砌體結構講解.ppt

1、砌體結構,長春建筑學院 主講：陳敏杰,第1章 緒論,1.1 砌體結構概述 1.2 砌體結構的優(yōu)缺點及應用范圍 1.3砌體結構發(fā)展方向,1.1.1砌體結構定義砌體： 采用砌筑方法用砂漿將單個塊體粘結而成的整體。砌體結構：由磚、石或各種砌塊用砂漿砌筑而成的結構。也就是由砌體組成的墻、柱等構件作為建筑物或構筑物主要受力構件的結構。分類：按照塊材不同分為磚砌體、石砌體、砌塊砌體。,1.1 砌體結構概述,我國：素有“秦磚漢瓦”之說，足見砌體結構有著悠久的歷史?？脊刨Y料表明：新石器時代：就有石砌圍墻、石砌祭壇和木骨架泥墻建筑；商代以后：逐漸采用粘土做成板筑墻；西周時代：已有燒結瓦存在；戰(zhàn)國時代：能燒制出大

2、尺寸空心磚；南北朝：磚使用已經(jīng)很普遍了。秦代：修建的聞名于世的萬里長城，是我國砌體結構史上光輝的一頁。隋代：由李春建造的河北趙縣安濟橋（即趙州橋）。,1.1.2砌體結構的發(fā)展簡史：,中國萬里長城 河北趙縣安濟橋,國外： 古埃及在尼羅河三角洲的吉薩建成的大金字塔，采用塊石建成，工程浩大。 古羅馬建成的羅馬角斗場，采用石結構建成，至今仍供人們參觀。 人們從最初的亂石塊發(fā)展為塊石，從土坯發(fā)展成燒結磚瓦，出現(xiàn)了最早的砌體結構。,古埃及大金字塔 古羅馬大角斗場,第一階段： 19世紀中葉以前磚石結構主要為城墻、佛塔、石橋、及佛殿；第二階段： 19世紀中葉以后到解放前大約100年期間，主要以粘土磚建造承重墻

3、；第三階段： 解放以后，廣泛采用磚砌多層房屋，擴大石結構范圍，發(fā)展新結構，采用新材料新技術（如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）。,砌體結構在我國的發(fā)展大致分為三個階段：,前兩個階段只憑經(jīng)驗設計不作計算，1956年開始使用前蘇聯(lián)磚石及鋼筋磚石結構設計標準及技術規(guī)范,該規(guī)范采用定值的極限狀態(tài)設計方法。1973年才頒布我國第一部磚石結構設計規(guī)范（GBJ3-73）采用半經(jīng)驗半概率極限狀態(tài)計算方法。 1988年進行修訂，頒布了砌體結構設計規(guī)范(GBJ3-88) ，增加了砌塊結構 ，該規(guī)范采用計算理論是以概率理論為基礎的極限狀態(tài)設計方法。2001年修訂砌體結構設計規(guī)范

4、（GB50003-2001），增加了組合磚墻、配筋砌塊砌體剪力墻結構及地震區(qū)無筋和配筋砌體結構構件設計等內(nèi)容。 隨著砌體新材料、新技術、新結構推廣應用及人民生活水平的提高，又修訂了新的規(guī)范砌體結構設計規(guī)范（GB50003-2011）,該規(guī)范在原規(guī)范基礎上，增加了節(jié)能減排、墻材革新要求，增加了提高砌體耐久性的有關規(guī)定，增補了防止或減輕因材料變形而引起的墻體開裂措施等。,計算理論和計算方法的發(fā)展,1.2 砌體結構的優(yōu)缺點及應用范圍,1.2.1砌體結構的優(yōu)缺點 優(yōu)點： 就地取材，來源方便，比較經(jīng)濟；（材料來源廣泛） 良好的耐火性和耐久性；（性能優(yōu)良） 施工簡單； 保溫隔熱性能好。 缺點： 自重大；

5、抗拉抗剪抗彎強度低，抗震性能差； 工作量大； 粘土磚占用良田。,砌體主要用于承受壓力的構件：房屋的基礎、墻體、柱。無筋砌體房屋可建57層；配筋砌塊剪力墻結構可建1018層。在工業(yè)與民用建筑中：用于砌筑圍護墻和填充墻，如住宅、煙囪、管道支架、水池、倉庫、跨度不大的廠房、擋土墻等。在交通運輸方面：用于橋梁、隧道工程。在水利建設方面：用石材砌筑壩、堰、渡槽。,1.2.2砌體結構的應用范圍,1.3砌體結構發(fā)展展望,1、發(fā)展輕質(zhì)高強的磚和砌塊及高粘結強度的砂漿。 2、推廣配筋砌體結構。 3、加強對防止和減輕墻體裂縫構造措施的研究。 4、提高砌體結構的施工技術水平和施工質(zhì)量。,第2章 砌體材料及其力學性能

6、,2.6 砌體的變形性能,2.1 塊材,砌體材料包括：塊材和砂漿 常用的塊材磚、砌塊、石材,類型：磚包括：一類是燒結磚（燒結普通磚、燒結多孔磚） 一類是混凝土多孔磚和混凝土普通磚 一類是蒸壓磚（蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚）燒結普通磚：以粘土、頁巖、煤矸石或粉煤灰為主要原料，經(jīng)過焙燒而成的實心磚或孔洞率小于25%且外形尺寸符合規(guī)定的磚。 標準磚尺寸：24011553 MM 墻體尺寸：（120）、 240、 370、490、620 MM 強度等級：MU30、MU25、MU20、MU15、MU10 適用范圍： 房屋上部及地下基礎等部位燒結多孔磚：以粘土、頁巖、煤矸石或粉煤灰為主要原料，經(jīng)過焙燒而成孔洞

