砌體結(jié)構(gòu)4.5房屋水平構(gòu)件設(shè)計(jì)

4.14.24.34.44.54.6砌體結(jié)構(gòu)一、砌體結(jié)構(gòu)的發(fā)展 福 佑五年(公元１０５３年)，完成于宋·嘉裕四年(公元 盧溝橋始建于金大定二十九年（1189年）六月，明昌三年（1192年）月建成 四 ，約元2680100胡夫的金塔是座大金146。530又稱(chēng)大角斗場(chǎng)，是古羅馬時(shí)期最有代表性的公共性建筑，建于公元80年—82年，平面為橢圓形，場(chǎng)內(nèi)有60排座位環(huán)繞著表演區(qū)，能容納觀

此神廟是為雅典娜·帕提為公元前447年—前432建于公元前1400年—前1360年的克索阿蒙神廟，至今尚存巨大的柱廊與內(nèi)院。精湛的雕刻技藝與宏大 的建筑體量，是古埃及建筑藝術(shù)的代表砌體結(jié)構(gòu)一．磚實(shí)心分類(lèi)：燒結(jié)普通磚、蒸養(yǎng)（壓）磚燒結(jié)普通磚：粘土、頁(yè)巖、煤矸石、粉煤灰特點(diǎn)：生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，便于手工砌筑，強(qiáng)度較高、保溫隔熱及耐久性良用途：房屋墻體、地面以下條形基礎(chǔ) 蒸養(yǎng)（壓）磚：工業(yè)廢渣、石灰、砂等經(jīng)蒸汽燒結(jié)多15%。磚強(qiáng)度等級(jí)（masonryMPa二．砌采用較大尺寸的砌塊代替小塊磚砌筑砌體，可減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，加施工進(jìn)分類(lèi)：混凝土小型砌塊、混凝土中型砌塊、粉煤灰中型集料混凝土制成，尺寸為：390mm×190mm×190mm（簡(jiǎn)稱(chēng)為混凝土二．砌重力密度：15～16KN/m3，以粉煤灰硅酸鹽為主，它是以粉煤重力密度：4～6KN/m3，用加氣混凝土 MU7.5、MU5 砌體結(jié)構(gòu)三．石承重結(jié)構(gòu)中常用石砌體結(jié)構(gòu)四．砂作分按成分可分 強(qiáng)度按標(biāo)準(zhǔn)方法制作的邊長(zhǎng)為70.7mm的立方體試塊，在標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)28天，經(jīng)抗壓試驗(yàn)所得的強(qiáng)度平均值劃砂漿強(qiáng)度劃分為：M15、M10、M7.5、M5、M2.5對(duì)砂漿磚砌在房屋建筑中，磚砌體用作內(nèi)外承重墻、圍護(hù)墻以及隔厚度根據(jù)強(qiáng)度及穩(wěn)定性要實(shí)砌標(biāo)準(zhǔn)墻的厚度為240mm、370mm、490mm、620mm、740mm砌塊砌砌塊砌體自重輕，保溫隔熱性能好，施工進(jìn)度快，經(jīng)濟(jì)效果好，具良好應(yīng)用前砌體結(jié)構(gòu)體、組合磚砌體、筋混凝土構(gòu)造柱組合墻 aaaa簡(jiǎn)a3～4mma組合磚砌體：由磚砌體和鋼筋混凝土面層或砂漿面層組成的可承hhh hhh

均勻配筋砌塊砌體（又稱(chēng)為配筋砌塊剪力墻），可用于大開(kāi)間建筑和 筑約束配筋砌塊砌體3、配筋砌體的特點(diǎn)加強(qiáng)砌體的各種強(qiáng)度和抗震性能，擴(kuò)大砌體結(jié)構(gòu)的使用范圍二、承重結(jié)構(gòu)縱墻承重體

