圈梁过梁挑梁和墙梁的设计

§15.7圈梁、过梁、挑梁和墙梁的设计沿墙体内水平方向设置R/C梁---QL→封闭设置于房屋檐口处的QL→檐口QL→封闭位于±0.000以下根底顶面处的QL---地QLDQL作用：提高整体性和空间刚度防止因地基不均匀沉降或较大振动荷载而产生的不利影响。15.7.1圈梁

方法：①单层空旷房屋：→车库、仓库、食堂a.檐口标高H＝5～8m时→设一道>8m时→适当增加设两道b.砌块和料石房屋：H=4～5m时→设一道H>5m时→适当增加设两道c.对有吊车或较大振动设备的单厂→除檐口处或窗顶标高设QL外，尚在吊车梁或其他适当位置增设。②多层工民建房屋：a.当层数在3～4层时→应在檐口标高设一道当>4层,应在所有纵墙上隔层设置→每层设置b.多层厂房→每层设置c.设有墙梁的房屋,应在托梁和墙梁顶面和檐口处设置.d.采用现浇楼(层)盖的房屋.当层数>5层时,除在檐口设一道外,可隔层设一道,并与梁,板整浇。未设置QL的楼板嵌入墙内长≥120mm,应沿墙配≥2ф10的通长筋.③建筑在软弱地基或不均匀地基上的砌体房屋,除按本规定设QL外,尚应符合国家现行标准?建筑地基根底设计标准?(GB5007)的有关规定.QL的构造要求①

QL布置:同一水平面内,形成封闭,被洞口截断时,应在洞口上部增设相同截面的附加QL.附加QL与QL的搭接长度应l≥2Hl≥1000(H为两者之间的垂直高差)②纵、横墙交接处的QL应有可靠连接:刚弹性和弹性方案房屋,QL应与屋架/大梁等物件可靠连接.③QL的宽度宜与墙厚同:当墙厚h≥240mm时,QL的宽度不宜小于2h/3;QL的高度≥120mm,配纵筋≥4ф10,接头长度宜按受拉钢筋考虑,K筋@≤300mm.④QL兼作GL时,尚应按相关理论进行计算.15.7.2过梁位置：居于房屋中门窗洞口上。类型：砖砌过梁砖砌平拱砖砌弧拱钢筋砖过梁造价低、整体性差、砌筑方便、跨度不大R/C过梁解决：对跨度大、振动、地基不均匀沉降反映敏感等问题。

平拱≤1.2m跨度AS砖≤1.5m砖≥MU10,砂浆≥M5R/C>1.5m1、过梁的构造砂浆≥M5平拱的竖砖高≥240mm钢筋混凝土过梁入支座长≥240mm钢筋砖:d≥5mm,@≤120mm,砂浆层厚度≥30mm入支座长≥240mm2、过梁上的荷载墙体荷载计算高度范围的梁、板荷载⑴梁、板荷载：对砖、小型砌块砌体①.当梁、板下的墙体高度Hw<ln(净跨长)→应计入梁、板传来的荷载；②.当梁、板下的墙体高度HW≥ln时，可不考虑梁、板传来的荷载。⑵墙体荷载：①.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计算。当墙体高度hW≥ln/3时，应按hW=ln/3墙体的均布自重计算。②.砼砌块砌体，当过梁上的墙体高度hW<ln/2时，按墙体的均布自重计算。当墙体高度hW≥ln/2时，应按hW=ln/2墙体的均布自重计算。3、过梁的承载力计算⑴砖砌过梁的破坏特征：砖砌过梁在竖向荷载作用下，如同一个受弯构件，上部受压，下部受拉，随q↗→在跨中竖截面的σl和支座附近斜截面的σzl>砌体的抗拉强度→裂缝→“阶梯形〞对于AS砖过梁，跨中拉力由AS承担。对于砖砌过梁，跨中拉力由其两端砌体提供的推力平衡。过梁像一个三铰拱一样地工作。可能发生的破坏有三种①.跨中抗弯能力缺乏而破坏②.支座处抗剪能力缺乏而破坏③.过梁两端支座水平抗剪能力缺乏而发生支座滑动破坏过梁本身⑵砖砌平拱的计算：跨中正截面→M≤ftm·W(15-59)ftm--沿齿缝的弯曲抗拉强度设计值P431附表11-10支座斜截面→V≤fV·b·z(15-61)⑶AS砖过梁的计算：跨中正截面→M≤0.85hofy·As(15-60)支座斜截面→V≤fV·b·z(15-61)式中M---按简支梁计算的跨中弯矩设计值；AS---受拉钢筋的截面面积；fy---AS的强度设计值；h0---截面有效高度。h0＝h-aSh---过梁的截面计算高度，取过梁底面以上的墙体高度且≤ln/3，当考虑梁、板传来的荷载时，那么按梁、板下的高度采用。aS---AS截面面积重心至截面下边缘的距离。⑷R/C过梁：R/C受弯构件计算，在验算过梁下砌体局部受压承载力时，可不考虑上层荷载的影响，取