7、率超過25%且不大于35%磚?？椎某叽缧《鴶?shù)量多，孔洞平行于受力方向，主要用于6層以下承重部位的磚，簡稱多孔磚。 承重多孔磚目前主要采用P型磚（24011590）和 M型磚（19019090） 多孔磚優(yōu)點：可節(jié)約粘土、減少砂漿用量、提高工效、節(jié)省墻體造價；可減輕塊體自重、增強墻體抗震性能 適用范圍： 房屋上部結構（不宜用于凍脹地區(qū)地下部位）,2.1.1 磚,蒸壓灰砂磚：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，簡稱灰砂磚。 尺寸燒結普通磚 蒸壓粉煤灰磚：以粉煤灰、石灰為原料，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，簡稱粉煤灰磚。尺寸燒結普通磚

8、適用范圍：不得用于長期受熱200以上、受急冷急熱和有酸性介質(zhì)侵蝕的建筑部位，MU15和MU15以上的蒸壓灰砂磚可用于基礎及其他建筑部位，蒸壓粉煤灰磚用于基礎或用于受凍融和干濕交替作用的建筑部位必須使用一等磚。 強度等級：燒結普通磚、燒結多孔磚：MU30、MU25、MU20、MU15、MU10；蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚：MU25、MU20、MU15、MU10； 混凝土普通磚、混凝土多孔磚：MU30 、MU25、MU20、MU15,類型： 按大小不同：小型砌塊（砌塊高度為115-380mm) 中型砌塊（砌塊高度為380-900mm) 大型砌塊（砌塊高度為900mm) 按外觀不同： 實心和空心 按材

9、料不同：普通混凝土與裝飾混凝土小型空心砌塊、輕 集料混凝土小型空心砌塊、粉煤灰小型空心砌塊、蒸壓加氣混凝土砌塊、免蒸加氣混凝土砌塊和石膏砌塊。強度等級： 承重MU20、MU15、MU10、MU7.5、MU5； 自承重輕 集料混凝土小型空心砌塊MU10、MU7.5、 MU5 、MU3.5。,2.1.2 砌塊,類型：天然石材：當自重大于18kN/m3的稱為重石，如花崗石、石灰石、砂石等；當自重小于18kN/m3的稱為輕石，如凝灰石、貝殼灰?guī)r等；按加工程度：料石和毛石強度等級：MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30、MU20，石材的強度等級用邊長70mm的立方體試塊的抗壓強度來

10、表示，如果試塊為其他尺寸，應乘以規(guī)定的換算系數(shù)。注：MU為塊體（Masonry Unit）的縮寫。特點：抗壓強度高、抗凍性能好，多用于房屋基礎的勒腳,2.1.3 石材,砂漿：是由砂、礦物膠結材料（以及加入塑性摻和料，如粘土或石灰等）與水按合理配比經(jīng)攪拌而制成的。作用：使塊材與砂漿接觸表面產(chǎn)生粘結力和摩擦力，將塊材凝結成整體；抹平塊材表面使其應力分布均勻；填塞塊材間的縫隙，降低砌體透風性，提高砌體隔熱性能。砌體結構對砂漿的基本要求：強度、可塑性（流動性）、保水性。砂漿的強度等級的確定：邊長為70.7mm的立方體試塊在203C的室內(nèi)自然條件下養(yǎng)護24小時，拆模后再在同樣的條件下養(yǎng)護28天，加壓所測

11、得的抗壓強度極限值。砂漿的強度等級：M15、M10、M7.5、M5、M2.5，其中M表示Mortar的縮寫；強度為零的砂漿指施工階段尚未硬化或用凍結法施工解凍階段的砂漿。,2.2 砂漿,砂漿的分類： 1）水泥砂漿：由水泥與砂加水拌合而成，不加摻合料（石灰膏、粘土膏）的純水泥砂漿，其強度高，耐久性較好，但和易性差,適用于強度較高及潮濕環(huán)境中的砌體。 2）混合砂漿：它是有塑性摻合料的水泥砂漿，如水泥石灰砂漿、水泥粘土砂漿等，具有一定的強度和耐久性，和易性和保水性好，一般墻體用混合砂漿，但不宜砌筑潮濕環(huán)境的砌體。 3）非水泥砂漿： 它是不含水泥的石灰砂漿、石膏砂漿和粘土砂漿，其強度不高耐久性差，只用

12、于受力不大的簡易建筑物中的砌體。,2.3 砌體材料的選擇,強度的要求；耐久性的要求。 地面以下或防潮層以下的材料的最低強度要求：p110,2.4 砌體種類及力學性能,2.4.1砌體種類 1磚砌體： （1）按搭砌方式：一順一丁、梅花丁、三順一丁 （2）按砌體類別： 實心砌體：通常用作承重外墻、內(nèi)墻以及磚柱； 空心砌體（輕型砌體）：空斗墻、空氣夾層墻、填充墻等； 2砌塊砌體： （1）混凝土小型空心砌塊砌體（2）混凝土中型空心砌塊砌體 （3）粉煤灰中型實心砌塊砌體（4）輕骨料混凝土空心砌塊砌體 3石砌體： （1）料石砌體（細料石、半細料石；粗料石、毛料石）（2）毛石砌體 4配筋砌體： （1）網(wǎng)狀配筋

13、砌體：鋼筋網(wǎng)配在砌體水平灰縫內(nèi)； （2）組合砌體：在砌體外側預留的豎向凹槽內(nèi)配置縱向鋼筋，澆灌混凝土制成。,1砌體的受壓性能,磚砌體受壓的破壞特征,2.4.2砌體力學性能,（1）、砌體開始受壓到出現(xiàn)第一條（批）裂縫第一階段 第一階段是指當磚砌體上加的荷載大約為破壞荷載的50-70%，單塊磚在拉、彎、剪復作用下出現(xiàn)第一條（批)裂縫。 特點：不再增加壓力，裂縫將不會繼續(xù)發(fā)展。 （2）、第二階段 出現(xiàn)第一條（批）裂縫后的砌體，繼續(xù)增加壓力，單塊磚內(nèi)的個別裂縫會繼續(xù)發(fā)展，并逐漸擴展連通形成貫通幾皮磚的豎向裂縫。此時砌體承受的壓力為破壞壓力的80-90%。 特點： 壓力不增加，裂縫有繼續(xù)開展的趨勢。 （

