砌体结构课件：第6次 各种梁

1、Copyright浙江大学结构工程研究所圈梁、过梁、墙梁、挑梁圈梁 一、圈梁的作用与布置 为了增强砌体房屋的整体刚度，防止由于地基不均匀沉降或较大振动荷载等对房屋引起的不利影响，应在墙中设置现浇钢筋混凝土圈梁。圈梁的布置方案应根据地基情况、房屋的类型、 层数以及所受的振动荷载等情况决定。对于住宅、办公楼等多层砌体结构民用房屋，当层数为34层，应在底层和檐口标高处各设置一道圈梁。当层数超过4层时，除应在底层和檐口标高处各设置一道圈梁外，至少应在所有纵、横墙上隔层设置、对于多层砌体工业厂房，应每层设置圈梁。 圈梁 二、圈梁的构造要求 圈梁的搭接 纵横墙交接处圈梁的连接构造 钢筋混凝土圈梁的宽度宜与

2、墙厚相同，当墙厚240 mm时，其宽度不宜小于2/3。圈梁高度不应小于120 mm ,纵向钢筋不宜小于4根10的钢筋，绑扎接头的搭接长度按受拉钢筋考虑，箍筋间距不应大于300 mm。圈梁兼作过梁时，过梁部分的钢筋应按计算用量配置。过梁平拱砖过梁 钢筋砖过梁 钢筋混凝土过梁 过梁的破坏特征 过梁过梁上的荷载包括墙体荷载和梁板荷载 墙体荷载： 对于砖砌体，当过梁上的墙体高度 时，应按墙体的全部自重计算。当墙体高度 时，应按高度 墙体的自重计算。对混凝土砌块砌体，当过梁上的墙体高度 时，应按墙体的自重计算。当墙体高度 时，应按高度为 墙体的自重计算。砖砌体 小型砌块砌体 过梁梁、板荷载： 对砖和砌块

3、砌体。当梁、板下的墙体高度 时，过梁荷载应计入梁、板传来的荷载；当梁、板下的墙体高度 时，可不考虑梁、板荷载。过梁的承载力计算砖砌平拱过梁 （过梁的截面计算高度取过梁底面以上的墙体高度,但不大于 ） -过梁跨中弯矩设计值； -截面抵抗矩； -砌体的弯矩抗拉强度设计值。由于过梁两端墙体的抗推力作用，提高了过梁沿通缝的弯曲抗拉强度，计算时，砌体弯曲抗拉强度取沿齿缝截面的数值。 -剪力设计值；-截面最大剪应力；-截面面积矩；-截面惯性矩；-截面宽度；-砌体的抗剪强度设计值 抗弯计算 抗剪计算 过梁的承载力计算钢筋砖过梁 （过梁的截面计算高度取过梁底面以上的墙体高度,但不大于 ，当考虑梁、板传来的荷载

4、时，按梁、板以下的高度采用。） -按简支梁计算的过梁跨中弯矩设计值； -钢筋的抗拉强度设计值； -受拉钢筋的截面面积； -过梁截面的有效高度； -受拉钢筋重心至截面边缘的距离。过梁的承载力计算钢筋混凝土过梁 钢筋混凝土过梁的抗弯与抗剪设计按钢筋混凝土构件。在钢筋混凝土过梁端部砌体的局部受压计算时，可不考虑上层荷载的影响。各种过梁的构造措施 1）砖砌过梁截面的计算高度内的砂浆不宜低于M5；2）砖砌平拱过梁用竖砖砌筑的部分的高度，不应小于240mm；3）钢筋砖过梁底面砂浆层处的钢筋，其直径不应小于5mm，间距不宜大于120mm；钢筋伸入支座砌体内的长度不宜小于240mm，砂浆层的厚度不宜小于30m

