砌體結(jié)構(gòu)課件第5章

砌體結(jié)構(gòu)MasonryStructure第五章過梁、圈梁、墻梁、懸挑構(gòu)件及墻體的構(gòu)造措施砌體結(jié)構(gòu)5.2圈梁

5.3墻梁5.4懸挑構(gòu)件

第五章5.1過梁

5.5墻體的構(gòu)造措施

5.1

過梁

5.1.1

過梁的分類及應(yīng)用范圍過梁——砌體結(jié)構(gòu)房屋中門窗洞口上的構(gòu)件。磚砌過梁鋼筋混凝土過梁過梁磚砌平拱過梁磚砌弧拱過梁鋼筋磚過梁木過梁5.1

過梁

5.1.1

過梁的分類及應(yīng)用范圍磚砌平拱過梁磚砌弧拱過梁≥240失高磚砌弧拱過梁的跨度與失高有關(guān)。5.1

過梁

5.1.1

過梁的分類及應(yīng)用范圍鋼筋混凝土過梁≥240≥240鋼筋磚過梁現(xiàn)澆鋼筋混凝土過梁5.1

過梁

5.1.1

過梁的分類及應(yīng)用范圍預(yù)制鋼筋混凝土過梁5.1

過梁

5.1.1

過梁的分類及應(yīng)用范圍5.1

過梁

5.1.1

過梁的分類及應(yīng)用范圍預(yù)制鋼筋混凝土過梁加氣混凝土塊上不能直接放置預(yù)制鋼筋混凝土過梁施工通道圈梁兼過梁5.1

過梁

5.1.1

過梁的分類及應(yīng)用范圍圈梁兼作過梁時，過梁部分的鋼筋應(yīng)按計算用量另行增配。5.1

過梁

5.1.2

過梁上的荷載過梁上的墻體荷載梁，板荷截：

對磚和小型砌塊砌體：當(dāng)梁、板下的墻體高度hw<ln，時應(yīng)計入梁、板轉(zhuǎn)來的荷截；當(dāng)梁、板下的墻體高度hw≧ln時，可不考慮梁、板荷截。5.1

過梁

5.1.2

過梁上的荷載過梁上的墻體荷載墻體荷截對磚砌體：當(dāng)過梁上的墻體高度hw<ln/3時，應(yīng)按墻體的均布自重計算；當(dāng)墻提高度hw≧ln/3時，應(yīng)按高度為ln/3墻體的均布自重計算。5.1

過梁

5.1.2

過梁上的荷載墻體荷截對混凝土砌塊砌體：當(dāng)過梁的墻體高度hw<ln/2時，應(yīng)按墻體的均布自重計算；當(dāng)墻體高度hw≧ln/2時應(yīng)按高度為ln/2墻體的均布自重計算。過梁上的墻體荷載5.1

過梁

門窗過梁損壞5.1.3

過梁的計算5.1

過梁

磚砌過梁受載后，在跨中上部受壓，下部受拉。當(dāng)跨中豎向截面或支座斜截面的拉應(yīng)變達(dá)到砌體的極限拉應(yīng)變時，將出現(xiàn)豎向裂縫①和階梯形斜裂縫②。對鋼筋磚過梁，過梁下部的拉力將由鋼筋承受；對磚砌平拱過梁，下部的拉力將由兩端砌體提供的推力來平衡。磚砌過梁最后可能有三種破壞形式：

過梁跨中截面受彎承載力不足而破壞；過梁支座附近斜截面受剪承載力不足而破壞；過梁支座邊沿水平灰縫發(fā)生破壞（鋼筋磚過梁不會發(fā)生）。ln①③②hw5.1.3

過梁的計算——磚砌過梁5.1

過梁

5.1.3

過梁的計算——磚砌平拱過梁——磚砌平拱過梁不考慮支座水平推力對抗彎承載力的提高；略去支座邊沿水平灰縫破壞的驗算；跨中正截面的受彎承載力，磚體的彎曲抗拉強度設(shè)計值ftm采用沿齒縫截面的彎曲抗拉強度值；支座截面的受剪承載力計算。5.1