14、3）、第三階段 進入第三階段的砌體，壓力稍有增加，砌體中的裂縫將迅速發(fā)展，其中幾條主要豎向裂縫上下貫通，將砌體分割成幾個小段柱。 特點：獨立小短柱因失穩(wěn)或壓碎而導致整個砌體破壞。,砌體內(nèi)單塊磚的應力狀態(tài)和受力特點,（1）磚的表面不平整，砂漿的鋪砌不可能十分均勻。 （2）磚和砂漿的力學性質(zhì)不一致。 （3）豎向灰縫上的應力集中。 結論：砌體的抗壓強度低于單塊磚的抗壓強度。,塊體和砂漿的強度等級 塊體的強度高和砂漿的強度高，砌體的強度高。 塊材的外形與尺寸 塊材的外形比較規(guī)則、平整，尺寸加大，提高砌體的抗壓強度. 砂漿的流動性、保水性及彈性模量的影響 砂漿的流動性大和保水性好，鋪砌灰縫厚度均勻，提高

15、砌體抗壓強度；砂漿的彈性模量越大，砌體的抗壓強度提高。 砌筑質(zhì)量與灰縫的厚度 砂漿鋪砌飽滿均勻，改善塊體在砌體中的受力性能，使之較均勻的受壓而提高砌體抗壓強度。砌體施工及驗收規(guī)范規(guī)定，砌體水平灰縫的砂漿飽滿程度不得低于80%，磚柱和寬度小于1m的窗間墻豎向灰縫的砂漿飽滿程度不得低于60%。 砂漿的厚度實踐證明1012mm為宜。,影響砌體抗壓強度的因素,砌體的抗壓強度計算公式,砌體的抗壓強度平均值： 如：混凝土小型空心砌塊：（表2.7及注解） f1和f2分別為砌塊和砂漿的強度。,2砌體的抗拉、抗彎和抗剪性能,砌體的抗壓性能要比抗拉、抗彎和抗剪好的多。但工程中也會遇到受拉、受剪情況。 砌體受拉、受

16、彎和受剪破壞可能發(fā)生三種破壞：沿齒縫（灰縫）的破壞；沿磚石和豎向灰縫的破壞；沿通縫（灰縫）的破壞。 砌體抗拉、彎曲抗拉及抗剪強度主要取決于灰縫的強度； 粘結力分為：法向粘結力和切向粘結力兩種。,砌體的軸心受拉性能 截面破壞: 當塊材的強度低，砂漿的強度高，砂漿與塊材的切向粘結強度高于磚的抗拉強度時，將沿豎向灰縫及磚面發(fā)生破壞。 齒縫破壞: 當塊材的強度高，砂漿的強度低，砂漿與塊材間的切向粘結力低于塊材的抗拉強度時，將沿灰縫的齒狀發(fā)生破壞。 通縫破壞: 力的方向垂直于水平灰縫時，在水平灰縫中產(chǎn)生法向拉應力，由于砂漿與塊材間的法向粘結度小，將沿水平通縫發(fā)生破壞。不允許出現(xiàn)此種破壞。,不允許出現(xiàn)沿通

17、縫截面的受拉構件（如圖c） 水平受拉時，可能沿齒縫破壞（如圖b） 也可能沿磚和豎向灰縫破壞（如圖a）,2,3,f,k,f,m,t,=,砌體沿齒縫截面破壞的軸心抗拉強度平均值計算公式,砌體的彎曲抗拉破壞 在豎向彎曲時，應采用沿通縫的抗拉強度； 當在水平方向上彎曲時，可能有兩種破壞形式： 沿齒縫截面和沿豎向灰縫截面。取兩種強度較 小的計算。,與塊體類別有關的參數(shù),）,值（,砌體彎曲抗拉強度平均,-,-,=,4,2,4,Mpa,k,f,k,砌體沿齒縫與沿通縫截面受彎破壞時的 彎曲抗拉強度平均值計算公式為：,砌體受剪性能 砌體中常遇到的受剪構件有門窗過梁、拱過梁以及墻體過梁。 砌體常見的受剪工作是沿通

18、縫截面或沿階梯形截面。,2.5 砌體的強度計算指標,2.5.1砌體抗壓強度設計值,2.5.2砌體軸心抗拉強度、彎曲抗拉強度、抗剪強度設計值,2.5.3砌體抗壓強度調(diào)整系數(shù),2.5.1砌體強度和穩(wěn)定性驗算,各類砌體的強度設計值在下列情況下應乘以調(diào)整系數(shù)a, 對無筋配筋砌體,其截面面積小于0.3m2時,a為其截面面積加0.7。對配筋砌體構件，當其中砌體截面面積小于0.2m2時,a為其截面面積加0.8。構件截面面積以m2計。 當砌體用強度等級小于M5的水泥砂漿砌筑時，對表中的數(shù)值, a 為0.9；對表2-8的數(shù)值,a 為0.8； 當驗算施工中的房屋時, a 為1.1;,2.6 砌體的變形性能,砌體的

19、變形性能包括： 砌體的應力和應變關系、 砌體的受壓彈性模量、 剪變模量、 線膨脹系數(shù)、 收縮率、 摩擦系數(shù)等。,2.6.1砌體的彈性模量 根據(jù)國內(nèi)外資料, 砌體的應力和應變關系曲線為: 為與砂漿強度和塊體品種有關的系數(shù) 彈性模量的定義為: 在實際工程中，按 時的變形模量為砌體的彈性模量。,砌體的彈性模量,f是砌體抗壓強度設計值。,第3章 無筋砌體構件,教學目的： 通過本課的學習使大家掌握受壓砌體的 承載力計算方法并能熟練計算。 教學重點： 計算公式的運用。 教學難點： 偏心距影響系數(shù)。,砌體結構可靠度設計方法的改革一.直接經(jīng)驗階段二.安全系數(shù)階段三.以概率論為基礎的設計階段,3.1 以概率理論

