砖混结构的构造要求演示教学.doc

第五节 房屋部件
一、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。
1．圈梁的作用
(1)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铰支承，以减小墙、柱的计算高度，提高其稳定性。例如当b/s≥1/30时，圈梁可视作壁柱间墙或构造柱间墙的不动铰支点。
(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。
(3)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
(1)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圈梁外，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2ø0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。
(5)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。
(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。
(7)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
圈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。
1．圈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lm。
2．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。
3．钢筋混凝土圈梁的纵向钢筋不宜小于4ø10。绑扎接头的搭接长度按受拉钢筋考虑，箍筋间距不宜大于30mm。现浇混凝土强度等级不应低于C15。
4．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．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)。
1．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。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。
2．钢筋砖过梁
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1．5m。
3．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1．5m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。
(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ln／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0.8ln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<ln时 (ln为过梁的净跨)，应计入梁、板传来的荷载。当梁、板下的墙体高度hw≥ln时，可不考虑梁、板荷载。
2．墙体荷载
队砖砌体，当过梁上的墙体高度hw<ln/3时，应按墙体的均布自重采用。当墙体高度hw≥ln/3时，应按高度为ln/3墙体的均布自重采用。
对混凝土砌块砌体，当过梁上的墙体高度hw< ln/2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450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450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
