砌體第5章墻梁過(guò)梁

第5章過(guò)梁、墻梁及挑梁

學(xué)習(xí)要點(diǎn)了解過(guò)梁的分類(lèi)、構(gòu)造要求及破壞特征。掌握過(guò)梁荷載的取值及承載力計(jì)算方法。了解墻梁的的分類(lèi)及破壞特征。了解挑梁的破壞特征及計(jì)算方法。5.1墻梁

由支承墻體的鋼筋混凝土托梁及梁上計(jì)算高度范圍內(nèi)的砌體墻組成的梁式構(gòu)件稱(chēng)為墻梁。墻梁能充分發(fā)揮兩種不同材料（鋼筋混凝土和磚）的性能，具有受力合理、節(jié)約材料、施工方便等優(yōu)點(diǎn)。

自承重墻梁：僅承受托梁和墻體自重。（如單層廠房中承托維護(hù)墻體的基礎(chǔ)梁、連系梁）

承重墻梁：除承受托梁和墻體自重外，還承受樓蓋和屋蓋荷載。（如底層為商店、食堂等大空間，在一層樓蓋處設(shè)置承重墻梁以解決底層大房間、上層小房間的矛盾。）

(a)無(wú)洞口簡(jiǎn)支墻梁；(b)有洞口雙跨框支墻梁；

1、總高度

2、跨度參數(shù)3、墻的高跨比

4、托梁高跨比

5、洞寬與跨度之比

6、洞高試驗(yàn)表明：偏開(kāi)洞口對(duì)墻梁的組合作用的發(fā)揮極為不利，洞口外墻（邊墻）過(guò)小，極易剪壞或被推出破壞。

限制洞距及采取相應(yīng)構(gòu)造措施非常重要對(duì)洞口設(shè)置作為明確的規(guī)定：①洞口個(gè)數(shù)：在計(jì)算高度范圍內(nèi)每跨允許設(shè)置一個(gè)洞口②承重墻梁洞口邊至支座中心的距離a1:

距邊支座≥0.15l0i

距中支座≥0.07l0il0i→墻梁相應(yīng)跨的計(jì)算跨度③自承重墻梁，洞口邊至邊支座中心的距離≥0.1l0i門(mén)窗洞口至墻頂?shù)木嚯x≥0.5m④對(duì)多層房屋的墻梁,各層洞口宜設(shè)置在相同位置上，并且上下對(duì)齊。5.1.1墻梁的受力性能

當(dāng)托梁及其上部墻體達(dá)到一定強(qiáng)度后，托梁和墻體將共同工作。

從應(yīng)力分布圖可知，水平應(yīng)力沿墻體截面大部分受壓（托梁上方一定高度內(nèi)），而托梁截面則全部或大部分受拉。

一、受力特點(diǎn)

對(duì)無(wú)洞口和跨中開(kāi)洞墻梁，主壓應(yīng)力曲線(xiàn)沿拱形指向支座，形成拉桿拱受力體系，使托梁頂面在兩支座附近作用有較大的豎向壓力。一般情況下，托梁處于小偏心受拉狀態(tài)（拉彎構(gòu)件），截面上、下鋼筋全部受拉。

對(duì)偏開(kāi)洞墻梁，由于靠近跨中的洞口邊緣一側(cè)存在較大的壓應(yīng)力，托梁承受較大的彎矩，一般處于大偏心受拉狀態(tài)。二、破壞形態(tài)

1.正截面受彎破壞當(dāng)托梁中配筋較少，砌體強(qiáng)度較高，且墻體高跨比較小時(shí)，首先在跨中部位托梁自下而上出現(xiàn)垂直裂縫，隨著荷載增加，裂縫增多、擴(kuò)展并貫通全截面，其中一條主裂縫上升到墻體，最后由托梁內(nèi)鋼筋屈服導(dǎo)致墻梁破壞。

2.墻體或托梁受剪破壞（1）托梁內(nèi)箍筋配置不足而破壞（設(shè)計(jì)不應(yīng)出現(xiàn)）。（2）當(dāng)托梁配筋足夠，并且梁端砌體局部受壓承載力得到保證時(shí)，一般發(fā)生墻體剪切破壞。斜拉破壞：當(dāng)墻體高跨比較小，由于主拉應(yīng)力作用，產(chǎn)生階梯形斜裂縫而破壞。斜壓破壞：當(dāng)墻體高跨比適中，由于主壓應(yīng)力，在支座上方形成較陡的斜裂縫，墻體破壞。劈裂破壞：集中荷載較大時(shí)，斜裂縫產(chǎn)生在荷載的作用點(diǎn)與支座的連線(xiàn)上，裂縫出現(xiàn)后，迅速貫通墻體，破壞突然。

