砖混结构及构造要求第五节房屋部件圈梁(一)圈梁的作用和设置在砌体结构房屋中,沿外墙四周及内墙水平方 向设置连续封闭的现浇钢筋混凝土梁,称为圈 梁钢筋混凝土圈梁的宽度宜与墙厚相同,当墙 厚h>240mm时,其宽度不宜小于2h/3其高度 应等于每皮砖厚度的倍数,并不应小于120mm梁的作用⑴增强房屋的空间刚度和整体性,加强纵横 墙的联系圈梁还可在验算墙、柱高厚比时作为不动钱支承,以减小墙、柱的计算高度,提高其 间墙或构造柱间墙的不动钱支点例如当b/s^l/30时,梁可视作壁柱(2)承受地基不均匀沉降在墙体中所引起的弯曲应力(设置在基础顶面和檐口部位的圈梁对抵 抗不均匀沉降最有效当房屋中部沉降较两端大 时,基础顶面的圈梁作用大;当房屋两端沉降较 中部大时,檐口的圈梁作用大),可抑制墙体裂 缝的出现或减小裂缝的宽度,还可有效地消除或 减弱较大振动荷载对墙体产生的不利影响o⑶跨过门窗洞口的圈梁,若配筋不少于过梁时,可兼作过梁2.圈梁的设置⑴对车间、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5-8m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;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。
2)对有吊车或较大振动设备的单层工业房屋,除在搪口或窗顶标高处设置现浇钢筋混凝土 梁外,尚应在吊车梁标高处或其他适当位置增加 设置数量2)对宿舍、办公楼等多层砌体民用房屋,当层数为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,应在所有纵横墙上隔层 设置3)采用现浇钢筋混凝土楼(屋)盖的多层砌体结构房屋,当层数超过5层时,除在檐口标高处 设置一道圈梁外,可隔层设置圈梁,并与楼(屋) 面板一起现浇未设置圈梁的楼面板嵌入墙内的 长度不应小于120mm,并沿墙长配置不少于200的纵向钢筋4)对多层砌体工业房屋,应每层设置现浇钢筋混凝土圈梁⑸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 梁,其他楼层处应在所有纵横墙上每层设置6)建筑在软弱地基或不均匀地基上的砌体房屋,除按上述规定设置圈梁外,还应符合现行国 家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007的有关规定⑺地震区砌体房屋的圈梁设置应符合《建筑 抗震设计规范》GB 50011的有关规定二)圈梁的构造要求梁的受力情况较复杂,目前尚无合理简便的计算方法,一般均按前述构造设置,同时还要符 合下列构造要求梁宜连续地设在同一水平面上,并形成封闭状;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。
附加圈梁与圈粱的 搭接长度不应小于其中到中垂直间距的二倍,且 不得小于1m2.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,梁应与屋架、大梁等构件可靠连接3.钢筋混凝土梁的纵向钢筋不宜小于4010绑扎接头的搭接长度按受拉钢筋考虑,箍 筋间距不宜大于30mmo现浇混凝土强度等级不应低于C15o 算用量另行增配4.圈梁兼作过梁时,过梁部分的钢筋应按计5.钢筋混凝土圈梁的最大长度,可按{混凝土结构设计规范》GB 50010有关伸缩缝最大间距考虑,以防止圈梁因受温度影响而产生裂缝等现 象二、过梁(一)过梁的分类和构造要求过梁是砌体结构房屋墙体门窗洞上常用的构 件,它用来承受洞口顶面以上砌体的自重及上层 楼盖梁板传来的荷载过梁可采用砖砌过梁和钢筋混凝土过梁砖砌 过梁又可分为砖砌平拱过梁和钢筋砖过梁)o1 .