砌體結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計

1、砌體結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計1砌體結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計第一章 緒論1.1砌體材料和砌體結(jié)構(gòu) 砌體： 采用砌筑方法，用砂漿將單個塊體粘結(jié)而成的整體(masonry). 砌體結(jié)構(gòu)： 由砌體組成的主要受力構(gòu)件作為建筑物（如多層住宅、辦公樓、倉庫等）或構(gòu)筑物（如拱橋、圍墻、擋土墻等）的受力結(jié)構(gòu)稱為砌體結(jié)構(gòu)（masonry structure）.2砌體結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計1.11.1砌體材料和砌體結(jié)構(gòu)砌體材料和砌體結(jié)構(gòu)1.1.1 砌體材料（塊體、砂漿）一、一、塊體（塊材）塊體（塊材）占砌體總體積的占砌體總體積的78%78%以上，是組成以上，是組成砌體的主要材料。目前我國主要采用砌體的主要材料。目前我國主要采用的塊體有人造磚塊

2、、混凝土磚塊、天的塊體有人造磚塊、混凝土磚塊、天然石塊等。然石塊等。（1 1）人造磚塊人造磚塊（brickbrick）按抗壓強度，分為按抗壓強度，分為 mu30mu30、mu25mu25、mu20mu20、mu15mu15、mu10mu10五個等級。五個等級。 燒結(jié)磚燒結(jié)磚： 燒結(jié)普通磚、燒結(jié)普通磚、 燒結(jié)多孔磚、燒結(jié)多孔磚、 蒸壓磚蒸壓磚：蒸壓灰砂磚、：蒸壓灰砂磚、 蒸壓粉煤灰磚蒸壓粉煤灰磚1.11.1砌體材料和砌體結(jié)構(gòu)砌體材料和砌體結(jié)構(gòu)燒結(jié)普通磚：燒結(jié)普通磚：燒結(jié)普通燒結(jié)普通磚（磚（fired fired commmoncommmon brick brick）簡稱）簡稱普普通磚通磚，指以黏

3、土、頁巖、煤矸石、粉煤灰為主要原料，經(jīng)過焙燒而，指以黏土、頁巖、煤矸石、粉煤灰為主要原料，經(jīng)過焙燒而成的實心磚成的實心磚，或孔洞率不大于規(guī)定值（，或孔洞率不大于規(guī)定值（15%15%）且外形尺寸符合規(guī)定）且外形尺寸符合規(guī)定的磚。按所采用的材料分的磚。按所采用的材料分燒結(jié)黏土磚、燒結(jié)頁巖磚、燒結(jié)煤矸石磚、燒結(jié)黏土磚、燒結(jié)頁巖磚、燒結(jié)煤矸石磚、燒結(jié)粉煤灰磚等。燒結(jié)粉煤灰磚等。 尺寸為尺寸為240mm240mm115mm115mm53mm53mm。燒結(jié)多孔磚：燒結(jié)多孔磚：燒結(jié)多孔磚（燒結(jié)多孔磚（fired perforated brickfired perforated brick）簡稱）簡稱多孔磚多

4、孔磚，是指以黏土、頁巖、煤矸石或粉煤，是指以黏土、頁巖、煤矸石或粉煤灰為主要原料，經(jīng)焙燒而成的具有豎向孔洞，灰為主要原料，經(jīng)焙燒而成的具有豎向孔洞，且孔洞率不小于且孔洞率不小于2525的的, ,孔的尺寸小而數(shù)量多，孔的尺寸小而數(shù)量多，主要用于承重部位的磚。主要有主要用于承重部位的磚。主要有mm型磚型磚與與p p型型磚磚。p型240mmx115mmx90mm ，m型190mmx190mmx90mm。具有具有水平孔洞水平孔洞者稱為者稱為燒結(jié)空心磚燒結(jié)空心磚，用于非承，用于非承重隔墻。重隔墻。kp1kp1型燒結(jié)多孔磚型燒結(jié)多孔磚尺寸：尺寸：240x115x90240x115x90（mmmm）1.11

5、.1砌體材料和砌體結(jié)構(gòu)砌體材料和砌體結(jié)構(gòu)蒸壓灰砂磚： 蒸壓灰砂磚（autoclaved sand-lime brick）簡稱灰砂磚，是以石灰和砂為主要原料，經(jīng)坯料制備、壓制成型、蒸壓養(yǎng)護而成的實心磚。砌體結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計5蒸壓粉煤灰磚： 蒸壓粉煤灰磚（autoclaved flyash-lime brick）簡稱粉煤灰磚，是以粉煤灰、石灰為主要原料，摻加適量石膏和集料、經(jīng)坯料制備、壓制成型、高壓蒸汽養(yǎng)護而成的實心磚。1.11.1砌體材料和砌體結(jié)構(gòu)砌體材料和砌體結(jié)構(gòu)強度等級根據(jù)強度等級根據(jù)標準試驗標準試驗方法所得的方法所得的極限抗壓強度極限抗壓強度mpampa值來劃分值來劃分（gb/t5101-1

