1、砌体结构砌体结构巴黎圣母院巴黎圣母院万里长城万里长城砌体结构应用实例砌体结构应用实例砌体结构埃及金字塔埃及金字塔河北赵州桥河北赵州桥罗马角斗场罗马角斗场砌体结构应用实例砌体结构应用实例砌体结构目目 录录砌体结构1-1 砌体结构的特点砌体结构的特点由砖、石或各种砌块用砂浆砌筑而成的结构，称为砌体结构。优点：（1）容易就地取材，造价低廉；（2）良好的耐火性和较好的耐久性；（3）受环境气候和施工条件的影响较小；（4）良好的隔声、隔热和保温性能；（5）采用配筋砌体可提高强度，改善延性和抗震性能。缺点：（1）与钢和混凝土相比，砌体强度较低，结构自重大；（2）砌体的砌筑施工劳动量大；（3）砌体的抗拉和抗剪
2、强度较抗压强度更低，因此无筋砌体抗震性能较差；（4）粘土砖制造耗用粘土，影响农业生产，不利于环保。第第1 1章章 绪绪 论论砌体结构美国拉斯维加斯美国拉斯维加斯28 层旅馆（配筋混凝土砌块砌体）层旅馆（配筋混凝土砌块砌体）国外砌块建筑应用实例的图片国外砌块建筑应用实例的图片1-2 国内外砌体结构发展现状国内外砌体结构发展现状砌体结构国外砌块建筑应用实例的图片国外砌块建筑应用实例的图片砌体结构（2）发展高强、轻质、高性能的材料）发展高强、轻质、高性能的材料1-3 砌体结构的主要发展方向砌体结构的主要发展方向 （1）使砌体结构适应可持续发展的要求）使砌体结构适应可持续发展的要求（3）采用新技术、新
3、的结构体系和新的设计理论）采用新技术、新的结构体系和新的设计理论发展非粘土砖和普通砖多孔化；发展非粘土砖和普通砖多孔化；充分利用工业废料和地方材料（火山渣、陶粒、浮石、粉煤灰）。充分利用工业废料和地方材料（火山渣、陶粒、浮石、粉煤灰）。采用高强、轻质砌块采用高强、轻质砌块；采用配套专用高强砌筑砂浆。采用配套专用高强砌筑砂浆。完善结构的破坏机理和受力性能，建立更完整的砌体结构理论；完善结构的破坏机理和受力性能，建立更完整的砌体结构理论；加强对配筋砌体结构体系的研究；加强对配筋砌体结构体系的研究；采用隔振技术减轻地震作用危害。采用隔振技术减轻地震作用危害。砌体结构第第2章章 砌体材料及其力学性能砌
4、体材料及其力学性能石材砌体砖砌体砌块砌体按按块块材材烧结普通砖烧结普通砖（240*115*53mm)、烧结多孔砖、烧结多孔砖、非烧结硅酸盐砖等。非烧结硅酸盐砖等。强度等级：强度等级：（MU30）,MU25,MU20,MU15,MU10混凝土、轻骨料混凝土、粉煤灰小型空心砌混凝土、轻骨料混凝土、粉煤灰小型空心砌块块强度等级：强度等级：MU20,MU15,MU10,MU7.5,MU5.0天然石材（毛石和料石）天然石材（毛石和料石）建筑物基础或挡建筑物基础或挡土墙。土墙。强度等级：强度等级：MU100,MU80,MU60,MU50,MU40,MU30,MU202-1 2-1 块体块体砌体结构常用的几
5、种烧结多孔砖常用的几种烧结多孔砖（a）KM1型型 (b)KM1型配砖型配砖（c）KP1型型 (d)KP2型型 (e)(f)KP2型配砖型配砖大孔空心砖大孔空心砖砌体结构常用混凝土小型空心砌块常用混凝土小型空心砌块砌体结构常用混凝土小型空心砌块常用混凝土小型空心砌块砌体结构一、砂浆一、砂浆砂浆：由胶凝材料（水泥、石灰、石膏、粘土）、砂子和水组成。砂浆：由胶凝材料（水泥、石灰、石膏、粘土）、砂子和水组成。（1 1）将单个的块体粘结成整体、促使构件应力分布均匀；）将单个的块体粘结成整体、促使构件应力分布均匀；（2 2）填实块体之间的缝隙，提高砌体的保温与隔热、防水、抗冻性能。）填实块体之间的缝隙，提
