砌體結構課件第5章

砌體結構MasonryStructure第五章過梁、圈梁、墻梁、懸挑構件及墻體的構造措施砌體結構5.2圈梁

5.3墻梁5.4懸挑構件

第五章5.1過梁

5.5墻體的構造措施

5.1

過梁

5.1.1

過梁的分類及應用范圍過梁——砌體結構房屋中門窗洞口上的構件。磚砌過梁鋼筋混凝土過梁過梁磚砌平拱過梁磚砌弧拱過梁鋼筋磚過梁木過梁5.1

過梁

5.1.1

過梁的分類及應用范圍磚砌平拱過梁磚砌弧拱過梁≥240失高磚砌弧拱過梁的跨度與失高有關。5.1

過梁

5.1.1

過梁的分類及應用范圍鋼筋混凝土過梁≥240≥240鋼筋磚過梁現澆鋼筋混凝土過梁5.1

過梁

5.1.1

過梁的分類及應用范圍預制鋼筋混凝土過梁5.1

過梁

5.1.1

過梁的分類及應用范圍5.1

過梁

5.1.1

過梁的分類及應用范圍預制鋼筋混凝土過梁加氣混凝土塊上不能直接放置預制鋼筋混凝土過梁施工通道圈梁兼過梁5.1

過梁

5.1.1

過梁的分類及應用范圍圈梁兼作過梁時，過梁部分的鋼筋應按計算用量另行增配。5.1

過梁

5.1.2

過梁上的荷載過梁上的墻體荷載梁，板荷截：

對磚和小型砌塊砌體：當梁、板下的墻體高度hw<ln，時應計入梁、板轉來的荷截；當梁、板下的墻體高度hw≧ln時，可不考慮梁、板荷截。5.1

過梁

5.1.2

過梁上的荷載過梁上的墻體荷載墻體荷截對磚砌體：當過梁上的墻體高度hw<ln/3時，應按墻體的均布自重計算；當墻提高度hw≧ln/3時，應按高度為ln/3墻體的均布自重計算。5.1

過梁

5.1.2

過梁上的荷載墻體荷截對混凝土砌塊砌體：當過梁的墻體高度hw<ln/2時，應按墻體的均布自重計算；當墻體高度hw≧ln/2時應按高度為ln/2墻體的均布自重計算。過梁上的墻體荷載5.1

過梁

門窗過梁損壞5.1.3

過梁的計算5.1

過梁

磚砌過梁受載后，在跨中上部受壓，下部受拉。當跨中豎向截面或支座斜截面的拉應變達到砌體的極限拉應變時，將出現豎向裂縫①和階梯形斜裂縫②。對鋼筋磚過梁，過梁下部的拉力將由鋼筋承受；對磚砌平拱過梁，下部的拉力將由兩端砌體提供的推力來平衡。磚砌過梁最后可能有三種破壞形式：

過梁跨中截面受彎承載力不足而破壞；過梁支座附近斜截面受剪承載力不足而破壞；過梁支座邊沿水平灰縫發(fā)生破壞（鋼筋磚過梁不會發(fā)生）。ln①③②hw5.1.3

過梁的計算——磚砌過梁5.1

過梁

5.1.3

過梁的計算——磚砌平拱過梁——磚砌平拱過梁不考慮支座水平推力對抗彎承載力的提高；略去支座邊沿水平灰縫破壞的驗算；跨中正截面的受彎承載力，磚體的彎曲抗拉強度設計值ftm采用沿齒縫截面的彎曲抗拉強度值；支座截面的受剪承載力計算。5.1

過梁

5.1.3

過梁的計算——磚砌平拱過梁——鋼筋磚過梁跨中正截面的受彎承載力：支座截面的受剪承載力計算：式中：M—按筒直梁計算的跨中彎距設計值；fy—受拉鋼筋的抗拉強度設計值；h0—過梁截面的有效高度，h0=h-as；h—過梁的截面計算高度，取過梁底面以上的墻體高度，但不大于ln/3；當考慮梁，板傳來的荷載時，則按梁，板下的高度采用；as——受拉鋼筋重心至截面下邊緣的距離。

5.1

過梁

5.1.3

過梁的計算——磚砌平拱過梁——鋼筋混凝土過梁認為墻體僅作為荷載，不參與共同工作；計算內容包括

正截面承載力；

斜截面承載力；

局部承壓承載力

可不考慮上層荷載的影響，取ψ=0）；梁端底面壓應力圖形完整系數，取=1.0。

過梁的構造要求：

磚砌過梁截面計算高度內磚的強度等級不應低于MU10，砂漿強度等級不應低于M5。磚砌平拱用豎磚砌筑部分的高度不應小于240mm。鋼筋磚過梁低面砂漿層處的鋼筋直徑不應小于5mm，間距不宜大于120mm，鋼筋伸入支座砌度內的長度不宜小于240mm，砂漿層的厚度不宜小于30mm。鋼筋混凝土過梁端部的支承長度，不宜小于240mm。5.1