3.支座上方墻體局壓破壞

由于墻體高跨比較大，在頂部荷載作用下，支座上方砌體豎向壓應(yīng)力高度集中，當(dāng)超過(guò)砌體局部抗壓強(qiáng)度時(shí)，砌體被壓碎。

三、墻梁設(shè)計(jì)

正截面受彎承載力計(jì)算斜截面受剪承載力計(jì)算梁端砌體局部受壓承載力計(jì)算施工階段托梁承載力計(jì)算

自承重墻梁可不驗(yàn)算墻體受剪承載力和砌體局部受壓承載力。（1）計(jì)算內(nèi)容：（2）計(jì)算簡(jiǎn)圖：各計(jì)算參數(shù)圖示

2.荷載計(jì)算：

使用階段的荷載：（1）承重墻梁：

a.托梁頂面荷載設(shè)計(jì)值Q1,F1→分別取托梁自重及本層樓蓋的恒載和活載。

b.墻梁頂面的荷載設(shè)計(jì)值Q2→取托梁上各層墻體自重，墻梁頂面以上各層樓（屋）蓋的恒載和活載集中荷載可沿作用的跨度近似化為均布荷載。（2）自承重墻梁：墻梁頂面的荷載設(shè)計(jì)值取托梁自重及托梁以上墻體自重。施工階段托梁上的荷載：

a.本層樓蓋的施工荷載；

b.托梁自重及本層樓蓋的恒載；

c.墻體自重，可取高度l0max/3為的墻體自重。（l0max為各計(jì)算跨度的最大值），開(kāi)洞時(shí)尚應(yīng)按洞頂以下實(shí)際分布的墻體自重復(fù)核。3.墻梁的托梁正截面承載力計(jì)算：在墻梁頂面荷載作用下，墻梁如同組合深梁一樣受彎，這時(shí)，托梁則為偏心受拉構(gòu)件。托梁跨中截面承受的拉力和彎矩，可由最大彎矩截面Ⅰ-Ⅰ（圖5.10）的平衡條件求得。（5.2）

（5.3）式中：M1i---荷載設(shè)計(jì)值Q1,F1,作用下的簡(jiǎn)支梁跨中M或按連續(xù)梁或框架分析的托梁各跨跨中最大彎矩。

M2i---荷載設(shè)計(jì)值Q2作用下的簡(jiǎn)支梁跨中M或按連續(xù)梁或框架分析的托梁各跨跨中的最大彎矩

---考慮墻梁組合作用的托梁跨中M系數(shù)；

---考慮墻梁組合作用的托梁跨中N系數(shù)；對(duì)簡(jiǎn)支梁：（5.4）（5.5）（5.6）對(duì)連續(xù)墻梁和框支墻梁：（5.7）（5.8）（5.9）式中---洞口對(duì)托梁M的影響系數(shù)；

---洞口邊至墻梁最近支座的距離當(dāng)時(shí)，取

計(jì)算時(shí)，對(duì)自承重簡(jiǎn)支梁應(yīng)乘以0.8

公式（5.4）中時(shí)，取公式（5.7）中時(shí)，取

計(jì)算時(shí)，對(duì)自承重簡(jiǎn)支梁應(yīng)乘以0.8，式中當(dāng)時(shí)，取托梁支座截面按R/C受彎構(gòu)件計(jì)算：（5.10）（5.11）式中

M1j---荷載設(shè)計(jì)值Q1,F1作用下，按連續(xù)梁或框架分析的托梁支座M.

