砌體第5章墻梁過梁

第5章過梁、墻梁及挑梁

學習要點了解過梁的分類、構造要求及破壞特征。掌握過梁荷載的取值及承載力計算方法。了解墻梁的的分類及破壞特征。了解挑梁的破壞特征及計算方法。5.1墻梁

由支承墻體的鋼筋混凝土托梁及梁上計算高度范圍內的砌體墻組成的梁式構件稱為墻梁。墻梁能充分發(fā)揮兩種不同材料（鋼筋混凝土和磚）的性能，具有受力合理、節(jié)約材料、施工方便等優(yōu)點。

自承重墻梁：僅承受托梁和墻體自重。（如單層廠房中承托維護墻體的基礎梁、連系梁）

承重墻梁：除承受托梁和墻體自重外，還承受樓蓋和屋蓋荷載。（如底層為商店、食堂等大空間，在一層樓蓋處設置承重墻梁以解決底層大房間、上層小房間的矛盾。）

(a)無洞口簡支墻梁；(b)有洞口雙跨框支墻梁；

1、總高度

2、跨度參數(shù)3、墻的高跨比

4、托梁高跨比

5、洞寬與跨度之比

6、洞高試驗表明：偏開洞口對墻梁的組合作用的發(fā)揮極為不利，洞口外墻（邊墻）過小，極易剪壞或被推出破壞。

限制洞距及采取相應構造措施非常重要對洞口設置作為明確的規(guī)定：①洞口個數(shù)：在計算高度范圍內每跨允許設置一個洞口②承重墻梁洞口邊至支座中心的距離a1:

距邊支座≥0.15l0i

距中支座≥0.07l0il0i→墻梁相應跨的計算跨度③自承重墻梁，洞口邊至邊支座中心的距離≥0.1l0i門窗洞口至墻頂?shù)木嚯x≥0.5m④對多層房屋的墻梁,各層洞口宜設置在相同位置上，并且上下對齊。5.1.1墻梁的受力性能

當托梁及其上部墻體達到一定強度后，托梁和墻體將共同工作。

從應力分布圖可知，水平應力沿墻體截面大部分受壓（托梁上方一定高度內），而托梁截面則全部或大部分受拉。

一、受力特點

對無洞口和跨中開洞墻梁，主壓應力曲線沿拱形指向支座，形成拉桿拱受力體系，使托梁頂面在兩支座附近作用有較大的豎向壓力。一般情況下，托梁處于小偏心受拉狀態(tài)（拉彎構件），截面上、下鋼筋全部受拉。

對偏開洞墻梁，由于靠近跨中的洞口邊緣一側存在較大的壓應力，托梁承受較大的彎矩，一般處于大偏心受拉狀態(tài)。二、破壞形態(tài)

1.正截面受彎破壞當托梁中配筋較少，砌體強度較高，且墻體高跨比較小時，首先在跨中部位托梁自下而上出現(xiàn)垂直裂縫，隨著荷載增加，裂縫增多、擴展并貫通全截面，其中一條主裂縫上升到墻體，最后由托梁內鋼筋屈服導致墻梁破壞。

2.墻體或托梁受剪破壞（1）托梁內箍筋配置不足而破壞（設計不應出現(xiàn)）。（2）當托梁配筋足夠，并且梁端砌體局部受壓承載力得到保證時，一般發(fā)生墻體剪切破壞。斜拉破壞：當墻體高跨比較小，由于主拉應力作用，產生階梯形斜裂縫而破壞。斜壓破壞：當墻體高跨比適中，由于主壓應力，在支座上方形成較陡的斜裂縫，墻體破壞。劈裂破壞：集中荷載較大時，斜裂縫產生在荷載的作用點與支座的連線上，裂縫出現(xiàn)后，迅速貫通墻體，破壞突然。

3.支座上方墻體局壓破壞

由于墻體高跨比較大，在頂部荷載作用下，支座上方砌體豎向壓應力高度集中，當超過砌體局部抗壓強度時，砌體被壓碎。

三、墻梁設計

正截面受彎承載力計算斜截面受剪承載力計算梁端砌體局部受壓承載力計算施工階段托梁承載力計算

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。（1）計算內容：（2）計算簡圖：各計算參數(shù)圖示

