《05砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《05砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁.ppt（88页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、6.1第第5章章 砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁第第5章章 砌体结构墙体中过梁、墙砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁梁、挑梁 返回总目录返回总目录返回总目录返回总目录 6.2第第5章章 砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁过梁的设计计算过梁的设计计算墙梁的设计计算墙梁的设计计算挑挑 梁梁本章小结本章小结 思考题与习题思考题与习题 本章内容本章内容6.3第第5章章 砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁一、过梁的类型一、过梁的类型过梁是砌体结构门窗洞口上常用的构件，主要有钢筋混凝土过梁、过梁是砌体结构门窗洞口上常用的构件，主
2、要有钢筋混凝土过梁、钢筋砖过梁、砖砌平拱过梁和砖砌弧拱过梁等几种不同的形式，如图钢筋砖过梁、砖砌平拱过梁和砖砌弧拱过梁等几种不同的形式，如图5.15.1所示。所示。由于砖砌过梁延性较差，跨度不宜过大，因此对有较大振动荷载由于砖砌过梁延性较差，跨度不宜过大，因此对有较大振动荷载或可能产生不均匀沉降的房屋，应采用钢筋混凝土过梁。钢筋混凝土或可能产生不均匀沉降的房屋，应采用钢筋混凝土过梁。钢筋混凝土过梁端部支承长度不宜小于过梁端部支承长度不宜小于240mm240mm。过梁的设计计算过梁的设计计算 6.4第第5章章 砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁砖砌过梁的构造要求应符合下
3、列规定。砖砌过梁的构造要求应符合下列规定。(1)(1)砖砌过梁截面计算高度内的砂浆不宜低于砖砌过梁截面计算高度内的砂浆不宜低于M5M5。(2)(2)砖砌平拱用竖砖砌筑部分的高度不应小于砖砌平拱用竖砖砌筑部分的高度不应小于240mm240mm。(3)(3)钢筋砖过梁底面砂浆层处的钢筋，其直径不应小于钢筋砖过梁底面砂浆层处的钢筋，其直径不应小于5mm5mm，间距不宜大于，间距不宜大于120mm120mm，钢筋伸入支座砌体内的长度不宜小于，钢筋伸入支座砌体内的长度不宜小于240mm240mm，砂浆层的厚度不宜小于，砂浆层的厚度不宜小于30mm30mm。过梁的设计计算过梁的设计计算 6.5第第5章章
4、砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁 过梁上的荷载有两种：一种是仅承受墙体荷载，第二种是除承受墙体荷载外，还承过梁上的荷载有两种：一种是仅承受墙体荷载，第二种是除承受墙体荷载外，还承受其上梁板传来的荷载。受其上梁板传来的荷载。试验表明，如过梁上的砌体采用水泥混合砂浆砌筑，当砖砌体的砌筑高度接近跨试验表明，如过梁上的砌体采用水泥混合砂浆砌筑，当砖砌体的砌筑高度接近跨度的一半时，跨中挠度的增加明显减小。此时，过梁上砌体的当量荷载相当于高度等度的一半时，跨中挠度的增加明显减小。此时，过梁上砌体的当量荷载相当于高度等于于1 13 3跨度时的墙体自重。这是由于砌体砂浆随时间增长而
5、逐渐硬化，参加工作的砌跨度时的墙体自重。这是由于砌体砂浆随时间增长而逐渐硬化，参加工作的砌体高度不断增加，使砌体的组合作用不断增强。当过梁上墙体有足够高度时，施加在体高度不断增加，使砌体的组合作用不断增强。当过梁上墙体有足够高度时，施加在过梁上的竖向荷载将通过墙体内的拱作用直接传给支座。因此，过梁上的墙体荷载应过梁上的竖向荷载将通过墙体内的拱作用直接传给支座。因此，过梁上的墙体荷载应如下取用。如下取用。(1)(1)对砖砌体，当过梁上的墙体高度对砖砌体，当过梁上的墙体高度hwhwlnln3 3时，应按墙体的均布自重采用时，应按墙体的均布自重采用(如图如图5.2(a)5.2(a)所示所示)，其中，
6、其中lnln为过梁的净跨。当墙体高度为过梁的净跨。当墙体高度hwlnhwln3 3时，应按高度为时，应按高度为lnln3 3墙体的均布墙体的均布自重采用自重采用(如图如图5.2(b)5.2(b)所示所示)。(2)(2)对混凝土砌块砌体，当过梁上的墙体高度对混凝土砌块砌体，当过梁上的墙体高度hwhwlnln2 2时，应按墙体的均布自重采用时，应按墙体的均布自重采用(如如图图5.2(c)5.2(c)所示所示)。当墙体高度。当墙体高度hwlnhwln2 2时，应按高度为时，应按高度为lnln2 2墙体的均布自重采用墙体的均布自重采用(如如图图5.2(d)5.2(d)所示所示)。过梁的设计计算过梁的设
