砌體結構設計課件

1、砌體結構設計 第15章15.1 概述 由塊體和砂漿砌筑而成的墻、柱作為建筑物主要受力構件的結構稱為砌體結構。砌體結構特點：受力性能：抗壓性能好，抗彎、抗拉性能差，整體性差；材料來源：取材易，經(jīng)濟。自重大，破壞環(huán)境；施工制作：人工，無需模板，但工作量大；技術性能：耐久性、耐火性好，保溫、隔熱好。 砌體材料砌體構件的承載力混合結構房屋中砌體結構的設計砌體結構的發(fā)展簡史國際金字塔巴黎圣母院 砌體結構的發(fā)展簡史國內(nèi)都江堰水利工程安濟橋 萬里長城15.2.1 塊體的種類 15.2 砌體與砂漿的種類和強度等級磚燒結普通磚是指以粘土、頁巖、煤矸石、粉煤灰為主要原料，經(jīng)焙燒而成；標準磚統(tǒng)一規(guī)格240mm(長)

2、115mm(寬) 53mm(厚)燒結多孔磚是指以粘土、頁巖、煤矸石、粉煤灰為主要原料，經(jīng)焙燒而成的主要用于承重部位的多孔磚，其孔洞率大于或等于25。多孔磚分為P型磚與M型磚，P型磚規(guī)格24011590mm；M型磚規(guī)格19019090mm。蒸壓磚有蒸壓灰砂普通磚和蒸壓粉煤灰普通磚二種；蒸壓灰砂普通磚以石灰等鈣質(zhì)材料和砂等硅質(zhì)材料為主要原料。蒸壓粉煤灰普通磚以石灰、消石灰或水泥等鈣質(zhì)材料與粉煤灰等硅質(zhì)材料及集料等為主要原料。砼磚以水泥為膠結材料，以砂、石為主要集料。砌塊磚的規(guī)格砌塊按尺寸大小可分為小型、中型和大型三種，我國通常把砌塊高度為350mm以下的稱為小型砌塊，高度為360900mm的稱為中

3、型砌塊，高度大于900mm的稱為大型砌塊。普通混凝土小型空心砌塊的主塊規(guī)格尺寸為390190190mm, 其空心率2550。石材砌體中的石材應選用無明顯風化的石材。15.2.2 塊體的強度等級 實心磚的強度等級是根據(jù)標準試驗方法所得到的磚的極限抗壓強度值來劃分的。燒結普通磚、燒結多孔磚的強度等級有MU30、MU25、MU20、MUl5和MUl0，其中MU表示砌體中的塊體(Masonry Unit)，其后數(shù)字表示塊體的抗壓強度值，單位為MPa。蒸壓灰砂磚與蒸壓粉煤灰磚的強度等級有MU25、MU20、MUl5和MUl0?；炷量招钠鰤K的強度等級是根據(jù)標準試驗方法，按毛截面面積計算的極限抗壓強度值來

4、劃分的?；炷列⌒涂招钠鰤K的強度等級為MU20、MUl5、MUl0、MU7.5、MU5五個等級。因石材的大小和規(guī)格不一，通常由邊長為70mm的立方體試塊進行抗壓試驗，取三個試塊破壞強度的平均值作為確定石材強度等級的依據(jù)。石材的強度等級劃分為MUl00、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30和MU20。15.2.3 砂漿 砂漿是由膠凝材料（水泥、石灰）、細骨料（砂）、水和摻加料按一定配比配制而成。主要作用是把塊體粘結成共同受力的整體。砂漿把塊體表面抹平，使塊體在砌體中受力比較均勻，砂漿填滿塊體問的縫隙。砌體中常用的砂漿由水泥砂漿、混合砂漿及非水泥砂漿三種。砂漿的強度等級是根據(jù)其試塊的抗

5、壓強度確定，試驗時采用邊長為70.7mm的立方體標準試塊，齡期28d的抗壓強度來確定。砌筑砂漿的強度等級為M15、M10、M7.5、M5和M2.5。其中M表示砂漿(Mortar)，其后數(shù)字表示砂漿的強度大小(單位為MPa)。蒸壓灰砂普通磚和蒸壓粉煤灰普通磚采用專用砌筑砂漿，等級Ms15、Ms10、Ms7.5、Ms5?；炷列⌒涂招钠鰤K砌筑砂漿的強度等級用Mb標記，以區(qū)別于其他砌筑砂漿，其強度等級有Mb20、Mb15、Mb10、Mb7.5和Mb5。當驗算施工階段砂漿尚未硬化的新砌體強度時，可按砂漿強度為零來確定其砌體強度。除強度外，砂漿還應具有較好的流動性和保水性。15.2.4 塊體和砂漿的選擇

6、 砌體結構所用材料，應因地制宜，就地取材，并確保砌體在長期使用過程中具有足夠的承載力和符合要求的耐久性，還應滿足建筑物整體或局部部位所處于不同環(huán)境條件下正常使用時建筑物對其材料的特殊要求。 對于具體的設計，砌體材料的選擇應遵循如下原則:對于地面以下或防潮層以下的砌體所用材料，應提出最低強度要求，對于潮濕房間所用材料的最低強度等級要求見表。15.3 砌體結構的設計方法與砌體的強度設計值15.3.1 砌體結構按近似概率理論的極限狀態(tài)設計方法 砌體結構設計采用以概率論為基礎的極限狀態(tài)設計方法，以可靠指標度量結構構件的可靠度，采用分項系數(shù)的設計表達式進行結構設計計算。 砌體結構應按承載能力極限狀態(tài)設計