M≤Wftm (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；
W--过梁的截面抵抗矩；
ftm—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 V--按简支梁并取净跨计算的过梁支座剪力设计值；
fv——墙体抗剪强度设计值；
b--过梁的截面宽度，一般取墙厚；
z——内力臂，z=I/S，当截面为矩形时，z=2h/3
I——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—般可以不进行受剪承载力验算。
2．钢筋砖过梁
跨中正截面受弯承载力应按下式计算
M≤0.85h0fyAs (16—5-3)
式中 M--按简支梁计算的跨中弯矩设计值
fy--钢筋的抗拉强度设计值；
As-----------受拉钢筋的截面面积；
h0——过梁截面的有效高度，h0=h-as；
as——受拉钢筋重心至截面下边缘的距离，取as =15~20mm；
h——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ln/3；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/l0)、托梁高跨比(hh/l0)、砌体的抗压强度设计值(f)、混凝土的轴心抗压强度设计值(fc)、托梁的纵向受力钢筋配筋率(ρ)、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。
(1)弯曲破坏
当托梁中的配筋较少，而砌体强度却相对较高，且hw／lo亦较小时，则一般先在跨中出现竖向裂缝。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。
(2)剪切破坏
当托梁中配筋较多，而砌体强度却相对较低，且hw／lo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／lo <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/l0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载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／lo >0.35～0.4，或集中荷载作用剪跨比(hw／lo)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550～600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／lo >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梁。框支墙梁可以适应较大的跨度和较重的荷载并有利于抗震。
框支墙梁在弹性阶段的应力分布与简支的及连续的墙梁类似。约在40％的破坏荷载时托梁的跨中截面先出现竖向裂缝，并迅速向上延伸至墙体中。在70％～80％的破坏荷载时，在墙体或托梁端部出现斜裂缝，经过延伸逐渐形成框架组合棋受力体系。临近破坏时，在梁和墙体的界面可能出现水平裂缝、在框架柱中出现竖向或水平裂缝。
框支墙梁的破坏形态有：
(1)弯曲破坏
当hw／lo稍小，框架梁、柱配筋较少而砌体强度较高时，易发生这种破坏。此时梁的纵向钢筋先屈服，在跨中形成一个塑性铰(拉弯铰)。此后，按第二批塑性铰位置的不同，可能出现两种弯曲破坏机构：
其一为框架梁端部负弯矩使梁两端上部纵筋屈服，又增加了两个拉弯铰，形成框架梁弯曲破坏机构；其二如单跨底层框支柱上端截面外侧纵筋屈服，增加了两处压弯铰，形成框架梁—柱弯曲破坏机构。
(2)剪切破坏
当框架梁、柱配筋较多承载力较强而墙砌体强度较低时，在一般的高跨比情况下，靠近支座的墙体会出现斜裂缝而发生剪切破坏。根据破坏成因的不同，可分为两种：
当墙梁的高跨比较小，墙体的主拉应力超过墙体复合抗拉强度时，墙体会沿灰缝发生阶梯形斜向裂缝；倾角一般<450，是为斜拉破坏；当墙梁的高跨比较大，主压应力易超过砌体的复合抗压强度，在墙体上形成斜裂缝，裂缝的倾角一般为550—600，成为斜压破坏，若斜压裂缝延伸人框架的梁柱节点，则产生劈裂破坏。
