材料科学砌体结构墙体中过梁墙梁挑梁PPT学习教案.pptx
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1、会计学1材料科学砌体材料科学砌体(q t)结构墙体中过梁墙梁结构墙体中过梁墙梁挑梁挑梁第一页,共88页。过梁的设计计算过梁的设计计算(j sun)墙梁的设计计算墙梁的设计计算(j sun)挑挑 梁梁本章小结本章小结 思考题与习题思考题与习题 本章本章(bn zhn)内容内容第1页/共88页第二页,共88页。一、过梁的类型一、过梁的类型一、过梁的类型一、过梁的类型过梁是砌体结构过梁是砌体结构过梁是砌体结构过梁是砌体结构(jigu)(jigu)门窗洞口上常用的构件,主要有钢筋混凝土过门窗洞口上常用的构件,主要有钢筋混凝土过门窗洞口上常用的构件,主要有钢筋混凝土过门窗洞口上常用的构件,主要有钢筋混凝
2、土过梁、钢筋砖过梁、砖砌平拱过梁和砖砌弧拱过梁等几种不同的形式,如图梁、钢筋砖过梁、砖砌平拱过梁和砖砌弧拱过梁等几种不同的形式,如图梁、钢筋砖过梁、砖砌平拱过梁和砖砌弧拱过梁等几种不同的形式,如图梁、钢筋砖过梁、砖砌平拱过梁和砖砌弧拱过梁等几种不同的形式,如图5.15.1所示。所示。所示。所示。由于砖砌过梁延性较差,跨度不宜过大,因此对有较大振动荷载或可能由于砖砌过梁延性较差,跨度不宜过大,因此对有较大振动荷载或可能由于砖砌过梁延性较差,跨度不宜过大,因此对有较大振动荷载或可能由于砖砌过梁延性较差,跨度不宜过大,因此对有较大振动荷载或可能产生不均匀沉降的房屋,应采用钢筋混凝土过梁。钢筋混凝土过
3、梁端部支承产生不均匀沉降的房屋,应采用钢筋混凝土过梁。钢筋混凝土过梁端部支承产生不均匀沉降的房屋,应采用钢筋混凝土过梁。钢筋混凝土过梁端部支承产生不均匀沉降的房屋,应采用钢筋混凝土过梁。钢筋混凝土过梁端部支承长度不宜小于长度不宜小于长度不宜小于长度不宜小于240mm240mm。过梁的设计过梁的设计(shj)计算计算 第2页/共88页第三页,共88页。n n砖砌过梁的构造要求应符合下列砖砌过梁的构造要求应符合下列(xili)(xili)规定。规定。n n(1)(1)砖砌过梁截面计算高度内的砂浆不宜低于砖砌过梁截面计算高度内的砂浆不宜低于M5M5。n n(2)(2)砖砌平拱用竖砖砌筑部分的高度不应
4、小于砖砌平拱用竖砖砌筑部分的高度不应小于240mm240mm。n n(3)(3)钢筋砖过梁底面砂浆层处的钢筋,其直径不应小于钢筋砖过梁底面砂浆层处的钢筋,其直径不应小于5mm5mm,间距不宜大于,间距不宜大于120mm120mm,钢筋伸入支座砌体内的,钢筋伸入支座砌体内的长度不宜小于长度不宜小于240mm240mm,砂浆层的厚度不宜小于,砂浆层的厚度不宜小于30mm30mm。过梁过梁(u lin)的设计计算的设计计算 第3页/共88页第四页,共88页。过梁上的荷载有两种:一种是仅承受墙体荷载,第二种是除承受墙体荷载外,还过梁上的荷载有两种:一种是仅承受墙体荷载,第二种是除承受墙体荷载外,还过梁
5、上的荷载有两种:一种是仅承受墙体荷载,第二种是除承受墙体荷载外,还过梁上的荷载有两种:一种是仅承受墙体荷载,第二种是除承受墙体荷载外,还承受其上梁板传来的荷载。承受其上梁板传来的荷载。承受其上梁板传来的荷载。承受其上梁板传来的荷载。试验表明,如过梁上的砌体采用水泥混合砂浆砌筑,当砖砌体的砌筑高度接近跨试验表明,如过梁上的砌体采用水泥混合砂浆砌筑,当砖砌体的砌筑高度接近跨试验表明,如过梁上的砌体采用水泥混合砂浆砌筑,当砖砌体的砌筑高度接近跨试验表明,如过梁上的砌体采用水泥混合砂浆砌筑,当砖砌体的砌筑高度接近跨度的一半时,跨中挠度的增加明显减小。此时,过梁上砌体的当量荷载相当于高度等度的一半时,跨