7、，并滿足正常使用極限狀態(tài)的要求，后者由構造措施保證。砌體結構按承載力極限狀態(tài)設計時，應按下列公式中最不利組合進行計算結構構件的抗力模型不定性系數(shù)。對靜力設計，考慮結構設計使用年限的荷載調(diào)整系數(shù)。驗算砌體結構作為一個剛體的整體穩(wěn)定性時（傾覆、滑移、漂浮等），應按下式驗算式中 起有利作用的永久荷載標準值的效應；起不利作用的永久荷載標準值的效應。15.3.2 砌體的計算指標 砌體強度設計值砌體強度標準值規(guī)范規(guī)定： 施工質(zhì)量控制等級為“B”級時， gf取1.6； 施工質(zhì)量控制等級為“C”級時， gf取1.8。 齡期為28d的以毛截面計算的各類砌體強度設計值，當施工質(zhì)量控制等級為“B”級時，應根據(jù)塊體和

8、砂漿的強度等級分別按下列相應的表格采用注：1. 對獨立柱或厚度為雙排組砌砌塊砌體，應按表中數(shù)值乘以0.7； 2.對T型截面砌體，應按表中數(shù)值乘以0.85；孔洞率不大于35的雙排孔或多排孔輕骨料混凝土砌塊砌體的抗壓強度設計值對于單排孔混凝土砌塊對孔砌筑并用混凝土灌孔的砌體抗壓強度設計值式中 灌孔砌體的抗壓強度設計值，且不應大于未灌孔砌體的抗壓強度設計值的2倍；灌孔混凝土的軸心抗壓強度設計值；砌塊砌體中灌孔混凝土面積與砌體毛面積的比值混凝土砌塊的孔洞率（小型空心砌塊約為50左右）；混凝土砌塊砌體的灌孔率，不應小于33，灌孔混凝土的強度等級不應低于C20 。對于單排孔混凝土砌塊對孔砌筑時，灌孔砌體的

9、抗剪強度設計值在進行砌體結構設計時，遇有下列情況的各類砌體，其砌體強度設計值還應乘以相應的調(diào)整系數(shù) a：對無筋砌體構件的截面面積A0.3m2時， a為其截面面積加0.7；對配筋砌體構件的截面面積Aa時，取a0=a。 hc梁的截面高度，mm。 f砌體抗壓強度設計值，MPa。梁端支承處砌體局部受壓承載力計算公式式中：上部荷載的折減系數(shù)。 N0局部受壓面積內(nèi)上部軸向力設計值，N0=0Al。 0上部平均壓應力設計值。 Nl梁端支承壓力設計值。 梁端底面壓應力圖形的完整系數(shù)，一般取0.7，對于過梁和墻梁可取1.0。 Al局部受壓面積，Al=a0b。 a0梁端有效支承長度。 b梁寬。梁端支承處砌體應力狀態(tài)

10、上部砌體傳來的壓應力通過拱作用由梁兩側砌體向下傳遞，從而減小了梁端直接承受的壓力，這種工作機理稱為砌體的內(nèi)拱卸荷作用，這種內(nèi)力重分布現(xiàn)象對砌體的局部受壓是有利的。試驗表明內(nèi)拱卸荷作用的大小與比值有關，當A0/Al 2時，內(nèi)拱的卸荷作用很明顯，可忽略不計上部荷載對砌體局部抗壓的影響。當A0/Al 2，內(nèi)拱作用逐漸減弱，當A0/Al =1時，內(nèi)拱作用消失，即上部壓力全部考慮。規(guī)范引入上部荷載的折減系數(shù)來考慮上部荷載對砌體局部抗壓的影響。偏于安全，取A0/Al3時，算得負值不計上部荷載的影響。 A0/Al =1時，1，上部荷載全部考慮。當 時，取 0 3.梁端下設剛性墊塊的砌體局部受壓承載力 梁端支

11、承處的砌體局部受壓承載力不滿足上式的要求時，可在梁端下的砌體內(nèi)設置墊塊。墊塊一般采用素砼制作。剛性墊塊的構造應符合下列規(guī)定：墊塊的高度tb180mm，自梁邊緣算起的墊塊挑出長度不宜大于墊塊的高度tb。在帶壁柱墻的壁柱內(nèi)設置剛性墊塊時，其計算面積應取壁柱范圍內(nèi)的面積，而不應計算翼緣部分，同時壁柱上墊塊伸入翼墻內(nèi)的長度不應小于120mm。現(xiàn)澆墊塊與梁端整體澆筑時，墊塊可在梁高范圍內(nèi)設置。預制墊塊整澆墊塊 N0墊塊面積Ab內(nèi)上部軸向力設計值， ； Nl梁端支承壓力設計值; 墊塊上Nl合力點位置可取0.4a0處；墊塊上N0及Nl合力的影響系數(shù)，按附表采用，取 時的值； 墊塊外砌體面積的有利影響系數(shù)，

