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0.10i，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)
ψ M＝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＝ψ M[2.7(hb/l0i)—0.08] (7.3.6-6）
ψ M＝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
7.3.1 本条较原规范的规定更为明确。
7.3.2 墙梁构造限值尺寸，是墙梁构件结构安全的重要保证，本条规定墙梁设计应满足的条件。关于墙体总高度、墙梁跨度的规定，主要根据工程经验。hw/l0i≥0.4(1/3)的规定是为了避免墙体发生斜拉破坏。托梁是墙梁的关键构件。限制hb/l0i不致过小不仅从承载力方面考虑，而且较大的托梁刚度对改善墙体抗剪性能和托梁支座上部砌体局部受压性能也是有利的，对承重墙梁改为hb/l0i≥1/10。但随着hb/l0i的增大。竖向荷载向跨中分布，而不是向支座集聚，不利于组合作用充分发挥，因此，不应采用过大的hb/l0i。洞宽和洞高限制是为了保证墙体整体性并根据试验情况作出的。偏开洞口对墙梁组合作用发挥是极不利的，洞口外墙肢过小，极易剪坏或被推出破坏，限制洞距ai及采取相应构造措施非常重要。对边支座为ai≥0.15l0i；增加中支座ai≥0.07l0i的规定。此外，国内、外均进行过混凝土砌块砌体和轻质混凝土砌块砌体墙梁试验，表明其受力性能与砖砌体墙梁相似。故采用混凝土砌块砌体墙梁可参照使用。而大开间墙梁模型拟动力试验和深梁试验表明，对称开两个洞的墙梁和偏开一个洞的墙梁受力性能类似。对多层房屋的纵向连续墙梁每跨对称开两个窗洞时也可参照使用。
本次修订主要作了以下修改：
1)近几年来，混凝土普通砖砌体、混凝土多孔砖砌体和混凝土砌块砌体在工程中有较多应用，故增加了由这三种砌体组成的墙梁。
2)对于多层房屋的墙梁，要求洞口设置在相同位置并上、下对齐，工程中很难做到，故取消了此规定。
7.3.3 本条给出与第7.3.1条相应的计算简图。计算跨度取值系根据墙梁为组合深梁，其支座应力分布比较均匀而确定的。墙体计算高度仅取一层层高是偏于安全的，分析表明，当hw＞l0时，主要是hw＝l0范围内的墙体参与组合作用。H0取值基于轴拉力作用于托梁中心，hf限值系根据试验和弹性分析并偏于安全确定的。
7.3.4 本条分别给出使用阶段和施工阶段的计算荷载取值。承重墙梁在托梁顶面荷载作用下不考虑组合作用，仅在墙梁顶面荷载作用下考虑组合作用。有限元分析及2个两层带翼墙的墙梁试验表明，当bf/l0＝0.13～0.3时，在墙梁顶面已有30％～50％上部楼面荷载传至翼墙。墙梁支座处的落地混凝土构造柱同样可以分担35％～65％的楼面荷载。但本条不再考虑上部楼面荷载的折减，仅在墙体受剪和局压计算中考虑翼墙的有利作用，以提高墙梁的可靠度，并简化计算。1～3跨7层框支墙梁的有限元分析表明，墙梁顶面以上各层集中力可按作用的跨度近似化为均布荷载(一般不超过该层该跨荷载的30％)，再按本节方法计算墙梁承载力是安全可靠的。
7.3.5 试验表明，墙梁在顶面荷载作用下主要发生三种破坏形态，即：由于跨中或洞口边缘处纵向钢筋屈服，以及由于支座上部纵向钢筋屈服而产生的正截面破坏；墙体或托梁斜截面剪切破坏以及托梁支座上部砌体局部受压破坏。为保证墙梁安全可靠地工作，必须进行本条规定的各项承载力计算。计算分析表明，自承重墙梁可满足墙体受剪承载力和砌体局部受压承载力的要求，无需验算。
