砌体结构课件-4墙梁、挑梁及过梁的设计.ppt

第四章墙梁、挑梁及过梁的设计第四章墙梁、挑梁及过梁的设计第一节第一节墙梁墙梁第二节第二节挑梁挑梁第三节第三节过梁过梁第一节第一节墙梁墙梁 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托上，而且作为结构的一部分与托 梁共同工作，这种由梁共同工作，这种由钢筋混凝土钢筋混凝土 托梁和梁上计算高度范围内的砌托梁和梁上计算高度范围内的砌 体墙组成的组合构件，称为体墙组成的组合构件，称为墙梁墙梁1、墙梁适用于：、墙梁适用于：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l2、分类、分类l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l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框支墙梁；墙梁；l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、墙梁的受力特点和破坏形态一、墙梁的受力特点和破坏形态l1、无洞口简支墙梁的有限元分析、无洞口简支墙梁的有限元分析（托梁偏心受（托梁偏心受拉、墙体大部分受压）拉、墙体大部分受压）l无洞口简支墙无洞口简支墙梁应力图（弹梁应力图（弹性计算结果）性计算结果）l(a)正应力；正应力；l(b)剪应力；剪应力；l(c)主应力轨主应力轨迹线；迹线；abc 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）(a)轴力图；(b)弯矩图；(c)剪力图； 2、有洞口简支墙梁有限元、有洞口简支墙梁有限元计算分析计算分析l跨中开洞简支墙梁的弹性跨中开洞简支墙梁的弹性计算结果计算结果l(a)截面应力图；截面应力图；l(b)主应力轨迹线；主应力轨迹线；l(c)组合拱受力体系；组合拱受力体系；l竖向荷载下有洞口简支墙梁托梁内力分布图（弹性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）计算结果）(a)轴力图；轴力图；(b)弯矩图；弯矩图；(c)剪力图；剪力图；3 3、简支墙梁的破坏形态简支墙梁的破坏形态（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：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，支座处托梁纵筋锚固长度不足，支座处托梁或砌体的局部受压破坏或砌体的局部受压破坏构造措施构造措施4 4、框支墙梁的破坏形态、框支墙梁的破坏形态（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5 5、连续墙梁的破坏形态、连续墙梁的破坏形态（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l两跨连续墙梁的破坏（试验结果）两跨连续墙梁的破坏（试验结果）二、墙梁的一般规定二、墙梁的一般规定( (如图所示如图所示) )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181812121/31/31/151/150.80.8lh hw w-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；lL Loioi-墙梁计算跨度；墙梁计算跨度； b bh h-洞口宽度；洞口宽度；lh 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：注：l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，带阁楼的的高度，带阁楼的坡屋面应算到山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宜小不宜小于于oioi，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；l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、墙梁的计算三、墙梁的计算1 1、计算内容与计算简图、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各计算参数说明：说明：l墙梁计算跨度墙梁计算跨度LO(LOi)，对简支墙梁和连续墙梁取，对简支墙梁和连续墙梁取nni)或或Lc(Lci)两者的较小值；两者的较小值；Ln(Lni)为净跨，为净跨，Lc(Lci)为支座中心线距离对框支墙梁，取框架柱为支座中心线距离对框支墙梁，取框架柱中心线间的距离中心线间的距离Lc(Lci)；l墙体计算高度墙体计算高度hw，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梁，对连续墙梁和多跨框支墙梁，LO取各跨的平均值取各跨的平均值)；各计算参数各计算参数说明：说明：l墙梁跨中截面计算高度墙梁跨中截面计算高度H0，取，取H0hwb；l翼墙计算宽度翼墙计算宽度bf，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3.5h(h为墙体厚度为墙体厚度)和和L0/6；l框架柱计算高度框架柱计算高度Hc，取，取HcHcnb；Hcn为框架柱的为框架柱的净高，取基础顶面至托梁底面的距离。

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 2、墙梁荷载计算、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A A：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取托梁自重及本层楼取托梁自重及本层楼盖的恒荷载和活荷载盖的恒荷载和活荷载B: B: 墙梁顶面的荷载设计值墙梁顶面的荷载设计值Q Q2 2取托梁以上各层墙体自重、取托梁以上各层墙体自重、墙梁顶面以上各层楼（屋）盖的恒荷载和活荷载；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似化为均布荷载。