6、高砌体的保温与隔热、防水、抗冻性能。（1 1）强度；（强度；（2 2）和易性和易性 ；（；（3 3）保水性。保水性。M15,M10,M7.5,M5.0,M2.5,M0（1 1）水泥砂浆；（）水泥砂浆；（2 2）混合砂浆；（）混合砂浆；（3 3）非水泥砂浆（石灰、粘土砂浆）。）非水泥砂浆（石灰、粘土砂浆）。2-2 2-2 砂浆和灌孔混凝土砂浆和灌孔混凝土二、灌孔混凝土二、灌孔混凝土 灌孔混凝土由水泥、砂子、碎石（豆石）、水以及根据需要加入的掺合料和外加剂等按一定比例配制机械搅拌而成，碎石直径一般不大于10mm。灌孔混凝土应具有较大流动性，其坍落度应控制在200mm250mm左右。灌孔混凝土的强度
7、等级用“Cb”表示。砌体结构配筋混凝土砌块砌体配筋砖结构无筋砌体结构配配筋筋方方式式砖砌体、砌块砌体和石砌体。一般配筋砖砌体、砌块砌体和石砌体。一般配筋率率0.07%抗震不利，用于抗震不利，用于少层或少层或多层建筑多层建筑。横向配筋砖砌体，组合砖砌体横向配筋砖砌体，组合砖砌体在砌筑中，上下孔洞对齐，在竖向孔中配置在砌筑中，上下孔洞对齐，在竖向孔中配置钢筋、钢筋、在横肋凹槽中配置水平钢筋并浇注灌在横肋凹槽中配置水平钢筋并浇注灌孔混凝土或在水平灰缝配置水平钢筋孔混凝土或在水平灰缝配置水平钢筋2-3 2-3 砌体的分类和应用砌体的分类和应用预应力砌体结构在砌体构件或结构的某些部位配置一定的预在砌体构
8、件或结构的某些部位配置一定的预应力钢筋，通过张拉预应力钢筋使砌体获得应力钢筋，通过张拉预应力钢筋使砌体获得预应力。预应力。砌体结构（a a）料石砌体）料石砌体 （b b）毛石砌体）毛石砌体 （c c）毛石混凝土砌体）毛石混凝土砌体砖的砌筑方式砖的砌筑方式石砌体的几种类型石砌体的几种类型砌体结构 砌体结构中的几种配筋方式：砌体结构中的几种配筋方式：设置钢筋混凝土设置钢筋混凝土构造柱构造柱砌块孔洞中配筋并灌注混凝土砌块孔洞中配筋并灌注混凝土芯柱芯柱横向配筋砖砌体灰缝中设置钢筋网片钢筋网片钢筋混凝土面层或钢筋砂浆面层外包式组合砖砌体墙砖墙两侧设置钢筋混凝土面层或钢筋砂浆面层砌体结构钢筋连接的空腔墙钢
9、筋连接的空腔墙或或90砌块面层砌块面层砌体结构一、一、砌体受压试验研究砌体受压试验研究(a)出现单砖裂缝出现单砖裂缝 (b)形成贯通竖向裂缝形成贯通竖向裂缝 (c)极限状态极限状态房屋的实际破坏阶段房屋的实际破坏阶段短期荷载下的破坏阶段短期荷载下的破坏阶段1）单块块材先开裂；）单块块材先开裂；2）砌体的抗压强度砌体的抗压强度总是总是低于低于所用所用块材的抗压强度块材的抗压强度2-4 2-4 砌体的受压性能砌体的受压性能砌体结构块材块材砂浆砂浆块材处于块材处于拉拉、压压应力状态应力状态砂浆处于砂浆处于受压受压应力状态应力状态二、单砖在砌体中的受力状态分析二、单砖在砌体中的受力状态分析 在均匀压力
10、作用下，在均匀压力作用下，砌体内的块材并非均匀受砌体内的块材并非均匀受压，处于压，处于的共的共同作用。同作用。E砂浆砂浆块材的横向变形块材的横向变形砌体结构F块体与砂浆的强度等级；块体与砂浆的强度等级；三、影响砌体抗压强度的因素三、影响砌体抗压强度的因素F块体的尺寸与形状及其表面的规则与平整程度；块体的尺寸与形状及其表面的规则与平整程度；F施工砌筑质量。施工砌筑质量。F砂浆的流动性、保水性及变形性能（弹性模量）的影响；砂浆的流动性、保水性及变形性能（弹性模量）的影响；F砌筑质量与灰缝厚度（水平灰缝饱满度砌筑质量与灰缝厚度（水平灰缝饱满度80，厚度，厚度812mm)砂浆的变形性能；砂浆的变形性能
