砌体王秀芬学生实用教案

1、5.1 过梁(u lin) 钢筋混凝土过梁 施工方便、跨度较大、抗震(kngzhn)性能好，地震区广泛采用。 砖砌过梁 具有节约钢材水泥、造价低廉、砌筑方便，但对振动荷裁和地基不均匀沉降较敏感，跨度也不宜过大。 对钢筋砖过梁不应超过1.5m， 对砖砌平拱不应超过1.2m； 常用跨度在1.2m以内。第1页/共56页第一页，共56页。5.1 过梁(u lin) 过梁上的荷载取值 （1）墙体荷载 对砖砌体，当过梁上的墙体高度hwln/3时（ln为过梁的净胯），应按全部墙体的均布自重采用；当hwln/3时，应按高度为ln/3墙体的均布自重采用。 对混凝土砌块(q kui)，当过梁上的墙体高度hwln/

2、2时（ln为过梁的净胯），应按全部墙体的均布自重采用；当hwln/2时，应按高度为ln/2墙体的均布自重采用。 （2）梁、板传来的荷载 对砖砌体和小型砌块(q kui)砌体，当梁、板下墙体高度hwln时，应计入梁、板传来的荷载；当梁、板下墙体高度hwln时，可不考虑梁、板荷载。第2页/共56页第二页，共56页。5.1 过梁(u lin) 钢筋混凝土过梁 强度计算 应按普通钢筋混凝土简支梁进行抗弯和抗剪强度计算，由于过梁上的砌体也参与一定工作，因此(ync)，按组合构件考虑更合理，但按简支梁考虑比较简单。 梁端下砌体局部受压承载力验算 由于过梁多与砌体形成组合构件，刚度较大，可取其有效支承长度a

3、0等于实际支承长度， 局部压应力图形完整系数=1.0， 不计上层荷载的影响，即=0。第3页/共56页第三页，共56页。5.1 过梁(u lin) 构造要求 （1）砖砌过梁截面计算高度范围内的砂浆强度等级不宜低于M5。 （2）砖砌平拱过梁用竖砖砌筑部分(b fen)的高度不应低于240mm。 （3）钢筋砖过梁底面砂浆层处的钢筋，不宜少于2根。其直径不应小于5mm，钢筋间距不宜大于120mm，钢筋伸入支座内不宜小于240mm，底面砂浆层厚度不宜小于30mm。 （4）钢筋混凝土过梁端部的支承长度，不宜小于240mm 第4页/共56页第四页，共56页。5.2 挑梁 在多层砖房中常用的钢筋混凝土构件 一

4、端嵌入墙内，一瑞挑出墙外，依靠压在其上部的砌体重量及上传荷载来平衡悬挑部分承担的荷载。 挑檐、阳台、雨篷、悬挑楼梯(lut)等均属挑梁范围。 挑梁除去本身可能发生强度破坏外，还可能发生倾覆破坏及砌体局部承压破坏。 第5页/共56页第五页，共56页。5.2 挑梁 挑梁的受力特点 挑梁受力后，在悬臂荷载 所引起的弯矩和剪力作用下，埋入段将产生挠曲变形。但这种变形受到上下砌体的约束； 当荷载增加到一定程度时，随着挑梁埋入段前端下面砌体压缩变形的增加，挑梁的上表面将与上部砌体脱开，而形成段水平裂缝 随着荷裁的进一步增大，挑梁埋入段后部对上面砌体的压应力(yngl)使这部分砌体的压缩变形增大到一定程度时

5、，在挑梁与下部砌体之间也将形成段水平裂缝。 第6页/共56页第六页，共56页。5.2 挑梁 挑梁的受力特点 如果挑梁本身有足够的强度，则周围砌体即可能出现以下两种形式的破坏 （1）局部( jb)受压破坏 当挑梁埋入段较长，且砌体强度较低时，也可能在尾部墙体中的斜裂缝未出现以前，发生埋入段前端梁下砌体披局部( jb)压碎的情况。 第7页/共56页第七页，共56页。（2）倾覆破坏 当悬臂荷载较大，而挑梁埋入段较短，且砌体强度足够，埋入段前端下面的砌体未发生局部受压破坏，则可能在理入段尾部以外的墙体中产生45（试验平均值为57左右）的斜裂缝。如果这条斜裂缝进一步加宽并向斜上方发展，则表明斜裂缝以内的