砖砌平拱过梁用砖竖立和侧立砌筑的过梁称砖砌平拱过梁O 其厚度等于墙厚,用竖砖砌筑部分的高度不应小于240mm,砖砌过梁截面计算高度范围内砂浆 的强度等级不宜低于M5砖砌平拱过梁的跨度 不应超过1.2m o2 .钢筋穆过梁在过梁底部砌体水平灰缝内配置钢筋的过梁 称钢筋砖过梁钢筋的直径不应小于5mm,钢 筋间距不宜大于120mm,钢筋伸入支座砌体内 的长度不宜小于240mm。
砂浆不宜低于M5,砂 浆层的厚度不宜小于30mm, 一般采用1: 3水 泥砂浆钢筋砖过粱的跨度不应超过L 5m3 .钢筋混凝土过梁对有较大振动荷载或可能产生不均匀沉降的 房屋,或过梁跨度大于L 5m时,都应采用钢筋混凝土过梁过梁端部的支承长度,不宜小 于 240mm o(二)过梁上的荷载过梁上承受的荷载有砌体自重和过梁计算高 度范围内梁、板传来的荷载试验表明,当过梁 上砌体的砌筑高度超过h/3后,跨中的挠度增 加极小,这是由于砌体砌筑到一定高度之后,即 可起到拱的作用,使一部分荷载不传给过梁而直 接传给支承过梁的砖墙(窗间墙)试验还表明, 当在砌体高度等于0.8L左右的位置施加外荷载 时;由于砌体的组合作用,过梁的挠度变化也极 微根据以上试验结果分析,规范规定过梁上荷载 按下列规定采用:1 .梁、板荷载对砖和小型砌块砌体,当梁、板下的墙体高度hw
对混凝土砌块砌体,当过梁上的墙体高度hwV1M2时,应按墙体的均布自重采用当墙体高度 hw,ln/2时,应按高度为ln/2墙体的均布自重采用三)过梁的承载力计算砖砌过梁在荷载作用下,随着荷载的不断增 大,将先后在跨中受拉区出现垂直裂缝,在靠近 支座处出现沿灰缝近于45的阶梯形斜裂缝,这时过梁像一个拱一样地工作过梁下部的拉力将 由钢筋承受(对钢筋砖过粱)或由两端砌体提供推 力来平衡(对砖砌平拱)最后过梁可能有三种破 坏形态:1过梁跨中正截面的受弯承载力不足 而破坏;2.过梁支座附近截面受剪承载力不足, 沿灰缝产生45方向的阶梯形斜裂缝不断扩展而 破坏;3.过梁支座端部墙体长度不够,引起水 平灰缝的受剪承载力不足发生支座滑动而破坏为了使过梁具有足够的承载力,除应符合前述 构造措施外,尚宜按下列规定进行计算:1 .砖砌平拱过梁跨中正截面的受弯承载力可按下式计算MWWftm (16-5—1)式中 M・.按简支梁并取净跨计算的过梁跨中弯矩设计值;过梁的截面抵抗矩;ftm一砌体沿齿缝截面的弯曲抗拉强度设计值支座截面的受剪承载力可按下式计算V^fvbz (16—5—2)式中按简支梁并取净跨计算的过梁支座 剪力设计值;墙体抗剪强度设计值;b・.过梁的截面宽度,一般取墙厚;zz=2h/3内力臂,z=I/S,当截面为矩形时,I一一截面惯性矩;S・・截面面积矩;砖砌平拱过梁的承载力总是受弯控制的,设计 时一般可以不进行受剪承载力验算。
2 .钢筋穆过梁跨中正截面受弯承载力应按下式计算 M W O.85hofyAs (16—5-3)式中 M・.按简支梁计算的跨中弯矩设计值钢筋的抗拉强度设计值;受拉钢筋的截面面积;过梁截面的有效高度,ho=h-as; 受拉钢筋重心至截面下边缘的距离,取as =15〜20mm ;过梁的截面计算高度,取过粱底面以上的墙体高度,但不大于V3;当考虑梁、板传来 的荷载时,则按梁、板下的高度采用钢筋砖过梁的受剪承载力仍可按式(16・5・2)进 行验算3 .钢筋混凝土过梁钢筋混凝土过梁,应按钢筋棍凝土受弯构件计 算正截面受弯承载力和斜截面受剪承载 力验算过梁下砌体局部受压承载力时,可不考虑上 层荷载的影响三、墙梁由支承墙体的钢筋混凝土托梁及其以上计算 高度范围内的墙体所组成的组合构件称为墙梁墙梁包括简支墙梁、连续墙梁和框支墙梁,可分 为承重墙梁和自承重墙梁在墙梁的墙体上不开 洞口的称为无洞口墙梁,开有洞口的称为有洞口 墙梁一)墙梁的受力特点与破坏形态1 .简支无洞口墙梁墙梁是由墙和托梁组合而成当托梁及其上的 墙体达到一定强度后它们两者就能共同工作, 在裂缝出现前,如同钢筋混凝土和砖砌体两种材 料组成的深梁。
