建筑結(jié)構(gòu)教學(xué) 過梁圈梁懸挑構(gòu)件和構(gòu)造柱教學(xué)PPT課件

1、2. 過梁上的荷載有兩種：墻體荷載墻體荷載和過梁計(jì)算高度范圍內(nèi)的梁、板荷載 過梁上荷載的取法： （1）梁、板荷載 磚和小型砌塊砌體：當(dāng)梁、板下的墻體高度hwln時(shí)（ln過梁的凈跨），應(yīng)計(jì)入梁、板傳來的荷載。當(dāng)梁、板下的墻體高度hwln時(shí)，可不考慮梁、板荷載。第1頁/共37頁（2）墻體荷載 對磚砌體：當(dāng)過梁上的墻體高度hwln/3時(shí)，應(yīng)按墻體的均布自重計(jì)算；當(dāng)墻體高度hw ln/3時(shí)，應(yīng)按高度為ln/3墻體的均布自重計(jì)算。 對混凝土砌塊砌體 ：當(dāng)過梁上的墻體高度hwln/2時(shí)，應(yīng)按墻體的均布自重計(jì)算；當(dāng)墻體高度hw ln/2時(shí)，應(yīng)按高度為ln/2墻體的均布自重計(jì)算。 第2頁/共37頁 過梁跨中截

2、面因受彎承載力不足而破壞； 過梁支座附近截面因受剪承載力不足，沿灰縫產(chǎn)生4545方向的階梯形裂縫擴(kuò)展而破壞； 外墻端部因端部墻體寬度不夠，引起水平灰縫的受剪承載力不足而發(fā)生支座滑動(dòng)破壞。3. 過梁的計(jì)算發(fā)生三種破壞形式第3頁/共37頁（1 1）磚砌平拱的計(jì)算 根據(jù)過梁的工作特征和破壞形態(tài)，磚砌平拱應(yīng)進(jìn)行跨中正截面的受彎承載力和支座斜截面的受剪承載力計(jì)算?？缰姓孛媸軓澇休d力：WfMtm支座斜截面的受剪承載力：bzfVV若過梁構(gòu)造高度hw ln/3，則可取h= ln/3，并以M=ql2n/8，V=qln/2，nnlhZblbhW923254622，代入上面兩式： 則分別得到按正截面受彎承載力條件

3、和斜截面的受剪承載力條件求出的允許均布荷載設(shè)計(jì)值。第4頁/共37頁表3-6 磚砌平拱允許均布荷載設(shè)計(jì)值（kN/m）注： 本表為混合砂漿砌筑的，當(dāng)用水泥砂漿砌筑時(shí)，表中數(shù)值乘0.75。 過梁計(jì)算高度及h0=l/3范圍內(nèi)不允許開設(shè)門窗洞口。跨中正截面受彎承載力：支座斜截面的受剪承載力：tmbfq548Vbfq94墻厚墻厚h（mm） 240 370 490砂漿強(qiáng)度等級(jí)砂漿強(qiáng)度等級(jí)M5M7.5M10M5M7.5M10M5M7.5M10允許均布荷載允許均布荷載8.1810.3111.7312.6115.9018.0916.7021.0523.96第5頁/共37頁（2 2）鋼筋磚過梁的計(jì)算 根據(jù)過梁的工作

4、特征和破壞形態(tài)，鋼筋磚過梁應(yīng)進(jìn)行跨中正截面的受彎承載力和支座斜截面的受剪承載力計(jì)算。根據(jù)跨中正截面的平衡條件，取對壓力合力點(diǎn)的彎矩和 M=0。受彎承載力計(jì)算公式：)(0dhfAMys式中 M按簡支計(jì)算的跨中彎矩設(shè)計(jì)值； As鋼筋的抗拉截面面積； y受拉鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值； h0過梁截面的有效高度，h0=h- -as s； h過梁的截面計(jì)算高度，取過梁底面以上的墻體高度，但不大 于 ；當(dāng)考慮梁、板傳來的荷載時(shí)，取梁、板下的高度； as受拉鋼筋重心至截面下邊緣的距離。3/nl第6頁/共37頁 （h0- -d d）為內(nèi)力臂。對于Mb5Mb10砂漿，d（0.100.15）h0 。為了安全起見，取d=