6、998gb/t5101-1998）. . 燒結(jié)普通磚燒結(jié)普通磚：mu30mu30、mu25mu25、mu20mu20、mu15mu15、mu10mu10五個等級。五個等級。 蒸壓磚蒸壓磚： mu25 mu25、mu20mu20、mu15mu15、mu10mu10四個等級。四個等級。實心磚，以實心磚，以mpampa來反映來反映多孔磚，除了用多孔磚，除了用mpampa來反映外，尚應(yīng)考慮其來反映外，尚應(yīng)考慮其抗折荷重抗折荷重（gb13544-gb13544-9292）. . 粉煤灰磚，粉煤灰磚，6砌體結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計尚應(yīng)乘以自然碳化系數(shù)，當無自然碳化系數(shù)時，可取人工碳化系數(shù)1.15，其中，mu砌體中的

7、塊體masonry unity1.11.1砌體材料和砌體結(jié)構(gòu)砌體材料和砌體結(jié)構(gòu)10.0.1 砌體結(jié)構(gòu)的材料（2 2）、）、砌塊砌塊（blockblock） 砌塊是混凝土小型空心砌塊砌塊是混凝土小型空心砌塊（concrete small hollow concrete small hollow blockblock）的簡稱。由普通混凝）的簡稱。由普通混凝土或輕骨料混凝土制成，主要土或輕骨料混凝土制成，主要尺寸為尺寸為390mmx190mmx190mm,390mmx190mmx190mm,空心率在空心率在25%-50%25%-50%之間。分之間。分為小型、中型、大型三類，最為小型、中型、大型三類，

8、最常用的是混凝土常用的是混凝土小型砌塊。小型砌塊。mu20mu20、mu15mu15、mu10mu10、mu7.5mu7.5、mu5 mu5 五個等級。五個等級。高度在高度在180180350mm350mm小型砌塊，小型砌塊，高度在高度在350350900mm900mm之間之間中型砌塊，中型砌塊，高度大于高度大于900mm900mm大型砌塊大型砌塊受起重設(shè)備限制，中、大型砌塊已很少應(yīng)用。受起重設(shè)備限制，中、大型砌塊已很少應(yīng)用。主要有混凝土空心砌塊、加氣混凝土砌塊、水主要有混凝土空心砌塊、加氣混凝土砌塊、水泥爐渣空心砌塊、粉煤灰硅酸鹽砌塊。泥爐渣空心砌塊、粉煤灰硅酸鹽砌塊。 加氣混凝土砌塊加氣混

9、凝土砌塊長度：長度：600 600 高度：高度：200200、250250、300 300 寬度：寬度：200200、125125、150150、200200、250250、300300 1.11.1砌體材料和砌體結(jié)構(gòu)砌體材料和砌體結(jié)構(gòu)3 3、天然石塊（、天然石塊（stonestone）天然石塊包括毛石、料石。天然石塊包括毛石、料石。毛石毛石：未經(jīng)加工的、形狀不規(guī)則的：未經(jīng)加工的、形狀不規(guī)則的石材稱為毛石（其中部厚度不應(yīng)小于石材稱為毛石（其中部厚度不應(yīng)小于200200mmmm）；）；料石料石：經(jīng)加工的石材稱為料石（料：經(jīng)加工的石材稱為料石（料石高度不應(yīng)小于石高度不應(yīng)小于200200mmmm）。

10、根據(jù)加）。根據(jù)加工后的外形規(guī)則程度，料石又分為工后的外形規(guī)則程度，料石又分為細細料石、半細料石、粗料石、毛料石等料石、半細料石、粗料石、毛料石等。石材一般都采用重天然石，如花崗石材一般都采用重天然石，如花崗巖、砂巖、石灰?guī)r等，其重力密度巖、砂巖、石灰?guī)r等，其重力密度大于大于18kn/m3.18kn/m3.特點：強度高、耐久性好、多用于特點：強度高、耐久性好、多用于砌筑產(chǎn)石地區(qū)的基礎(chǔ)及擋土墻。傳砌筑產(chǎn)石地區(qū)的基礎(chǔ)及擋土墻。傳熱系數(shù)較高，如用作墻體，往往需熱系數(shù)較高，如用作墻體，往往需要較大厚度。要較大厚度。強度等級共分七級：強度等級共分七級： mu100mu100、mu80mu80、mu60mu

11、60、mu50mu50、mu40mu40、mu30mu30、mu20mu20。 1.11.1砌體材料和砌體結(jié)構(gòu)砌體材料和砌體結(jié)構(gòu)塊體強度等級匯總：塊體強度等級匯總： 1.燒結(jié)普通磚、燒結(jié)多孔磚： mu30、mu25、mu20、mu15、mu10； 2.蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚： mu25、mu20、mu15、mu10； 3.砌塊的強度等級： mu20、mu15、mu10、mu7.5、mu5； 4.石材的強度等級： mu100、mu80、mu60、mu50、mu40、 mu30、mu20。1.11.1砌體材料和砌體結(jié)構(gòu)砌體材料和砌體結(jié)構(gòu)砂漿的主要作用：砂漿的主要作用：粘結(jié)塊體，使單個塊體形成受力

