砌体第5章墙梁过梁

第5章过梁、墙梁及挑梁

学习要点了解过梁的分类、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。了解墙梁的的分类及破坏特征。了解挑梁的破坏特征及计算方法。5.1墙梁

由支承墙体的钢筋混凝土托梁及梁上计算高度范围内的砌体墙组成的梁式构件称为墙梁。墙梁能充分发挥两种不同材料（钢筋混凝土和砖）的性能，具有受力合理、节约材料、施工方便等优点。

自承重墙梁：仅承受托梁和墙体自重。（如单层厂房中承托维护墙体的基础梁、连系梁）

承重墙梁：除承受托梁和墙体自重外，还承受楼盖和屋盖荷载。（如底层为商店、食堂等大空间，在一层楼盖处设置承重墙梁以解决底层大房间、上层小房间的矛盾。）

(a)无洞口简支墙梁；(b)有洞口双跨框支墙梁；

1、总高度

2、跨度参数3、墙的高跨比

4、托梁高跨比

5、洞宽与跨度之比

6、洞高试验表明：偏开洞口对墙梁的组合作用的发挥极为不利，洞口外墙（边墙）过小，极易剪坏或被推出破坏。

限制洞距及采取相应构造措施非常重要对洞口设置作为明确的规定：①洞口个数：在计算高度范围内每跨允许设置一个洞口②承重墙梁洞口边至支座中心的距离a1:

距边支座≥0.15l0i

距中支座≥0.07l0il0i→墙梁相应跨的计算跨度③自承重墙梁，洞口边至边支座中心的距离≥0.1l0i门窗洞口至墙顶的距离≥0.5m④对多层房屋的墙梁,各层洞口宜设置在相同位置上，并且上下对齐。5.1.1墙梁的受力性能

当托梁及其上部墙体达到一定强度后，托梁和墙体将共同工作。

从应力分布图可知，水平应力沿墙体截面大部分受压（托梁上方一定高度内），而托梁截面则全部或大部分受拉。

一、受力特点

对无洞口和跨中开洞墙梁，主压应力曲线沿拱形指向支座，形成拉杆拱受力体系，使托梁顶面在两支座附近作用有较大的竖向压力。一般情况下，托梁处于小偏心受拉状态（拉弯构件），截面上、下钢筋全部受拉。

对偏开洞墙梁，由于靠近跨中的洞口边缘一侧存在较大的压应力，托梁承受较大的弯矩，一般处于大偏心受拉状态。二、破坏形态

1.正截面受弯破坏当托梁中配筋较少，砌体强度较高，且墙体高跨比较小时，首先在跨中部位托梁自下而上出现垂直裂缝，随着荷载增加，裂缝增多、扩展并贯通全截面，其中一条主裂缝上升到墙体，最后由托梁内钢筋屈服导致墙梁破坏。

2.墙体或托梁受剪破坏（1）托梁内箍筋配置不足而破坏（设计不应出现）。（2）当托梁配筋足够，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。斜拉破坏：当墙体高跨比较小，由于主拉应力作用，产生阶梯形斜裂缝而破坏。斜压破坏：当墙体高跨比适中，由于主压应力，在支座上方形成较陡的斜裂缝，墙体破坏。劈裂破坏：集中荷载较大时，斜裂缝产生在荷载的作用点与支座的连线上，裂缝出现后，迅速贯通墙体，破坏突然。

3.支座上方墙体局压破坏

由于墙体高跨比较大，在顶部荷载作用下，支座上方砌体竖向压应力高度集中，当超过砌体局部抗压强度时，砌体被压碎。

三、墙梁设计

正截面受弯承载力计算斜截面受剪承载力计算梁端砌体局部受压承载力计算施工阶段托梁承载力计算

自承重墙梁可不验算墙体受剪承载力和砌体局部受压承载力。（1）计算内容：（2）计算简图：各计算参数图示

2.荷载计算：

使用阶段的荷载：（1）承重墙梁：

a.托梁顶面荷载设计值Q1,F1→分别取托梁自重及本层楼盖的恒载和活载。

b.墙梁顶面的荷载设计值Q2→取托梁上各层墙体自重，墙梁顶面以上各层楼（屋）盖的恒载和活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：墙梁顶面的荷载设计值取托梁自重及托梁以上墙体自重。施工阶段托梁上的荷载：

a.本层楼盖的施工荷载；

b.托梁自重及本层楼盖的恒载；

c.墙体自重，可取高度l0max/3为的墙体自重。（l0max为各计算跨度的最大值），开洞时尚应按洞顶以下实际分布的墙体自重复核。3.墙梁的托梁正截面承载力计算：在墙梁顶面荷载作用下，墙梁如同组合深梁一样受弯，这时，托梁则为偏心受拉构件。托梁跨中截面承受的拉力和弯矩，可由最大弯矩截面Ⅰ-Ⅰ（图5.10）的平衡条件求得。（5.2）