6、墙体以及(yj)在这个范围内的其它抗倾覆荷载已不再能有效地抵抗挑梁的倾覆荷载，挑梁实际上已发生倾覆破坏。第8页/共56页第八页，共56页。5.2 挑梁 挑梁的抗倾覆验算 挑梁发生(fshng)倾覆破坏，是由于外力对倾覆点（图中的合力点a）的力矩大于或等于砌体和上传荷载对该点的力矩。 计算(j sun)简图 第9页/共56页第九页，共56页。5.2 挑梁 抗倾覆(qngf)验算公式 M0V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；Gr挑梁的抗倾覆荷载，为挑梁尾端上部45扩散角的阴影(ynyng)范围（其水平长度为l3）内本层砌体与楼层恒荷载标准值之和。rVMM00

7、28 . 0 xlGMrr第10页/共56页第十页，共56页。5.2 挑梁Gr的计算(j sun)范围（1）q 雨篷、挑檐等悬臂构件，q Gr的计算范围(fnwi),其中，l2=1/2l1，l3=1/2ln。为挑梁尾端上部45扩散角的阴影范围内本层砌体(q t)与楼层恒荷载标准值之和。第11页/共56页第十一页，共56页。5.2 挑梁x0的计算( j sun)1）挑梁埋置长度(chngd)l12.2hb时，x0=0.3hb且不大于0.13l1；2）挑梁埋置长度(chngd)l12.2hb时，x0= 0.13l1； hb为挑梁的截面高度（mm）。第12页/共56页第十二页，共56页。5.2 挑梁

8、 注意事项 a若墙体无洞口，且l3l1，则取l3长度范围内45扩散(kusn)角（梯形面积）的砌体和楼盖的恒荷载之标准值，如图a。若l3l1，则取l1的长度范围内45扩散(kusn)角（梯形面积）的砌体和楼盖垣荷裁之标准值，如图b。第13页/共56页第十三页，共56页。5.2 挑梁 注意事项 b若墙体有洞口，且洞口内边至跳梁尾部(wi b)距离大于370mm，则Gr取法同上（应扣除洞口墙体自重），如图c。否则只能考虑墙外边至洞口外边范围内的砌体与楼盖恒荷载之标准值，如图d。第14页/共56页第十四页，共56页。5.2 挑梁 挑梁的局部( jb)受压承载力 llAfN第15页/共56页第十五页，

9、共56页。5.2 挑梁 挑梁本身的承载力计算 抗倾覆验算与局部受压承载力计算均是在挑梁本身承载力满足要求的前提下，因此，要对挑梁本身的承载力进行计算 由于倾覆点不在墙边而在离墙边x0处，以及墙内挑梁上下界面压应力(yngl)的作用，最大弯矩设计值Mmax在接近x0处，最大剪力设计值Vmax在墙边 VMM0max0maxVV第16页/共56页第十六页，共56页。5.2 挑梁 挑梁的构造耍求 （1）纵向(zn xin)受力钢筋至少应有1/2的钢筋面积伸入梁尾端，且不少于212。其他钢筋伸入支座的长度不应小于2/3l1。 （2）挑梁埋入砌体长度l1与挑出长度l之比宜大于1.2，当挑梁上无砌体时，l1

10、与l之比宜大于2。第17页/共56页第十七页，共56页。5.3 墙梁 定义 钢筋砼托梁和砌筑在其上的墙体组成的组合构件。 荷载 共同承担砌体本身的重量，以及施加在墙梁上的本层及上层楼、屋盖等传来的荷载。 分类 非承重墙梁只承受托梁自重和托梁顶面以上墙体重量的墙梁称为(chn wi)非承重墙梁。 承重墙梁除承受托梁自重和托梁顶面以上墙体重量外，托梁还承受本层及上层楼、屋盖等传来的荷载。 按结构布置 简支墙梁；连续墙梁；框支墙梁第18页/共56页第十八页，共56页。简支墙梁的受力特点(tdin) 达到一定强度后的砌体与托梁共同工作 上部荷载主要通过墙体的拱作用(zuyng)向两边支座传递。托梁承受

11、拉力，两者形成一个带拉杆的拱。 这种受力情况从墙梁受力开始，一直到破坏，即使出现各种裂缝，也不会发生实质性的变化。第19页/共56页第十九页，共56页。简支墙梁的受力特点(tdin) 托梁在整个受力过程(guchng)中相当于一个偏心受拉构件第20页/共56页第二十页，共56页。简支墙梁的受力特点(tdin) 1）弯曲破坏 形成条件(tiojin)： 托梁的配筋较弱； 砌体强度较高； 砌体的高跨比hw/l0偏小。 破坏过程 托梁跨中的垂直裂缝将随荷载的增加而穿过托梁与墙的界面进入墙体，并在墙体中迅速向上发展。 当托梁中的上下纵向钢筋均达到屈服后，裂缝可能发展到很宽的程度，砌体的受压区往往只剩下

