砌体结构 第5章

砖砌平拱
跨度不应超过1.2m，用竖砖砌筑部分的 高度不应小于240mm，适用于无振动、地基 的土质较好，不需作抗震设防的地区。
砖砌弧拱
跨度 ln 与矢高 f 相关，当f =l/8~ l/12时最 大跨度l =2.5~3.5m，当f =l/5~ l/6时l =3~4m。 用竖砖砌筑的高度不小于120mm，适用于对 建筑外形有一定艺术要求的建筑物。由于施 工较复杂，目前较少采用。
（3）墙梁的破坏形态
正截面受弯破坏 墙体或托梁受剪破坏 支座上方墙体局部受压破坏
1）墙梁的受弯破坏 托梁配筋较弱时，发生正截面受弯破坏。
2）墙梁的受剪破坏 ①托梁的剪切破坏
当托梁的箍筋不足时，可能发生托梁 斜截面剪切破坏。 （设计不应出现）
②墙体的剪切破坏
当托梁的配筋较强，并且梁端砌体局 部受压承载力得到保证时，一般发生墙体 剪切破坏。
3）墙梁的局部受压破坏 当墙体高跨比较大时(hw/l0>0.7)，墙 梁还可能发生梁端砌体局部受压破坏。
§5.3.3 墙梁的构造要求
墙梁的一般规定
§5.3.4 墙梁的承载力计算


正截面受弯承载力计算
斜截面受剪承载力计算 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计算

过梁与墙梁并无明确的分界定义，主 要差别在于过梁支承于平行的墙体上，且 支承长度较长；一般跨度较小，承受的梁 板荷载较小。当过梁跨度较大或承受较大 梁板荷载时，应按墙梁设计。
抹灰层 楼板传来恒荷载
1）正截面受弯承载力计算
计算跨度 1.05l = 1.05 1.5 = 1.575m n
ln a = 1.5 0.24 = 1.74m l0 = 1.58m
fc = 9.6MPa,
弯矩设计值 M = 1 16.98 1.58 2 = 5.30 kN m 8
※
承重墙梁：除承受托梁和墙体自重外，还承
受相关梁板传来的荷载。(如底层为商店、等 大空间房屋，上层为住宅等小房间的多层房屋)

按支承方式，墙梁可分为简支墙梁、 连续墙梁和框支墙梁等； 按是否开洞，可分为有门窗洞口和无 门窗洞口的墙梁。

§5.3.2 墙梁的研究结果
1.简支墙梁的研究结果 （1）试验研究结果
§5.2.3 过梁上荷载的计算

过梁上墙体的自重 上部梁板传来的荷载
墙体荷载
过梁的净跨
对砖砌体，当过梁以上的墙体高度 hw
ln
应按墙体的均布自重采用；当 hw ln 3 时，应按 高度为ln/3墙体的均布自重采用。
3 时，

对混凝土砌块砌体，当过梁以上的墙体高度 l hw n 时，应按墙体的均布自重采用；当 2 l hw n 时，应按高度为ln/2墙体的均布自重 2 采用。

现浇圈梁的连接构造
§5.2 过梁
过梁是设置在墙体门窗洞口上的构 件，用来承受门窗洞口上部的墙体重量 以及梁、板传来的荷载。
§5.2.1 过梁的形式
过梁的形式有四种： ※ 钢筋砖过梁 ※ 砖砌平拱 ※ 砖砌弧拱 ※ 钢筋混凝土过梁
钢筋砖过梁
砖砌平拱
砖砌弧拱
钢筋混凝土过梁
钢筋砖过梁
过梁跨度不应超过1.5m，过梁底面 砂浆层处的钢筋直径不应小于5mm，间距 不宜小于120mm，钢筋伸入支座砌体内的 长度不宜小于240，砂浆层的厚度不宜小 于30mm，过梁截面计算高度内的砂浆不 宜低于M5。
取 = 1.25、h = 1.0、 = 0
h f Al = 1.0 1.25 1.5 57600 = 108.0kN 12.74kN
满足要求!
§5.3 墙梁
§5.3.1 墙梁概述
由钢筋混凝土梁及砌筑于其上的计算高度 范围内的墙体所组成的组合构件称为墙梁。其 中的钢筋混凝土梁称为托梁。 ※ 自承重墙梁：仅承受托梁自身和其上墙体的自 重。(如单层厂房中承托围护墙体的基础梁、 连系梁等)
体墙中的长度
当挑梁下有构造柱时，按上述计算出的x0 可乘以折减系数0.5采用。
砌体墙中钢筋混凝土挑梁的抗倾覆应按 下式验算：
M 0v M r
挑梁的荷载设计值对计 算倾覆点产生的倾覆力矩
挑梁的抗倾 覆力矩设计值
M r = 0.8Gr (l2 x0 )
挑梁的抗倾覆荷载
为挑梁尾部45扩展角的阴影范围内 本层砌体与楼面恒荷载标准值之和
挑梁下砌体的局部承压验算
挑梁自身的承载力验算