12、粘結(jié)塊體，使單個塊體形成受力整體；整體； 找平塊體間的接觸面，促使應(yīng)力找平塊體間的接觸面，促使應(yīng)力分布較為均勻；分布較為均勻； 充填塊體間的縫隙，減少砌體的充填塊體間的縫隙，減少砌體的透風(fēng)性，提高砌體的隔熱性能和抗透風(fēng)性，提高砌體的隔熱性能和抗凍性能。凍性能。砂漿攪拌機砂漿砂漿：是由膠凝材料（如水泥、石灰、石膏等）及細骨料：是由膠凝材料（如水泥、石灰、石膏等）及細骨料（如粗砂、中砂、細砂）加水攪拌而成的粘結(jié)塊體的材料。（如粗砂、中砂、細砂）加水攪拌而成的粘結(jié)塊體的材料。二、砂漿1.11.1砌體材料和砌體結(jié)構(gòu)砌體材料和砌體結(jié)構(gòu)砂漿強度等級砂漿強度等級是以邊長為70.7mm的立方體試塊（一組6塊）

13、，在標準養(yǎng)護條件（溫度（202）、相對濕度為95%以上）下，用標準試驗方法測得28d齡期的抗壓強度平均值（單位為mpa）確定。 分為分為m15m15、m10m10、m7.5m7.5、m5m5、m2.5m2.5五個等級。五個等級。驗算施工階段砌體結(jié)構(gòu)的承載力時，砂漿強度取為0。砂漿種類砂漿種類水泥砂漿混合砂漿柔性砂漿砌塊專用砂漿1.11.1砌體材料和砌體結(jié)構(gòu)砌體材料和砌體結(jié)構(gòu)砌體結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計12水泥的主要成分：主要成分是硅酸鹽。水泥的種類較多，其組成有所區(qū)別。普通水泥主要成分的名稱、化學(xué)式：硅酸三鈣 、硅酸二鈣 、鋁酸三鈣：3caosio2,2caosio2,3caoal2o3 。 水泥：水泥

14、：一種細磨材料，加入適量水后成為塑性漿體，既能在空氣中硬化，又能在水中硬化，并能把砂、石等材料牢固地粘結(jié)在一起，形成堅固的石狀體的水硬性膠凝材料。（1 1）、）、水泥砂漿水泥砂漿 （cement mortarcement mortar）水泥水泥+ +砂砂+ +水水強度高、硬化快、耐久性好，也稱為剛性砂漿。但水強度高、硬化快、耐久性好，也稱為剛性砂漿。但水泥用量大，和易性差。適合用于受力大或潮濕、有防水防泥用量大，和易性差。適合用于受力大或潮濕、有防水防潮要求的砌體。潮要求的砌體。1.11.1砌體材料和砌體結(jié)構(gòu)砌體材料和砌體結(jié)構(gòu)（2 2）、）、水泥混合砂漿水泥混合砂漿（ mixed mortar

15、mixed mortar）水泥水泥+ +石灰石灰+ +砂砂+ +水水 混合砂漿混合砂漿是指在水泥砂漿中摻入一定塑化劑的砂漿，如水是指在水泥砂漿中摻入一定塑化劑的砂漿，如水泥石灰砂漿。泥石灰砂漿。 保水性和和易性比水泥砂漿好，水泥用量較少，強度比石保水性和和易性比水泥砂漿好，水泥用量較少，強度比石灰砂漿高，但比水泥砂漿低，易于砌筑，適用于砌筑一般的灰砂漿高，但比水泥砂漿低，易于砌筑，適用于砌筑一般的墻、柱等結(jié)構(gòu)構(gòu)件。墻、柱等結(jié)構(gòu)構(gòu)件。 塑化劑塑化劑（英語：plasticizer,phthalate），或稱增塑劑、可塑劑，是一種增加材料的柔軟性或使材料液化的添加劑。1.11.1砌體材料和砌體結(jié)構(gòu)砌

16、體材料和砌體結(jié)構(gòu)砌體結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計143 3）、）、柔性砂漿（柔性砂漿（非水泥砂漿）非水泥砂漿）（ lime mortarlime mortar ） 柔性砂漿是指不含水泥的石灰砂漿、粘土砂漿、石膏砂漿柔性砂漿是指不含水泥的石灰砂漿、粘土砂漿、石膏砂漿等。等。 此類砂漿強度低、耐久性較差，只適用于砌筑受力不大的此類砂漿強度低、耐久性較差，只適用于砌筑受力不大的砌體或臨時性簡易建筑的砌體。砌體或臨時性簡易建筑的砌體。石灰砂漿石灰砂漿：是石灰+砂+水組成的拌合物。石灰砂漿是由石灰膏和砂子按一定比例攪拌而成的砂漿，完全靠石灰的氣硬而獲得強度。保水性保水性好、流動性好、但強度低、耐久性好、流動性好、但強

