砌体结构第6章 过梁、圈梁、挑梁和墙梁

砌体结构第6章 过梁、圈梁、挑梁和墙梁
教学要求：本章让学生了解圈梁的设置和构 造要求；理解过梁、挑梁、墙梁的受力性能和破 坏形态，并掌握这些构件的承载力计算方法和构 造要求；深刻了解墙体的一般构造要求和防止或 减轻墙体开裂的构造措施。
6.1 过 梁 6.1.1过梁的分类及应用范围
过梁:设置在门窗洞口顶部承受洞口上部一定范围内荷载的梁。 常用的过梁:钢筋混凝土过梁和砖砌过梁。 砖砌过梁按其构造不同为:钢筋砖过梁和砖砌平拱等。
钢筋面积
A s0.8M h 5 0fy
4.8 2160 3.9 5m2m 0.8 5582 570
选用2 6钢筋（as=57mm2）
（3）受剪承载力计算
z2h260040m0m 33
fvbz=0.14×240×400=13440N=13.44kN>V=12.86kN 受剪承载力满足要求。
6.2 圈 梁
圈梁——砌体结构房屋中，在墙体内沿水平方向设置封 闭的钢筋混凝土梁；
檐口圈梁——位于房屋檐口处的圈梁又称为； 地圈梁（基础圈梁）——位于0.000以下基础顶面处设 置的圈梁。
圈梁的作用：
圈梁能够增强房屋的整体性和空间刚度，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。
6.2.1 圈梁的设置
1 挑梁抗倾覆验算
砌体墙中钢筋混凝土挑梁可按下式进行抗倾覆验算：
Mov≤Mr
式中
Mov ——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。
试验表明，挑梁倾覆破坏时其倾覆点并不在墙边，而是 距墙外边缘x0处。
挑梁计算倾覆点至墙外边缘的距离可按下列规定采用：
①当l1≥2.2hb时，可近视采用 x0=0.3hb
解：查表2-14得fv=0.14N/mm2；钢筋的抗拉强度设计值 fy=270N/mm2
（1）内力计算 由于楼板下的墙体高度hw=0.6m<ln=1.5m，故应考虑楼板 传来的荷载。则作用在过梁上的均布荷载设计值为：
q1 .21 .55 .2 4 1 4 1.1 7k4N /m 3
跨中弯矩 支座剪力
490
砂浆强度等级 M5 M7.5 M10 M5
M7.5 M10 M5
M7.5 M10
允许均布荷载 8.18 10.31 11.73 12.61 15.90 18.09 16.70 21.05 23.96
注： ①本表为混合砂浆砌筑的，当用水泥砂浆砌筑时，表中数值乘0.75。 ② 过梁计算高度及h0=l/3范围内不允许开设门窗洞口。
②当l1＜2.2hb时 x0=0.13l1
式中
l1——挑梁埋入砌体墙中的长度（mm）； x0——计算倾覆点至墙外边缘的距离（mm）； hb——挑梁的截面高度（mm）。
注：当挑梁下设有构造柱时，考虑到对抗倾覆的有利作用，计算
倾覆点至墙外边缘的距离可取0.5 x0。
试验表明，由于挑梁与砌体的共同工作，挑梁倾覆时将在其埋入 端角部砌体形成阶梯形斜裂缝。斜裂缝以上的砌体及作用在上面的楼 （屋）盖荷载均可起到抗倾覆作用。斜裂缝与竖轴夹角称为扩散角， 可偏于安全地取45°。
例6-1 已知砖砌平拱过梁净跨ln=1.2m，墙厚240mm， 过梁构造高度为240mm，采用MU15蒸压灰砂普通砖和 M7.5混合砂浆砌筑。求该过梁所能承受的均布荷载设计 值。
解：查表2-14得ftm=0.20N/mm2，fv=0.10N/mm2 平拱过梁计算高度
hln 1.20.4m 33
受弯承载力为 ftm W0.2 01 624400201.2 8160 Nmm 1.2k8N m
置不小于2 10 的通长钢筋。
（3） 建筑在软弱地基或不均匀地基上的砌体房屋， 除按本节规定设置圈梁外，尚应符合国家现行标准《建筑 地基基础设计规范》（GB50007）的有关规定。
6.2.2 圈梁的构造要求
（1）圈梁宜连续 地设在同一水平面上， 并形成封闭状。当圈梁 被门窗洞口截断时，应 在洞口上部增设相同截 面的附加圈梁。
坏
形
③外墙端部因端部墙体宽度不够，引起水平灰缝
式 的受剪承载力不足而发生支座滑动破坏。
（1）砖砌平拱的计算
根据过梁的工作特征和破坏形态，砖砌平拱应进行跨中 正截面的受弯承载力和支座斜截面的受剪承载力计算。
跨中正截面受弯承载力： M ftmW
支座斜截面的受剪承载力： V fVbz
若过梁构造高度hw ≥ ln/3，则可取h= ln/3，并以M=ql2n/8，V=qln/2，
置圈梁一道，檐口标高大于5m时，应适当增设。 ③对有吊车或较大振动设备的单层工业房屋，除在檐口或窗顶标高处
设置现浇钢筋混凝土圈梁外，尚应在吊车梁标高处或其他适当位置增设。
（2） 多层工业与民用建筑应按下列规定设置圈梁