---考慮組合作用的托梁支座M系數(shù)。無(wú)洞口墻梁取0.4有洞口墻梁，按公式（5.11）計(jì)算。當(dāng)支座兩邊的墻體均有洞口時(shí)，取較小值。M2j---荷載設(shè)計(jì)值Q2作用下，按連續(xù)梁或框架分析的托梁支座M.4.墻梁的托梁斜截面受剪承載力計(jì)算：

試驗(yàn)表明，托梁的剪切破壞一般都發(fā)生在墻體剪切破壞之后，僅當(dāng)托梁砼強(qiáng)度等級(jí)較低，k筋較少時(shí)，才先于墻體發(fā)生剪切破壞。托梁斜截面受剪承載力應(yīng)按R/C受彎構(gòu)件計(jì)算，其Vbj為：（5.12）式中

V1j---

荷載設(shè)計(jì)值Q1,F1作用下，按連續(xù)梁或框架分析的托梁支座邊剪力或簡(jiǎn)支梁支座邊剪力。

V2j---

荷載設(shè)計(jì)值Q2作用下，按連續(xù)梁或框架分析的托梁支座邊剪力或簡(jiǎn)支梁支座邊剪力。

---

考慮組合作用的托梁V系數(shù)無(wú)洞口的墻梁邊支座0.6，中支座0.7;有洞口的墻梁邊支座0.7，中支座0.8；對(duì)自承重墻梁，無(wú)洞口取0.45,有洞口取0.505.墻梁的墻體受剪承載力計(jì)算：試驗(yàn)表明，墻梁的墻體剪切破壞發(fā)生于hw/l0<0.75～0.80，

托梁較強(qiáng)，砌體相對(duì)較弱的情況下，當(dāng)hw/l0<0.35～0.4時(shí)，發(fā)生承載力較低的斜拉破壞否則，發(fā)生斜壓破壞式中

V2---在荷載設(shè)計(jì)值Q2作用下，墻梁支座邊V的max.---翼墻或構(gòu)造柱影響系數(shù)。對(duì)單層墻梁取1.0，當(dāng)bf/h＝3時(shí)，取1.3

對(duì)多層墻梁當(dāng)bf/h＝7或設(shè)有GE時(shí)，取1.5

當(dāng)3<bf/h<7時(shí)，按直線(xiàn)插入取值

---洞口影響系數(shù)，無(wú)洞口取1.0

有洞口多層0.9單層0.6---墻梁頂面圈梁截面高度。6.托梁支座上部砌體局壓承載力計(jì)算：試驗(yàn)表明，當(dāng)hw/l0>0.75～0.80，且無(wú)翼墻，砌體強(qiáng)度較低時(shí)，易發(fā)生托梁支座上方因豎向正應(yīng)力集中而引起的砌體局壓破壞。為此，要求式中

---max豎向壓應(yīng)力

r---局壓強(qiáng)度提高系數(shù)令為應(yīng)力系數(shù)為局壓系數(shù)則支座上部砌體局壓承載力為（5.14）（5.15）當(dāng)時(shí)，取當(dāng)或墻梁支座處設(shè)有上下貫通的落地GZ時(shí)可不驗(yàn)算局壓承載力7.托梁在施工階段的承載力驗(yàn)算：墻梁是在托梁上砌筑墻體而逐漸形成的，故應(yīng)按R/C受彎構(gòu)件進(jìn)行托梁在施工階段的受彎和受剪承載力驗(yàn)算。四、墻梁的構(gòu)造要求為保證托梁與墻體具有良好的共同工作性能，墻梁除滿(mǎn)足表5.2的一般規(guī)定和承載力計(jì)算外，尚應(yīng)符合如下的構(gòu)造要求。1．材料：①托梁用砼≥C25②托梁用筋宜用HRB335、HRB400或RRB400③承重墻梁用塊材≥MJ10，

計(jì)算高度范圍內(nèi)墻體砂漿≥M7.5

2．墻體：①上部房屋應(yīng)為剛性方案房屋。②磚墻體厚度≥240，砌塊厚度≥190③洞口上設(shè)GL，兩端入墻長(zhǎng)≥240

洞口寬度范圍內(nèi)不應(yīng)施加集中荷載。

④支座處應(yīng)設(shè)落地翼墻，其厚磚≥240

砼砌塊≥190

翼墻寬度≥墻梁厚度的3倍，并與墻梁同時(shí)砌筑，當(dāng)無(wú)翼墻時(shí)，應(yīng)設(shè)GZ落地且上下貫通。⑤當(dāng)墻梁墻體在靠近支座范圍內(nèi)開(kāi)洞時(shí)，支座處應(yīng)設(shè)落地且上下貫通的GZ,并應(yīng)與每層QL連接;