20、為基礎的極限狀態(tài)設計方法,3.1.1 極限狀態(tài)設計方法的基本概念 1.結構的功能要求：（安全性、適用性、耐久性） 安全性、適用性、耐久性可概括成為結構的可靠性。 2.結構的極限狀態(tài)：承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限 狀態(tài) 根據(jù)砌體結構特點（截面尺寸往往較大），砌體結構正常 使用極限狀態(tài)的要求，一般情況下可由相應的構造措施保證。 3. 結構上的作用、作用效用和結構的抗力 4. 結構的可靠度與可靠指標,5、設計表達式 砌體結構按承載能力極限狀態(tài)設計時，應按下列公式進行最不利組合： 結構的重要性系數(shù)：一級或設計年限50年以上的不應小于1.1；二級或設計年限50年的，不應小于1.0；三級或設計年限1-5

21、年的，不應小0.9。 第i個可變荷載的組合值系數(shù)。一般情況下取0.7；對書庫、檔案庫、儲藏室或通風機房、電梯機房應取0.9。,3.1.2砌體的強度標準值和設計值 1、砌體抗壓強度標準值的取值: 為砌體受壓強度的變異系數(shù)。 2、砌體抗壓強度設計值的取值為: 為砌體結構的材料性能分項系數(shù)，一般情況下，易按施工控制等級為B級考慮，取為1.6；當為C級時，取1.8。,注意：當施工質(zhì)量控制等級為C級時，表中系數(shù)應 乘以調(diào)整系數(shù)0.89； 當施工質(zhì)量控制等級為A級時，表中系數(shù)應 乘以調(diào)整系數(shù)1.05。,3.2 受壓構件,受壓的類型：軸心受壓、偏心受壓和局部受壓。 3.2.1 受壓構件的高厚比 受壓構件的高

22、厚比：是指構件的計算高度H0與截面在偏心方向的高度h的比值。 構件高厚比的計算公式： 對于矩形截面： 對于T形截面： 為不同砌體材料的高厚比修正系數(shù),3.2.2.受壓構件承載力計算,（1）受壓短柱 當柱的高厚比 3時，構件的縱向彎曲對承載力的影響很小，可以不加考慮，該柱稱為受壓短柱。 1）軸心受壓：（e=0 3） 此時砌體截面的應力是均勻分布的，破壞時截面承受的最大壓應力達到砌體的軸心抗壓強度。 軸心受壓短柱的承載力設計值可按下式計算：,2）偏心受壓：（e0 3） 當壓力作用于構件截面的重心時為軸心受壓構，不作用于重心時為偏心受壓構件。 兩種情況:即縱向壓力有較大偏心（一側受拉，一側受壓）以及

23、有較小偏心（不均勻壓應力）時。此時受壓區(qū)壓應力的合力將與所施加的偏心壓力保持平衡。,偏壓短柱的承載力設計值可按下式計算： N-為軸向力設計值； A -為截面面積，按毛截面計算； f -砌體的抗壓強度設計值； -偏心影響系數(shù),指偏心受壓構件與軸心受壓構件承載能力的比值. 對于矩形截面， ，則 當截面為T形或其他形狀時，h用折算厚度 代替，而 仍按 計算。,（2）受壓長柱 時，構件縱向彎曲的影響不能忽略，需考慮其對承載力的影響。,偏壓長柱的承載力設計值可按下式計算： 的計算： 附加偏心距 可由： 的邊界條件確定， 可得： 其中， 為軸心受壓的縱向彎曲系數(shù)， 偏心受壓長柱影響系數(shù)： 在實際計算時，可

24、直接查表,適用條件： 當偏心距過大時，構件截面受拉邊將出現(xiàn)過大的水平裂縫，導致截面面積A減小，構件承載力顯著降低，規(guī)范規(guī)定：e0.6y 。 y-截面重心到軸向力所在偏心方向截面邊緣的距離。 其中M、N為截面上所受的彎矩 和軸力設計值。,統(tǒng)一公式： ,注意： 1、f raf 2、 e0.6y 3、 查表 e/h 4、矩形截面：偏心方向邊長為長邊時，除了沿長邊方向按偏心受壓計算外，還應沿短邊按軸心受壓計算,例題,截面尺寸為370*490mm的磚柱，磚的強度等級為MU7.5， 混合砂漿的強度等級為M2.5， 柱高為3.2m，兩端為不動鉸支座。 柱頂承受設計軸心壓力N=117kN(已考慮荷載分項系數(shù)，

25、不包括柱自重)，試驗算柱的承載力。 解先計算柱底壓力設計值，磚的標準容重為19kN/m3，則 N=117+ =117+1.2 *0.37 *0.49 *19 *3.2=130kN 查表,柱截面面積為A=0.37 *0.49=0.18m20.3m2 故 =0.7+0.18=0.88 查表可得砌體軸心受壓抗壓強度為 則, 安全,3.3 局部受壓 3.3.1 砌體局部受壓的特點 1 、局部受壓分類 (1) 局部均勻受壓： 當砌體截面作用局部均勻壓力時。例如(a) (2) 局部不均勻受壓：當砌體截面作用非均勻壓力時。例如（b),2、局部受壓破壞形態(tài) （1）由于豎向裂縫發(fā)展而引起的破壞 （2）劈裂破壞

26、（3）局壓面積上的砌體壓壞,3、局部受壓時的砌體強度 試驗表明：在局部受壓時，按局部受壓面積計算的砌體強度高于砌體全截面受壓時的強度. 強度提高的原因：一是“套箍強化”作用, 另一個原因是力的擴散作用.,結論： 由于局部受壓的砌體處于三向受壓狀態(tài)，環(huán)向壓力將會阻止局部受壓的變形，起著套箍作用，提高局部受壓強度，而套箍作用的大小取決于A0/AL比值的大小。一般說在一定范圍內(nèi)， A0/AL比值越大，套箍作用越大，強度提高越多，但試驗表明A0/AL比值超過一定范圍，套箍作用將不會增加。,3.3.2 砌體截面局部均勻受壓 局部受壓承載力計算公式如下： 式中， 局部受壓面積上荷載設計值產(chǎn)生的軸向力 局部