5、0.15 h0 ，故（h0-d-d） =0.85 h0 ，則上式變?yōu)椋簊yAfhM085.0受剪承載力計(jì)算公式：bzfVV（3） 鋼筋混凝土過梁 鋼筋混凝土過梁，按鋼筋混凝土受彎構(gòu)件計(jì)算（屬于混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)容）。 注意：在驗(yàn)算過梁下砌體局部受壓承載力時(shí)，可不考慮上層荷載的影響，取 =0。受彎承載力計(jì)算公式：第7頁/共37頁 例3-4 已知磚砌平拱過梁凈跨ln=1.2m，墻厚240mm，過梁構(gòu)造高度為240mm，采用MU10普通磚和M5混合砂漿砌筑。求該過梁所能承受的均布荷載設(shè)計(jì)值。 解：查表1-8得ftm=0.23N/mm2，fv=0.11N/mm2 平拱過梁計(jì)算高度 mlhn4 . 032 .

6、 13受彎承載力為 mmNWftm14720004002406123. 02第8頁/共37頁平拱的允許均布荷載設(shè)計(jì)值 mkNlWfqntm/18. 82 . 1101472000882621內(nèi)力臂 受剪承載力為 mmhz2674003232kNNbzfv049. 7704926724011. 0其允許均布荷載設(shè)計(jì)值 mkNlbzfqnv/75.112 . 1049. 7222取q1和q2中的較小值，則q=8.18kN/m 第9頁/共37頁 例3-5 已知某墻窗洞口凈寬ln=1.5m，洞口上墻高1.0m，墻厚240mm，采用鋼筋磚過梁，用MU10普通磚和M7.5混合砂漿砌筑，鋼筋采用HPB300

7、級(jí)。在距洞口頂面600mm處作用有樓板傳來的荷載設(shè)計(jì)值14kN/m，磚墻自重為5.24kN/m2。試設(shè)計(jì)該鋼筋磚過梁。 解：查表1-8得fv=0.14N/mm2；鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fy=270N/mm2 .內(nèi)力計(jì)算 由于樓板下的墻體高度hw=0.6mV=12.86kN受剪承載力滿足要求。第12頁/共37頁 圈梁砌體結(jié)構(gòu)房屋中，在墻體內(nèi)沿水平方向設(shè)置封閉的鋼筋混凝土梁； 檐口圈梁位于房屋檐口處的圈梁又稱為； 地圈梁（基礎(chǔ)圈梁）位于 0.000以下基礎(chǔ)頂面處設(shè)置的圈梁。圈梁的作用： 圈梁能夠增強(qiáng)房屋的整體性和空間剛度，防止由于地基不均勻沉降或較大振動(dòng)荷載等對房屋引起的不利影響。3.5.2 圈 梁

8、第13頁/共37頁 （1） 車間、倉庫、食堂等空曠的單層房屋應(yīng)按下列規(guī)定設(shè)置圈梁 磚砌體房屋，檐口標(biāo)高為磚砌體房屋，檐口標(biāo)高為58m時(shí)，應(yīng)在檐口設(shè)置圈梁一道，檐時(shí)，應(yīng)在檐口設(shè)置圈梁一道，檐口標(biāo)高大于口標(biāo)高大于8m時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增設(shè)。時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增設(shè)。 砌塊及料石砌體房屋，檐口標(biāo)高為砌塊及料石砌體房屋，檐口標(biāo)高為45m時(shí)，應(yīng)在檐口標(biāo)高處設(shè)時(shí)，應(yīng)在檐口標(biāo)高處設(shè)置圈梁一道，檐口標(biāo)高大于置圈梁一道，檐口標(biāo)高大于5m時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增設(shè)。時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增設(shè)。 對有吊車或較大振動(dòng)設(shè)備的單層工業(yè)房屋，除在檐口或窗頂標(biāo)高處對有吊車或較大振動(dòng)設(shè)備的單層工業(yè)房屋，除在檐口或窗頂標(biāo)高處設(shè)置現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁外，尚應(yīng)在吊車梁標(biāo)高處或

