1、 模块模块9 9 砌砌 体体 结结 构构砌体结构概述砌体材料及砌体的力学性能砌体结构构件砌体的构造要求知识目标知识目标（1 1）了解砌体结构的特点及砌体的分类。）了解砌体结构的特点及砌体的分类。（2 2）熟悉砌体材料的规格、型号及砌体的力学性能。）熟悉砌体材料的规格、型号及砌体的力学性能。（3 3）掌握砌体结构构件承载力的计算方法。）掌握砌体结构构件承载力的计算方法。（4 4）熟悉砌体的构造要求。）熟悉砌体的构造要求。模块模块9 9 砌砌 体体 结结 构构9.1 9.1 砌体结构概述砌体结构概述由块体和砂浆砌筑而成的墙、柱作为建筑物主要受力构件的结构，称为砌体结构。它是砖砌体、砌块砌体和石砌体
2、结构的统称。在工程结构中，主要承重构件由不同的结构材料所构成的结构称为混合结构。目前我国大多数多层住宅常采用砌体承重墙、混凝土楼（屋）盖的砌体混凝土的混合结构。9.1 9.1 砌体结构概述砌体结构概述 9.1.19.1.1砌体结构的特点砌体结构的优点砌体结构的优点1.（1）就地取材，造价低。天然的砂石料，可制砖的黏土、页岩，以及粉煤灰、煤矸石等都可就地取材，降低造价。这是砌体结构得以广泛应用的主要原因。（2）耐久性和耐火性好。在能完好地保存至今的古建筑中，砌体结构占有相当大的比例，主要原因就是砌体结构的材料具有较好的化学稳定性、大气稳定性和耐火性能。9.1 9.1 砌体结构概述砌体结构概述（3
3、）保温、隔热、隔音性能好。砌体结构材料的保温、隔热、隔音性能较好，用于住宅房屋时，较易满足相关的建筑功能指标，能给人们创造舒适的环境。（4）施工难度小。不需模板，也无须特殊的技术装备，采取简易措施即可施工。新铺砌体即可承受一定的荷载，可以连续施工。9.1 9.1 砌体结构概述砌体结构概述砌体结构的缺点砌体结构的缺点2.（1）强度低。砌体结构是由大量砖石等块体用砂浆黏结成的砌体所组成的结构，由于黏结力较弱，因而砌体的强度较低，特别是抗拉、抗剪及抗弯强度很低。（2）自重大。因为砌体的强度低，所以需要采用较大的截面面积，从而造成构件体积较大，使其自重占到建筑物总重量的一半左右。（3）整体性较差，受力
4、性能的离散性较大。（4）劳动强度高。块体较小，基本上为手工操作，砌筑工作量大，劳动强度高。（5）采用黏土砖会侵占大量农田。9.1 9.1 砌体结构概述砌体结构概述 9.1.29.1.2砌体的分类砌体分为无筋砌体和配筋砌体两大类。9.1 9.1 砌体结构概述砌体结构概述无筋砌体无筋砌体1.无筋砌体不配置钢筋，仅由块材和砂浆组成，包括砖砌体、砌块砌体和石砌体。无筋砌体的抗震性能和抵抗地基不均匀沉降的能力较差。（1）砖砌体。砖砌体由砖和砂浆砌筑而成，可用作内外墙、柱、基础等承重结构及围护墙和隔墙等非承重结构。墙体的厚度根据砖砌体的强度和稳定性要求确定，对于房屋的外墙还需考虑保温、隔热的性能要求。9.
5、1 9.1 砌体结构概述砌体结构概述（2）砌块砌体。砌块砌体由砌块和砂浆砌筑而成。采用砌块砌体可以减轻劳动强度，提高劳动生产率，并具有较好的经济技术指标。（3）石砌体。石砌体由天然石材和砂浆（或混凝土）砌筑而成，分为料石砌体、毛石砌体和毛石混凝土砌体三类。石砌体可用于建造一般民用建筑的承重墙、柱和基础，还可用于建造挡土墙、石拱桥、石坝和涵洞等构筑物。在石砌体在石材产地可就地取材，比较经济，应用较广泛。9.1 9.1 砌体结构概述砌体结构概述配筋砌体配筋砌体2.为提高砌体强度，减小砌体的截面尺寸，增加砌体结构（或构件）的整体性，可采用配筋砌体。配筋砌体可分为网状配筋砖砌体、组合砖砌体、砖砌体和钢
6、筋混凝土构造柱组合墙及配筋砌块砌体。（1）网状配筋砖砌体。网状配筋砖砌体又称横向配筋砌体，在砌体中每隔几皮砖在其水平灰缝中设置一层钢筋网。钢筋网有方格网式和连弯式两种，如图9-1所示。方格网式钢筋网一般采用直径为34 mm的钢筋，连弯式钢筋网一般采用直径为58 mm的钢筋。9.1 9.1 砌体结构概述砌体结构概述图9-1 钢筋网的形式(a)方格网式 (b)连弯式9.1 9.1 砌体结构概述砌体结构概述（2）组合砖砌体。组合砖砌体由砖砌体和钢筋混凝土面层或钢筋砂浆面层组合而成，如图9-2所示。组合砖砌体适用于荷载偏心距较大、超过截面核心范围或进行增层改造的墙或柱。图9-2 组合砖砌体构件的截面9