17、度低、耐久性差、成本低。適用于強度要求低、差、成本低。適用于強度要求低、低層建筑和不受潮的地上砌體中。低層建筑和不受潮的地上砌體中。石灰石灰一種以氧化鈣為主要成分的氣硬性無機膠凝材料。石灰是用石灰石、白云石、白堊、貝殼等碳酸鈣含量高的原料，經(jīng)9001100煅燒而成。石灰是人類最早應(yīng)用的膠凝材料。1.11.1砌體材料和砌體結(jié)構(gòu)砌體材料和砌體結(jié)構(gòu)15砌體結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計4 4）、）、砌塊專用砂漿砌塊專用砂漿水泥水泥+ +砂砂+ +水水+ +摻和料摻和料+ +外加劑外加劑強度等級用強度等級用mbmb表示表示 由水泥、砂、水以及根據(jù)需要摻入摻和料和外加劑等組分，由水泥、砂、水以及根據(jù)需要摻入摻和料和外加

18、劑等組分，按一定比例，采用機械攪拌而制成的砂漿，專門用于砌筑混按一定比例，采用機械攪拌而制成的砂漿，專門用于砌筑混凝土砌塊，故也稱為混凝土砌塊砌筑砂漿（凝土砌塊，故也稱為混凝土砌塊砌筑砂漿（mortar for mortar for concrete small hollow blockconcrete small hollow block）, ,簡稱砌塊專用砂漿。簡稱砌塊專用砂漿。摻合料摻合料（ extender）:制造水泥或拌制混凝土和砂漿時，為改善性能、節(jié)省水泥、降低成本而摻加的礦物質(zhì)粉狀材料。摻合料可分為活性摻合料和非活性摻合料。活性礦物摻合料活性礦物摻合料本身不硬化或者硬化速度很慢,

19、但能與水泥水化生成氧化鈣起反應(yīng),生成具有膠凝能力的水化產(chǎn)物,如粉煤灰,?；郀t礦渣粉,沸石粉,硅灰等.非活性礦物摻合料非活性礦物摻合料基本不與水泥組分起反應(yīng),如石灰石,磨細石英砂等材料.1.11.1砌體材料和砌體結(jié)構(gòu)砌體材料和砌體結(jié)構(gòu)1.1.21.1.2砌體的種類和砌體構(gòu)件砌體的種類和砌體構(gòu)件1）磚砌體是由磚和砂漿砌筑而成的砌體結(jié)構(gòu)。是由磚和砂漿砌筑而成的砌體結(jié)構(gòu)。承重墻一般采用實心砌體，砌合方式一順一丁、梅花丁、三順一丁 墻體厚度才采用：120mm（半磚）、240mm（一磚）、370mm（一磚半）、490mm（兩磚）、620（兩磚半）等。也可側(cè)砌成180mm、300mm、420mm。一、砌體

20、的種類 根據(jù)砌體的塊體類型分磚砌體、石砌體、砌塊砌體；根據(jù)砌體內(nèi)是否配筋，分無筋砌體、配件砌體。我們目前最廣泛采用的砌體是無筋磚砌體。1.11.1砌體材料和砌體結(jié)構(gòu)砌體材料和砌體結(jié)構(gòu) 2) 砌塊砌體3) 石砌體混凝土砌塊堆料場莫干山皇后飯店為石砌建筑由砌塊和砂漿砌筑而成的結(jié)構(gòu)。由天然石材和砂漿砌筑而成的結(jié)構(gòu)。如：擋土墻、承重墻或基礎(chǔ)。1.11.1砌體材料和砌體結(jié)構(gòu)砌體材料和砌體結(jié)構(gòu)4）配筋砌體分分橫向配筋砌體橫向配筋砌體和和組合砌體組合砌體。 在磚柱或墻體的水平在磚柱或墻體的水平灰縫內(nèi)配置鋼筋網(wǎng)片，稱灰縫內(nèi)配置鋼筋網(wǎng)片，稱為為橫向配筋砌體橫向配筋砌體。 在豎向灰縫內(nèi)或預(yù)留在豎向灰縫內(nèi)或預(yù)留的豎

21、槽內(nèi)配置縱向鋼筋，的豎槽內(nèi)配置縱向鋼筋，并澆筑混凝土，形成并澆筑混凝土，形成組合組合砌體砌體，也稱為，也稱為縱向配筋砌縱向配筋砌體體，適用于承受偏心壓力，適用于承受偏心壓力較大的墻和柱。較大的墻和柱。 砌體砌筑注意事項：各層塊體間的豎向縫隙應(yīng)當錯開搭接，不可存在通縫。1.11.1砌體材料和砌體結(jié)構(gòu)砌體材料和砌體結(jié)構(gòu)1.1.3 砌體結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點：砌體結(jié)構(gòu)的砌體結(jié)構(gòu)的優(yōu)點優(yōu)點 1 1）、取材方便）、取材方便 2 2）、性能優(yōu)良）、性能優(yōu)良 3 3）、施工簡單）、施工簡單 4 4）、造價低廉）、造價低廉砌體結(jié)構(gòu)的砌體結(jié)構(gòu)的缺點缺點： 1 1）、強度較低）、強度較低 2 2）、自重較大）、自重較大 3