7、计计算 二、过梁上的荷载取值二、过梁上的荷载取值6.6第第5章章 砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁(a)(b)(a)(b)(a)(b)(a)(b)图图5.2 5.2 过梁上的墙体荷载过梁上的墙体荷载 过梁的设计计算过梁的设计计算 6.7第第5章章 砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁对梁板传来的荷载，试验结果表明，当在砌体高度等于跨度的对梁板传来的荷载，试验结果表明，当在砌体高度等于跨度的0.80.8倍左右的位置施加外荷载时，过梁的挠度变化已很微小。因此可倍左右的位置施加外荷载时，过梁的挠度变化已很微小。因此可认为，在高度等于跨度的位置上施加
8、外荷载时，荷载将全部通过拱作认为，在高度等于跨度的位置上施加外荷载时，荷载将全部通过拱作用传递，而不由过梁承受。对过梁上部梁、板传来的荷载，用传递，而不由过梁承受。对过梁上部梁、板传来的荷载，规范规范规定：对砖和小型砌块砌体，当梁、板下的墙体高度规定：对砖和小型砌块砌体，当梁、板下的墙体高度hwhwlnln时，应计时，应计入梁、板传来的荷载。当梁、板下的墙体高度入梁、板传来的荷载。当梁、板下的墙体高度hwlnhwln时，可不考虑梁、时，可不考虑梁、板荷载。板荷载。过梁的设计计算过梁的设计计算 6.8第第5章章 砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁 钢筋砖过梁的工作机理类
9、似于带拉杆的三铰拱，有两种可能的破坏形式：钢筋砖过梁的工作机理类似于带拉杆的三铰拱，有两种可能的破坏形式：正截面受弯破坏和斜截面受剪破坏。当过梁受拉区的拉应力超过砖砌体的抗正截面受弯破坏和斜截面受剪破坏。当过梁受拉区的拉应力超过砖砌体的抗拉强度时，则在跨中受拉区会出现垂直裂缝；当支座处斜截面的主拉应力超拉强度时，则在跨中受拉区会出现垂直裂缝；当支座处斜截面的主拉应力超过砖砌体沿齿缝的抗拉强度时，在靠近支座处会出现斜裂缝，在砌体材料中过砖砌体沿齿缝的抗拉强度时，在靠近支座处会出现斜裂缝，在砌体材料中表现为阶梯形斜裂缝，如图表现为阶梯形斜裂缝，如图5.3(a)5.3(a)所示。所示。砖砌平拱过梁的
10、工作机理类似于三铰拱，除可能发生受弯破坏和受剪破坏，砖砌平拱过梁的工作机理类似于三铰拱，除可能发生受弯破坏和受剪破坏，在跨中开裂后，还会产生水平推力。此水平推力由两端支座处的墙体承受。在跨中开裂后，还会产生水平推力。此水平推力由两端支座处的墙体承受。当此墙体的灰缝抗剪强度不足时，会发生支座滑动而破坏，这种破坏易发生当此墙体的灰缝抗剪强度不足时，会发生支座滑动而破坏，这种破坏易发生在房屋端部的门窗洞口处墙体上，如图在房屋端部的门窗洞口处墙体上，如图5.3(b)5.3(b)所示。所示。由过梁的破坏形式可知，应对过梁进行受弯、受剪承载力验算。对砖砌由过梁的破坏形式可知，应对过梁进行受弯、受剪承载力验
11、算。对砖砌平拱还应按其水平推力验算端部墙体的水平受剪承载力。平拱还应按其水平推力验算端部墙体的水平受剪承载力。过梁的设计计算过梁的设计计算 三、三、过梁的计算过梁的计算6.9第第5章章 砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁 (a)(a)钢筋砖过梁钢筋砖过梁 (b)(b)砖砌平拱过梁砖砌平拱过梁图图5.3 5.3 过梁的破坏形式过梁的破坏形式过梁的设计计算过梁的设计计算 6.10第第5章章 砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁1.1.砖砌平拱过梁的承载力计算砖砌平拱过梁的承载力计算(1)(1)正截面受弯承载力可按下式计算。正截面受弯承载力可按下式计
12、算。(5.1)(5.1)式中：式中：M M按简支梁并取净跨计算的跨中弯矩设计值。按简支梁并取净跨计算的跨中弯矩设计值。f ftmtm沿齿缝截面的弯曲抗拉强度设计值。沿齿缝截面的弯曲抗拉强度设计值。W W截面模量。截面模量。过梁的截面计算高度取过梁底面以上的墙体高度，但不大于过梁的截面计算高度取过梁底面以上的墙体高度，但不大于ln/3ln/3。砖砌。砖砌平拱中由于存在支座水平推力，过梁垂直裂缝的发展得以延缓，受弯承载力平拱中由于存在支座水平推力，过梁垂直裂缝的发展得以延缓，受弯承载力得以提高。因此，公式（得以提高。因此，公式（5.15.1）的）的f ftmtm取沿齿缝截面的弯曲抗拉强度设计值。取