9、其他適當(dāng)位置增設(shè)置現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁外，尚應(yīng)在吊車梁標(biāo)高處或其他適當(dāng)位置增設(shè)。設(shè)。 1. 圈梁的設(shè)置 圈梁的設(shè)置通常根據(jù)房屋類型、層數(shù)、所受的振動(dòng)荷載、地基情況等條件來決定圈梁設(shè)置的位置和數(shù)量。 第14頁/共37頁（2） 多層工業(yè)與民用建筑應(yīng)按下列規(guī)定設(shè)置圈梁 住宅、宿舍、辦公樓等多層砌體民用房屋，層數(shù)為34層時(shí)，應(yīng)在檐口標(biāo)高處設(shè)置圈梁一道，當(dāng)層數(shù)超過4層時(shí)，應(yīng)在所有縱橫墻上隔層設(shè)置。 多層砌體工業(yè)房屋，宜每層設(shè)置現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁。 設(shè)置墻梁的多層砌體房屋應(yīng)在托梁、墻梁頂面和檐口標(biāo)高處設(shè)置現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁，其他樓蓋處應(yīng)在所有縱橫墻上每層設(shè)置。第15頁/共37頁 （3） 建筑在軟弱地基或不均

10、勻地基上的砌體房屋，除按本節(jié)規(guī)定設(shè)置圈梁外，尚應(yīng)符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50007）的有關(guān)規(guī)定。 采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓（屋）蓋的多層砌體結(jié)構(gòu)房屋，當(dāng)層數(shù)超過5層時(shí)，除在檐口標(biāo)高處設(shè)置一道圈梁外，可隔層設(shè)置圈梁，并與樓（屋）面板一起現(xiàn)澆。未設(shè)置圈梁的樓面板嵌入墻內(nèi)的長度不應(yīng)小于120mm，應(yīng)沿墻長配置不小于2 10的通長鋼筋。第16頁/共37頁2. 圈梁的構(gòu)造要求 （1）圈梁宜連續(xù)地設(shè)在同一水平面上，并形成封閉狀。當(dāng)圈梁被門窗洞口截?cái)鄷r(shí)，應(yīng)在洞口上部增設(shè)相同截面的附加圈梁。圖3-25 附加圈梁第17頁/共37頁 （2）縱橫墻交接處的圈梁應(yīng)有可靠的連接。剛彈性和彈性方案房屋，圈梁

11、應(yīng)與屋架、大梁等構(gòu)件可靠連接。 圖圖3-263-26 圈梁連接構(gòu)造圖圈梁連接構(gòu)造圖第18頁/共37頁 （3）鋼筋混凝土圈梁的寬度宜與墻厚相同，當(dāng)墻厚h240mm時(shí)，其寬度不宜小于2h/3，圈梁高度不應(yīng)小于120mm?？v向鋼筋不宜少于410，綁扎接頭的搭接長度按受拉鋼筋考慮，箍筋間距不應(yīng)大于300mm。 （4）圈梁兼過梁時(shí)，過梁部分的鋼筋應(yīng)按計(jì)算用量另行增配。第19頁/共37頁3.5.3 懸挑構(gòu)件 懸挑構(gòu)件：一端嵌入墻體內(nèi)，一端挑出的梁或板。 如：挑梁、屋面挑檐、凸陽臺(tái)、雨篷和懸挑樓梯等。1. 懸挑構(gòu)件的受力性能及破壞形態(tài) 埋置于砌體中的懸挑構(gòu)件實(shí)際上是與砌體共同工作的。在懸挑端集中力F及砌體上

