第5章墙梁挑梁及过梁设计

1、第5章墙梁挑梁及过梁设计 第5章墙梁挑梁及过梁设计 5.2 挑梁挑梁 5.3 过梁过梁 5.1 墙梁墙梁 5.4 例题例题 第5章墙梁挑梁及过梁设计 5.1 墙梁墙梁 墙梁：墙梁：钢筋砼托梁和梁上计算高度范围内的砌体组成的组合构件。钢筋砼托梁和梁上计算高度范围内的砌体组成的组合构件。 托梁上的砌体既是荷载的一部分，又构成结构的一部分，与托梁共同工作。托梁上的砌体既是荷载的一部分，又构成结构的一部分，与托梁共同工作。 墙梁与一般钢筋砼梁的差别：墙梁与一般钢筋砼梁的差别： 深梁，深梁， 组合梁组合梁 墙梁按荷载分类可分为墙梁按荷载分类可分为承重墙梁和自承重墙梁。承重墙梁和自承重墙梁。 墙梁按支承条

2、件分类可分为墙梁按支承条件分类可分为简支墙梁、框支墙梁和连续墙梁。简支墙梁、框支墙梁和连续墙梁。 第5章墙梁挑梁及过梁设计 5.1.1 墙梁的受力性能 1、无洞口简支墙梁 在竖向荷载作用下，墙 体大部分受压，托梁主 要承受拉力，墙体与托 梁组成组合深梁，共同 抵抗外荷载产生的弯矩， 托梁处于偏心受拉状态。 第5章墙梁挑梁及过梁设计 n在裂缝出现以前，无洞口墙梁的受力状态有如一墙体和托 梁组成的组合深梁。图为均布荷载下墙梁的主应力迹线， 主压应力迹线在跨中为拱形分布，将荷载传至支座，托梁 位于受拉区。墙梁的受力机构如同一拉杆拱，图中阴影部 分为拱体，托梁为拉杆。 第5章墙梁挑梁及过梁设计 破坏形

3、态 ： 1）弯曲破坏弯曲破坏 当托梁的配筋率较低，墙体强度较高 时，将由于托梁中钢筋到达屈服，竖向 裂缝越过界面向墙体迅速延伸，墙梁挠 度急剧增大而破坏。 第5章墙梁挑梁及过梁设计 2）剪切剪切破坏破坏 A、墙体的、墙体的剪切破坏： 斜拉破坏斜拉破坏：当墙体高度与其计算跨度之比0.4且砌体强度较 高时，将发生斜压破坏，即支座斜上方斜裂缝间砌体在主压 应力作用下的受压破坏，砌体被压碎。这种破坏的承载力较 高。 第5章墙梁挑梁及过梁设计 B、托梁的剪切破坏： 3)局压破坏局压破坏 当墙体高度与其计算跨度之比较大时，支座处竖向压应 力高度集中，砌体因局部受压承载力不足而发生的破坏。 第5章墙梁挑梁及

4、过梁设计 2 2有洞口简支墙梁有洞口简支墙梁 (a) 跨中开洞墙梁破坏形 态； (b) 偏开洞墙梁破坏形态； (c) 墙梁弯曲破坏； (d) 墙体剪切破坏； (e) 托梁剪切破坏； (f) 支座局部受压破坏 第5章墙梁挑梁及过梁设计 3、连续墙梁 顶梁的存在使墙梁的受剪承载力有较大提高。 托梁大部分区段处于偏心受拉状态。 中间支座附近很小区段，托梁处于偏心受压和受剪的复合受力状态。 无翼墙或构造柱时，中间支座的墙体易发生局部受压破坏。 中间支座处比边支座处更容易发生剪切破坏。 第5章墙梁挑梁及过梁设计 连续墙梁的破坏形态 （1）弯曲破坏 （2）剪切破坏 （3）局部受压破坏 第5章墙梁挑梁及过梁