⑥每天可砌高度≤1.5m，否則應(yīng)設(shè)臨時(shí)支撐

3．托梁①其兩邊各一個(gè)開(kāi)間及相鄰開(kāi)間處應(yīng)采用現(xiàn)澆R/C樓蓋，其厚≥120

當(dāng)厚>150時(shí)，宜采用雙層雙向鋼筋網(wǎng)

樓板上少開(kāi)洞，開(kāi)小洞，尺寸≥800時(shí)，應(yīng)設(shè)洞邊梁②托梁每跨底筋應(yīng)通長(zhǎng)設(shè)置。③托梁跨中截面縱向受力筋總配筋率≥0.6％④托梁支座邊范圍內(nèi)，上部筋面積≥跨中下部筋面積，支座附加縱筋應(yīng)入跨中≥⑤承重墻梁的托梁兩端支承長(zhǎng)度≥350

縱向受力筋伸入支座應(yīng)符合受拉筋的錨固長(zhǎng)度要求⑥當(dāng)托梁高度hb≥500時(shí)，應(yīng)沿hb設(shè)置通長(zhǎng)水平腰筋，d≥12，@≤200⑦墻梁偏開(kāi)洞口和兩側(cè)各一個(gè)梁高范圍內(nèi)直至靠近洞口的支座邊的托梁K筋d≥8，@≤1005.2挑梁（cantileverbeam）

陽(yáng)臺(tái)挑梁、雨篷挑梁、外廊挑梁等

挑梁是嵌固在砌體中的懸挑式鋼筋混凝土梁，承受挑出于墻體的陽(yáng)臺(tái)等各種荷載，通過(guò)自身受彎、受剪、受扭將荷載安全可靠地傳遞給承重墻體。

挑梁的一般嵌固方式是埋入墻體內(nèi)一定長(zhǎng)度，該長(zhǎng)度內(nèi)的墻體豎向壓力作用可以平衡挑梁挑出端承受的荷載，使挑梁不致于在挑出荷載作用下發(fā)生傾覆破壞。受力特征及破壞形態(tài)：

彈性工作階段

挑梁和墻體內(nèi)的主應(yīng)力軌跡線(xiàn)

挑梁界面應(yīng)力圖

裂縫發(fā)生階段

破壞階段

傾覆破壞（埋入長(zhǎng)度小，砌體抗壓承載力夠，但傾覆力矩遠(yuǎn)大于抗傾覆力矩——失穩(wěn)破壞）

局壓破壞（埋入長(zhǎng)度大，但砌體抗壓承載力不夠）

挑梁本身破壞（強(qiáng)度、剛度不足)

傾覆點(diǎn)的位置并不在墻體最外邊緣處，而是在挑梁下砌體壓應(yīng)力作用點(diǎn)處與破壞方式相對(duì)應(yīng)的三種計(jì)算分別為：

挑梁抗傾覆驗(yàn)算（傾覆點(diǎn)位置、抗傾覆力矩及傾覆力矩）挑梁下砌體局壓驗(yàn)算

挑梁自身承載力計(jì)算

挑梁設(shè)計(jì)

1.挑梁的抗傾覆驗(yàn)算

——挑梁的荷載設(shè)計(jì)值對(duì)計(jì)算傾覆點(diǎn)產(chǎn)生的傾覆力矩

——計(jì)算傾覆點(diǎn)至墻外邊緣的距離：

當(dāng)時(shí)，且不大于當(dāng)時(shí)，

——挑梁埋入砌體墻中的長(zhǎng)度

——挑梁的截面高度彈性挑梁剛性挑梁

——挑梁的抗傾覆力矩設(shè)計(jì)值

——挑梁的抗傾覆荷載

——合力作用點(diǎn)至墻外邊緣的距離為挑梁尾部45擴(kuò)展角的陰影范圍內(nèi)，本層砌體與樓面恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值之和其水平長(zhǎng)度為Gr2.挑梁下砌體的局壓驗(yàn)算