根据用有限单元法分析当墙体 无洞口时,主压应力都指向支座,墙梁形成拱作 用,托梁主要受拉,这与一般受弯构件情况不同 根据试验研究,影响墙梁破坏形态的因素较多, 如砌体高跨比(hw/lo)、托梁高跨比(hh/lo)、砌体的抗压强度设计值⑴、混凝土的轴心抗压强度设计 值(绘)、托梁的纵向受力钢筋配筋率(P)、加荷方 式、墙体开洞情况以及有无纵向翼墙等由于这 些因素的不同,将发生下述几种破坏形态⑴弯曲破坏当托梁中的配筋较少,而砌体强度却相对较 竖向裂缝随着荷载的增加,竖向裂缝穿过托粱 和墙体界面,迅速上升,最后托梁的下部和上部 主筋先后达到屈服,墙梁沿跨中垂直截面发生弯 曲破坏1=I三1且hw/L亦较小时,则一般先在跨中出现⑵剪切破坏当托梁中配筋较多,而砌体强度却相对较低, 且hw/1适中时,易在支座上部的砌体中由于 主拉或主压应力引起斜裂缝,导致砌体的剪切破 坏由于影响因素的变化,剪砌破坏形态有以下 几种:1)斜拉破坏当hw / 1<0,35-0.4,砂浆强度等级又较低时, 砌体因主拉应力超过沿齿缝的抗拉强度,产生沿 齿缝截面比较平缓的斜裂缝而破坏或当墙梁顶 部作用集中力,且剪跨比a/lo较大时,也易产生斜拉破坏。
2)劈裂破坏在集中荷载的作用下,当临近破坏时,墙梁突然在集中力作用点与支座连线上出现一 条 通长的裂缝,并伴发响声,墙体发生劈裂破坏这种破坏形态的开裂荷::和破坏荷载比较接近,破坏突然,因无预兆而较危险,属脆性破坏3)斜压破坏当hw / 1>0.35~0.4,或集中荷载作用剪跨比 (hw/L)较小时,支座附近的砌体中主压应力, 超过抗压强度而产生沿斜向的斜压破坏这种破 坏裂缝较多且穿过砖和灰缝,裂缝倾角一般在 55以上,破坏时有被压碎的砌体碎屑,其 极限承载力较大3)局部受压破坏当托梁中配筋较多,而砌体强度却相对较低, 且hw / 1>0.75—0.8时,在托梁支座上方砌体中 竖向应力集中,当该处应力超过砌体的局部抗压 强度时,将产生砌体局部受压破坏2 .简支有洞口墙梁当墙体有洞口时,墙梁顶部荷载通过墙体的大 拱和小拱向两端支座及托梁传递,托梁不仅受拉,而且受弯;当洞口位于跨中时,大拱作用加 强,小拱作用削弱;托梁的受力又接近于无洞口的状况3 .连续墙梁按构造要求,连续墙梁在其顶面处设置有通长 的钢筋混凝土圈梁以形成连续墙梁的碑梁经研究,在弹性阶段,连续墙梁的工作有如由 托梁、墙体和顶梁组合而成的连续梁,并随着裂 缝的发展逐渐转换为连续组合拱受力体系。
对于 等跨连续墙梁,由于组合作用,托梁的跨中弯矩、 第一内支座弯矩和边支座剪力等均有所降低托 梁的大部分区段处于偏拉状况,但在中间支座附 近,由于组合拱的推力,托梁处于偏压剪的受力 状况顶梁的存在有利于提高墙梁的受剪承载 力,但中间支座处托梁发生剪切破坏的可能性仍 大于边支座另外,中间支座由于竖向正应力较 为集中,支座下墙体的局部受压承载力也需要注 意对于开有洞口的连续墙梁,洞口愈靠近支座, 则托梁的内力增加得愈多连续墙梁的破坏形态有弯曲破坏、剪切破坏和 局压破坏等4 .框支墙梁由钢筋混凝土框架支承的墙梁结构体系称为 框支墙。