砌体结构墙梁

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1、第五章墙梁、挑梁及过梁的设计v第一节第一节 墙梁墙梁v第二节第二节 挑梁挑梁 v第三节第三节 过梁过梁v第四节第四节 计算例题计算例题第一节墙梁第一节墙梁 目的：熟悉墙梁的受力特点与破坏特征，掌握墙目的：熟悉墙梁的受力特点与破坏特征，掌握墙梁设计总则及构造要求。梁设计总则及构造要求。定义：定义： 由由钢筋混凝土托梁和梁上钢筋混凝土托梁和梁上计算高度范围内的砌体墙组成计算高度范围内的砌体墙组成的组合构件，称为的组合构件，称为墙梁墙梁。 其中其中墙体不仅作为荷载作用在托梁墙体不仅作为荷载作用在托梁上，而且作为结构的一部分与上，而且作为结构的一部分与托梁共同工作。托梁共同工作。v1、墙梁适用于：、墙

2、梁适用于： 商店住宅、车库住宅、小型生产车间商店住宅、车库住宅、小型生产车间v2、墙梁墙梁分类分类按受荷性质按受荷性质 ： 承重墙梁承重墙梁 自承重墙梁自承重墙梁按结构形式：按结构形式： 简支墙梁简支墙梁 连续墙梁连续墙梁 框支墙框支墙梁；梁；按开洞类型：按开洞类型： 无洞口墙梁无洞口墙梁 有洞口墙梁有洞口墙梁(a) 无洞口简支墙梁； (b) 有洞口双跨框支墙梁； 一、墙梁的受力性能v有关因素：有关因素： 墙梁的受力性能与墙梁的受力性能与支撑情况支撑情况、托梁和墙托梁和墙体的材料体的材料、托梁的高跨比托梁的高跨比、墙体的高跨比墙体的高跨比、墙体墙体上是否开洞上是否开洞、洞口的大小与位置洞口的大

3、小与位置等因素有关。等因素有关。v实验研究及有限元分析表明，墙梁的受力性能类实验研究及有限元分析表明，墙梁的受力性能类似于钢筋混凝土似于钢筋混凝土深梁深梁。 （深梁：跨度与截面高度之比（深梁：跨度与截面高度之比Lh2 ，受力后，受力后截面上弹性弯曲应力不再保持为线性分布的梁。）截面上弹性弯曲应力不再保持为线性分布的梁。）1、无洞口简支墙梁(a)(a)轴力图轴力图 (b)(b)弯矩图弯矩图 (c)(c)剪力图剪力图 竖向荷载下无洞口简支墙梁托梁内力分布图竖向荷载下无洞口简支墙梁托梁内力分布图（弹性计算结果）（弹性计算结果）v无洞口简支无洞口简支 墙梁应力图墙梁应力图（弹性计算（弹性计算 结果）结

4、果）(a) 正应力；正应力； （a）(b) 剪应力；剪应力； （b）v由此可见，对于无洞口墙梁，墙梁顶部荷载由墙由此可见，对于无洞口墙梁，墙梁顶部荷载由墙体的内拱作用和托梁的拉杆作用共同承受，即墙体的内拱作用和托梁的拉杆作用共同承受，即墙体以受压为主，托梁则处于小偏心受拉状态。体以受压为主，托梁则处于小偏心受拉状态。破坏形态2、有洞口简支墙梁v对于有洞口墙梁，洞口的位置对墙梁的应力分布对于有洞口墙梁，洞口的位置对墙梁的应力分布和破坏形态影响较大。和破坏形态影响较大。 （1）洞口居中布置：受力性能和破坏形态类都）洞口居中布置：受力性能和破坏形态类都似于无洞口墙梁；似于无洞口墙梁； （2）洞口靠近