7、.1 9.1 砌体结构概述砌体结构概述（3）砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙。砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙是在砖砌体中每隔一定距离设置钢筋混凝土构造柱，并在各层楼盖处设置钢筋混凝土圈梁，使砖砌体墙与钢筋混凝土构造柱和圈梁组成一个整体结构以共同受力，如图9-3所示。工程实践表明，这种墙体不仅提高了构件的承载力，同时还增强了房屋的变形与抗倒塌能力。施工时，必须先砌墙，后浇筑钢筋混凝土构造柱。图9-3 砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙9.1 9.1 砌体结构概述砌体结构概述（4）配筋砌块砌体。配筋砌块砌体是指在水平灰缝中配置水平钢筋，在混凝土砌块墙体上下贯通的竖向孔洞中插入竖向钢筋，并用灌孔混凝土灌实
8、，使竖向钢筋和水平钢筋与砌体形成一个整体，如图9-4所示。这种砌体具有抗震性能好、造价较低、节能的特点，可用于中高层房屋建筑。图9-4 配筋砌块砌体9.2 9.2 砌体材料及砌体的力学性能砌体材料及砌体的力学性能 9.2.19.2.1砌体材料砌体材料分为块体材料和砂浆两大类。9.2 9.2 砌体材料及砌体的力学性能砌体材料及砌体的力学性能块体材料块体材料1.（1）块体材料一般分为人工砖石和天然石材两大类。人工砖石有经过焙烧的烧结普通砖、烧结多孔砖，不经过焙烧的蒸压灰砂砖和蒸压粉煤灰砖及砌块等。天然石材以重力密度是否大于18 kN/m3分为重石（花岗岩、砂岩、石灰岩）和轻石（凝灰岩、贝壳灰岩）两
9、类；按加工后的外形规则程度可分为细料石、半细料石、粗料石和毛料石。形状不规则、中部厚度不小于200 mm的块石称为毛石。9.2 9.2 砌体材料及砌体的力学性能砌体材料及砌体的力学性能烧结普通砖是以黏土、页岩、煤矸石、粉煤灰为主要原料，经过焙烧而成的实心或孔洞率不大于15%的砖。我国统一规格的尺寸主要为240 mm115 mm53 mm。烧结多孔砖是以黏土、页岩、煤矸石为主要原料，经过焙烧而成的砖（简称多孔砖）。其孔洞率不小于15%，孔形可为圆形或非圆形。孔的尺寸小而数量多，主要用于承重部分。目前，多孔砖分为P型多孔砖和M型多孔砖。P型多孔砖的外形尺寸主要为240 mm115 mm90 mm，
10、其他尺寸为240 mm180 mm115 mm和290 mm150 mm290 mm，如图9-5所示；M型多孔砖的外形尺寸有190 mm190 mm90 mm和90 mm190 mm90 mm，如图9-6所示。9.2 9.2 砌体材料及砌体的力学性能砌体材料及砌体的力学性能图9-5 P型多孔砖的外形尺寸图9-6 M型多孔砖的外形尺寸9.2 9.2 砌体材料及砌体的力学性能砌体材料及砌体的力学性能蒸压灰砂砖和蒸压粉煤灰砖。蒸压灰砂砖以石英砂和石灰为主要原料；蒸压粉煤灰砖则以粉煤灰为主要原料，加入其他掺合料后，压制成型，蒸压养护而成。这类砖的使用会受到环境的限制。9.2 9.2 砌体材料及砌体的力
11、学性能砌体材料及砌体的力学性能砌块。砌块是指用普通混凝土或轻混凝土及硅酸盐材料制成的实心块材和空心块材。砌块按尺寸大小、质量可分为手工砌筑的小型砌块及采用机械施工的中型砌块和大型砌块。纳入砌体结构设计规范（GB 500032011）的砌块主要有普通混凝土砌块和轻骨料混凝土小型空心砌块。混凝土小型空心砌块的主规格尺寸为390 mm190 mm190 mm，空心率为25%50%，其块型如图9-7所示。砌块的孔洞沿厚度方向只有一排孔的为单排孔小型砌块，有双排条形孔洞或多排条形孔洞的为双排孔小型砌块或多排孔小型砌块。9.2 9.2 砌体材料及砌体的力学性能砌体材料及砌体的力学性能图9-7 混凝土小型空
12、心砌块的块型9.2 9.2 砌体材料及砌体的力学性能砌体材料及砌体的力学性能（2）块体材料的强度等级用符号“MU”表示，由标准试验方法得出的块体极限抗压强度的平均值确定，单位为MPa。其中，因普通砖和空心砖的厚度较小，在砌体中易因弯剪作用而过早断裂，确定强度等级时还应符合抗折强度的指标。9.2 9.2 砌体材料及砌体的力学性能砌体材料及砌体的力学性能砌体结构设计规范（GB 500032011）中规定的块体强度等级分别为：烧结普通砖、烧结多孔砖的强度等级：MU30、MU25、MU20、MU15和MU10。蒸压灰砂普通砖、蒸压粉煤灰普通砖的强度等级：MU25、MU20和MU15。混凝土普通砖、混凝