12、=0.8 1.0。 Ab墊塊面積， ； ， 分別為墊塊伸入墻內(nèi)的長度、墊塊的寬度。 剛性墊塊時梁端有效支承長度考慮剛性墊塊的影響，按下式計算。1為剛性墊塊的影響系數(shù)梁端支承壓力設計值Nl 距墻內(nèi)邊緣的距離可取0.4a0。e為合力到墊塊形心處偏心距 查表時h取墊塊伸入墻內(nèi)的長度ab 5.梁下設有墊梁時的砌體局部受壓承載力墊梁砌體墊梁下砌體的局部受壓承載力墊梁折算高度墊梁上梁端有效支承長度a0,b，可近似按剛性梁墊的情況計算。墊梁底面壓應力分布系數(shù)，當荷載沿墻厚方向均勻分布時d2=1.0，不均勻分布時d2=0.8。局 部 受 壓【例3.6】 某房屋窗間墻上梁的支承情況如圖3.18所示。梁的截面尺寸

13、bh=250mm 500mm，在墻上支承長度a=240mm。窗間墻截面尺寸為1200mm 370mm，采用MU10燒結煤矸石磚和M5混合砂漿砌筑。梁端支承壓力設計值Nl=100kN，梁底截面上部荷載設計值產(chǎn)生的軸向力Ns=175kN。試驗算梁端支承處砌體局部受壓承載力。圖3.18 例3.6窗間墻上梁的支承情況 局 部 受 壓解：由表3-5查得砌體抗壓強度設計值f=1.50MPa， 梁端底面壓應力圖形的完整系數(shù) =0.7。 梁端有效支承長度： a0=10 =10 =182.6mma=240mm 梁端局部受壓面積：Al=a0b=182.6 250=45650mm2 影響砌體局部抗壓強度的計算面積：

14、A0=(b+2h)h=(250+2 370) 370=366300mm2 砌體局部抗壓強度提高系數(shù)： =1+0.35 =1+0.35 =1.933 所以，取=0，即不考慮上部荷載的影響，則N0+Nl=100kN。 梁端支承處砌體局部受壓承載力 Alf=0.7 1.93 45650 1.50 10-3=92.5kNNl不滿足要求。軸心受拉構件15.4.3 砌體軸心受拉、受彎、受剪承載力計算圓形水池壁受拉示意圖內(nèi)力臂，z=I/S，當截面為矩形截面時，z=2h/3；沿通縫或階梯形截面破壞時受剪構件承載力受彎構件受剪構件ftm砌體彎曲抗拉強度設計值15.5.1 承重墻的結構布置15.5 混合結構房屋的

15、砌體結構設計 房屋中墻、柱等豎向承重構件用塊體和砂漿砌筑而成的砌體材料，屋蓋、樓蓋等水平承重構件用鋼筋混凝土、輕鋼或其他材料建造的房屋稱為混合結構。 1. 橫墻承重方案當房屋開間不大(一般為34.5m)，橫墻間距較小，將樓(或屋面)板直接擱置在橫墻上的結構布置稱為橫墻承重方案：房間的樓板支承在橫墻上，縱墻僅承受本身自重。橫墻承重方案的荷載傳遞路線： 樓（屋）面板橫墻基礎地基。縱墻門窗開洞受限較少、橫向剛度大、抗震性能好。適用于多層宿舍等居住建筑以及由小開間組成的辦公樓。 2.縱墻承重方案對于要求有較大空間的房屋(如廠房、倉庫)或隔墻位置可能變化的房屋，通常無內(nèi)橫墻或橫墻間距很大，因而由縱墻直接

16、承受樓面、屋面荷載的結構布置方案即為縱墻承重方案。此類房屋的屋面荷載(豎向)傳遞路線為： 板梁(或屋架)縱墻基礎地基。 縱墻門窗開洞受限、整體性差。適用于單層廠房、倉庫、食堂。 3.縱橫墻承重方案當建筑物的功能要求房間的大小變化較多時，為了結構布置的合理性，通常采用縱橫墻布置方案，既可保證有靈活布置的房間，又具有較大的空間剛度和整體性，所以適用于教學樓、辦公樓、多層住宅等建筑。此類房屋的荷載傳遞路線為： 梁縱墻樓(屋)面板 基礎地基 橫墻或縱墻 4.內(nèi)框架承重方案對于工業(yè)廠房的車間、倉庫和商店等需要較大空間的建筑，可采用外墻與內(nèi)柱同時承重的內(nèi)框架承重方案，該結構布置為樓板鋪設在梁上，梁兩端支承

17、在外縱墻上，中間支承在柱上。此類房屋的荷載傳遞路線為： 外縱墻外縱墻基礎 板梁 地基 柱柱基礎平面布置靈活、抗震性能差。應充分注意兩種不同結構材料所引起的不利影響。15.5.2 混合結構房屋的靜力計算方案情況一：無山墻的單層房屋 1水平荷載下混合結構房屋的受力機理 一單層房屋，外縱墻承重，屋蓋為裝配式鋼筋混凝土樓蓋，兩端沒有設置山墻。 房屋的水平風荷載傳遞路線： 風荷載縱墻縱墻基礎地基。計算單元單跨平面排架 在水平荷載作用下，屋蓋的水平位移受到山墻的約束，水平荷載的傳遞路線發(fā)生了變化 縱墻基礎地基風荷載縱墻 屋蓋山墻山墻基礎地基 情況二：兩端設置山墻的單層房屋 屋蓋可以看作是水平方向的梁(跨度