12、三、五皮砖，甚至更少。这时，墙梁实际上已经受弯破坏。但受压区砌体无压碎现象。第21页/共56页第二十一页，共56页。简支墙梁的受力特点(tdin) 2）剪切破坏 形成条件： 托梁的配筋较强； 砌体强度相对较弱； 砌体的高跨比hw/l0不是太大。 破坏过程 由于剪力引起的主拉应力较大，支座上方的砌体中出现斜裂缝并延伸至托梁，从而发生砌体的剪切破坏。这是因为拱肋部分(b fen)砌体较弱而引起的破坏。由于影响因素的变化，又可能发生以下几种破坏形式。第22页/共56页第二十二页，共56页。简支墙梁的受力特点(tdin) 2）剪切破坏斜拉破坏 形成条件(tiojin)： 托梁的配筋较强； 砌体砂浆强度

13、相对较弱； 砌体的高跨比hw/l00.4； 集中荷载的剪跨比a/l较大。 破坏过程 剪跨比（a/l）较大的集中荷载作用时，主拉应力超过了砌体沿齿缝的抗拉能力，从而形成沿灰缝阶梯形上升的较平缓的斜裂缝。裂缝出现后，会迅速沿斜向发展，贯穿大部分墙体高度，从而造成墙体的剪切破坏。 破坏较突然，设计中应避免。第23页/共56页第二十三页，共56页。简支墙梁的受力特点(tdin) 2）剪切破坏斜压破坏 形成条件： 托梁的配筋较强； 砌体(q t)砂浆强度相对较强； 砌体(q t)的高跨比hw/l00.4； 集中荷载的剪跨比a/l较小。 破坏过程 荷载加至破环荷载的6070时，在主压应力作用下，于支座上方

14、形成剪压斜裂缝，裂缝多而陡，由于很多裂缝是沿砖劈裂的，破坏时有被压碎的砌体(q t)碎屑。 此类构件的开裂荷载和抗剪承载力较大 。第24页/共56页第二十四页，共56页。简支墙梁的受力特点(tdin) 2）剪切破坏劈裂破坏 形成条件： 托梁的配筋较强； 砌体强度较低； 集中荷载较大。 破坏过程 往往在荷载作用点与支座垫板的连线上，突然出现一条或几条几乎贯穿墙体全高的劈裂型斜裂缝，裂缝随荷载的增加迅速发展(fzhn)。开裂荷载与破坏荷载相当接近。 没有预兆，这种破坏是很危险的，应予以防止。第25页/共56页第二十五页，共56页。简支墙梁的受力特点(tdin) 3）局压破坏 形成条件： 托梁的配筋

15、较强； 砌体强度较低； 墙体高跨比较大hw/l00.75。 破坏过程 在顶部荷我的作用下，支座端部砌体垂直应力高度集中，当超过砌体的局部抗压强度时，将在托梁端部上面的砌体中先出现多条细的竖向裂缝，最后压碎，导致墙梁丧失承载力。 墙梁两端设置翼墙，能降低梁端墙体的垂直压应力，显著(xinzh)提高墙梁的局压承载能力。第26页/共56页第二十六页，共56页。简支墙梁的受力特点(tdin) 托梁的破坏(phui) 托梁的剪切破坏(phui)一般后于砌体，斜截面陡，近支座，斜裂缝上宽下窄。 当托梁端部混凝土强度过低，支承长度过小，纵筋锚固不足时，托梁端部也可能发生局压破坏(phui)。 带洞口墙梁，门

16、洞口处斜截面在拉、弯、剪共同作用下发生拉剪破坏(phui)。第27页/共56页第二十七页，共56页。连续(linx)墙梁的受力特点 定义 由混凝土连续托梁及支承在连续托梁计算高度范围内的墙体所组成的组合构件。 墙梁顶面处应按构造要求设置圈梁并宜在墙顶拉通，以形成连续墙梁的顶梁。 受力性能 在弹性阶段，连续墙梁如同由托梁、墙体和顶梁组合的连续深梁。其应力(yngl)分布、弯矩、剪力和支座反力均反映连续深梁的受力特点。 随着跨高比l0/H的减小，边支座反力增大，中支座反力减小；跨中弯矩增大，支座弯矩减小。 有限元分析表明，托梁大部分区段处于偏心受拉状态，中间支座附近小部分区段处于偏心受压状态。第2

