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第七章 墙梁设计

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第7章 墙梁设计
墙梁跨度l=8.0m ，计算时取最大间距，在三分点处各设一道拉条，由构造要求采用12圆钢，外侧挂单侧墙板，墙梁和拉条材料均为Q235。

墙梁自重： 0.1 1.550.155⨯= 0.186 0.675 0.810 水平风荷载：200.45/kN m ω= 1.0z μ= 1.0s μ= ' 1.1s μ=- 1.0 1.00.45 1.550.6975ky q =⨯⨯⨯= KN/m y q =0.977 KN/m 1.0 1.10.45 1.550.7673ky q =⨯⨯⨯= KN/m 1.074y q '= KN/m
7.2 内力分析
⑴ 竖向荷载产生的弯矩y M
由于墙梁在三分点处竖向各设有一道拉条，可视为墙梁有效支撑点，弯矩如图所示：08/3y l =m
22max 80.10.10.81()0.5763
y B C x M M M q l ====⨯⨯= kN ·m 22280.0250.0250.81()0.1443
x M q l ==⨯⨯= kN ·m 2213180.080.080.81()0.4613
x M M q l ===⨯⨯= kN ·m ⑵ 水平荷载产生的弯矩',x x M M
墙梁承担水平方向荷载作用下，按单跨简支梁计算内力，则： 迎风：22110.97787.81688
x y M q l ==⨯⨯= kN ·m 背风：''
2211 1.07488.59288
x y M q l ==⨯⨯= kN ·m ⑶ 剪力
在竖向荷载x q 作用下，三跨连续梁的最大剪力
max 0.3670.3670.818 2.378x x V q l ==⨯⨯= kN
水平方向的剪力按单跨简支梁计算：
迎风：max 0.50.50.9778 3.908y y V q l ==⨯⨯= kN
背风：''
max 0.50.5 1.0748 4.296y y V q l ==⨯⨯= kN
7.3 截面选择
选用Q235薄壁型钢C220×75×20×2.5
273.9cm A = 398.63cm w x = 3max 11.33cm w y = 3min 65.12cm w y = 476.703cm I x = 466.68cm I y = cm i x 53.9= cm i y 69.2= cm e 11.50= ()150.00511.0977.0050
8.011.0624.00=⨯++⨯=+'=e q e q m y y x kN ·m ()045.00511.0074.1050
8.011.062.00=⨯-+⨯='-'='e q e q m y y x kN ·m 8.2835.0=⨯=kl ，查表得δ=6.7
则643.08150.07.601.001.022max =⨯⨯⨯==ml B δ kN ·m
193.08045.07.601.001.022max '=⨯⨯⨯='=l m B δ kN ·m
7.4 强度验算
考虑0.9的折减系数，有效净截面矩均乘以0.9
7.4.1 迎风面3
l 处 948.6=x M kN ·m ，576.0=y M kN ·m ，643.0max =B kN ·m
N/mm 348.1479
.018.19410643.09.011.3310576.09.098.6310948.623
331max 1-=⨯⨯-⨯⨯-⨯⨯-=++=w eny y enx x W B W M W M σ N/mm 75.989
.018.19410643.09.011.3310576.09.098.6310948.623
331max 2-=⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯-=++=w eny y enx x W B W M W M σ N/mm 02.1059
.018.19410643.09.011.3310576.09.098.6310948.623331max 3=⨯⨯+⨯⨯-⨯⨯=++=w eny y enx x W B W M W M σ N/mm 31.1529
.018.19410643.09.011.3310576.09.098.6310948.623331max 4=⨯⨯-⨯⨯+⨯⨯=++=w eny y enx x W B W M W M σ 7.4.2 迎风跨中截面
816.7=x M kN •m ，144.0=y M kN •m ，643.0max =B kN •m
21144.25N/mm σ=- 22118.51N/mm σ=-
23134.58N/mm σ= 24143.80N/mm σ=
7.4.3 背风面3l 处
638.7=x M kN •m ，576.0=y M kN •m ，193.0max =B kN •m
21153.08N/mm σ=- 2280.32N/mm σ=-
23114.42N/mm σ= 24182.23N/mm σ=
应力值均小于[f ]=205 N/mm 2
7.5 稳定性验算
由《冷弯薄壁型钢规范》考虑在构造上不能保证整体稳定性，按下式计算在风吹力下的稳定性，考虑0.95的折减系数。