27、受壓面積； 局部抗壓強度提高系數(shù)； 影響局部抗壓強度的計算面積。,3.3.3 梁端支承處砌體的局部受壓,梁端底面沒有離開砌體的長度稱為有效支承長度 令 梁端底面壓應力圖形完整系數(shù)； 邊緣最大局壓應力。 經(jīng)過簡化： 當a0大于a時，應取a0等于a,1.梁端有效支承長度,2.上部荷載對局部抗壓的影響,砌體的內(nèi)拱卸荷作用：規(guī)范規(guī)定，A0/Al3時，可不考慮上部荷載的作用。,2.上部荷載對局部抗壓的影響,上部荷載的折減系數(shù)，當A0/Al大于等于3時， 應取等于0；,上部荷載作用在梁端的力為,3 梁端砌體局部受壓計算 規(guī)范規(guī)定梁端砌體局部受壓承載力采用如下公式計算：,上部荷載的折減系數(shù)，當A0/Al大于

28、等于3時， 應取 等于0； 局部受壓面積內(nèi)上部軸壓力設計值（N）； 梁端支承壓力設計值（N）； 上部平均壓應力設計值（N/mm2）； 梁端底面壓應力圖形完整系數(shù)，可取0.7，對 于過梁和墻梁可取1.0； 梁端有效支承長度（mm），當a0大于a時， 應取a0等于a ； 梁端實際支承長度； 梁的截面寬度； 梁的截面高度； 砌體的抗壓強度設計值。,3.3.4 墊塊下砌體的局部受壓,1 . 梁下設置剛性墊塊 定義：當墊塊的高度tb180mm,且墊塊自梁邊緣起挑出的長度不大于墊塊的高度時，稱為剛性墊塊。,墊塊面積Ab上由上部荷載設計值產(chǎn)生的軸壓力，,墊塊上N0和Nl的軸向力影響系數(shù)，不考慮縱向彎曲影響，

29、取 的 值。 基本上是偏心受壓公式。 墊塊外砌體面積的有利影響系數(shù)， 但不小于1.0， 為砌體局部抗壓強度提高系數(shù)，以Ab代替Al； 墊塊面積（mm2）； 墊塊伸入墻內(nèi)的長度（mm）； 墊塊的寬度（mm）。,2 、剛性墊塊應符合下列要求： 1）剛性墊塊的高度不宜小于180mm， 自梁邊算起的墊塊挑出長度不宜大于墊塊高度 ； 2）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，同時壁柱上墊塊伸入翼墻內(nèi)的長度不應小于120mm; 3）當現(xiàn)澆墊塊與梁整體澆筑時，墊塊可以在梁高度范圍內(nèi)設置。 3 、梁端設有剛性墊塊時，兩端的有效支承長度按下式計算,剛性墊塊的影響系數(shù)。,3.3.5 梁

30、下設有墊梁的局部受壓承載力計算,梁下設有長度大于 墊梁下的局部受壓承載力計算:,墊梁上部軸向力設計值（KN）； 墊梁在厚度方向的寬度（mm）； 當荷載沿厚度方向均勻分布時 取1.0，不均勻 分布時 取0.8; 墊梁折算高度; 分別為墊梁的混凝土彈性模量和截面慣性矩;,墊梁的高度(mm) ； 砌體的彈性模量； 墻厚（mm）,3.4 砌體受拉、受彎及受剪承載力計算 砌體的受拉、彎、剪構件的承載力計算，實質(zhì)上利用材料力學公式計算構件控制截面上的最大應力設計值，使之不超過相應砌體強度設計值。,3.4.1軸心受拉構件 適用范圍：小型磚砌水池和筒倉 軸心受拉構件承載力計算公式： NtftA 式中，Nt軸心

31、拉力設計值； ft砌體的軸心抗拉強度設計值； A 磚砌體截面積；,3.4.2受彎構件 適用范圍：磚砌過梁、擋土墻 磚砌體受彎構件的破壞形態(tài)： 沿齒縫、沿磚塊和豎向灰縫截面彎曲受拉破壞 沿通縫截面彎曲受拉破壞 支座處受剪破壞,工程中的磚砌平拱過梁、擋土墻等結構構件均屬于受彎構件。從兩個方面進行強度計算，進行受彎承載力計算，同時在支座處還存在較大剪力，應進行相應的抗剪計算。 其承載力按下式計算：,3.4.3 受剪構件 砌體受剪承載力按下式計算: V(fv+am s0 )A 當永久荷載分項系數(shù)為G1.2 時 0.26-0.082 s0 /f 當永久荷載分項系數(shù)為G1.35 時 0.26-0.082

32、s0 /f,V-截面剪力設計值；A-水平截面面積。當有孔洞時，取凈截面面積；fv-砌體抗剪強度設計值，對灌孔的混凝土砌塊砌體取fvG；-修正系數(shù)。當G1.2時，磚砌體取0.60，混凝土砌塊砌體取0.64；當G1.35時，磚砌體取0.64，混凝土砌塊砌體取0.66；-剪壓復合受力影響系數(shù)，與的乘積可查表5.5.1；0-永久荷載設計值產(chǎn)生的水平截面平均壓應力；f-砌體的抗壓強度設計值；0/f-軸壓比，且不大于0.8。,3.5 配筋磚砌體構件,一、水平網(wǎng)狀配筋對砌體承載力的影響: 約束砂漿和磚的橫向變形，間接提高砌體豎向抗壓承載力； 延緩磚塊的開裂及其裂縫的發(fā)展； 阻止豎向裂縫的上下貫通，避免磚砌體

33、被分裂成小柱導致失穩(wěn)破壞。提高磚砌體小偏心抗壓承載力,3.5.1 網(wǎng)狀配筋磚砌體受壓構件,二、受壓承載力計算 1.網(wǎng)狀配筋磚砌體的抗壓強度計算公式,式中，fn網(wǎng)狀配筋磚砌體的抗壓強度設計值；f 磚砌體的抗壓強度設計值；e 軸向力的偏心距； 體積配筋率；y 截面重心到軸向力所在偏心方向截面邊緣的距離；fy鋼筋的抗拉強度設計值，fy320MPa； Vs、V鋼筋和砌體的體積；,2網(wǎng)狀配筋磚砌體構件的影響系數(shù) 考慮高厚比和初始偏心距e對承載力的影響，網(wǎng)狀配筋磚砌體構件的影響系數(shù)：,3網(wǎng)狀配筋磚砌體受壓構件的承載力計算公式：,式中，N 軸向力設計值；A 磚砌體截面面積。,三、網(wǎng)狀配筋磚砌體構件的適用范圍