例15-140=ψ15.7.3挑梁挑梁的范围：挑檐、阳台、雨篷和悬挑楼梯计算内容：抗倾覆验算、砌体局部受压承载力验算和挑梁自身的承载力计算等1、挑梁的构造要求2、挑梁的受力特点挑梁可能发生的两种破坏形态：⑴倾覆破坏⑵局部受压破坏3、砌体墙中钢筋混凝土挑梁抗倾覆验算Mov≤Mr(15-62)Mr≤0.8Gr(l2-xo)(15-63)确定挑梁倾覆荷载时须注意两点：P379

4、挑梁下砌体的局部受压承载力Nl≤ηγfAl(15-66)5、挑梁承载力计算Mmax=Mov(15-67)Vmax=VO(15-68)例15-1515.7.4墙梁设计墙梁=托梁+以上的一定计算高度的墙体托梁→特殊的过梁组合(复合)构件→梁、墙一起工作类似于受弯构件荷载:自重,楼(屋)盖的荷载或其他荷载应用于:承载墙体没有落地的底层或某层需要大空间的房屋§5-3墙梁

人心----山川1、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15-13的一般规定和承载力计算外，尚应符合如下的构造要求。⑴材料：①托梁用砼≥C30②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≥M10⑵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落地且上下贯穿。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穿的GZ,并应与每层QL连接;⑥每天可砌高度≤1.5m，否那么应设临时支撑⑶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箍筋d≥8，@≤1002、墙梁的受力特点和破坏形态简支墙梁：分为无洞口洞口居中在均布荷载下的主应力线洞口偏开⑴受力状态当墙体到达一定强度后，墙体与托梁共同工作在裂缝出现前→如同R/C+砖砌体的深梁〔即高跨比很大〕对于无洞口的墙梁：主压应力直接指向支座，墙梁形成拱作用，托梁跨中截面处于偏拉状态。对于有偏洞口的墙梁：主压应力迹线除呈拱形指向两端支座处，在大墙肢内还存在一个小拱，分别指向洞口边沿和支座。

托梁顶面除在支座两端承受较大竖向压力和剪力外，在大墙肢洞口边沿也承受较大的竖向压力。梁拱组合受力机构。随着洞口向跨中移动，小墙肢不断加强，大拱的作用提高小拱的作用降低当洞口位于跨中时，小拱的作用→0托梁的受力又接近于无洞口的状态。⑵破坏形态：影响因素很多：a.墙体高跨比b.托梁高跨比c.砌体强度d.砼强度e.托梁的配筋率f.加载方式g.集中力剪跨比h.墙体开洞情况,i.有无翼墙等〔概括起来〕破坏形式有：A.弯曲破坏：前提：托梁配筋较少梁弱墙强砌体强度相对较高较小现象：q↗→托梁中段垂直裂缝向上并穿过界面迅速上升→托梁配筋屈服→受压区只有3～5皮砖的高度，甚至更少→破坏〔没有水平被压碎的现象〕→破坏前，托梁中段受力较均匀，如同拱的拉杆。B.剪切破坏：前提：托梁配筋较强梁强墙弱,hw较大砌体强度较弱一般现象：支座上方砌体出现斜裂缝并延伸至托梁而发生砖墙体的剪切破坏。具体尚有三种形式：a.斜拉破坏：砌体沿齿缝的抗拉强度缺乏主拉应力过大而发生比较平缓的斜裂缝