(1) 抗倾覆验算
倾覆点位置、抗倾覆力矩、倾覆力矩 关键是确定倾覆时挑梁绕哪一点转动，此 点称为倾覆点。《规范》规定，挑梁的计算倾 挑梁的 截面高度 覆点至墙外边缘的距离x0： x0 = 0.3hb ，且不大于 0.13l1 当 l1 2.2hb 时， 当l1 2.2hb 时， x0 = 0.13l1 挑梁埋入砌
※ ※ ※
过梁截面采用b×h=240mm×180mm 混凝土强度等级采用C20，钢筋采用HPB300级 过梁的搁置长度为240mm
【解】均布荷载设计值为
过梁上方墙体自重
过梁自重
q = [5.24 (0.6 0.18) 0.24 0.18 25 楼板传来活荷载 0.02 (0.18 2 0.24) 17 6] 1.2 4 1.4 = 16.98kN/m
注意：
a) 对建筑在软弱地基或不均匀地基上的砌
体房屋，还应符合《建筑地基基础设计规
范》 （GB 50007-2011）的有关规定。
b) 地震区房屋圈梁的设置还应符合《建筑
结构抗震设计规范》（GB 50011）的要求。
构造要求：


圈梁应连续设置在墙的同一水平面上，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。 纵横墙交接处的圈梁应有可靠的连接。 钢筋混凝土圈梁的宽度宜与墙厚相同。当墙厚 h≥240mm，其宽度不宜小于2h/3。 圈梁兼作过梁时，过梁部分的钢筋应按计算用 量另行增配。
砌 体 结 构
Masonry Structure
5 过梁、墙梁、挑梁
第5章 过梁、墙梁、挑梁及墙体的构造措施
学习要点：
√了解过梁的分类、构造要求及破坏特征；
√掌握过梁荷载的取值及承载力计算方法； √了解墙梁的分类及破坏特征； √了解挑梁的破坏特征及计算方法； √了解圈梁的作用及构造要求；
√掌握墙体开裂的主要原因及防止墙体开裂的措施。
钢筋混凝土过梁
其支承长度不宜小于240mm。对有较大 振动荷载或有可能产生不均匀沉降的房屋， 应采用钢筋混凝土过梁。
§5.2.2 过梁的破坏形式
◆由于跨中正截面受弯承载力不足而发
生截面受弯破坏； ◆支座截面受剪承载力不足而发生斜截 面受剪破坏； ◆过梁支座端部墙体宽度不够，引起水 平灰缝的受剪承载力不足而发生支座 滑移破坏。
Vmax = V0
挑梁的荷载设计值对计 算倾覆点产生的倾覆力矩
计算斜截面受剪承载力时：
挑梁的荷载设计值在挑梁 墙外边缘处截面产生的剪力
3.挑梁的构造要求
§5.5 墙体构造措施
§5.5.1 防止或减轻墙体开裂的主要措施
受力裂缝—各种荷载直接作用下墙体产生的裂缝。 非受力裂缝—砌体因材料收缩、温湿度变化、地 基不均匀沉降、墙体和门窗洞口布置不当等复 杂因素引起的裂缝，又称变形裂缝（占裂缝的 80%，其中温度裂缝较多）。
2.钢筋砖过梁的承载力计算

受弯验算
钢筋的抗拉 强度设计值
M 0.85h0 f y As
过梁截面的有 效高度h0=h-as
Leabharlann Baidu
受拉钢筋的 截面面积
受剪验算与砖砌平拱相同
3.钢筋混凝土过梁的承载力计算 应按钢筋混凝土受弯构件计算。过 梁的弯矩按简支梁计算，计算跨度取 (ln+a)和1.05ln二者中的较小值，其中a 为过梁在支座上的支承长度。
梁板荷载
对砖和小型砌块砌体，当梁板下的墙体高 度 hw ln 时，应计入梁、板传来的荷载；当 hw ln 时，可不考虑梁、板荷载。
§5.2.4 过梁的承载力计算
1.砖砌平拱的承载力计算
受弯验算
M f tmW
受剪验算 V f bz v
注：1）M 按简支梁并取净跨计算的跨中弯矩设计值； 2）过梁的截面计算高度取底面以上的墙体高度， 但不大于ln/3； 3）ftm取沿齿缝截面的弯曲抗拉强度设计值。
倾覆点
(2)挑梁下砌体局部受压破坏 当挑梁埋入端的砌 体强度较低且埋入段长 度较长，在斜裂缝发展 的同时，挑梁下界面的 水平裂缝也在延伸，使 挑梁下砌体受压区的长 度减小、砌体压应力增 大。若压应力超过砌体 的局部抗压强度，则挑 梁下的砌体将发生局部 受压破坏。
2.挑梁的承载力验算