(3)弯剪破坏
当框架梁与墙砌体强弱相当，即梁受弯承载力和墙体受剪承载力接近时，梁跨中竖向裂缝开展后纵筋屈服，同时墙体斜裂缝开展导致斜压破坏，终于梁端上部钢筋或柱顶截面外侧钢筋屈服，框支墙梁发生弯剪破坏。弯剪破坏其实是弯曲破坏和剪切破坏两者间的界限破坏。
(4)局压破坏
当墙体高跨比较大，支座上方应力较集中时，会发生支座上方墙体的局部受压破坏或框架梁柱节点区的局压破坏。
(二)墙梁的计算
1．设计规定
(1)采用烧结普通砖和烧结多孔砖砌体和配筋砌体的墙梁设计应符合表16—5—1的规定：
墙梁类别
墙体总高度(m)
跨度(m)
墙高hw/loi
托梁高hb/loi
洞宽bh/loi
洞高Hh
承重墙梁
≤18
≤9
≥0.4
≥1/10
≤0.3
≤5hw/6且hw-hh≥0.4m
非承重墙梁
≤18
≤12
≥1/3
≥1/15
≤0.8

注：1．采用混凝土小型砌块砌体的墙梁可参照使用；
2．墙体总高度指托粱顶面到瞻口的高度，带阁楼的坡屋面应算到山尖墙1/2高度处；
3．对自承重墙粱，洞口至边支座中心的距离不宜小于0.1loi，门窗洞上口至墙顶的距离不应小于0.5m；
4．hw 墙体计算高度，按本规范第7．3．3条取用；
hb-托梁截面高度；
loi——墙梁计算跨度，按本规范第7．3．3条取用；
hh-洞口高度，对窗洞取洞顶至托梁顶面距离；
bh--洞口宽度。
(2)设置洞口的规定
1)在墙梁的计算高度范围内每跨只允许设置一个洞口；
2)洞口边至支座中心的距离ai，距边支座不应小于0．15 loi，距中支座不应小于：0.07 loi；
3)对多层房屋的墙梁，各层洞口宜设置在相同位置，并宜上、下对齐。
2．计算荷载
(1)使用阶段墙梁上的荷载
对承重墙梁：
1)托梁顶面的荷载设计值Ql、Fl一取托梁自重及本层楼盖的恒荷载和活荷载；
2)墙梁顶面的荷载设计值Q2一取托梁以上各层墙体自重，以及墙梁顶面各层楼(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)。
对自承重墙梁：
墙梁顶面的荷载设计值Q2一取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)托粱自重及本层楼盖的恒荷载；
2)本层楼盖的施工荷载；
3)墙体自重一取高度为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)。
4．墙梁承载力计算的内容
(1)承重墙梁
1)托粱使用阶段正截面承载力和斜截面受剪承载力计算；
2)墙体受剪承载力计算；
3)托梁支座上部砌体局部受压承载力计算；
4)施工阶段托梁的承载力验算。
(2)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．墙梁的托梁正截面承载力计算
(1)托梁跨中截面
根据受力性能，托梁跨中截面应按钢筋混凝土偏心受拉构件计算，跨中截面所承受的弯矩Mbi及轴心拉力Nbti可按下列公式计算：
Mbi=M1i十aMM2i (16-5-4)
Nbti=ηNM2i /H0 (16—5—5
对简支墙梁，
aM=ψM(1.7—0.03) (16—5-6)
ψM=4.5-10a/l0 (16—5—7)
ηN=0.44十2.1 hw/l0 (16-5—8
对连续墙梁和框支墙梁，
aM=ψM(2.7—0.08) (16-5—9
ψM=3.8-8ai/l0i (16—5-10)
ηN=0.8十2.6 hw/l0i (16-5-11
式中 M1i--荷载设计值Ql, 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；
M2i——荷载设计值Q2作用下的简支粱跨中弯矩或按连续梁或框架分析的托梁各跨跨中弯矩中的最大值；
aM——考虑墙梁组合作用的托梁跨中弯矩系数，可按公式(16-5-6)或(16-5-9计算，但对自承重简支墙梁应乘以0.8；当公式(16-5-6)中的>1/6时取=1/6；当公式(16—5-9)中的：>1/7时，取=1/7；
ηN——考虑墙梁组合作用的托梁跨中轴力系数，可按公式(16-5-8)或(16-5-11)计算，但对自承重简支墙梁应乘以0.8；式中，当 >1时，取=1