11、；砌体结构2211)07.01(kffkfamfm 砌体轴心抗压强度平均值；砌体轴心抗压强度平均值；f1、f2 块材和砂浆抗压强度平均值；块材和砂浆抗压强度平均值；k1 与块材类别和砌筑方法有关的系数；与块材类别和砌筑方法有关的系数；k2 砂浆强度影响的修正系数；砂浆强度影响的修正系数；a 与块材高度有关的系数；与块材高度有关的系数；四四、各类、各类砌体抗压强度平均值砌体抗压强度平均值砌砌 体体 种种 类类k1ak2烧结普通砖烧结普通砖,烧结多孔砖烧结多孔砖,蒸压灰砂砖蒸压灰砂砖,蒸压粉煤灰砖蒸压粉煤灰砖0.780.5当当f21时，时，k2=0.6+0.4f2混凝土小型空心砌块混凝土小型空心砌
12、块0.460.9当当f2=0时，时，k2=0.8毛毛 料料 石石0.790.5当当f21时，时，k2=0.6+0.4f2毛毛 石石0.220.5当当f210N/mm2时，应乘系数时，应乘系数1.10.01f2，MU20的砌体应乘系数的砌体应乘系数0.95，且满足，且满足f1f2，f120N/mm2。2211)07.01(kffkfam砌体结构2-5 砌体抗拉、抗弯、抗剪性能砌体抗拉、抗弯、抗剪性能受拉构件的三种破坏情况受拉构件的三种破坏情况 砌体受拉、受弯、受剪强度取决于砂浆与块体的粘结强度的粘结强度：的粘结强度：粘结强度和粘结强度和粘结强度粘结强度的粘结强度：强度较弱，设计中不予考虑。的粘结
13、强度：强度较弱，设计中不予考虑。沿沿破坏；破坏；沿沿破坏破坏当限制了低强度块材的使用，该破坏可避免；当限制了低强度块材的使用，该破坏可避免；沿沿的破坏的破坏法向粘结力不宜保证，实际工程不允许应用。法向粘结力不宜保证，实际工程不允许应用。砌体结构 沿沿破坏破坏(a)沿沿破坏破坏(b)，当限制了低强度块材的使用，该破坏可避免；当限制了低强度块材的使用，该破坏可避免；沿沿破坏破坏(c)砌体结构 沿沿破坏破坏 沿沿或或破坏破坏试验表明：一般情况下，不同形式的受剪破坏，其抗剪强度基本一样。试验表明：一般情况下，不同形式的受剪破坏，其抗剪强度基本一样。(a)沿水平灰缝破坏沿水平灰缝破坏 (b)沿齿缝破坏沿
14、齿缝破坏 (c)沿阶梯形缝破坏沿阶梯形缝破坏砌体受剪破坏特征砌体受剪破坏特征砌体结构轴心抗拉强度弯曲抗拉强度抗剪强度23,fkfmt24,fkfmtm25,fkfmv2fkf 0.1880.1130.075毛毛 石石0.0690.0560.0810.069混凝土小型空心砌块混凝土小型空心砌块0.090.090.180.09蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖0.1250.1250.2500.141烧结普通砖、烧结多孔砖烧结普通砖、烧结多孔砖沿通缝沿通缝沿齿缝沿齿缝砌体种类砌体种类23,fkfmt24,fkfmtm25,fkfmv砌体结构2-6 2-6 砌体的变形性能砌体的变形性能
15、砌体受压时应力砌体受压时应力-应变呈曲线关系，材料明显呈弹应变呈曲线关系，材料明显呈弹塑性，其应力塑性，其应力-应变关系可近似按对数规律采用：应变关系可近似按对数规律采用：mf1ln1 工程上实际应用时工程上实际应用时，这样规定，这样规定是为了比较符合砌体在使用受力状态下的工作性能是为了比较符合砌体在使用受力状态下的工作性能。砌体的泊松比砌体的泊松比：砖砌体取砖砌体取=0.15；砌块砌体；砌块砌体=0.3剪变模量：剪变模量：G=0.4E 与砂浆强度和块材品种与砂浆强度和块材品种有关的系数有关的系数 0 430 382 1EG(.)E()砌体结构序号序号砌体种类砌体种类砂浆强度等级砂浆强度等级M