2.荷載計算：

使用階段的荷載：（1）承重墻梁：

a.托梁頂面荷載設計值Q1,F1→分別取托梁自重及本層樓蓋的恒載和活載。

b.墻梁頂面的荷載設計值Q2→取托梁上各層墻體自重，墻梁頂面以上各層樓（屋）蓋的恒載和活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：墻梁頂面的荷載設計值取托梁自重及托梁以上墻體自重。施工階段托梁上的荷載：

a.本層樓蓋的施工荷載；

b.托梁自重及本層樓蓋的恒載；

c.墻體自重，可取高度l0max/3為的墻體自重。（l0max為各計算跨度的最大值），開洞時尚應按洞頂以下實際分布的墻體自重復核。3.墻梁的托梁正截面承載力計算：在墻梁頂面荷載作用下，墻梁如同組合深梁一樣受彎，這時，托梁則為偏心受拉構件。托梁跨中截面承受的拉力和彎矩，可由最大彎矩截面Ⅰ-Ⅰ（圖5.10）的平衡條件求得。（5.2）

（5.3）式中：M1i---荷載設計值Q1,F1,作用下的簡支梁跨中M或按連續(xù)梁或框架分析的托梁各跨跨中最大彎矩。

M2i---荷載設計值Q2作用下的簡支梁跨中M或按連續(xù)梁或框架分析的托梁各跨跨中的最大彎矩

---考慮墻梁組合作用的托梁跨中M系數(shù)；

---考慮墻梁組合作用的托梁跨中N系數(shù)；對簡支梁：（5.4）（5.5）（5.6）對連續(xù)墻梁和框支墻梁：（5.7）（5.8）（5.9）式中---洞口對托梁M的影響系數(shù)；

---洞口邊至墻梁最近支座的距離當時，取

計算時，對自承重簡支梁應乘以0.8

公式（5.4）中時，取公式（5.7）中時，取

計算時，對自承重簡支梁應乘以0.8，式中當時，取托梁支座截面按R/C受彎構件計算：（5.10）（5.11）式中

M1j---荷載設計值Q1,F1作用下，按連續(xù)梁或框架分析的托梁支座M.

---考慮組合作用的托梁支座M系數(shù)。無洞口墻梁取0.4有洞口墻梁，按公式（5.11）計算。當支座兩邊的墻體均有洞口時，取較小值。M2j---荷載設計值Q2作用下，按連續(xù)梁或框架分析的托梁支座M.4.墻梁的托梁斜截面受剪承載力計算：

試驗表明，托梁的剪切破壞一般都發(fā)生在墻體剪切破壞之后，僅當托梁砼強度等級較低，k筋較少時，才先于墻體發(fā)生剪切破壞。托梁斜截面受剪承載力應按R/C受彎構件計算，其Vbj為：（5.12）式中

V1j---

荷載設計值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---

荷載設計值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。

---

考慮組合作用的托梁V系數(shù)無洞口的墻梁邊支座0.6，中支座0.7;有洞口的墻梁邊支座0.7，中支座0.8；對自承重墻梁，無洞口取0.45,有洞口取0.505.墻梁的墻體受剪承載力計算：試驗表明，墻梁的墻體剪切破壞發(fā)生于hw/l0<0.75～0.80，

托梁較強，砌體相對較弱的情況下，當hw/l0<0.35～0.4時，發(fā)生承載力較低的斜拉破壞否則，發(fā)生斜壓破壞式中

V2---在荷載設計值Q2作用下，墻梁支座邊V的max.---翼墻或構造柱影響系數(shù)。對單層墻梁取1.0，當bf/h＝3時，取1.3

對多層墻梁當bf/h＝7或設有GE時，取1.5

當3<bf/h<7時，按直線插入取值

---洞口影響系數(shù)，無洞口取1.0

有洞口多層0.9單層0.6---墻梁頂面圈梁截面高度。6.托梁支座上部砌體局壓承載力計算：試驗表明，當hw/l0>0.75～0.80，且無翼墻，砌體強度較低時，易發(fā)生托梁支座上方因豎向正應力集中而引起的砌體局壓破壞。為此，要求式中