5、m；4）钢筋混凝土过梁端部的支承长度不宜小于240mm。墙梁 当钢筋混凝土梁（托梁）的上部砌筑有满足一定条件的砌体时，钢筋混凝土梁能够与其上部一定范围内的砌体形成一个共同工作的深梁，工程上将这种组合深梁称为墙梁。 墙梁的分类 1）间支墙梁、连续墙梁、框支墙梁2）承重墙梁、自承重墙梁3）无洞口墙梁、有洞口墙梁托梁墙体1）墙梁的计算跨度 取 或 两者的较小者，框支墙梁取2）墙体计算高度 取托梁顶面上一层墙体高度，当 时取 ， 对多跨连续墙梁或框支墙梁， 取各跨的平均值。3）墙梁跨中截面计算高度 取 4）翼墙计算宽度 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5）框架柱计

6、算高度 取 为框架柱的净高，取基础顶面到托梁底面的距离。6）作用在托梁顶面的均布荷载和集中荷载设计值 取托梁自重及本层楼盖的永久荷载和可变荷载。7）墙梁顶面的荷载设计值 取墙梁顶面以上所有荷载按均布计算得到的值。 墙梁计算简图使用阶段墙梁的承载力计算1）托梁正截面承载力计算 托梁跨中截面与托梁支座截面2）托梁斜截面受剪承载力计算3）墙梁的墙体受剪承载力计算4）托梁支座上部砌体局部受压承载力计算施工阶段墙梁的承载力计算5）托梁正截面及斜截面承载力计算 墙梁1a）托梁跨中正截面计算（按钢筋混凝土偏心受拉计算）简直墙梁连续墙梁或者框支墙梁 荷载设计值 作用下间支梁跨中弯矩或按连续梁或框支梁分析得到的

7、托梁各跨跨中最大弯矩； 荷载设计值 作用下间支梁跨中弯矩或按连续梁或框架梁分析得到的托梁各跨跨中最大弯矩； 考虑墙梁组合作用的托梁跨中弯矩系数；对自承重间支墙梁应乘以0.8； 考虑墙梁组合作用的托梁跨中轴力系数；对自承重间支墙梁应乘以0.8； 洞口对托梁弯矩的影响系数，对无洞口墙梁取1.0； 洞口边至墙梁最近支座的距离， 当 时，取 。1b）托梁支座正截面计算（按钢筋混凝土受弯计算） 荷载设计值 作用下按连续梁或框架分析得到的托梁支座处弯矩； 荷载设计值 作用下按连续梁或框架梁分析得到的托梁支座处弯矩； 考虑墙梁组合作用的托梁支座弯矩系数；无洞口墙梁取0.4，当支座的两边均有洞口时， 取二者的

8、较小值。 只有连续墙梁或者框支墙梁的托梁才存在支座处受弯的情况，其托梁支座处的弯矩设计值按下式计算：2）托梁的斜截面受剪承载力计算（按钢筋混凝土梁计算） 荷载设计值 作用下按间支梁或连续梁或框架分析得到的托梁支座边剪力； 荷载设计值 作用下按间支梁或连续梁或框架分析得到的托梁支座边剪力； 考虑墙梁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；对自承重间支墙梁，无洞口时取0.45，有洞口时取0.5。托梁的斜截面支座处的剪力设计值按下式计算：3）墙梁的墙体受剪承载力计算 荷载设计值 作用下墙梁支座边剪力的最大值； 翼墙或构造柱影响系数，

9、对单层墙梁取1.0；对多层墙梁，当 时取1.3，当 时或设置构造柱时取1.5，当 时按线性内插取值； 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； 墙梁顶面圈梁截面高度。墙梁墙体受剪承载力计算公式如下：4）托梁支座上部砌体局部受压承载力计算 作用在墙梁顶部的均布荷载设计值； 局部受压系数；当 时，取 翼墙计算宽度；托梁支座上部墙体局部受压承载力计算公式如下：当 或墙梁支座处设置上、下贯通的落地构造柱时，可不验算局部承载力。 本例题的托梁与钢筋混凝土主现浇在一起，可没有局部受压的问题。施工阶段托梁承载力验算 施工阶段的墙体不能与托梁共同工作，施工阶段的荷载由