5、支座布置：托梁处于大偏心受拉）洞口靠近支座布置：托梁处于大偏心受拉状态。状态。(a)轴力图轴力图 (b)弯矩图弯矩图 (c) 剪剪力图力图 竖向荷载下有洞口简支墙梁托梁内力分布图竖向荷载下有洞口简支墙梁托梁内力分布图（弹性计算结果）（弹性计算结果）破坏形态 （1）弯曲破坏）弯曲破坏 （2）剪切破坏）剪切破坏 （3）局部受压破坏）局部受压破坏3、连续墙梁v定义：连续墙梁是由钢筋混凝土托梁和支撑于连定义：连续墙梁是由钢筋混凝土托梁和支撑于连续托梁上的计算高度范围内的墙体组成的组合构续托梁上的计算高度范围内的墙体组成的组合构件。件。v构造要求：墙梁顶面出应设置圈梁，并宜在墙梁构造要求：墙梁顶面出应设

6、置圈梁，并宜在墙梁上拉通从而形成连续墙梁的顶梁。上拉通从而形成连续墙梁的顶梁。破坏形态（1 1）、斜拉破坏）、斜拉破坏（2 2）、斜压破坏）、斜压破坏（3 3）、剪压局压破坏）、剪压局压破坏4、框支墙梁v定义：框支墙梁是由钢筋混凝土框架和砌筑在框定义：框支墙梁是由钢筋混凝土框架和砌筑在框架上的计算高度范围内的墙体组成的组合构件。架上的计算高度范围内的墙体组成的组合构件。破坏形态（1 1）弯曲破坏）弯曲破坏（2 2）剪切破坏）剪切破坏（3 3）弯剪破坏）弯剪破坏（4 4）局压破坏）局压破坏总结：墙梁的破坏形态（1 1）弯曲破坏）弯曲破坏（2 2）剪切破坏：斜拉破坏和斜压破坏、劈裂破坏）剪切破坏：

7、斜拉破坏和斜压破坏、劈裂破坏（3 3）局压破坏）局压破坏: : 纵筋锚固长度不足，支座处托梁或纵筋锚固长度不足，支座处托梁或砌体的局部受压破坏砌体的局部受压破坏二、墙梁的一般规定墙梁类别墙梁类别墙体墙体总高总高度度(m)(m)跨度跨度(m)(m)墙高墙高h hw w/L/Loioi托梁高托梁高h hb b/L/Loioi洞宽洞宽b bh h/L/Loioi洞高洞高h hh h承重墙梁承重墙梁1818990.40.41/101/100.30.35hw/65hw/6且且hw-hhw-hh h0.4m0.4m自承重墙梁自承重墙梁181812121/31/31/151/150.80.8 h hw w-

8、墙体计算高度；墙体计算高度； h hb b-托梁截面高度；托梁截面高度； L Loioi-墙梁计算跨度；墙梁计算跨度； b bh h-洞口宽度；洞口宽度； h hh h-洞口高度，对窗洞取洞顶至托梁顶面距离。洞口高度，对窗洞取洞顶至托梁顶面距离。 注： 采用混凝土小型砌块砌体的墙梁可参照使用；采用混凝土小型砌块砌体的墙梁可参照使用；墙体总高度指托梁墙体总高度指托梁顶面顶面到到檐口檐口的高度，带阁楼的高度，带阁楼的坡屋面应算到山的坡屋面应算到山尖墙尖墙1/21/2高度处高度处；对自承重墙梁，洞口至边支座中心的距离对自承重墙梁，洞口至边支座中心的距离不不应应小于小于0.10.15 5LoiLoi，

9、距中支座距中支座不应小于不应小于0.070.07 Loi Loi ，门窗洞上口至墙顶的距离门窗洞上口至墙顶的距离不应小于不应小于0.0.4 4m m； 计算高度范围内一般每跨仅允许设置一个洞口，计算高度范围内一般每跨仅允许设置一个洞口，各层洞口宜设置在相同位置，上下层宜对齐；各层洞口宜设置在相同位置，上下层宜对齐；三、墙梁的计算1、计算内容与计算简图（1 1）、墙梁的计算简图）、墙梁的计算简图各计算参数 说明： 墙梁计算跨度墙梁计算跨度L LO O(L(LOiOi) )：对简支墙梁和连续墙梁取对简支墙梁和连续墙梁取1.1Ln(1.1Lni)或或Lc(Lci)两者的较小值；两者的较小值；Ln(L

