砌体结构课件第5章.ppt

砌体结构,Masonry Structure,第五章 过梁、圈梁、墙梁、悬挑构件及墙体的构造措施,砌体结构,5.2 圈梁,5.3 墙梁,5.4 悬挑构件,第五章,5.1 过梁,5.5 墙体的构造措施,5.1 过梁,过梁的分类及应用范围,过梁砌体结构房屋中门窗洞口上的构件。,砖砌过梁,钢筋混凝土过梁,过梁,砖砌平拱过梁,砖砌弧拱过梁,钢筋砖过梁,木过梁,5.1 过梁,过梁的分类及应用范围,砖砌平拱过梁,砖砌弧拱过梁,砖砌弧拱过梁的跨度与失高有关。,5.1 过梁,过梁的分类及应用范围,钢筋混凝土过梁,钢筋砖过梁,现浇钢筋混凝土过梁,5.1 过梁,过梁的分类及应用范围,预制钢筋混凝土过梁,5.1 过梁,过梁的分类及应用范围,5.1 过梁,过梁的分类及应用范围,预制钢筋混凝土过梁,加气混凝土块上不能直接放置预制钢筋混凝土过梁,施工通道,圈梁兼过梁,5.1 过梁,过梁的分类及应用范围,圈梁兼作过梁时，过梁部分的钢筋应按计算用量另行增配。,5.1 过梁,过梁上的荷载,过梁上的墙体荷载,梁，板荷截：对砖和小型砌块砌体：当梁、板下的墙体高度hwln，时应计入梁、板转来的荷截；当梁、板下的墙体高度hwln时，可不考虑梁、板荷截。,5.1 过梁,过梁上的荷载,过梁上的墙体荷载,墙体荷截 对砖砌体：当过梁上的墙体高度hwln/3时，应按墙体的均布自重计算；当墙提高度hwln/3时，应按高度为ln/3墙体的均布自重计算。,5.1 过梁,过梁上的荷载,墙体荷截 对混凝土 砌块砌体：当过梁的墙体高度hwln/2时，应按墙体的均布自重计算；当墙体高度hwln/2时应按高度为ln/2墙体的均布自重计算。,过梁上的墙体荷载,5.1 过梁,门窗过梁损坏,过梁的计算,5.1 过梁,砖砌过梁受载后，在跨中上部受压，下部受拉。当跨中竖向截面或支座斜截面的拉应变达到砌体的极限拉应变时，将出现竖向裂缝和阶梯形斜裂缝。对钢筋砖过梁，过梁下部的拉力将由钢筋承受；对砖砌平拱过梁，下部的拉力将由两端砌体提供的推力来平衡。砖砌过梁最后可能有三种破坏形式：过梁跨中截面受弯承载力不足而破坏；过梁支座附近斜截面受剪承载力不足而破坏；过梁支座边沿水平灰缝发生破坏（钢筋砖过梁不会发生）。,过梁的计算砖砌过梁,5.1 过梁,过梁的计算砖砌平拱过梁砖砌平拱过梁,不考虑支座水平推力对抗弯承载力的提高；略去支座边沿水平灰缝破坏的验算；跨中正截面的受弯承载力，砖体的弯曲抗拉强度设计值ftm采用沿齿缝截面的弯曲抗拉强度值；支座截面的受剪承载力计算。,5.1 过梁,过梁的计算砖砌平拱过梁钢筋砖过梁,跨中正截面的受弯承载力：支座截面的受剪承载力计算：,式中：M按筒直梁计算的跨中弯距设计值；fy受拉钢筋的抗拉强度设计值；h0过梁截面的有效高度，h0=h-as；h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/3；当考虑梁，板传来的荷载时，则按梁，板下的高度采用；as受拉钢筋重心至截面下边缘的距离。,5.1 过梁,过梁的计算砖砌平拱过梁钢筋混凝土过梁,认为墙体仅作为荷载，不参与共同工作；计算内容包括 正截面承载力；斜截面承载力；局部承压承载力 可不考虑上层荷载的影响，取=0）；梁端底面压应力图形完整系数，取=1.0。,过梁的构造要求：砖砌过梁截面计算高度内砖的强度等级不应低于MU10，砂浆强度等级不应低于M5。砖砌平拱用竖砖砌筑部分的高度不应小于240mm。钢筋砖过梁低面砂浆层处的钢筋直径不应小于5mm，间距不宜大于120mm，钢筋伸入支座砌度内的长度不宜小于240mm，砂浆层的厚度不宜小于30mm。钢筋混凝土过梁端部的支承长度，不宜小于240mm。