7.3 墙梁
7.3.1 承重与自承重简支墙梁、连续墙梁和框支墙梁的设计,应符合本节规定。
7.3.2 采用烧结普通砖砌体、混凝土普通砖砌体、混凝土多孔砖砌体和混凝土砌块砌体的墙梁设计应符合下列规定:
1 墙梁设计应符合表7.3.2的规定:
表7.3.2 墙梁的一般规定
注:墙体总高度指托梁顶面到檐口的高度,带阁楼的坡屋面应算到山尖墙1/2高度处。
2 墙梁计算高度范围内每跨允许设置一个洞口,洞口高度,对窗洞取洞顶至托梁顶面距离。对自承重墙梁,洞口至边支座中心的距离不应小于0.1l0i,门窗洞上口至墙顶的距离不应小于0.5m。
3 洞口边缘至支座中心的距离,距边支座不应小于墙梁计算跨度的0.15倍,距中支座不应小于墙梁计算跨度的0.07倍。托梁支座处上部墙体设置混凝土构造柱、且构造柱边缘至洞口边缘的距离不小于240mm时,洞口边至支座中心距离的限值可不受本规定限制。
4 托梁高跨比,对无洞口墙梁不宜大于1/7,对靠近支座有洞口的墙梁不宜大于1/6。配筋砌块砌体墙梁的托梁高跨比可适当放宽,但不宜小于1/14;当墙梁结构中的墙体均为配筋砌块砌体时,墙体总高度可不受本规定限制。
7.3.3 墙梁的计算简图,应按图7.3.3采用。各计算参数应符合下列规定:
1 墙梁计算跨度,对简支墙梁和连续墙梁取净跨的1.1倍或支座中心线距离的较小值;框支墙梁支座中心线距离,取框架柱轴线间的距离;
2 墙体计算高度,取托梁顶面上一层墙体(包括顶梁)高度,当hw大于l0时,取hw等于l0(对连续墙梁和多跨框支墙梁,l0取各跨的平均值);
3 墙梁跨中截面计算高度,取H0=hw+0.5hb;
4 翼墙计算宽度,取窗间墙宽度或横墙间距的2/3,且每边不大于3.5倍的墙体厚度和墙梁计算跨度的1/6;
5 框架柱计算高度,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。
图7.3.3 墙梁计算简图
l0(l0i)—墙梁计算跨度;hw—墙体计算高度;h—墙体厚度:H0—墙梁跨中截面计
算高度;bfl—冀墙计算宽度;Hc—框架柱计算高度;bhi—洞口宽度;hhi—洞口高
度;ai—洞口边缘至支座中心的距离;Q1、F1—承重墙梁的托梁顶面的荷载设计值;
Q2—承重墙梁的墙梁顶面的荷载设计值
7.3.4 墙梁的计算荷载,应按下列规定采用:
1 使用阶段墙梁上的荷载,应按下列规定采用:
1)承重墙梁的托梁顶面的荷载设计值,取托梁自重及本层楼盖的恒荷载和活荷载;
2)承重墙梁的墙梁顶面的荷载设计值,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;
3)自承重墙梁的墙梁顶面的荷载设计值,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,应按下列规定采用:
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。
7.3.5 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。
7.3.6 墙梁的托梁正截面承载力,应按下列规定计算:
1 托梁跨中截面应按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:
Mbi=Mli+αMM2i (7.3.6-1)
Nbti=ηN(M2i/H0) (7.3.6-2)
1)当为简支墙梁时:
αM=ψ M[1.7(hb/l0)—0.03] (7.3.6-3)
ψM=4.5—10(a/l0) (7.3.6-4)
ηN=0.44+2.1(hw/l0) (7.3.6-5)
2)当为连续墙梁和框支墙梁时:
αM=ψM[2.7(hb/l0i)—0.08] (7.3.6-6)
ψM=3.8—8.0(ai/l0i) (7.3.6-7)
ηN=0.8+2.6(hw/l0i) (7.3.6-8)
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、框架分析的托梁第i跨跨中最大弯矩;
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截面弯矩系数,可按公式(7.3.6-3)或(7.3.6-6)计算,但对自承重简支墙梁应乘以折减系数0.8;当公式(7.3.6-3)中的hb/l0>1/6时,取hb/l0=1/6;当公式(7.3.6-3)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截面轴力系数,可按公式(7.3.6-5)或(7.3.6-8)计算,但对自承重简支墙梁应乘以折减系数0.8;当hw/l0i>1时,取hw/l0i=1;