18、為房屋長度，梁高為屋蓋結構沿房屋橫向的跨度)，兩端彈性支承在山墻上，而山墻可以看作豎向懸臂梁支承在基礎上。 整個房屋墻頂?shù)乃轿灰撇辉傧嗤?。距山墻距離愈遠的墻頂水平位移愈大。 值愈大，表示整體房屋的水平側移與平面排架的側移愈接近，即房屋空間作用愈小。反之愈小，房屋的水平側移愈小，房屋的空間作用愈大。 橫墻間距s是影響房屋剛度或側移大小的重要因素。 砌體結構設計規(guī)范考慮屋蓋剛度和橫墻間距兩個主要因素的影響，按房屋空間剛度(作用)大小，將混合結構房屋靜力計算方案分為三種。 可以用空間性能影響系數(shù)來表示房屋空間作用的大小。式中： 考慮空間工作時，外荷載作用下房屋排架水平位移的最大值。 外荷載作用下，

19、平面排架的水平位移值。房屋的靜力計算方案 剛性方案 房屋的空間剛度大。在荷載作用下，墻、柱頂端的相對位移很小，可視墻、柱頂端水平位移等于零。這類房屋稱為剛性方案房屋，其靜力計算簡圖將承重墻視為一根豎向構件，下端嵌固于基礎，屋蓋或樓蓋作為墻體的不動鉸支座。0.77時可按彈性方案計算。剛彈性方案 房屋的空間剛度介于上述兩種方案之間，在荷載作用下，縱墻頂端水平位移比彈性方案要小，但又不可忽略不計，這類房屋稱為剛彈性方案。其受力狀態(tài)介于剛性方案和彈性方案之間，這時墻柱內(nèi)力計算應按考慮空間作用的平面排架計算，即計算簡圖相當于在屋(樓)蓋處加一彈性支座。作為剛性和剛彈性方案房屋的橫墻，規(guī)范規(guī)定應符合下列要

20、求：橫墻中開有洞口時，洞口的水平截面面積不應超過橫墻水平全截面面積的50%。 橫墻的厚度不宜小于180mm。單層房屋的橫墻長度不宜小于其高度，多層房屋的橫墻長度不宜小于H/2(H為橫墻總高度)。當橫墻不能同時符合上述要求時，應對橫墻的剛度進行驗算。如其最大水平位移值 H/4000(H為橫墻總高度)時，仍可視作剛性和剛彈性方案房屋的橫墻；凡符合此剛度要求的一段橫墻或其他結構構件(如框架等)，也可以視作剛性或剛彈性方案房屋的橫墻。15.5.3 墻、柱高厚比驗算砌體結構房屋中的墻、柱均是受壓構件，除了應滿足承載力的要求外，還必須保證其穩(wěn)定性，規(guī)范規(guī)定：用驗算墻、柱高厚比的方法來保證墻、柱的穩(wěn)定性。墻

21、、柱的計算高度對墻、柱進行承載力計算或驗算高厚比時所采用的高度，稱為計算高度。它是由墻、柱的實際高度H，并根據(jù)房屋類別和構件兩端的約束條件來確定的。按照彈性穩(wěn)定理論分析結果，并為了偏于安全，規(guī)范規(guī)定，受壓構件的計算高度H0可按表15-10采用。 房屋類型柱帶壁柱墻或周邊拉結的墻排架方向垂直排架方向s2H2HsHsH有吊車的單層房屋變截面柱上段彈性方案2.5Hu1.25Hu2.5Hu剛性、剛彈性方案2.0Hu1.25Hu2.0Hu變截面柱下段1.0Hl0.8Hl1.0Hl無吊車的單層房屋和多層房屋單跨彈性方案1.5H1.0H1.5H剛彈性方案1.2H1.0H1.2H多跨彈性方案1.25H1.0H

22、1.25H剛彈性方案1.10H1.0H1.10H剛性方案1.0H1.0H1.0H0.4s+0.2H0.6s1. 一般墻、柱高厚比驗算式中： 墻、柱的計算高度，按表取用。 h 墻厚或矩形柱與 相對應的邊長。 自承重墻允許高厚比的修正系數(shù)。 有門窗洞口的墻允許高厚比修正系數(shù)。 墻、柱允許高厚比。 墻、柱的高厚比驗算對于厚度h240mm的自承重墻， 的取值分別為： 當h=240mm時，1.2。 當h=180mm時，1.32。 當h=120mm時，1.44。 當h=90mm時，1.5。 式中 在寬度s范圍內(nèi)的門窗洞口總寬度。 s 相鄰窗間墻或壁柱之間的距離。 當按此式計算的 值小于0.7時，應采用0.