5、设计 4、框支墙梁 （1）弯曲破坏 托梁或柱中纵筋屈服而形成的破坏。 第5章墙梁挑梁及过梁设计 （ 2）剪切破坏 在托梁或柱中纵筋未屈服的情况下，墙体或托梁发 生剪切破坏。 墙体的剪切破坏分为：斜拉破坏斜拉破坏（高跨比较小时）、 斜压破坏斜压破坏（高跨比较大时） 。 第5章墙梁挑梁及过梁设计 （3）弯剪破坏：在托梁跨中钢筋屈服的同时 或稍后发生。 （4）局压破坏 第5章墙梁挑梁及过梁设计 5.1.2 墙梁的一般规定 1.墙体总高度和墙梁跨度墙体总高度和墙梁跨度 采用烧结普通砖和烧结多孔砖砌体和配筋砌体的墙梁设计采用烧结普通砖和烧结多孔砖砌体和配筋砌体的墙梁设计 应符合表应符合表51的规定。墙梁

6、计算高度范围内每跨允许设置一的规定。墙梁计算高度范围内每跨允许设置一 个洞口；洞口边至支座中心的距离个洞口；洞口边至支座中心的距离ai，距边支座不应小于，距边支座不应小于 0.15loi，距中支座不应小于，距中支座不应小于0.07loi。对多层房屋的墙梁，各。对多层房屋的墙梁，各 层洞口宜设置在相同位置，并宜上、下对齐。层洞口宜设置在相同位置，并宜上、下对齐。 墙梁的一般规定表墙梁的一般规定表 表表51 墙梁 类别 墙体总 高度(m) 跨度(m) 墙高 hw/oi 托梁高 hb/oi 洞宽 bh/oi 洞高 hh 承重墙梁 18 9 0.4 1/10 0.35hw/6且 hw-hh0.4m 自

7、承重墙梁 18 12 1/3 1/15 0.8 第5章墙梁挑梁及过梁设计 第5章墙梁挑梁及过梁设计 注： 1 采用混凝土小型砌块砌体的墙梁可参照使用； 2 墙体总高度指托梁顶面到檐口的高度，带阁楼的 坡屋面应算到山尖墙1/2高度处； 3 对自承重墙梁，洞口至边支座中心的距离不宜小 于0.1loi，门窗洞上口至墙顶的距离不应小于0.5m； 4 hw-墙体计算高度，按规范第7.3.3条（后面第4 小节）取用； hb-托梁截面高度； loi-墙梁计算跨度，按规范第7.3.3条（后面第4 小节）取用； bh-洞口宽度； hh-洞口高度，对窗洞取洞顶至托梁顶面距离。 第5章墙梁挑梁及过梁设计 2 墙梁墙

8、梁高跨比和托梁高跨比高跨比和托梁高跨比 3 洞口的设置洞口的设置 4 自承重墙梁（要求放宽）自承重墙梁（要求放宽） 第5章墙梁挑梁及过梁设计 5.1.3 墙梁设计总则 1、计算简图 第5章墙梁挑梁及过梁设计 各计算参数应按下列规定取用： 1)墙梁计算跨度l0 (l0i)，对简支墙梁和连续墙梁取 1.1ln(1.1lni)或lc(lci)两者的较小值；ln(lni)为净跨， lc(lci)为支座中心线距离。对框支墙梁，取框架柱 中心线间的距离lc(lci)； 2)墙体计算高度hw，取托梁顶面上一层墙体高度， 当hwl0时，取hw=l0 (对连续墙梁和多跨框支墙梁， l0取各跨的平均值)； 3)墙

9、梁跨中截面计算高度H0，取H0=hw+0.5hb； 4)翼墙计算宽度bf，取窗间墙宽度或横墙间距的2/3， 且每边不大于3.5h(h为墙体厚度)和l0/6； 5)框架柱计算高度Hc，取Hc=Hcn+0.5hb；Hcn为框架 柱的净高，取基础顶面至托梁底面的距离。 第5章墙梁挑梁及过梁设计 2、墙梁的计算荷载 （1）使用阶段墙梁上的荷载 1)承重墙梁 A、托梁顶面的荷载设计值Q1、F1，取托梁自 重及本层楼盖的恒荷载和活荷载； B、墙梁顶面的荷载设计值Q2，取托梁以上各 层墙体自重，以及墙梁顶面以上层楼(屋)盖 的恒荷载和活荷载；集中荷载可沿作用的 跨度近似化为均布荷载。 2)自承重墙梁 墙梁顶

