墙梁在排架结构围护墙上的应用

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摘要：本文通过工程实例，介绍了墙梁在排架结构围护墙及地基梁设计中的应用情况和几点体会，供同行们在同类设计中参考。

关键词：墙梁；托梁；地基梁

1 前言

由钢筋混凝土托梁及托梁以上计算高度范围内的墙体所组成的组合受力构件称为墙梁。

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，称为墙体。

墙梁可以分为承重墙梁(即除承受托梁和墙体自重外，还承受由楼盖和屋盖传来的荷载)和自承重墙梁（仅承受托梁和墙体自重）；按其支撑条件，可分为简支墙梁，连续墙梁和框支墙梁。本文以简支墙梁为例。

2 设计计算步骤

2.1 计算简图见图2-1。

图2-1

2.2 墙梁的托梁承载力计算

①托梁跨中正截面承载力应按混凝土偏心受拉构件计算，其弯矩 及轴心拉力 可按下列公式计算：

式中 ――荷载设计值 、 作用下的简支梁最大弯矩；

――荷载设计值 作用下的简支梁最大弯矩；

――考虑墙梁组合作用的托梁跨中弯矩系数，可按公式2-3计算，但对自

承重墙梁应乘以0.8；式中，当 > 时，取 = ；

――洞口对托梁弯矩的影响系数，对无洞口墙梁取1.0，对有洞口墙梁可

按公式2-4计算；

――考虑墙梁组合作用的托梁跨中轴力系数，可按公式2-5计算，但对自

承重墙梁应乘以0.8，当式中 >1时，取 =1；

――洞口边至墙梁最近支座的距离，当 >0.35 时，取 =0.35 。

②托梁斜截面受剪承载力应按混凝土受弯构件计算，其剪力 可按下式公式计算：

式中 ――荷载设计值 、 作用下的简支梁支座边缘剪力；

――荷载设计值 作用下的简支梁支座边缘剪力；

――考虑组合作用的托梁剪力系数，对承重墙梁无洞口时取0.6，有洞口

时取0.7；对自承重墙梁无洞口时取0.45，有洞口时取0.5。

2.3 墙梁的墙体承载力计算

①墙体受剪承载力，应按下列公式计算：

式中 ――荷载设计值 、 作用下的简支梁支座边缘剪力；

――荷载设计值 作用下的简支梁支座边缘剪力；

――考虑组合作用的托梁剪力系数，对承重墙梁无洞口时取0.6，有洞口

时取0.7；对自承重墙梁无洞口时取0.45，有洞口时取0.5。

2.3 墙梁的墙体承载力计算

①墙体受剪承载力，应按下列公式计算：

式中 ――局压系数，当 >0.81时，取 =0.81。

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。

2.4 施工阶段验算

托梁应按混凝土受弯构件进行施工阶段的受弯和受剪承载力验算。

3 工程实例

3.1 工程概况

山东某化工有限公司新建一水处理间，为单层排架结构，轻型屋面梯形钢屋架，屋面板为压型钢板夹芯板。预制钢筋混凝土排架柱尺寸为 ，柱距7.5m，跨度18m，共7榀，平面布置见图3-1所示。柱外砌围护墙，墙厚240mm，单面抹灰，采用Mu10烧结粘土多孔砖、M5水泥石灰砂浆砌筑。墙上窗洞尺寸如图3-2所示。

图3-1平面布置图

图3-2纵向立面图

3.2 方案比较

本工程采用天然地基，基础梁上墙体高为12.4m。基础梁长7.5m，伸入支座0.5m，截面尺寸 ；混凝土采用C30，纵筋采用HRB335级钢筋，箍筋采用HPB235级钢筋。

一方面，可以将基础梁看作普通梁考虑，上部的墙体本身不承担荷载，仅作为填充墙折算成线荷载作用在基础梁上，此时基础梁为钢筋混凝土受弯构件。

另一方面，可以将基础梁看作托梁，托梁及其上部墙体组成了一个组合受力构件，即为墙梁，此时上部荷载主要通过墙体的拱作用向两端支座传递，托梁受拉力，两者组合成一个带拉杆的拱结构。本例中墙梁仅承受托梁和墙体自重，为自承重墙梁。

下面分别就这两种方案进行分析比较。

①基础梁作为普通梁考虑

按混凝土受弯构件，计算在均布荷载作用下的基础梁配筋，本文不作累述，结果得：

受压钢筋（梁顶）：2 12， = 226mm2，受拉钢筋（梁底）第一排：5 25，第二排：6 16， = 3660mm2；配筋率为2.033%；计算配置双肢箍筋8@160（ ）。

②基础梁及其上部墙体组合作为墙梁考虑

墙梁计算跨度 取1.1 （净跨）或 （支座中心线距离）两者的较小值，故本例中墙梁计算跨度 为7.15m。

墙体计算高度 ，当 > 时，取 = ，故本例为7.15m。

计算简图见下图。

按第2节所列步骤进行设计计算及验算，结果得：

受压钢筋（梁顶）：3 14， = 462mm2，受拉钢筋（梁底）：3 25， =1473mm2；配筋率为0.818%；可不配置箍筋。

该工程目前正在施工中。

4 小结

通过这个工程项目的设计过程，有以下几点体会：

1）在工业与民用建筑中，一些墙体较高，跨度较大的围护墙结构均可以按照墙梁来进行设计和施工。

2）相较于普通梁来说，墙梁作为一个组合受力构件，不但在设计、施工和使用上能够满足要求，而且充分发挥了墙体本身的作用，使托梁配筋量大大减少，可较大的节省工程造价。

3）墙梁的结构形式虽然较为经济，但是由于受力方式不同于普通梁，所以在建筑材料和构造上要求较为严格。例如，托梁的混凝土强度等级不应低于C30，自承重墙梁墙体砂浆强度等级不应低于M5；承重墙梁的支座处应设置落地翼墙，当不能设置翼墙时，应设置落地且上、下贯通的构造柱；墙梁计算高度范围内的墙体，每天砌筑高度不应超过1.5m，否则应加设临时支撑。因此，为保证墙梁的工程质量，应严格按照其施工和质量管理，选择设备技术先进，施工人员素质高的施工队伍，监理、监督部门要充分发挥其职能作用。

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