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第 33 章 过梁、墙梁、挑梁的设计

第 33 章 过梁、墙梁、挑梁的设计. 33.1 过梁（ masonry lintel ）. 33.1.1 类型及构造. 33.1.2 荷载 拱作用 一、梁板荷载 二、墙体荷载. 33.1.3 计算 一、按钢筋混凝土受弯构件计算 二、验算局压承载力. 33.2 墙梁. 33.2.1 概述 一、定义 由钢筋混凝土 托梁 和梁上计算高度范围内的 砌体墙 组成的 组合构件 。 二、分类 简支墙梁、连续墙梁和框支墙梁。 承重墙梁、自承重墙梁 无洞口墙梁、有洞口墙梁. 三、计算方法 1 、全荷载法 2 、弹性地基梁法. 3 、过梁法

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第 33 章 过梁、墙梁、挑梁的设计

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Presentation Transcript

  1. 第33章 过梁、墙梁、挑梁的设计 33.1 过梁（masonry lintel） • 33.1.1 类型及构造

  2. 33.1.2 荷载 • 拱作用 • 一、梁板荷载 • 二、墙体荷载

  3. 33.1.3 计算 • 一、按钢筋混凝土受弯构件计算 • 二、验算局压承载力

  4. 33.2 墙梁 • 33.2.1 概述 • 一、定义 • 由钢筋混凝土托梁和梁上计算高度范围内的砌体墙组成的组合构件。 • 二、分类 • 简支墙梁、连续墙梁和框支墙梁。 • 承重墙梁、自承重墙梁 • 无洞口墙梁、有洞口墙梁

  5. 三、计算方法 • 1、全荷载法 • 2、弹性地基梁法 • 3、过梁法 • 4、经验法（如“两墙三板法”） • 5、其他：当量弯矩法，极限力臂法等

  6. 特点： • σx沿墙体截面大部分受压，而托梁截面全部或大部受拉 • σy越接近墙顶越均匀，越接近墙底越向托梁支座处集中，主要是压应力，仅在墙梁中部托梁与墙体交接面上会出现拉应力 • τxy在托梁与墙体交接面上变化较大 • 33.2.2 受力性能及破坏形态 • 一、无洞口简支（单跨框支） • 1、应力状态

  7. 无洞口墙梁在均布荷载作用下可按拉杆拱的受力机构进行分析。无洞口墙梁在均布荷载作用下可按拉杆拱的受力机构进行分析。 • 托梁的正截面处于偏心受拉状态，墙体的正截面处于偏心受压状态，墙体在支座处存在着较大的主拉应力和法向压应力。

  8. 1、无洞口墙梁的破坏形态 • （1）受弯破坏（强墙弱梁） • （2）剪切破坏：斜拉破坏（hw/l0＜0.5，且墙砌体强度较低）；斜压破坏（hw/l0＞0.5，且墙砌体强度较高） ；劈裂破坏（集中荷载） • （3）局压破坏（砌体强度不高，hw/l0＞0.75） • （4）托梁剪切破坏、托梁下支承处砌体局压破坏

  9. 二、有洞口简支（单跨框支） • 开有洞口墙梁的组合作用将受到削弱，特别是洞口靠近支座处影响更大 • 简支墙梁在有洞口处： • 托梁最大弯矩发生在洞口内侧截面处 • 托梁最大轴力发生在靠近跨中截面处 • 托梁最大剪力发生在洞口附近

  10. 三、主要影响因素 • 1、墙体高跨比： hw/l0 • 2、托梁高跨比：hb/l0 • 3、洞口宽跨比：bh/l0 • 4、洞口边距支座中心的距离与跨度之比：a/l0 • 5、顶梁高跨比： ht/l0 • 6、墙体支座处横向钢筋配筋率 • 四、计算模型 • 简支墙梁按“拉杆拱”，托梁按偏拉构件。 • “组合力法”，用全部荷载计算托梁（及相应柱的内力），并将组合后的内力乘以墙梁组合作用的内力系数

  11. 33.3.3 一般规定和计算简图 • 一、计算简图

  12. 1、计算跨度lo(loi)，对简支墙梁和连续墙梁取1.1ln(1.1lni)或lc(lci)两者的较小值；ln(lni)为净跨，lc(lci)为支座中心线距离。对框支墙梁，取框架柱中心线间的距离lc(lci)；1、计算跨度lo(loi)，对简支墙梁和连续墙梁取1.1ln(1.1lni)或lc(lci)两者的较小值；ln(lni)为净跨，lc(lci)为支座中心线距离。对框支墙梁，取框架柱中心线间的距离lc(lci)； • 2、墙体计算高度hw，取托梁顶面上一层墙体高度，当hw＞lo时，取hw＝l0(对连续墙梁和多跨框支墙梁，l0取各跨的平均值)； • 3、墙梁跨中截面计算高度H0，取H0＝hw+0.5hb； • 4、翼墙计算宽度bf，取窗间墙宽度或横墙间距的2/3，且每边不大于3.5h(h为墙体厚度)和lo/6； • 5、框架柱计算高度Hc，取Hc＝Hcn+0.5hb；Hcn为框架柱的净高，取基础顶面至托梁底面的距离；

  13. 二、一般规定 • 墙梁计算高度范围内每跨允许设置一个洞口；对多层房屋的墙梁，各层洞口宜设置在相同位置，并宜上、下对齐。

  14. 三、荷载 • 1、使用阶段 • （1）承重墙梁 • 1）托梁顶面的荷载设计值Q1、F1，取托梁自重及本层楼盖的恒荷载和活荷载； • 2）墙梁顶面的荷载设计值Q2，取托梁以上各层墙体自重，以及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。 • （2）自承重墙梁 • 墙梁顶面的荷载设计值Q2，取托梁自重及托梁以上墙体自重。 • 2、 施工阶段 • 1）托梁自重及本层楼盖的恒荷载； • 2）本层楼盖的施工荷载； • 3）墙体自重，可取高度为l0max/3的墙体自重，开洞时尚应按洞顶以下实际分布的墙体自重复核；l0max为各计算跨度的最大值。