17、8页/共56页第二十八页，共56页。连续(linx)墙梁的受力特点 破坏特点 随荷载的增加，托梁跨中出现多条竖向裂缝，且很快上升到墙中；但对连续墙梁的受力影响并不显著. 随后，在中间支座上方顶梁(dn lin)出现通常竖向裂缝，且向下延伸到墙中。 当边支座或中间支座上方墙体中出现裂缝并延伸至托梁时，将对连续墙梁的受力性能产生重大影响，连续墙梁逐渐转变为连续组合拱受力体系。 临近破坏时，托梁与墙体界面将出现水平裂缝。第29页/共56页第二十九页，共56页。连续(linx)墙梁的受力特点 破坏形态 1）弯曲破坏 连续墙梁的弯曲破坏主要发生在跨中截面，托梁处于小偏心受拉状态而使下部和上部钢筋先后(x

18、inhu)屈服。 随后发生的支座截面弯曲破坏将使顶梁钢筋受拉屈服。 由于跨中截面和支座截面先后(xinhu)出现塑性铰而使连续墙梁形成弯曲破坏机构。第30页/共56页第三十页，共56页。连续(linx)墙梁的受力特点 破坏形态(xngti) 2）剪切破坏 连续墙梁的墙体剪切破坏的特征与简支梁相似。墙体剪切多发生斜压破坏或集中荷载作用下的劈裂破坏。由于连续托梁分担的剪力比简支托梁更大些，故中间支座处托梁剪切破坏比简支梁更容易。 3）局压破坏 故中间支座处托梁上方砌体比边支座处托梁上方砌体更容易发生局压破坏。破坏时，中间支座处托梁上方砌体产生向斜上方辐射状斜裂缝，最后导致局部砌体压碎。第31页/共

19、56页第三十一页，共56页。框支墙梁的受力特点(tdin) 定义 由混凝土框架(kun ji)及砌筑在框架(kun ji)上计算高度范围内的墙体所组成的组合构件 在多层砌体结构，如底商中，经常采用框支墙梁作为承重结构，以适应较大的跨度和梁中的荷载。 抗震设计的墙梁房屋，更应采用框支墙梁。第32页/共56页第三十二页，共56页。框支墙梁的受力特点(tdin) 受力特点 与简支墙梁类似，框支墙梁也经历弹性阶段、带裂缝工作阶段和破坏阶段。 在弹性阶段，框支墙梁的墙体应力分布和简支墙梁及连续墙梁类似，框架在界面竖向分布力和水平分布剪力的作用下将在托梁跨中段产生弯矩、剪力和轴拉力(ll)；在中支座托梁产

20、生弯矩和轴压力；在框架柱中产生弯矩和轴压力。第33页/共56页第三十三页，共56页。 当加荷到破坏荷载的40%时，首先在托梁跨中截面出现竖向裂缝，并迅速上升到墙体中；当加荷到破坏荷载的70%80%时，在墙体或托梁端部出现斜裂缝，并向托梁或墙体延伸(ynshn)。临近破坏时，可能在界面出现水平裂缝，在框架柱中出现竖向裂缝。 自斜裂缝出现后，逐渐形成框架组合拱受力体系。第34页/共56页第三十四页，共56页。框支墙梁的受力特点(tdin) 框支墙梁的破坏形态 1）弯曲(wnq)破坏 2）剪切破坏 斜拉破坏 斜压破坏 劈裂破坏 3）弯剪破坏 4）局压破坏第35页/共56页第三十五页，共56页。框支墙

21、梁的受力特点(tdin) 1）弯曲破坏 形成条件 托梁或柱的配筋较少； 砌体(q t)强度较高时； hw/l0较小。 破坏特征 跨中竖向裂缝上升导致托梁纵向钢筋屈服，形成第一个塑性铰（拉弯铰），随后出现第二个或更多的塑性铰，最终致使框支墙梁形成弯曲破坏机构而破坏。 由于第二个塑性铰出现的位置不同，而有以下两种破坏类型： a）框架柱上截面外边纵向钢筋屈服，发生大偏心受压而形成压弯铰破坏机构，形成第一类弯曲破坏机构。 b）托梁端部截面由于负弯矩使上部纵向钢筋屈服，形成第二个塑性铰，墙体出现斜裂缝，形成第二类弯曲破坏机构。第36页/共56页第三十六页，共56页。框支墙梁的受力特点(tdin) 2）剪