① 住宅、宿舍、办公楼等多层砌体民用房屋，层数为 3~4层时，应在檐口标高处设置圈梁一道，当层数超过4层时， 应在所有纵横墙上隔层设置。
可取0.7；
——砌体局部抗压强度提高系数，对
矩形截面墙段（一字墙），=1.25； 对T形截面墙段（丁字墙）， =1.5；
A l ——挑梁下砌体局部受压面积，可取 A l =1.2bhb，
b为挑梁的截面宽度，hb为挑梁 的截面高度。
3 挑梁承载力计算
挑梁承受的最大弯矩Mmax在接近x0处，最大剪力Vmax在 墙边， 故：
挑梁的抗倾覆力矩设计值计算公式：
M r0.8G r(l2x0)
式中
l2——Gr作用点至墙外边缘的距离； Gr ——挑梁的抗倾覆荷载，为挑梁尾端上部45°扩展角的
阴影范围（其水平长度为 l3）内本层的砌体与楼 面恒荷载标准值之和。
图6-10 挑梁的抗倾覆荷载
l3的取值： ① 无洞口
当l3≤l1时: 取实际扩展的长度
Wb62 hb 5n 2l4 ， Z3 2h9 2ln代入上面两式：
则分别得到按正截面受弯承载力条件和斜截面的受剪 承载力条件求出的允许均布荷载设计值。
跨中正截面受弯承载力：
q
8 54
bftm
支座斜截面的受剪承载力：
q
4 9 bfV
墙厚h（mm）
表 砖砌平拱允许均布荷载设计值（kN/m）
240
370
取q1和q2中的较小值，则q=7.11kN/m
例6-2 已知某墙窗洞口净宽ln=1.5m，洞口上墙高1.0m， 墙厚240mm，采用钢筋砖过梁，用MU10普通砖和M7.5混合 砂浆砌筑，钢筋采用HPB300级。在距洞口顶面600mm处作 用有楼板传来的荷载设计值14kN/m，砖墙自重为5.24kN/m2。 试设计该钢筋砖过梁。
平拱的允许均布荷载设计值 q18fltn 2m W81 .1 2.2 2 87.1k1N /m
内力臂 z2h240026m 7m
33 受剪承载力为
fv b 0 z .1 2 0 4 2 0 6 67 N 4 6 0 .4k 8 0N 8
其允许均布荷载设计值 q22flv nb z2 1 6 ..2 401 8.6 0k8N /m
M qn 2l1.1 7 41.524.8k2N m
8
8
Vqnl1.7 1 41.51.2 8k6N
2
2
（2）受弯承载力计算 由于考虑楼板传来的荷载，故取梁高h为楼板以下的 墙体高度，即取h=600mm。按砂浆层厚度为30mm，则有 as=15mm，从而截面有效高度h0=h-as=600-15=585mm。
6.1.2 过梁上的荷载
墙体荷载 有两种：
墙体荷载和过梁计算高度范围内的梁、板荷载
过梁上荷载的取法： 1 梁、板荷载
砖和砌块砌体：当梁、板下 的墙体高度hw<ln时（ln过梁的净 跨），应计入梁、板传来的荷载。 当梁、板下的墙体高度hw≥ln时， 可不考虑梁、板荷载。
2 墙体荷载
对砖砌体：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，应按高度为 ln/3墙体的均布自重计 算。
当l3>l1时: 取l3=l1
② 有洞口
当洞口在l1之内时: 按无洞口的取值原则
当洞口在l1之外时： 取l3=0
2 挑梁下砌体局部受压承载力验算
挑梁下的砌体局部受压承载力验算公式：
Nl fAl
式中
N l ——挑梁下的支承压力，可取N l =2R，
R为挑梁的倾覆荷载设计值；
——梁端底面压应力图形的完整系数，
② 多层砌体工业房屋，宜每层设置现浇钢筋混凝土圈梁。
③ 设置墙梁的多层砌体房屋应在托梁、墙梁顶面和檐口 标高处设置现浇钢筋混凝土圈梁，其他楼盖处应在所有纵横 墙上每层设置。
④采用现浇钢筋混凝土楼（屋）盖的多层砌体结构房 屋，当层数超过5层时，除在檐口标高处设置一道圈梁外， 可隔层设置圈梁，并与楼（屋）面板一起现浇。未设置圈 梁的楼面板嵌入墙内的长度不应小于120mm，应沿墙长配
圈梁的设置通常根据房屋类型、层数、所受的振动荷载、 地基情况等条件来决定圈梁设置的位置和数量。
（1） 车间、仓库、食堂等空旷的单层房屋应按下列规定 设置圈梁
①砖砌体房屋，檐口标高为5~8m时，应在檐口设置圈梁一道，檐
口标高大于8m时，应适当增设。 ② 砌块及料石砌体房屋，檐口标高为4~5m时，应在檐口标高处设
2 钢筋砖过梁的计算
根据过梁的工作特征和破坏形态，钢筋砖过梁应进行跨 中正截面的受弯承载力和支座斜截面的受剪承载力计算。
根据跨中正截面的平衡条件，取对压力合力点的弯矩和M=0。
受弯承载力计算公式： M0.85h0Asfy
式中 M——按简支计算的跨中弯矩设计值； As——钢筋的抗拉截面面积； ƒy——受拉钢筋的抗拉强度设计值； h0——过梁截面的有效高度，h0=h-as； h——过梁的截面计算高度，取过梁底面以上的墙体高度，但不大