13、土多孔砖的强度等级：MU30、MU25、MU20和MU15。混凝土砌块、轻集料混凝土砌块的强度等级：MU20、MU15、MU10、MU7.5和MU5。石材的强度等级：MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30和MU20。9.2 9.2 砌体材料及砌体的力学性能砌体材料及砌体的力学性能砂浆砂浆2.砂浆在砌体中的作用是将块体连成整体并使应力均匀分布，以保证砌体结构的整体性。此外，由于砂浆填满块体间的缝隙，减少了砌体的透气性，增强了砌体的隔热性及抗冻性。砂浆按其组成材料的不同分为水泥砂浆、混合砂浆和石灰砂浆。水泥砂浆具有强度高、耐久性好的特点，但保水性和流动性较差，适用于潮湿环境和
14、地下砌体。混合砂浆具有保水性和流动性较好、强度较高、便于施工且质量容易保证的特点，是砌体结构中常用的砂浆。石灰砂浆具有保水性、流动性好的特点，但强度低、耐久性差，只适用于临时建筑或受力不大的简易建筑。9.2 9.2 砌体材料及砌体的力学性能砌体材料及砌体的力学性能砂浆的强度等级是用龄期为28天的边长为70.7 mm的立方体试块所测得的极限抗压强度来确定的，用符号“M”表示，单位为MPa(N/mm2)。砂浆强度分为M15、M10、M7.5、M5和M2.5五个等级。验算施工阶段砌体结构的承载力时，砂浆强度取为零。当采用混凝土小型空心砌块时，应采用与其配套的砌块专用砂浆（用“Mb”表示）和砌块灌孔混
15、凝土（用“Cb”表示）。砌块专用砂浆的强度等级有Mb20、Mb15、Mb10、Mb7.5和Mb5，砌块灌孔混凝土的强度等级与混凝土的强度等级相同。9.2 9.2 砌体材料及砌体的力学性能砌体材料及砌体的力学性能 9.2.29.2.2砌体的力学性能砌体的轴心受压性能砌体的轴心受压性能1.（1）砖砌体受压试验。标准试件的尺寸为370 mm490 mm970 mm，常用的尺寸为240 mm370 mm720 mm。为了使试验机的压力能均匀地传给砌体试件，可在试件两端各加砌一块混凝土垫块。对于常用试件，垫块尺寸可采用240 mm370 mm200 mm，并配钢筋网片。砌体轴心受压从加荷开始直到破坏，大
16、致经历以下三个阶段：当砌体加载达极限荷载Nu的50%70%时，单块砖内产生细小裂缝，如图9-8(a)所示。此时若停止加载，则裂缝也停止扩展。9.2 9.2 砌体材料及砌体的力学性能砌体材料及砌体的力学性能当砌体加载达极限荷载Nu的80%90%时，砖内有些裂缝连通起来，沿竖向贯通若干皮砖见图9-8(b)。此时，即使不再加载，裂缝仍会继续扩展，砌体实际上已接近破坏。当压力N接近极限荷载Nu时，砌体中的裂缝迅速扩展和贯通见图9-8(c)，将砌体分成若干个小柱体，砌体最终因被压碎或丧失稳定而破坏。9.2 9.2 砌体材料及砌体的力学性能砌体材料及砌体的力学性能图9-8 砖砌体的受压破坏9.2 9.2
17、砌体材料及砌体的力学性能砌体材料及砌体的力学性能（2）由上述受压试验结果可知：砖的抗压强度和弹性模量分别为16MPa、1.3104 MPa，砂浆的抗压强度和弹性模量分别为1.36 MPa、(0.281.24)104 MPa，砌体的抗压强度和弹性模量分别为4.55.4 MPa、(0.180.41)104 MPa。由此可以发现，砖的抗压强度和弹性模量均大大高于砌体，砌体的抗压强度和弹性模量可能高于也可能低于砂浆相应的数值。产生上述结果的原因为：9.2 9.2 砌体材料及砌体的力学性能砌体材料及砌体的力学性能砌体中的砖处于复合受力状态。由于砖的表面本身不平整，再加之铺设砂浆的厚度不是很均匀，水平灰缝
18、也不很饱满，造成单块砖在砌体内并不是均匀受压，而是处于同时受压、受弯、受剪甚至受扭的复合受力状态。由于砖的抗拉强度很低，因而一旦拉应力超过砖的抗拉强度，就会引起砖的开裂，如图9-9所示。图9-9 砌体内砖的复合受力状态9.2 9.2 砌体材料及砌体的力学性能砌体材料及砌体的力学性能砌体中的砖受到附加水平拉应力。由于砖和砂浆的弹性模量及横向变形系数不同，砌体受压时要产生横向变形，当砂浆强度较低时，砖的横向变形比砂浆小，在砂浆的黏结力与摩擦力的影响下，砖将阻止砂浆发生横向变形，从而使砂浆受到横向压力，砖因此也受到横向拉力。由于砖内出现了附加拉应力，因而加快了砖裂缝的出现。竖向灰缝处存在应力集中。竖