23、7；當洞口高度等于或小于墻高的1/5時，取 =1.0。圖4.9 門窗洞口寬度示意圖砂漿強度等級墻柱M2.52215M5.02416M7.52617表15-9 墻、柱允許高厚比 值2. 帶壁柱墻的高厚比驗算 1) 整片墻高厚比驗算式中： 帶壁柱墻截面的折算厚度， =3.5i。 i 帶壁柱墻截面的回轉半徑，i= ； I、A 帶壁柱墻截面的慣性矩和截面面積。 規(guī)范規(guī)定，當確定帶壁柱墻的計算高度 時，s應取相鄰橫墻間距。 在確定截面回轉半徑i 時，帶壁柱墻的計算截面翼緣寬度 可按下列規(guī)定采用(取小值)。 多層房屋，當有門窗洞口時，可取窗間墻寬度；當無門窗洞口時，每側翼墻寬度可取壁柱高度的1/3。 單層

24、房屋，可取壁柱寬加2/3墻高，但不大于窗間墻寬度和相鄰壁柱間距離。 計算帶壁柱墻的條形基礎時，可取相鄰壁柱間的距離。 2) 壁柱間墻的高厚比驗算 壁柱間墻的高厚比可按無壁柱墻公式進行驗算。此時可將壁柱視為壁柱間墻的不動鉸支座。因此計算 時，s應取相鄰壁柱間距離，而且不論帶壁柱墻體的房屋的靜力計算采用何種計算方案， 一律按表的剛性方案取用。15.6.1 剛性方案房屋的墻體設計計算15.6 墻體的設計設計1、多層房屋的承重縱墻計算計算簡圖 從房屋外縱墻選取一個有代表性的窗間墻為計算單元，其承受荷載范圍的寬度為s=(s1+s2)/2(s1 、s2分別為相鄰開間的距離）。剛性方案多層房屋墻體應完成的驗

25、算內(nèi)容：墻體的高厚比；逐層選取對承載力可能起控制作用的截面，驗算墻體受壓承載力（對混合結構的承重縱、橫墻均需進行計算）；逐層驗算梁支座下的砌體局部受壓承載力。豎向荷載作用下的計算mnmnsnH1H2H3H4H5H6風在豎向荷載作用下，剛性方案多層房屋的墻體在每層高度范圍內(nèi)，均可簡化為兩端鉸接的豎向構件進行計算。在計算某層墻體時，以上各層荷載傳至該層墻體頂端支承截面處的彎矩為零；而所計算層墻體頂端截面處，由樓蓋傳來的豎向力則應考慮其偏心距。圖2 豎向荷載作用下墻體受力分析圖1 豎向荷載作用下墻體計算簡圖 以如圖三層辦公樓的第二層和第一層墻為例，來說明其在豎向荷載作用下內(nèi)力計算方法。 (1) 對第

26、二層墻。 上端截面內(nèi)力： ； 下端截面內(nèi)力： ； 式中：N1 本層墻頂樓蓋的梁或板傳來的荷載即支承力。 Nu由上層墻傳來的荷載。 e1 N1對本層墻體截面形心線的偏心距。 G本層墻體自重(包括內(nèi)外粉刷，門窗自重等)。 (2) 對底層，假定墻體在一側加厚，則由于上下層墻厚不同，上下層墻軸線偏離，因此，由上層墻傳來的豎向荷載 將對下層墻產(chǎn)生彎矩。上端截面內(nèi)力： ； 下端截面內(nèi)力： ； 式中：euNu 對本層墻體截面形心線的偏心距。 規(guī)范規(guī)定這時取N1作用點距墻體內(nèi)邊緣0.4a0 處。因此， N1對墻體截面產(chǎn)生的偏心距e1為：式中：y 墻截面形心到受壓最大邊緣的距離，對矩形截面墻體y = h/2；

27、h為墻厚。 a0 梁、板有效支承長度，按前述有關公式計算。水平荷載作用下的計算 對于剛性方案多層房屋外墻，當符合下列要求時，靜力計算可不考慮風荷載的影響。洞口水平截面面積不超過全截面面積的2/3。層高和總高不超過表的規(guī)定。屋面自重不小于0.8kN/m2。在水平風荷載作用下，計算簡圖仍為豎向連續(xù)梁，屋蓋、樓蓋為連續(xù)梁的支承，并假定沿墻高承受均布線荷載，其引起的彎矩可近似按下式計算 式中： 沿樓層高均布風荷載的設計值(kN/m);Hi 第i 層墻高，即第i 層層高。 每層墻取兩個控制截面：上截面可取墻體頂部位于大梁(或板)底的砌體截面-，該截面承受彎矩MI 和軸力NI，因此需進行偏心受壓承載力和梁

28、下局部受壓承載力驗算。下截面可取墻體下部位于大梁(或板)底稍上的截面-。底層墻則取基礎頂面，該截面軸力最大，僅考慮豎向荷載時彎矩為零按軸向受壓計算；若需考慮風荷載，則該截面彎矩不為零，因此需按偏心受壓進行承載力計算?？刂平孛娴奈恢眉皟?nèi)力計算 計算時應考慮左右風，使得與風荷載作用下計算的彎矩組合值絕對值最大。截面承載力計算 2、多層房屋的承重橫墻計算計算簡圖 在以橫墻承重的房屋中，橫墻間距較小，一般情況均屬于剛性方案房屋。承載力計算按下列方法進行。剛性方案房屋的橫墻承受屋蓋和樓蓋傳來的均布線荷載，通常取單位寬度(b =1000mm)的橫墻作為計算單元；計算簡圖可簡化為每層橫墻視為兩端不動鉸的豎向