12、荷載作用下，挑梁經(jīng)歷了彈性、界面水平裂縫發(fā)展及破壞三個(gè)受力階段。第20頁/共37頁圖3-27 挑梁應(yīng)力分布圖3-28 挑梁裂縫第21頁/共37頁 三種破壞形態(tài)： （1）抗傾覆力矩小于傾覆力矩而使挑梁繞其下表面與砌體外緣交點(diǎn)處稍向內(nèi)移的一點(diǎn)O轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)生傾覆破壞； （2）挑梁下砌體局部受壓破壞； （3）挑梁傾覆點(diǎn)附近正截面受彎破壞或斜截面受剪破壞。（a）傾覆破壞（b）砌體局壓破壞（c）混凝土梁破壞第22頁/共37頁2. 挑梁的計(jì)算 根據(jù)埋入砌體中鋼筋混凝土挑梁的受力特點(diǎn)和破壞形態(tài)，挑梁應(yīng)進(jìn)行抗傾覆驗(yàn)算、承載力計(jì)算和挑梁下砌體局部受壓承載力驗(yàn)算。（1）挑梁抗傾覆驗(yàn)算砌體墻中鋼筋混凝土挑梁可按下式進(jìn)行抗

13、傾覆驗(yàn)算：（3-15）式中 Mov 挑梁的荷載設(shè)計(jì)值對計(jì)算傾覆點(diǎn)產(chǎn)生的傾覆力矩； Mr 挑梁的抗傾覆力矩設(shè)計(jì)值。 MovMr第23頁/共37頁 試驗(yàn)表明，挑梁傾覆破壞時(shí)其傾覆點(diǎn)并不在墻邊，而是距墻外邊緣x0處。 挑梁計(jì)算傾覆點(diǎn)至墻外邊緣的距離可按下列規(guī)定采用：式中 l1挑梁埋入砌體墻中的長度（mm）； x0計(jì)算傾覆點(diǎn)至墻外邊緣的距離（mm）； hb挑梁的截面高度（mm）。（3-17） 注：當(dāng)挑梁下設(shè)有構(gòu)造柱時(shí)，考慮到對抗傾覆的有利作用，計(jì)算傾覆點(diǎn)至墻外邊緣的距離可取0.5 x0。當(dāng)l2.2hb時(shí) x0=0.13l1 當(dāng)l2.2hb時(shí)，可近視采用 x0=0.3hb （3-16）第24頁/共37頁

14、 試驗(yàn)表明，由于挑梁與砌體的共同工作，挑梁傾覆時(shí)將在其埋試驗(yàn)表明，由于挑梁與砌體的共同工作，挑梁傾覆時(shí)將在其埋入端角部砌體形成階梯形斜裂縫。斜裂縫以上的砌體及作用在上面的入端角部砌體形成階梯形斜裂縫。斜裂縫以上的砌體及作用在上面的樓（屋）蓋荷載均可起到抗傾覆作用。斜裂縫與豎軸夾角稱為擴(kuò)散角，樓（屋）蓋荷載均可起到抗傾覆作用。斜裂縫與豎軸夾角稱為擴(kuò)散角，可偏于安全地取可偏于安全地取4545。挑梁的抗傾覆力矩設(shè)計(jì)值計(jì)算公式：)(8 . 002xlGMrr（3-18）式中 l2Gr作用點(diǎn)至墻外邊緣的距離； Gr 挑梁的抗傾覆荷載，為挑梁尾端上部45擴(kuò)展角的 陰影范圍（其水平長度為 l3）內(nèi)本層的砌體

15、與樓 面恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值之和。傾覆破壞第25頁/共37頁圖3-30 挑梁的抗傾覆荷載第26頁/共37頁l3的取值： 無洞口當(dāng)l3l1時(shí):取實(shí)際擴(kuò)展的長度當(dāng)l3l1時(shí):取l3=l1第27頁/共37頁 有洞口當(dāng)洞口在l1之內(nèi)時(shí):按無洞口的取值原則當(dāng)洞口在l1之外時(shí)：取l3=0第28頁/共37頁（2）挑梁下砌體局部受壓承載力驗(yàn)算挑梁下的砌體局部受壓承載力驗(yàn)算公式：llfAN（3-19）式中 挑梁下的支承壓力，可取 =2R， R為挑梁的傾覆荷載設(shè)計(jì)值； 梁端底面壓應(yīng)力圖形的完整系數(shù)， 可取0.7； 砌體局部抗壓強(qiáng)度提高系數(shù)，對 矩形截面墻段（一字墻）， =1.25； 對T形截面墻段（丁字墻）， =1.5；

