲破壞機(jī)構(gòu)而破壞。由于第二個(gè)塑性鉸出現(xiàn)的部位不同而有以下兩種類型。(1) (1) 框架柱上截面外邊縱向鋼筋屈服發(fā)生大偏心受壓破壞而形成壓彎塑性鉸，框支墻梁形成第一類彎曲破壞機(jī)構(gòu)( (如圖5.15(a)5.15(a)所示) )。(2) (2) 托梁端截面由于

49、負(fù)彎矩使上部縱向鋼筋屈服形成第二個(gè)塑性鉸，墻體出現(xiàn)斜裂縫，框支墻梁形成第二類彎曲破壞機(jī)構(gòu)( (如圖5.15(b)5.15(b)所示) )。2) 2) 剪切破壞當(dāng)托梁或柱的配筋較多而砌體強(qiáng)度較低時(shí)，一般久hwhwl0l0適中，由于托梁端或墻體出現(xiàn)斜裂縫而發(fā)生剪切破壞。此時(shí)，托梁跨中和支座截面及柱上截面鋼筋均未屈服。當(dāng)墻梁頂面荷載為均布荷載時(shí)，有以下兩類破壞形態(tài)：斜拉破壞( (如圖5.15(c)5.15(c)所示) )；斜壓破壞( (如圖5.15(d)5.15(d)所示) )。墻梁的設(shè)計(jì)計(jì)算墻梁的設(shè)計(jì)計(jì)算 第40頁/共88頁第四十頁，編輯于星期日：二十一點(diǎn) 三十七分。其破壞特征及發(fā)生的場合與簡支墻

50、梁和連續(xù)墻梁相似。3) 3) 彎剪破壞當(dāng)托梁配筋率和砌體強(qiáng)弱均較適當(dāng)時(shí)，托梁受拉彎承載力和墻體受剪承載力接近；托梁跨中豎向裂縫開展并向墻中延伸很長導(dǎo)致縱向鋼筋屈服；與此同時(shí)墻體斜裂縫開展導(dǎo)致斜壓破壞；最后，托梁梁端上部鋼筋，或者框架柱上部截面外邊鋼筋也可能屈服。框支墻梁發(fā)生彎剪破壞；這是彎曲破壞和剪切破壞間的界限破壞( (如圖5.15(e)5.15(e)。4) 4) 局壓破壞發(fā)生于框架柱上方砌體的局部受壓破壞，其破壞特征和出現(xiàn)的場合與簡支墻梁和連續(xù)墻梁相似( (如圖5.15(f)5.15(f)所示) )。 (a)(a)第一類彎曲破壞機(jī)構(gòu) (b)(b)第二類彎曲破壞機(jī)構(gòu) (c)(c)斜拉破壞墻梁

51、的設(shè)計(jì)計(jì)算墻梁的設(shè)計(jì)計(jì)算 第41頁/共88頁第四十一頁，編輯于星期日：二十一點(diǎn) 三十七分。 (d)(d)斜壓破壞 (e)(e)彎剪破壞 (f)(f)局壓破壞 圖5.15 5.15 框支墻梁的破壞形態(tài)五、 墻梁設(shè)計(jì)一般規(guī)定 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5-15-1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ai(ai(如圖5.155.15所示) )，距邊支座不應(yīng)小于0.15loi0.15loi，距中支座不應(yīng)小于0.07loi0.07loi。對(duì)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(duì)齊。 墻梁的設(shè)計(jì)計(jì)算墻梁的設(shè)計(jì)計(jì)算 第42頁/

52、共88頁第四十二頁，編輯于星期日：二十一點(diǎn) 三十七分。表5-1 5-1 燒結(jié)普通磚、燒結(jié)多孔磚砌體、配筋砌體墻梁設(shè)計(jì)規(guī)定 注 采用混凝土小型砌塊砌體的墻梁可參照使用。 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)算到山尖墻1/21/2高度處。 對(duì)自承重墻梁，洞口至邊支座中心的距離不宜小于0.1loi0.1loi，門窗洞上口至墻頂?shù)木嚯x不應(yīng)小于 0.5m0.5m。 hwhw墻體計(jì)算高度。 hbhb托梁截面高度。 loiloi墻梁計(jì)算跨度。 bhbh洞口寬度。 hhhh洞口高度，對(duì)窗洞取洞頂至托梁頂面距離。 墻梁的設(shè)計(jì)計(jì)算墻梁的設(shè)計(jì)計(jì)算 第43頁/共88頁第四十三頁，編輯于星期日：二十一點(diǎn)