過梁

5.1.3

過梁的計算——磚砌平拱過梁——鋼筋磚過梁跨中正截面的受彎承載力：支座截面的受剪承載力計算：式中：M—按筒直梁計算的跨中彎距設(shè)計值；fy—受拉鋼筋的抗拉強度設(shè)計值；h0—過梁截面的有效高度，h0=h-as；h—過梁的截面計算高度，取過梁底面以上的墻體高度，但不大于ln/3；當(dāng)考慮梁，板傳來的荷載時，則按梁，板下的高度采用；as——受拉鋼筋重心至截面下邊緣的距離。

5.1

過梁

5.1.3

過梁的計算——磚砌平拱過梁——鋼筋混凝土過梁認(rèn)為墻體僅作為荷載，不參與共同工作；計算內(nèi)容包括

正截面承載力；

斜截面承載力；

局部承壓承載力

可不考慮上層荷載的影響，取ψ=0）；梁端底面壓應(yīng)力圖形完整系數(shù)，取=1.0。

過梁的構(gòu)造要求：

磚砌過梁截面計算高度內(nèi)磚的強度等級不應(yīng)低于MU10，砂漿強度等級不應(yīng)低于M5。磚砌平拱用豎磚砌筑部分的高度不應(yīng)小于240mm。鋼筋磚過梁低面砂漿層處的鋼筋直徑不應(yīng)小于5mm，間距不宜大于120mm，鋼筋伸入支座砌度內(nèi)的長度不宜小于240mm，砂漿層的厚度不宜小于30mm。鋼筋混凝土過梁端部的支承長度，不宜小于240mm。5.1

過梁

5.1.3

過梁的計算

預(yù)制過梁的選用：選用圖集：新疆維吾爾自治區(qū)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，02系列結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計圖集（DBJT27-35）鋼筋混凝土過梁02G05。選用方法：根據(jù)墻體材料、過梁截面形式、墻體厚度、門窗洞口寬度以及過梁的荷載級別等已知條件選出過梁編號。5.1

過梁

5.1.3

過梁的計算

過梁編號：5.1

過梁

XGLXXXXXX荷載級別過梁凈跨墻厚代號截面形式：A表示矩形，B表示L形。過梁代號墻體代號：S為燒結(jié)普通磚墻，K為燒結(jié)多孔磚墻

Q為混凝土砌塊墻，T為加氣混凝土砌塊填充墻。

SGLA24181

KGLB37212

QGLA19101

TGLA101825.1.3

過梁的計算5.1

過梁

5.1.3

過梁的計算計算例題

已知某窗洞凈寬Ln＝1.5m，墻厚為370mm，雙面粉刷，采用磚砌平拱過梁，用豎磚砌筑部分的高度為370mm(過梁的構(gòu)造高度)，由磚MU10和混合砂漿M5砌筑，求此磚砌平拱過梁能承受的均布荷載設(shè)計值。

5.1

過梁

5.1.3

過梁的計算計算例題【解】由砂漿的強度等級M5，查《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50003-2001）中表3.2.2可得：砌體沿齒縫截面的彎曲抗拉強度設(shè)計值ftm=0.23MPa；砌體的抗剪強度設(shè)計值fv=0.11MPa

過梁的截面計算高度取h=Ln╱3

1按受彎承載力公式計算：

M≤ftmW

W=bh2╱6=b(Lｎ/3)2╱6=bLｎ2╱54

M=[q1]Lｎ2╱8[q1]Lｎ2╱8=ftmW[q1]=8ftm

W╱Lｎ2=4ftmb╱27[q1]=4×0.23×370╱27=12.61N╱mm=12.61kN╱m5.1

過梁

5.1.3

過梁的計算計算例題

2按受剪承載力公式計算：

V≤fVbz

z=2h╱3=2Lｎ╱9

V=[q2]Lｎ╱2[q2]Lｎ╱2=fVbz[q2]=2fVbz╱Lｎ=4fVb╱9[q2]=4×0.11×370╱9=18.1N╱mm=18.1kN╱m

此磚砌平拱過梁能承受的均布荷載設(shè)計值取[q1]與[q2]中的小者，故取

[q]=12.61kN╱m5.2

圈梁5.2.1

圈梁的設(shè)置

1976年7月28日，我國河北唐山發(fā)生了一Ms=7.8的大地震，震中烈度Ⅺ度。專家工程經(jīng)驗之一：進(jìn)一步明確了，準(zhǔn)確的地震預(yù)報和經(jīng)濟而有效的抗震措施，對人身傷亡及工程損失情況的重要性。5.2