7.3.6 试验和有限元分析表明，在墙梁顶面荷载作用下，无洞口简支墙梁正截面破坏发生在跨中截面，托梁处于小偏心受拉状态；有洞口简支墙梁正截面破坏发生在洞口内边缘截面，托梁处于大偏心受拉状态。原规范基于试验结果给出考虑墙梁组合作用，托梁按混凝土偏心受拉构件计算的设计方法及相应公式。其中，内力臂系数γ基于56个无洞口墙梁试验，采用与混凝土深梁类似的形式，γ＝0.1(4.5＋l0/H0)，计算值与试验值比值的平均值μ＝0.885，变异系数δ＝0.176，具有一定的安全储备，但方法过于繁琐。本规范在无洞口和有洞口简支墙梁有限元分析的基础上，直接给出托梁弯矩和轴力计算公式。既保持考虑墙梁组合作用，托梁按混凝土偏心受拉构件设计的合理模式，又简化了计算，并提高了可靠度。托梁弯矩系数αM计算值与有限元值之比；对无洞口墙梁μ＝1.644，δ＝0.101；对有洞口墙梁μ＝2.705，δ＝0.381托梁轴力系数ηN计算值与有限元值之比，μ＝1.146，δ＝0.023；对有洞口墙梁，μ＝1.153，δ＝0.262，对于直接作用在托梁顶面的荷载Q1、F1将由托梁单独承受而不考虑墙梁组合作用，这是偏于安全的。
连续墙梁是在21个连续墙梁试验基础上，根据2跨、3跨、4跨和5跨等跨无洞口和有洞口连续墙梁有限元分析提出的。对于跨中截面，直接给出托梁弯矩和轴拉力计算公式，按混凝土偏心受拉构件设计，与简支墙梁托梁的计算模式一致。对于支座截面，有限元分析表明其为大偏心受压构件，忽略轴压力按受弯构件计算是偏于安全的。弯矩系数αM是考虑各种因素在通常工程应用的范围变化并取最大值，其安全储备是较大的。在托梁顶面荷载Q1、F1作用下，以及在墙梁顶面荷载Q2作用下均采用一般结构力学方法分析连续托梁内力，计算较简便。
单跨框支墙梁是在9个单跨框支墙梁试验基础上，根据单跨无洞口和有洞口框支墙梁有限元分析，对托梁跨中截面直接给出弯距和轴拉力公式,并按混凝土偏心受拉构件计算，也与简支墙梁托梁计算模式一致。框支墙梁在托梁顶面荷载q1，F1和墙梁顶面荷载q2作用下分别采用一般结构力学方法分析框架内力，计算较简便。本规范在19个双跨框支墙梁试验基础上，根据2跨、3跨和4跨无洞口和有洞口框支墙梁有限元分析，对托梁跨中截面也直接给出弯矩和轴拉力按混凝土偏心受拉构件计算，与单跨框支墙梁协调一致。托梁支座截面也按受弯构件计算。
为简化计算，连续墙梁和框支墙梁采用统一的αM和ηN表达式。边跨跨中αM计算值与有限元值之比，对连续墙梁，无洞口时，μ＝1.251，δ＝0.095，有洞口时，μ＝1.302，δ＝0.198；对框支墙梁，无洞口时，μ＝2.1，δ＝0.182，有洞口时，μ＝1.615，δ＝0.252。ηN计算值与有限元值之比，对连续墙梁，无洞口时，μ＝1.129，δ＝0.039，有洞口时，μ＝1.269，δ＝0.181；对框支墙梁，无洞口时，μ＝1.047，δ＝0.181，有洞口时，μ＝0.997，δ＝0.135。中支座αM计算值与有限元值之比，对连续墙梁，无洞口时，μ＝1.715，δ＝0.245，有洞口时，μ＝1.826，δ＝0.332；对框支墙梁，无洞口时，μ＝2.017，δ＝0.251。有洞口时，μ＝1.844，δ＝0.295。
7.3.7 有限元分析表明，多跨框支墙梁存在边柱之间的大拱效应，使边柱轴压力增大，中柱轴压力减少，故在墙梁顶面荷载Q2作用下当边柱轴压力增大不利时应乘以1.2的修正系数。框架柱的弯矩计算不考虑墙梁组合作用。
