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墙梁计算要点混凝土结构与砌体结构第4版

时间:2023-10-05 理论教育 版权反馈
【摘要】:图20-6 墙梁的计算简图墙梁跨中截面计算高度H0,取H0=hw+0.5hb。②自承重墙梁墙梁顶面的荷载设计值Q2:即托梁自重及托梁以上墙体自重。斜截面受剪承载力计算由墙梁的斜截面抗剪试验表明,墙梁剪切破坏时,一般情况下墙体要先于托梁进入极限状态。墙体及托梁的斜截面受剪承载力,应分别按下列规定进行计算。

墙梁计算要点混凝土结构与砌体结构第4版

《砌体规范》提出的墙梁的设计计算方法只能在符合表20-1所规定的范围内使用。其中对墙体计算高跨比hw/l0 的限制是考虑当高跨比过小时,墙梁的组合作用将会有明显的减弱。当hw/l0 不符合要求时,托梁应根据上面传来的全部荷载按受弯构件进行设计。对墙梁上开洞面积和位置的限制也是出于同一个道理。

为了保证墙梁安全可靠地工作,墙梁应分别进行使用阶段正截面受弯承载力、斜截面受剪承载力和托梁支座上部砌体局部受压承载力计算,以及施工阶段托梁的承载力验算。

1)计算简图

墙梁的计算简图应按图20-6采用。各计算参数应按下列规定取用:

(1)墙梁计算跨度l0(l0i),对简支墙梁和连续墙梁取1.1ln(1.1lni)或lc(lci)两者的较小值;ln(lni)为净跨,lc(lci)为支座中心线距离。对框支墙梁,取框架柱中心线间的距离lc(lci)。

(2)墙体计算高度hw,取托梁顶面上一层墙体(包括顶梁)高度,当hw>l0 时,取hw=l0(对连续墙梁和多跨框支墙梁,l0 取各跨的平均值)。

图20-6 墙梁的计算简图

(3)墙梁跨中截面计算高度H0,取H0=hw+0.5hb

(4)翼墙计算宽度bf,取窗间墙宽度或横墙间距的2/3,且每边不大于3.5h(h为墙体厚度)和l0/6(l0 为墙梁计算跨度)。

(5)框架柱计算高度Hc,取Hc=Hcn+0.5hb;Hcn为框架柱的净高,取基础顶面至托梁底面的距离。

2)荷载计算

(1)使用阶段墙梁上的荷载

承重墙

A.托梁顶面的荷载设计值Q1、F1:取托梁自重及本层楼盖的恒荷载和活荷载。

B.墙梁顶面的荷载设计值Q2:取托梁以上各层墙体自重,以及墙梁顶面以上各层楼(屋)盖的恒荷载和活荷载;集中荷载可沿作用的跨度近似化为均布荷载。

②自承重墙梁

墙梁顶面的荷载设计值Q2:即托梁自重及托梁以上墙体自重。

(2)施工阶段托梁上的荷载

①托梁自重及本层楼盖的恒荷载。

②本层楼盖的施工荷载。

③墙体自重,可取高度为l0max/3的墙体自重,开洞时尚应按洞顶以下实际分布的墙体自重复核;l0max为各计算跨度的最大值。

3)墙梁承载力计算

墙梁应分别进行托梁使用阶段正截面承载力和斜截面受剪承载力计算、墙体受剪承载力和托梁支座上部砌体局部受压承载力计算,以及施工阶段托梁承载力验算。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。

(1)正截面承载力计算

试验表明,墙梁的正截面破坏通常是由于托梁的纵向受拉钢筋达到屈服而引起的,在所有受弯破坏试件中,均未发现墙体上部砌体受压破坏,故不需验算砌体的抗压强度

托梁的受力分析按组合工作考虑,对于直接作用于托梁顶面的楼盖荷载,从偏于安全的角度出发,认为由托梁单独承受而不考虑上部墙体的组合使用,托梁的配筋按偏心受拉构件计算。

墙梁的托梁正截面承载力应按下列规定计算(图20-6):

①托梁跨中截面应按钢筋混凝土偏心受拉构件计算,第i跨跨中最大弯矩设计值Mbi及轴心拉力设计值Nbti可按下列公式计算:

对简支墙梁

对连续墙梁和框支墙梁

式中 M1i——荷载设计值Q1、F1 作用下的简支梁跨中弯矩或按连续梁或框架分析的托梁各跨跨中最大弯矩;(www.xing528.com)

M2i——荷载设计值Q2 作用下的简支梁跨中弯矩或按连续梁、框架分析的托梁第i跨跨中最大弯矩;

αM——考虑墙梁组合作用的托梁跨中弯矩系数,可按公式(20-4)或(20-7)计算,但对自承重简支墙梁应乘以折减系数0.8,当公式(20-4)中的hb/l0>1/6时,取hb/l0=1/6;当公式(20-7)中的hb/l0i>1/7时,取hb/l0i=1/7;当αM>1.0时,取αM=1.0;

ηN——考虑墙梁组合作用的托梁跨中轴力系数,可按公式(20-6)或(20-9)计算,但对自承重简支墙梁应乘以折减系数0.8,式中,当hw/l0i>1时,取hw/l0i=1;

ψM——洞口对托梁弯矩的影响系数,对无洞口墙梁取1.0;对有洞口墙梁可按公式(20-5)或(20-8)计算;

ai——洞口边至墙梁最近支座的距离,当ai>0.35l0i时,取ai=0.35l0i

②托梁支座截面应按钢筋混凝土受弯构件计算,第i支座的弯矩Mbj可按下列公式计算:

式中 M1j——荷载设计值Q1、F1 作用下按连续梁或框架分析的托梁第i支座截面的弯矩;

M2j——荷载设计值Q2 作用下按连续梁或框架分析的托梁第j支座截面的弯矩设计值;

αM——考虑墙梁组合作用的托梁支座弯矩系数,无洞口墙梁取0.4,有洞口墙梁可按公式(20-11)计算。

(2)斜截面受剪承载力计算

由墙梁的斜截面抗剪试验表明,墙梁剪切破坏时,一般情况下墙体要先于托梁进入极限状态。因此应对托梁和墙体分别进行抗剪承载力计算。

墙体及托梁的斜截面受剪承载力,应分别按下列规定进行计算。

①托梁斜截面受剪承载力计算

墙梁的托梁斜截面受剪承载力应按钢筋混凝土受弯构件计算,第j支座边缘截面的剪力设计值Vbj可按下式计算:

式中 V1j——荷载设计值Q1、F1 作用下按简支梁、连续梁或框架分析的托梁第j支座边缘截面剪力设计值;

V2j——荷载设计值Q2 作用下按简支梁、连续梁或框架分析的托梁第j支座边缘截面剪力设计值;

βv——考虑墙梁组合作用的托梁剪力系数,无洞口墙梁边支座截面取0.6,中支座截面取0.7;有洞口墙梁边支座截面取0.7,中支座截面取0.8;对自承重墙梁,无洞口时取0.45,有洞口时取0.5。

②墙体受剪承载力计算

墙梁的墙体受剪承载力应按下列公式计算:

式中 V2——在荷载设计值Q2 作用下墙梁支座边剪力的最大值;

ξ1——翼墙影响系数,对单层墙梁取1.0,对多层墙梁,当bf/h=3时,取1.3;当bf/h=7或设置构造柱时,取1.5;当3<bf/h<7时,按线性插入取值;

ξ2——洞口影响系数,无洞口墙梁取1.0,多层有洞口墙梁取0.9,单层有洞口墙梁取0.6;

ht——墙梁顶面圈梁截面高度。

(3)砌体局部受压承载力计算

根据局部受压破坏试验可知,纵墙翼缘可使支座上部墙体的应力集度降低,从而明显地提高了墙体的局部受压承载力。

托梁支座上部砌体局部受压承载力,应按下列公式验算:

式中 ζ——局部受压系数,当ζ>0.81时,取ζ=0.81。

有适当宽度翼墙的试件一般不发生墙体局压破坏。当bf/h≥5或墙梁的墙体中设置上、下贯通的落地构造柱,且其截面不小于240mm×240mm时,可不验算托梁支座上部砌体局部受压承载力。

(4)施工阶段托梁承载力计算

托梁应按钢筋混凝土受弯构件进行施工阶段的受弯、受剪承载力验算,作用在托梁上的荷载按前面有关规定取用。

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