ψM——洞口对托梁弯矩的影响系数，对无洞口墙梁取1.0，对有洞口墙粱可按式(16-5-7)或(16-5-10)计算；
ai——洞口边至墙梁最近支座的距离，当ai >0.35loi时，取ai =0.35loi。
(2)托梁支座截面
托梁支座截面应按钢筋混凝土受弯构件计算，其弯矩Mbj可按下列公式计算：
Mbj=M1j十aMM2j (16—5—12：
aM=0.75—ai/l0i (16-5—13)
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支座弯矩；
M2j——荷载设计值Q2作用下按连续梁或框架分析的托梁支座弯矩；
aM——考虑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(16—5—13)计算，当支座两边的墙体均有洞口时，ai取较小值。
6．墙梁的托梁斜截面受剪承载力计算
经试验，托梁一般后于墙体发生剪切破坏，但若托梁的混凝土强度等级偏低或是箍筋配置得较少，则托梁也可能先于墙体发生剪切破坏。所以，对托梁的斜截面受剪承载力应按钢筋混凝土受弯构件计算，在组合作用下，其剪力Vbj；可按下式计算：
Vbj=V1j+βv V2j (16-5—14)
式中 V1j——荷载设计值Q1、F1作用下按连续梁或框架分析的托梁支座边剪力或简支 梁支座边剪力；
V2j——荷载设计值Q2作用下按连续梁或框架分析的托梁支座边剪力或简支梁支 座边剪力；
βv——考虑组合作用的托梁剪力系数，无洞口墙梁边支座取0.6，中支座取0.7；有洞口墙梁边支座取0．7，中支座取0．8。对自承重墙梁，无洞口时取0．45，有洞口时取0．5。
7．墙梁的墙体受剪承载力计算
经对设置顶梁的连续墙梁剪切破坏试验的结果，并考虑翼墙或构造柱的约束作用，以及墙梁洞口的影响，墙梁的墙体受剪承载力应按下式计算：
V2≤ξ1ξ2 (0.2十十)fhhw。 (16—5—15)
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——翼墙或构造柱影响系数，对单层墙梁取1．0，对多层墙梁，当=3时取 1.3，当=7或设置构造柱时取1.5，当3<<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。
8．托粱支座上部砌体局部受压承载力计算
试验表明，当hw/l0>0．75—0．80时，无翼墙且砌体强度较低时，易发生托粱支座上方因竖向正应力集中引起的砌体局部受压破坏。为保证墙体局部受压承载力，根据研究，在Q2作用下托梁支座上部砌体局部受压承载力的计算公式为：
Q2≤ζfh (16--5—16)
ζ=0.25十0.08 (16—5—17)
支中 ζ——局压系数，当ζ>0．81时，取ζ=0．81。
有翼墙的墙梁，托梁支座应力集中减少，局部受压有较大改善。另外，构造柱对减少应力集中、改善局部受压的作用更明显。根据计算分析，当≥5或墙梁支座处设置上、下贯通的落地构造柱时可不验算局部受压承载力。
9．托梁在施工阶段的承载力验算
在施工阶段，当砌体强度没有达到设计要求之前，则墙梁尚未形成组合作用，此时托 梁应按钢筋棍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 亦按施工阶段的荷载采用。
10．多跨框支墙梁边框支柱的轴力修正
在墙梁顶面荷载作用下，多跨框支墙梁存在边柱之间的大拱效应，导致边柱轴压力增 大，中柱轴压力减少，所以在Q2作用下当边柱轴压力增大不利时应乘以1.2的修正系数。(注：框架柱的弯矩计算不考虑墙梁组合作用)
×××××××××××××××××××××××××××××××××
(三)墙梁的构造要求
墙梁的设计除应符合设置规定、满足承载力要求之外，还应符合有关的构造要求，现 分列于后：
1．材料的强度等级
(1)托梁的混凝土强度等级：不应低于C30；
(2)纵向钢筋：宜采用HRB335、HRB400或RRB400级钢筋；
(3)承重墙梁的块体强度等级：不应低于MUl0；
(4)计算高度范围内墙体的砂浆强度等级：不应低于M10。
2．墙体
(1)墙体应满足刚性方案房屋的要求的，如：