板 橫墻承

外縱墻

樓面 內(nèi)橫樓梯間山墻樓梯間內(nèi)縱墻砌體結(jié)構(gòu)墻承重體豎向荷載傳遞路線(xiàn) 梁縱墻樓（屋）面板→橫 →基礎(chǔ)→地適用于教學(xué)樓、辦公適用于教學(xué)樓、辦公 筑砌體結(jié)構(gòu)內(nèi)框架承重體外墻、內(nèi)框架共同承樓（屋）面板

柱柱基

梁板柱梁板柱勻豎向變形，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)較大附加應(yīng) 山砌體結(jié)構(gòu)底層框砌體結(jié)構(gòu)的組成與砌體結(jié)構(gòu)的組砌體結(jié)構(gòu)布置的一般 砌體結(jié)構(gòu)的組成與 砌體結(jié)構(gòu)的組成與 磚砌體房屋，檐口標(biāo)高為5～8m8m時(shí)宜適當(dāng)增設(shè)砌塊及料石砌體房屋，檐口標(biāo)高為4～5m時(shí)應(yīng)設(shè)置一道，檐標(biāo)高大于5m時(shí)宜適當(dāng)增 抗震設(shè)防區(qū)的砌體房屋，其圈梁的設(shè)置要求尚應(yīng)滿(mǎn)足表極限荷載的％～70

失穩(wěn)破力二、單磚（塊體）力

性高于塊體、低于砂1、砌體內(nèi)單塊磚處2、砌體內(nèi)單塊磚與3、磚在豎向灰縫處1、塊材的強(qiáng)度及外形尺寸：平整、厚實(shí)2、砂漿的強(qiáng)度：不3、砂漿的變形性能（0）；（）（）（）。1×為4×7×2（）（）；測(cè)試砌體抗壓強(qiáng)度時(shí)式 fk－砌體的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 －砌體的強(qiáng)度平均σf—砌體強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)差 －砌體強(qiáng)度變異系砌體的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)γf..。規(guī)范規(guī)定，各類(lèi)砌體的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f在下列情況下還應(yīng)乘以調(diào)整系數(shù)多孔磚、蒸壓粉煤灰體，γa=0.9。這是采取的降低抗力，保砌體截面面積A＜0.3m2時(shí)，γa=0.7＋A，這是考慮截面較小的截面面積加a08乘以調(diào)整系數(shù)當(dāng)施工質(zhì)量控制等級(jí)為C級(jí)時(shí)當(dāng)驗(yàn)算施工中房屋的構(gòu)件時(shí)，γa=1.l五、砌體的抗拉、抗當(dāng) 力水灰平砌受縫拉壞此，體拉度要粘豎灰的此，體拉度主； 拉力與水平灰縫垂直時(shí)，砌體發(fā)生沿水平通縫截面破壞，時(shí)，砌體抗拉強(qiáng)度主砌體的抗彎性能及強(qiáng)砌體發(fā)生受彎破壞砌體的受彎破壞主要有（a）沿齒縫受拉破沿塊材和豎向灰縫的砌體的抗剪性能及強(qiáng)砌體的受剪破壞主要沿水平通縫截面破沿齒縫受拉破沿階梯形灰縫的破忽略豎向灰縫的抗剪作用，則b、c與a砌體沿灰縫 抗拉強(qiáng)度、彎曲抗拉及抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值六、灌孔砌塊砌體的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)fg：灌孔砌體的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)α:砌塊砌體中灌芯混凝δ：砌塊的孔洞彈性模量七、砌體的變形性砌體在短期荷載作用影響砌體在長(zhǎng)期荷載1徐變的大小與砌體所承受的不變應(yīng)力大小有關(guān)。當(dāng)砌體承受的變壓應(yīng)力在0.6f以下時(shí)，徐變大小與不系2徐變大小與加荷時(shí)砌體的齡期有關(guān)。加荷時(shí)齡期過(guò)小，會(huì)引起大的徐砌體的變形tb對(duì)一般砌體，取砌體應(yīng)力σ=0.43fm（fm為砌體抗壓強(qiáng)度平值）時(shí)的割線(xiàn)模量作為砌體的彈性模量砌體的線(xiàn)膨脹當(dāng)砌體的變形受到約形，其與砌體的線(xiàn)膨砌體的收溫度裂縫和砌體收縮產(chǎn)生的裂縫幾乎占出現(xiàn)裂縫的80%上砌體的摩擦因滑移摩擦阻力的大小靜力計(jì)算平面計(jì)算模選取計(jì)算單元和確定圖豎向荷載的傳遞路→大梁→縱墻→基礎(chǔ)水平荷載的傳遞路線(xiàn)：縱墻基礎(chǔ)→地