29、構件；構件的高度一般取為層高。對于底層，取基礎頂面至樓板頂面的距離，基礎埋置較深時，可取室外地面下500mm處；對于頂層為坡屋頂時，則取層高加上山尖高度的一半。控制截面的承載力驗算 每層墻取一個控制截面：每層橫墻下端部截面。多層剛性方案房屋承重橫墻的計算簡圖 橫墻承受的荷載也和縱墻一樣，但 對中間墻則承受兩邊樓蓋傳來的豎向力，即Nu、N11、N12、G，其中N11 、N12 分別為橫墻左、右兩側樓板傳來的豎向力。當由橫墻兩邊的恒載和活載引起的豎向力相同時，沿整個橫墻高度都承受軸心壓力，橫墻的控制截面應取該層墻體的底部。否則，應按偏心受壓驗算橫墻頂部的承載力。圈梁1.為了增強房屋的整體剛度，防止

30、由于地基的不均勻沉降或較大振動荷載等引起的不利影響，可在墻中設置現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁。2.車間、倉庫、食堂等空曠的單層房屋應按下列規(guī)定設置圈梁：（1)磚砌體房屋，檐口標高58m時，應在檐口標高處設置圈梁一道，檐口標高大于8m時，應增加設置數(shù)量；（2）砌塊及料石砌體房屋，檐口標高45m時，應在檐口標高處設置圈梁一道，檐口標高大于5m時，應增加設置數(shù)量；（3）對有吊車或較大振動設備的單層工業(yè)房屋，除在檐口或窗頂標高處設置現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁外，尚應增加設置數(shù)量。3.宿舍、辦公樓等多層砌體民用房屋，且層數(shù)為34層時，應在檐口標高處設置圈梁一道。當層數(shù)超過4層時，應在所有縱橫墻上隔層設置。多層砌體工業(yè)房屋

31、，應每層設置現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁。設置墻梁的多層砌體房屋應在托梁、墻梁頂面和檐口標高處設置現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁，其它樓層處應在所有縱橫上每層設置。4.建筑在軟弱地基或不均勻地基上的砌體房屋，除按規(guī)定設置圈梁外，尚符合基礎規(guī)范的有關規(guī)定。5.圈梁應符合下列構造要求：（1）圈梁宜連續(xù)地設在同一水平面上，并形成封閉狀；當圈梁被門窗洞口截斷時，應在洞口上部增設相同截面的附加圈梁。附加圈梁與圈梁的搭接長度不應小于其中到中垂直間距的2倍，且不得小于1m；（2）縱橫墻交接處的圈梁應由可靠的連接。剛性和彈性方案房屋，圈梁應與屋架、大梁等構件可靠連接；（3）鋼筋混凝土圈梁的寬度宜與墻厚相同，當墻厚h240mm時，其

32、寬度不宜小于2h/3。圈梁高度不應小于120mm?？v向鋼筋不應小于4f10，綁扎接頭的搭接長度按受拉鋼筋考慮，箍筋間距不應大于300mm；（4）圈梁兼作過梁時，過梁部分的鋼筋應按計算用量另行增配。6.采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓(屋)蓋的多層砌體結構房屋，當層數(shù)超過5層時，除在檐口標高處設置一道圈梁外，可隔層設置圈梁，并與樓（屋）面板一起現(xiàn)澆。未設置圈梁的樓面板嵌入墻內(nèi)的長度不應小于120mm ，并沿墻長配置不少于2f10的縱向鋼筋。過梁過梁的類型 過梁是砌體結構門窗洞口上常用的構件，主要有鋼筋混凝土過梁、鋼筋磚過梁、磚砌平拱過梁和磚砌弧拱過梁等幾種不同的形式。 磚砌過梁的跨度，不宜超過下列規(guī)定：鋼筋

33、磚過梁為1.5m；磚砌平拱為1.2m 。對有較大振動荷載或可能產(chǎn)生不均勻沉降的房屋，應采用鋼筋混凝土過梁。過梁的荷載，應按下列規(guī)定采用：（1）梁、板荷載：對磚和小型砌塊砌體，當梁、板下的墻體高度hwln時（為過梁的凈跨）應計入梁、板傳來的荷載。當梁、板下的墻體高度hwln時，可不考慮梁、板荷載。（2）墻體荷載：對磚砌體，當過梁上墻體高度hwln/3時，應按墻體的均布自重采用。當墻體高度hw ln/3時，應按高度ln/3墻體的均布自重采用；對混凝土砌塊砌體，當過梁上墻體高度hwln/2時，應按墻體的均布自重采用。當墻體高度hw ln/2時，應按高度ln/2墻體的均布自重采用。過梁的構造要求應符合

34、下列規(guī)定：（1）磚砌過梁截面計算高度內(nèi)的砂漿不宜低于M5；（2）磚砌平拱用豎磚砌筑部分的高度不應小于240mm；（3)鋼筋磚過梁底面砂漿層處的鋼筋，砌直徑不應小于5mm，間距不宜大于120mm ，鋼筋伸入支座砌體內(nèi)長度不宜小于240mm，砂漿層的厚度不宜小于30mm。（1）磚砌平拱過梁 其承載力按沿齒縫截面破壞的受彎構件計算（2）鋼筋磚過梁取過梁底面以上的墻體高度，但不應大于ln/3；當考慮梁、板傳來荷載時，則按梁、板下的高度采用。3.過梁的計算宜符合下列規(guī)定：（3）鋼筋混凝土過梁 其承載力按鋼筋混凝土受彎構件計算按簡支梁計算，計算跨度取(ln+a)和1.05ln二者中的較小值，其中a為過梁在