1)框支墙梁的上部砌体房屋；
2)设有承重的简支墙梁或连续墙梁的房屋；
(2)墙梁计算高度范围内的墙体厚度：
1)对砖砌体不应小于240mm；
2)对混凝土小型砌块砌体不应小于190mm；
(3)墙梁洞口上方的处理：
1)应设置钢筋混凝土过梁，其支承长度不应小于240mm；
2)洞口范围内不应施加集中荷载；
(4)承重墙梁支座处的处理：
1)应设置落地翼墙。翼墙厚度：对砖砌体不应小于240mm；对混凝土砌块砌体不应小于190mm。翼墙宽度：不应小于墙梁墙体厚度的3倍；并与墙梁墙体同时砌筑；
2)当不能设置翼墙时，应设置落地且上、下贯通的构造柱；
(5)墙梁墙体在靠近支座跨度范围内开洞时的处理：
在支座处应设置落地且上、下贯通的构造柱；构造柱并应与每层圈梁连接；
(6)墙梁计算高度范围内墙体每天的砌筑高度：
每天可砌高度不应超过1.5m；否则，应加设临时支撑。
3．托梁
(1)托梁两边的楼盖：
1)托梁两边各一个开间及相邻开间处应采用现浇钢筋混凝土楼盖；
2)现浇楼板厚度不宜小于120mm，当楼板厚度大于150mm时，宜采用双层双向钢筋网；
3)楼板上应少开洞，洞口尺寸大于800mm时应设洞边梁；
(2)托梁各跨底部的纵向受力钢筋：
1)应通长设置，不得在跨中段弯起或截断；
2)钢筋接长应采用机械连接或焊接；
(3)托梁跨中截面纵向受力钢筋总配筋率：
不应小于0.6％；
(4)托梁的上部纵向钢筋：
1)托梁距边支座边l0／4范围内，上部纵向钢筋面积不应小于跨中下部纵向钢筋面积 的1／3；
2)连续墙梁或多跨框支墙梁的托梁中支座上部附加纵向钢筋，从支座边算起每边延 伸不少于l0／4；
(5)托梁的支承长度：
1)承重墙梁的托梁在砌体墙、柱上的支承长度——不应小于350mm；
2)纵向受力钢筋伸人支座应符合受拉钢筋的锚固要求；
(6)腰筋的设置：
1)当托梁高度hb≥500mm时，应沿粱高设置通长水平腰筋；
2)腰筋的直径不应小于12mm，间距不应大于200mm；
(7)墙梁偏开洞口时托梁的箍筋加密区：
1)箍筋加密区的范围——偏开洞口的宽度及两侧各一个梁高hb范围内并直至靠近洞 口的支座边；
2)加密区的箍筋——直径不宜小于8mm，间距不应大于l00mm。
四、挑梁
在砌体结构房屋中，常常设计一种一端嵌入墙内，另一端悬臂挑出的梁，称为挑梁，如雨篷、凸阳台、悬挑楼梯等。本节将讨论挑梁的抗倾覆验算、挑梁下砌体的局部受压承 蓑力验算以及有关挑梁的构造要求。
(一)挑梁的受力特征及破坏形态
如图所示挑梁，挑梁的嵌固部分承受着上部砌体及其传递下来的荷载作用，在下界面上存在着压应力。当外荷载F作用后，挑梁A处的上、下界面上就分别产生拉、压应力。随着荷载增大，在挑梁A处的上界面将出现水平裂缝，与上部砌体脱开。若继续加荷，在挑梁尾部B处的下表面，也出现水平裂缝，与下部砌体脱开。若挑梁本身承载力 (正、斜截面)得到保证，则挑梁在砌体中可能发生下述的两种破坏形态。

1．挑梁倾覆破坏
当挑梁埋入端砌体强度较高而埋入段长度l1较短，就可能在挑梁尾端处角部砌体中 产生阶梯形斜裂缝。当斜裂缝继续发展，如斜裂缝范围内砌体及其他上部荷载不足以抵抗挑梁的倾覆，挑梁即产生倾覆破坏。
2．挑梁下砌体局部受压破坏
当挑梁埋入端砌体强度较低而埋入段长度l1较长，在斜裂缝发展的同时，下界面水平裂缝也在延伸，挑梁下砌体受压区长度减小，砌体压应力增大。若压应力超过了砌体的局部抗压强度，则挑梁下的砌体将发生局部受压破坏。
(二)挑梁的计算及构造要求
1．挑梁抗倾覆验算
砌体墙中钢筋混凝土挑梁的抗倾覆应按下式进行验算：
M0v≤Mr (16—5—18)
式中 Mov--挑梁的荷载设计值对计算倾覆点产生的倾覆力矩；
Mr--挑梁的抗倾覆力矩设计值，可按下式计算
Mr=0.8Gr(l2-x0) (16—5—19)
Gr--挑梁的抗倾覆荷载，为挑梁尾端上部450扩展角的阴影范围(其水平长度为l3)内本层的砌体与楼面两者恒荷载标准值之和；
12--Gr作用点至墙外边缘的距离；
x0--挑梁计算倾覆点至墙外边缘距离(mm)，可按下列规定采用。
(1)当l1≥2.2hb时
x0=0.3hb (16—5—20)
且不大于0.13 l1
(2)当l1<2.2hb时
x0=0.13 l1 (16—5—21)
式中 l1——挑梁埋人砌体墙中的长度(mm)；