19、向灰缝不饱满及砂浆收缩等会造成竖向灰缝内砂浆和砖的黏结力减弱，使砌体的整体性受到影响。因此，在位于竖向灰缝上、下端的砖内会产生横向拉应力和剪应力的集中，加快砖的开裂。9.2 9.2 砌体材料及砌体的力学性能砌体材料及砌体的力学性能（3）影响砌体抗压强度的因素很多，建立一个相当精确的砌体抗压强度公式是比较困难的。砌体结构设计规范（GB 500032011）采用了一个比较完整、统一的表达砌体轴心抗压强度平均值的计算公式，即 （9-1)式中，fm为砌体轴心抗压强度平均值；f1为块体（砖、石、砌块）的强度等级值；f2为砂浆抗压强度平均值；、k1均为与块体类别有关的参数，取值如表9-1所示；k2为与砂浆
20、强度有关的参数，取值如表9-1所示。221107.01kffkfm 9.2 9.2 砌体材料及砌体的力学性能砌体材料及砌体的力学性能9.2 9.2 砌体材料及砌体的力学性能砌体材料及砌体的力学性能砌体的轴心受拉性能砌体的轴心受拉性能2.（1）与砌体的抗压强度相比，砌体的抗拉强度很低。按照力作用于砌体方向的不同，砌体可能发生如图9-10所示的三种破坏。当轴向拉力与砌体的水平灰缝平行时，砌体可能发生沿竖向及水平方向灰缝的齿缝截面破坏见图9-10(a)；或沿块体和竖向灰缝截面的破坏见图9-10(b)。通常，当块体的强度等级较高而砂浆的强度等级较低时，砌体发生前一种破坏形态；当块体的强度等级较低而砂浆
21、的强度等级较高时，砌体则发生后一种破坏形态。当轴向拉力与砌体的水平灰缝垂直时，砌体可能沿通缝截面破坏见图9-10(c)。由于灰缝的法向黏结强度是不可靠的，在设计中不允许采用沿通缝截面的轴心受拉构件。9.2 9.2 砌体材料及砌体的力学性能砌体材料及砌体的力学性能图9-10 砖砌体的轴心受拉破坏形式(a)沿齿缝截面破坏 (b)沿块体和竖向灰缝截面破坏 (c)沿通缝截面破坏9.2 9.2 砌体材料及砌体的力学性能砌体材料及砌体的力学性能砂浆与块体的黏结强度在竖向灰缝和水平灰缝内是不同的。在竖向灰缝内，由于砂浆未能很好地填满及砂浆硬化时发生收缩，大大削弱甚至完全破坏了两者的黏结，因而，在计算中对竖向
22、灰缝的黏结强度不予考虑。在水平灰缝内，当砂浆在其硬化过程中发生收缩时，砌体不断发生沉降，使得灰缝中砂浆和砖石的黏结不仅未遭到破坏，还不断得到增强，因而在计算中仅需考虑水平灰缝的黏结强度。9.2 9.2 砌体材料及砌体的力学性能砌体材料及砌体的力学性能（2）砌体结构设计规范（GB 500032011）对砌体的轴心抗拉强度只考虑沿齿缝截面破坏的情况，如表9-2所示。9.2 9.2 砌体材料及砌体的力学性能砌体材料及砌体的力学性能当砌体沿齿缝截面破坏时，其轴心抗拉强度还与砌体的砌筑方式有关。采用不同的砌筑方式，块体搭接长度l与块体高度h的比值l/h不同，该值实际上反映了承受拉力的水平灰缝的面积的大小
23、。试验研究表明，当采用“三顺一丁”和全部顺砖砌筑时，砌体沿齿缝截面的轴心抗拉强度可比采用“一顺一丁”砌筑方式时提高20%50%。设计时，一般可不考虑砌筑方式对砌体轴心抗拉强度的影响；但当l/h3时。（9-6）（9-7)式中，e为轴向力的偏心距，应按内力设计值计算，并不应大于0.6y，y为截面重心到轴向力所在偏心方向截面边缘的距离；h为矩形截面的轴向力偏心方向的边长；0为轴心受压构件的稳定系数；为与砂浆强度等级有关的系数，当砂浆强度等级大于或等于M5.0时，=0.001 5，当砂浆强度等级等于M2.5时，=0.002，当砂浆强度等级f2=0时，=0.009；为构件的高厚比，应按下列规定采用：21
24、211he20111211211）（he20119.3 9.3 砌体结构构件砌体结构构件 对矩形截面。（9-8)对T形截面。（9-9)式中,为不同材料砌体构件的高厚比修正系数，应按表9-5采用；H0为受压构件的计算高度（见附表19）；h为矩形截面轴向力偏心方向的边长，当轴心受压时为截面较小边长；hT为T形截面的折算厚度，可近似按3.5i计算，i为截面回转半径，i=I/A，其中I、A分别为截面的惯性矩和截面面积。hH0ThH0 9.3 9.3 砌体结构构件砌体结构构件9.3 9.3 砌体结构构件砌体结构构件（2）无筋砌体矩形截面双向偏心受压构件(见图9-16)承载力的影响系数，可按下列规定计算：
25、图9-16矩形截面双向偏心受压9.3 9.3 砌体结构构件砌体结构构件 （9-10)（9-11)（9-12)式中，eb、eh分别为轴向力在截面重心x轴、y轴方向的偏心距，eb、eh宜分别不大于0.5x和0.5y，x、y分别为自截面重心沿x轴、y轴至轴向力所在偏心方向截面边缘的距离；eib、eih分别为轴向力在截面重心x轴、y轴方向的附加偏心距。221211）（）（heebeeihhibbhebebebehbbib11120hebehebehbhi11120h 9.3 9.3 砌体结构构件砌体结构构件 9.3.29.3.2无筋砌体局部受压受压特点受压特点1.局部受压是砌体结构中常见的一种受力状态