計(jì)算單元風(fēng)荷載一部分由縱墻縱墻屋蓋結(jié)構(gòu)山墻山墻基礎(chǔ)

風(fēng)荷

山墻剛度山墻剛度差屋蓋水平梁支座位移 山墻距離距離大水平位 u縱墻剛度縱墻剛度差水平位對(duì)單層房屋，令η=us/up，稱(chēng)空間性能影響系靜力計(jì)根據(jù)房屋空間剛度大?。é堑拇笮。?，靜力計(jì)算時(shí)劃分為三計(jì)算方空間剛度大，山墻距離近，us很?。é恰?），剛性方案房屋，無(wú)移，屋蓋看作墻體上端的剛性方 剛性方 空間剛度小，us=up(η≈1)，彈性方案，《規(guī)范》規(guī)定：對(duì)第一類(lèi)屋蓋η＜0.33時(shí)，按剛性方案計(jì)算時(shí)，按彈性方案計(jì)算；0.33≤η≤0.77時(shí)，按剛彈性方案計(jì)剛性、(3)橫墻的長(zhǎng)度：?jiǎn)螌臃课荩簷M墻長(zhǎng)度L≥其高度H；多層房屋橫墻長(zhǎng)度L≥0.5橫墻總高度墻應(yīng)同時(shí)砌的剛度進(jìn)行驗(yàn)算，若橫墻最大水平位移值umax≤H/4000（H—Pumax（彎曲變形）剪切變形）.

nPH

sssssI型截面型截面HP1= Hn1n1n2承重縱墻的選取計(jì)算單下一下一豎向荷載作用下計(jì)算簡(jiǎn)圖及內(nèi)力（1）計(jì)算簡(jiǎn)在豎向荷載作用內(nèi)，均可簡(jiǎn)化為兩端多層剛性方案計(jì)算單元及豎向荷載下計(jì)算簡(jiǎn)圖5-單層剛性單層剛性方案計(jì)算單上一單層：（2）內(nèi)力上荷載N本層p梁荷-N（2）內(nèi)力上荷載N本層p梁荷-N MΙΙ-Ι二Ⅰ—Ⅰ截面（墻頂截面H底二底MNPeP eN 圖5-多層剛

案房屋縱墻計(jì)算簡(jiǎn)Ⅱ—Ⅱ截面（墻底截面Ⅱ—Ⅱ截面（墻底截面MNNuNP

MNNuNP梁板支承處合力

ePyePy

yh 1hh心線(xiàn)間距離為：

水平荷載作用下計(jì)算簡(jiǎn)圖及內(nèi)力在水平風(fēng)荷載作用下，計(jì)算簡(jiǎn)圖仍為一豎向連續(xù)梁，屋蓋、樓蓋為連梁的支承，并假定沿墻高承受均布線(xiàn)荷載qq iMi

0.083qHii其引起的彎矩可近似M

qH

0.083qHii式中q—計(jì)算單元每米高墻體iiHi—第層墻高，即第層洞口水平截面面積不超過(guò)全截面面積的層高和總高不超過(guò)表5-10的規(guī)表5-10外墻不考慮風(fēng)荷載影響時(shí)的最大基本風(fēng)壓值(kN/m2層高總高對(duì)于多層砌塊房屋190mm厚的外墻，當(dāng)層高不大于2.8m，總高不大于19.6m，基本風(fēng)壓不大于0.7kN／m2時(shí)可不考慮風(fēng)荷載的影承重橫墻的計(jì)算單元：取1m寬墻體中間墻：受壓，偏心受壓。單層剛彈性將反力R乘以η反方向作用于帶彈性鉸支座的排架柱頂，結(jié)果相當(dāng)于在排架柱頂作用ηR將上面兩種情況的內(nèi)多層剛彈性多層房屋由屋蓋、樓蓋和縱、橫墻組成空間承重體系，除了在縱向平荷載作用下無(wú)側(cè)移時(shí)的內(nèi)力和各支桿反力Ri(i＝1，2，…，n)(圖-考慮房屋的空間作用，將支桿反力Ri乘以ηi，反向施加于節(jié)點(diǎn)上計(jì)算出排架內(nèi)力(圖5-（3）疊加上述兩種情況下求得的內(nèi)力，即可得到 =