hb——挑梁的截面高度(mm)。
在确定挑梁的抗倾覆荷载Gr时，应注意下列几点：
1)当墙体无洞口时，若l3≤ll，则取l3长度内450扩展角的砌体和楼盖两者的恒荷载标准值。若l3> l1，则取l1长度内450扩展角(梯形面积)的砌体和楼盖两者的恒荷载标准值。
2)当墙体有洞口时，若洞口内边至挑梁尾端距离≥370mm，则Gr取法同1)(但应扣除洞口墙体自重)，否则只能考虑墙外边至洞口外边范围内的砌体与楼盖两者的恒荷载标准值。
2．挑梁下砌体的局部受压承载力
挑梁下砌体的局部受压承载力，按下式进行验算(图16—5—14)：
Nl≤ηγfAl (16—5—22)
式中 Nl——挑梁下的支承压力，可取Nl=2R，R为挑梁的倾覆荷载设计值；
η——梁端底面压应力图形的完整系数，可取η=0．7；
γ砌体局部抗压强度提高系数，对可取1.25；对可取1.5；
Al挑梁下砌体局部受压面积，可取Al=1.2bhb，b为挑梁的截面宽度，hb为挑梁的截面高度。
3．挑梁本身承载力计算
由于挑梁倾覆点不在墙外边缘而在离墙边x0处，挑梁最大弯矩没计值Mmax发生在计算倾覆点处的截面，最大剪力设计值Vmax在墙边，可按下式计算：
Mmax=Mov (16-5—23)
Vmax=Vo (16—5—24)
式中 Vo——挑梁的荷载设计值在挑梁墙外边缘处截面产生的剪力。
4．构造要求
挑梁设计除应符合国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定外，还应满足下列要求：
(1)纵向受力钢筋至少应有言的钢筋面积伸入梁尾端，且不少于2ø12。其余钢筋伸入支座的长度不应小于。
(2)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，l1与l之比宜大于2。
例：墙梁设计中,下列概念中正确的是（）。
①无论何种类型墙梁,其顶面的荷载设计值计算方法的相同 ②托梁应按偏心受拉构件进行施工阶段承载力计算
③承重墙梁的两端均应设翼墙；④自承重墙梁应验算砌体局部受压承载力
⑤无洞口简支墙梁,其托梁处于小偏心受拉状态
A.①②④B.②③⑤C.③④D.③⑤
解 应将墙梁工作原理,墙梁计算模型及其构造要求进行逐项判别,可知应选D项。
例：在砖墙上开设净跨度为1.5m窗口,窗口顶部为钢筋砖过梁。已知过梁上的墙身高度为1. 2m,则计算过梁上墙体重量时,应取墙体高度为（）。
A. 0. 3m B. 0. 4m C. 0. 5m D. 1. 2m
解： hw=1. 2> ＝0.5m
所以取墙体高度为0. 5m,故选C项。

第六节 抗震设计要点
一、一般规定
(一)抗震设防的基本原则
地震给房屋的震害，直接影响着人们生命和财产的安全，所以在地震区建造房屋要进 行抗震设计，事先设防，使房屋能经受住地震作用的破坏。根据长期的抗震研究和设防经 验，目前我国对建筑结构的抗震设防，提出“小震不坏、中震可修、大震不倒”的基本原则。
就是说：房屋在经受多发的和常遇性的、低于本地区设防烈度的地震，即所谓小震的 影响时，结构一般未遭受损坏，或所受的影响无需修理即可继续正常使用，结构仍处于弹性阶段。这里，一个地区的设防烈度即该地区的基本烈度；小震时的烈度称众值烈度，它比基本烈度平均约低1．55度。结构在经受中震，即相当于基本烈度时，虽有损坏，但修理后仍可以继续使用。结构在经受大震，即较基本烈度约高1度左右的罕遇地震烈度时，结构可以有较大的变形，但能控制在一定的范围内，使结构不致倒塌，以保障人身的安全和避免财产的损失。当经受相应于或高于基本烈度的地震作用时，结构已进入弹塑性阶段。
有了抗震设防的基本原则，可使我们在抗震设计中目标明确，便于执行。这不单是一个政策性很强的问题，也是一个与投资、造价等密切相关的经济问题。我国对房屋建筑根据其使用功能的重要性划分为甲类、乙类、丙类、丁类四个抗震设防类别，各类别的抗震设防标准都订有具体的要求。
(二)砌体结构抗震设计的基本要求
合理的抗震设计需要各方面的配合，其具体的基本要求如下：
1．房屋的平、立面布置
(1)房屋的平、立面布置宜规则、对称，房屋的质量分布和刚度变化宜均匀，楼层不宜错层。