16、10M7.5M5M2.51烧结普通砖、烧结多孔砖烧结普通砖、烧结多孔砖1600f1600f1600f1390f2蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖1060f1060f1060f960f3混凝土小型空心砌块混凝土小型空心砌块1700f1600f1500f 4粗、毛料石、毛石粗、毛料石、毛石73005650400022505细料石、半细料石细料石、半细料石2200017000120006750 温度变化引起砌体的热胀冷缩，当这种变形受到约束时，砌体会产生温度变化引起砌体的热胀冷缩，当这种变形受到约束时，砌体会产生和和。当需要计算这种附加内力和变形裂缝时，线膨胀系数是重要的。当需要计算
17、这种附加内力和变形裂缝时，线膨胀系数是重要的参数。参数。砌体中含水率降低时，会产生较大的砌体中含水率降低时，会产生较大的，当这种变形受到约束时，砌体，当这种变形受到约束时，砌体会产生干燥收缩裂缝。会产生干燥收缩裂缝。砌体结构第第3 3章章 砌体结构的强度计算指标砌体结构的强度计算指标011 351 4nGkCiQikki(.S.S)R(f,a)0121 21 4nGkQ kQiCiQikki(.S.SS)R(f,a)3-1 3-1 砌体结构的可靠度砌体结构的可靠度一、荷载效应组合模式一、荷载效应组合模式砌体结构01 351 0GkQkk(.S.S)R(f,a)01 21 4GkQkk(.S.S
18、)R(f,a)二二、其它几项可靠度因素的调整其它几项可靠度因素的调整1、住宅楼面活荷由、住宅楼面活荷由1.5kN/m2调整为调整为2.0kN/m2;2、结构可靠度与施工质量相联系：施工质量控制等级、结构可靠度与施工质量相联系：施工质量控制等级B级时级时 f=1.6，施工质量控施工质量控制等级制等级C级时级时,f=1.8；3、风荷载由、风荷载由30年一遇，改为年一遇，改为50年一遇；年一遇；4、偏压构件偏心距限值由、偏压构件偏心距限值由0.7y调整为不应超过调整为不应超过0.6y（y为截面重心到受压边缘的距离）为截面重心到受压边缘的距离）；5、取消较低的材料强度等级，砖的最低强度等级为、取消较低
19、的材料强度等级，砖的最低强度等级为MU10；砌块为；砌块为MU5；砂浆为；砂浆为M2.5；6、材料分项系数、材料分项系数 f=砌体结构注意：注意：规范规范中规定各类砌体强度设计值在中规定各类砌体强度设计值在一些情况下需要乘以调整系数一些情况下需要乘以调整系数a砌体强度设计值调整系数砌体强度设计值调整系数使使 用用 情情 况况a有吊车房屋；有吊车房屋；跨度跨度9m的梁下烧结普通砖砌体；的梁下烧结普通砖砌体；跨跨度度7.5m的的梁下烧结多孔砖、蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖砌体、混凝土和轻骨梁下烧结多孔砖、蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖砌体、混凝土和轻骨料混凝土砌块砌体料混凝土砌块砌体0.9截面面积截面面积A
20、（单位：（单位：m2）无筋砌体小于无筋砌体小于0.3 m20.7A配筋砌体小于配筋砌体小于0.2 m20.8A砌筑采用水泥砂浆砌筑采用水泥砂浆砌体抗压强度设计值砌体抗压强度设计值0.9砌体轴心抗拉、弯曲抗拉和砌体轴心抗拉、弯曲抗拉和抗剪强度设计值抗剪强度设计值0.8施工质量控制等级为施工质量控制等级为C级级0.89验算施工中房屋的构件验算施工中房屋的构件1.1砌体结构3-2 3-2 砌体抗压强度设计值砌体抗压强度设计值fmkff645.11mmkfff72.017.0645.11mfkfff45.0/为便于设计，根据为便于设计，根据块体和砂浆强度等级块体和砂浆强度等级可直接查表获得砌体的可直接
