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时间:2020-05-08
《砌体结构 第5章墙梁、挑梁及过梁的设计.ppt》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第5章墙梁、挑梁及过梁的设计5.1墙梁墙梁=托梁+以上的一定计算高度的墙体。托梁→特殊的过梁→组合(复合)构件→梁、墙一起工作,类似于受弯构件。应用于:承载墙体没有落地的底层或某层需要大空间的房屋,如底商住宅等。特点:节省钢材、模版、水泥,降低造价,施工速度快等。分类:按支承分:简支墙梁、连续墙梁、框支墙梁;按是否承受梁、板荷载分为承重墙梁自承重墙梁(仅承受自重及上部墙体重)。按墙上有、无洞口分为无洞墙梁、有洞墙梁。5.1.1墙梁的受力性能1.无洞口简支墙梁试验及有限元分析结论:墙梁的受力性能→钢筋混凝土深梁,其应力分布与托梁、墙体的刚度有关
2、;托梁刚度无限大时,竖向应力均匀分布;托梁刚度不大时→卸荷拱(带拉杆),主压应力迹线向支座传递;水平截面的竖向应力向两端集中;从竖向截面的水平应力分布知,墙体大部受压,托梁大部受拉;托梁与墙体交界面处变化大,且支座处明显应力集中;墙体→受压,托梁→小偏心受拉。墙梁的破坏形态(1)弯曲破坏当托梁配筋少而砌体强度高,墙体高跨比较小时;托梁跨中垂直裂缝,随荷载增加,裂缝进入墙体;托梁纵筋屈服,墙体裂缝扩展而破坏。(2)托梁配筋多而墙体强度低,适中时发生。支座上方砌体产生裂缝,引起墙体剪切破坏。斜拉破坏当<0.40或集中荷载作用下的剪跨比较大时。砌体
3、沿齿缝的抗拉强度不足,主拉应力过大而发生比较平缓的斜裂缝。开裂荷载和破坏荷载较接近,脆性破坏。斜压破坏当>0.40或较小时发生。组合拱肋处砌体主压应力超过其斜向抗压强度而斜向破坏→斜裂缝陡峭(倾角55°~60°)→裂缝多且穿过砖和灰缝→砖被压碎→开裂荷载和受剪承载力均较大。托梁由于抗剪承载力高而不会发生剪切破坏。(3)局部受压破坏当托梁配筋多而砌体强度低,且墙体的高跨比较大,即>0.75~0.80时发生。支座处砌体因应力集中而产生微小裂缝,局部受压破坏。托梁纵筋锚固不足,支座垫板或加载垫板的尺寸或刚度较小→托梁支座处砌体的局压破坏。2.有洞口
4、墙梁(1)洞口居中时洞口居中布置时,洞口处于低应力区,不影响受力拱→同无洞墙梁;破坏形态→同无洞墙梁。(2)偏开洞口时对于有偏洞口的墙梁:主压应力迹线除呈拱形指向两端支座处,在大墙肢内还存在一个小拱,分别指向洞口边沿和支座;托梁顶面除在支座两端承受较大竖向压力和剪力外,在大墙肢洞口边沿也承受较大的竖向压力。→梁拱组合受力机构。随着洞口向跨中移动,小墙肢不断加强,大拱作用提高,小拱作用降低,最后至零。(3)破坏过程当荷载约为破坏荷载的30%~60%时,洞口外侧沿界面→水平裂缝①,随之洞口内侧上角→阶梯形裂缝②,随荷载增加→洞口侧墙外侧→水平裂缝
5、③,当为破坏荷载的60%~80%时,托梁在洞口内侧截面→垂直裂缝④,同时界面处→水平裂缝⑤。(4)破坏形态弯曲破坏当<0.25时,托梁由于裂缝④扩展→底部纵筋屈服→大偏心受拉破坏;当>0.25时,裂缝④处全截面受拉→纵筋屈服→小偏心受拉破坏。剪切破坏由于裂缝①③扩展墙体剪切破坏→缝较陡→穿过灰缝及块体;当洞距较小时→托梁偏心受拉且洞口处有较大剪应力→洞口处受剪破坏。局部受压破坏托梁支座上方及侧墙洞顶处存在应力集中,超过局压强度时破坏。3.连续墙梁(1)有限元分析结论随高跨比的增大→边支座反力增大、中间支座降低→跨中弯矩增大,支座弯矩降低。托梁
6、大部分区段→偏心受拉,托梁中间支座附近小区段→偏心受压。(2)破坏过程随荷载增大→托梁跨中竖向裂缝①且向上延伸至墙体,随之→中间支座顶梁贯通裂缝②亦向下延伸至墙体。边支座或中间支座上方砌体→斜裂缝③④并延伸至托梁→连续组合拱机构。临近破坏时→界面处→水平裂缝⑤。(3)破坏形态弯曲破坏裂缝①②扩展引起→托梁跨中下部、上部纵筋屈服→顶梁钢筋受拉屈服→跨中、支座塑性铰。剪切破坏裂缝③扩展→斜压破坏或集中荷载下劈裂破坏。局部受压破坏中间支座上方砌体裂缝④扩展→局压破坏。4.框支墙梁(1)有限元分析结论由于墙体与框架间存在组合作用:①托梁跨中区段属偏心
7、受拉构件;②框架边柱为偏心受压构件,柱反弯点距柱底约0.37倍柱的净高;③由于大拱效应,边柱轴力比一般框架边柱要大;④混凝土顶梁为偏心受压构件;⑤构造柱可改善墙梁界面墙体竖向压应力集中现象;⑥开洞可使结构的组合作用受到影响(跨中开洞影响较小,偏开洞影响较大)。(2)破坏过程达破坏荷载的40%时→托梁跨中垂直裂缝→并向上延伸至墙体;达破坏荷载的70%~80%时→砌体、托梁端部产生斜裂缝并扩展;接近破坏时→截面处→水平裂缝→框架-拱组合机构。(3)破坏特征abcde弯曲破坏当托梁或柱配筋较少而墙体强度高且稍小时,托梁或柱中纵筋屈服→弯曲
8、破坏机构。托梁端支座负弯矩→上部纵筋屈服形成塑性铰→托梁弯曲机构→图b托梁跨中纵筋屈服→拉弯塑性铰,随后框架柱上截面外侧纵筋屈服→达偏心受压破坏→压弯塑性铰→托梁一
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