10、面的荷载设计值Q2，取托梁自重及 托梁以上墙体自重。 第5章墙梁挑梁及过梁设计 （2 ）施工阶段托梁上的荷载 1)托梁自重及本层楼盖的恒荷载； 2)本层楼盖的施工荷载； 3)墙体自重，可取高度为l0max/3的墙 体自重，开洞时尚应按洞顶以下实 际分布的墙体自重复核；l0max为各 计算跨度的最大值。 第5章墙梁挑梁及过梁设计 5.1.4 墙梁的托梁正截面承载力计算 1）托梁跨中截面承载力应按下列规定计算，其弯矩Mbi及轴心拉力Nbti 可按下列公式计算： Mbi=M1i+MM2i (6-5) Nbti=NM2i/H0 (6-6) M1i-荷载设计值Q1、F1作用下的简支梁跨中弯矩或按连续梁或

11、框架 分析的托梁各跨跨中最大弯矩； M2i-荷载设计值Q2作用下的简支梁跨中弯矩或按连续梁或框架分析 的托梁各跨跨中弯矩中的最大值； M-考虑墙梁组合作用的托梁跨中弯矩系数，可按公式(6-7)或(6-10) 计算，但对自承重简支墙梁应乘以0.8；当公式(6-7)中的hb/0 1/6时，取hb/0=1/6；当公式(6-10)中的hb/01/7时，取 hb/0=1/7； N-考虑墙梁组合作用的托梁跨中轴力系数，可按公式(6-9)或(6-12) 计算，但对自承重简支墙梁应乘以0.8；式中，当hw/0i1时， 取hw/0i=1； 第5章墙梁挑梁及过梁设计 n 对简支墙梁， M=M(1.7hb / l0

12、-0.03) (6-7) M=4.5-10a/l0 (6-8) N=0.44+2.1hw/l0 (6-9) n对连续墙梁和框支墙梁， 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-洞口对托梁弯矩的影响系数，对无洞口墙梁 取1.0，对有洞口墙梁可按公式(6-8)或(6-11)计算； ai-洞口边至墙梁最近支座的距离，当ai0.35l0i时， 取ai=0.35l0i。 第5章墙梁挑梁及过梁设计 n2）托梁支座截面应按钢筋混凝土受弯构件计算，其弯 矩Mbj可按下列公式计算： Mbj=M1j+MM2j

13、(6-13) M=0.75ai/0i (6-14) 式中 M1j-荷载设计值Q1、F1作用下按连续梁或框架分析的托 梁支座弯矩； M2j-荷载设计值Q2作用下按连续梁或框架分析的托梁支 座弯矩； M-考虑组合作用的托梁支座弯矩系数，无洞口墙梁取 0.4，有洞口墙梁可按公式(6-14)计算，当支座两边的墙 体均有洞口时，ai取较小值。 n3）对在墙梁顶面荷载Q2作用下的多跨框支墙梁的框支 柱，当边柱的轴力不利时，边柱的轴力应乘以修正系数 1.2。 第5章墙梁挑梁及过梁设计 5.1.5 墙梁的托梁斜截面受剪承载力 墙梁的托梁斜截面受剪承载力应按钢筋混凝土受弯构 计算，其剪力Vbj可按下式计算： V

14、bj=V1j+VV2j (615) V1j-荷载设计值Q1、F1作用下按连续梁或框架分析的托 梁支座边剪力或简支梁支座边剪力； V2j-荷载设计值Q2作用下按连续梁或框架分析的托梁支 座边剪力或简支梁支座边剪力； V-考虑组合作用的托梁剪力系数，无洞口墙梁边支座 取0.6，中支座取0.7；有洞口墙梁边支座取0.7，中支座 取0.8。对自承重墙梁，无洞口时取0.45，有洞口时取 0.5。 第5章墙梁挑梁及过梁设计 5.1.6墙梁的墙体受剪承载力 墙梁的墙体受剪承载力，应按下列公式计算： V212(0.2+hb/0i+ht/0i)fhhw (616) 式中 V2-在荷载设计值Q2作用下墙梁支座边剪

15、力的最大值； 1-翼墙或构造柱影响系数，对单层墙梁取1.0，对多层 墙梁，当bf/h=3时取1.3，当bf/h=7或设置构造柱时取1.5， 当3bf/h7时，按线性插入取值； 2-洞口影响系数，无洞口墙梁取1.0，多层有洞口墙梁 取0.9，单层有洞口墙梁取0.6； ht-墙梁顶面圈梁截面高度。 h -墙厚 第5章墙梁挑梁及过梁设计 5.1.7、托梁支座上部砌体局部受压承载力 托梁支座上部砌体局部受压承载力应按下 列公式计算： Q2fh (617) =0.25+0.08bf/h (618) 式中 -局压系数，当0.81时，取=0.81。 当bf/h5或墙梁支座处设置上、下贯通的 落地构造柱时可不