過梁

5.1.3

過梁的計算

預制過梁的選用：選用圖集：新疆維吾爾自治區(qū)工程建設標準設計，02系列結構標準設計圖集（DBJT27-35）鋼筋混凝土過梁02G05。選用方法：根據墻體材料、過梁截面形式、墻體厚度、門窗洞口寬度以及過梁的荷載級別等已知條件選出過梁編號。5.1

過梁

5.1.3

過梁的計算

過梁編號：5.1

過梁

XGLXXXXXX荷載級別過梁凈跨墻厚代號截面形式：A表示矩形，B表示L形。過梁代號墻體代號：S為燒結普通磚墻，K為燒結多孔磚墻

Q為混凝土砌塊墻，T為加氣混凝土砌塊填充墻。

SGLA24181

KGLB37212

QGLA19101

TGLA101825.1.3

過梁的計算5.1

過梁

5.1.3

過梁的計算計算例題

已知某窗洞凈寬Ln＝1.5m，墻厚為370mm，雙面粉刷，采用磚砌平拱過梁，用豎磚砌筑部分的高度為370mm(過梁的構造高度)，由磚MU10和混合砂漿M5砌筑，求此磚砌平拱過梁能承受的均布荷載設計值。

5.1

過梁

5.1.3

過梁的計算計算例題【解】由砂漿的強度等級M5，查《砌體結構設計規(guī)范》（GB50003-2001）中表3.2.2可得：砌體沿齒縫截面的彎曲抗拉強度設計值ftm=0.23MPa；砌體的抗剪強度設計值fv=0.11MPa

過梁的截面計算高度取h=Ln╱3

1按受彎承載力公式計算：

M≤ftmW

W=bh2╱6=b(Lｎ/3)2╱6=bLｎ2╱54

M=[q1]Lｎ2╱8[q1]Lｎ2╱8=ftmW[q1]=8ftm

W╱Lｎ2=4ftmb╱27[q1]=4×0.23×370╱27=12.61N╱mm=12.61kN╱m5.1

過梁

5.1.3

過梁的計算計算例題

2按受剪承載力公式計算：

V≤fVbz

z=2h╱3=2Lｎ╱9

V=[q2]Lｎ╱2[q2]Lｎ╱2=fVbz[q2]=2fVbz╱Lｎ=4fVb╱9[q2]=4×0.11×370╱9=18.1N╱mm=18.1kN╱m

此磚砌平拱過梁能承受的均布荷載設計值取[q1]與[q2]中的小者，故取

[q]=12.61kN╱m5.2

圈梁5.2.1

圈梁的設置

1976年7月28日，我國河北唐山發(fā)生了一Ms=7.8的大地震，震中烈度Ⅺ度。專家工程經驗之一：進一步明確了，準確的地震預報和經濟而有效的抗震措施，對人身傷亡及工程損失情況的重要性。5.2

圈梁5.2.1

圈梁的設置

唐山大地震后被震彎的鐵路

開灤煤礦醫(yī)院，為磚混結構的五層樓房（局部七層），僅西部轉角殘存5.2

圈梁5.2.1

圈梁的設置

圈梁：——砌體結構房屋中，在墻體內沿水平方向設置封閉的鋼筋混凝土梁；檐口圈梁：——位于房屋檐口處的圈梁；地圈梁：——位于±0.000以下基礎頂面處設置的圈梁。在墻中設置現澆鋼筋混凝土圈梁目的：

①增強房屋的整體性和空間剛度；

②防止地基不均勻沉降而使墻體開裂；

③減少振動作用對房屋產生的不利影響；

④與構造柱配合有助于提高砌體結構的抗震性能。5.2

圈梁5.2.1

圈梁的設置

7.1.2車間倉庫食堂等空曠的單層房屋應按下列規(guī)定設置圈梁：

1磚砌體房屋檐口標高為5～8m時應在檐口標高處設置圈梁一道，檐口標高大于8m時應增加設置數量。

2砌塊及料石砌體房屋檐口標高為4～

5m時應在檐口標高處設置圈梁一道，檐口標高大于5m時應增加設置數量。

3對有吊車或較大振動設備的單層工業(yè)房屋除在檐口或窗頂標高處設置現澆鋼筋混凝土圈梁外，尚應增加設置數量。7.1.3宿舍辦公樓等多層砌體民用房屋且層數為3～

4層時應在檐口標高處設置圈梁一道；當層數超過4層時，在所有縱橫墻上隔層設置。

多層砌體工業(yè)房屋應每層設置現澆鋼筋混凝土圈梁。

設置墻梁的多層砌體房屋應在托梁墻梁頂面和檐口標高處設置現澆鋼筋混凝土圈梁其他樓層處應在所有縱橫墻上每層設置。7.1.4建筑在軟弱地基或不均勻地基上的砌體房屋除按本節(jié)規(guī)定設置圈梁外尚應符合現行國家標準建筑地基基礎設計規(guī)范GB50007的有關規(guī)定?！镀鲶w結構設計規(guī)范》（GB50003-2001）5.2