圖5-9剛彈性方案計(jì)算簡(jiǎn)圖在多層房屋中，當(dāng)下面各層作為、墻較少。對(duì)上柔下剛多層房屋的內(nèi)力分析，頂層可近似按單層房屋計(jì)算，仍單層房屋的空間性能影響系數(shù)，下面各層則按剛性方案計(jì)算在多層房屋中，當(dāng)?shù)讓佑米魃痰?、、室，而上部各層?()砌體房屋的抗震分析1）多層砌體房 （1）剛性 （2）柔性（3）中等剛性2）其它砌體房屋的水 砌體房屋墻體墻、柱的受控制截面的選I—I，該截面承受彎矩M1和軸力N1，因此需進(jìn)行偏下截面可取墻體下部位于i最大，僅考慮豎向荷載時(shí)彎矩為零按軸向受壓計(jì)i

M

qH 213IMmaxNminMuNpMmaxNn3在確定控制截面的內(nèi)（1）1.2×恒荷載的內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值＋1.4×其中一項(xiàng)活荷載的內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)（2）1.35×恒荷載的內(nèi)力標(biāo)難值+4.4.3墻、柱高厚比1）高厚比驗(yàn)

12

H0—墻、柱計(jì)算高度，按表5－13hT—墻、柱的折算厚度hT

12I（對(duì)于矩形截面A[β]—允許高厚比，見(jiàn)表μ2表5－13受壓構(gòu)件的計(jì)算高度柱s2Hss4.4.3墻、柱高厚比驗(yàn)表5－14墻、柱的允許高厚比砂漿強(qiáng)度等墻柱注（1）毛石墻、柱高厚比應(yīng)按表中數(shù)值降低組合磚砌體構(gòu)件的允許高厚比，可按表中數(shù)值提高20％，但得大于11。4.4.3墻、柱高厚比驗(yàn)2）影響墻砂漿砌體截面剛砌體構(gòu)件重要性和房屋使 4.4.3墻、柱高厚比驗(yàn)構(gòu)造柱間距及橫墻間距支撐條4.4.3墻、柱高厚比驗(yàn) bs—在寬度sbbGZbsGZ用0.7；當(dāng)洞口高度等于或小于墻高的l／5時(shí)GZbsGZu2=1.0。當(dāng)與墻連接的相鄰兩橫墻間的距離

s12

c11.5l式中例－mm＋6.0mmmm20mm2 1）確定計(jì)算墻間距s=36m，查表5-8，屬圖如圖5-15所示2）計(jì)算截面特征 (2.40.49)*0.24*0.120.49*0.62*1

y2=0.62-截面慣 I

1.91*0.24*0.1960.1220.49*折算hT（3）墻體高厚比驗(yàn)

初步選M5混合砂漿，查表5－14，允許高厚比24 mm0.s0.×63.m例樓面梁的截面尺寸為200mm×500mm，墻內(nèi)240mm。4.5.1作用發(fā)展沿革過(guò)梁的計(jì) 鋼筋磚過(guò)梁 過(guò)梁