6、中挠度的增加明显减小。此时,过梁上砌体的当量荷载相当于高度等度的一半时,跨中挠度的增加明显减小。此时,过梁上砌体的当量荷载相当于高度等度的一半时,跨中挠度的增加明显减小。此时,过梁上砌体的当量荷载相当于高度等于于于于1 1 1 13 3 3 3跨度时的墙体自重。这是由于砌体砂浆随时间增长而逐渐硬化,参加工作的砌跨度时的墙体自重。这是由于砌体砂浆随时间增长而逐渐硬化,参加工作的砌跨度时的墙体自重。这是由于砌体砂浆随时间增长而逐渐硬化,参加工作的砌跨度时的墙体自重。这是由于砌体砂浆随时间增长而逐渐硬化,参加工作的砌体高度不断增加,使砌体的组合作用不断增强。当过梁上墙体有足够高度时,施加体高度不断增
7、加,使砌体的组合作用不断增强。当过梁上墙体有足够高度时,施加体高度不断增加,使砌体的组合作用不断增强。当过梁上墙体有足够高度时,施加体高度不断增加,使砌体的组合作用不断增强。当过梁上墙体有足够高度时,施加(shji)(shji)(shji)(shji)在过梁上的竖向荷载将通过墙体内的拱作用直接传给支座。因此,过梁上的在过梁上的竖向荷载将通过墙体内的拱作用直接传给支座。因此,过梁上的在过梁上的竖向荷载将通过墙体内的拱作用直接传给支座。因此,过梁上的在过梁上的竖向荷载将通过墙体内的拱作用直接传给支座。因此,过梁上的墙体荷载应如下取用。墙体荷载应如下取用。墙体荷载应如下取用。墙体荷载应如下取用。(1
8、)(1)(1)(1)对砖砌体,当过梁上的墙体高度对砖砌体,当过梁上的墙体高度对砖砌体,当过梁上的墙体高度对砖砌体,当过梁上的墙体高度hwhwhwhwlnlnlnln3 3 3 3时,应按墙体的均布自重采用时,应按墙体的均布自重采用时,应按墙体的均布自重采用时,应按墙体的均布自重采用(如图如图如图如图5.2(a)5.2(a)5.2(a)5.2(a)所示所示所示所示),其中,其中,其中,其中lnlnlnln为过梁的净跨。当墙体高度为过梁的净跨。当墙体高度为过梁的净跨。当墙体高度为过梁的净跨。当墙体高度hwlnhwlnhwlnhwln3 3 3 3时,应按高度为时,应按高度为时,应按高度为时,应按高
9、度为lnlnlnln3 3 3 3墙体的均墙体的均墙体的均墙体的均布自重采用布自重采用布自重采用布自重采用(如图如图如图如图5.2(b)5.2(b)5.2(b)5.2(b)所示所示所示所示)。(2)(2)(2)(2)对混凝土砌块砌体,当过梁上的墙体高度对混凝土砌块砌体,当过梁上的墙体高度对混凝土砌块砌体,当过梁上的墙体高度对混凝土砌块砌体,当过梁上的墙体高度hwhwhwhwlnlnlnln2 2 2 2时,应按墙体的均布自重采用时,应按墙体的均布自重采用时,应按墙体的均布自重采用时,应按墙体的均布自重采用(如如如如图图图图5.2(c)5.2(c)5.2(c)5.2(c)所示所示所示所示)。当墙
10、体高度。当墙体高度。当墙体高度。当墙体高度hwlnhwlnhwlnhwln2 2 2 2时,应按高度为时,应按高度为时,应按高度为时,应按高度为lnlnlnln2 2 2 2墙体的均布自重采用墙体的均布自重采用墙体的均布自重采用墙体的均布自重采用(如如如如图图图图5.2(d)5.2(d)5.2(d)5.2(d)所示所示所示所示)。过梁过梁(u lin)的设计计算的设计计算 二、过梁二、过梁(u lin)上的荷载取值上的荷载取值第4页/共88页第五页,共88页。(a)(b)(a)(b)(a)(b)(a)(b)图图5.2 5.2 过梁过梁(u lin)(u lin)上的墙体荷载上的墙体荷载 过梁的
