当挑梁埋入墙内的长度较大，梁相对于砌体的刚度较小时，梁发生明显的挠曲变形，将这种挑梁称为弹性挑梁，例如，阳台挑梁，外廊挑梁；当挑梁埋入墙内的长度较小，梁相对于砌体的刚度较大时，挠曲变形很小，主要发生刚体转动，将这种挑梁称为刚性挑梁，例如，雨篷挑梁。

（一）弹性挑梁的受力性能

埋置于墙体中的挑梁，是与砌体共同工作的。从应力状态来看它属于钢筋混凝土梁与墙体组合的平面应力问题，因而，不能简单地作为一般的一端固定梁设计。

试验和理论研究均表明，在墙上均布荷载p和挑梁端部集中力F的作用下，挑梁结构经历了弹性、带裂缝工作和破坏等三个受力阶段（图6.4.1）。

图6.4.1 挑梁的三个受力阶段和破坏

a）弹性阶段 b）带裂缝工作阶段 c）倾覆破坏 d）局压破坏

（1）弹性阶段是指墙体上尚未出现裂缝的阶段。此时，在砌体自重及上部均布荷载作用下，在挑梁埋入部分和墙体的上下界面上产生压应力σ₀；同时由于挑梁端部集中力F的作用，形成如图6.4.1a所示的竖向正应力分布（⊕为拉应力，㊀为压应力）。墙体上的应力为二者作用叠加的结果，在这一阶段，在墙边处的挑梁截面内产生弯矩和剪力。

（2）带裂缝工作阶段（图6.4.1b）。由于上界面的前部和下界面的后部竖向受拉，当梁端集中荷载到达挑梁破坏荷载F_u的20%～30%时，分别于上界面和下界面处先后出现水平裂缝①、④；随荷载的增加，水平裂缝向墙边方向发展，同时挑梁有上翘趋势；荷载到达F_u的80%时，挑梁尾端的墙体中出现梯形斜裂缝③，它与竖向轴线的夹角一般都大于45°（试验结果平均为57.6°），同时水平裂缝④不断向外延伸，随之挑梁下墙体的受压面积逐渐减小，压应力逐渐增大，墙体中可能出现局部受压裂缝②。若钢筋混凝土挑梁设计合理，将在墙边稍靠里的部位出现竖向裂缝，在墙边靠外的部位出现斜裂缝。

（3）破坏阶段。根据薄弱环节先破坏的规律，挑梁的破坏可能有如下三种形态：

1）挑梁的倾覆破坏（图6.4.1c）。荷载作用下挑梁的倾覆力矩大于抗倾覆力矩，挑梁尾端处墙体斜裂缝不断开展，导致挑梁绕倾覆点O发生倾覆破坏。

2）挑梁下砌体局部受压破坏（图6.4.1d）。挑梁下靠近墙边的小部分砌体由于压应力过大而发生局部受压破坏。

3）挑梁的弯曲破坏或剪切破坏。由于挑梁正截面受弯或斜截面受剪承载力不足而引起。

（二）刚性挑梁的受力性能

刚性挑梁埋入砌体的长度较短（一般为墙厚），在外荷载作用下，埋入墙内的梁挠曲变形很小，可忽略不计。在外荷载作用下，挑梁绕着砌体内某点发生刚体转动，梁下外侧部分砌体产生压应变，内侧部分砌体产生拉应力，随着荷载的增大，中和轴逐渐向外侧移动。当砌体受拉边灰缝拉应力超过界面水平灰缝的弯曲抗拉强度时，出现水平裂缝（图6.4.2），此时的荷载约为倾覆荷载的50%～60%。荷载继续增大，裂缝向墙外侧延伸，挑梁及其上部墙体继续转动，直至发生倾覆破坏。

真题 【6.4.1】 （1998年考题）

下列关于挑梁的论述，哪一种不正确？

图6.4.2 刚性挑梁的破坏

（A）挑梁下砌体所受的局部压力，即梁下砌体的支承反力N，可近似按倾覆荷载的2倍取用

（B）刚性挑梁的倾覆点在墙边；弹性挑梁的倾覆点在墙内

（C）挑梁的抗倾覆荷载，为挑梁埋入长度及尾端45°扩散角以上砌体自重与楼面恒载标准值之和

（D）在挑梁上的砌体开裂前，按弹性地基梁理论分析得到的弹性挑梁埋入部分的计算变形曲线与实测变形曲线比较，二者接近

【答案】 （B）(www.daowen.com)

【解答】

（1）根据《砌体结构设计规范》7.4.4条“挑梁下的支承压力，可取N_l=2R，R为挑梁的倾覆荷载”。（A）正确。

（2）根据《砌体结构设计规范》7.4.2条，条文不分刚性或弹性挑梁，倾覆点均在墙内。所以（B）不正确。

（3）根据《砌体结构设计规范》图7.4.3，（C）正确。

（4）挑梁倾覆经历：弹性工作阶段，裂缝出现和发展阶段，破坏阶段。在挑梁上的砌体开裂前，结构处于弹性阶段。在弹性工作阶段，挑梁的埋入部分的前端，梁与砌体的上界面产生竖向拉应力，下界面产生竖向压应力，梁与砌体的变形成线性关系。（D）正确。

根据挑梁在墙体内的受力情况，可分成两类（图6.4.3）。

第一类是梁的一部分埋入墙体内而另一端外挑的悬臂构件。

第二类是梁的一部分浮置在墙体顶上而另一端外挑的悬臂构件。

这两类挑梁的受力情况是不相同的，相应《砌体结构设计规范》有不同的规定。

《砌体结构设计规范》主要讨论埋入砌体墙内的挑梁，挑梁上无砌体的仅有一条构造规定，如下所述。故浮置在墙上的悬挑构件不能直接套用挑梁埋入砌体的计算公式。

图 6.4.3

7.4.6 挑梁设计除应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定外，尚应满足下列要求：

2 挑梁埋入砌体长度l₁与挑出长度l之比宜大于1.2；当挑梁上无砌体时，l₁与l之比宜大于2。

【6.4.2】 关于挑梁埋入砌体长度l₁与挑出长度l之比，下列说法中正确的是哪一项？

（A）当挑梁上有砌体时，l₁与l之比宜大于2

（B）当挑梁上有砌体时，l₁与l之比宜大于1.5

（C）当挑梁上无砌体时，l₁与l之比宜大于1.2

（D）当挑梁上无砌体时，l₁与l之比宜大于2

【答案】 （D）

【解答】 根据《砌体结构设计规范》7.4.6条，“当挑梁上有砌体时，挑梁埋入砌体长度l₁与挑出长度l之比宜大于1.2，当挑梁上无砌体时，l₁与l之比宜大于2”。

对埋入墙体内挑梁的计算，《砌体结构设计规范》中有明确的规定，现介绍这些规定的内容。