13、沿齿缝截面的弯曲抗拉强度设计值。(2)(2)斜截面受剪承载力可按下式计算。斜截面受剪承载力可按下式计算。过梁的设计计算过梁的设计计算 6.11第第5章章 砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁式中：式中：V V剪力设计值。剪力设计值。fv fv砌体的抗剪强度设计值。砌体的抗剪强度设计值。b b截面宽度。截面宽度。z z内力臂，当截面为矩形时取内力臂，当截面为矩形时取z z等于等于2h2h3 3。I I截面惯性矩。截面惯性矩。S S截面面积矩。截面面积矩。h h截面高度。截面高度。一般情况下，砖砌平拱的承载力主要由受弯承载力控制。一般情况下，砖砌平拱的承载力主要由受弯承载力
14、控制。过梁的设计计算过梁的设计计算 6.12第第5章章 砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁2.2.钢筋砖过梁的承载力计算钢筋砖过梁的承载力计算(1)(1)正截面受弯承载力可按下式计算。正截面受弯承载力可按下式计算。M0.85hM0.85h0 0 f fy y As (5.4)As (5.4)式中：式中：M M 按简支梁并取净跨计算的跨中弯矩设计值。按简支梁并取净跨计算的跨中弯矩设计值。f fy y钢筋的抗拉强度设计值。钢筋的抗拉强度设计值。A As s受拉钢筋的截面面积。受拉钢筋的截面面积。h ho o过梁截面的有效高度，过梁截面的有效高度，hohoh-ash-as。
15、a as s受拉钢筋重心至截面下边缘的距离。受拉钢筋重心至截面下边缘的距离。h h 过梁的截面计算高度，取过梁底面以上的墙体高度，但过梁的截面计算高度，取过梁底面以上的墙体高度，但 不大于不大于 ln/3ln/3；当考虑梁、板传来的荷载时，则按梁、板下的高度采用。；当考虑梁、板传来的荷载时，则按梁、板下的高度采用。(2)(2)钢筋砖过梁的受剪承载力计算与砖砌平拱过梁相同。钢筋砖过梁的受剪承载力计算与砖砌平拱过梁相同。过梁的设计计算过梁的设计计算 6.13第第5章章 砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁3.3.钢筋混凝土过梁的承载力计算钢筋混凝土过梁的承载力计算钢筋混凝土
16、过梁的承载力应按钢筋混凝土受弯构件计算。过梁的钢筋混凝土过梁的承载力应按钢筋混凝土受弯构件计算。过梁的弯矩按简支梁计算，计算跨度取弯矩按简支梁计算，计算跨度取(ln+aln+a)和和1.05ln1.05ln二者中的较小值，其中二者中的较小值，其中a a为过梁在支座上的支承长度。在验算过梁下砌体局部受压承载力时，为过梁在支座上的支承长度。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，即取可不考虑上部荷载的影响，即取=0=0。由于过梁与其上砌体共同工作，。由于过梁与其上砌体共同工作，构成刚度很大的组合深梁，其变形非常小，故其有效支承长度可取过构成刚度很大的组合深梁，其变形非常小，故其有
17、效支承长度可取过梁的实际支承长度，并取应力图形完整系数梁的实际支承长度，并取应力图形完整系数=1=1。砌有一定高度墙体的钢筋混凝土过梁按受弯构件计算严格地说是砌有一定高度墙体的钢筋混凝土过梁按受弯构件计算严格地说是不合理的。试验表明过梁也是偏拉构件。过梁与墙梁并无明确分界定不合理的。试验表明过梁也是偏拉构件。过梁与墙梁并无明确分界定义，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、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。板
18、荷载时，应按墙梁设计。【例例5.15.1】已知砖砌平拱过梁净跨已知砖砌平拱过梁净跨ln ln=1.2m=1.2m，墙厚，墙厚240mm240mm，过梁构造高度为，过梁构造高度为240mm240mm，采用，采用MUl0MUl0普通烧结砖和普通烧结砖和M7.5M7.5混合砂浆砌筑而成，求该过梁所混合砂浆砌筑而成，求该过梁所能承受的均布荷载设计值。能承受的均布荷载设计值。解：查表解：查表3-113-11得：得：ftmftm=0.29 N/mm2=0.29 N/mm2，fv=0.14N/mm2fv=0.14N/mm2过梁的设计计算过梁的设计计算 6.14第第5章章 砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁砌体结