  15. 33.2.4 承载力计算 • 一、计算内容

  16. 二、计算方法 • 1、托梁正截面承载力 • （1）跨中按钢筋混凝土偏拉构件 • 对简支墙梁：

  17. 对连续（多跨框支）墙梁： • 对自承重简支墙梁：对上述αM、ηN计算值乘以0.8

  18. （2）支座按钢筋混凝土受弯构件 • 2、托梁斜截面承载力 • 按钢筋混凝土受弯构件 • βv:无洞口墙梁边支座取0.6，中支座取0.7；有洞口墙梁边支座取0.7，中支座取0.8。对自承重墙梁，无洞口时取0.45，有洞口时取0.5。

  19. ξ1：翼墙或构造柱影响系数，对单层墙梁取1.0，对多层墙梁，当bf/h＝3时取1.3，当bf/h＝7或设置构造柱时取1.5，当3＜bf/h＜7时，按线性插入取值；ξ1：翼墙或构造柱影响系数，对单层墙梁取1.0，对多层墙梁，当bf/h＝3时取1.3，当bf/h＝7或设置构造柱时取1.5，当3＜bf/h＜7时，按线性插入取值； • ξ2：洞口影响系数，无洞口墙梁取1.0，多层有洞口墙梁取0.9，单层有洞口墙梁取0.6 • 4、托梁支座上部砌体局压承载力 • 3、墙体受剪承载力 • ζ：局压系数，当ζ＞0.81时，取ζ＝0.81。  当bf/h≥5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 • 5、托梁施工阶段的受弯、受剪承载力验算 • 按钢筋混凝土受弯构件进行

  20. 33.2.5 构造要求 • 一、 材料1、托梁不应低于C30 • 2、纵向钢筋：HRB335、HRB400或RRB400级 • 3、承重墙梁的块体强度等级不应低于MU10，计算高度范围内墙体的砂浆强度等级不应低于M10 • 二、墙体 • 1、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 • 2、墙梁的计算高度范围内的墙体厚度，对砖砌体不应小于240mm，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，其支承长度不应小于240mm；洞口范围内不应施加集中荷载

  21. 4、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240mm，对混凝土砌块砌体不应小于190mm，翼墙宽度不应小于墙梁墙体厚度的3倍，并与墙梁墙体同时砌筑。当不能设置翼墙时，应设置落地且上、下贯通的构造柱4、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240mm，对混凝土砌块砌体不应小于190mm，翼墙宽度不应小于墙梁墙体厚度的3倍，并与墙梁墙体同时砌筑。当不能设置翼墙时，应设置落地且上、下贯通的构造柱 • 5)当墙梁墙体在靠近支座1/3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，并应与每层圈梁连接 • 6)墙梁计算高度范围内的墙体，每天可砌高度不应超过1.5m，否则，应加设临时支撑 • 三、 托梁 • 1、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120mm，当楼板厚度大于150mm时，宜采用双层双向钢筋网，楼板上应少开洞，洞口尺寸大于800mm时应设洞边梁；

  22. 2、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2、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 • 3、墙梁的托梁跨中截面纵向受力钢筋总配筋率不应小于0.6％ • 4、托梁距边支座边l0/4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1/3。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边算起每边延伸不少于l0/4 • 5、承重墙梁的托梁在砌体墙、柱上的支承长度不应小于350mm。纵向受力钢筋伸入支座应符合受拉钢筋的锚固要求 • 6、当托梁高度hb≥500mm时，应沿梁高设置通长水平腰筋，直径不应小于12mm，间距不应大于200mm • 7、墙梁偏开洞口的宽度及两侧各一个梁高hb范围内直至靠近洞口的支座边的托梁箍筋直径不宜小于8mm，间距不应大于100mm

  23. 33.3 挑梁 • 挑梁 cantilever beam嵌固在砌体中的悬挑式钢筋混凝土梁。一般指房屋中的阳台挑梁、雨蓬挑梁或外廊挑梁 • 33.3.1 受力及破坏形态 • 一、受力阶段 • 1、弹性阶段 • 2、界面水平裂缝发生发展阶段 • 3、破坏阶段 • 埋入端角部墙体上出现斜上方发展的阶梯形斜裂缝 • 二、破坏形态 • 1、倾覆破坏 • 2、局压破坏 • 3、挑梁自身承载力不足或端部变形过大

  24. 33.3.2 设计 • 一、抗倾覆 • 1、MOV≤Mr • 2、计算倾覆点x0的位置 • 当l1≥2.2hb，柔性挑梁。x0＝0.3hb ，且x0≤0.13l1 • 当l1＜2.2hb，刚性挑梁。x0＝0.13l1 • 当挑梁下有钢筋混凝土构造柱时，取0.5x

  25. 3、抗倾覆荷载范围 • Mr＝0.8Gr(l2- x0) • 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l3 ≤0.13l1)内本层的砌体与楼面恒荷载标准值之和

  26. 二、局压验算 • Nl≤ηγfAl • Nl：挑梁下的支承压力，可取Nl ＝2R，R为挑梁的倾覆荷载设计值 • η=0.7 • Al=1.2bhb • γ:砌体局部抗压强度提高系数，对一字墙取1.25；对丁字墙取1.5

  27. 33.3.3 雨篷等墙体平面外悬挑构件设计 • x0＝0.13l1 • Gr：距墙外边缘的距离为l2＝ l1 /2， l3＝ ln /2

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