21、查表获得砌体的抗压强度设计值抗压强度设计值。对各类砌体拉、弯、剪强度的变异系数为对各类砌体拉、弯、剪强度的变异系数为0.2（毛石砌体为（毛石砌体为0.26)。3-3 3-3 砌体的轴心抗拉、弯曲抗拉及抗剪强度设计值砌体的轴心抗拉、弯曲抗拉及抗剪强度设计值砌体结构cgfff6.055.02.0gvgffgfE1700/233%ggfffffc灌孔砌体的抗压强度设计值；应满足：未灌孔砌体的抗压强度设计值；灌孔混凝土的轴心抗压强度设计值；砌块砌体中灌孔混凝土面积和砌体毛面积的比值；-混凝土砌块的孔洞率；-混凝土砌块砌体的灌孔率，指截面灌孔混凝土面积和截面孔洞面积的比值,3-4 3-4 灌孔砌块砌体的
22、抗压强度和抗剪强度设计值灌孔砌块砌体的抗压强度和抗剪强度设计值 砌体结构4-1 受压构件承载力计算受压构件承载力计算1211e i 211211he3)3)矩形截面矩形截面 偏心矩偏心矩 e 对受压构件承载力的影响系数；对受压构件承载力的影响系数；为轴向力偏心距；为轴向力偏心距；,I 为截面的回转半径；截面沿偏心方向的惯性矩。为截面的回转半径；截面沿偏心方向的惯性矩。为矩形截面在偏心方向的边长；为矩形截面在偏心方向的边长；AIi1NN偏压轴压1NfA 第第4 4章章 承载力计算承载力计算砌体偏心受压构件的砌体偏心受压构件的1与与e/i关系曲线关系曲线砌体结构高后比高后比33，构件的，构件的纵向
23、弯曲对承载力影响很小，可忽略。纵向弯曲对承载力影响很小，可忽略。砌体短柱受压时应力的变化砌体短柱受压时应力的变化砌体结构2211ieei 当构件的高后比当构件的高后比33时，时，纵向弯曲的影响已不可忽视纵向弯曲的影响已不可忽视，需考虑其对承载力的影响；，需考虑其对承载力的影响；NfA 长柱短柱NN 采用了附加偏心距法，即采用了附加偏心距法，即 由边界条件确定附加偏心矩由边界条件确定附加偏心矩，即，即00e,为轴心受压构件的纵为轴心受压构件的纵向弯曲系数向弯曲系数1211e i 砌体结构2211ieei20111211211he2011 为与砂浆强度等级有关的系数：当砂浆强度等级为与砂浆强度等级
24、有关的系数：当砂浆强度等级M5时，时，=0.0015；为为M2.5时，时，=0.002；当砂浆强度为零时，；当砂浆强度为零时，=0.009。构件的高厚比，构件的高厚比，为轴心受压构件的纵向弯曲系数为轴心受压构件的纵向弯曲系数 矩形截面矩形截面011iei01112ihe 随着试件高厚比的增大，轴心受压砌体构件的纵向弯曲现象显著，随着试件高厚比的增大，轴心受压砌体构件的纵向弯曲现象显著，同时块材与砂浆等因素也对纵向弯曲程度产生影响。同时块材与砂浆等因素也对纵向弯曲程度产生影响。砌体结构指构件的指构件的计算高度计算高度H0与截面在偏心方向的与截面在偏心方向的截面高度截面高度h的比值：的比值：房屋类
25、别房屋类别柱柱带壁柱墙或周边拉结墙带壁柱墙或周边拉结墙排架方向排架方向垂直排架方垂直排架方向向S2H2H3SHSH有吊车的有吊车的单层房屋单层房屋变截面柱上变截面柱上段段弹性方案弹性方案2.5Hu1.25Hu2.5Hu刚性、刚弹刚性、刚弹性方案性方案2.0Hu1.25Hu2.0Hu变截面柱下段变截面柱下段1.0Hl0.8Hl1.0Hl无吊车的单无吊车的单层和多层房层和多层房屋屋单跨单跨弹性方案弹性方案1.5H1.0H1.5H刚弹性方案刚弹性方案1.2H1.0H1.2H多跨多跨弹性方案弹性方案1.25H1.0H1.25H刚弹性方案刚弹性方案1.10H1.0H1.1H刚性方案刚性方案1.0H1.0