圈梁5.2.1

圈梁的設(shè)置

唐山大地震后被震彎的鐵路

開灤煤礦醫(yī)院，為磚混結(jié)構(gòu)的五層樓房（局部七層），僅西部轉(zhuǎn)角殘存5.2

圈梁5.2.1

圈梁的設(shè)置

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；地圈梁：——位于±0.000以下基礎(chǔ)頂面處設(shè)置的圈梁。在墻中設(shè)置現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁目的：

①增強房屋的整體性和空間剛度；

②防止地基不均勻沉降而使墻體開裂；

③減少振動作用對房屋產(chǎn)生的不利影響；

④與構(gòu)造柱配合有助于提高砌體結(jié)構(gòu)的抗震性能。5.2

圈梁5.2.1

圈梁的設(shè)置

7.1.2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：

1磚砌體房屋檐口標(biāo)高為5～8m時應(yīng)在檐口標(biāo)高處設(shè)置圈梁一道，檐口標(biāo)高大于8m時應(yīng)增加設(shè)置數(shù)量。

2砌塊及料石砌體房屋檐口標(biāo)高為4～

5m時應(yīng)在檐口標(biāo)高處設(shè)置圈梁一道，檐口標(biāo)高大于5m時應(yīng)增加設(shè)置數(shù)量。

3對有吊車或較大振動設(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)增加設(shè)置數(shù)量。7.1.3宿舍辦公樓等多層砌體民用房屋且層數(shù)為3～

4層時應(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，在所有縱橫墻上隔層設(shè)置。

多層砌體工業(yè)房屋應(yīng)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層處應(yīng)在所有縱橫墻上每層設(shè)置。7.1.4建筑在軟弱地基或不均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)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范GB50007的有關(guān)規(guī)定。《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50003-2001）5.2

圈梁5.2.1

圈梁的設(shè)置

表7.3.3磚房現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁設(shè)置要求墻類烈度6、789外墻和內(nèi)縱墻屋蓋處及每層樓蓋處屋蓋處及每層樓蓋處屋蓋處及每層樓蓋處內(nèi)橫墻同上；屋蓋處間距不應(yīng)大于7m；樓蓋處間距不應(yīng)大于15m；構(gòu)造柱對應(yīng)部位同上；屋蓋處沿所有橫墻，且間距不應(yīng)大于7m；樓蓋處間距不應(yīng)大于7m構(gòu)造柱對應(yīng)部位同上；各層所有橫墻《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011-2001）7.3.3多層普通磚、多孔磚房屋的現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁設(shè)置應(yīng)符合下列要求：

1裝配式鋼筋混凝土樓、屋蓋或木樓、屋蓋的磚房橫墻承重時應(yīng)按表7.3.3的要求設(shè)置圈梁；縱墻承重時每層均應(yīng)設(shè)置圈梁，且抗震橫墻上的圈梁間距應(yīng)比表內(nèi)要求適當(dāng)加密。

2現(xiàn)澆或裝配整體式鋼筋混凝土樓、屋蓋與墻體有可靠連接的房屋，應(yīng)允許不另設(shè)圈梁，但樓板沿墻體周邊應(yīng)加強配筋并應(yīng)與相應(yīng)的構(gòu)造柱鋼筋可靠連接。5.2

圈梁5.2.2

圈梁的的構(gòu)造要求

7.3.4多層普通磚、多孔磚房屋的現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁構(gòu)造應(yīng)符合下列要求：

1圈梁應(yīng)閉合，遇有洞口圈梁應(yīng)上下搭接。圈梁宜與預(yù)制板設(shè)在同一標(biāo)高處或緊靠板底；

2圈梁在本節(jié)第7.3.3條要求的間距內(nèi)無橫墻時，應(yīng)利用梁或板縫中配筋替代圈梁；

3圈梁的截面高度不應(yīng)小于120mm，配筋應(yīng)符合表7.3.4的要求；按本規(guī)范第3.3.4條3款要求增設(shè)的基礎(chǔ)圈梁，截面高度不應(yīng)小于180mm配筋不應(yīng)少于4ψ12。《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011-2001）5.2