22、 3）、勞動量大）、勞動量大 4 4）、占用農(nóng)田）、占用農(nóng)田基于這些特點，砌體結(jié)構(gòu)的使用受一定的限制，基于這些特點，砌體結(jié)構(gòu)的使用受一定的限制，主要適用主要適用于受壓構(gòu)件于受壓構(gòu)件。如：用作住宅、辦公樓、學(xué)校、旅館、小型禮堂、小型廠如：用作住宅、辦公樓、學(xué)校、旅館、小型禮堂、小型廠房的墻柱基礎(chǔ)等。房的墻柱基礎(chǔ)等。砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（gb50003-2001gb50003-2001）1.11.1砌體材料和砌體結(jié)構(gòu)砌體材料和砌體結(jié)構(gòu)二、砌體構(gòu)件 按砌體受力形式的不同，砌體構(gòu)件主要有受壓構(gòu)件、受彎構(gòu)件、受拉構(gòu)件、受剪構(gòu)件。房屋建筑中量大面廣的砌體構(gòu)件是受壓構(gòu)件，如墻、柱、基礎(chǔ)。1.21

23、.2砌體結(jié)構(gòu)的發(fā)展歷史與發(fā)展方向砌體結(jié)構(gòu)的發(fā)展歷史與發(fā)展方向砌體結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計201.21.2砌體結(jié)構(gòu)的發(fā)展歷史與發(fā)展方向砌體結(jié)構(gòu)的發(fā)展歷史與發(fā)展方向砌體結(jié)構(gòu)歷史悠久，砌體結(jié)構(gòu)歷史悠久，“秦磚漢瓦秦磚漢瓦”之說，代表兩千之說，代表兩千年前，我國磚瓦材料運用已很普遍。年前，我國磚瓦材料運用已很普遍。 十九世紀中葉發(fā)明了水泥（十九世紀中葉發(fā)明了水泥（cementcement），加入砂漿，），加入砂漿，形成水泥砂漿等，提高了砌體強度。形成水泥砂漿等，提高了砌體強度。古代采用砌體結(jié)構(gòu)的幾個著名建筑：古代采用砌體結(jié)構(gòu)的幾個著名建筑：長城、嵩岳寺磚塔、安濟橋、大雁塔、無梁殿等。長城、嵩岳寺磚塔、安濟橋、大

24、雁塔、無梁殿等。1.2.1發(fā)展歷史簡要嵩岳寺磚塔： 嵩岳寺，是屹立在“五岳”之中岳河南省嵩山南麓的一座古老佛剎。建于北魏，是我國現(xiàn)存大型古塔實物中年代最早的一座，具有極高的建筑和藝術(shù)價值，它高39.8米，共15層，底層直徑10.6米，內(nèi)徑5米，壁厚2.5米，如此多層之高塔在全國范圍內(nèi)罕有。它是一座磚塔，全塔除塔剎和基石外，均以磚砌筑，磚呈灰黃色，以粘土砌縫。漢魏時塔多為木構(gòu)樓閣式，后來才漸漸被磚石材料代替，嵩岳寺塔則是這一轉(zhuǎn)化的最早實例，因而極為可貴。該塔的外形和下層平面為十二邊形，是現(xiàn)存塔的實物中的孤例。 西安大雁塔： 全稱“慈恩寺大雁塔”，位于距西安市區(qū)4公里的慈恩寺內(nèi)，始建于公元652年

25、，是一座樓閣式磚塔，塔高64余米，塔基邊長25米，共有七層，塔身呈方形錐體。全塔采用磨磚對縫，磚墻上顯示出棱柱，可以明顯分出墻壁開間，具有中國傳統(tǒng)建筑藝術(shù)的風(fēng)格。 我國古代砌體結(jié)構(gòu)：21砌體結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計1.21.2砌體結(jié)構(gòu)的發(fā)展歷史與發(fā)展方向砌體結(jié)構(gòu)的發(fā)展歷史與發(fā)展方向趙州橋，又稱安濟橋 該橋在隋大業(yè)初年（公元605年左 右）為李春所創(chuàng)建，是一座空腹式的圓弧形石拱橋，凈跨37m, 寬9m，拱矢高度7.24m，在拱圈兩肩各設(shè)有二個跨度不等的腹 拱，這樣既能減輕橋身自重，節(jié)省材料，又便于排洪、增加美觀，趙州橋的設(shè)計構(gòu)思和工藝的精巧，不僅在我國古橋是首屈一指，據(jù)世界橋梁的考證，像這樣的敞肩拱橋，歐

26、洲到19世紀中期才出現(xiàn)，比我國晚了一千二百多年砌體結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計23 長城是古代中國在不同時期為抵御塞北游牧部落聯(lián)盟侵襲而修筑的規(guī)模浩大的軍事工程的統(tǒng)稱。長城東西綿延上萬華里，因此又稱作萬里長城。長城建筑于兩千多年前的春秋戰(zhàn)國時代，現(xiàn)存的長城遺跡主要為建于十四世紀的明長城。據(jù)2012年國家文物局發(fā)布數(shù)據(jù)，歷代長城總長為21196.18千米；而國家文物局曾于2009年公布明長城調(diào)查數(shù)據(jù)，中國明長城總長為8851.8千米。長城是我國古代勞動人民創(chuàng)造的偉大的奇跡，是中國悠久歷史的見證。它與羅馬斗獸場、比薩斜塔等列為中古世界七大奇跡之一。1987年12月，長城被列為世界文化遺產(chǎn)。外國古代砌體結(jié)構(gòu)：砌體