圈梁5.2.1

圈梁的設置

表7.3.3磚房現澆鋼筋混凝土圈梁設置要求墻類烈度6、789外墻和內縱墻屋蓋處及每層樓蓋處屋蓋處及每層樓蓋處屋蓋處及每層樓蓋處內橫墻同上；屋蓋處間距不應大于7m；樓蓋處間距不應大于15m；構造柱對應部位同上；屋蓋處沿所有橫墻，且間距不應大于7m；樓蓋處間距不應大于7m構造柱對應部位同上；各層所有橫墻《建筑抗震設計規(guī)范》（GB50011-2001）7.3.3多層普通磚、多孔磚房屋的現澆鋼筋混凝土圈梁設置應符合下列要求：

1裝配式鋼筋混凝土樓、屋蓋或木樓、屋蓋的磚房橫墻承重時應按表7.3.3的要求設置圈梁；縱墻承重時每層均應設置圈梁，且抗震橫墻上的圈梁間距應比表內要求適當加密。

2現澆或裝配整體式鋼筋混凝土樓、屋蓋與墻體有可靠連接的房屋，應允許不另設圈梁，但樓板沿墻體周邊應加強配筋并應與相應的構造柱鋼筋可靠連接。5.2

圈梁5.2.2

圈梁的的構造要求

7.3.4多層普通磚、多孔磚房屋的現澆鋼筋混凝土圈梁構造應符合下列要求：

1圈梁應閉合，遇有洞口圈梁應上下搭接。圈梁宜與預制板設在同一標高處或緊靠板底；

2圈梁在本節(jié)第7.3.3條要求的間距內無橫墻時，應利用梁或板縫中配筋替代圈梁；

3圈梁的截面高度不應小于120mm，配筋應符合表7.3.4的要求；按本規(guī)范第3.3.4條3款要求增設的基礎圈梁，截面高度不應小于180mm配筋不應少于4ψ12?！督ㄖ拐鹪O計規(guī)范》（GB50011-2001）5.2

圈梁5.2.2

圈梁的構造要求

圈梁宜連續(xù)設置在墻的同一水平面上，并盡可能形成封閉。

當圈梁被門窗洞口截斷時，應在洞口上部增設相同截面的附加圈梁。附加圈梁與圈梁的搭接長度不應小于其中垂直間距的二倍，且不得小于1m。附加圈梁與圈梁的搭接

附加圈梁門窗洞口H圈梁L≧1000L≧2HL≧1000L≧2H5.2

圈梁5.2.2

圈梁的構造要求

縱橫墻交接處的圈梁應有可靠的連接。剛彈性和彈性方案房屋，圈梁應與屋架、大梁等構件可靠連接。橫墻為墻梁時，墻梁頂面應設置貫通圈梁；

鋼筋混凝土圈梁的寬度宜與墻厚相同，當墻厚≥240mm時，不宜小于2/3墻厚。圈梁高度不應小于120mm?？v向鋼筋不宜小于4φ10，箍筋間距不宜大于300mm；

圈梁兼作過梁時，過梁部分的鋼筋用量應按計算用量單獨配置。縱橫墻交接處圈梁連接構造5.2

圈梁

圈梁構造5.2

圈梁圈梁構造

5.2

圈梁

圈梁構造5.2

圈梁

圈梁構造5.2

圈梁

圈梁構造5.2

圈梁

圈梁構造5.2

圈梁

圈梁構造5.2

圈梁

圈梁構造5.3

墻梁

墻梁：——鋼筋砼托梁和梁上計算高度范圍內的砌體組成的組合構件。托梁上的砌體既是荷載的一部分，又構成結構的一部分，與托梁共同工作。墻梁與一般鋼筋砼梁的差別：①深梁，②組合梁墻梁按荷載分類可分為——承重墻梁和自承重墻梁。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。