34、 水平網(wǎng)狀配筋磚砌體受壓構件使用范圍應符合下列規(guī)定 偏心距超過截面核心范圍，不宜采用網(wǎng)狀配筋磚砌體構件；（矩形截面e/h0.17；e/h16） 矩形截面軸向力偏心方向的截面邊長大于另一方向的邊長時，除按偏心受壓計算外，還應對較小邊長方向按軸心受壓進行驗算； 當網(wǎng)狀配筋磚砌體下端與無筋砌體交接時，尚應驗算無筋砌體的局部受壓承載力 。,四、構造規(guī)定 網(wǎng)狀配筋磚砌體中的體積配筋率，不應小于0.1%，并不應大于1%。 采用方格鋼筋網(wǎng)時，鋼筋的直徑宜采用34mm；當采用連彎鋼筋網(wǎng)時，鋼筋的直徑不應大于8mm；當采用連彎鋼筋網(wǎng)時，網(wǎng)的鋼筋方向應互相垂直，沿砌體高度交錯布置，Sn取同一方向網(wǎng)的間距。 鋼筋網(wǎng)

35、中鋼筋的間距不應大于120mm，并不應小于30mm。 鋼筋網(wǎng)的間距，不應大于5皮磚，并不應大于400mm。 網(wǎng)狀配筋磚砌體所用砂漿不應低于M7.5；鋼筋網(wǎng)應設置在砌體 的水平灰縫中，灰縫厚度應保證鋼筋上下至少各有2mm厚的砂漿層。,3.5.2組合磚砌體構件,混凝土或鋼筋砂漿面層組合磚砌體,當荷載偏心距較大時，無筋磚砌體承載力不足而截面尺寸又 受到限制時，可采用磚砌體和鋼筋混凝土面層或鋼筋砂漿面層組成 的組合磚砌體構件。,3.5.3磚體和鋼筋混凝土構造柱組合墻,磚砌體和鋼筋混凝土構造柱組合墻，是在磚墻中間隔一定離設置鋼筋混凝土構造柱，并在各樓層處設置鋼筋混凝土圈梁，使磚砌體墻于鋼筋混凝土構造柱和

36、圈梁組成一個整體結構共同受力。,3.6 配筋砌塊砌體構件,配筋砌塊砌體構件是在砌體中配置一定數(shù)量的豎向和水平鋼筋，豎向鋼筋一般是插入砌塊砌體上下貫通的孔中，用灌孔混凝土灌實使鋼筋充分錨固，配筋砌體的灌孔率一般大于50%，水平箍筋一般可設置在水平灰縫中或設置箍筋，豎向和水平鋼筋使砌塊砌體形成一個共同的整體。,混合結構房屋墻體設計,第四章,4.1 混合結構房屋的組成及結構布置方案4.1.1混合結構房屋的組成 混合結構房屋:是指主要承重構件由不同的材料所組成的建筑物。其中豎向構件如房屋的墻、柱、基礎等采用砌體結構材料；而水平構件如樓蓋及屋蓋等，則采用鋼筋砼或其他材料（木材、輕鋼結構）建造。 混合結構

37、房屋的結構設計主要包括樓（屋）蓋設計、墻體、基礎設計等方面的內(nèi)容，由于樓（屋）蓋廣泛采用鋼筋砼梁板結構，在砼結構中已有詳細介紹，基礎也要系統(tǒng)學習，所以墻體設計是本章的主要內(nèi)容。,4.1.2混合結構房屋的結構布置方案 混合結構的結構布置方案主要是指承重墻體的布置方案，而墻體布置要滿足建筑和結構兩個方面的要求。按豎向荷載傳遞途徑不同，承重墻布置方案有以下四種： 1 橫墻承重方案 2 縱墻承重方案 3 縱橫墻承重方案 4 內(nèi)框架承重方案,一.橫墻承重體系,豎向荷載傳力路線： 屋（樓）面荷載 橫墻 基礎 地基,橫墻承重體系特點： 1.橫墻為承重墻，間距較?。?4.5m），結構整體性好，空間剛度大，有利

38、于抵抗水平作用和調(diào)整地基的不均勻沉降。 2.縱墻作為圍護、隔斷墻，其設置門窗洞口的限制較少，縱墻立面處理比較靈活，可保證橫墻的側向穩(wěn)定。 3.樓蓋的材料用量較少，但墻體的用料較多 ，施工方便。 適用于宿舍、住宅、旅館等居住建筑和由小房間組成的辦公樓等,二.縱墻承重體系,豎向荷載傳力路線： 屋（樓）面荷載 屋架（梁） 縱墻 基礎 地基,縱墻承重體系特點： 1.縱墻為承重墻，橫墻數(shù)量相對較少，承重墻間距一般較大，房屋的空間剛度比橫墻承重體系小；縱墻上門窗洞口的大小和位置受到限制。 2.橫墻為自承重墻，可保證縱墻的側向穩(wěn)定和房屋的整體剛度，房屋的劃分比較靈活。 3.樓蓋的材料用量較多，墻體的材料用量

39、較少。 適用于教學樓、圖書館、食堂、俱樂部、中小型工業(yè)廠房等單層和多層空曠房屋。,三.縱橫墻承重體系,豎向荷載傳力路線：,縱橫墻承重體系特點： 兼有橫墻和縱橫墻承重體系的特點，房屋平面布置比較靈活，空間剛度較好。 適用于住宅、教學樓、辦公樓及醫(yī)院等建筑。,四. 內(nèi)框架承重體系,豎向荷載傳力路線：,內(nèi)框架承重體系特點： 1.室內(nèi)空間較大，梁的跨度并不相應增大。 2.由于橫墻少，房屋的空間剛度和整體性較差。 3.由于鋼筋混凝土柱和磚墻的壓縮性能不同，結構易產(chǎn)生不均勻的豎向變形。 4.框架和墻的變形性能相差較大， 在地震時易由于變形不協(xié)調(diào)而破壞。,五、內(nèi)框架承重體系與其他體系相結合就成為混合承重體系