10、ni)为净跨，为净跨，Lc(Lci)为支座中心线距离。对框支墙梁，为支座中心线距离。对框支墙梁，取框架柱中心线间的距离取框架柱中心线间的距离Lc(Lci)； 墙体计算高度墙体计算高度h hw w：取托梁顶面上一层墙体高度，当取托梁顶面上一层墙体高度，当hwLO时，取时，取hwLO(对连续墙梁和多跨框支墙对连续墙梁和多跨框支墙梁，梁，LO取各跨的平均值取各跨的平均值)；各计算参数 说明： 墙梁跨中截面计算高度墙梁跨中截面计算高度H Ho o :取取H0hw+0.5hb； 翼墙计算宽度翼墙计算宽度b bf f :取窗间墙宽度或横墙间距的取窗间墙宽度或横墙间距的2/3，且每边不大于且每边不大于3.5

11、h(h为墙体厚度为墙体厚度)和和L0/6； 框架柱计算高度框架柱计算高度HcHc :取取HcHcn+0.5hb；Hcn为框为框架柱的净高，取基础顶面至托梁底面的距离。架柱的净高，取基础顶面至托梁底面的距离。 （2 2）、墙梁的计算内容）、墙梁的计算内容考虑托梁与墙体的组合作用，墙梁应分别进行：考虑托梁与墙体的组合作用，墙梁应分别进行： a a、使用使用阶段阶段正截面正截面受弯承载力受弯承载力; ; b b、使用使用阶段阶段斜截面斜截面受剪承载力受剪承载力; ; c c、使用使用阶段托梁支座上部砌体阶段托梁支座上部砌体局部受压局部受压承载力承载力计算计算; ; d d、施工施工阶段托梁承载力验算

12、。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。压承载力。2、墙梁荷载计算使用阶段墙梁上的荷载：使用阶段墙梁上的荷载：（1 1）承重墙梁）承重墙梁 1) 1)：托梁顶面的荷载设计值：托梁顶面的荷载设计值Q Q1 1、F F1 1取托梁自重及本取托梁自重及本层楼盖的恒荷载和活荷载。层楼盖的恒荷载和活荷载。 2) 2): : 墙梁顶面的荷载设计值墙梁顶面的荷载设计值Q Q2 2取托梁以上各层墙取托梁以上各层墙体自重、墙梁顶面以上各层楼（屋）盖的恒荷载和体自重、墙梁顶面以上各层楼（屋）盖的恒荷载和活荷载；集中荷载可沿作用的跨度近

13、似化为均布荷活荷载；集中荷载可沿作用的跨度近似化为均布荷载。载。（2 2）自承重墙梁）自承重墙梁 墙梁顶面的荷载设计值墙梁顶面的荷载设计值Q2Q2取托梁自重及托梁以上取托梁自重及托梁以上墙体自重。墙体自重。（如前图示）（如前图示）施工阶段托梁上的荷载：施工阶段托梁上的荷载：1)1)：托梁自重及本层楼盖的恒荷载：托梁自重及本层楼盖的恒荷载2)2)：本层楼盖的施工荷载：本层楼盖的施工荷载3)3)：墙体自重可取为：墙体自重可取为l0max/3l0max/3的墙体自重的墙体自重（l0maxl0max为各计算跨度的最大值），开洞时应为各计算跨度的最大值），开洞时应按洞顶以下实际分布的墙体自重复核。按洞顶