集中荷载可沿作用的跨度近似化为均布荷载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Q Q2 2取托梁自重及托梁以上墙体自取托梁自重及托梁以上墙体自重如前图示）（如前图示）施工阶段托梁上的荷载：施工阶段托梁上的荷载：A A：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B B：本层楼盖的施工荷载：本层楼盖的施工荷载C C：墙体自重可取高度为：墙体自重可取高度为l l0max0max/3/3的墙体自重（的墙体自重（l l0max0max为各为各计算跨度的最大值），开洞时应按洞顶以下实际分计算跨度的最大值），开洞时应按洞顶以下实际分布的墙体自重复核布的墙体自重复核3 3、墙梁的托梁正截面承载力计算、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+MM2iNbtiNM2i/H0对简支墙梁：对简支墙梁：MMb/l0-0.03)M0Nw/l0对连续墙梁和框支墙梁：对连续墙梁和框支墙梁：MNb/l0i-0.08)M0iNw/l0il式中式中:lM1i-荷载设计值荷载设计值Q1、F1作用下的简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；lM2i-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值；连续梁或框架分析的托梁各跨跨中弯矩中的最大值；lM-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；简支墙梁按公式计算，但对自承重简支墙梁应乘以；简支墙梁中的中的hb/l01/6时，取时，取hb/l01/6；连续墙梁和框支；连续墙梁和框支墙梁中的墙梁中的hb/l01/7时，取时，取hb/l01/7；MbiM1i+MM2iNbtiNM2i/H0简支墙梁：简支墙梁：MMb/l0-0.03);M0;Nw/l0连续墙梁：连续墙梁：MNb/l0i-0.08);M0i;Nw/l0il式中式中:lN-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；式中，按公式计算，但对自承重简支墙梁应乘以；式中，当当hw/l0i1时，取时，取hw/l0i1；lM-洞口对托梁弯矩的影响系数，对无洞口墙梁洞口对托梁弯矩的影响系数，对无洞口墙梁取，对有洞口墙梁可按公式计算；取，对有洞口墙梁可按公式计算；lai-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ai0i时，时，取取ai0i。

MbiM1i+MM2iNbtiNM2i/H0简支墙梁：简支墙梁：MMb/l0-0.03);M0;Nw/l0连续墙梁：连续墙梁：MNb/l0i-0.08);M0i;Nw/l0i(2)托梁支座截面托梁支座截面l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Mbj可按下可按下列公式计算：列公式计算：lMbjM1j+MM2jlMi/l0il式中式中lM1j-荷载设计值荷载设计值Q1、F1作用下按连续梁或框架作用下按连续梁或框架分析的托梁支座弯矩；分析的托梁支座弯矩；lM2j-荷载设计值荷载设计值Q2作用下按连续梁或框架分析作用下按连续梁或框架分析的托梁支座弯矩；的托梁支座弯矩；lM-考虑组合作用的托梁支座弯矩系数，无洞考虑组合作用的托梁支座弯矩系数，无洞口墙梁取，有洞口墙梁可按公式计算，当支座两边口墙梁取，有洞口墙梁可按公式计算，当支座两边的墙体均有洞口时，的墙体均有洞口时，ai取较小值取较小值4 4、墙梁的托梁斜截面受剪承载力计算、墙梁的托梁斜截面受剪承载力计算l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，箍筋较少时才先于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。

墙体发生剪切破坏l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+VV2jVbjV1j+VV2j5 5、墙梁的墙体受剪承载力计算、墙梁的墙体受剪承载力计算l墙梁的墙体剪切破坏发生于墙梁的墙体剪切破坏发生于hWlo0.80，托，托梁较强，砌体相对较弱的情况下当梁较强，砌体相对较弱的情况下当hWlo0.40时发生承载力较低的斜拉破坏，否则，将发时发生承载力较低的斜拉破坏，否则，将发生斜压破坏生斜压破坏l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:lV212(0.2+hb/l0i+ht/l0i)fhhwV212(0.2+hb/l0i+ht/l0i)fhhw6 6、托梁支座上部砌体局部受压承载力计算、托梁支座上部砌体局部受压承载力计算l试验表明，当试验表明，当hWl00.80，。