19、构墙体中过梁、墙梁、挑梁平拱过梁计算高度：平拱过梁计算高度：受弯承载力受弯承载力(由式由式5.1)5.1)为：为：平拱的允许均布荷载设计值：平拱的允许均布荷载设计值：受剪承载力受剪承载力(由式由式5.2)5.2)为为 其允许均布荷载设计值其允许均布荷载设计值 取取q1q1和和q2q2中的较小值，则中的较小值，则q=8.18kN/mq=8.18kN/m。过梁的设计计算过梁的设计计算 6.15第第5章章 砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁【例例5.25.2】一钢筋砖过梁，其净跨一钢筋砖过梁，其净跨lnln=1.5m=1.5m，墙厚为，墙厚为240mm(240mm(过梁的宽
20、度与过梁的宽度与墙厚相同墙厚相同)，采用，采用MUl0MUl0烧结粘土砖和烧结粘土砖和M7.5M7.5混合砂浆砌筑而成。在离洞混合砂浆砌筑而成。在离洞口顶面口顶面600mm600mm处作用有楼板传来的均布恒荷载标准值处作用有楼板传来的均布恒荷载标准值gk1=6kNgk1=6kNm m，活，活荷载标准值荷载标准值qkqk=4kN=4kNm m。砖墙自重。砖墙自重gk2=5.24kNgk2=5.24kNm2m2。采用。采用HPB235HPB235级级钢筋。试设计该钢筋砖过梁。钢筋。试设计该钢筋砖过梁。解：查表解：查表3-113-11得得fv=0.14N/mm2fv=0.14N/mm2；钢筋的抗拉强
21、度设计值；钢筋的抗拉强度设计值 fyfy=210N/mm2=210N/mm2。1)1)荷载计算荷载计算楼板下的墙体高度楼板下的墙体高度hw=600mm hw=600mm0.4hw/l0=2.76/5.7=0.480.4，满足要求。，满足要求。墙梁的设计计算墙梁的设计计算 6.61第第5章章 砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁2)2)荷载设计值计算荷载设计值计算(1)(1)托梁自重标准值。托梁自重标准值。(2)(2)托梁顶面的荷载设计值托梁顶面的荷载设计值Q1Q1。恒载标准值：恒载标准值：活载标准值：活载标准值：托梁顶面荷载设计值。托梁顶面荷载设计值。组合一：组合一：组
22、合二：组合二：取取Q Q1 1=27.54kN/m=27.54kN/m墙梁的设计计算墙梁的设计计算 6.62第第5章章 砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁(3)(3)墙梁顶面的荷载设计值墙梁顶面的荷载设计值Q2Q2。恒载标准值：墙重楼屋盖重恒载标准值：墙重楼屋盖重 活载标淮值：活载标淮值：组合一：组合一：组合二：组合二：取取 墙梁的设计计算墙梁的设计计算 6.63第第5章章 砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁3)3)使用阶段托梁正截面承载力计算使用阶段托梁正截面承载力计算因为是无洞口墙梁，所以。因为是无洞口墙梁，所以。kNm 墙梁的设计计算墙
23、梁的设计计算 6.64第第5章章 砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁kNm承载力计算公式为：承载力计算公式为：其中，其中，显然为大偏心受拉构件。，显然为大偏心受拉构件。墙梁的设计计算墙梁的设计计算 6.65第第5章章 砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁取取 (托梁上部钢筋用量不少于跨中下部钢筋的托梁上部钢筋用量不少于跨中下部钢筋的1/3)1/3)。查现行。查现行混凝混凝土结构设计规范土结构设计规范中有关表得中有关表得 代人上述大偏心计算公式，解得受压区高度。代人上述大偏心计算公式，解得受压区高度。所以所以 选用选用222+220222+220
24、钢筋钢筋(As(As1388mm2)1388mm2)。则。则1388/31388/3462 mm2462 mm2，取，取314(A314(As s462mm2)462mm2)。检验最小配筋率。检验最小配筋率。AsAsAs=1388As=1388462=1850mm2462=1850mm20.6%0.6%250250600=900mm2600=900mm2，满足要求。，满足要求。由于梁高为由于梁高为600mm600mm，故在梁高中部配置通长水平腰筋两道，每道为，故在梁高中部配置通长水平腰筋两道，每道为212212，符合规定，符合规定，其间距不大于其间距不大于200mm200mm。墙梁的设计计算墙
25、梁的设计计算 6.66第第5章章 砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁4)4)使用阶段托梁斜截面承载力计算使用阶段托梁斜截面承载力计算由于是无洞口墙梁边支座，托梁支座边缘剪力系数。托梁的剪力为：由于是无洞口墙梁边支座，托梁支座边缘剪力系数。托梁的剪力为：截面满足要求。截面满足要求。计算配置箍筋：计算配置箍筋：，则：，则：选用双肢箍筋选用双肢箍筋1010180 180 ，满足要求。，满足要求。墙梁的设计计算墙梁的设计计算 6.67第第5章章 砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁5)5)使用阶段墙体受剪承载力计算使用阶段墙体受剪承载力计算翼墙计算宽度