26、，其特点在于轴向力仅作用于砌体的部分截面上。如承受上部柱或墙传来的压力的基础顶面、支承梁或屋架的墙柱、梁或屋架端部支承处的砌体截面，均会产生局部受压。作用在局部受压面积上的应力可能均匀分布，也可能不均匀分布。当砌体截面上作用局部均匀压力时，称为局部均匀受压。当砌体截面上作用局部非均匀压力时，称为局部不均匀受压。局部均匀受压可分为中心局部受压、边缘局部受压、中部局部受压、端部局部受压和角部局部受压，如图9-17所示。9.3 9.3 砌体结构构件砌体结构构件 图9-17局部均匀受压(a)中心局部受压（b）边缘局部受压（c）中部局部受压（d）端部局部受压（e）角部局部受压9.3 9.3 砌体结构构件
27、砌体结构构件局部不均匀受压状态主要是由梁端传来的压力偏心作用于墙上而引起的，如图9-18所示。图9-18局部不均匀受压9.3 9.3 砌体结构构件砌体结构构件局部受压承载力的计算局部受压承载力的计算2.（1）砌体截面中受局部均匀压力时的承载力应满足式（9-13）的要求。NlfAl （9-13)式中，Nl为局部受压面积上的轴向力设计值；为砌体局部抗压强度提高系数；f为砌体的抗压强度设计值，局部受压面积小于0.3 m2时，可不考虑强度调整系数a的影响；Al为局部受压面积。9.3 9.3 砌体结构构件砌体结构构件 根据试验研究(见图9-19)，当砌体局部受压面积为Al，影响局部抗压强度的计算面积为A
28、0时，对于中心局部受压，可取 =1+；对于一般墙体中部、端部和角部的局部受压，可取=1+0.35 。1/0）（lAA1/0）（lAA 图9-19局部受压9.3 9.3 砌体结构构件砌体结构构件 上述计算式中，等号右边第一项可视为局部受压面积范围内砌体自身的抗压强度，第二项可视为受非局部受压面积(A0-Al)所提供的侧向压力和应力扩散作用的综合影响而增加的抗压强度。为了简化计算，不论局部均匀受压或局部不均匀受压均取用上述结果中的小值，即按式（9-14）确定局部抗压强度提高系数。（9-14)式中，A0为影响砌体局部抗压强度的计算面积。10lAA=1+0.359.3 9.3 砌体结构构件砌体结构构件
29、按式（9-14）计算所得值还应符合下列规定：在图9-20（a）所示的情况下，A0=(a+c+h)h，2.5。在图9-20（b）所示的情况下，A0=(b+2h)h，2.0。在图9-20（c）所示的情况下，A0=(a+h)h+(b+h1-h)h1，1.5。在图9-20(d)所示的情况下，A0=(a+h)h，1.25。式中，a、b分别为矩形局部受压面积Al的边长；h、h1分别为墙厚或柱的较小边长，墙厚；c为矩形局部受压面积的外边缘至构件边缘的较小距离，当大于h时，应取为h。9.3 9.3 砌体结构构件砌体结构构件图9-20 影响局部抗压强度的面积(a)中部受压面积（b）边缘受压面积（c）角部受压面积
30、（d）端部受压面积9.3 9.3 砌体结构构件砌体结构构件（2）梁端支承处砌体的局部受压承载力应按式（9-15）计算。N0+NlfAl （9-15)lAA05.05.1 （9-16)N0=0Al （9-17)Al=a0b （9-18)fhac100（9-19)9.3 9.3 砌体结构构件砌体结构构件式中，为上部荷载的折减系数，当A0/Al3时，应取=0；N0为局部受压面积内上部轴向力设计值；Nl为梁端支承压力设计值；0为上部平均压应力设计值；为梁端底面压应力图形的完整系数，应取0.7，对于过梁和墙梁应取1.0；a0为梁端有效支承长度，当a0a时，应取a0=a，a为梁端实际支承长度；b为梁的截面
31、宽度；hc为梁的截面高度；f为砌体的抗压强度设计值。9.3 9.3 砌体结构构件砌体结构构件（3）在梁端设有刚性垫块时的砌体局部受压承载力应按式（9-20）计算。N0+Nl1fAb （9-20)N0=0Ab （9-21)Ab=abbb （9-22)式中，N0为垫块面积Ab内上部轴向力设计值；为垫块上N0与Nl合力的影响系数，应取3，按砌体结构设计规范（GB 500032011）第5.1.1条规定取值；1为垫块外砌体面积的有利影响系数，1应为0.8，但不小于1.0，为砌体局部抗压强度提高系数，按式（9-14)以Ab代替Al计算得出；Ab为垫块面积；ab为垫块伸入墙内的长度；bb为垫块的宽度。9.