11、设计过梁的设计(shj)计算计算 第5页/共88页第六页,共88页。对梁板传来的荷载,试验结果表明,当在砌体高度等于跨度的对梁板传来的荷载,试验结果表明,当在砌体高度等于跨度的对梁板传来的荷载,试验结果表明,当在砌体高度等于跨度的对梁板传来的荷载,试验结果表明,当在砌体高度等于跨度的0.80.80.80.8倍左右的位置施加外荷载时,过梁的挠倍左右的位置施加外荷载时,过梁的挠倍左右的位置施加外荷载时,过梁的挠倍左右的位置施加外荷载时,过梁的挠度变化已很微小。因此可认为,在高度等于跨度的位置上施加外荷载时,荷载将全部通过拱作用度变化已很微小。因此可认为,在高度等于跨度的位置上施加外荷载时,荷载将全
12、部通过拱作用度变化已很微小。因此可认为,在高度等于跨度的位置上施加外荷载时,荷载将全部通过拱作用度变化已很微小。因此可认为,在高度等于跨度的位置上施加外荷载时,荷载将全部通过拱作用(zuyng)(zuyng)(zuyng)(zuyng)传递,传递,传递,传递,而不由过梁承受。对过梁上部梁、板传来的荷载,规范规定:对砖和小型砌块砌体,当梁、板下的墙体高度而不由过梁承受。对过梁上部梁、板传来的荷载,规范规定:对砖和小型砌块砌体,当梁、板下的墙体高度而不由过梁承受。对过梁上部梁、板传来的荷载,规范规定:对砖和小型砌块砌体,当梁、板下的墙体高度而不由过梁承受。对过梁上部梁、板传来的荷载,规范规定:对砖
13、和小型砌块砌体,当梁、板下的墙体高度hwhwhwhwlnlnlnln时,应计入梁、板传来的荷载。当梁、板下的墙体高度时,应计入梁、板传来的荷载。当梁、板下的墙体高度时,应计入梁、板传来的荷载。当梁、板下的墙体高度时,应计入梁、板传来的荷载。当梁、板下的墙体高度hwlnhwlnhwlnhwln时,可不考虑梁、板荷载。时,可不考虑梁、板荷载。时,可不考虑梁、板荷载。时,可不考虑梁、板荷载。过梁的设计过梁的设计(shj)计算计算 第6页/共88页第七页,共88页。钢筋钢筋钢筋钢筋(gngjn)(gngjn)(gngjn)(gngjn)砖过梁的工作机理类似于带拉杆的三铰拱,有两种可能的破坏形式:砖过梁
14、的工作机理类似于带拉杆的三铰拱,有两种可能的破坏形式:砖过梁的工作机理类似于带拉杆的三铰拱,有两种可能的破坏形式:砖过梁的工作机理类似于带拉杆的三铰拱,有两种可能的破坏形式:正截面受弯破坏和斜截面受剪破坏。当过梁受拉区的拉应力超过砖砌体的抗拉强度时,正截面受弯破坏和斜截面受剪破坏。当过梁受拉区的拉应力超过砖砌体的抗拉强度时,正截面受弯破坏和斜截面受剪破坏。当过梁受拉区的拉应力超过砖砌体的抗拉强度时,正截面受弯破坏和斜截面受剪破坏。当过梁受拉区的拉应力超过砖砌体的抗拉强度时,则在跨中受拉区会出现垂直裂缝;当支座处斜截面的主拉应力超过砖砌体沿齿缝的抗拉则在跨中受拉区会出现垂直裂缝;当支座处斜截面的
15、主拉应力超过砖砌体沿齿缝的抗拉则在跨中受拉区会出现垂直裂缝;当支座处斜截面的主拉应力超过砖砌体沿齿缝的抗拉则在跨中受拉区会出现垂直裂缝;当支座处斜截面的主拉应力超过砖砌体沿齿缝的抗拉强度时,在靠近支座处会出现斜裂缝,在砌体材料中表现为阶梯形斜裂缝,如图强度时,在靠近支座处会出现斜裂缝,在砌体材料中表现为阶梯形斜裂缝,如图强度时,在靠近支座处会出现斜裂缝,在砌体材料中表现为阶梯形斜裂缝,如图强度时,在靠近支座处会出现斜裂缝,在砌体材料中表现为阶梯形斜裂缝,如图5.3(a)5.3(a)5.3(a)5.3(a)所示。所示。所示。所示。砖砌平拱过梁的工作机理类似于三铰拱,除可能发生受弯破坏和受剪破坏,