砂 M M 1

f 2.5~ f1

1

6

3~二．過(guò)梁上的hw≥ln時(shí)，可不考慮

此梁、板荷載要考過(guò)此梁、板荷載要考過(guò)對(duì)磚砌體，當(dāng)過(guò)梁上的墻體高度hw＜ln/3時(shí)(ln為過(guò)梁的凈跨)，應(yīng)按墻體的均布自hw≥ln/3時(shí)，應(yīng)按高度為ln/3對(duì)混凝土砌塊砌體，當(dāng)過(guò)梁上的墻體高度hw＜ln/2時(shí)，應(yīng)按墻體的均布自重計(jì)算。當(dāng)墻體高度hw≥ln/2按高度為ln/2墻體的均布自重計(jì)算

lln/2(砌塊砌體ln/3(磚砌體

三．過(guò)磚砌過(guò)梁的破壞過(guò)梁可能發(fā)生下列三種破（1）過(guò)梁跨中截面因受彎承載過(guò)梁支座附近截面因受剪承載力不足，沿灰縫產(chǎn)生450外墻端部因端部墻體寬度不夠，引起水平灰縫的受剪承載力不足而支座滑動(dòng)破 ASf ASf根據(jù)過(guò)梁的工作特性和破壞形態(tài)，磚砌平拱應(yīng)進(jìn)行跨中承載力和支座斜截面的受剪承載力計(jì)算跨中正截面受彎承載力計(jì)M

（5-ftm—砌體的彎曲抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，采用沿齒縫截面的彎曲支座截面的受剪承載力計(jì)VfvbzfV—砌體的抗剪強(qiáng)度設(shè)

（5-表4.1磚砌平拱允許均布荷載設(shè)計(jì)值設(shè)計(jì)值墻厚砂漿等允許荷11056MM669l22 8q8.18N/mm8.18kN/qq11.7kN/n123vvnl23h0.1123Vfbz＝fb受彎承載力計(jì)算公MAsfyh0d式中M—按簡(jiǎn)支梁計(jì)算的跨中As—受拉鋼筋的截面面積fy—受拉鋼筋的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值h0—過(guò)梁截面的有效高

h0hh—過(guò)梁的截面計(jì)算高度，取過(guò)梁底面以上的墻體高度，但ln3；當(dāng)慮梁、板傳來(lái)的荷載時(shí)a—受拉鋼筋截面面積中心至截面下as對(duì)于M5~取d

的砂漿，d0.1~ 。為安全起見(jiàn)，受剪計(jì)算

M0.85h0fyV

（5-（5-鋼筋混凝土過(guò)。例5-已知ln=1.5m，磚MU10，混合砂漿M7.5，在離窗口600mm高度處作用板荷載設(shè)計(jì)值15.94kN/m，試設(shè)計(jì)該過(guò)解：1.荷載梁板荷載位于高度小于跨度范圍內(nèi)，hw＜ln，故必須 M8

pl

8

4.94kN00M0.85h0fy yh0hy

，hh0ha60015

210N/0M08

pl

15.948

4.94kNAs

0.85h0f

選用V fv0.14N/mz2h2600 V15.941.5752bzfv2404000.1413.44kNV墻梁的計(jì)算與概(a)簡(jiǎn)支墻粱 (b)框支墻梁 (c)連續(xù)墻4.5.2

表4.3墻梁的一般規(guī)墻梁類(lèi)總高跨墻hw/托梁hb/洞bh/洞承重墻15hwbhwhh11loibhhh4.5.2二．墻梁的受力特點(diǎn)和破壞簡(jiǎn)支墻體無(wú)洞口時(shí)

洞口居中圖5.6墻梁的

洞口偏4.5.2（hw/l0 ）、托梁高跨比（hb/l0 4.5.2彎曲破的現(xiàn)象。破壞時(shí)，托梁中段受4.5.2剪切破當(dāng)托梁配筋較強(qiáng)，砌體強(qiáng)度相對(duì)較弱時(shí)，一 hw/l00.75~則由于支座上方砌體出現(xiàn)斜裂縫，并延伸至托梁而發(fā)生壞。剪切破壞又可分為兩由于砌體沿齒縫的抗拉強(qiáng)度不足以抵抗主拉應(yīng)力而形成沿灰縫階梯上升的比較平緩的斜裂縫，圖b示。一般當(dāng)hw

