砌体结构第六章

1、砌体结构砌体结构 （Masonry Structure） Harbin Engineering University 航天与建筑工程学院 2 6.2 墙梁 6.1 过梁 6.3 挑梁 6.4 墙体构造措施 第第6章章 过梁、墙梁、挑梁及墙体的构造措施过梁、墙梁、挑梁及墙体的构造措施 航天与建筑工程学院 3 学习要点： 了解过梁的分类、构造要求及破坏特征；了解过梁的分类、构造要求及破坏特征； 掌握过梁荷载的取值及承载力计算方法；掌握过梁荷载的取值及承载力计算方法； 了解墙梁的分类及破坏特征；了解墙梁的分类及破坏特征； 了解挑梁的破坏特征及计算方法；了解挑梁的破坏特征及计算方法； 了解圈梁的作用及

2、构造要求；了解圈梁的作用及构造要求； 掌握墙体开裂的主要原因及防止墙体开裂的措施。掌握墙体开裂的主要原因及防止墙体开裂的措施。 第第6章章 过梁、墙梁、挑梁及墙体的构造措施过梁、墙梁、挑梁及墙体的构造措施 航天与建筑工程学院 4 6.2 墙梁 6.1 过梁 6.3 挑梁 6.4 墙体构造措施 第第6章章 过梁、墙梁、挑梁及墙体的构造措施过梁、墙梁、挑梁及墙体的构造措施 航天与建筑工程学院 5 6.1 过梁过梁 (Lintel) 过梁是设置在墙体门窗洞口上的构件，用来 承受门窗洞口上部的墙体重量以及梁、板传来 的荷载。 过梁的形式有四种： 钢筋砖过梁 砖砌平拱 砖砌弧拱 钢筋混凝土过梁 6.1.

3、1 过梁的形式过梁的形式 航天与建筑工程学院 6 钢筋混凝土过梁钢筋混凝土过梁 钢筋砖过梁钢筋砖过梁 砖砌平拱砖砌平拱 砖砌弧拱砖砌弧拱 航天与建筑工程学院 7 6.1.5过梁的构造要求 钢筋砖过梁 过梁跨度不应超过1.5m，过梁底面砂浆层 处的钢筋直径不应小于5mm，间距不宜小于 120mm，钢筋伸入支座砌体内的长度不宜小于 240，砂浆层的厚度不宜小于30mm，过梁截面 计算高度内的砂浆不宜低于M5。 钢筋砖过梁钢筋砖过梁 砖砌平拱 跨度不应超过1.2m，用竖砖砌筑部分的高度不 应小于240mm，适用于无振动、地基的土质较 好，不需作抗震设防的地区。 砖砌平拱砖砌平拱 航天与建筑工程学院

4、9 砖砌弧拱 跨度 ln 与矢高 f 相关，当f =l/8 l/12时 最大跨度l =2.53.5m，当f =l/5 l/6时l =34m。用竖砖砌筑的高度不小于120mm， 适用于对建筑外形有一定艺术要求的建筑物。 由于施工较复杂，目前较少采用。 砖砌弧拱砖砌弧拱 钢筋混凝土过梁 其支承长度不宜小于240mm。对有较大振动 荷载或有可能产生不均匀沉降的房屋，应采用 钢筋混凝土过梁。 钢筋混凝土过梁钢筋混凝土过梁 航天与建筑工程学院 11 6.1.2 过梁的破坏形式 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

5、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） 航天与建筑工程学院 12 6.1.3 过梁上荷载的计算 墙体荷载 对砖砌体，当过梁以上的墙体高度 时， 应按墙体的均布自重采用；当 时，应按 高度为ln/3墙体的均布自重采用。 n w 3 l h n w 3 l h 过梁的净跨 航天与建筑工程学院 13 对混凝土砌块砌体，当过梁以上的墙体高度 时，应按墙体的均布自重采用；当 时，应按高度为ln/2墙体的均布自重 采用。 n w 2 l h n w 2 l h 航天与建筑工程学院 14 梁板荷载 对砖和小型砌块砌体，当梁板下的墙体高 度 时，应计入