14、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 （1） 托梁跨中截面托梁跨中截面应按钢筋混凝土应按钢筋混凝土偏心受拉构件偏心受拉构件计算，其弯矩计算，其弯矩Mbi及轴及轴心拉力心拉力Nbti可按下列公式计算：可按下列公式计算： MbiM1i+MM2i NbtiNM2i/H0对简支墙梁：对简支墙梁：MM(1.7hb/l0 -0.03) M4.5-10a/l0 N0.44+2.1hw/l0 对连续墙梁和框支墙梁：对连续墙梁和框支墙梁：MN(2.7hb/l0i -0.08) M3.8-8a/l0i N0.8+2.6hw/l0i 式中式中: M1i-荷载设计值荷载设计值Q1、F1作用下的简

15、支梁跨中弯矩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；或按连续梁或框架分析的托梁各跨跨中最大弯矩； M2i-荷载设计值荷载设计值Q2作用下的简支梁跨中弯矩或按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弯矩中的最大连续梁或框架分析的托梁各跨跨中弯矩中的最大值；值； M-考虑墙梁组合作用的托梁跨中弯矩系数，可考虑墙梁组合作用的托梁跨中弯矩系数，可按公式计算，但对自承重简支墙梁应乘以按公式计算，但对自承重简支墙梁应乘以0.8；简支；简支墙梁中的墙梁中的hb/l01/6时，取时，取hb/l0 1/6；连续墙；连续墙梁和框支墙梁中的梁和框支墙梁中的hb/l0 1/7

16、时，取时，取hb/l0 1/7；MbiM1i+MM2i NbtiNM2i/H0简支墙梁：简支墙梁：MM(1.7hb/l0 -0.03) ; M4.5-10a/l0 ; N0.44+2.1hw/l0 连续墙梁：连续墙梁：MN(2.7hb/l0i -0.08) ; M3.8-8a/l0i ; N0.8+2.6hw/l0i 式中式中: N-考虑墙梁组合作用的托梁跨中轴力系数，可考虑墙梁组合作用的托梁跨中轴力系数，可按公式计算，但对自承重简支墙梁应乘以按公式计算，但对自承重简支墙梁应乘以0.8；式；式中，当中，当hw/l0i1时，取时，取hw/l0i 1； M-洞口对托梁弯矩的影响系数，对无洞口墙梁洞

17、口对托梁弯矩的影响系数，对无洞口墙梁取取1.0，对有洞口墙梁可按公式计算；，对有洞口墙梁可按公式计算； ai-洞口边至墙梁最近支座的距离，当洞口边至墙梁最近支座的距离，当ai0.35l0i时，取时，取ai0.35l0i。MbiM1i+MM2i NbtiNM2i/H0简支墙梁：简支墙梁：MM(1.7hb/l0 -0.03) ; M4.5-10a/l0 ; N0.44+2.1hw/l0 连续墙梁：连续墙梁：MN(2.7hb/l0i -0.08) ; M3.8-8a/l0i ; N0.8+2.6hw/l0i (2)托梁支座截面 应按钢筋混凝土应按钢筋混凝土受弯构件受弯构件计算，其弯矩计算，其弯矩Mb

18、j可按下可按下列公式计算：列公式计算： MbjM1j+MM2j M0.75-ai/l0i 式中式中 M1j-荷载设计值荷载设计值Q1、F1作用下按连续梁或框架分作用下按连续梁或框架分析的托梁支座弯矩；析的托梁支座弯矩； M2j-荷载设计值荷载设计值Q2作用下按连续梁或框架分析的作用下按连续梁或框架分析的托梁支座弯矩；托梁支座弯矩； M-考虑组合作用的托梁支座弯矩系数，无洞口墙考虑组合作用的托梁支座弯矩系数，无洞口墙梁取梁取0.4，有洞口墙梁可按公式计算，当支座两边的，有洞口墙梁可按公式计算，当支座两边的墙体均有洞口时，墙体均有洞口时，ai取较小值。取较小值。4、墙梁的托梁斜截面受剪承载力计算v