（5.3）式中：M1i---荷载设计值Q1,F1,作用下的简支梁跨中M或按连续梁或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M或按连续梁或框架分析的托梁各跨跨中的最大弯矩

---考虑墙梁组合作用的托梁跨中M系数；

---考虑墙梁组合作用的托梁跨中N系数；对简支梁：（5.4）（5.5）（5.6）对连续墙梁和框支墙梁：（5.7）（5.8）（5.9）式中---洞口对托梁M的影响系数；

---洞口边至墙梁最近支座的距离当时，取

计算时，对自承重简支梁应乘以0.8

公式（5.4）中时，取公式（5.7）中时，取

计算时，对自承重简支梁应乘以0.8，式中当时，取托梁支座截面按R/C受弯构件计算：（5.10）（5.11）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M.

---考虑组合作用的托梁支座M系数。无洞口墙梁取0.4有洞口墙梁，按公式（5.11）计算。当支座两边的墙体均有洞口时，取较小值。M2j---荷载设计值Q2作用下，按连续梁或框架分析的托梁支座M.4.墙梁的托梁斜截面受剪承载力计算：

试验表明，托梁的剪切破坏一般都发生在墙体剪切破坏之后，仅当托梁砼强度等级较低，k筋较少时，才先于墙体发生剪切破坏。托梁斜截面受剪承载力应按R/C受弯构件计算，其Vbj为：（5.12）式中

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。

---

考虑组合作用的托梁V系数无洞口的墙梁边支座0.6，中支座0.7;有洞口的墙梁边支座0.7，中支座0.8；对自承重墙梁，无洞口取0.45,有洞口取0.505.墙梁的墙体受剪承载力计算：试验表明，墙梁的墙体剪切破坏发生于hw/l0<0.75～0.80，

托梁较强，砌体相对较弱的情况下，当hw/l0<0.35～0.4时，发生承载力较低的斜拉破坏否则，发生斜压破坏式中

V2---在荷载设计值Q2作用下，墙梁支座边V的max.---翼墙或构造柱影响系数。对单层墙梁取1.0，当bf/h＝3时，取1.3

对多层墙梁当bf/h＝7或设有GE时，取1.5

当3<bf/h<7时，按直线插入取值

---洞口影响系数，无洞口取1.0

有洞口多层0.9单层0.6---墙梁顶面圈梁截面高度。6.托梁支座上部砌体局压承载力计算：试验表明，当hw/l0>0.75～0.80，且无翼墙，砌体强度较低时，易发生托梁支座上方因竖向正应力集中而引起的砌体局压破坏。为此，要求式中

---max竖向压应力

r---局压强度提高系数令为应力系数为局压系数则支座上部砌体局压承载力为（5.14）（5.15）当时，取当或墙梁支座处设有上下贯通的落地GZ时可不验算局压承载力7.托梁在施工阶段的承载力验算：墙梁是在托梁上砌筑墙体而逐渐形成的，故应按R/C受弯构件进行托梁在施工阶段的受弯和受剪承载力验算。四、墙梁的构造要求为保证托梁与墙体具有良好的共同工作性能，墙梁除满足表5.2的一般规定和承载力计算外，尚应符合如下的构造要求。1．材料：①托梁用砼≥C25②托梁用筋宜用HRB335、HRB400或RRB400③承重墙梁用块材≥MJ10，

计算高度范围内墙体砂浆≥M7.5

2．墙体：①上部房屋应为刚性方案房屋。②砖墙体厚度≥240，砌块厚度≥190③洞口上设GL，两端入墙长≥240

洞口宽度范围内不应施加集中荷载。

④支座处应设落地翼墙，其厚砖≥240

砼砌块≥190

翼墙宽度≥墙梁厚度的3倍，并与墙梁同时砌筑，当无翼墙时，应设GZ落地且上下贯通。⑤当墙梁墙体在靠近支座范围内开洞时，支座处应设落地且上下贯通的GZ,并应与每层QL连接;

⑥每天可砌高度≤1.5m，否则应设临时支撑

3．托梁①其两边各一个开间及相邻开间处应采用现浇R/C楼盖，其厚≥120

当厚>150时，宜采用双层双向钢筋网

楼板上少开洞，开小洞，尺寸≥800时，应设洞边梁②托梁每跨底筋应通长设置。③托梁跨中截面纵向受力筋总配筋率≥0.6％④托梁支座边范围内，上部筋面积≥跨中下部筋面积，支座附加纵筋应入跨中≥⑤承重墙梁的托梁两端支承长度≥350

纵向受力筋伸入支座应符合受拉筋的锚固长度要求⑥当托梁高度hb≥500时，应沿hb设置通长水平腰筋，d≥12，@≤200⑦墙梁偏开洞口和两侧各一个梁高范围内直至靠近洞口的支座边的托梁K筋d≥8，@≤1005.2挑梁（cantileverbeam）