6、梁、板传来的荷载；当 时，可不考虑梁、板荷载。 nw lh nw lh 航天与建筑工程学院 15 6.1.4 过梁的承载力过梁的承载力计算计算 6/ 2 bhWW f M WfM tm tm 截面模量，对矩形截面 承载力得以提高）；的发展得以延缓，受剪水平力，过梁垂直裂缝 中由于存在支座强度设计值（砖砌平拱沿齿缝截面的弯曲抗拉 的跨中弯矩设计值；按简支梁并取净跨计算 载力计算：情况，为控制因素）承砖砌平拱的受弯（一般 体高度采用载时，按梁、板下的墙当考虑梁、板传来的荷 厚度，但不大于取过梁底面以上的墙体过梁的截面计算高度，; 3 n l h 航天与建筑工程学院 16 截截面面高高度度。 截截面

7、面面面积积矩矩； 截截面面的的惯惯性性矩矩； ；截截面面时时，内内力力臂臂，当当截截面面为为矩矩形形 截截面面宽宽度度； ；砌砌体体的的抗抗剪剪强强度度设设计计值值 剪剪力力设设计计值值； ， 计计算算：砖砖砌砌平平拱拱的的受受剪剪承承载载力力 h S I h zz b f V S I zbzfV v v 3 2 航天与建筑工程学院 17 高高度度采采用用。载载时时，则则按按梁梁、板板下下的的当当考考虑虑梁梁、板板传传来来的的荷荷 高高度度，但但不不大大于于取取过过梁梁底底面面以以上上的的墙墙体体过过梁梁的的截截面面计计算算高高度度， 边边缘缘的的距距离离；受受拉拉钢钢筋筋重重心心至至截截面面

8、下下 过过梁梁截截面面的的有有效效高高度度， 受受拉拉钢钢筋筋的的截截面面面面积积； ；钢钢筋筋的的抗抗拉拉强强度度设设计计值值 的的跨跨中中弯弯矩矩设设计计值值；按按简简支支梁梁并并取取净净跨跨计计算算 力力计计算算：钢钢筋筋砖砖过过梁梁的的受受弯弯承承载载 ; 3 ; 85. 0 00 0 n s s s y sy l h a ahhh A f M AfhM 。力力计计算算与与砖砖砌砌平平拱拱相相同同钢钢筋筋砖砖过过梁梁的的受受剪剪承承载载 航天与建筑工程学院 18 度度。过过梁梁在在支支座座上上的的支支承承长长 二二者者最最小小值值）和和算算，计计算算跨跨度度取取（过过梁梁的的弯弯距距按

9、按简简支支梁梁计计 构构件件计计算算。力力计计算算应应按按钢钢筋筋混混凝凝土土钢钢筋筋混混凝凝土土过过梁梁的的承承载载 a lal nn ;05. 1 上上层层荷荷载载的的影影响响。压压承承载载力力时时，可可不不考考虑虑验验算算过过梁梁下下砌砌体体局局部部受受 。并并取取应应力力图图形形完完整整系系数数 过过梁梁的的实实际际支支承承长长度度，过过梁梁有有效效支支承承长长度度可可取取 1 形形非非常常小小。很很大大的的组组合合深深梁梁，其其变变 作作，构构成成刚刚度度过过梁梁与与其其上上砌砌体体共共同同工工 航天与建筑工程学院 19 0 00 000 2 0 00 0 1.50.530 0.71

10、.0 10 ll ll l ll c c NNfA AA AA NNNA N mm AAa bba h amm f hmm f 上部荷载的折减系数，当时，取； （ ） 局部受压面积内上部轴向力设计值。 （） 上部平均压应力设计值。 梁端底面受压应力图形的完整性系数，可取，对过梁和墙梁取。 梁下局部受压面积， 为梁宽，为梁端有效支承长度。 梁的截面高度（）； 砌 l MPa N 体的抗压强度设计值（）； 梁端支承压力设计值。 10 航天与建筑工程学院 20 6.2 墙梁 6.1 过梁 6.3 挑梁 6.4 墙体构造措施 第第6章章 过梁、墙梁、挑梁及墙体的构造措施过梁、墙梁、挑梁及墙体的构造措施

11、 航天与建筑工程学院 21 6.2 墙梁 (wall beam) 6.2.1 墙梁概述 墙梁：由钢筋混凝土梁及砌筑于其上的计算高度范围内的墙体 所组成的组合构件。 其中的钢筋混凝土梁成为托梁。 墙梁的分类： 按承重情况的不同，划分为承重墙梁和自承重墙梁。自承重墙 梁仅承受墙梁自重（即托梁自重及墙体自重）；承重墙梁除承 受自重外，还承受楼（屋）盖或其他结构传来的荷载。 按支撑方式墙梁可分为简支墙梁、连续墙梁和框支墙梁。 按墙梁上有无门窗洞口可分为无洞口墙梁和有洞口墙梁。 航天与建筑工程学院 22 航天与建筑工程学院 23 航天与建筑工程学院 24 6.2.2 墙梁的研究结果 1.简支墙梁的研究结