0.35~比較接近，破壞突然，屬脆性破壞4.5.2由于砌體斜向抗壓強(qiáng)度不足以抵抗主壓應(yīng)力而引起的組合拱肋斜向壓破壞是很的。 板4.5.2板且且hw/l0彎曲由于托梁或柱中縱筋(圖5.8a4.5.2剪切破在托梁和柱的縱筋未屈服的情況下發(fā)生墻體或托梁剪切8．)。4.5.2彎剪破托梁跨中縱筋屈服的同時(shí)上部鋼筋屈服而形成托梁彎曲破壞機(jī)構(gòu)(圖5.8d4.5.2連續(xù)墻斜拉沿階梯形斜裂縫的剪切破壞，斜裂縫傾角約400～600，發(fā)生于較小構(gòu)件(圖5.9a邊支座墻4.5.2斜壓破沿階梯形斜裂縫的剪切破壞，斜裂縫傾角約構(gòu)件(圖5.9b支座墻體

，發(fā)生于較大4.5.2剪切-局壓墻體剪切破壞的同時(shí)或稍后，沿中支座墻體輻射形斜裂形成800倒梯形局壓破壞區(qū)(圖5.9a中區(qū)墻體4.5.2三.墻梁的四.墻梁的一般材托梁混凝土≮C25，墻體塊體≮MU10，砂漿≮墻計(jì)算高度范圍的墻體，每天砌筑高度托最小配筋率≮0.5%；最小錨固長(zhǎng)4.5.31342F1342FFF(-(-4.5.3挑梁最后可能發(fā)生下述三抗傾覆力矩小于傾覆力矩而使挑梁圍繞傾覆點(diǎn)發(fā)生傾覆破壞(圖挑梁下砌體局部受壓破壞(圖挑梁傾覆點(diǎn)附近正截面受彎破壞或斜截面受剪破壞FFFF（a）傾覆（a）傾覆（b）局部受壓破4.5.3砌體墻中鋼筋混凝土挑梁可按下式進(jìn)行抗傾覆驗(yàn)算Mov

M

M式 —挑梁的荷載設(shè)計(jì)值對(duì)計(jì)算傾覆點(diǎn)產(chǎn)生的傾覆力矩MMr—挑梁的抗傾覆力矩設(shè)4.5.3處。挑梁下壓應(yīng)力分布為上凸曲線(xiàn)，壓應(yīng)力合力距墻邊約為0.25a，a壓應(yīng)力分布長(zhǎng)度。根據(jù)試

a1.2hbaa(-(-F4.5.3（1）當(dāng)l1 x0（2）當(dāng)l1 x0

（4.17）

x0x x bhb公式4.5.32213Mr0.8Gr

x0式中Gr—挑梁的抗傾覆荷載，為圍（其水平長(zhǎng)度為l3 l2 Gr作用點(diǎn)至墻外邊的距4.5.3應(yīng)按下列原則取無(wú)洞口：當(dāng)l3l1時(shí)，取實(shí)際擴(kuò)展的長(zhǎng)度(圖4.18a)；當(dāng)l3l1時(shí)，l31圖4.18b）22132131(a)l3(a)l3時(shí)時(shí)

4.5.3梁設(shè)應(yīng)按下列原則取值2222131(c)洞口(d)洞口l14.5.3挑梁下砌體局部受壓承載力試驗(yàn)表明，挑梁下砌體局Nl

式中Nl—挑梁下的支承壓力，可取Nl＝2R，R為挑梁的傾覆荷載設(shè)計(jì)—梁端底面壓應(yīng)力圖形的完整系數(shù)，可取Al—挑梁下砌體局部受壓面

A1.2bh

為挑梁的截 寬度，hb為挑梁的截面高—砌體局部抗壓強(qiáng)度提高系數(shù)，對(duì)矩形截面墻段(一字墻 1.25；對(duì)T形截面墻段(丁字墻 ＝1.5(圖(圖4.5.3梁設(shè)bb bb(b)(b)挑梁支承在丁字(a)挑粱支承在一字挑梁下砌體局