16、 挑梁下砌體局部受壓面積，可取 =1.2bhb， b為挑梁的截面寬度，hb為挑梁 的截面高度。lNlN挑梁支承在一字墻挑梁支承在丁字墻lAlA第29頁/共37頁（3） 挑梁承載力計(jì)算 挑梁承受的最大彎矩Mmax在接近x0處，最大剪力Vmax在墻邊， 故：（3-20）（3-21）式中 Mmax挑梁最大彎矩設(shè)計(jì)值； Vmax挑梁最大剪力設(shè)計(jì)值； V0挑梁的荷載設(shè)計(jì)值在挑梁墻外邊緣處截面產(chǎn)生的剪力。Mmax=Mov Vmax=Vo挑梁受彎承載力和受剪承載力計(jì)算與一般鋼筋混凝土梁相同。第30頁/共37頁（4） 雨篷等懸挑構(gòu)件抗傾覆驗(yàn)算計(jì)算公式：rVMM01013. 0lx )(8 . 002xlGMr

17、r抗傾覆荷載 Gr 距墻外邊緣的距離為：l2=l1/2l3=ln/2第31頁/共37頁3. 3. 挑梁的構(gòu)造要求挑梁的構(gòu)造要求 挑梁設(shè)計(jì)除應(yīng)符合國家現(xiàn)行混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范挑梁設(shè)計(jì)除應(yīng)符合國家現(xiàn)行混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范有關(guān)規(guī)定外，尚應(yīng)滿足下列要求：有關(guān)規(guī)定外，尚應(yīng)滿足下列要求： (1)(1)縱向受力鋼筋至少應(yīng)有縱向受力鋼筋至少應(yīng)有1/21/2的鋼筋面積伸入的鋼筋面積伸入梁尾端，且不少于梁尾端，且不少于2 21212。其余鋼筋伸入支座的長度不應(yīng)。其余鋼筋伸入支座的長度不應(yīng)小于小于2 2l l1 1/3/3。 (2)(2)挑梁埋入砌體長度挑梁埋入砌體長度l l1 1與挑出長度與挑出長度l l之比宜大于之

18、比宜大于1.21.2，當(dāng)挑梁上無砌體時(shí)，當(dāng)挑梁上無砌體時(shí)，l l1 1與與l l之比宜大于之比宜大于2 2。第32頁/共37頁 在砌體結(jié)構(gòu)房屋四角及內(nèi)外墻交接處，樓梯間等部位按在砌體結(jié)構(gòu)房屋四角及內(nèi)外墻交接處，樓梯間等部位按構(gòu)造要求設(shè)置的現(xiàn)澆鋼筋混凝土柱，稱為構(gòu)造柱。構(gòu)造要求設(shè)置的現(xiàn)澆鋼筋混凝土柱，稱為構(gòu)造柱。 主要作用：主要作用： 與各層圈梁連接，形成空間骨架，對砌體起約束作用，與各層圈梁連接，形成空間骨架，對砌體起約束作用，可以明顯改善多層砌體結(jié)構(gòu)房屋的抗震性能，增加其變形能可以明顯改善多層砌體結(jié)構(gòu)房屋的抗震性能，增加其變形能力和延性。力和延性。3.5.4 構(gòu)造柱第33頁/共37頁圖3-32 鋼筋混凝土構(gòu)造柱的示意圖 第34頁/共37頁 構(gòu)造柱必須先砌墻，后澆柱； 構(gòu)造柱最小截面尺寸可采用240mm180mm； 縱向鋼筋宜采用412，箍筋宜采用6，箍筋間距不宜大于250mm，且在柱上下端處宜適當(dāng)加密； 抗震設(shè)防烈度為7度時(shí)超過6層、8度時(shí)超過5層和9度時(shí)，構(gòu)造柱縱向鋼筋宜采用414，箍筋間距不應(yīng)大于200mm； 房屋四角的構(gòu)造柱可適當(dāng)加大截面及配筋。第35頁/共37