圈梁5.2.2

圈梁的構(gòu)造要求

圈梁宜連續(xù)設(shè)置在墻的同一水平面上，并盡可能形成封閉。

當(dāng)圈梁被門窗洞口截斷時，應(yīng)在洞口上部增設(shè)相同截面的附加圈梁。附加圈梁與圈梁的搭接長度不應(yīng)小于其中垂直間距的二倍，且不得小于1m。附加圈梁與圈梁的搭接

附加圈梁門窗洞口H圈梁L≧1000L≧2HL≧1000L≧2H5.2

圈梁5.2.2

圈梁的構(gòu)造要求

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，圈梁應(yīng)與屋架、大梁等構(gòu)件可靠連接。橫墻為墻梁時，墻梁頂面應(yīng)設(shè)置貫通圈梁；

鋼筋混凝土圈梁的寬度宜與墻厚相同，當(dāng)墻厚≥240mm時，不宜小于2/3墻厚。圈梁高度不應(yīng)小于120mm?？v向鋼筋不宜小于4φ10，箍筋間距不宜大于300mm；

圈梁兼作過梁時，過梁部分的鋼筋用量應(yīng)按計算用量單獨配置?？v橫墻交接處圈梁連接構(gòu)造5.2

圈梁

圈梁構(gòu)造5.2

圈梁圈梁構(gòu)造

5.2

圈梁

圈梁構(gòu)造5.2

圈梁

圈梁構(gòu)造5.2

圈梁

圈梁構(gòu)造5.2

圈梁

圈梁構(gòu)造5.2

圈梁

圈梁構(gòu)造5.2

圈梁

圈梁構(gòu)造5.3

墻梁

墻梁：——鋼筋砼托梁和梁上計算高度范圍內(nèi)的砌體組成的組合構(gòu)件。托梁上的砌體既是荷載的一部分，又構(gòu)成結(jié)構(gòu)的一部分，與托梁共同工作。墻梁與一般鋼筋砼梁的差別：①深梁，②組合梁墻梁按荷載分類可分為——承重墻梁和自承重墻梁。墻梁按支承條件分類可分為——簡支墻梁、框支墻梁和連續(xù)墻梁。

簡支墻梁托梁框支墻梁托梁連續(xù)墻梁托梁5.3

墻梁

裂縫開展：

托梁偏心受拉，托梁中段將首先出現(xiàn)垂直裂縫①，并向上擴展，托梁剛度的減小將引起主壓應(yīng)力進(jìn)一步向支座附近集中；

當(dāng)墻中主拉應(yīng)變達(dá)到砌體極限拉應(yīng)變時將出現(xiàn)裂縫②；

斜裂縫將穿過墻體和托梁的交界面，在托梁端部形成較陡的上寬下窄的斜裂縫，臨近破壞時在托梁中段交界面上將出現(xiàn)水平裂縫③。①②③5.3

墻梁

破壞形態(tài)：彎曲破壞（hw/l0不大，配筋較弱，砌體較強），托梁內(nèi)上部和下部鋼筋屈服，受壓區(qū)較小，砌體沒有被壓碎。剪切破壞（墻體剪切破壞）

斜壓破壞：（hw/l0>0.4，砌體強度較高）砌體沿主壓應(yīng)力方向壓碎、剝落。

斜拉破壞：（

hw/l0

<0.4，砂漿強度較低）墻體沿灰縫的階梯形裂縫而破壞。局部受壓破壞（hw/l0

>0.75，砌體強度較低）5.3

墻梁

墻梁的計算：托梁使用階段正截面承載力計算；托梁使用階段斜截面承載力計算；墻體受剪承載力計算；托梁支座上部砌體局部受壓承載力計算；施工階段托梁受彎和受剪承載力計算。