27、結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計25 羅馬斗獸場羅馬斗獸場： 建于公元72至82年間，是古羅馬文明的象征。遺址位于意大利首都羅馬市中心，它在威尼斯廣場的南面，古羅馬市場附近。從外觀上看，它呈正圓形；俯瞰時，它是橢圓形的。它的占地面積約2萬平方米，最大直徑為188米，小直徑為156米，圓周長527米，圍墻高57米，這座龐大的建筑可以容納近九萬人數(shù)的觀眾。 雅典雅典衛(wèi)城衛(wèi)城 是希臘最杰出的古建筑群，是綜合行的公共建筑，為宗教政治的中心地。雅典衛(wèi)城面積約有4平方千米，位于雅典市中心的衛(wèi)城山丘上，始建于公元前580年。衛(wèi)城中最早的建筑是雅典娜神廟和其他宗教建筑。雅典衛(wèi)城，也稱為雅典的阿克羅波利斯，希臘語為“阿克羅波利斯

28、”，原意為“高處的城市”或“高丘上的城邦”。砌體結(jié)構(gòu)在我國發(fā)展的三個階段：第一階段（19世紀中葉以前），磚石結(jié)構(gòu)主要為城墻、佛塔、石橋及少數(shù)磚砌重型穹拱佛殿。第二階段（19世紀中葉-新中國成立前），廣泛采用粘土磚建造承重墻房屋。第三階段（新中國成立后），廣泛采用磚砌多層房屋，擴大石結(jié)構(gòu)應(yīng)用范圍，發(fā)展新結(jié)構(gòu)和新技術(shù)（比如建造磚薄殼、采用蒸壓灰砂磚和粉煤灰磚、混凝土空心砌塊，采用各種配筋砌體和大型墻板等）。砌體結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計261.21.2砌體結(jié)構(gòu)的發(fā)展歷史與發(fā)展方向砌體結(jié)構(gòu)的發(fā)展歷史與發(fā)展方向1.1.2主要發(fā)展方向砌體結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計271、研制輕質(zhì)高強塊體 我國燒結(jié)磚抗壓強度較低，美國可達140

29、n/mm2.磚的抗壓強度的提高，意味著砌體抗壓強度的提高，因而墻厚可減薄，自重可減輕。發(fā)展大尺寸、高孔洞率、高強度的空心磚，對減輕結(jié)構(gòu)自重、節(jié)約材料、降低工程造價有重要作用。2、利用工業(yè)廢料 既可處理城市建設(shè)中的部分工業(yè)廢料，又可緩和燒磚與征地的矛盾。3、采用大型墻板結(jié)構(gòu) 對加快建筑速度、減輕砌墻的繁重體力勞動，促進建筑工業(yè)化、施工機械化有很大推動作用。4、采用工業(yè)化方法和機械化施工1.21.2砌體結(jié)構(gòu)的發(fā)展歷史與發(fā)展方向砌體結(jié)構(gòu)的發(fā)展歷史與發(fā)展方向 補充：補充：燒結(jié)普通磚燒結(jié)普通磚 1、概述 （1）定義 以粘土、頁巖、煤矸石或粉煤灰為主要原料，經(jīng)焙燒而 成的普通實心磚。（2）種類 粘土磚(n

30、)、頁巖磚(y)、煤矸石磚(m)、粉煤灰磚(f)。（3）質(zhì)量等級 三個：優(yōu)等品（a）、一等品（b）、合格品（c）。 （1 1）尺寸偏差）尺寸偏差（2 2）外觀質(zhì)量）外觀質(zhì)量（3 3）強度等級）強度等級（4 4）泛霜）泛霜（5 5）石灰爆裂）石灰爆裂（6 6）抗風(fēng)化性能）抗風(fēng)化性能2 2、技術(shù)要求、技術(shù)要求（1 1）尺寸偏差：）尺寸偏差：標準尺寸為：標準尺寸為：240mm240mm115mm115mm53mm53mm。 （2 2）外觀質(zhì)量：）外觀質(zhì)量：兩條面高度差、彎曲、雜質(zhì)凸出高度、兩條面高度差、彎曲、雜質(zhì)凸出高度、 缺棱掉角、裂紋長度、完整面和顏色等。缺棱掉角、裂紋長度、完整面和顏色等。（3

31、 3）強度等級：）強度等級： 燒結(jié)普通磚是通過取燒結(jié)普通磚是通過取1010塊磚試樣進行抗壓強度試驗，塊磚試樣進行抗壓強度試驗， 根據(jù)根據(jù)抗壓強度值平均值抗壓強度值平均值和和強度標準值強度標準值來劃分。來劃分。2 2、技術(shù)要求、技術(shù)要求2101iiff91s s s1010塊磚試樣的抗壓強度標準差塊磚試樣的抗壓強度標準差,mpa ,mpa _kff1.8s sf1 1）計算參數(shù)）計算參數(shù) f為為1010塊磚試樣的平均值，塊磚試樣的平均值，mpampa。 fi fi單塊磚的抗壓強度值，單塊磚的抗壓強度值，mpampa。 f fk k燒結(jié)普通磚的抗壓強度標準值，燒結(jié)普通磚的抗壓強度標準值，mpamp