10、托梁单独承担。托梁按钢筋混凝土受弯构件进行正截面受弯和斜截面受剪承载力验算。施工阶段作用在托梁上的荷载包括以下几项：1）托梁自重和本层楼盖的永久荷载2）本层楼盖的施工荷载3）托梁上墙体自重，可取高度为 的墙体自重（ 为各计算跨度的最大值）；墙体开洞时，尚应按洞顶以下实际分布的墙体自重复核。 墙梁 某三层商住楼，底层局部采用2跨框架连续墙梁结构，托梁结构剖面如图所示。框架柱子截面尺寸为400*400，托梁截面尺寸为240*600。房屋开间为4.2m。房屋底层层高3.9m，其余两层为2.9m。墙体用MU10普通烧结砖和M10混合砂浆砌筑（ ），墙厚240，各层墙顶均设有240*240现浇钢筋混凝土

11、圈梁。托梁混凝土采用C30（ ），纵向钢筋采用HRB400（ ），箍筋采用HPB300（ ）。楼、屋盖采用现浇钢筋混凝土板。屋面永久荷载标准值为5.3kN/m2，屋面可变荷载为0.7kN/m2 ；其余各层永久荷载标准值为4.3kN/m2 ，可变荷载为2.0kN/m2。墙体自重标准值为2.97 kN/m2。试按托梁上下对称配筋计算纵筋和箍筋用量，并选配钢筋。（由于墙梁的线刚度远大于框架柱的线刚度，此处假设可以将托梁近似简化为连续墙梁进行计算。实际工程也可这样简化。）例题1）墙梁的计算跨度2）墙体计算高度 3）托梁截面高度及截面宽度 3）托梁截面有效高度4）墙梁跨中截面计算高度 5）为了计算方便，

12、且偏安全计算，不考虑翼墙。 墙梁计算简图例题（计算简图）例题（荷载计算）1）托梁自重标准值 2）作用于托梁顶面的荷载设计值 （经试算，该梁由可变荷载控制） 与恒载相比，活荷载较小，为计算方便，不考虑活荷载的最不利布置，按满跨满布计算得托梁顶面的荷载设计值 3）作用于墙梁顶面的荷载设计值 托梁以上墙体自重 三层楼面及屋面自重 三层楼面及屋面活载 按可变荷载控制的组合计算 同样按满跨满布计算得墙梁顶面的荷载设计值1a）托梁跨中正截面计算（按钢筋混凝土偏心受拉计算）连续墙梁跨中正截面内力效应的计算如下：正截面配筋计算：偏心受拉截面按对称配筋时，截面计算受压区高度为负，即为 的情况，此时，可采取令 ，

13、对受压钢筋取矩的近似计算方法来求受拉钢筋面积，即： 1b）托梁支座正截面计算（按钢筋混凝土受弯计算） 只有连续墙梁或者框支墙梁的托梁才存在支座处受弯的情况，其托梁支座处的弯矩设计值按下式计算：正截面配筋计算：支座截面为上部受拉，该托梁采用上下对称配筋，故计算受压区高度一定小于零，故可采取令 ，对受压钢筋取矩的近似计算方法来求受拉钢筋面积，即： 以上计算得到的纵向钢筋面积大于跨中截面计算的钢筋面积933mm2，故按此面积配置，选配上下各4根直径25的纵向钢筋，实配面积1964mm22）托梁的斜截面受剪承载力计算（按钢筋混凝土梁计算）托梁的斜截面支座处的剪力设计值按下式计算：斜截面配筋计算：只配置

14、箍筋，按以下的抗剪承载力计算公式计算得 若选直径为10mm的双肢箍筋，则计算得到的箍筋间距为113mm，故选配箍筋为 。3）墙梁的墙体受剪承载力计算 荷载设计值 作用下墙梁支座边剪力的最大值； 翼墙或构造柱影响系数，对单层墙梁取1.0；对多层墙梁，当 时取1.3，当 时或设置构造柱时取1.5，当 时按线性内插取值； 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； 墙梁顶面圈梁截面高度。墙梁墙体受剪承载力计算公式如下：满足要求4）托梁支座上部砌体局部受压承载力计算 作用在墙梁顶部的均布荷载设计值； 局部受压系数；当 时，取 翼墙计算宽度；托梁支座上部墙体局部受