——挑梁下的支承壓力（可取，為挑梁

的傾覆荷載設(shè)計(jì)值）

——壓應(yīng)力圖形的完整系數(shù)（可取0.7）

——局壓強(qiáng)度提高系數(shù)（見(jiàn)下頁(yè)圖）

——挑梁下砌體局部受壓面積

挑梁寬挑梁高3.挑梁自身承載力計(jì)算（按鋼筋混凝土）

計(jì)算正截面受彎承載力時(shí)最大彎矩設(shè)計(jì)值取為：

計(jì)算斜截面受剪承載力時(shí)最大剪力設(shè)計(jì)值取為：

挑梁的荷載設(shè)計(jì)值對(duì)計(jì)算傾覆點(diǎn)產(chǎn)生的傾覆力矩挑梁的荷載設(shè)計(jì)值在挑梁墻外邊緣處截面產(chǎn)生的剪力5.3過(guò)梁

過(guò)梁是設(shè)置在墻體門(mén)窗洞口上部的梁，以承受洞口以上墻體和樓（屋）蓋傳來(lái)的荷載并將此荷載傳給洞口兩側(cè)的窗間墻。

過(guò)梁門(mén)窗洞口墻體一、過(guò)梁的分類(lèi)及構(gòu)造

磚砌平拱過(guò)梁跨度不宜超過(guò)1.2m，平拱用豎磚砌筑部分的高度不應(yīng)小于240mm，過(guò)梁截面計(jì)算高度內(nèi)的砂漿強(qiáng)度等級(jí)不宜低于M5（Mb5、Ms5）。

適用于無(wú)振動(dòng)、地基的土質(zhì)較好，不需作抗震設(shè)防的地區(qū)。

磚砌弧拱過(guò)梁

跨度與矢高相關(guān)，。

適用于對(duì)建筑外形有一定藝術(shù)要求的建筑物。

鋼筋磚過(guò)梁

在梁底部放置縱向受力鋼筋,直徑不應(yīng)小于5mm，間距不宜大于120mm,并鋪設(shè)厚度不小于30mm的砂漿層。鋼筋伸入支座砌體內(nèi)的長(zhǎng)度不宜小于240mm，過(guò)梁跨度不宜超過(guò)1.5m。

鋼筋混凝土過(guò)梁

對(duì)有較大振動(dòng)荷載或有可能產(chǎn)生不均勻沉降的房屋，應(yīng)采用鋼筋混凝土過(guò)梁。它施工方便，幾乎代替了前幾種類(lèi)型。

二、過(guò)梁上的荷載取值

過(guò)梁既是“梁”，又是墻體的組成部分，過(guò)梁上的墻體在砂漿硬結(jié)后具有一定剛度，可以將過(guò)梁以上的部分荷載直接傳遞給過(guò)梁兩側(cè)的墻體（起拱卸荷作用），從而減輕了過(guò)梁的負(fù)擔(dān)。所以在設(shè)計(jì)過(guò)梁時(shí)，恰當(dāng)?shù)卮_定過(guò)梁所承受的荷載十分必要。（以磚砌體為例）

墻體荷載磚砌體，過(guò)梁以上的墻體高度（為過(guò)梁的凈跨）時(shí)，全部墻體自重作為均布荷載。磚砌體，過(guò)梁以上的墻體高度時(shí)，按墻高自重考慮，其余部分起拱卸荷傳到兩側(cè)墻。

砌塊砌體，過(guò)梁以上的墻體高度（為過(guò)梁的凈跨）時(shí)，全部墻體自重作為均布荷載。砌塊砌體，過(guò)梁以上的墻體高度時(shí)，按墻高自重考慮，其余部分起拱卸荷傳到兩側(cè)墻。

2.梁板荷載

梁板下墻體高度時(shí)，按梁、板傳來(lái)的荷載采用。梁板下墻體高度時(shí)，不考慮梁板荷載，認(rèn)為拱作用卸載。

三、磚砌過(guò)梁的破壞特征

過(guò)梁在豎向荷載作用下，和受彎構(gòu)件相似，上部受壓、下部受拉，截面上產(chǎn)生彎矩和剪力。當(dāng)跨中正截面的拉應(yīng)力超過(guò)砌體的彎曲抗拉強(qiáng)度時(shí)，在跨中截面的受拉區(qū)將出現(xiàn)豎向裂縫；當(dāng)支座截面上的主拉應(yīng)力超過(guò)砌體沿階梯形截面的抗剪強(qiáng)度時(shí)，在靠近支座處將出現(xiàn)接近45o的階梯形裂縫。

由于跨中正截面受彎承載力不足而發(fā)生截面受彎破壞；支座截面受剪