26、翼墙计算宽度bfbf计算：窗间墙宽计算：窗间墙宽1500mm1500mm；横墙间距横墙间距 2 23.5h=23.5h=23.53.5240=1680mm240=1680mm；。故取。故取bf=1500mmbf=1500mm。系数计算：系数计算：，所以，所以，由于无洞口，取由于无洞口，取 。墙体砌体的抗压强度：查表墙体砌体的抗压强度：查表3.53.5得得 。墙梁的设计计算墙梁的设计计算 6.68第第5章章 砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁所以，所以，墙梁的设计计算墙梁的设计计算 故满足要求。故满足要求。6)6)使用阶段托梁上部砌体局部受压承载力验算使用阶段托梁上部砌
27、体局部受压承载力验算故可不验算局部受压承载力。故可不验算局部受压承载力。6.69第第5章章 砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁7)7)施工阶段托梁承载力验算施工阶段托梁承载力验算托梁自重及二层楼盖恒载：托梁自重及二层楼盖恒载：墙体自重：墙体自重：恒载为：恒载为：二层楼盖施工活荷载：二层楼盖施工活荷载：组合一：组合一：组合二：组合二：所以，取所以，取取结构重要性系数，取结构重要性系数，kNkNm m 墙梁的设计计算墙梁的设计计算 6.70第第5章章 砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁由此弯矩值按单筋矩形截面求得的由此弯矩值按单筋矩形截面求得的剪
28、力设计值为剪力设计值为 故纵筋、箍筋及截面尺寸能满足施工荷载要求。故纵筋、箍筋及截面尺寸能满足施工荷载要求。8)8)托梁的配筋图如图托梁的配筋图如图5.195.19所示。所示。图图5.19墙梁的设计计算墙梁的设计计算 6.71第第5章章 砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁在砌体结构房屋中，为了支承挑廊、阳台、雨篷等，常设有埋入砌体墙内的钢筋在砌体结构房屋中，为了支承挑廊、阳台、雨篷等，常设有埋入砌体墙内的钢筋混凝土悬臂构件，即挑梁。当埋入墙内的长度较大且梁相对于砌体的刚度较小时，梁混凝土悬臂构件，即挑梁。当埋入墙内的长度较大且梁相对于砌体的刚度较小时，梁发生明显的挠曲
29、变形，将这种挑梁称为弹性挑梁，如阳台挑梁，外廊挑梁等；当埋入发生明显的挠曲变形，将这种挑梁称为弹性挑梁，如阳台挑梁，外廊挑梁等；当埋入墙内的长度较短，埋入墙内的梁相对于砌体刚度较大，挠曲变形很小，主要发生刚体墙内的长度较短，埋入墙内的梁相对于砌体刚度较大，挠曲变形很小，主要发生刚体转动变形，将这种挑梁称为刚性挑梁。嵌入砖墙内的悬臂雨篷梁属于刚性挑梁。转动变形，将这种挑梁称为刚性挑梁。嵌入砖墙内的悬臂雨篷梁属于刚性挑梁。一、一、挑梁的受力特点与破坏形态挑梁的受力特点与破坏形态埋置于墙体中的挑梁是与砌体共同工作的。在墙体上的均布荷载埋置于墙体中的挑梁是与砌体共同工作的。在墙体上的均布荷载P P和挑
30、梁端部集和挑梁端部集中力中力F F作用下经历了弹性、带裂缝工作和破坏等三个受力阶段。有限元分析及弹性地基作用下经历了弹性、带裂缝工作和破坏等三个受力阶段。有限元分析及弹性地基梁理论分析都表明，在梁理论分析都表明，在F F作用下挑梨与墙体的上、下界面竖向正应力作用下挑梨与墙体的上、下界面竖向正应力yy的分布如图的分布如图5.20(a)5.20(a)所示。所示。此应力应与此应力应与P P作用下产生的竖向正应力作用下产生的竖向正应力00叠加。由于挑梁以上墙体的前部和挑梁叠加。由于挑梁以上墙体的前部和挑梁以下墙体的后部竖向受拉，当加荷至以下墙体的后部竖向受拉，当加荷至0.20.20.3Fu0.3Fu时
31、，时，(Fu(Fu为挑梁破坏荷载为挑梁破坏荷载)，将在挑梁，将在挑梁以上墙体出现水平裂缝，随后在挑梁以下墙体出现水平裂缝以上墙体出现水平裂缝，随后在挑梁以下墙体出现水平裂缝(如图如图5.20(b)5.20(b)所示所示)。挑梁。挑梁带有水平裂缝工作到带有水平裂缝工作到0.8Fu0.8Fu时，在挑梁尾端的墙体中将出现阶梯形斜裂缝，其与竖向轴时，在挑梁尾端的墙体中将出现阶梯形斜裂缝，其与竖向轴线的夹角线的夹角较大。水平裂缝不断向外延伸，挑梁下砌体受压面积逐渐减少，压应力不较大。水平裂缝不断向外延伸，挑梁下砌体受压面积逐渐减少，压应力不断增大，将可能出现局部受压裂缝。而混凝土挑梁在断增大，将可能出现