40、,六. 底層框架承重體系,豎向荷載傳力路線： 屋（樓）面荷載 上層墻體 墻梁 框架柱 基礎 地基,底層框架承重體系特點： 1.底層使用空間較大，梁的尺度并不相應增大 2.由于底層墻體較少，沿房屋高度方向，結構 空間剛度將發(fā)生變化； 3.經(jīng)過合理設計，可獲得使用和抗震性能較好 的底層框架結構體系，實現(xiàn)強柱弱梁的目標。 適用于上部住宅底層商店或車庫類房屋。,4.2 砌體房屋的靜力計算方案 進行混合結構房屋的靜力計算，實際上是計算房屋的墻體和基礎承受的內(nèi)力，其計算簡圖的確定（即靜力計算方案）取決于房屋的空間受力性能、墻體構造等多方面因素。,4.2.1 房屋的空間受力性能,1兩端沒有山墻的單層單跨房屋

41、： 外縱墻承重，屋面是鋼筋混凝土平屋頂，由預制板和大梁組成。 （1）計算單元：相鄰窗口中線之間的一段。 （2）荷載的傳遞路線：通過計算單元墻體本身傳至基礎。 （3）結構計算體系：平面受力體系。,房屋自由側移變形up 房屋約束側移變形us 空間性能影響系數(shù),2兩端有山墻的單層單跨房屋：,4.2.2房屋靜力計算方案的劃分 1 彈性計算方案 當山墻（橫墻）間距很大時，屋面水平梁的水平剛度較小，值比較大。 2 剛彈性計算方案 當山墻（橫墻）間距比 較小時，屋面的跨度相 對短一些，相應的水平 剛度相對較大。樓板處 的相對位移比彈性方案 小一些。,3 剛性計算方案 當山墻（橫墻）間距更短時，由于屋面水平梁

42、的水平剛度很大，可以認為屋面沒有水平位移。 比較以上三種房屋，剛性 方案最好，一般應盡量設 計成剛性方案。 規(guī)范規(guī)定混合結構 房屋靜力計算方案劃分如下：,根據(jù)房屋空間工作的程度不同，砌體房屋計算單元應采用相應的計算簡圖。 砌體結構設計規(guī)范根據(jù)橫墻和樓蓋對計算單元約束程度，將砌體結構靜力計算方案分為剛性、剛彈性和彈性三種計算方案。,剛性方案,剛彈性方案計算簡圖,彈性方案計算簡圖,4.2.3剛性和剛彈性方案房屋的橫墻剛性方案和剛彈性方案中橫墻應當滿足以下幾項要求:,橫墻中開有洞口時,洞口的水平截面面積應不超過橫墻截面面積的50%; 橫墻的厚度一般不小于180mm; 單層房屋的橫墻長度不小于其高度，

43、多層房屋的橫墻長度，不小于其總高度的1/2； 當不符合上述要求時，應對橫墻的剛度進行驗算；最大的水平位移不超過橫墻總高度的1/4000。,4.3 墻柱高厚比驗算 混合結構房屋中的墻柱均是受壓構件，除了滿足承載力要求外，還必須保證墻體穩(wěn)定性. 在設計時一般是在確定承重體系、進行結構布置和選擇計算方案之后，就要對墻體和柱進行高厚比驗算，滿足要求后再進行靜力計算和截面承載力計算。 墻、柱的高度與其厚度之比稱為高厚比。 高厚比驗算包括兩方面：一是允許高厚比的限值，二是墻柱實際高厚比的確定。,4.3.1 允許高厚比及影響高厚比的因素1. 允許高厚比限值：墻柱的允許高厚比主要是根據(jù)構件的穩(wěn)定性條件和剛度條

44、件，由實際工程經(jīng)驗確定。見下表： 墻、柱的允許高厚比限值,2.影響高厚比的主要因素為：砂漿的強度等級：強度等級越大，越大；橫墻的間距：間距越遠，越小；構造的支承條件：如剛性方案可以大一些，彈性和剛彈性方案應小一些；砌體的截面形式：截面慣性矩越大，可越大；墻體上門窗洞口削弱越多，應越低；構件的重要性和房屋的使用條件：次要構件如非承重墻，可適當提高，對使用時有振動的房屋，應比一般房屋適當降低。,4.3.2 高厚比驗算（1）一般墻柱高厚比驗算應符合下列要求：式中：H0 墻柱的計算高度。見表4.4 h 軸心取短邊，偏心方向長邊 墻柱的允許高厚比； 1非承重墻的修正系數(shù)，當墻厚h=240mm時，1=1.

45、2； h=90mm時， 1=1.5；當240mm h 90mm時，插值。 上端為自由端的墻的，除按上述規(guī)定提高外，還可提高30%。 2有門窗洞口的墻的修正系數(shù)： ， 當洞口高度1/5墻高時，可取2=1.0。式中：bs寬度s范圍內(nèi)的門窗洞口的寬度；s相鄰窗間墻或壁柱之間的距離。,墻、柱的計算高度,表注：1 表中Hu為變截面柱的上段高度；Hl為變截面柱的下段高度；2 對于上端為自由端的構件，H02H；3 獨立磚柱，當無柱間支撐時，柱在垂直排架方向的H0應按表中數(shù)值乘 以1.25后采用；4 s-房屋橫墻間距；5 自承重墻的計算高度應根據(jù)周邊支承或拉接條件確定。6 表中的構件高度H應按下列規(guī)定采用：1

46、）在房屋底層，為樓板頂面到構件下端支點的距離，下端支點的位置，可取在基礎頂面，當埋置較深且有剛性地坪時，可取室外地面下500mm處；2）在房屋其他層次，為樓板或其他水平支點間的距離；3）對于無壁柱的山墻，可取層高加山墻尖高度的1/2；對于帶壁柱的山墻可取壁柱處的山墻高度。,（2）對于帶壁柱墻的高厚比驗算整片墻高厚比驗算： hT=3.5 i i=在確定截面回轉半徑i 時，帶壁柱墻的計算截面翼緣寬度bf 按下列規(guī)定采用：a.多層房屋：當有門窗時，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13；b.單層房屋：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。,壁柱間高厚比驗算