ψM——洞口对托梁跨中截面弯矩的影响系数,对无洞口墙梁取1.0,对有洞口墙梁可按公式(7.3.6-4)或(7.3.6-7)计算;
ai——洞口边缘至墙梁最近支座中心的距离,当ai>0.35l0i时,取ai=0.35l0i。
2 托梁支座截面应按混凝土受弯构件计算,第j支座的弯矩设计值Mbj可按下列公式计算:
Mbj=M1j+αMM2j (7.3.6-9)
αM=0.75—(ai/l0i) (7.3.6-10)
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j支座截面的弯矩设计值;
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截面弯矩系数,无洞口墙梁取0.4,有洞口墙梁可按公式(7.3.6-10)计算。
7.3.7 对多跨框支墙梁的框支边柱,当柱的轴向压力增大对承载力不利时,在墙梁荷载设计值Q2作用下的轴向压力值应乘以修正系数1.2。
7.3.8 墙梁的托梁斜截面受剪承载力应按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:
Vbj=V1j+βvV2j (7.3.8)
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,中间支座截面取0.7;有洞口墙梁边支座截面取0.7,中间支座截面取0.8;对自承重墙梁,无洞口时取0.45,有洞口时取0.5。
7.3.9 墙梁的墙体受剪承载力,应按公式(7.3.9)验算,当墙梁支座处墙体中设置上、下贯通的落地混凝土构造柱,且其截面不小于240mm×240mm时,可不验算墙梁的墙体受剪承载力。
V2≤ξ1ξ2[0.2+(hb/l0i)+(ht/l0i)]fhhw (7.3.9)
式中:V2——在荷载设计值Q2作用下墙梁支座边缘截面剪力的最大值;
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。
7.3.10 托梁支座上部砌体局部受压承载力,应按公式(7.3.10-1)验算,当墙梁的墙体中设置上、下贯通的落地混凝土构造柱,且其截面不小于240mm×240mm时,或当bf/h大于等于5时,可不验算托梁支座上部砌体局部受压承载力。
Q2≤ξfh (7.3.10-1)
ξ=0.25+0.08(bf/h) (7.3.10-2)
式中:ξ——局压系数。
7.3.11 托梁应按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可按本规范第7.3.4条的规定采用。
7.3.12 墙梁的构造应符合下列规定:
1 托梁和框支柱的混凝土强度等级不应低于C30;
2 承重墙梁的块体强度等级不应低于MU10,计算高度范围内墙体的砂浆强度等级不应低于M10(Mb10);
3 框支墙梁的上部砌体房屋,以及设有承重的简支墙梁或连续墙梁的房屋,应满足刚性方案房屋的要求;
4 墙梁的计算高度范围内的墙体厚度,对砖砌体不应小于240mm,对混凝土砌块砌体不应小于190mm;
5 墙梁洞口上方应设置混凝土过梁,其支承长度不应小于240mm;洞口范围内不应施加集中荷载;
6 承重墙梁的支座处应设置落地翼墙,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。当不能设置翼墙时,应设置落地且上、下贯通的混凝土构造柱;
7 当墙梁墙体在靠近支座1/3跨度范围内开洞时,支座处应设置落地且上、下贯通的混凝土构造柱,并应与每层圈梁连接;
8 墙梁计算高度范围内的墙体,每天可砌筑高度不应超过1.5m,否则,应加设临时支撑;
9 托梁两侧各两个开间的楼盖应采用现浇混凝土楼盖,楼板厚度不应小于120mm,当楼板厚度大于150mm时,应采用双层双向钢筋网,楼板上应少开洞,洞口尺寸大于800mm时应设洞口边梁;
10 托梁每跨底部的纵向受力钢筋应通长设置,不应在跨中弯起或截断;钢筋连接应采用机械连接或焊接;
11 托梁跨中截面的纵向受力钢筋总配筋率不应小于0.6%;
12 托梁上部通长布置的纵向钢筋面积与跨中下部纵向钢筋面积之比值不应小于0.4;连续墙梁或多跨框支墙梁的托梁支座上部附加纵向钢筋从支座边缘算起每边延伸长度不应小于l0/4;
13 承重墙梁的托梁在砌体墙、柱上的支承长度不应小于350mm;纵向受力钢筋伸入支座的长度应符合受拉钢筋的锚固要求;
14 当托梁截面高度hb大于等于450mm时,应沿梁截面高度设置通长水平腰筋,其直径不应小于12mm,间距不应大于200mm;
15 对于洞口偏置的墙梁,其托梁的箍筋加密区范围应延到洞口外,距洞边的距离大于等于托梁截面高度hb(图7.3.12),箍筋直径不应小于8mm,间距不应大于100mm。
图7.3.12 偏开洞时托梁箍筋加密区