过梁设计及构造要求

1.过梁的类型及构造要求

过梁通常指的是墙体门、窗洞口上部的梁，用以承受洞口以上墙体和楼（屋）盖构件传来的荷载。常用的过梁有以下4种类型。

1）砖砌平拱过梁

这种过梁可分为砖块竖放立砌和对称斜砌两种，如图5.72（a）所示。将砖竖放砌筑的这部分高度不应小于240mm。砖砌平拱过梁跨度不宜超过1.2m，砖的强度等级不应低于MU10。这类过梁适用于无振动、地基土质较好不需做抗震验算的一般建筑物。

图5.72　过梁的类型

2）砖砌弧拱过梁

砖砌弧拱过梁砌法同砖砌平拱过梁，但呈圆弧（或其他曲线）形，可用于对建筑外形有一定艺术要求的建筑物。将砖竖放砌筑的这部分高度不应小于120mm，其跨度与矢高f有关。当f=(1/12～1/8)l0时，最大跨度可达2.0～2.5m；当f=(1/6～1/5)l0时，最大跨度可达3.0～4.0m。如图5.72（b）所示。

3）钢筋砖过梁

这类过梁中，砖块的砌筑方法与墙体相同，仅在过梁底部放置纵向受力过梁，并铺放厚度不小于30mm的砂浆层，如图5.72（c）所示。钢筋砖过梁的跨度不宜超过1.5m，过梁底面以上截面计算高度内的砖不应低于MU10，砂浆不应低于M5（Mb5，Ms5），底面砂浆的钢筋直径不应小于5mm，间距不应大于120mm，钢筋伸入支座砌体内的长度不宜小于240mm。

4）钢筋混凝土过梁

同一般预制钢筋混凝土梁，通常在有较大振动荷载或可能产生不均匀沉降的房屋中采用，跨度较小时常做成预制。为满足门、窗洞口过梁的构造要求需要，可做成矩形截面或带挑口的“L”形截面，如图5.72（d）所示。由于这种过梁施工方便，并不费模板，在实际的砌体结构中大量被采用，上述各种砖砌过梁已几乎被它所代替。

2.过梁上的荷载

过梁既是“梁”，又是墙体的组成部分，过梁上的墙体在砂浆硬结后具有一定的刚度，可以将过梁以上的荷载部分地传递给过梁两侧墙体。所以在设计过梁时，确定过梁所承受的荷载十分重要。过梁上的荷载一般包括两部分：一部分为墙体重量；另一部分为楼（屋）盖板、梁或其他结构传来的荷载。如表5.28所示。

表5.28　过梁荷载取值表

注：①表中ln为过梁的净跨；②表中hw为包括灰缝厚度在内的每皮砌块高度。

1）墙体荷载

对砖砌体，当过梁上的墙体高度hw＜ln/3（ln为过梁的净跨）时，墙体荷载应按墙体的均布自重采用，否则应按高度为ln/3墙体的均布自重来采用。对砌块砌体，当过梁上的墙体高度hw＜ln/2时，墙体荷载应按墙体的均布自重采用；否则应按高度为ln/2墙体的均布自重采用。

2）梁、板荷载

对砖和砌块砌体，当梁板下的墙体高度hw＜ln时，过梁应计入梁、板传来的荷载，否则可不考虑梁、板荷载。

3.过梁承载力计算

1）砖砌过梁的破坏特征

过梁在竖向荷载作用下和受弯构件相似，截面上产生弯矩和剪力。随着荷载的不断增大，当跨中正截面的拉应力超过砌体沿阶梯形截面抗剪强度时，在靠近支座处将出现45°的阶梯形斜裂缝。

对砖砌平拱过梁，正截面下部受拉区的拉力将由两端支座提供的推力来平衡，如图5.73（a）所示；对钢筋砖过梁，正截面下部受拉区的拉力将由钢筋承受，如图5.73（b）所示。平拱砖过梁和钢筋砖过梁在上部竖向荷载作用下，各个截面均产生弯矩和剪力，和一般受弯构件类似，下部受拉，上部受压。随着荷载的增大，一般先在跨中受拉区出现垂直裂缝，然后在支座处出现阶梯形裂缝，如图5.73所示。

图5.73　过梁的破坏特征

2）砖砌平拱过梁计算

砖砌平拱的受弯承载力可按式（5.62）计算，式中，ftm为砌体沿齿缝截面的弯曲抗拉强度设计值。砖砌平拱的受剪承载力可按式（5.63）计算。

3）钢筋砖过梁计算

钢筋砖过梁的受弯承载力可按设拉杆的三拱铰计算，内力臂系数近似取0.85，其计算公式为：

式中　M——按简支梁计算的跨中弯矩设计值（N·mm）；(www.xing528.com)

　　　h0——过梁截面的有效高度（mm），h0＝h-as；

　　　h——过梁的截面计算高度（mm），取过梁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；

　　　as——受拉钢筋重心至截面下边缘的距离（mm）；

　　　fy——钢筋的抗拉强度设计值（MPa）；

　　　As——受拉钢筋的截面面积（mm）。

钢筋砖过梁的受剪承载力可按式（5.63）计算。

4）钢筋混凝土过梁计算

混凝土过梁的承载力，应按混凝土受弯构件计算。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；梁端底面压应力图形完整系数可取1.0，梁端有效支承长度可取实际支承长度，但不应大于墙厚。

5）过梁的构造要求

（1）砖砌过梁截面计算高度内的砂浆不宜低于M5（Mb5、Ms5）。

（2）砖砌平拱用竖砖砌筑部分的高度不应小于240mm。

（3）钢筋砖过梁底面砂浆层处的钢筋，其直径不应小于5mm，间距不宜大于120mm，钢筋伸入支座砌体内的长度不宜小于240mm，砂浆层的厚度不宜小于30mm。

（4）钢筋混凝土过梁端部的支承长度，不宜小于240mm。

【例5.21】　已知钢筋混凝土过梁净跨ln=3.0m，过梁上砌体高度1.2m，墙厚240mm，墙采用MU10烧结普通砖、M5混合砂浆，承受楼板传来的均布荷载设计值15kN/m，试设计该过梁（图5.74）。

图5.74　例5.21图

【解】　（1）荷载与内力计算。

过梁自重（包括过梁3个侧面的抹灰重）：

q1=0.24×0.24×25+0.02×(0.24×2+0.24)×17=1.685（kN/m）

墙高hw=1.2m＞ln/3=3.0/3=1m，故仅考虑1m高墙的自重。

墙体双面抹混合砂浆20mm厚自重：

q2=5.24×1=5.24(kN/m)

楼板荷载位置高度小于过梁净跨，应考虑其作用。过梁上的荷载设计值：

q=(1.685+5.24)×1.2+15=23.31(kN/m)

计算跨度：

（2）按钢筋混凝土受弯构件进行正截面受弯和斜截面受剪承载力计算。

过梁采用C20混凝土，主筋采用HRB335级钢筋，则

选318，As＝763mm2。

0.25bh0fc=0.25×240×205×9.6＝118(kN)＞V=34.96(kN)，截面尺寸满足要求。

0.7bh0ft=0.7×240×205×1.1=37 884(N)=37.9(kN)＞V=34.96(kN)，可按构造配置钢箍，选用双肢箍，φ6@200mm。