,5.1 过梁,过梁的计算,预制过梁的选用：选用图集：新疆维吾尔自治区工程建设标准设计，02系列结构标准设计图集（DBJT27-35）钢筋混凝土过梁02G05。选用方法：根据墙体材料、过梁截面形式、墙体厚度、门窗洞口宽度以及过梁的荷载级别等已知条件选出过梁编号。,5.1 过梁,过梁的计算,过梁编号：,5.1 过梁,X GL X XX XX X,荷载级别,过梁净跨,墙厚代号,截面形式：A表示矩形，B表示L形。,过梁代号,墙体代号：S为烧结普通砖墙，K为烧结多孔砖墙 Q为混凝土砌块墙，T为加气混凝土砌块填充墙。,SGLA24181,KGLB37212,QGLA19101,TGLA10182,过梁的计算,5.1 过梁,过梁的计算,计算例题,已知某窗洞净宽Ln1.5m，墙厚为370mm，双面粉刷，采用砖砌平拱过梁，用竖砖砌筑部分的高度为370mm(过梁的构造高度)，由砖MU10和混合砂浆M5砌筑，求此砖砌平拱过梁能承受的均布荷载设计值。,5.1 过梁,过梁的计算,计算例题,【解】由砂浆的强度等级M5，查砌体结构设计规范（GB 50003-2001）中表可得：砌体沿齿缝截面的弯曲抗拉强度设计值ftm=0.23MPa；砌体的抗剪强度设计值fv=0.11MPa 过梁的截面计算高度取h=Ln3 1 按受弯承载力公式计算：M ftm W W=bh26=b(L/3)26=bL254 M=q1 L28 q1 L28=ftm W q1=8ftm WL2=4ftmb27 q1=40.2337027=12.61Nmm=12.61kNm,5.1 过梁,过梁的计算,计算例题,2 按受剪承载力公式计算：VfVbz z=2h3=2 L9 V=q2 L2 q2 L2=fVbz q2=2fVbzL=4fVb9 q2=40.113709=18.1Nmm=18.1kNm 此砖砌平拱过梁能承受的均布荷载设计值取q1与q2中的小者，故取 q=12.61kNm,5.2 圈梁,圈梁的设置,1976年7月28日，我国河北唐山发生了一Ms=7.8的大地震，震中烈度度。专家工程经验之一：进一步明确了，准确的地震预报和经济而有效的抗震措施，对人身伤亡及工程损失情况的重要性。,5.2 圈梁,圈梁的设置,唐山大地震后被震弯的铁路,开滦煤矿医院，为砖混结构的五层楼房（局部七层），仅西部转角残存,5.2 圈梁,圈梁的设置,圈梁：砌体结构房屋中，在墙体内沿水平方向设置封闭的 钢筋混凝土梁；檐口圈梁：位于房屋檐口处的圈梁；地圈梁：位于0.000以下基础顶面处设置的圈梁。在墙中设置现浇钢筋混凝土圈梁目的：增强房屋的整体性和空间刚度；防止地基不均匀沉降而使墙体开裂；减少振动作用对房屋产生的不利影响；与构造柱配合有助于提高砌体结构的抗震性能。,5.2 圈梁,圈梁的设置,7.1.2 车间仓库食堂等空旷的单层房屋应按下列规定设置圈梁：1 砖砌体房屋檐口标高为58m时应在檐口标高处设置圈梁一道，檐口标高大于8m时应增加设置数量。2 砌块及料石砌体房屋檐口标高为4 5m时应在檐口标高处设置圈梁一道，檐口标高大于5m时应增加设置数量。3 对有吊车或较大振动设备的单层工业房屋除在檐口或窗顶标高处设置现浇钢筋混凝土圈梁外，尚应增加设置数量。7.1.3 宿舍办公楼等多层砌体民用房屋且层数为3 4层时应在檐口标高处设置圈梁一道；当层数超过4层时，在所有纵横墙上隔层设置。多层砌体工业房屋应每层设置现浇钢筋混凝土圈梁。设置墙梁的多层砌体房屋应在托梁墙梁顶面和檐口标高处设置现浇钢筋混凝土圈梁其他楼层处应在所有纵横墙上每层设置。7.1.4 建筑在软弱地基或不均匀地基上的砌体房屋除按本节规定设置圈梁外尚应符合现行国家标准建筑地基基础设计规范GB 50007的有关规定。