12、果 （1）试验研究结果 研究结果表明，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 ，由墙体压应力合力与托梁承受的拉力组 成组合深梁，其内力臂远大于普通混凝土 浅梁，使墙梁具有很大的抗弯刚度和很高 的承载力。 航天与建筑工程学院 25 无洞口无洞口墙梁的内力传递墙梁的内力传递 托梁处于小偏托梁处于小偏 心受拉状态心受拉状态 航天与建筑工程学院 26 有偏洞口有偏洞口墙梁的内力传递墙梁的内力传递 托梁处于大偏托梁处于大偏 心受拉状态心受拉状态 航天与建筑工程学院 27 正截面受弯破坏 墙体或托梁受剪破坏 墙梁的局部受压破坏 （3）墙梁的破坏形态 航天与建筑工程学院 28 1）墙梁的受

13、弯破坏 托梁配筋较弱时，发生正截面受弯破坏 。 航天与建筑工程学院 29 2）墙梁的受剪破坏 托梁的剪切破坏 当托梁的箍筋不足时，可能发生托梁斜 截面剪切破坏。 （设计不应出现）（设计不应出现） 墙体的剪切破坏 当托梁的配筋较强，并且梁端砌体局 部受压承载力得到保证时，一般发生墙体 剪切破坏。 航天与建筑工程学院 30 斜拉破坏：墙体高跨比较小时(hw/l00.5)， 墙体在主压应力作用下沿支座斜上方产生 较陡的斜裂缝，斜裂缝贯穿墙高后，墙梁 破坏。 航天与建筑工程学院 32 度度后后，墙墙梁梁破破坏坏。洞洞顶顶延延伸伸，贯贯通通墙墙肢肢高高产产生生，并并不不断断向向支支座座和和 首首先先在在

14、支支座座斜斜上上方方在在窄窄墙墙肢肢一一侧侧。斜斜裂裂缝缝有有洞洞口口时时的的破破坏坏：发发生生 航天与建筑工程学院 33 劈裂破坏：当墙梁承受集中荷载时，可能 产生破坏斜裂缝位于在支座和集中荷载作 用点的连线上的脆性劈裂破坏。 航天与建筑工程学院 34 3）墙梁的局部受压破坏 0 0.7 w h l 砌体高跨比较大时（），托梁配筋较强，砌体相对较弱， 在托梁顶面两端，竖向应力高度集中，当超过砌体局部抗压强度时， 梁端砌体发生局部受压破坏。 航天与建筑工程学院 35 航天与建筑工程学院 36 航天与建筑工程学院 37 6.2.3 墙梁的构造要求（自学） 航天与建筑工程学院 38 航天与建筑工程

15、学院 39 1、墙梁的计算简图 航天与建筑工程学院 40 ）。（框框架架中中心心线线间间的的距距离离框框支支墙墙梁梁的的计计算算跨跨度度 支支座座中中心心线线距距离离； 净净跨跨； ），（计计算算跨跨度度简简支支墙墙梁梁和和连连续续墙墙梁梁的的 c c n cn ll l l lll 0 0 1 . 1min 为为托托梁梁截截面面高高度度。，度度取取墙墙梁梁跨跨中中截截面面计计算算高高 。时时，取取当当 的的高高度度。取取托托梁梁顶顶面面上上一一层层墙墙体体墙墙体体的的计计算算高高度度 bbw ww w hhhH lhlh h 5 . 0 0 00 。（墙墙体体厚厚度度）和和不不大大于于 ，且

16、且每每边边距距的的取取窗窗间间墙墙宽宽度度或或横横墙墙间间翼翼墙墙计计算算宽宽度度 6 5 . 3 3 2 0 l h b f ）顶顶面面至至托托梁梁底底面面的的距距离离框框架架柱柱的的净净高高（取取基基础础 ；框框架架柱柱的的计计算算高高度度取取为为 cn bcnc H hHH5 . 0 航天与建筑工程学院 41 的的恒恒荷荷载载和和活活荷荷载载。 楼楼（屋屋）盖盖以以及及墙墙梁梁顶顶面面以以上上各各层层托托梁梁以以上上各各层层墙墙体体自自重重 ：墙墙梁梁顶顶面面的的荷荷载载设设计计值值 的的恒恒荷荷载载和和活活荷荷载载；取取托托梁梁自自重重及及本本层层楼楼盖盖、 托托梁梁顶顶面面的的荷荷载