15、压承载力计算公式如下：当 或墙梁支座处设置上、下贯通的落地构造柱时，可不验算局部承载力。 本例题的托梁与钢筋混凝土主现浇在一起，可没有局部受压的问题。1）施工阶段托梁自重设计值2）托梁顶部楼盖的永久荷载设计值3）托梁顶部楼盖的施工荷载设计值 （施工荷载标准值按1.0kN/m2计算）4）托梁上墙体自重设计值例题施工阶段托梁承载力计算Q3作用下的梁的跨中弯矩、支座负弯矩及支座处剪力分别如下：经验算左记效应对托梁配筋不其控制作用例题托梁截面配筋图挑梁挑梁的分类在砌体结构房屋中，为了支承挑廊、阳台、雨篷等，常设有埋入砌体墙内的钢筋混凝土悬臂构件，即挑梁。当埋入墙内的长度较大且梁相对于砌体的刚度较小时，

16、梁发生明显的挠曲变形，将这种挑梁称为弹性挑梁，例如阳台挑梁，挑廊挑梁等；当埋人墙内的长度较短时，埋入墙的梁相对于砌体刚度较大，挠曲变形很小，主要发生刚体转动变形，将这种挑梁称为刚性挑梁。嵌入砖墙内的悬臂雨篷属于刚性挑梁。挑梁挑梁即将倾覆时的界面应力分布挑梁的设计一、挑梁的抗倾覆验算计算公式如下：挑梁的设计挑梁的抗倾覆荷载挑梁的设计二、挑梁下砌体的局部受压验算计算公式如下：挑梁的计算三、挑梁的承载力计算 挑梁的承载力按钢筋混凝土构件进行截面抗弯和截面抗剪计算。也就是说挑梁的纵筋按截面抗弯计算，挑梁的箍筋按截面抗剪计算。挑梁的设计四、挑梁的构造挑梁设计除应符合现行国家标准混凝土结构设计规范（GB

17、500102010)的有关规定外，尚应满足下列要求：(1)纵向受力钢筋至少应有1/2的钢筋面积且不少于2根12mm的钢筋伸入拖梁端部，其余钢筋伸入拖梁的长度不应小于拖梁长度的2/3；(2)挑梁埋入砌体的长度与挑出长度之比宜大于1.2；当挑梁上无砌体时，埋入长度与挑出长度之比宜大2。例题某住宅中钢筋混凝土阳台挑梁挑梁挑出长度1.6m，埋入砌体墙长度2.0m，挑梁截面尺寸为240mmx300mm。挑梁上部一层墙体净高2.76 m，墙厚240mm，采用MU10烧结普通粘土砖和M5混合砂浆砌筑，墙体自重为5.24 kN/m2。阳台板传给挑梁的荷载标准值为：可变荷載q1k=4.15kN/m,永久荷载g1k=4.85kN/m。阳台边梁传至挑梁的集中荷载标准值为：可变荷载Fk=4.48kN，永久荷载FGK=17.0kN，本层楼面传给埋入段的荷载：可变荷载q2k=5.4kN/m，永久荷载有g2k=12.0kN/m，挑梁自重为g=1.8kN/m。试验算该挑梁的抗倾覆及挑梁下砌体局部受压承载力。 例题一、挑梁的抗倾覆验算1.计算倾覆点该挑梁为弹性挑梁，按下式计算倾覆点故例题一、挑梁的抗倾覆验算2.倾覆力矩计算A）由可变荷载控制的组合B）由永久荷载控制的组合故取倾覆力矩为例题一、挑梁的抗倾覆验算3.抗倾覆验算抗倾覆安全例