16、在跨中开砖砌平拱过梁的工作机理类似于三铰拱,除可能发生受弯破坏和受剪破坏,在跨中开砖砌平拱过梁的工作机理类似于三铰拱,除可能发生受弯破坏和受剪破坏,在跨中开砖砌平拱过梁的工作机理类似于三铰拱,除可能发生受弯破坏和受剪破坏,在跨中开裂后,还会产生水平推力。此水平推力由两端支座处的墙体承受。当此墙体的灰缝抗剪裂后,还会产生水平推力。此水平推力由两端支座处的墙体承受。当此墙体的灰缝抗剪裂后,还会产生水平推力。此水平推力由两端支座处的墙体承受。当此墙体的灰缝抗剪裂后,还会产生水平推力。此水平推力由两端支座处的墙体承受。当此墙体的灰缝抗剪强度不足时,会发生支座滑动而破坏,这种破坏易发生在房屋端部的门窗洞
17、口处墙体上,强度不足时,会发生支座滑动而破坏,这种破坏易发生在房屋端部的门窗洞口处墙体上,强度不足时,会发生支座滑动而破坏,这种破坏易发生在房屋端部的门窗洞口处墙体上,强度不足时,会发生支座滑动而破坏,这种破坏易发生在房屋端部的门窗洞口处墙体上,如图如图如图如图5.3(b)5.3(b)5.3(b)5.3(b)所示。所示。所示。所示。由过梁的破坏形式可知,应对过梁进行受弯、受剪承载力验算。对砖砌平拱还应按其由过梁的破坏形式可知,应对过梁进行受弯、受剪承载力验算。对砖砌平拱还应按其由过梁的破坏形式可知,应对过梁进行受弯、受剪承载力验算。对砖砌平拱还应按其由过梁的破坏形式可知,应对过梁进行受弯、受剪
18、承载力验算。对砖砌平拱还应按其水平推力验算端部墙体的水平受剪承载力。水平推力验算端部墙体的水平受剪承载力。水平推力验算端部墙体的水平受剪承载力。水平推力验算端部墙体的水平受剪承载力。过梁的设计过梁的设计(shj)计算计算 三、三、过梁过梁(u lin)(u lin)的的计算计算第7页/共88页第八页,共88页。(a)钢筋砖过梁(b)砖砌平拱过梁图5.3 过梁的破坏(phui)形式过梁过梁(u lin)的设计计算的设计计算 第8页/共88页第九页,共88页。1.1.1.1.砖砌平拱过梁的承载力计算砖砌平拱过梁的承载力计算砖砌平拱过梁的承载力计算砖砌平拱过梁的承载力计算(1)(1)(1)(1)正截
19、面受弯承载力可按下式计算。正截面受弯承载力可按下式计算。正截面受弯承载力可按下式计算。正截面受弯承载力可按下式计算。(5.1)(5.1)(5.1)(5.1)式中:式中:式中:式中:MMMM按简支梁并取净跨计算的跨中弯矩设计值。按简支梁并取净跨计算的跨中弯矩设计值。按简支梁并取净跨计算的跨中弯矩设计值。按简支梁并取净跨计算的跨中弯矩设计值。ftm ftm ftm ftm沿齿缝截面的弯曲抗拉强度设计值。沿齿缝截面的弯曲抗拉强度设计值。沿齿缝截面的弯曲抗拉强度设计值。沿齿缝截面的弯曲抗拉强度设计值。W W W W截面模量。截面模量。截面模量。截面模量。过梁的截面计算高度取过梁底面以上的墙体高度,但不
20、大于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/3ln/3ln/3ln/3。砖砌平拱中由于存在支座。砖砌平拱中由于存在支座。砖砌平拱中由于存在支座。砖砌平拱中由于存在支座(zh zu)(zh zu)(zh zu)(zh zu)水平推力,过梁垂直裂缝的水平推力,过梁垂直裂缝的水平推力,过梁垂直裂缝的水平推力,过梁垂直裂缝的发展得以延缓,受弯承载力得以提高。因此,公式(发展得以延缓,受弯承载力得以提高。因此,公式(发展得以延缓,受弯承载力得以提高。因此,公式(发展得以延缓,受弯承载