自承重墻梁可不驗算墻體受剪承載力和砌體局部受壓承載力。5.4

懸挑構(gòu)件

鋼筋混凝土挑梁工程實例：房屋雨篷、陽臺和懸挑樓梯等。5.4

懸挑構(gòu)件

一、受力特點1.應(yīng)力分布2.裂縫發(fā)展3.破壞形態(tài)饒o點傾覆破壞（剛體失穩(wěn)）挑梁下砌體局部受壓破壞挑梁正截面或斜截面破壞FF①②③④0x二、計算要點1.抗傾覆驗算Mr—抗傾覆力矩設(shè)計值，不考慮活荷載，墻體面積可考慮45擴散角，Mov—傾覆力矩，注意傾覆點不在墻邊。5.4

懸挑構(gòu)件

挑梁計算傾覆點至墻外邊緣的距離xo計算公式：當(dāng)l1≥2.2hb時（柔性挑梁），

xo＝0.3hb，并且xo≤0.13l1。當(dāng)l1＜2.2hb時（剛性挑梁），

xo＝0.13l1

注：當(dāng)挑梁下有構(gòu)造柱時，計算傾覆點至墻外邊緣的距離可取0.5xo。式中：

l1——挑梁埋入砌體的長度；

xo——計算傾覆點至墻外邊緣的距離；

hb——混凝土挑梁的截面高度。挑梁的分類：挑梁類型埋入墻內(nèi)長度l1豎向變形變形主要原因界面受壓面積剛性挑梁較短較大挑梁剛性轉(zhuǎn)動較小柔性挑梁較長較小挑梁彎曲變形較大5.4

懸挑構(gòu)件

2.挑梁下墻體的局部承壓驗算Nl—挑梁下支承壓力，取Nl=2R；R—為挑梁的傾覆荷載設(shè)計值；η—應(yīng)力圖形豐滿系數(shù)，可取0.7；γ—局部承壓強度提高系數(shù)，取1.25（一字墻）或1.5（丁字墻）；Al—為挑梁下砌體局部受壓面積，Al=1.2bhb

。3.挑梁自身承載力計算（按受彎構(gòu)件計算）

最大剪力在墻邊，但最大彎矩在接近x0

處，近似?。篎①②③④0x5.4

懸挑構(gòu)件

混凝土挑梁的構(gòu)造要求：①縱向受力鋼筋至少應(yīng)有1/2的鋼筋面積伸入梁尾端，且不少于2φ12；其它鋼筋伸入支座的長度不應(yīng)小于2l1/3。②挑梁埋入砌體長度l1與挑出長度l之比宜大于1.2；當(dāng)挑梁上無砌體時，宜使l1/l>2。材料收縮、溫度變化、地基不均勻沉降等會在結(jié)構(gòu)內(nèi)引起復(fù)雜的內(nèi)力，可能使墻體開裂以至影響結(jié)構(gòu)的整體剛度和承載力。這些因素難以定量考慮，需要采取適當(dāng)?shù)臉?gòu)造措施解決。5.5

墻體的構(gòu)造措施

砌體結(jié)構(gòu)常見震害墻體交叉裂縫轉(zhuǎn)角及內(nèi)外墻連接處裂縫墻體斜裂縫砌體結(jié)構(gòu)常見震害墻體倒塌砌體結(jié)構(gòu)常見震害碰撞破壞砌體結(jié)構(gòu)常見震害女兒墻等附屬結(jié)構(gòu)破壞——砌體結(jié)構(gòu)常見震害煙囪破壞砌體結(jié)構(gòu)常見震害屋頂損壞——砌體結(jié)構(gòu)常見震害地基不均勻沉降等會在結(jié)構(gòu)內(nèi)引起復(fù)雜的內(nèi)力。5.5

墻體的構(gòu)造措施

fgh5.5

墻體的構(gòu)造措施

砼的收縮值比砌體大得多，收縮值的不一致也會產(chǎn)生附加內(nèi)力。cdeb5.5

墻體的構(gòu)造措施

地基不均勻沉降引起墻體開裂總體上控制房屋的長寬比；合理布置承重墻，盡量將縱墻拉通；在墻體內(nèi)設(shè)置鋼筋混凝土圈梁。6.2.1

五層及五層以上房屋的墻，以及受振動或?qū)痈叽笥?m的墻、柱所用材料的最低強度等級，應(yīng)符合下列要求：1磚采用MU10；2砌塊采用MU7.5；3石材采用MU30；4砂漿采用M5。注：對安全等級