26、H1.0H0.4S+0.2H0.6S0Hh的计算高度的计算高度H H0 0砌体结构2121211he 砌体材料类别砌体材料类别烧结普通砖、烧结多孔砖烧结普通砖、烧结多孔砖1.0混凝土及轻骨料砌块混凝土及轻骨料砌块1.1蒸压灰砂砖、粉煤灰砖、细蒸压灰砂砖、粉煤灰砖、细料石、半细料石料石、半细料石1.2粗料石和毛石粗料石和毛石1.5高厚比高厚比和偏心矩和偏心矩e对受压构件承载力的影响系数；对受压构件承载力的影响系数；相当麻烦，因此也可直接查附表相当麻烦，因此也可直接查附表 为了反映不同砌体类型受压性能的为了反映不同砌体类型受压性能的差异，计算影响系数差异，计算影响系数 时，应先对构件高时，应先对构
27、件高厚比厚比乘以修正系数乘以修正系数 y截面重心到轴力所在偏心方向截面边缘的距离截面重心到轴力所在偏心方向截面边缘的距离ye6.0矩形截面矩形截面T T形截面形截面0Hh 0THh 砌体结构4-24-2 砌体局部受压计算砌体局部受压计算纵向裂缝发展引起的破坏纵向裂缝发展引起的破坏劈裂破坏劈裂破坏 砌体结构常与钢筋混凝土结构、钢结构组成混合结构，会出现大梁、屋架等的支反力作用在砌体墙、柱截面中的局部面积上局压。局部面积上的压力加大，可能成为整个结构中的薄弱环节。局压特点：压应力不断扩散；直接受压的局部范围内，砌体抗压强度比均匀受压时有所提高局部受压平面位置局部受压平面位置应力分布应力分布砌体结构
28、llfAN 135.010lAA一、砌体局部面积上均匀受压一、砌体局部面积上均匀受压N Nl l局部受压面积上的轴向力设计值；局部受压面积上的轴向力设计值；砌体局部抗压强度提高系数；砌体局部抗压强度提高系数；A A0 0 影响砌体局部抗压强度的计算面积；影响砌体局部抗压强度的计算面积；Al 砌体局部受压面积；砌体局部受压面积；只要存在未直接受荷的面积就有力的扩散现象，也就能在不同程度上提高直接受荷部分的砌体强度套箍作用；为避免发生脆性的劈裂破坏，应限制局部抗压强度提高系数的最大值。砌体结构对于未灌实的混凝土小型空心砌块砌体=1.0 局部荷载位置限值注局部受压(a+c+h)h2.5图(a)边部局
29、部受压(b+2h)h2.0图(b)角部局部受压(a+h)h+(b+h1-h)h11.5图(c)端部局部受压(a+h)h1.25图(d)影响局部抗压强度的计算面积和强度提高系数限值影响局部抗压强度的计算面积和强度提高系数限值 0A砌体结构二、梁端有效支承长度二、梁端有效支承长度03810lcNhabftgf作用在梁端砌体上的轴向力包括：梁端支承压力作用在梁端砌体上的轴向力包括：梁端支承压力和上部轴向力和上部轴向力0llNa b lmaxy 0maxya tg梁端有效支承长度梁端有效支承长度作用点距墙内表作用点距墙内表面面砌体结构上部荷载对局压影响上部荷载对局压影响三、梁端砌体局部受压三、梁端砌体
30、局部受压 当有上部荷载时（例如多层砖房楼盖梁支承处），梁端底当有上部荷载时（例如多层砖房楼盖梁支承处），梁端底面处不但有梁上传来局压荷载面处不但有梁上传来局压荷载产生的局压应力，而且还有上部产生的局压应力，而且还有上部墙体传来的竖向压应力。但试验表明，砌体局压破坏时这两种墙体传来的竖向压应力。但试验表明，砌体局压破坏时这两种应力并不是简单的叠加。当梁上荷载增加时、由于梁端底部砌应力并不是简单的叠加。当梁上荷载增加时、由于梁端底部砌体局部变形增大，砌体内部产生应力重分布，使梁端顶面附近体局部变形增大，砌体内部产生应力重分布，使梁端顶面附近砌体由于上部荷载产生的应力逐渐减小，墙体逐渐以内拱作用砌体