21、力得以提高。因此,公式(5.15.15.15.1)的)的)的)的ftmftmftmftm取沿齿缝截面的弯曲抗拉强度设计值。取沿齿缝截面的弯曲抗拉强度设计值。取沿齿缝截面的弯曲抗拉强度设计值。取沿齿缝截面的弯曲抗拉强度设计值。(2)(2)(2)(2)斜截面受剪承载力可按下式计算。斜截面受剪承载力可按下式计算。斜截面受剪承载力可按下式计算。斜截面受剪承载力可按下式计算。过梁的设计过梁的设计(shj)计算计算 第9页/共88页第十页,共88页。式中:式中:式中:式中:VVVV剪力设计值。剪力设计值。剪力设计值。剪力设计值。fv fv fv fv砌体的抗剪强度设计值。砌体的抗剪强度设计值。砌体的抗剪强
22、度设计值。砌体的抗剪强度设计值。b b b b截面宽度。截面宽度。截面宽度。截面宽度。z z z z内力臂,当截面为矩形时取内力臂,当截面为矩形时取内力臂,当截面为矩形时取内力臂,当截面为矩形时取z z z z等于等于等于等于(dngy)2h(dngy)2h(dngy)2h(dngy)2h3 3 3 3。I I I I截面惯性矩。截面惯性矩。截面惯性矩。截面惯性矩。S S S S截面面积矩。截面面积矩。截面面积矩。截面面积矩。h h h h截面高度。截面高度。截面高度。截面高度。一般情况下,砖砌平拱的承载力主要由受弯承载力控制。一般情况下,砖砌平拱的承载力主要由受弯承载力控制。一般情况下,砖砌
23、平拱的承载力主要由受弯承载力控制。一般情况下,砖砌平拱的承载力主要由受弯承载力控制。过梁过梁(u lin)的设计计算的设计计算 第10页/共88页第十一页,共88页。2.2.2.2.钢筋砖过梁的承载力计算钢筋砖过梁的承载力计算钢筋砖过梁的承载力计算钢筋砖过梁的承载力计算(1)(1)(1)(1)正截面受弯承载力可按下式计算。正截面受弯承载力可按下式计算。正截面受弯承载力可按下式计算。正截面受弯承载力可按下式计算。M0.85h0 fy A3 (5.4)M0.85h0 fy A3 (5.4)M0.85h0 fy A3 (5.4)M0.85h0 fy A3 (5.4)式中:式中:式中:式中:M M M
24、 M 按简支梁并取净跨计算的跨中弯矩设计值。按简支梁并取净跨计算的跨中弯矩设计值。按简支梁并取净跨计算的跨中弯矩设计值。按简支梁并取净跨计算的跨中弯矩设计值。fy fy fy fy钢筋的抗拉强度钢筋的抗拉强度钢筋的抗拉强度钢筋的抗拉强度(kn l qin d)(kn l qin d)(kn l qin d)(kn l qin d)设计值。设计值。设计值。设计值。As As As As受拉钢筋的截面面积。受拉钢筋的截面面积。受拉钢筋的截面面积。受拉钢筋的截面面积。ho ho ho ho过梁截面的有效高度,过梁截面的有效高度,过梁截面的有效高度,过梁截面的有效高度,hohohohoh-ash-as
25、h-ash-as。as as as as受拉钢筋重心至截面下边缘的距离。受拉钢筋重心至截面下边缘的距离。受拉钢筋重心至截面下边缘的距离。受拉钢筋重心至截面下边缘的距离。h h h h 过梁的截面计算高度,取过梁底面以上的墙体高度,但过梁的截面计算高度,取过梁底面以上的墙体高度,但过梁的截面计算高度,取过梁底面以上的墙体高度,但过梁的截面计算高度,取过梁底面以上的墙体高度,但 不大于不大于不大于不大于 ln/3 ln/3 ln/3 ln/3;当考虑梁、板传来的荷载时,则按梁、板下的高度采用。;当考虑梁、板传来的荷载时,则按梁、板下的高度采用。;当考虑梁、板传来的荷载时,则按梁、板下的高度采用。;
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