35、支座上的支承長度。 驗算過梁下砌體局部受壓承載力時:其有效支承長度可取過梁的實際支承長度；取應力圖形完整系數(shù)=1；不考慮上部荷載的影響，即取=0。挑梁的構造要求：（1）挑梁中縱向受力鋼筋至少應有1/2 的鋼筋面積伸入梁尾端，且不少于2f12，其余鋼筋伸入支座的長度不應小于2l1/3。（2）挑梁埋入砌體長度l1與挑出長度l 之比宜大于1.2；的挑梁上無砌體時，l1與l 之比宜大于2。挑梁(1) 傾覆破壞。當挑梁埋入端的砌體強度較高且埋入段長l1較短，則可能在挑梁尾端處的砌體中產(chǎn)生階梯形斜裂縫。如挑梁砌入端斜裂縫范圍內(nèi)的砌體及其他上部荷載不足以抵抗挑梁的傾覆力矩，此斜裂縫將繼續(xù)發(fā)展，直至挑梁產(chǎn)生傾

36、覆破壞。(2) 局部受壓破壞。當挑梁埋入端的砌體強度較低且埋人段長度l1較長，在斜裂縫發(fā)展的同時，下界面的水平裂縫也在延伸，使挑梁下砌體受壓區(qū)的長度減小、砌體壓應力增大。若壓應力超過砌體的局部抗壓強度，則挑梁下的砌體將發(fā)生局部受壓破壞。挑梁可能發(fā)生下列兩種破壞形態(tài)：傾覆破壞 局壓破壞挑梁抗傾覆驗算：Mr 挑梁的抗傾覆力矩設計值Mov 挑梁的荷載設計值對計算傾覆點產(chǎn)生的傾覆力矩。x0 計算傾覆點至墻外邊緣的距離，按下列規(guī)定采用：當l12.2hb時，x0 0.3hb且0.13 l1；當l12.2hb時，x0 0.13 l1。Gr 挑梁的抗傾覆荷載，為挑梁尾端上部45擴散角的陰影范圍(其水平長度為l

37、3)內(nèi)本層的砌體與樓面恒荷載標淮值之和； l2 Gr的作用點至墻外邊緣的距離。Gr按下述方法確定：洞口在l1之內(nèi)洞口在l1之外挑梁下砌體的局部受壓承載力：式中 挑梁下的支承壓力，可取Nl=2R，R為挑梁的傾覆荷載設計值；梁端底面壓應力圖形的完整系數(shù)，可取0.7；砌體局部抗壓強度提高系數(shù)，一字墻1.25，丁字墻1.55；挑梁下砌體局部受壓面積，可取Al=1.2bhb；挑梁的最大內(nèi)力設計值：3.構造要求(1)材料：托梁的混凝土強度等級不應低于C30；縱筋宜采用HRB335、HRB400或RRB400級鋼筋；承重墻梁的塊體強度等級不應低于MU10，計算高度范圍內(nèi)墻體的砂漿強度等級不應低于M10。(2

38、)墻體：框支墻梁的上部墻體房屋，以及設有承重的簡支墻梁或連續(xù)墻梁的房屋，應滿足剛性方案房屋的要求；墻梁的計算高度范圍內(nèi)的墻體厚度，對磚砌體不應小于240mm，對混凝土小型砌塊不應小于190mm； 墻梁洞口上方應設置混凝土過梁，其支承長度不應小于240mm， 洞口范圍內(nèi)不應施加集中荷載； 承重墻梁的支座處應設置落地翼墻，翼墻厚度，對磚砌體不應小于240mm，對混凝土砌塊不應小于190mm，翼墻寬度不應小于墻梁墻體厚度的3倍，并與墻梁墻體同時砌筑。墻梁由支承墻體的鋼筋砼梁及其上計算高度范圍內(nèi)墻體所組成的能共同工作的組合構件稱為墻梁。其中的鋼筋砼梁稱為托梁。墻梁按支承情況分為簡支墻梁、連續(xù)墻梁和框支

39、墻梁；按墻梁承受荷載情況可分為承重墻梁和自承重墻梁：承重墻梁除了承受托梁和托梁以上的墻體自重外，還承受由屋蓋或樓蓋傳來的荷載。自承重墻梁僅承受托梁和托梁以上的墻體自重。底層大空間房屋結構其墻梁不僅承受墻梁(托梁與墻體)的自重，還承受托梁及以上各層樓蓋和屋蓋荷載，因而屬于承重墻梁。單層工業(yè)廠房中承托圍護墻體的基礎梁、承臺梁等與其上墻體構成的墻梁一般僅承受自重作用，為自承重墻梁。墻梁的一般規(guī)定根據(jù)試驗、理論分析和工程實踐經(jīng)驗，墻梁必須滿足表的要求。注：1.墻體總高度指托梁頂面到檐口的高度，帶閣樓的坡屋面應算到山尖墻1/2高度處；2.對自承重墻梁，洞口至支座中心的距離不應小于0.1l0i，門窗洞上口