53、三十七分。六、 墻梁的承載力計(jì)算1. 1. 墻梁的計(jì)算簡圖墻梁的計(jì)算簡圖應(yīng)按圖5.165.16采用。各計(jì)算參數(shù)應(yīng)按下列規(guī)定取用。 圖5.16 5.16 墻梁的計(jì)算簡圖墻梁的設(shè)計(jì)計(jì)算墻梁的設(shè)計(jì)計(jì)算 第44頁/共88頁第四十四頁，編輯于星期日：二十一點(diǎn) 三十七分。(1) (1) 墻梁計(jì)算跨度lo(loi)lo(loi)，對(duì)簡支墻梁和連續(xù)墻梁取1.1ln(1.1lni)1.1ln(1.1lni)或lc lc (lci)(lci)兩者的較小值；lnlni)lnlni)為凈跨，lc (lci)lc (lci)為支座中心線距離。對(duì)框支墻梁，取框架柱中心線間的距離lc (lci)lc (lci)。(2) (

54、2) 墻體計(jì)算高度hwhw，取托梁頂面上一層墻體高度，當(dāng)hwhwlolo時(shí)，取hw=lo(hw=lo(對(duì)連續(xù)墻梁和多跨框支墻梁，lolo取各跨的平均值) )。(3) (3) 墻梁跨中截面計(jì)算高度H0H0，取H0=hw+0.5hbH0=hw+0.5hb。(4) (4) 翼墻計(jì)算寬度bfbf，取窗間墻寬度或橫墻間距的2/32/3，且每邊不大于 3.5h(h3.5h(h為墻體厚度) )和l0/6l0/6。(5) (5) 框架柱計(jì)算高度HcHc，取Hc=Hcn+0.5hbHc=Hcn+0.5hb；HcnHcn為框架柱的凈高，取基礎(chǔ)頂面至托梁底面的距離。2. 2. 墻梁的計(jì)算荷載墻梁的組合作用須在結(jié)構(gòu)材

55、料達(dá)到強(qiáng)度后才能充分發(fā)揮，故墻梁上的計(jì)算荷載應(yīng)按使用階段和施工階段分別計(jì)算。墻梁的計(jì)算荷載，應(yīng)按下列規(guī)定采用。1) 1) 使用階段墻梁上的荷載墻梁的設(shè)計(jì)計(jì)算墻梁的設(shè)計(jì)計(jì)算 第45頁/共88頁第四十五頁，編輯于星期日：二十一點(diǎn) 三十七分。(1) (1) 承重墻梁。托梁頂面的荷載設(shè)計(jì)值Q1Q1、F1F1，取托梁自重及本層樓蓋的恒荷載和活荷載；墻梁頂面的荷載設(shè)計(jì)值Q2Q2，取托梁以上各層墻體自重，以及墻梁頂面以上各層樓( (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) (2) 自承重墻梁。墻梁頂面的荷載設(shè)計(jì)值Q2Q2，取托梁自重及托梁以上墻體自重。2) 2) 施工階段托

56、梁上的荷載托梁自重及本層樓蓋的恒荷載；本層樓蓋的施工荷載；墻體自重，可取高度為l0max/3l0max/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；l0maxl0max為各計(jì)算跨度的最大值。3. 3. 托梁的正截面承載力計(jì)算(1) (1) 托梁的跨中截面應(yīng)按鋼筋混凝土偏心受拉構(gòu)件計(jì)算。相應(yīng)的彎矩MbiMbi和軸心拉力NbtiNbti的計(jì)算式為： (5.5)(5.5) (5.6)(5.6)bi1iM2iMMa M=+2ibtiN0MNHh=墻梁的設(shè)計(jì)計(jì)算墻梁的設(shè)計(jì)計(jì)算 第46頁/共88頁第四十六頁，編輯于星期日：二十一點(diǎn) 三十七分。對(duì)簡支墻梁：bMM01.70.03haly驏=-桫