17、载设设计计值值 2 11 : Q FQ 20 作用在墙梁顶部的集中荷载可向下扩散而趋于均匀，故当 此集中荷载不超过其所作用的跨度上荷载总量的，可 沿此跨度近似为均布荷载。 航天与建筑工程学院 42 计计值值。托托梁梁以以上上墙墙体体自自重重的的设设其其设设计计值值取取托托梁梁自自重重及及 作作用用在在墙墙梁梁顶顶面面，竖竖向向均均布布荷荷载载对对自自承承重重墙墙梁梁，仅仅考考虑虑 2 Q 各各计计算算跨跨度度的的最最大大值值。 体体自自重重复复核核）洞洞顶顶以以下下实实际际分分布布的的墙墙 应应按按的的墙墙体体自自重重，开开洞洞时时尚尚墙墙体体自自重重（取取高高度度为为 本本层层楼楼盖盖的的施

18、施工工荷荷载载； 恒恒荷荷载载；托托梁梁自自重重及及本本层层楼楼盖盖的的 包包括括：施施工工阶阶段段托托梁梁上上的的荷荷载载 载载力力验验算算。 弯弯和和受受剪剪承承按按普普通通受受弯弯构构件件进进行行受受无无法法形形成成，故故此此时时托托梁梁 的的组组合合作作用用未未达达到到设设计计要要求求，墙墙梁梁施施工工阶阶段段，材材料料强强度度尚尚 max0 max0 ; 3 l l 航天与建筑工程学院 43 0 2 21 H M N MMM i Nbti iMibi 计计算算：筋筋混混凝凝土土偏偏心心受受拉拉构构件件托托梁梁的的跨跨中中截截面面应应按按钢钢 梁梁跨跨中中轴轴力力系系数数；考考虑虑墙墙

19、梁梁组组合合作作用用的的托托 梁梁跨跨中中弯弯矩矩系系数数；考考虑虑墙墙梁梁组组合合作作用用的的托托 ；跨跨跨跨中中弯弯矩矩中中的的最最大大值值梁梁或或框框架架分分析析所所得得的的各各 矩矩或或按按连连续续作作用用下下的的简简支支梁梁跨跨中中弯弯荷荷载载设设计计值值 矩矩；的的托托梁梁各各跨跨跨跨中中最最大大弯弯连连续续梁梁或或框框架架分分析析所所得得 矩矩或或按按作作用用下下的的简简支支梁梁跨跨中中弯弯和和荷荷载载设设计计值值 N M i i QM FQM 22 111 航天与建筑工程学院 44 0 2 21 H M NMMM i NbtiiMibi ， 00 00 11 1.70.03 ,

20、 66 4.5 100.442.1 bb MM iw MN hh ll ah ll 对简支墙梁： 当时取 ， i w N i i M i bb MM l h . l a . l h ,. l h . 00 00 6280883 7 1 7 1 08072 30 ， 时时取取当当 墙墙梁梁和和框框支支墙墙梁梁： 的的连连续续对对各各跨跨长长相相差差不不超超过过 111350 350 01 00 0 0 时时，均均取取或或。上上式式中中当当取取 时时，的的距距离离，当当洞洞口口边边至至相相邻邻墙墙梁梁支支座座 ；系系数数，无无洞洞口口时时洞洞口口对对托托梁梁弯弯矩矩的的影影响响 i ww l h

21、l h ii iii M l.a l.aa . 航天与建筑工程学院 45 12bjjMsj MMM 托梁的支座截面应按钢筋混凝土受弯构件计算： 0 0.75 i Ms i a l 111 22 0.4 j j Ms i MQF MQ a 荷载设计值和作用下按连续梁或框架 分析所得的托梁支座弯矩； 荷载设计值作用下按连续梁或框架分析 所得的托梁支座弯矩； 考虑墙梁组合作用的托梁支座弯矩系数；无洞口时取 支座两边的墙体均有洞口时，取其中较小值。 。系系数数引引起起的的轴轴力力应应乘乘以以修修正正时时，对对应应，当当边边柱柱的的轴轴力力不不利利 拱拱效效的的作作用用下下，由由于于存存在在大大柱柱，在