40、至墻頂?shù)木嚯x不應小于0.5m。3.洞口邊至支座中心的距離ai距邊支座不應小于0.15 l0i ，距中支座不應小于0.07l0i 。墻梁受力特點 根據(jù)試驗研究和有限元分析，墻梁計算簡圖可按拉桿拱模型，托梁受力可按偏拉構件計算。 托梁作為拉桿，主要承受拉力。同時，由于托梁頂面豎向壓應力和剪應力的作用，托梁中還存在部分彎矩。一般情況下，托梁處于小偏心受拉狀態(tài)。(a) 無洞口 (b) 中開洞 (c) 偏開洞簡支墻梁受力機構墻梁的破壞形態(tài)彎曲破壞：當托梁配筋率較低、砌體強度較高時，墻梁的高跨比較小時(hw/l00.3 )托梁縱筋至下而上先后達到屈服強度，裂縫迅速上升導致砌體受壓區(qū)減小，而發(fā)生受彎破壞。試

41、驗表明，破壞時砌體受壓區(qū)未發(fā)現(xiàn)被壓碎現(xiàn)象。剪切破壞有三種破壞形態(tài)：斜拉破壞： hw /l00.5 ，且砌體強度較高時，大約在6070破壞荷載作用下，在主壓應力作用下支座上方形成較陡的斜裂縫，破壞時主裂縫中下部砌體被壓碎而剝落。承載力較高。劈裂破壞：在集中荷載作用下，一般在墻梁支座至加載墊板間突然出現(xiàn)一條或幾條貫穿砌體的斜裂縫，開裂荷載約為70100破壞荷載，其承載力僅為同條件下均布荷載的1/21/6，稱為劈裂破壞。hwl0hwl0局壓破壞：砌體強度較低、 hw /l0較大（0.75）時，在支座處砌體發(fā)生局部受壓破壞，開裂荷載約為破壞荷載的7090 ，破壞時墻角被壓碎而剝落。試驗表明，若墻梁兩端

42、有翼墻，可使其局壓承載力提高。hwl0墻梁計算簡圖： 分析表明，當hwlo時，主要是hwlo范圍的墻體參與組合作用。為此僅取一層層高，即按單層計算簡圖計算是偏于安全的。H0HChwhbh1h1b0.5HCnhh1hhnhhi頂梁托梁翼墻構造柱AAbf1bfn3.5h和lo/63.5h和lo/6hf1h計算簡圖中各計算參數(shù)按下列規(guī)定采用1.墻梁計算跨度loi對簡支和連續(xù)墻梁取1.1ln(1.1lni)和1.1lc(1.1lci)兩者的較小值，其中l(wèi)n為凈跨，lc為支座中心線距離；對框支墻梁，取1.1lc(1.1lci) 。2.墻體計算高度hwhw取托梁頂面上一層墻體高度。當hwl0時，取hwl0

43、 ，對于連續(xù)墻梁和多跨框支墻梁， l0取各跨的平均值。3.墻梁跨中截面計算高度 基于托梁軸向拉力作用于托梁截面中心，取H0=hw+0.5hb。4.翼墻計算寬度bf bf 取窗間墻寬度或橫墻間距的2/3，且每邊不大于3.5h和l0 /6。5.框架柱計算高度Hc取Hc=Hcn+0.5hb。 Hcn為框架柱的凈高，取基礎頂面至托梁底面的距離。墻梁的荷載計算1.使用階段墻梁上的荷載承重墻梁托梁頂面的荷載設計值Q1、F1取托梁自重及本層樓蓋的恒荷載和活荷載；墻梁頂面的荷載設計值Q2取托梁以上各層墻體自重，以及墻梁頂面以上各層樓（屋）蓋的恒荷載和活荷載；集中荷載可沿作用的跨度近似化為均布荷載。自承重墻梁墻

44、梁頂面的荷載設計值Q2取托梁自重及托梁以上墻體自重。2.使用階段墻梁上的荷載托梁自重及本層樓蓋的恒荷；本層樓蓋的施工荷載；墻體自重，其高度取lomax/3；對于開洞墻體，洞口削弱墻梁的組合作用，尚應按洞頂以下實際分布的墻體自重復核。墻梁的托梁正截面承載力計算1.托梁跨中截面托梁按偏心受拉構件計算，跨中截面彎矩和軸心拉力分別為式中 荷載設計值Q1、F1作用下的簡支梁跨中彎矩或按連續(xù)梁或框架分析的托梁各跨跨中最大彎矩；荷載設計值Q2作用下的簡支梁跨中彎矩或按連續(xù)梁或框架分析的托梁各跨跨中最大彎矩；考慮墻梁組合作用的托梁跨中彎矩系數(shù)。對自承重墻簡支梁應乘以0.8； 當式（1569）中hb/lo1/6時，取hb/lo1/6 ；當式（1572）中hb/loi1/7時，取hb/loi1/7 ；對于簡支墻梁：對于連續(xù)和框支墻梁：考慮墻梁組合作用的托梁跨中軸力系數(shù)。對自承重簡支墻梁應乘以0.8。當hw/loi1時，取hw/loi1 ；洞口對托梁彎矩的影響系數(shù)，對無洞口墻梁取1.0；洞口邊至最近支座的距離，當ai0.35lo時，取ai0.35lo 。2