32、局部受压裂缝。而混凝土挑梁在F F作用下将在墙边稍靠里的部位出作用下将在墙边稍靠里的部位出现竖向裂缝，在墙边靠外的部位出现斜裂缝。现竖向裂缝，在墙边靠外的部位出现斜裂缝。挑挑 梁梁 6.72第第5章章 砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁挑梁可能发生下列三种破坏形态。挑梁可能发生下列三种破坏形态。(1)(1)挑梁倾覆破坏挑梁倾覆破坏(如图如图5.20(c)5.20(c)所示所示)。当挑梁埋人端的砌体强度较高且。当挑梁埋人端的砌体强度较高且埋入段长埋入段长l1l1较短，则可能在挑梁尾端处的砌体中产生阶梯形斜裂缝。较短，则可能在挑梁尾端处的砌体中产生阶梯形斜裂缝。如挑梁砌入
33、端斜裂缝范围内的砌体及其他上部荷载不足以抵抗挑梁的如挑梁砌入端斜裂缝范围内的砌体及其他上部荷载不足以抵抗挑梁的倾覆力矩，此斜裂缝将继续发展，直至挑梁产生倾覆破坏。发生倾覆倾覆力矩，此斜裂缝将继续发展，直至挑梁产生倾覆破坏。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一点破坏时，挑梁绕其下表面与砌体外缘交点处稍向内移的一点O O转动。转动。(2)(2)挑梁下砌体局部受压破坏挑梁下砌体局部受压破坏(图图5.20(d)5.20(d)。当挑梁埋入端的砌体强度较。当挑梁埋入端的砌体强度较低且埋人段长度低且埋人段长度l1l1较长，在斜裂缝发展的同时，下界面的水平裂缝也较长，在斜裂缝发展的同时，
34、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。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。挑挑 梁梁 6.73第第5章章 砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁(a)(a)弹性阶段弹性阶段 (b)(b)带裂缝工作阶段带裂缝工作阶段(c)(c)倾覆破坏倾覆破坏 (d)(d)局压破坏局压破坏图图5.20 5.20 挑梁的破坏形态挑梁的破坏形态挑挑 梁梁 6.74第第5章章 砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁砌体结构
35、墙体中过梁、墙梁、挑梁(3)(3)挑梁弯曲破坏或剪切破坏。挑梁由于正截面受弯承载力或斜截面受挑梁弯曲破坏或剪切破坏。挑梁由于正截面受弯承载力或斜截面受剪承载力不足引起弯曲破坏或剪切破坏。剪承载力不足引起弯曲破坏或剪切破坏。二、二、挑梁的承载力验算挑梁的承载力验算对于挑梁，需要进行抗倾覆验算、挑梁下砌体的局部承压验算以及挑梁对于挑梁，需要进行抗倾覆验算、挑梁下砌体的局部承压验算以及挑梁本身的承载力验算。本身的承载力验算。1)1)抗倾覆验算抗倾覆验算砌体墙中钢筋混凝土挑梁的抗倾覆应按下式验算。砌体墙中钢筋混凝土挑梁的抗倾覆应按下式验算。(5.19)(5.19)式中：式中：MovMov挑梁的荷载设计
36、值对计算倾覆点产生的倾覆力矩。挑梁的荷载设计值对计算倾覆点产生的倾覆力矩。MrMr挑梁的抗倾覆力矩设计值。挑梁的抗倾覆力矩设计值。(1)(1)当当l12.2 l12.2 hbhb时，时，(5.20)(5.20)且不大于且不大于0.13 l10.13 l1。(2)(2)当当l1 2.2 l1 2.2 hbhb时，时，(5.21)(5.21)挑挑 梁梁 6.75第第5章章 砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁式中：式中：l1l1挑梁埋入砌体墙中的长度挑梁埋入砌体墙中的长度(mm)(mm)。x0 x0计算倾覆点至墙外边缘的距离计算倾覆点至墙外边缘的距离(mm)(mm)。hbh
37、b挑梁的截面高度挑梁的截面高度(mm)(mm)。当挑梁下有构造柱时，计算倾覆点到墙外边缘的距离可取当挑梁下有构造柱时，计算倾覆点到墙外边缘的距离可取0.5x00.5x0。挑梁的抗倾覆力矩设计值可按下式计算。挑梁的抗倾覆力矩设计值可按下式计算。(5.22)(5.22)式中：式中：GrGr挑梁的抗倾覆荷载，为挑梁尾端上部挑梁的抗倾覆荷载，为挑梁尾端上部4545扩散角的阴影范扩散角的阴影范围围(其水平长度为其水平长度为l3)l3)内本层的砌体与楼面恒荷载标淮值之和，如图内本层的砌体与楼面恒荷载标淮值之和，如图5.215.21所示；所示；l2l2GrGr的作用点至墙外边缘的距离。的作用点至墙外边缘的距