7.3.8 试验表明，墙梁发生剪切破坏时，一般情况下墙体先于托梁进入极限状态而剪坏。当托梁混凝土强度较低，箍筋较少时，或墙体采用构造框架约束砌体的情况下托梁可能稍后剪坏。故托梁与墙体应分别计算受剪承载力。本规范规定托梁受剪承载力统一按受弯构件计算。剪力系数βV按不同情况取值且有较大提高。因而提高了可靠度，且简化了计算。简支墙梁βV计算值与有限元值之比，对无洞口墙梁μ＝1.102，δ＝0.078；对有洞口墙梁μ＝1.397，δ＝0.123。βV计算值与有限元值之比，对连续墙梁边支座，无洞口时μ＝1.254、δ＝0.135，有洞口时μ＝1.404、δ＝0.159；中支座，无洞口时μ＝1.094、δ＝0.062，有洞口时μ＝1.098、δ＝0.162。对框支墙梁边支座，无洞口时μ＝1.693，δ＝0.131，有洞口时μ＝2.011，δ＝0.31；中支座，无洞口时μ＝1.588、δ＝0.093，有洞口时μ＝1.659、δ＝0.187。
7.3.9 试验表明：墙梁的墙体剪切破坏发生于hw/l0＜0.75～0.80，托梁较强，砌体相对较弱的情况下。当hw/l0＜0.35～0.40时发生承载力较低的斜拉破坏，否则，将发生斜压破坏。原规范根据砌体在复合应力状态下的剪切强度。经理论分析得出墙体受剪承载力公式并进行试验验证。并按正交设计方法找出影响显著的因素hb/l0和α/l0；根据试验资料回归分析，给出V2≤ξ2(0.2＋hb/l0)hhwf。计算值与47个简支无洞口墙梁试验结果比较，μ＝1.062，δ＝0.141；与33个简支有洞口墙梁试验结果比较，μ＝0.966，δ＝0.155。工程实践表明，由于此式给出的承载力较低，往往成为墙梁设计中的控制指标。试验表明，墙梁顶面圈梁(称为顶梁)如同放在砌体上的弹性地基梁，能将楼层荷载部分传至支座，并和托梁一起约束墙体横向变形，延缓和阻滞斜裂缝开展，提高墙体受剪承载力。本规范根据7个设置顶梁的连续墙梁剪切破坏试验结果，给出考虑顶梁作用的墙体受剪承载力公式(7.3.9)，计算值与试验值之比，μ＝0.844，δ＝0.084。工程实践表明，墙梁顶面以上集中荷载占各层荷载比值不大，且经各层传递至墙梁顶面已趋均匀，故将墙梁顶面以上各层集中荷载均除以跨度近似化为均布荷载计算。由于翼墙或构造柱的存在，使多层墙梁楼盖荷载向翼墙或构造柱卸荷而减少墙体剪力，改善墙体受剪性能，故采用翼墙影响系数ξ1。为了简化计算，单层墙梁洞口影响系数ξ2不再采用公式表达，与多层墙梁一样给出定值。
7.3.10 试验表明，当hw/l0＞0.75～0.80，且无翼墙，砌体强度较低时，易发生托梁支座上方因竖向正应力集中而引起的砌体局部受压破坏。为保证砌体局部受压承载力，应满足σymaxh≤γfh(σymax为最大竖向压应力，γ为局压强度提高系数)。令C＝σymaxh/Q2称为应力集中系数，则上式变为Q2≤γfh/C。令ξ＝γ/C，称为局压系数，即得到(7.3.10-1)式。根据16个发生局压破坏的无翼墙墙梁试验结果，ξ＝0.31～0.414；若取γ＝1.5，C＝4，则ξ＝0.37。翼墙的存在，使应力集中减少，局部受压有较大改善；当bf/h＝2～5时，C＝1.33～2.38，ξ＝0.475～0.747。则根据试验结果确定(7.3.10-2)式。近年来采用构造框架约束砌体的墙梁试验和有限元分析表明，构造柱对减少应力集中，改善局部受压的作用更明显，应力集中系数可降至1.6左右。计算分析表明，当bf/h≥5或设构造柱时，可不验算砌体局部受压承载力。
7.3.11 墙梁是在托梁上砌筑砌体墙形成的。除应限制计算高度范围内墙体每天的可砌高度。严格进行施工质量控制外，尚应进行托梁在施工荷载作用下的承载力验算，以确保施工安全。
7.3.12 为保证托梁与上部墙体共同工作，保证墙梁组合作用的正常发挥，本条对墙梁基本构造要求作了相应的规定。
本次修订，增加了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的规定。