,砌体结构设计规范（GB50003-2001）,5.2 圈梁,圈梁的设置,表7.3.3 砖房现浇钢筋混凝土圈梁设置要求,建筑抗震设计规范（GB50011-2001）,7.3.3 多层普通砖、多孔砖房屋的现浇钢筋混凝土圈梁设置应符合下列要求：1 装配式钢筋混凝土楼、屋盖或木楼、屋盖的砖房横墙承重时应按表的要求设置圈梁；纵墙承重时每层均应设置圈梁，且抗震横墙上的圈梁间距应比表内要求适当加密。2 现浇或装配整体式钢筋混凝土楼、屋盖与墙体有可靠连接的房屋，应允许不另设圈梁，但楼板沿墙体周边应加强配筋并应与相应的构造柱钢筋可靠连接。,5.2 圈梁,圈梁的的构造要求,7.3.4 多层普通砖、多孔砖房屋的现浇钢筋混凝土圈梁构造应符合下列要求：1 圈梁应闭合，遇有洞口圈梁应上下搭接。圈梁宜与预制板设在同一标高处或紧靠板底；2 圈梁在本节第7.3.3 条要求的间距内无横墙时，应利用梁或板缝中配筋替代圈梁；3 圈梁的截面高度不应小于120mm，配筋应符合表7.3.4 的要求；按本规范第3.3.4 条3 款要求增设的基础圈梁，截面高度不应小于180mm 配筋不应少于412。,建筑抗震设计规范（GB50011-2001）,5.2 圈梁,圈梁的构造要求,圈梁宜连续设置在墙的同一水平面上，并尽可能形成封闭。当圈梁被门窗洞口截断时，应在洞口上部增设相同截面的附加圈梁。附加圈梁与圈梁的搭接长度不应小于其中垂直间距的二倍，且不得小于1m。,5.2 圈梁,圈梁的构造要求,纵横墙交接处的圈梁应有可靠的连接。刚弹性和弹性方案房屋，圈梁应与屋架、大梁等构件可靠连接。横墙为墙梁时，墙梁顶面应设置贯通圈梁；钢筋混凝土圈梁的宽度宜与墙厚相同，当墙厚240mm时，不宜小于2/3墙厚。圈梁高度不应小于120mm。纵向钢筋不宜小于410，箍筋间距不宜大于300mm；圈梁兼作过梁时，过梁部分的钢筋用量应按计算用量单独配置。,纵横墙交接处圈梁连接构造,5.2 圈梁,圈梁构造,5.2 圈梁,圈梁构造,5.2 圈梁,圈梁构造,5.2 圈梁,圈梁构造,5.2 圈梁,圈梁构造,5.2 圈梁,圈梁构造,5.2 圈梁,圈梁构造,5.2 圈梁,圈梁构造,5.3 墙梁,墙梁：钢筋砼托梁和梁上计算高度范围内的砌体组成的组合构件。托梁上的砌体既是荷载的一部分，又构成结构的一部分，与托梁共同工作。墙梁与一般钢筋砼梁的差别：深梁，组合梁墙梁按荷载分类可分为承重墙梁和自承重墙梁。墙梁按支承条件分类可分为简支墙梁、框支墙梁和连续墙梁。,5.3 墙梁,裂缝开展：托梁偏心受拉，托梁中段将首先出现垂直裂缝，并向上扩展，托梁刚度的减小将引起主压应力进一步向支座附近集中；当墙中主拉应变达到砌体极限拉应变时将出现裂缝；斜裂缝将穿过墙体和托梁的交界面，在托梁端部形成较陡的上宽下窄的斜裂缝，临近破坏时在托梁中段交界面上将出现水平裂缝。,5.3 墙梁,破坏形态：弯曲破坏（hw/l0 不大，配筋较弱，砌体较强），托梁内上部和下部钢筋屈服，受压区较小，砌体没有被压碎。剪切破坏（墙体剪切破坏）斜压破坏：（hw/l0 0.4，砌体强度较高）砌体沿主压应力方向压碎、剥落。斜拉破坏：（hw/l0 0.75，砌体强度较低）,5.3 墙梁,墙梁的计算：托梁使用阶段正截面承载力计算；托梁使用阶段斜截面承载力计算；墙体受剪承载力计算；托梁支座上部砌体局部受压承载力计算；施工阶段托梁受弯和受剪承载力计算。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。,5.4 悬挑构件,钢筋混凝土挑梁,工程实例：房屋雨篷、阳台和悬挑楼梯等。,5.4 悬挑构件,一、受力特点1.应力分布2.裂缝发展3.破坏形态饶o点倾覆破坏（刚体失稳）挑梁下砌体局部受压破坏挑梁正截面或斜截面破坏,二、计算要点1.抗倾覆验算,Mr抗倾覆力矩设计值，不考虑活荷载，墙体面积可考虑45扩散角，Mov倾覆力矩，注意倾覆点不在墙边。