38、离。在确定挑梁的抗倾覆荷载在确定挑梁的抗倾覆荷载G rG r时，应注意以下几点。时，应注意以下几点。(1)(1)当墙体无洞口时，若当墙体无洞口时，若l3l3l1l1，则，则GrGr中不应计入尾端部中不应计入尾端部(l3-l1)(l3-l1)范围范围内的本层砌体和楼面恒载内的本层砌体和楼面恒载(如图如图5.21(b)5.21(b)所示所示)。挑挑 梁梁 6.76第第5章章 砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁(2)(2)当墙体有洞口时，若洞口内边至挑梁层端的距离当墙体有洞口时，若洞口内边至挑梁层端的距离370mm370mm，则，则GrGr的取法与上的取法与上述相同述相同(
39、应扣除洞口墙体自重应扣除洞口墙体自重)，如图，如图5.21(c)5.21(c)所示；否则只能考虑墙外边至洞所示；否则只能考虑墙外边至洞口外边范围内本层的砌体与楼面恒载，如图口外边范围内本层的砌体与楼面恒载，如图5.21(d)5.21(d)所示。所示。2)2)挑梁下砌体的局部受压承载力验算挑梁下砌体的局部受压承载力验算挑梁下砌体的局部受压承载力，可按下式验算。挑梁下砌体的局部受压承载力，可按下式验算。图图5.21 5.21 挑梁的抗倾覆荷载挑梁的抗倾覆荷载GrGr的取值范围的取值范围挑挑 梁梁 6.77第第5章章 砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁式中：式中：NlNl挑
40、梁下的支承压力，可取挑梁下的支承压力，可取NlNl=2R=2R，R R为挑梁的倾覆荷载设计值。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，可取梁端底面压应力图形的完整系数，可取0.70.7。砌体局部抗压强度提高系数，对如图砌体局部抗压强度提高系数，对如图5.22(a)5.22(a)所所 示可取示可取1.251.25；对图；对图5.22(b)5.22(b)可取可取1.51.5。AlAl挑梁下砌体局部受压面积，可取挑梁下砌体局部受压面积，可取Al=1.2bhbAl=1.2bhb，b b为挑梁的截面宽度，为挑梁的截面宽度，hbhb为挑梁的截面高度。为挑梁的截面高度。挑挑 梁梁 6.78第第
41、5章章 砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁3)3)挑梁本身的承载力验算挑梁本身的承载力验算挑梁的最大弯矩设计值挑梁的最大弯矩设计值MmaxMmax与最大剪力设计值与最大剪力设计值VmaxVmax，可按下列公式计算。，可按下列公式计算。(5.24)(5.24)(5.25)(5.25)式中：式中：VoVo挑梁的荷载设计值在挑梁墙外边缘处截面产生的剪力。挑梁的荷载设计值在挑梁墙外边缘处截面产生的剪力。4)4)挑梁的构造要求挑梁的构造要求挑梁的设计除应符合现行混凝土结构设计规范外，尚应满足下列要求。挑梁的设计除应符合现行混凝土结构设计规范外，尚应满足下列要求。(1)(1)纵向
42、受力钢筋至少应有纵向受力钢筋至少应有1/21/2的钢筋面积伸入梁尾端，且不少于的钢筋面积伸入梁尾端，且不少于212212。其余钢。其余钢筋伸入支座的长度不应小于筋伸入支座的长度不应小于2l1/32l1/3。(2)(2)挑梁埋入砌体长度挑梁埋入砌体长度l1l1与挑出长度与挑出长度l l之比宜大于之比宜大于1.21.2；当挑梁上无砌体时，；当挑梁上无砌体时，l1l1与与l l之比宜大于之比宜大于2 2。挑挑 梁梁 6.79第第5章章 砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁三、三、雨篷设计雨篷设计对于雨篷、悬挑楼梯等这类垂直于墙段挑出的构件，在挑出部分对于雨篷、悬挑楼梯等这类垂
43、直于墙段挑出的构件，在挑出部分的荷载作用下，挑出边的墙面受压，另一边墙面受拉。随着荷载的增的荷载作用下，挑出边的墙面受压，另一边墙面受拉。随着荷载的增大，中和轴向受压一边移动。加荷至大，中和轴向受压一边移动。加荷至0.50.50.6Fu0.6Fu时，在雨篷梁支座处时，在雨篷梁支座处砌体中出现水平裂缝，并沿水平方向平缓地延伸，有时形成阶梯形斜砌体中出现水平裂缝，并沿水平方向平缓地延伸，有时形成阶梯形斜裂缝上升或下降。加荷至裂缝上升或下降。加荷至FuFu时，将发生突然性的倾覆破坏。当然，也时，将发生突然性的倾覆破坏。当然，也可发生雨篷梁支座下砌体局部受压破坏、雨篷板的弯曲破坏或雨篷梁可发生雨篷梁支
44、座下砌体局部受压破坏、雨篷板的弯曲破坏或雨篷梁在弯矩、剪力、扭矩联合作用下的破坏。但烦覆破坏更易发生，且更在弯矩、剪力、扭矩联合作用下的破坏。但烦覆破坏更易发生，且更加危险。加危险。雨篷梁埋置于墙体内的长度雨篷梁埋置于墙体内的长度l1l1较小，一般较小，一般l12.2l12.2hbhb，属于刚，属于刚性挑梁，在墙边的弯矩和剪力作用下，绕计算倾覆点性挑梁，在墙边的弯矩和剪力作用下，绕计算倾覆点O O发生刚体转动。发生刚体转动。雨篷梁等悬挑构件抗倾覆验算可按式雨篷梁等悬挑构件抗倾覆验算可按式(5.16)(5.16)进行，其抗倾覆荷载进行，其抗倾覆荷载GrGr可按图可按图5.235.23采用，图中采