---max豎向壓應力

r---局壓強度提高系數(shù)令為應力系數(shù)為局壓系數(shù)則支座上部砌體局壓承載力為（5.14）（5.15）當時，取當或墻梁支座處設有上下貫通的落地GZ時可不驗算局壓承載力7.托梁在施工階段的承載力驗算：墻梁是在托梁上砌筑墻體而逐漸形成的，故應按R/C受彎構件進行托梁在施工階段的受彎和受剪承載力驗算。四、墻梁的構造要求為保證托梁與墻體具有良好的共同工作性能，墻梁除滿足表5.2的一般規(guī)定和承載力計算外，尚應符合如下的構造要求。1．材料：①托梁用砼≥C25②托梁用筋宜用HRB335、HRB400或RRB400③承重墻梁用塊材≥MJ10，

計算高度范圍內墻體砂漿≥M7.5

2．墻體：①上部房屋應為剛性方案房屋。②磚墻體厚度≥240，砌塊厚度≥190③洞口上設GL，兩端入墻長≥240

洞口寬度范圍內不應施加集中荷載。

④支座處應設落地翼墻，其厚磚≥240

砼砌塊≥190

翼墻寬度≥墻梁厚度的3倍，并與墻梁同時砌筑，當無翼墻時，應設GZ落地且上下貫通。⑤當墻梁墻體在靠近支座范圍內開洞時，支座處應設落地且上下貫通的GZ,并應與每層QL連接;

⑥每天可砌高度≤1.5m，否則應設臨時支撐

3．托梁①其兩邊各一個開間及相鄰開間處應采用現(xiàn)澆R/C樓蓋，其厚≥120

當厚>150時，宜采用雙層雙向鋼筋網

樓板上少開洞，開小洞，尺寸≥800時，應設洞邊梁②托梁每跨底筋應通長設置。③托梁跨中截面縱向受力筋總配筋率≥0.6％④托梁支座邊范圍內，上部筋面積≥跨中下部筋面積，支座附加縱筋應入跨中≥⑤承重墻梁的托梁兩端支承長度≥350

縱向受力筋伸入支座應符合受拉筋的錨固長度要求⑥當托梁高度hb≥500時，應沿hb設置通長水平腰筋，d≥12，@≤200⑦墻梁偏開洞口和兩側各一個梁高范圍內直至靠近洞口的支座邊的托梁K筋d≥8，@≤1005.2挑梁（cantileverbeam）

陽臺挑梁、雨篷挑梁、外廊挑梁等

挑梁是嵌固在砌體中的懸挑式鋼筋混凝土梁，承受挑出于墻體的陽臺等各種荷載，通過自身受彎、受剪、受扭將荷載安全可靠地傳遞給承重墻體。

挑梁的一般嵌固方式是埋入墻體內一定長度，該長度內的墻體豎向壓力作用可以平衡挑梁挑出端承受的荷載，使挑梁不致于在挑出荷載作用下發(fā)生傾覆破壞。受力特征及破壞形態(tài)：

彈性工作階段

挑梁和墻體內的主應力軌跡線

挑梁界面應力圖

裂縫發(fā)生階段

破壞階段

傾覆破壞（埋入長度小，砌體抗壓承載力夠，但傾覆力矩遠大于抗傾覆力矩——失穩(wěn)破壞）

局壓破壞（埋入長度大，但砌體抗壓承載力不夠）

挑梁本身破壞（強度、剛度不足)