砂浆强度等级较低，或剪跨比a0/l0较大开裂荷载和破坏荷载较接近破坏突然脆性破坏0/0.50wh<lb.斜压破坏：砌体斜压强度缺乏组合拱肋斜向破坏→斜裂缝陡峭〔倾角55°～60°↗〕→裂缝多且穿过砖和灰缝→砖被压碎→开裂荷载和受剪承载力均较大→hW/l0≥0.5或剪跨比a0/l0较小c.(斜向)劈裂破坏：在集中力“F〞作用下→F↗→斜裂缝在加载点与支座连线上突然出现，伴有响声开裂不大→形成贯穿的斜向主裂缝→开裂荷载≈破坏荷载→没有预兆的劈裂破坏托梁的剪切破坏，仅当墙体较强，托梁较弱时发生破坏面靠近支座，斜裂缝较陡，上宽下窄。C.局部受压破坏：→在支座上方砌体，形成应力集中→>局压强度→小范围的局压破坏→托梁较强，砌体较弱hW/l0>0.75另外∵纵筋锚固缺乏支座垫板或加载垫板的尺寸或刚度较小→托梁或砌体的局压框支墙梁：实例：单跨框支墙梁，竖向荷载开裂前→弹性工作阶段→框支柱和托梁ε符合平截面假定墙梁跨中截面那么不符合平截面假定。当q达35％qu时→托梁跨中出现垂直裂缝并上升至2/3梁高→并逐渐上升至墙中q↗↗→托梁支座处或墙边出现斜裂缝q→qu时框支墙梁形成组合拱的受力模型。影响因素：托梁高跨比墙体高跨比梁柱线刚度比托梁下纵筋配筋率材料强度破坏形态：①．弯曲破坏：托梁或柱中纵筋屈服弯曲破坏机构→a.托梁跨中和支座先后形成塑性铰→托梁弯曲机构。b.托梁跨中和柱顶先后形成塑性铰→托梁一柱弯曲机构。②.剪切破坏：在托梁和柱的纵筋未屈服的情况下，可能就会墙体或托梁的剪切破坏有两种形式：斜拉〔b〕斜压〔c〕斜拉破坏：∵墙体σzl>砌体复合抗拉强度而发生沿阶梯形斜截面斜压破坏：∵墙体σza>砌体复合抗压强度而发生沿穿过块体和水平灰缝的陡峭裂缝③弯剪破坏：托梁跨中纵筋屈服的同时或稍后，墙体发生斜压破坏。随之托梁支座上部钢筋屈服而形成托梁弯曲破坏机构〔d〕④局压破坏：框支柱上方砌体和砼应力集中使局部应力>材料局部受压强度，发生砌体或梁柱节点区局部受压破坏连续墙梁：试件：两跨连续墙梁；加载：q现象：加载初期→弹性阶段→各物理量呈线性增加〔变化〕①.对于hw/l0=0.4～0.5的墙梁当q1→25％qu时，托梁跨中出现多条垂直裂缝，并可能上升到墙中中间支座墙体出现斜裂缝并延伸到托梁。②对于hw/l0＝0.5～0.9的墙梁当q2→30～40％时，中间支座出现斜裂缝并延伸至托梁，随后托梁中出现垂直裂缝。③当q1,q2↗↗，边支座墙体出现斜裂缝并延伸至托梁④当q1，q2→qu时，裂缝开展剧烈，挠度↗↗连续墙体中支座或边支座区段发生剪切破坏形成以各跨墙体为拱肋，以托梁为偏心拉杆的连续拱受力拱型。⑤当hw/l0较大时，还可能形成大拱套小拱。→边支座间为大拱，各跨为小拱的受力拱型。典型的破坏裂缝破坏形态因素：托梁高跨比，墙体高跨比，托梁的纵向ρ，材料强度等；形式：①斜拉：较小者，沿阶梯形斜裂缝的剪切破坏，倾角约40°～60°，[〔a〕的边支座墙体]②斜压：较大者，沿穿过砖和水平灰缝的斜裂缝的剪切破坏，倾角65°～85°[〔b〕的支座墙体]③剪切--局压破坏：墙体剪切破坏的同时或稍后，沿中支座墙体辐射形成45°～80°的倒梯形局部受压破坏区，[〔b中区墙体]类型:(按支承条件)简支连续墙梁框支一般规定:承载墙梁总高、跨度、墙高、托梁高、自承重墙梁洞宽、洞高→对墙梁受力影响很大，包括其位置因此，对洞口进行规定依据：墙梁类别承重墙梁自承重墙梁3、墙梁计算的一般规定参数总高度跨度墙的高跨比托梁高跨比洞宽与跨度之比洞高试验说明：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：P385表15-13①洞口个数：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。4、墙梁的计算简图〔1〕计算内容：a.分别计算使用阶段正截面受弯承载力和斜截面受剪承载力计算。b.墙体受剪承载力和托梁支座上部砌体局压；c.施工阶段托梁承载力验算；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。〔2〕计算简图：各计算参数图示

5.墙梁的计算荷载使用阶段的荷载：〔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。6.墙梁的截面承载力计算：在墙梁顶面荷载作用下，墙梁如同组合深梁一样受弯，这时，托梁那么为偏心受拉构件。⑴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15-54〕的平衡条件求得。〔15-69〕〔15-70〕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；02iNibHMN=th对简支墙梁：〔15-71〕〔15-72〕〔15-73〕对连续墙梁和框支墙梁：〔15-74〕〔15-75〕〔15-76〕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：〔15-77〕〔15-78〕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.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.---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〔15-78〕计算。当支座两边的墙体均有洞口时，取较小值。⑵墙梁的托梁斜截面受剪承载力计算：试验说明，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：〔15-80〕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