45、用，图中GrGr距墙外边缘的距离为距墙外边缘的距离为l2=l1/2l2=l1/2，l3=ln/2l3=ln/2。挑挑 梁梁 6.80第第5章章 砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁雨篷板的受弯承载力计算和雨篷梁的受弯、受扭、受剪承载力计算按雨篷板的受弯承载力计算和雨篷梁的受弯、受扭、受剪承载力计算按钢筋混凝土构件有关设计规定进行，此处从略。钢筋混凝土构件有关设计规定进行，此处从略。【例例5.55.5】某钢筋混凝土挑梁承受的荷载如图某钢筋混凝土挑梁承受的荷载如图5.245.24所示。其中集中荷载所示。其中集中荷载F=4.0kNF=4.0kN，均布恒荷载标准值，均布恒荷载标
46、准值g1kg1k、g2kg2k、g3kg3k分别为分别为10.010.0、8.08.0、12.0 12.0 kN/mkN/m，均布活荷载标准值，均布活荷载标准值q1kq1k、q2kq2k、q3kq3k分别为分别为6.06.0、5.05.0、5.0 5.0 kN/mkN/m，挑梁自重标准值为，挑梁自重标准值为2.1 2.1 kN/mkN/m。挑梁截面为。挑梁截面为b bhbhb=240mm=240mm350mm350mm，挑，挑出长度出长度l=1.5ml=1.5m，埋长，埋长l1=2.0ml1=2.0m，房屋层高，房屋层高3.00m3.00m，墙厚，墙厚240mm240mm。挑梁置。挑梁置于于T
47、 T形墙体上。若该墙体采用形墙体上。若该墙体采用MU10MU10普通烧结砖、普通烧结砖、M5M5混合砂浆砌筑，试混合砂浆砌筑，试设计此挑梁。设计此挑梁。挑挑 梁梁 6.81第第5章章 砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁解：解：1)1)抗倾覆验算抗倾覆验算故，故，倾覆力矩如下所示。倾覆力矩如下所示。组合一：组合一：图图5.24 5.24 钢筋混凝土挑梁承受的荷载钢筋混凝土挑梁承受的荷载 挑挑 梁梁 6.82第第5章章 砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁组合二：组合二：抗倾覆力矩如下所示。抗倾覆力矩如下所示。，故挑梁抗倾覆安全。，故挑梁抗倾覆安全
48、。2)2)挑梁下砌体局部受压验算挑梁下砌体局部受压验算 挑挑 梁梁 6.83第第5章章 砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁按恒按恒载为载为主的主的组组合合计计算的算的NlNl小于上述小于上述值值，故，故NlNl取上述取上述值值。取取压应压应力力图图形完整系数形完整系数 ；局部受；局部受压压强强度提高系数度提高系数 。查查表得砌体表得砌体抗抗压压强强度度设计值设计值 。局部受。局部受压压面面积积。从而，。从而，挑梁下砌体局部抗挑梁下砌体局部抗压压强强度度满满足要求。足要求。3)3)挑梁承挑梁承载载力力计计算算挑梁最大弯矩挑梁最大弯矩MmaxMmax=MovMov=36.
49、73kN=36.73kNm m；最大剪力；最大剪力VmaxVmax=V0=1.2=V0=1.24+(10+2.1)4+(10+2.1)1.51.5+1.3+1.36 61.5=38.28kN(1.5=38.28kN(以恒以恒载为载为主主时时的的剪力小于此剪力小于此值值)。采用采用C20C20混凝土，混凝土，HRB335HRB335钢钢筋，算得筋，算得纵纵筋面筋面积积As=421.5mm2As=421.5mm2，箍筋按构造，箍筋按构造配置。配置。选选用用314314纵纵筋和筋和66200200双肢箍筋。双肢箍筋。挑挑 梁梁 6.84第第5章章 砌体结构墙体中过梁、墙梁、挑梁砌体结构墙体中过梁、墙
50、梁、挑梁本章主要本章主要讲讲述了以下几个方面的内容。述了以下几个方面的内容。1.1.过过梁、梁、墙墙梁和挑梁等是混合梁和挑梁等是混合结结构房屋中的常构房屋中的常见见构件，都是由构件，都是由钢钢筋混凝土或砌筋混凝土或砌体体结结构的梁与其上构的梁与其上墙墙体体组组合而成的混合合而成的混合结结构，其特点是构，其特点是墙墙与梁共同工作。与梁共同工作。2.2.过过梁上的荷梁上的荷载载与与过过梁上的砌体高度有关，当超梁上的砌体高度有关，当超过过一定高度一定高度时时，由于拱的卸荷，由于拱的卸荷作用，上部的荷作用，上部的荷载载可直接可直接传传到支座或洞口两到支座或洞口两侧侧的的墙墙体上。体上。过过梁的跨度根据