簡支墻梁托梁框支墻梁托梁連續(xù)墻梁托梁5.3

墻梁

裂縫開展：

托梁偏心受拉，托梁中段將首先出現垂直裂縫①，并向上擴展，托梁剛度的減小將引起主壓應力進一步向支座附近集中；

當墻中主拉應變達到砌體極限拉應變時將出現裂縫②；

斜裂縫將穿過墻體和托梁的交界面，在托梁端部形成較陡的上寬下窄的斜裂縫，臨近破壞時在托梁中段交界面上將出現水平裂縫③。①②③5.3

墻梁

破壞形態(tài)：彎曲破壞（hw/l0不大，配筋較弱，砌體較強），托梁內上部和下部鋼筋屈服，受壓區(qū)較小，砌體沒有被壓碎。剪切破壞（墻體剪切破壞）

斜壓破壞：（hw/l0>0.4，砌體強度較高）砌體沿主壓應力方向壓碎、剝落。

斜拉破壞：（

hw/l0

<0.4，砂漿強度較低）墻體沿灰縫的階梯形裂縫而破壞。局部受壓破壞（hw/l0

>0.75，砌體強度較低）5.3

墻梁

墻梁的計算：托梁使用階段正截面承載力計算；托梁使用階段斜截面承載力計算；墻體受剪承載力計算；托梁支座上部砌體局部受壓承載力計算；施工階段托梁受彎和受剪承載力計算。

自承重墻梁可不驗算墻體受剪承載力和砌體局部受壓承載力。5.4

懸挑構件

鋼筋混凝土挑梁工程實例：房屋雨篷、陽臺和懸挑樓梯等。5.4

懸挑構件

一、受力特點1.應力分布2.裂縫發(fā)展3.破壞形態(tài)饒o點傾覆破壞（剛體失穩(wěn)）挑梁下砌體局部受壓破壞挑梁正截面或斜截面破壞FF①②③④0x二、計算要點1.抗傾覆驗算Mr—抗傾覆力矩設計值，不考慮活荷載，墻體面積可考慮45擴散角，Mov—傾覆力矩，注意傾覆點不在墻邊。5.4

懸挑構件

挑梁計算傾覆點至墻外邊緣的距離xo計算公式：當l1≥2.2hb時（柔性挑梁），

xo＝0.3hb，并且xo≤0.13l1。當l1＜2.2hb時（剛性挑梁），

xo＝0.13l1

注：當挑梁下有構造柱時，計算傾覆點至墻外邊緣的距離可取0.5xo。式中：

l1——挑梁埋入砌體的長度；

xo——計算傾覆點至墻外邊緣的距離；

hb——混凝土挑梁的截面高度。挑梁的分類：挑梁類型埋入墻內長度l1豎向變形變形主要原因界面受壓面積剛性挑梁較短較大挑梁剛性轉動較小柔性挑梁較長較小挑梁彎曲變形較大5.4

懸挑構件

2.挑梁下墻體的局部承壓驗算Nl—挑梁下支承壓力，取Nl=2R；R—為挑梁的傾覆荷載設計值；η—應力圖形豐滿系數，可取0.7；γ—局部承壓強度提高系數，取1.25（一字墻）或1.5（丁字墻）；Al—為挑梁下砌體局部受壓面積，Al=1.2bhb

。3.挑梁自身承載力計算（按受彎構件計算）

最大剪力在墻邊，但最大彎矩在接近x0

處，近似?。篎①②③④0x5.4

懸挑構件

混凝土挑梁的構造要求：①縱向受力鋼筋至少應有1/2的鋼筋面積伸入梁尾端，且不少于2φ12；其它鋼筋伸入支座的長度不應小于2l1/3。②挑梁埋入砌體長度l1與挑出長度l之比宜大于1.2；當挑梁上無砌體時，宜使l1/l>2。材料收縮、溫度變化、地基不均勻沉降等會在結構內引起復雜的內力，可能使墻體開裂以至影響結構的整體剛度和承載力。這些因素難以定量考慮，需要采取適當的構造措施解決。5.5

墻體的構造措施

砌體結構常見震害墻體交叉裂縫轉角及內外墻連接處裂縫墻體斜裂縫砌體結構常見震害墻體倒塌砌體結構常見震害碰撞破壞砌體結構常見震害女兒墻等附屬結構破壞——砌體結構常見震害煙囪破壞砌體結構常見震害屋頂損壞——砌體結構常見震害地基不均勻沉降等會在結構內引起復雜的內力。5.5

墻體的構造措施

fgh5.5

墻體的構造措施

砼的收縮值比砌體大得多，收縮值的不一致也會產生附加內力。cdeb5.5

墻體的構造措施

地基不均勻沉降引起墻體開裂總體上控制房屋的長寬比；合理布置承重墻，盡量將縱墻拉通；在墻體內設置鋼筋混凝土圈梁。6.2.1

五層及五層以上房屋的墻，以及受振動或層高大于6m的墻、柱所用材料的最低強度等級，應符合下列要求：1磚采用MU10；2砌塊采用MU7.5；3石材采用MU30；4砂漿采用M5。注：對安全等級