f W B W M W M w
efy y ef by x ≤++'ϕ 38=oy l m ，25.10066
.2100)3/8(=⨯==y oy y i l λ 查表知：33.0=b μ，37.11=ξ，06.02=ξ，88.03=ξ
4432223
000002235
0011111[()()2244122()2()()]987.5010324
y u t b z z z h b z h z h z h a ha h a b z a b z =---+---+-+--+=⨯ 5
04987.5010 5.1120.812268.6610y
x y u e I β⨯=-=-=⨯⨯ 232()/2(0.06 5.110.8820.81)/2200.169x a h ηξξβ=+=⨯⨯+⨯= 20240.156()w t y y I I l h I I h
ε⨯=+ =06.122010003/81066.68102028.0156.01066.682201005.63514244426=⎪⎭
⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯ ()
⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=y x y by f W Ah 2354320212ηξηξλϕ =()169.0832.0169.037.195.01098.6325.1001022073.943202
322
++⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯ =2.275
w efy y ef by x W B W M W M '++'ϕ=95
.018.19410193.095.065.1210576.095.098.63275.210592.83
33⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯ =111.11 N/mm 2 N/mm 2052=<f
满足稳定性要求。

7.6 水平位移
227.281076.7031006.238480007673.0538454544max
=⨯⨯⨯⨯⨯⨯='=x ky
y EI l q ν㎜ 200128318000227.28max
<==l y υ 满足水平位移要求。

7.7 竖向挠度计算
634.110
66.681006.2119658000675.0119654544max =⨯⨯⨯⨯⨯==y kx x EI l q ν㎜10<㎜ 满足竖向挠度要求。

7.8 拉条计算
当在三分点处拉两道拉条时，拉条所受拉力
888.38810.06.06.0=⨯⨯==l q N x l kN 拉条所需截面积：2035.19215
95.03888mm f N A l n =⨯== 按构造选用1Ф8拉条，截面面积50.32m m ，它可承担3根墙梁的竖向支撑作用。

7.9 横向墙梁设计
因横向墙梁所承受的荷载比纵向墙梁所承受的小，故不必进行计算，可直接采用与纵向墙梁相同的型钢！。

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连续墙梁的设计方法

连续墙梁的设计方法

连续墙梁的设计方法
连续墙梁是一种常用的结构形式，用于承受水平荷载和垂直荷载，常见于建筑中的梁、楼板和屋顶等部位。

设计连续墙梁时，需考虑以下几个方面：
1. 荷载分析：首先需要确定连续墙梁所承受的荷载类型和大小，包括垂直荷载（如自重、活荷载、附加荷载）和水平荷载（如风荷载和地震荷载）。