47、：除按上述方法驗算整體高厚比外，還應對壁柱之間墻厚為h的墻面進行高厚比驗算。 壁柱可看作墻的側向不動鉸支點，所以確定計算高度H0時，s應當取壁柱間距；不論帶壁柱墻體的房屋的靜力計算屬何種方案，H0按剛性方案考慮。,（3） 帶構造柱墻的高厚比驗算,整片墻的驗算 當驗算帶構造柱墻的高厚比時，當構造柱截面寬度不小于墻厚時，h取墻厚，確定計算高度時，s應當取相鄰橫墻的間距，允許高厚比乘以提高系數(shù) 式中， 系數(shù)，對于細石料、半細石料砌體， 對于混凝土砌塊、粗料石、毛料石及毛石砌體取 其它砌體， 為構造柱沿墻長方向的寬度； 構造柱的間距。 當 時，取 ，當 時，取 ，,壁柱間墻的驗算(矩形截面) 在確定H

48、0時，墻長s取相鄰壁柱間或相鄰構造柱間的距離,4.5多層房屋墻體計算,4.5.1多層剛性方案房屋承重縱墻計算 1、 計算簡圖 設計時取一段具有代表性的一段進行計算. 計算簡圖如下:,外縱墻計算圖形,豎向荷載作用下的計算簡圖為豎向的簡支梁。 由于樓板端部翹起作用，使梁端反力產(chǎn)生偏心， 偏心距距墻邊為0.4a0，所以墻體受彎； 水平荷載作用下簡化成連續(xù)梁。,縱墻荷載作用位置,跨中和支座處的彎矩可以近似取為：,2 、最不利截面的位置及內(nèi)力計算 一般取以下幾段為最不利截面。,剛性方案外縱墻在水平荷載作用下的計算方法,在水平風荷載作用下，計算單元可以看作一個豎向的連續(xù)梁，跨中和支座處的彎矩可以近似為 對

49、于剛性方案外墻，當洞口水平截面面積不超過全截面面積的2/3時，其層高和總高不超過下表要求，屋面自重不小于 ，可以不考慮風荷載的影響。,4.5.2 多層剛性方案房屋承重橫墻計算,剛性構造方案房屋由于橫墻間距不大，在水平荷載作用下，縱墻傳給橫墻的水平力對橫墻的承載力計算影響很小，因此，橫墻只需計算垂直荷載作用下的承載力。 1、 計算簡圖 剛性方案的計算簡圖 取1米寬的墻體作為 計算單元。 樓板削弱了墻體，將 連接處視為鉸支座。,剛性方案房屋橫墻計算簡圖,2 、最不利截面位置及內(nèi)力計算 由于是軸心受壓，可以取IIIIII處為最不利截面，該截面處的軸向力為 3 、截面承載力計算 按軸心受壓構件計算；

50、橫墻上設有洞口時，取洞口中心線之間的墻體作為計算單元； 由樓面大梁作用于橫墻時，應取大梁間距作為計算單元； 局部受壓驗算。 4.5.4 剛彈性方案房屋的計算（自學） 4.6 地下室墻（自學）,5.1 過梁 5.1.1 過梁分類及應用范圍 承受門窗洞口上部墻體的重量和樓蓋傳來的荷載的梁， 稱為過梁。 一般包括磚砌過梁和鋼筋混凝土過梁。 磚砌平拱和鋼筋磚過梁。 1. 磚砌平拱：高度一般為240mm和370mm，厚度與墻厚相同，其凈跨度不應超過1.2m。,2. 鋼筋磚過梁：在其底部水平灰縫內(nèi)配置縱向受力鋼筋，梁的凈跨度不應超過1.5m。,第5章 過梁、圈梁、墻梁、懸挑梁及墻體的構造措施,關于過梁的跨

51、度的規(guī)定: 鋼筋磚過梁為1.5米; 磚砌平拱為為1.2米; 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. 5.1.2 過梁上的荷載:,2. 墻體荷載： 對磚砌體，當過梁上的墻體高度 時，應按墻體的均布自重采用；當墻體的高度 時，應按高度為 墻體的均布自重采用； 對混凝土砌塊砌體，當過梁上的墻體高度 時，應按墻體的均布自重采用；當墻體的高度 時，應按高度為 墻體的均布自重采用.,梁板荷載: 對于磚和小型砌塊砌體, 當梁板下墻體的高度 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 時，不考慮梁板荷載。,5.1.3 過梁計算 1. 平拱過梁：受彎承載力 受

52、剪承載力 式中，z為內(nèi)力臂，當截面為矩形時等于2h/3,磚砌平拱的允許均布荷載設計值,2. 鋼筋磚過梁： 過梁的抗剪承載力計算方法與平拱過梁相同，過梁跨中截面抗彎承載力計算如下 3. 鋼筋混凝土過梁： 按鋼筋混凝土受彎構件計算。,5.2 圈梁 圈梁是沿建筑物外墻四周及縱橫墻內(nèi)墻設置的連續(xù)封閉梁。 圈梁的作用是增強房屋的整體性和墻體的穩(wěn)定性，防止由于地基不均勻沉降或較大振動荷載等對房屋引起的不利影響。,5.2.1 圈梁的設置 （1）對于車間、倉庫、食堂等空曠的單層房屋： 磚砌體房屋,檐口標高為5-8米時，應在檐口標高處設置圈梁一道，檐口標高大于8米時，應增加設置數(shù)量； 砌塊及料石砌體房屋,檐口標高為4-5米時，應在檐口標高處設置圈梁一道，檐口標高大于5米時，應增加設置數(shù)量。 （2）宿舍、辦公樓等多層砌體民用房屋，且層數(shù)為3-4層時，應在檐口標高處設置圈梁一道；當層數(shù)