,5.4 悬挑构件,挑梁计算倾覆点至墙外边缘的距离xo计算公式：当l12.2hb时（柔性挑梁），xo0.3hb，并且xo0.13l1。当l12.2hb时（刚性挑梁），xo0.13l1 注：当挑梁下有构造柱时，计算倾覆点至墙外边缘的距离可取0.5xo。式中：l1挑梁埋入砌体的长度；xo计算倾覆点至墙外边缘的距离；hb混凝土挑梁的截面高度。,挑梁的分类：,5.4 悬挑构件,2.挑梁下墙体的局部承压验算Nl挑梁下支承压力，取Nl=2R；R为挑梁的倾覆荷载设计值；应力图形丰满系数，可取0.7；局部承压强度提高系数，取1.25（一字墙）或1.5（丁字墙）；Al为挑梁下砌体局部受压面积，Al=1.2bhb。3.挑梁自身承载力计算（按受弯构件计算）最大剪力在墙边，但最大弯矩在接近x0 处，近似取：,5.4 悬挑构件,混凝土挑梁的构造要求：纵向受力钢筋至少应有1/2的钢筋面积伸入梁尾端，且不少于212；其它钢筋伸入支座的长度不应小于2l1/3。挑梁埋入砌体长度l1与挑出长度l之比宜大于1.2；当挑梁上无砌体时，宜使l1/l2。,材料收缩、温度变化、地基不均匀沉降等会在结构内引起复杂的内力，可能使墙体开裂以至影响结构的整体刚度和承载力。这些因素难以定量考虑，需要采取适当的构造措施解决。,5.5 墙体的构造措施,砌体结构常见震害,墙体交叉裂缝转角及内外墙连接处裂缝,墙体斜裂缝,砌体结构常见震害,墙体倒塌,砌体结构常见震害,碰撞破坏,砌体结构常见震害,女儿墙等附属结构破坏,砌体结构常见震害,烟囱破坏,砌体结构常见震害,屋顶损坏,砌体结构常见震害,地基不均匀沉降等会在结构内引起复杂的内力。,5.5 墙体的构造措施,5.5 墙体的构造措施,砼的收缩值比砌体大得多，收缩值的不一致也会产生附加内力。,5.5 墙体的构造措施,地基不均匀沉降引起墙体开裂总体上控制房屋的长宽比；合理布置承重墙，尽量将纵墙拉通；在墙体内设置钢筋混凝土圈梁。,五层及五层以上房屋的墙，以及受振动或层高大于6m的墙、柱所用材料的最低强度等级，应符合下列要求：1 砖采用MU10；2 砌块采用MU7.5；3 石材采用MU30；4 砂浆采用M5。注：对安全等级为一级或设计使用年限大于50年的房屋，墙、柱所用材料的最低强度等级应至少提高一级。地面以下或防潮层以下的砌体，潮湿房间的墙，所用材料的最低强度等级应符合表的要求。,注：1 在冻胀地区，地面以下或防潮层以下的砌体，当采用多孔砖时，其孔洞应用水泥砂浆灌实。当采用混凝土砌块砌体时，其孔洞应采用强度等级不低于Cb20的混凝土灌实；2 对安全等级为一级或设计使用年限大于50年的房屋，表中材料强度等级应至少提高一级。,表6.2.2 地面以下或防潮层以下的砌体、潮湿房间墙所用材料的最低强度等级,砌体结构设计规范（GB50003-2001）,5.5 墙体的构造措施,伸缩缝布置伸缩缝应设置在应力集中、砌体产生裂缝可能性最大的地方，如平、立面变化处，宽度一般不小于30mm。,房屋高度、层高、高宽比限值,抗震横墙最大间距,为保证横墙间的楼盖具有足够的水平刚度以传递地震作用，抗震横墙的间距应满足下表的要求。,墙体局部尺寸限制,为防止局部墙体失效造成整栋结构的破坏甚至倒塌，应符合下表的要求。当采用构造柱等措施时可适当放宽。,钢筋混凝土构造柱、芯柱设置要求,5.5 墙体的构造措施,钢筋混凝土构造柱,钢筋混凝土构造柱、芯柱设置要求,小砌块房屋的现浇钢筋混凝土圈梁应按表的要求设置，圈梁宽度不应小于190mm，配筋不应少于412，箍筋间距不应大于200mm。,第五章 过梁圈梁、墙梁悬挑构件及墙体的构造措施,本章小结 过梁的分类及应用范围；过梁上的荷载及各类过梁的计算方法；圈梁的设置和构造；挑梁的构造要求及计算公式；墙梁的基本概念；砌体结构房屋的破坏形态及预防措施和构造要求。,Thanks for Your Attention!,