2. 结构布局：根据荷载分析结果，确定连续墙梁的结构布局，包括梁的位置、跨度和高度等参数。

梁的位置通常选择在墙体顶部或底部，并与连续墙体呈一定的角度。

3. 弯矩计算：根据连续墙梁的几何形状和荷载条件，计算各个跨度上的弯矩大小。

常用的计算方法包括弹性理论方法和有限元分析方法。

4. 截面设计：根据弯矩分布和荷载条件，选择合适的梁截面尺寸和钢筋用量。

通常在连续墙梁的正截面上设置梁筋和剪力筋，以提高抗弯和剪力承载能力。

5. 确定满足设计要求的截面：根据截面设计计算结果，比较各个截面是否满足设计要求，如受压区的受力、极限状态的断裂和承载能力等。

如果某个截面不满足要求，则需要进行调整。

6. 梁端连接设计：考虑梁端连接与墙体之间的联系，以确保结构的整体稳定性
和正常工作。

7. 细部设计：在满足基本设计要求的前提下，对细部构造以及施工顺序进行设计，以确保施工过程中的合理性和可行性。

需要特别注意的是，连续墙梁的设计还需要考虑相关的施工工艺和建筑规范，以确保结构的安全性和可行性。

建议在设计过程中充分考虑不同工况的影响，进行全面的分析和验证。

第7-2章 墙梁

第7-2章 墙梁

第七章圈梁、过梁、墙梁、挑梁的设计•7.1 圈梁•7.2 过梁•7.3 挑梁•7.4 墙梁7.4 墙梁一、墙梁定义由支承墙体的钢筋混凝土梁及其上计算高度范围内墙体所组成的能共同工作的组合构件称为墙梁。

•墙梁中承托砌体墙和楼（屋）盖的混凝土简支梁、连续梁和框架梁，称为托梁。

•墙梁中考虑组合作用的计算高度范围内的砌体墙，简称为墙体•墙梁的计算高度范围内墙体顶面处的现浇钢筋混凝土圈梁，称为顶梁。

•墙梁支座处与墙体垂直相连接的纵向落地墙体，称为翼墙。

支承情况：简支墙梁、连续墙梁、框支墙梁；受荷性质：承重墙梁、自承重墙梁开洞情况：无洞口墙梁、有洞口墙梁7.4 墙梁二、墙梁分类•墙梁适用范围•墙梁的一般规定商店-住宅、车库—住宅、小型生产车间三、墙梁的一般规定7.4 墙梁☆洞口设置要求：墙梁计算高度范围内每跨允许设置一个洞口；洞口边至支座中心的距离a i 距边支座不应小于0.15l 0i ，距中支座不应小于0.07l 0i 。

h w ——墙体计算高度。

h b ——托梁截面高度。

l 0i ——墙梁计算跨度。

b h ——洞口宽度。

h h ——洞口高度，对窗洞取洞顶至托梁顶面距离。

b h /l oi•全荷载法•弹性地基梁法•GBJ3-88规范方法•GB50003-2001规范方法不考虑托梁和墙体的共同作用，所有荷载全部由托梁承受，托梁按受弯构件计算。

将托梁以上的墙体视为托梁的弹性地基，弹性地基的反力即为托梁所受的竖向荷载，托梁按受弯构件设计。

提出了考虑组合作用的单跨墙梁的计算方法提出了考虑组合作用的简支墙梁、连续墙梁和多跨框支墙梁的设计方法三、计算方法衍变7.4 墙梁•两侧主压应力迹线直接指向支座，中部主压应力迹线则呈拱形指向支座，托梁顶面在两支座附近受到较大的竖向压力和剪应力作用。