16、验算局部受压承载力。 h -墙厚 第5章墙梁挑梁及过梁设计 5.1.8 墙梁墙梁在施工阶段托梁的承载力验算在施工阶段托梁的承载力验算 第5章墙梁挑梁及过梁设计 5.1.9 墙梁的构造要求 1、材料 （1）、托梁的混凝土强度等级不应低于C30。 （2）、纵向钢筋宜采用HRB335、HRB400或RRB400级钢筋。 （3）、承重墙梁的块材强度等级不应低于MU10，计算高度范围内 墙体的砂浆强度等级不应低于M10。 2、墙体 （1）、框支墙梁的上部砌体房屋，以及设有简支墙梁或连续墙梁 的房屋，应满足刚性方案房屋的要求。 （2）、墙梁计算高度范围内的墙体厚度，对砖砌体不应小于240mm ，对混凝土砌

17、块砌体不应小于190mm。 （3）、墙梁洞口上方应设置混凝土过梁，其支承长度不应小于 240mm；洞口范围内不应施加集中荷载。 （4）、承重墙梁的支座处应设置落地翼墙。 （5）、当墙梁墙体在靠近支座13l0范围内开洞时，支座处应设置落地 且上下贯通的构造柱，并应与每层圈梁连接。 （6）、墙梁计算高度范围内的墙体，每天可砌高度不应超过1.5m，否 则应加设临时支撑。 第5章墙梁挑梁及过梁设计 3、托梁 （1）、有墙梁的房屋的托梁两边各一个开间及相邻开间处 应采用现浇混凝土楼盖。 （2）、托梁每跨底部的纵向受力钢筋应通长设置，不得在 跨中段弯起或截断。 （3）、墙梁的托梁跨中截面纵向受力钢筋总配筋

18、率不应小 于0.6%。 （4）、承重墙梁的托梁在砌体墙柱上的支承长度不应小于 350mm。 （5）、当托梁高度 时，应沿梁高设置通长水 平腰筋，直径不应小于12mm，间距不应大于200mm。 （6）、墙梁偏开洞口和两侧各一个梁高hb范围内直至靠近 洞口的支座边的托梁箍筋直径不宜小于8mm，间距不应大 于100mm。 mmhb500 第5章墙梁挑梁及过梁设计 5.2 挑梁 挑梁是埋置在砌体结构中悬挑的钢筋混凝土梁。 5.2.1挑梁的受力性能 砌体和挑梁的工作可以 分为以下几个阶段： n弹性工作阶段 在外荷载达到倾覆破坏荷载 的20%-30%，水平裂缝出现， 在此之前为弹性阶段。 n带裂缝工作阶段

19、 随着荷载的增加，梁尾出现 裂缝时的荷载约为破坏荷载 的80%左右 n破坏阶段 （1）挑梁的倾覆破坏。 （2）挑梁下砌体局 压破坏。 第5章墙梁挑梁及过梁设计 5.2.2 挑梁的抗倾覆验算 砌体墙中钢筋混凝土挑梁的抗倾覆应按下式 验算： MovMr (619) 式中 Mov-挑梁的荷载设计值对计算倾覆点产生的倾 覆力矩； Mr-挑梁的抗倾覆力矩设计值。 第5章墙梁挑梁及过梁设计 挑梁计算倾覆点至墙外边缘的距离可按下列规定采用： 1） 当12.2hb时 x0=0.3hb，且不大于0.131 2）当12.2hb时 x0=0.131 式中 1-挑梁埋入砌体墙中的长度(mm)； x0-计算倾覆点至墙外

20、边缘的距离(mm)； hb-挑梁的截面高度(mm)。 注：当挑梁下有构造柱时，计算倾覆点到墙外边 缘的距离可取0.5x0。 第5章墙梁挑梁及过梁设计 挑梁的抗倾覆力矩设计值可按下式计算： Mr=0.8Gr(2-x0) (620) 式中 Gr-挑梁的抗倾覆荷载，为挑梁尾端上部 45扩展角的阴影范围(其水平长度为3)内 本层的砌体与本层楼面恒荷载标准值之和； 2-Gr作用点至墙外边缘的距离。 第5章墙梁挑梁及过梁设计 第5章墙梁挑梁及过梁设计 n雨蓬等悬挑构件可按以上要求进行抗倾覆 验算，其抗倾覆荷载Gr可按下图采用，图中 Gr距墙外边缘的距离为 2=1/2，3=n/2。 2 第5章墙梁挑梁及过梁