32、3 9.3 砌体结构构件砌体结构构件梁端设有刚性垫块时，垫块上Nl作用点的位置可取梁端有效支承长度a0的0.4倍。a0应按式（9-23）确定。（9-23）式中，1为刚性垫块的影响系数，可按表9-6采用；其他符号含义同前。fha109.3 9.3 砌体结构构件砌体结构构件（4）梁下设有长度大于h0的垫梁时，垫梁下的砌体局部受压承载力应按式（9-24）计算。N0+Nl2.42fbbh0 （9-24)N0=bbh00/2 （9-25)（9-26)式中，N0为垫梁上部轴向力设计值；bb为垫梁在墙厚方向的宽度；2为垫梁底面压应力分布系数，当荷载沿墙厚方向均匀分布时可取1.0，不均匀分布时可取0.8；h0
33、为垫梁折算高度；Ec、Ic分别为垫梁的混凝土弹性模量和截面惯性矩；E为砌体的弹性模量；h为墙厚。302EhIEhcc 9.3 9.3 砌体结构构件砌体结构构件 9.3.39.3.3无筋砌体轴心受拉构件由于砌体的抗拉性能很差，所以在实际工程中很少采用砌体轴心受拉构件。只有由砌体构成的圆形水池或筒状料仓，在液体或松散物料的侧压力作用下，其砌体壁内才会出现拉力，如图9-21所示。图9-21 轴心受拉构件的受力状态9.3 9.3 砌体结构构件砌体结构构件轴心受拉构件承载力应按式（9-27）计算。NtftA （9-27)式中，Nt为轴心拉力设计值；ft为砌体的轴心抗拉强度设计值；A为砌体截面面积。9.3
34、 9.3 砌体结构构件砌体结构构件 9.3.49.3.4网状配筋砖砌体网状配筋砖砌体构件的受压破坏特征网状配筋砖砌体构件的受压破坏特征1.网状配筋砖砌体轴心受压构件，从加荷至破坏与无筋砌体轴心受压构件类似，可分为以下三个阶段：（1）第一阶段。从开始加荷至第一条(皮)单砖出现裂缝为受力的第一阶段。试件在轴向压力的作用下，在纵向发生压缩变形的同时，横向发生拉伸变形，网状钢筋受拉。由于钢筋的弹性模量远大于砌体的弹性模量，故能约束砌体的横向变形，同时网状钢筋的存在可以改善单砖在砌体中的受力状态，从而推迟了第一条(皮)单砖裂缝的出现。9.3 9.3 砌体结构构件砌体结构构件（2）第二阶段。随着荷载的增大
35、，裂缝的数量也随之增多，但由于网状钢筋的约束作用，裂缝发展得较为缓慢，并且不沿试件的纵向形成贯通连续裂缝。此阶段的受力特点与无筋砌体有明显的不同。（3）第三阶段。当荷载加至极限荷载时，在网状钢筋之间的砌体中出现多而细的裂缝，个别砖被压碎而脱落，宣告试件破坏。9.3 9.3 砌体结构构件砌体结构构件综上所述，网状配筋砖砌体在不断加荷的过程中，裂缝发展得很缓慢且裂缝多而细，很少出现贯通的裂缝。当接近极限荷载时，不像无筋砌体那样分裂成若干小立柱，而是个别砖被压碎而脱落（见图9-22）。图9-22 网状配筋砖砌体构件的受压破坏9.3 9.3 砌体结构构件砌体结构构件网状配筋砖砌体配筋率对构件抗压性能的
36、影响网状配筋砖砌体配筋率对构件抗压性能的影响2.由于网状钢筋的约束和连接作用，试件在破坏时没有因为被分隔成多个竖向小柱而发生失稳破坏，使砖的抗压强度得到充分利用，因而砌体的极限承载力较无筋砌体明显提高。网状配筋砌体的极限强度与体积配筋率有关，从图9-23中可以看出体积配筋率过大时，强度提高的程度反而较小。图中的k为强度提高系数。图9-23 网状配筋率对砌体强度的影响9.3 9.3 砌体结构构件砌体结构构件网状配筋砖砌体承载力的计算网状配筋砖砌体承载力的计算3.偏心距超过截面核心范围（对于矩形截面，即e/h0.17），或偏心距未超过截面核心范围，但构件的高厚比16时，不宜采用网状配筋砖砌体构件。
37、对矩形截面构件，当轴向力偏心方向的截面边长大于另一方向的边长时，除按偏心受压计算外，还应对较小边长方向按轴心受压进行验算。当网状配筋砖砌体下端与无筋砌体交接时，还应验算交接处无筋砌体的局部受压承载力。网状配筋砖砌体受压构件的承载力，应按式（9-28）计算。9.3 9.3 砌体结构构件砌体结构构件NnfnA （9-28)（9-29)（9-30)（9-31)（9-32)20n111211211nhe20n45.05001.011ynfyeff100212nsabsAba 9.3 9.3 砌体结构构件砌体结构构件式中，N为轴向力设计值；n为高厚比、配筋率及轴向力的偏心距对网状配筋砖砌体受压构件承载力