抗倾覆验算


斜拉破坏：墙体高跨比较小时(hw/l0<0.5)， 墙体在主拉应力作用下产生较平缓的阶梯 形斜拉裂缝，斜拉破坏的承载力较低。

斜压破坏：墙体高跨比较大时(hw/l0>0.5)， 墙体在主压应力作用下沿支座斜上方产生 较陡的斜裂缝，斜裂缝贯穿墙高后，墙梁 破坏。

劈裂破坏：当墙梁承受集中荷载时，可能 产生破坏斜裂缝位于在支座和集中荷载作 用点的连线上的脆性劈裂破坏。
研究结果表明，墙梁在竖向荷载作用 下，墙体大部分受压，托梁主要承受拉力， 由墙体压应力合力与托梁承受的拉力组成 组合深梁，其内力臂远大于普通混凝土浅 梁，使墙梁具有很大的抗弯刚度和很高的 承载力。
（2）墙梁的受力分析结果
无洞口墙梁的内力传递 托梁处于小偏 心受拉状态
有偏洞口墙梁的内力传递 托梁处于大偏 心受拉状态
Gr的作用点至墙 体外缘的距离荷载
(2) 挑梁下砌体的局部受压承载力验算
0.7
N l h f Al
挑梁下的支 承压力，2R 砌体局压强 度提高系数
挑梁下砌体 局部受压面积
1.2bhb
=1.25
=1.5
(3) 挑梁本身的承载力验算 按混凝土受弯构件计算
计算正截面受弯承载力时：
M max = M 0v
2) 斜截面受剪承载力计算
qln 1 V= = 16.98 1.5 = 12.74kN 2 2
f t = 1.10MPa
0.7 f t bh0 = 0.7 1.10 240 145 = 26.8kN 12.74kN
按构造配箍筋
6@200
3) 梁端支承处砌体局压承载力验算
§5.4 挑梁
阳台挑梁、雨篷挑梁、外廊挑梁等 一端嵌入墙内、另 一端悬臂挑出的梁称为 挑梁。其承受挑出于墙 体的阳台等各种荷载， 通过自身受弯、受剪、 受扭将荷载安全可靠地 传递给承重墙体。
1.挑梁的破坏形态
(1)挑梁倾覆破坏 当挑梁埋入端的砌 体强度较高且埋入段长 度较短，则可能在挑梁 尾端处的砌体中产生阶 梯形斜裂缝。发生倾覆 破坏时，挑梁绕其下表 面与砌体外缘交点处稍 向内移的某一点移动。
§5.1 圈梁
在房屋的檐口、窗顶、楼层、吊车 梁顶或基础顶面标高处，沿砌体墙水平 方向设置封闭状的按构造配筋的钢筋混 凝土梁式构件。

增强房屋的空间刚度； 防止地基不均匀沉降对房屋引起的不利影响； 防止较大振动荷载对房屋引起的不利影响。
新规范加强了多层砌体房屋的圈梁设置和 构造，取消了钢筋砖圈梁，且不宜采用预制钢 筋混凝土圈梁。
fy = 270 MPa,
h0 = 180 35 = 145mm
2M = 17mm f cb
2 受压区高度 x = h0 h0
6 5.30 10 2 纵筋面积 A = = = 185mm s f y s h0 0.942 210 145
M
选用 212( As = 226mm 2 )
在验算过梁下砌体局部受压承载力时：


可不考虑上部荷载的影响；
有效支承长度可取过梁的实际支承长度；
应力图形完整系数h =1。
§5.2.5 过梁例题 (examples)
【例7-1】已知某墙窗洞宽ln=1.5m，墙厚240mm， 双面粉刷(2mm厚混合砂浆，容重为17kN/m3), 墙体自重为5.24kN/m2 (包括抹灰)，采用MU10 粘土砖、M5混合砂浆砌筑。在距洞口顶面0.6m 处作用楼板传来的荷载标准值10kN/m，其中活 荷载4kN/m。试设计该钢筋混凝土窗过梁。
f = 1.5MPa a0 = a = 240mm A0 = h(a0 h) = 240 (240 240) = 115200mm 2 Al = 240 240 = 57600mm 2
A0 115200 = 1 0.35 1 = 1 0.35 1 = 1.35 1.25 Al 57600