22、切破坏 形成条件 托梁或柱的配筋较多； 砌体强度较低； hw/l0适中。 破坏特征 托梁端部截面或墙体出现斜裂缝而发生剪切破坏。 此时，托梁跨中和支座截面及柱上截面纵向钢筋均未屈服。 当墙梁顶面荷载为均布荷载时，有两类破坏形态： a）斜拉破坏；b）斜压破坏。 破坏特征及发生场合(chng h)与简支墙梁和连续墙梁相似；第37页/共56页第三十七页，共56页。框支墙梁的受力特点(tdin) 3）弯剪破坏 形成条件 托梁配筋率适中； 砌体强度适中； 破坏特征 托梁受拉弯承载力和墙体受剪承载力接近；托梁跨中竖向裂缝开展并向墙中延伸很长导致纵向(zn xin)钢筋屈服； 与此同时，墙体斜裂缝开展导致斜

23、压破坏。 最后，托梁端部上部钢筋或框架柱上截面外边纵向(zn xin)钢筋也可能屈服，框支墙梁发生弯剪破坏。 这是弯曲破坏和剪切破坏的界限破坏。第38页/共56页第三十八页，共56页。框支墙梁的受力特点(tdin) 4）局压破坏 形成条件 托梁的配筋较强； 砌体强度较低； 墙体高跨比较大hw/l00.75。 破坏特征 发生于框架柱上方砌体的局部受压破坏，其破坏特征及发生的场合(chng h)与简支墙梁和连续墙梁相似。第39页/共56页第三十九页，共56页。墙梁计算(j sun)的一般规定 1）适用(shyng)条件墙梁类别墙体总高度(m)跨度（m）墙高hw/loi托梁高hb/l0i洞宽bh/l

24、oi洞高hh承重墙梁1890.41/100.35hw/6且hw-hh0.4m自承重墙梁18121/31/150.81 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(wmin)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0.1l0i，门窗洞上口至墙顶的距离不应小于0.5m；第40页/共56页第四十页，共56页。墙梁计算(j sun)的一般规定 1）适用(shyng)条件墙梁类别墙体总高度(m)跨度（m）墙高hw/loi托梁高hb/l0i洞宽bh/loi洞高hh承重墙梁1890.41/100.35hw/6且hw-hh0.

25、4m自承重墙梁18121/31/150.84 hw墙体计算高度； hb托梁截面高度； l0i墙梁计算跨度； bh洞口宽度(kund)； hh洞口高度，对窗洞取洞顶至托梁顶面距离。第41页/共56页第四十一页，共56页。墙梁计算的一般(ybn)规定 2）墙梁的计算( j sun)简图 第42页/共56页第四十二页，共56页。墙梁计算的一般(ybn)规定 3）墙梁的计算( j sun)参数 第43页/共56页第四十三页，共56页。墙梁计算(j sun)的一般规定 3）墙梁的计算( j sun)参数 第44页/共56页第四十四页，共56页。墙梁计算(j sun)的一般规定 3）墙梁的计算( j su

26、n)参数 第45页/共56页第四十五页，共56页。墙梁计算的一般(ybn)规定 3）墙梁的计算( j sun)参数 第46页/共56页第四十六页，共56页。墙梁计算(j sun)的一般规定 3）墙梁的计算( j sun)参数 第47页/共56页第四十七页，共56页。墙梁计算的一般(ybn)规定 4）墙梁的计算荷载(hzi) 应分别按施工阶段和使用阶段作用的荷载(hzi)进行计算： （1）施工阶段托梁上的荷载(hzi) a）托梁自重及本层楼盖的恒荷载(hzi)； b）本层楼盖的施工荷载(hzi)； c）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；l0

27、max为各计算跨度的最大值。第48页/共56页第四十八页，共56页。墙梁计算(j sun)的一般规定 4）墙梁的计算荷载 （2）使用阶段墙梁上的荷载 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( jzhng)荷载可沿作用的跨度近似化为均布荷载。 自承重墙梁 墙梁顶面的荷载设计值Q2，取托梁自重及托梁以上墙体自重。第49页/共56页第四十九页，共56页。墙梁计算的一般(ybn)规定 5）墙梁的承载力验算(yn sun) 托梁使用阶段正截面承载力； 托梁使用阶段斜截面受剪承载力 墙体受剪承载力计算； 使用阶段托梁支座上部砌体局部受压承载力计算； 施工阶段托梁承载力验算(yn sun)。 自承重墙梁可不验算(yn sun)墙体受剪承载力和砌体局部受压承载力。第50页/共56页第五十页，共56页。托梁正截面(jimin)承载力计算 跨中截面 按钢筋混凝土偏心受拉构件计算。 弯矩Mbi及轴心拉力Nbti可按下列公式(gngsh)计算： Mbi=M1i+MM2i Nbti=NM2i/H0 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