38、的影响系数；0n为网状配筋砖砌体受压构件的稳定系数；为配筋率（体积比）；A为截面面积；fn为网状配筋砖砌体的抗压强度设计值；f为砖砌体的抗压强度设计值；e为轴向力的偏心距；y为自截面重心到轴向力所在偏心方向截面边缘的距离；fy为钢筋的抗拉强度设计值，当fy320 MPa时，仍采用320 MPa；a、b分别为钢筋网的网格尺寸；As为钢筋的截面面积；sn为钢筋网的竖向间距。9.4 9.4 砌体的构造要求砌体的构造要求 9.4.19.4.1墙、柱高厚比的验算影响因素影响因素1.（1）砂浆强度等级。由于砌体的弹性模量与砂浆的强度等级有关，因而砂浆的强度等级是影响允许高厚比的一项重要因素。（2）横墙间距
39、。横墙间距越大，墙体的稳定性和刚度就越差，墙、柱的允许高厚比就应该越小；横墙间距越小，墙体的稳定性和刚度就越好，墙、柱的允许高厚比也可以适当放大。9.4 9.4 砌体的构造要求砌体的构造要求（3）构造的支撑条件。采用刚性方案时，墙、柱的允许高厚比可以相对大一些；采用弹性方案和刚性方案、刚弹性方案时，墙、柱的允许高厚比应该相对小一些。（4）砌体的截面形式。截面惯性矩越大，砌体越不易丧失稳定，故墙、柱的允许高厚比可以适当大一些；相反，墙体上的门窗洞口越多，对墙体截面惯性矩的削弱就越多，对墙体的稳定性也越不利，此时，墙、柱的允许高厚比应该减小些。（5）构件的重要性和房屋的使用情况。对于房屋中的次要构
40、件（如非承重墙），墙、柱的允许高厚比可以适当提高；对使用时有振动的房屋，墙、柱的允许高厚比应比一般房屋适当降低。9.4 9.4 砌体的构造要求砌体的构造要求高厚比的验算规定高厚比的验算规定2.（1）无壁柱墙或矩形截面柱高厚比的验算。（9-33)（9-34)式中，H0为墙、柱的计算高度；h为墙厚或矩形柱与H0相对应的边长；1为自承重墙允许高厚比的修正系数，对承重墙，1=1.0，对自承重墙，1值按表9-7取用；2为有门窗洞口墙允许高厚比的修正系数；bs为宽度s范围内的门窗洞口宽度；s为相邻窗间墙或壁柱之间的距离；为墙、柱的允许高厚比，应按表9-8采用。210hHsbs4.012 9.4 9.4 砌
41、体的构造要求砌体的构造要求9.4 9.4 砌体的构造要求砌体的构造要求（2）带壁柱墙的高厚比验算。（9-35)式中，hT为带壁柱墙截面的折算厚度，hT=3.5i，i为带壁柱墙截面的回转半径，计算i时，墙截面的翼缘宽度bf可按表9-9取用；其他符号含义同前。210ThH9.4 9.4 砌体的构造要求砌体的构造要求设有钢筋混凝土圈梁的带壁柱墙，当b/s1/30时(b为圈梁宽度)，圈梁可视作壁柱间墙的不动铰支点。当具体条件不允许增加圈梁宽度时，可按墙体平面外等刚度原则增加圈梁高度，此时，圈梁仍可视为壁柱间墙的不动铰支点。9.4 9.4 砌体的构造要求砌体的构造要求（3）带构造柱墙的高厚比验算。当构造
42、柱截面宽度不小于墙厚时，可按式（9-33）验算带构造柱墙的高厚比，此时公式中的h取墙厚；当确定带构造柱墙的计算高度H0时，s应取相邻横墙间的距离；墙的允许高厚比可乘以修正系数c，c可按式（9-36）计算。（9-36)式中，为系数，按表9-10取用；bc为构造柱沿墙长方向的宽度；l为构造柱的间距。lbcc1 9.4 9.4 砌体的构造要求砌体的构造要求当bc/l0.25时，取bc/l=0.25；当bc/l0.05时，取bc/l=0。带构造柱墙的修正系数c的值如表9-11所示。构造柱作为壁柱验算构造柱间墙的高厚比时，构造柱的截面高度应不小于1/30柱高且不小于墙厚。9.4 9.4 砌体的构造要求砌
43、体的构造要求 9.4.29.4.2过梁过梁的适用范围过梁的适用范围1.（1）当过梁的跨度不大于1.5 m时，可采用钢筋砖过梁。（2）当过梁的跨度不大于1.2 m时，可采用砖砌平拱过梁。（3）对有较大振动荷载或可能产生不均匀沉降的房屋，应采用混凝土过梁。9.4 9.4 砌体的构造要求砌体的构造要求过梁的形式过梁的形式2.（1）钢筋砖过梁。钢筋砖过梁是指在洞口顶面砖砌体下的水平灰缝内配置纵向受力钢筋而形成的过梁，其净跨ln不宜超过2.0 m，底面砂浆层处的钢筋直径不应小于5 mm，间距不宜大于120 mm，根数不应少于2根，末端带弯钩的钢筋伸入支座砌体内的长度不宜小于240 mm，砂浆层的厚度不宜
44、小于30 mm。（2）砖砌平拱过梁。砖砌平拱过梁是指将砖竖立或侧立构成跨越洞口的过梁，用竖砖砌筑部分的高度不应小于240 mm。9.4 9.4 砌体的构造要求砌体的构造要求（3）砖砌弧拱过梁。砖砌弧拱过梁是指将砖竖立或侧立成弧形跨越洞口的过梁。当矢高f=(1/121/8)ln时，ln=2.53.0 m；当矢高f=(1/61/5)ln时，ln=3.04.0 m。此种形式的过梁由于施工复杂，目前很少采用。（4）混凝土过梁。混凝土过梁在保证端部支撑长度不小于240 mm的前提下，一般应按钢筋混凝土受弯构件计算。9.4 9.4 砌体的构造要求砌体的构造要求过梁的破坏形式过梁的破坏形式3.砖过梁在荷载作