阳台挑梁、雨篷挑梁、外廊挑梁等

挑梁是嵌固在砌体中的悬挑式钢筋混凝土梁，承受挑出于墙体的阳台等各种荷载，通过自身受弯、受剪、受扭将荷载安全可靠地传递给承重墙体。

挑梁的一般嵌固方式是埋入墙体内一定长度，该长度内的墙体竖向压力作用可以平衡挑梁挑出端承受的荷载，使挑梁不致于在挑出荷载作用下发生倾覆破坏。受力特征及破坏形态：

弹性工作阶段

挑梁和墙体内的主应力轨迹线

挑梁界面应力图

裂缝发生阶段

破坏阶段

倾覆破坏（埋入长度小，砌体抗压承载力够，但倾覆力矩远大于抗倾覆力矩——失稳破坏）

局压破坏（埋入长度大，但砌体抗压承载力不够）

挑梁本身破坏（强度、刚度不足)

倾覆点的位置并不在墙体最外边缘处，而是在挑梁下砌体压应力作用点处与破坏方式相对应的三种计算分别为：

挑梁抗倾覆验算（倾覆点位置、抗倾覆力矩及倾覆力矩）挑梁下砌体局压验算

挑梁自身承载力计算

挑梁设计

1.挑梁的抗倾覆验算

——挑梁的荷载设计值对计算倾覆点产生的倾覆力矩

——计算倾覆点至墙外边缘的距离：

当时，且不大于当时，

——挑梁埋入砌体墙中的长度

——挑梁的截面高度弹性挑梁刚性挑梁

——挑梁的抗倾覆力矩设计值

——挑梁的抗倾覆荷载

——合力作用点至墙外边缘的距离为挑梁尾部45扩展角的阴影范围内，本层砌体与楼面恒荷载标准值之和其水平长度为Gr2.挑梁下砌体的局压验算

——挑梁下的支承压力（可取，为挑梁

的倾覆荷载设计值）

——压应力图形的完整系数（可取0.7）

——局压强度提高系数（见下页图）

——挑梁下砌体局部受压面积

挑梁宽挑梁高3.挑梁自身承载力计算（按钢筋混凝土）

计算正截面受弯承载力时最大弯矩设计值取为：

计算斜截面受剪承载力时最大剪力设计值取为：

挑梁的荷载设计值对计算倾覆点产生的倾覆力矩挑梁的荷载设计值在挑梁墙外边缘处截面产生的剪力5.3过梁

过梁是设置在墙体门窗洞口上部的梁，以承受洞口以上墙体和楼（屋）盖传来的荷载并将此荷载传给洞口两侧的窗间墙。

过梁门窗洞口墙体一、过梁的分类及构造

砖砌平拱过梁跨度不宜超过1.2m，平拱用竖砖砌筑部分的高度不应小于240mm，过梁截面计算高度内的砂浆强度等级不宜低于M5（Mb5、Ms5）。

适用于无振动、地基的土质较好，不需作抗震设防的地区。

砖砌弧拱过梁

跨度与矢高相关，。

适用于对建筑外形有一定艺术要求的建筑物。

钢筋砖过梁

在梁底部放置纵向受力钢筋,直径不应小于5mm，间距不宜大于120mm,并铺设厚度不小于30mm的砂浆层。钢筋伸入支座砌体内的长度不宜小于240mm，过梁跨度不宜超过1.5m。

钢筋混凝土过梁

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。它施工方便，几乎代替了前几种类型。

二、过梁上的荷载取值

过梁既是“梁”，又是墙体的组成部分，过梁上的墙体在砂浆硬结后具有一定刚度，可以将过梁以上的部分荷载直接传递给过梁两侧的墙体（起拱卸荷作用），从而减轻了过梁的负担。所以在设计过梁时，恰当地确定过梁所承受的荷载十分必要。（以砖砌体为例）

墙体荷载砖砌体，过梁以上的墙体高度（为过梁的净跨）时，全部墙体自重作为均布荷载。砖砌体，过梁以上的墙体高度时，按墙高自重考虑，其余部分起拱卸荷传到两侧墙。

砌块砌体，过梁以上的墙体高度（为过梁的净跨）时，全部墙体自重作为均布荷载。砌块砌体，过梁以上的墙体高度时，按墙高自重考虑，其余部分起拱卸荷传到两侧墙。

2.梁板荷载

梁板下墙体高度时，按梁、板传来的荷载采用。梁板下墙体高度时，不考虑梁板荷载，认为拱作用卸载。

三、砖砌过梁的破坏特征

过梁在竖向荷载作用下，和受弯构件相似，上部受压、下部受拉，截面上产生弯矩和剪力。当跨中正截面的拉应力超过砌体的弯曲抗拉强度时，在跨中截面的受拉区将出现竖向裂缝；当支座截面上的主拉应力超过砌体沿阶梯形截面的抗剪强度时，在靠近支座处将出现接近45º的阶梯形裂缝。

由于跨中正截面受弯承载力不足而发生截面受弯破坏；支座截面受剪