57、M04.510aly=-wN00.442.1hlh=+(5.7)(5.7) (5.8)(5.8) (5.9)(5.9)對(duì)各跨長相差不超過30%30%的連續(xù)墻梁和框支墻梁：bMM02.70.08hlay驏=-桫M03.88aly=-wN00.82.6hlh=+ (5.10)(5.10) (5.11)(5.11) (5.12)(5.12)墻梁的設(shè)計(jì)計(jì)算墻梁的設(shè)計(jì)計(jì)算 第47頁/共88頁第四十七頁，編輯于星期日：二十一點(diǎn) 三十七分。式中： M1iM1i荷載設(shè)計(jì)值Q1Q1、F1F1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。M2iM2i荷載設(shè)計(jì)值Q2Q2作用下的簡支梁跨中彎矩或

58、按連續(xù)梁或框架分析的托梁各跨跨中彎矩中的最大值。 MM考慮墻梁組合作用的托梁跨中彎矩系數(shù)，可按公式(5.7)(5.7)或(5.10)(5.10)計(jì)算，但對(duì)自承重簡支墻梁應(yīng)乘以0.80.8；當(dāng)公式(5.7)(5.7)中的hb /l0hb /l01/61/6時(shí)，取hb /l0 =1/6hb /l0 =1/6；當(dāng)公式(5.10)(5.10)中的hb /l0 ihb /l0 i1/71/7時(shí)，取hb / l0i = 1/7hb / l0i = 1/7。 NN考慮墻梁組合作用的托梁跨中軸力系數(shù)，可按公式(5.9)(5.9)或(5.12)(5.12)計(jì)算，但對(duì)自承重簡支墻梁應(yīng)乘以0.80.8；式中，當(dāng)hw

59、/l0ihw/l0i1 1時(shí)，取hw/l0i=1hw/l0i=1。 MM洞口對(duì)托梁彎矩的影響系數(shù)，對(duì)無洞口墻梁取1.01.0，對(duì)有洞口墻梁可按公式(5.8)(5.8)或(5.11)(5.11)計(jì)算。 aiai洞口邊至墻梁最近支座的距離，當(dāng)aiai0.35l0i0.35l0i時(shí)，取 ai=0.35l0iai=0.35l0i。墻梁的設(shè)計(jì)計(jì)算墻梁的設(shè)計(jì)計(jì)算 第48頁/共88頁第四十八頁，編輯于星期日：二十一點(diǎn) 三十七分。(2) (2) 托梁支座截面應(yīng)按鋼筋混凝土受彎構(gòu)件計(jì)算，其彎矩MbjMbj可按下列公式計(jì)算。 (5.13)(5.13) (5.14) (5.14)式中：M1jM1j荷載設(shè)計(jì)值Q1Q1

60、、F1F1作用下按連續(xù)梁或框架分析的托梁支座彎矩。M2jM2j荷載設(shè)計(jì)值Q2Q2作用下按連續(xù)梁或框架分析的托梁支座彎矩。MM考慮組合作用的托梁支座彎矩系數(shù)，無洞口墻梁取0.40.4，有洞口墻梁可按公式(5.14)(5.14)計(jì)算，當(dāng)支座兩邊的墻體均有洞口時(shí)，aiai取較小值。對(duì)在墻梁頂面荷載Q2Q2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)，應(yīng)乘以修正系數(shù)1.21.2。bj1jM2jMMMa=+iM0i0.75ala=-墻梁的設(shè)計(jì)計(jì)算墻梁的設(shè)計(jì)計(jì)算 第49頁/共88頁第四十九頁，編輯于星期日：二十一點(diǎn) 三十七分。4. 4. 托梁的斜截面受剪承載力計(jì)算墻梁的托梁斜截面受剪承載力應(yīng)按鋼筋混凝