19、托梁的剪切破坏一般都发生在墙体剪切破坏之后，托梁的剪切破坏一般都发生在墙体剪切破坏之后，仅当托梁混凝土强度等级较低，箍筋较少时才先仅当托梁混凝土强度等级较低，箍筋较少时才先于墙体发生剪切破坏。于墙体发生剪切破坏。v应按钢筋混凝土受弯构件计算，其剪力应按钢筋混凝土受弯构件计算，其剪力Vbj可按下可按下式计算：式计算： VbjV1j+VV2j VbjV1j+VV2j 5、墙梁的墙体受剪承载力计算v墙梁的墙体剪切破坏发生于墙梁的墙体剪切破坏发生于hWlo0.750.80 ，托梁较强，砌体相对较弱的情况下。当，托梁较强，砌体相对较弱的情况下。当hWlo0.350.40 时发生承载力较低的斜拉时发生承载

20、力较低的斜拉破坏，否则，将发生斜压破坏。破坏，否则，将发生斜压破坏。 v墙梁的墙体受剪承载力，应按下列公式计算墙梁的墙体受剪承载力，应按下列公式计算: V212(0.2+hb/l0i +ht/l0i )fhhw V212(0.2+hb/l0i +ht/l0i )fhhw6、托梁支座上部砌体局部受压承载力计算v试验表明，当试验表明，当hWl00.750.80 ，且无翼墙，且无翼墙，砌体强度较低时，易发生托梁支座上方因竖向正砌体强度较低时，易发生托梁支座上方因竖向正应力集中而引起的砌体局部受压破坏。应力集中而引起的砌体局部受压破坏。v为保证砌体局部受压承载力，托梁支座上部砌体为保证砌体局部受压承载

21、力，托梁支座上部砌体局部受压承载力应按下列公式计算局部受压承载力应按下列公式计算 Q2 fh =0.25+0.08bf/h 式中式中为局压系数，当为局压系数，当0.81，取，取=0.81 当当bf/h5或墙梁支座处设置上、下贯通的落地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受压承载力构造柱时可不验算局部受压承载力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。除应限墙梁是在托梁上砌筑墙体而逐渐形成的。除应限制计算高度范围内墙体每天的可砌高度，严格进制计算高度范围内墙体每天的可砌高度，严格进行施工质量控制外，尚应进行托梁在施工荷载作行施工质量控制外，尚应进行托梁在

22、施工荷载作用下的承载力验算，以确保施工安全。用下的承载力验算，以确保施工安全。 梁应按混凝土受弯构件进行施工阶段的受弯、受梁应按混凝土受弯构件进行施工阶段的受弯、受剪承载力验算，作用在托梁上的荷载可按剪承载力验算，作用在托梁上的荷载可按前述规前述规定定采用。采用。四、墙梁的构造要求 墙梁除应符合本规范和现行国家标准墙梁除应符合本规范和现行国家标准混凝土结构设计混凝土结构设计规范规范GB50010的有关构造规定外，尚应符合下列构的有关构造规定外，尚应符合下列构造要求：造要求： 1、材料、材料 1)托梁的混凝土强度等级不应低于托梁的混凝土强度等级不应低于C30； 2)纵向钢筋宜采用纵向钢筋宜采用H

23、RB335、HRB400或或RRB400级钢筋；级钢筋； 3)承重墙梁的块体强度等级不应低于承重墙梁的块体强度等级不应低于MU10，计算高，计算高度范围内墙体的砂浆强度等级不应低于度范围内墙体的砂浆强度等级不应低于M10。 (前图所示前图所示)四、墙梁的构造要求 2、墙体、墙体 1)框支墙梁的上部砌体房屋，以及设有承重的简支框支墙梁的上部砌体房屋，以及设有承重的简支墙梁或连续墙梁的房屋，应满足刚性方案房屋的要求；墙梁或连续墙梁的房屋，应满足刚性方案房屋的要求； 2)墙梁的计算高度范围内的墙体厚度，对砖砌体不墙梁的计算高度范围内的墙体厚度，对砖砌体不应小于应小于240mm，对混凝土小型砌块砌体不