32、a 變異系數(shù)變異系數(shù)0.210.21，評定方法：，評定方法：抗壓強度值平均值和強度標準值抗壓強度值平均值和強度標準值0.210.21，評定方法：，評定方法：抗壓強度值平均值和單個測定最小值抗壓強度值平均值和單個測定最小值 2 2）強度等級評定）強度等級評定（4 4）泛霜）泛霜 原料中含有硫、鎂等可溶原料中含有硫、鎂等可溶性鹽，在磚使用中，鹽類會隨性鹽，在磚使用中，鹽類會隨磚內(nèi)水分蒸發(fā)而在磚表面產(chǎn)生磚內(nèi)水分蒸發(fā)而在磚表面產(chǎn)生鹽析，一般為白色粉末。鹽析，一般為白色粉末。 常見在磚表面形成絮團狀斑常見在磚表面形成絮團狀斑點，嚴重的會起粉、掉角或脫點，嚴重的會起粉、掉角或脫皮。皮。（5 5）石灰爆裂）

33、石灰爆裂 原料中有石灰石，燒成過程中生石灰留在磚內(nèi)，生石灰在原料中有石灰石，燒成過程中生石灰留在磚內(nèi)，生石灰在 磚內(nèi)吸收外界的水分，消化并產(chǎn)生體積膨脹，稱為石灰爆裂。磚內(nèi)吸收外界的水分，消化并產(chǎn)生體積膨脹，稱為石灰爆裂。（6 6）抗風(fēng)化性能）抗風(fēng)化性能 能抵抗干濕變形、凍融變化等氣候作用的性能；能抵抗干濕變形、凍融變化等氣候作用的性能； 根據(jù)其地區(qū)風(fēng)化程度而定，常以抗凍性、吸水率及飽和系根據(jù)其地區(qū)風(fēng)化程度而定，常以抗凍性、吸水率及飽和系數(shù)等指標判別。數(shù)等指標判別。3 3、應(yīng)用：、應(yīng)用：墻體材料。墻體材料。4 4、注意：、注意：磚的吸水率大，應(yīng)預(yù)先潤濕。磚的吸水率大，應(yīng)預(yù)先潤濕。1.3 砌體結(jié)構(gòu)

34、的設(shè)計方法1.3.1設(shè)計方法的發(fā)展簡況 早期：憑經(jīng)驗 隨著力學(xué)與材料等科學(xué)的發(fā)展，經(jīng)歷了按容許應(yīng)力方法設(shè)計、按破損階段發(fā)設(shè)計、按極限狀態(tài)法設(shè)計等階段。1.3.2現(xiàn)行規(guī)范的設(shè)計方法 砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（gb50003-2001）采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計法，以可靠指標度量結(jié)構(gòu)構(gòu)件的可靠度，采用分項系數(shù)的設(shè)計表達式進行計算。砌體結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計35砌體結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計36結(jié)構(gòu)的可靠性：結(jié)構(gòu)在規(guī)定的設(shè)計年限內(nèi)、規(guī)定的條件下完成預(yù)定功能的能力（安全性、適用性、耐久性等功能）。這種能力既取決于結(jié)構(gòu)的作用和作用效應(yīng)s，也取決于結(jié)構(gòu)的抗力r。結(jié)構(gòu)的可靠度：對結(jié)構(gòu)可靠性的定量描述，既結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時間內(nèi)（結(jié)構(gòu)

35、的設(shè)計使用年限）、規(guī)定的條件下（正常設(shè)計、正常施工、正常使用條件，不考慮人為過失的影響）完成預(yù)定功能的概率。這是從統(tǒng)計學(xué)觀點出發(fā)的比較科學(xué)的定義，因為在各種隨機因素的影響下，結(jié)構(gòu)完成預(yù)定功能的能力只能用概率來度量。z=r-s rs ,結(jié)構(gòu)可靠 rs，結(jié)構(gòu)失效 r=s，結(jié)構(gòu)處于極限狀態(tài)，r-s=0稱為極限狀態(tài)方程。結(jié)構(gòu)可靠的基本條件：z 0.規(guī)范規(guī)范的設(shè)計準則的設(shè)計準則（按可靠指標的設(shè)計準則）：（按可靠指標的設(shè)計準則）： 結(jié)構(gòu)在規(guī)定的設(shè)計使用年限內(nèi)應(yīng)具有足夠的可靠度，基本內(nèi)容與混凝土結(jié)構(gòu)所闡述的設(shè)計準則完全相同。砌體結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計37可靠指標： 是結(jié)構(gòu)功能函數(shù)z的平均值z 與其標準差z 之比。按