31、由于上部荷载产生的应力逐渐减小，墙体逐渐以内拱作用传递荷载。传递荷载。内拱卸荷内拱卸荷 上部墙体传来的荷载，一部分上部墙体传来的荷载，一部分压于梁尾端形成一定的约束，另一压于梁尾端形成一定的约束，另一部分通过墙体的悬臂作用卸掉了。部分通过墙体的悬臂作用卸掉了。悬臂卸荷悬臂卸荷砌体结构 上部荷载的折减系数，当上部荷载的折减系数，当A0/Al3时，取时，取=0 N0局部受压面积内的上部轴向力设计值；局部受压面积内的上部轴向力设计值；Nl梁端荷载设计值产生的支座压力；梁端荷载设计值产生的支座压力；0上部荷载设计值产生的平均压应力；上部荷载设计值产生的平均压应力；梁端底面受压应力图形的完整性系数，一般
32、可取梁端底面受压应力图形的完整性系数，一般可取=0.7；对于过梁和墙梁可取；对于过梁和墙梁可取=l.0。Al梁端支承处局部受压面积；梁端支承处局部受压面积；A0影响砌体局部抗压强度的计算面积；影响砌体局部抗压强度的计算面积；a0梁端有效支承长度梁端有效支承长度(mm)(mm)，a0a,a 梁端实际支承长度梁端实际支承长度(mm)(mm)；hc、b 梁的截面高度和截面宽度梁的截面高度和截面宽度(mm)(mm)；f 砌体抗压强度设计值砌体抗压强度设计值(N/mm(N/mm2 2)llfANN 0lAA05.05.1lAN00baAl0010chaf由于砌体的内拱卸荷作用，由于砌体的内拱卸荷作用，A
33、0/Al3.03.0时，可以不考虑上部荷载的作用时，可以不考虑上部荷载的作用砌体结构刚性垫块的作用刚性垫块的作用：增大砌体的局压面积：增大砌体的局压面积垫块种类垫块种类：预制、现浇；：预制、现浇；刚性垫块的构造要求刚性垫块的构造要求：高度高度t tb b不宜小于不宜小于180mm180mm 挑出梁边的长度不宜大于垫块高度挑出梁边的长度不宜大于垫块高度t tb b 带壁柱墙垫块伸入翼墙内的长度不应小于带壁柱墙垫块伸入翼墙内的长度不应小于120mm120mm；01chaf 四、刚性垫块时的砌体局部受压四、刚性垫块时的砌体局部受压ab垫块伸入墙内的长度垫块伸入墙内的长度bb垫块的宽度垫块的宽度a0刚
34、性垫块上表面梁端有效长度刚性垫块上表面梁端有效长度1刚性垫块影响系数；刚性垫块影响系数；梁端有效支承长度：梁端有效支承长度：00.20.40.60.8 15.45.76.06.97.8砌体结构N N0 0垫块面积垫块面积Ab内上部轴向力设计值，内上部轴向力设计值，N0=0Ab；Nl垫块上压力设计值；垫块上压力设计值；垫块上垫块上N0及及Nl合力的影响系数，应取合力的影响系数，应取3.0时时值值；1垫块外砌体面积的有利影响系数，垫块外砌体面积的有利影响系数，1应取为应取为0.8，但不小于，但不小于1.0。为砌体局部抗压强度提高系数，以为砌体局部抗压强度提高系数，以Ab替代替代Al计算；计算；Ab
35、垫块面积；垫块面积；A0计算面积，在带壁柱墙的壁柱上设置刚性垫块时，计算面积计算面积，在带壁柱墙的壁柱上设置刚性垫块时，计算面积A0应取壁柱应取壁柱 面积，不应计入墙体翼缘面积；面积，不应计入墙体翼缘面积；)135.01(8.08.00blAA 忽略砌体内拱卸荷作用的有利影响。忽略砌体内拱卸荷作用的有利影响。考虑了荷载偏心距对砌体承载力的影响；考虑了荷载偏心距对砌体承载力的影响；0 llbNNfA刚性垫块下的砌体局部受压验算公式：刚性垫块下的砌体局部受压验算公式：梁与梁垫整浇梁与梁垫整浇砌体结构ymax 垫梁作用：扩散梁端的集中力垫梁作用：扩散梁端的集中力 垫梁下的压应力分布形态：在分布长度垫