24、应小于，对混凝土小型砌块砌体不应小于190mm； 3)墙梁洞口上方应设置混凝土过梁，其支承长度不墙梁洞口上方应设置混凝土过梁，其支承长度不应小于应小于240mm；洞口范围内不应施加集中荷载；洞口范围内不应施加集中荷载； (前图所示前图所示) 2、墙体(前图所示) v4)承重墙梁的支座处应设置落地翼墙，翼墙厚度，承重墙梁的支座处应设置落地翼墙，翼墙厚度，对砖砌体不应小于对砖砌体不应小于240mm，对混凝土砌块砌体不，对混凝土砌块砌体不应小于应小于190mm，翼墙宽度不应小于墙梁墙体厚度，翼墙宽度不应小于墙梁墙体厚度的的3倍，并与墙梁墙体同时砌筑。当不能设置翼墙倍，并与墙梁墙体同时砌筑。当不能设置

25、翼墙时，应设置落地且上、下贯通的构造柱；时，应设置落地且上、下贯通的构造柱；v5)当墙梁墙体在靠近支座当墙梁墙体在靠近支座1/3跨度范围内开洞时，跨度范围内开洞时，支座处应设置落地且上、下贯通的构造柱，并应与支座处应设置落地且上、下贯通的构造柱，并应与每层圈梁连接；每层圈梁连接；v6)墙梁计算高度范围内的墙体，每天可砌高度不应墙梁计算高度范围内的墙体，每天可砌高度不应超过超过1.5m，否则，应加设临时支撑。，否则，应加设临时支撑。3、托梁(前图所示) v1)有墙梁的房屋的托梁两边各一个开间及相邻开间处有墙梁的房屋的托梁两边各一个开间及相邻开间处应采用现浇混凝土楼盖，楼板厚度不宜小于应采用现浇混

26、凝土楼盖，楼板厚度不宜小于120mm120mm，当，当楼板厚度大于楼板厚度大于150mm150mm时，宜采用双层双向钢筋网，楼板时，宜采用双层双向钢筋网，楼板上应少开洞，洞口尺寸大于上应少开洞，洞口尺寸大于800mm800mm时应设洞边梁；时应设洞边梁；v2)托梁每跨底部的纵向受力钢筋应通长设置，不得在托梁每跨底部的纵向受力钢筋应通长设置，不得在跨中段弯起或截断。钢筋接长应采用机械连接或焊接；跨中段弯起或截断。钢筋接长应采用机械连接或焊接；v3)墙梁的托梁跨中截面纵向受力钢筋总配筋率不应小墙梁的托梁跨中截面纵向受力钢筋总配筋率不应小于于0.6%0.6%；3、托梁(前图所示)v4)托梁距边支座边

27、托梁距边支座边l0/4范围内，上部纵向钢筋面积范围内，上部纵向钢筋面积不应小于跨中下部纵向钢筋面积的不应小于跨中下部纵向钢筋面积的1/3。连续墙梁或。连续墙梁或多跨框支墙梁的托梁中支座上部附加纵向钢筋从支座多跨框支墙梁的托梁中支座上部附加纵向钢筋从支座边算起每边延伸不少于边算起每边延伸不少于l0/4；v5)承重墙梁的托梁在砌体墙、柱上的支承长度不应承重墙梁的托梁在砌体墙、柱上的支承长度不应小于小于350mm。纵向受力钢筋伸入支座应符合受拉钢。纵向受力钢筋伸入支座应符合受拉钢筋的锚固要求；筋的锚固要求；v6)当托梁高度当托梁高度hb500mm时，应沿梁高设置通长时，应沿梁高设置通长水平腰筋，直径不应小于水平腰筋，直径不应小于12mm，间距不应大于，间距不应大于200mm；