36、可靠指標的設(shè)計準則： 在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，根據(jù)建筑物的安全等級，按規(guī)定的可靠指標（也稱目標可靠指標）進行設(shè)計的設(shè)計準則，稱為按可靠指標的設(shè)計準則。砌體結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計381、設(shè)計使用年限的定義： 設(shè)計使用年限 design working life設(shè)計規(guī)定的結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件在正常設(shè)計、正常施工、正常使用和維護下不需進行大修加固即可按其預(yù)定目的使用的時期。 2、設(shè)計使用年限的取值： 設(shè)計使用年限應(yīng)按現(xiàn)行國家標準建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標準gb50068確定：若建設(shè)單位提出更高要求，也可按建設(shè)單位的要求確定。類別類別 設(shè)設(shè) 計計 使使 用用 年限年限（年）（年） 示示 例例 1 15 5臨時性結(jié)構(gòu)臨時性結(jié)

37、構(gòu)2 22525易于替換的結(jié)構(gòu)構(gòu)件易于替換的結(jié)構(gòu)構(gòu)件3 35050普通房屋和構(gòu)筑物普通房屋和構(gòu)筑物4 4100100紀念性建筑和特別重要的建筑結(jié)構(gòu)紀念性建筑和特別重要的建筑結(jié)構(gòu)砌體結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計39（1）安全等級的確定 現(xiàn)行國家標準建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標準（gb50068-2001）規(guī)定，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)破壞可能產(chǎn)生的后果的嚴重性，采用不同的安全等級。建筑結(jié)構(gòu)安全等級劃分為三個等級（一級：重要的建筑物；二級：大量的一般建筑物；三級：次要的建筑物）。至于重要建筑物與次要建筑物的劃分，則應(yīng)根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的破壞后果，即危及人的生命、造成經(jīng)濟損失、產(chǎn)生社會影響等的嚴重程度確定。見表1.1p6

38、 規(guī)范規(guī)范的設(shè)計方法的設(shè)計方法建筑結(jié)構(gòu)的安全等級安全等級破壞后果建筑物類型一級很嚴重重要的房屋二級嚴重一般的房屋三級不嚴重次要的房屋砌體結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計40 同一建筑物內(nèi)的各種結(jié)構(gòu)構(gòu)件宜與整個結(jié)構(gòu)采用相同的安全等級，但允許對部分結(jié)構(gòu)構(gòu)件根據(jù)其重要程度和綜合經(jīng)濟效果進行適當調(diào)整。如提高某一結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全等級所需額外費用很少，又能減輕整個結(jié)構(gòu)的破壞，從而大大減少人員傷亡和財物損失，則可將該結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全等級比整個結(jié)構(gòu)的安全等級提高一級；相反，如某一結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞并不影響整個結(jié)構(gòu)或其他結(jié)構(gòu)構(gòu)件，則可將其安全等級降低一級；任何情況結(jié)構(gòu)的安全等級均不得低于三級。砌體結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計41（2）設(shè)計內(nèi)容 砌體結(jié)

39、構(gòu)應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計，并滿足正常使用極限狀態(tài)的要求。根據(jù)砌體結(jié)構(gòu)的特點（截面尺寸往往較大），砌體結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)的要求一般情況下都可以由相應(yīng)的構(gòu)造措施得到保證。承載能力極限狀態(tài) ultimate limit states 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達到最大承載能力，或達到不適于繼續(xù)承載的變形的極限狀態(tài)。當結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)下列狀態(tài)之一時，應(yīng)認為超過了承載能力極限狀態(tài)：1）整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分作為剛體失去平衡（如傾覆等）；2）結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接因超過材料強度而破壞（包括疲勞破壞），或因過度變形而不適于繼續(xù)承載；3）結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C動體系；4）結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件喪失穩(wěn)定（如壓屈等）；5）地基喪失承載能力而破壞（如

40、失穩(wěn)等）。參見 gb50068-2001砌體結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計42正常使用極限狀態(tài) serviceability limit states 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達到正常使用或耐久性能中某項規(guī)定限度的狀態(tài)稱為正常使用極限狀態(tài). 如 (1) 影響正常使用或外觀的變形;(2) 影響正常使用或耐久性能的局部損壞（包括裂縫）；(3) 影響正常使用的振動；(4) 影響正常使用的其他特定狀態(tài)；砌體結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計43（3 3）承載能力極限狀態(tài)設(shè)計表達式）承載能力極限狀態(tài)設(shè)計表達式 砌體結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)構(gòu)件在設(shè)計使用年限內(nèi)，在正常維護下，必須保證適合使用，而不需大修加固。在按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計時，應(yīng)按下列公式中最不利組合進行計算：),()4 . 135. 1 (),()4 . 12 . 1 (10210kniqikcigkkniqikciqikqgkafrssafrsss(1.1a) (1.1b)砌體結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計44 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)結(jié)構(gòu)重要性系數(shù) 結(jié)構(gòu)構(gòu)件的重要性系數(shù)，與安全等級對應(yīng)，結(jié)構(gòu)構(gòu)件的重要性系數(shù)，與安全等級對應(yīng)，（1）對安全等級為一級或設(shè)計使用年限為）對安全等級為一級或設(shè)計使用年限為 100 年及以