21、设计 5.2.3挑梁下砌体的局部受压承载力验算 NfA (621) 式中 N-挑梁下的支承压力，可取N=2R，R为挑梁的倾覆荷载设计值； -梁端底面压应力图形的完整系数，可取0.7； -砌体局部抗压强度提高系数，挑梁支承为一字形墙体时，取 为1.25；丁字形墙体时，取为1.5； A-挑梁下砌体局部受压面积，可取A=1.2bhb，b为挑梁的截面 宽度，hb为挑梁的截面高度。 第5章墙梁挑梁及过梁设计 5.2.4 挑梁本身的承载力验算 挑梁的最大弯矩设计值和挑梁墙外边缘处截 面产生的剪力。 Mmax=Mvo Vmax= V0 V0挑梁荷载设计值在墙外边缘处截面产生 的剪力。 按钢筋混凝土受弯构件进

22、行正截面受弯承载 力和斜截面受剪承载力计算 第5章墙梁挑梁及过梁设计 5.2.5 挑梁的构造要求 挑梁设计除应符合现行国家标准挑梁设计除应符合现行国家标准混凝土结构混凝土结构 设计规范设计规范GB50010的有关规定外，尚应满足下的有关规定外，尚应满足下 列要求：列要求： 1） 纵向受力钢筋至少应有纵向受力钢筋至少应有1/2的钢筋面积伸入梁的钢筋面积伸入梁 尾端，且不少于尾端，且不少于212。其余钢筋伸入支座的长。其余钢筋伸入支座的长 度不应小于度不应小于21/3； 2）挑梁埋入砌体长度）挑梁埋入砌体长度1与挑出长度与挑出长度之比宜大于之比宜大于1.2； 当挑梁上无砌体时，当挑梁上无砌体时，1

23、与与之比宜大于之比宜大于2。 第5章墙梁挑梁及过梁设计 5.3 过梁 n承受门窗洞口上部墙体的重量和楼盖传来的荷 载的梁, 称为过梁。一般包括砖砌过梁和钢筋混 凝土过梁。 n过梁的形式：砖砌平拱（弧拱）、钢筋砖、钢 筋混凝土过梁。 d.砖砌弧拱过梁砖砌弧拱过梁 第5章墙梁挑梁及过梁设计 1. 过梁上的荷载 1、墙体荷载、墙体荷载 1）对砖砌体，当过梁上的墙体高度hw ln /3时，应按墙体的均布自 重采用。当墙体高度hw ln /3 时，应按高度为ln /3墙体的均布自 重来采用； 2)对混凝土砌块砌体，当过梁上的墙体高度hw ln /2时，应按墙体 的均布自重采用。当墙体高度hw ln /2

24、时，应按高度为ln /2墙体 的均布自重采用。 2、梁、板荷载、梁、板荷载 对砖和小型砌块砌体，当梁、板下的墙体高度hw ln 时，应计 入梁、板传来的荷载。当梁、板下的墙体高度hw ln时，可不考虑 梁、板荷载。 第5章墙梁挑梁及过梁设计 第5章墙梁挑梁及过梁设计 第5章墙梁挑梁及过梁设计 过梁三种破坏：过梁三种破坏： 跨中截面受弯破坏跨中截面受弯破坏 (竖向裂缝竖向裂缝) 支座附近受剪破坏支座附近受剪破坏 （阶梯形斜裂缝）（阶梯形斜裂缝） 过梁支座滑动破坏过梁支座滑动破坏 （在墙端水平裂缝）（在墙端水平裂缝） 2. 过梁承载力的计算 第5章墙梁挑梁及过梁设计 （1）砖平拱承载力计算 受弯承载力 式中M按简支梁计算的跨中弯矩设计值； ftm砌体沿齿缝的弯曲抗拉强度设计值； W截面抵抗矩，当为矩形截面时W=bh2/6。 受剪承载力 式中V按简支梁计算的支座边缘剪力设计值； fv砌体的抗剪强度