(2)房屋的防震缝可按实际需要设置。当房屋体型复杂不设防震缝时，应选用符合实际的结构计算模型，进行较精细的抗震分析，采取措施提高抗震能力。当设置防震缝时，应将房屋分成规则的结构单元，留有足够的宽度，使两侧的上部结构应完全分开。伸缝、沉降缝应符合防震缝的要求。
2．抗震结构体系
(1)抗震结构体系，应符合下列各项要求：
1)计算简图明确，地震作用传递途径合理；
2)宜有多道抗震防线；
3)应具备必要的强度，良好的变形能力和耗能能力；
4)宜具有合理的刚度和强度分布。
(2)抗震砌体结构构件，应按规定设置钢筋混凝土圈梁和构造柱、芯柱，或采用配筋砌体和组合砌体柱等，以改善结构的变形能力。
(3)结构的连接，应能保证结构的整体性。
(4)抗震支撑系统，应能保证地震时结构稳定。
3．非结构构件
(1)附属构件应与主体结构有可靠的连接或锚固，避免倒塌伤人或砸坏设备。
(2)避免不合理地设置围护墙和隔墙而导致主体结构的破坏。
(3)装饰贴面与主体结构应有可靠连接，应避免吊顶塌落伤人。
4．材料
砌体材料应符合下列最低要求：
(1)烧结普通粘土砖和烧结多孔粘土砖的强度等级不应低于MUl0，其砌筑砂浆的强度等级不应低于M5。
(2)混凝土砌块的强度等级不应低于MU7．5，其砌筑砂浆的强度等级不应低于M7．5。
(3)构造柱、芯柱和圈梁的混凝土强度等级不应低于C20，纵向钢筋和箍筋可采用延性、韧性和可焊性较好的热轧钢筋。
5．施工
(1)构造柱、芯柱的施工，应先砌墙后浇混凝土柱，以确保砌体墙与柱的连接，提高抗侧力砌体墙的变形能力。
(2)纵墙和横墙的交接处应同时咬槎砌筑或采取拉结措施。
(3)施工质量的检查和验收，应符合现行有关的国家标准的要求。
二、砌体结构房屋的抗震构造措施
由于砌体结构强度低、受力复杂、材料抗震性能差，加以结构计算还不能满足多方面的设计内容，砌体结构房屋抗震性能较差。但是，根据工程抗震的长期实践经验和对震害的研究，《建筑抗震设计规范》GB 50011--2001对砌体结构总结了许多弥补上述不足的构造措施，以保证砌体结构在地震时的安全性。本节归纳的只是一些主要的措施。
1．多层砌体房屋的一般规定
(1)多层砌体房屋的总高度和层数的规定
多层砌体房屋的抗震性能，除与横墙的间距、结构的整体性、砖和砂浆的强度等级，以及施工质量等因素有关外，还与房屋的总高度和层高密切相关。根据历次的震害调查，在不同烈度的地区，四、五层的砖砌体房屋比二、三层的破坏严重，倒塌率要高得多，六层及六层以上的砖砌体房屋则震害明显加重。同样，层高高的房屋较层高低的房屋的破坏情况也与上述相同，显得更加严重。为了保证地震时砌体结构的安全，特别是大震时防止砌体结构房屋突然倒塌，甚至一塌到底，遂对房屋的屋数和层高两个方面都作了限制；这是一个很方便而又行之有效的抗震措施。根据震害调查、计算分析以及足尺的模型试验结果，定出了多层砌体房屋的总高度、层数和层高的限值如表，设计时应按照执行。

房屋类别
最小墙厚度(mm)
烈度
6
7
8
9
高度(m)
层数
高度(m)
层数
高度(m)
层数
高度(m)
层数
多层砌体
普通砖
240
24
8
21
7
18
6
12
4
多孔砖
240
21
7
21
7
18
6
12
4
多孔砖
190
21
7
18
6
15
5
--
--
小砌块
190
21
7
21
7
18
6
--
--
底部框架-抗震墙多排柱内框架
240
22
7
22
7
19
6
--
--
240
16
5
16
5
13
4
--
--
注：1．房屋的总高度指室外地面到主要屋面板扳顶或幅口的高度，半地下室从地下室内地面算起，全地下室和嵌固条件好的半地下室应允许从室外地面算起；对带阁楼的坡屋面应算到山尖墙的1/2高度处；
2．室内外高差大于0.6m时，房屋总高度应允许比表中数据适当增加，但不应多于1m；
3．本表小砌块砌体房屋不包括配筋混凝上小型空心砌块砌体房屋。
4．普通砖、多孔砖和小砌块砌体承重房屋的层高，不应超过3.6叫底部框架-抗震墙房屋的底部和内框架房屋的层高，不应超过4．5m。
(2)多层砌体房屋总高度与总宽度的最大比值
在上表中，虽然对砌体房屋的总高度作了规定，但是如果房屋的宽度过窄，则也会形成不利的房型，有时连静力验算也满足不了。为了保证房屋的稳定性，避免房屋发生整体弯曲破坏，不使地震作用倾覆力矩引起的弯曲应力超过砌体的抗拉强度而导致墙体出现水平