傾覆點的位置并不在墻體最外邊緣處，而是在挑梁下砌體壓應力作用點處與破壞方式相對應的三種計算分別為：

挑梁抗傾覆驗算（傾覆點位置、抗傾覆力矩及傾覆力矩）挑梁下砌體局壓驗算

挑梁自身承載力計算

挑梁設計

1.挑梁的抗傾覆驗算

——挑梁的荷載設計值對計算傾覆點產生的傾覆力矩

——計算傾覆點至墻外邊緣的距離：

當時，且不大于當時，

——挑梁埋入砌體墻中的長度

——挑梁的截面高度彈性挑梁剛性挑梁

——挑梁的抗傾覆力矩設計值

——挑梁的抗傾覆荷載

——合力作用點至墻外邊緣的距離為挑梁尾部45擴展角的陰影范圍內，本層砌體與樓面恒荷載標準值之和其水平長度為Gr2.挑梁下砌體的局壓驗算

——挑梁下的支承壓力（可取，為挑梁

的傾覆荷載設計值）

——壓應力圖形的完整系數(shù)（可取0.7）

——局壓強度提高系數(shù)（見下頁圖）

——挑梁下砌體局部受壓面積

挑梁寬挑梁高3.挑梁自身承載力計算（按鋼筋混凝土）

計算正截面受彎承載力時最大彎矩設計值取為：

計算斜截面受剪承載力時最大剪力設計值取為：

挑梁的荷載設計值對計算傾覆點產生的傾覆力矩挑梁的荷載設計值在挑梁墻外邊緣處截面產生的剪力5.3過梁

過梁是設置在墻體門窗洞口上部的梁，以承受洞口以上墻體和樓（屋）蓋傳來的荷載并將此荷載傳給洞口兩側的窗間墻。

過梁門窗洞口墻體一、過梁的分類及構造

磚砌平拱過梁跨度不宜超過1.2m，平拱用豎磚砌筑部分的高度不應小于240mm，過梁截面計算高度內的砂漿強度等級不宜低于M5（Mb5、Ms5）。

適用于無振動、地基的土質較好，不需作抗震設防的地區(qū)。

磚砌弧拱過梁

跨度與矢高相關，。

適用于對建筑外形有一定藝術要求的建筑物。

鋼筋磚過梁

在梁底部放置縱向受力鋼筋,直徑不應小于5mm，間距不宜大于120mm,并鋪設厚度不小于30mm的砂漿層。鋼筋伸入支座砌體內的長度不宜小于240mm，過梁跨度不宜超過1.5m。

鋼筋混凝土過梁

對有較大振動荷載或有可能產生不均勻沉降的房屋，應采用鋼筋混凝土過梁。它施工方便，幾乎代替了前幾種類型。

二、過梁上的荷載取值

過梁既是“梁”，又是墻體的組成部分，過梁上的墻體在砂漿硬結后具有一定剛度，可以將過梁以上的部分荷載直接傳遞給過梁兩側的墻體（起拱卸荷作用），從而減輕了過梁的負擔。所以在設計過梁時，恰當?shù)卮_定過梁所承受的荷載十分必要。（以磚砌體為例）

墻體荷載磚砌體，過梁以上的墻體高度（為過梁的凈跨）時，全部墻體自重作為均布荷載。磚砌體，過梁以上的墻體高度時，按墻高自重考慮，其余部分起拱卸荷傳到兩側墻。

砌塊砌體，過梁以上的墻體高度（為過梁的凈跨）時，全部墻體自重作為均布荷載。砌塊砌體，過梁以上的墻體高度時，按墻高自重考慮，其余部分起拱卸荷傳到兩側墻。

2.梁板荷載

梁板下墻體高度時，按梁、板傳來的荷載采用。梁板下墻體高度時，不考慮梁板荷載，認為拱作用卸載。

三、磚砌過梁的破壞特征

過梁在豎向荷載作用下，和受彎構件相似，上部受壓、下部受拉，截面上產生彎矩和剪力。當跨中正截面的拉應力超過砌體的彎曲抗拉強度時，在跨中截面的受拉區(qū)將出現(xiàn)豎向裂縫；當支座截面上的主拉應力超過砌體沿階梯形截面的抗剪強度時，在靠近支座處將出現(xiàn)接近45o的階梯形裂縫。

由于跨中正截面受彎承載力不足而發(fā)生截面受彎破壞；支座截面受剪