22、在墙墙梁梁顶顶面面荷荷载载对对多多层层框框支支墙墙梁梁的的框框支支 2 . 1 2 2 Q Q 航天与建筑工程学院 46 jVjbj VVV 21 构构件件计计算算：力力应应按按钢钢筋筋混混凝凝土土受受弯弯托托梁梁的的斜斜截截面面受受剪剪承承载载 。，有洞口时取时取对自承重墙梁，无洞口 ，中支座取，有洞口墙梁边支座取，中支座取取 梁边支座梁剪力系数；无洞口墙考虑墙梁组合作用的托 支座边剪力；托梁支座剪力或简支梁 分析所得的作用下按连续梁或框架荷载设计值 梁支座边剪力；的托梁支座剪力或简支 分析所得作用下按连续梁或框架和荷载设计值 5 . 045. 0 8 . 07 . 07 . 06 . 0

23、22 111 V j j QV FQV 航天与建筑工程学院 47 砌体抗压强度设计值。墙厚； ；墙梁顶面圈梁截面高度 。多层有洞口墙梁取 ，单层有洞口墙梁取墙梁取洞口影响系数；无洞口 ，其间按线性内插。或设构造柱时取，当取当 ，多层墙梁；单层墙梁取翼墙或构造柱影响系数 的最大值；作用下墙梁支座边剪力在荷载设计值 fh h h b h b QV fhh l h l h V t ff w i t i b 9 . 0 6 . 01 5 . 173 . 13 0 . 1 2 . 0 2 1 22 00 212 航天与建筑工程学院 48 承承载载力力。支支座座上上部部砌砌体体局局部部受受压压造造柱柱时时

24、，可可不不验验算算托托梁梁 上上下下贯贯通通的的落落地地构构，或或当当墙墙梁梁支支座座处处设设置置当当 ；时时，取取 局局部部承承压压系系数数： 5 81. 081. 0 ;08. 025. 0 2 h b h b fhQ f f 航天与建筑工程学院 49 6.3 挑梁 (cantilever beam) 阳台挑梁、雨篷挑梁、外廊挑梁、悬挑楼梯等阳台挑梁、雨篷挑梁、外廊挑梁、悬挑楼梯等 航天与建筑工程学院 50 p 在外荷载在外荷载F的作用下，的作用下，A处上界面处上界面将出现将出现水平裂缝水平裂缝，即此处，即此处挑梁挑梁 与上部砌体脱开与上部砌体脱开。若。若继续加荷继续加荷，在挑梁尾部，在挑

25、梁尾部B处处的的下界面下界面也也出现水出现水 平裂缝平裂缝，与，与下部砌体脱开下部砌体脱开。 p此时，挑梁有上翘的趋势，在挑梁埋入端上角将出现此时，挑梁有上翘的趋势，在挑梁埋入端上角将出现阶梯型斜裂阶梯型斜裂 缝缝，最后，挑梁埋入端近墙边下界面砌体的受压区不断减小，会出，最后，挑梁埋入端近墙边下界面砌体的受压区不断减小，会出 现局部受压裂缝，甚至发生现局部受压裂缝，甚至发生局部受压破坏局部受压破坏。 航天与建筑工程学院 51 航天与建筑工程学院 52 n 抗倾覆验算抗倾覆验算 n 挑梁下砌体的局部承压验算挑梁下砌体的局部承压验算 n 挑梁自身的承载力验算挑梁自身的承载力验算 航天与建筑工程学院

26、 53 值值。挑挑梁梁的的抗抗倾倾覆覆力力矩矩设设计计 矩矩；算算倾倾覆覆点点产产生生的的倾倾覆覆力力挑挑梁梁的的荷荷载载设设计计值值对对计计 梁梁的的抗抗倾倾覆覆验验算算：砌砌体体墙墙中中钢钢筋筋混混凝凝土土挑挑 r ov rov M M MM 。度度扩扩散散范范围围的的水水平平长长度度 离离；的的作作用用点点至至墙墙外外缘缘的的距距 荷荷载载标标准准值值之之和和；内内本本层层的的砌砌体体与与楼楼面面恒恒 度度扩扩散散的的阴阴影影范范围围括括挑挑梁梁尾尾部部上上部部挑挑梁梁的的抗抗倾倾覆覆荷荷载载，包包 ）（ 值值挑挑梁梁的的抗抗倾倾覆覆力力矩矩设设计计 45 45 8 . 0 : 3 2 02 l Gl G xlGM r r rr 航天与建筑工程学院 54 采用。可乘以折减系数按上述算出的当挑梁下有构造柱时， 挑梁的截面高度； 度；挑梁埋入砌体墙中的长 ；时，）当 ；，且不大于时，）当 5 . 0 13. 02 . 22 13. 03 . 02 . 21 0 1 101 10