45、用下，墙体上部受压、下部受拉，像受弯构件一样受力。随着荷载的不断增大，当跨中竖向截面的拉应力或支座斜截面的主拉应力超过砌体的抗拉强度时，将先后在跨中出现竖向裂缝，在靠近支座处出现阶梯形斜裂缝，这时过梁像一个拱一样地工作，可能出现以下三种破坏形式：（1）因过梁跨中正截面的受弯承载力不足而造成的破坏。（2）因过梁支座附近截面受剪承载力不足，沿灰缝产生45方向的阶梯形斜裂缝不断扩展而造成的破坏。（3）因过梁支座端部墙体宽度不够，引起水平灰缝的受剪承载力不足而发生支座滑移而产生的破坏。9.4 9.4 砌体的构造要求砌体的构造要求过梁承载力的计算过梁承载力的计算4.（1）砖砌平拱受弯承载力的计算。Mft
46、mW （9-37)式中，M为按简支梁并取净跨计算的过梁跨中弯矩设计值；ftm为砌体沿齿缝截面的弯曲抗拉强度设计值；W为过梁的截面抵抗矩。由于过梁支座水平推力的存在，将延缓过梁沿正截面的弯曲破坏，提高砌体沿通缝截面的弯曲抗拉强度。在式（9-37)中不采用沿通缝截面的弯曲抗拉强度而采用沿齿缝截面的弯曲抗拉强度是考虑了支座水平推力的有利作用。9.4 9.4 砌体的构造要求砌体的构造要求（2）砖砌平拱受剪承载力的计算。Vfvbz （9-38)式中，V为按简支梁并取净跨计算的过梁支座剪力设计值；fv为砌体的抗剪强度设计值；b为过梁的截面宽度，取墙厚；z为内力臂，取z=I/S=2h/3，I为截面惯性矩，S
47、为截面面积矩，h为过梁的截面高度。9.4 9.4 砌体的构造要求砌体的构造要求（3）钢筋砖过梁受弯承载力的计算。M0.85h0fyAs （9-39)式中，M为按简支梁计算的跨中弯矩设计值；h0为过梁截面的有效高度，h0=h-as，h为过梁的截面计算高度，取过梁底面以上的墙体高度，但不大于ln/3，当考虑梁、板传来的荷载时，则按梁、板下的高度采用，as为受拉钢筋重心至截面下边缘的距离；fy为钢筋的抗拉强度设计值；As为受拉钢筋的截面面积。9.4 9.4 砌体的构造要求砌体的构造要求 9.4.39.4.3墙梁墙梁的相关概念墙梁的相关概念1.由混凝土托梁和托梁上计算高度范围内的砌体墙组成的组合构件称
48、为墙梁。墙梁包括简支墙梁、连续墙梁和框支墙梁。墙梁中承托砌体墙和楼(屋)盖的混凝土简支梁、连续梁和框架梁称为托梁。墙梁中考虑组合作用的计算高度范围内的砌体墙简称为墙体。墙梁的计算高度范围内墙体顶面处的现浇混凝土圈梁称为顶梁。墙梁支座处与墙体垂直连接的纵向落地墙体称为翼墙。9.4 9.4 砌体的构造要求砌体的构造要求墙梁的类型墙梁的类型2.（1）墙梁按有无洞口可分为无洞口墙梁和有洞口墙梁。无洞口墙梁（见图9-24）。无洞口墙梁在竖向均布荷载作用下的弯曲与托梁、墙体的刚度有关。托梁的刚度越大，作用于托梁跨中的竖向应力也越大；当托梁的刚度无限大时，作用在托梁上的竖向应力则为均匀分布；当托梁刚度不大时
49、，由于墙体内存在的拱作用，墙梁顶面的均布荷载主要沿主压应力轨迹线逐渐向支座传递，越靠近托梁，水平截面上的竖向应力由均匀分布变成向两端集中的非均匀分布的程度越大，托梁承受的弯矩越小。9.4 9.4 砌体的构造要求砌体的构造要求图9-24 无洞口墙梁9.4 9.4 砌体的构造要求砌体的构造要求有洞口墙梁（见图9-25）。孔洞对称于跨中的开洞墙梁，由于孔洞处于低应力区，不影响墙梁的受力拱作用，因此其受力性能如无洞口墙梁那样，为拉杆拱组合受力机构，其破坏形态也类似于无洞口墙梁的破坏形态。对于偏开洞墙梁，洞口偏于墙体的一侧，由于偏开洞的干扰，其受力更加复杂，墙体内形成一个大拱并套一个小拱，托梁既作为拉杆
50、，又作为小拱的弹性支座而承受较大的弯矩，因而托梁处于大偏心受拉状态，墙梁为梁拱组合受力机构。9.4 9.4 砌体的构造要求砌体的构造要求图9-25有洞口墙梁9.4 9.4 砌体的构造要求砌体的构造要求（2）墙梁按是否承受由屋盖、楼盖传来的荷载可分为自承重墙梁和承重墙梁。自承重墙梁。自承重墙梁只承受托梁自重和托梁顶面以上墙体的自重，如基础梁。承重墙梁。承重墙梁除了承受托梁自重和托梁顶面以上墙体的自重以外，还承受由屋盖、楼盖传来的荷载。对于上层为住宅或旅馆、底层为较大空间的商店，通常需要设置承重墙梁。9.4 9.4 砌体的构造要求砌体的构造要求墙梁的适用范围墙梁的适用范围3.（1）墙梁主要适用于工