•墙体在支座的斜上方多处于拉、压复合受力状态。

托梁内主拉应力迹线基本平行于托梁的轴线墙梁的主应力迹线图☆无洞口墙梁可模拟为组合拱受力机构。

墙梁挑梁及过梁设计说明

墙梁挑梁及过梁设计说明

成本。
挑梁设计应考虑施工的 可操作性，尽量减少施
工难度。
耐久性好
挑梁设计应考虑结构的 耐久性，确保在使用年
限内结构性能稳定。
挑梁的构造要求
01
02
03
04
材料选择
根据设计要求和承载能力选择 合适的材料，如混凝土、钢材
等。
截面尺寸根据承载力和稳定性要确定 合理的截面尺寸。配筋要求
根据计算结果和构造要求进行 合理的配筋设计。
05
设计中的注意事项
材料的选择与要求
钢材选择
根据墙梁挑梁及过梁的承载要求，选择合适的钢材牌号和规格， 确保其具有足够的强度和稳定性。
混凝土要求
对于混凝土材料，应选择合适强度等级，并确保其具有良好的和易 性和抗压性能。
连接材料
选择合适的连接材料，如焊条、螺栓等，以确保结构连接的可靠性 和安全性。
施工工艺的要求
等悬挑结构的支撑。
简支挑梁
简支挑梁两端均固定在墙体上，中 间悬空，常用于楼板、屋顶等结构 的支撑。
连续挑梁
连续挑梁由多段简支挑梁连接而成， 具有较好的承载能力和稳定性，适 用于大跨度或重载结构的支撑。
挑梁的设计原则
安全可靠
经济合理
施工方便
挑梁设计应确保结构安 全可靠，满足承载力和
稳定性要求。
在满足安全性的前提下， 应尽量优化设计，降低
悬臂墙梁
悬臂墙梁是悬臂伸出的墙 梁，常用于支撑悬挑板或 跨越较小的空间。
墙梁的设计原则
承载能力
墙梁应具有足够的承载能 力，能够承受竖向和水平 荷载，保证结构安全。
稳定性
墙梁应具有足够的稳定性， 避免在地震或其他外力作 用下发生失稳或倾覆。
经济性
7 圈梁、过梁、挑梁、墙梁的设计

7 圈梁、过梁、挑梁、墙梁的设计

版权说明：本课件仅供用于非赢利教育目的7 圈梁、过梁、挑梁和墙梁的设计PPT: soilfoundation@ (password:foundation)周葆春土木工程学院Email：zhoubcxynu@17 圈梁、过梁、挑梁和墙梁的设计7.1 圈梁7.2 过梁7.3 挑梁7.4 墙梁27.1 圈梁圈梁ring beam在房屋的檐口、窗顶、楼层、吊车梁顶或基础顶面标高处，沿砌体墙水平方向设置封闭状的按构造配筋的混凝土梁式构件。

圈梁作用①增强房屋的整体性和空间刚度②防止地基不均匀沉降而使墙体开裂③减少振动作用对房屋产生的不利影响④与构造柱配合有助于提高砌体结构的抗震性能3l/3n砖砌平拱过梁9砖砌过梁：受弯构件（墙体上部受压、下部受拉）钢筋砖过梁：三铰拱（钢筋受拉，上部墙体受压）过梁三种破坏形式①跨中截面受弯破坏（竖向裂缝）②支座附近受剪破坏（阶梯形斜裂缝）③过梁支座滑动破坏（在墙端水平裂缝）过梁的受力特性钢筋砖过梁砖砌平拱拱脚处推力产生的剪切破坏过梁上的荷载1 竖向荷载的分类①墙体的重量②由楼板传来的荷载2 试验由于砌体与过梁存在组合作用，①过梁上的砌体当量荷载相当于高度等于跨度1/3的砖墙自重；(墙体荷载)②在高度等于或大于跨度的砌体上施加荷载时，部分荷载将通过组合拱传给砖墙；(梁、板荷载)10113 过梁上的荷载按下列规定采用1 ）梁、板荷载对砖和砌块砌体，当梁、板下的墙体高度h w ＜l n 时（l n 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h w ≥l n 时，可不考虑梁、板荷载。

过梁荷载的取值(a) 梁、板荷载12过梁荷载的取值2）墙体荷载（1）对砖砌体（2）对砌块砌体当过梁上的墙体高度h w ＜l n /2时，应按墙体的均布自重计算；当h w ≥l n /2时, 应按高度为l n /2墙体的均布自重计算。

当过梁上的墙体高度h w ＜l n /3时，应按墙体的均布自重计算；当h w ≥l n /3时, 应按高度为l n /3墙体的均布自重计算；131砖砌平拱的计算（过梁截面计算高度取h o ＝l n /3）跨中正截面的受弯承载力过梁的计算M ≤f tm WM ——弯矩设计值；f tm ——砌体弯曲抗拉强度设计值；W ——截面的抵抗矩支座斜截面受剪承载力验算公式V ≤f v bzV ——剪力设计值；f v ——砌体抗剪强度设计值；b ——截面宽度；z ——内力臂长度，z=I /S 。