36、梁下的压应力分布形态：在分布长度 S=hS=h0 0 范围内（范围内（h h0 0为垫梁的折算高度）为垫梁的折算高度）,柔性垫梁下的压应力分布形态可近似视为三角形分布。柔性垫梁下的压应力分布形态可近似视为三角形分布。myf5.1max0max01.512lybNNfh b 五、柔性垫梁下体局部受压五、柔性垫梁下体局部受压0001.52.42blbh b fNNh b f砌体结构式中，式中，N0 垫梁上部轴向力设计值垫梁上部轴向力设计值2当荷载在墙厚上均匀分布时当荷载在墙厚上均匀分布时2取取1.0，不均匀时不均匀时2取取0.8；bb 垫梁在墙厚方向的宽度垫梁在墙厚方向的宽度(mm)；0上部荷载设
37、计值产生的平均压应力；上部荷载设计值产生的平均压应力；h0 垫梁折算高度垫梁折算高度(mm)Eb、Ib分别为垫梁的弹性模量和截面惯性矩；分别为垫梁的弹性模量和截面惯性矩；hb垫梁高度垫梁高度(mm)；E 砌体弹性模量；砌体弹性模量；h 墙厚墙厚(mm)2002.4lbNNh b f302EhIEhbb应考虑应考虑N Nl l在墙厚上不均匀分布的压在墙厚上不均匀分布的压应力影响，为此，引入垫梁底面压应力影响，为此，引入垫梁底面压应力分布系数应力分布系数2 200012bNh b局压应力三维分布局压应力三维分布砌体结构4-34-3 砌体受拉、受弯、受剪承载力计算砌体受拉、受弯、受剪承载力计算一、轴
38、心受拉构件一、轴心受拉构件AfNtl二、受弯构件二、受弯构件1 1、受弯构件的承载力、受弯构件的承载力抗弯承载力抗弯承载力计算：计算：WfMtm2 2、受弯构件的、受弯构件的抗剪剪承载力抗剪剪承载力计算：计算：bZfVvSIZ 砌体结构AfVv)(0001 20 260 0821 350 230 065GG./f./f 三、三、受剪受剪构件构件F纯剪情况很少，一般处于有竖向荷载作用下的剪压复合受力状态；纯剪情况很少，一般处于有竖向荷载作用下的剪压复合受力状态；F剪摩理论剪摩理论：认为砌体复合受力的抗剪强度是：认为砌体复合受力的抗剪强度是砌体的粘结强度砌体的粘结强度与与法向压力产生的摩法向压力产
39、生的摩阻力阻力之和，即之和，即砌体结构(1)(1)横墙横墙承重方案承重方案(2)(2)纵墙纵墙承重方案承重方案(3)(3)纵横墙混合纵横墙混合承重方案承重方案(4)(4)内框架内框架承重方案承重方案(5)(5)底部框架上部混合结构底部框架上部混合结构的承重方案的承重方案“混合结构混合结构”房屋定义：房屋定义：墙体、柱等竖向结构构件采用砌体材料，而楼盖、屋盖等水平墙体、柱等竖向结构构件采用砌体材料，而楼盖、屋盖等水平结构构件采用钢筋混凝土或木材，这种房屋称为混合结构。结构构件采用钢筋混凝土或木材，这种房屋称为混合结构。5-2 5-2 第第5 5章章 混合结构房屋的墙、柱设计混合结构房屋的墙、柱设
40、计 5-1 5-1 砌体结构1、横墙承重体系、横墙承重体系屋（楼）面荷载屋（楼）面荷载 横墙横墙 基础基础 地基地基 横墙为承重墙，间距较小（横墙为承重墙，间距较小（3 34.5m4.5m），），结构整体性好结构整体性好，空间刚度大，有利于，空间刚度大，有利于抵抗水平作用和调整地基的不均匀沉降。抵抗水平作用和调整地基的不均匀沉降。纵墙作为围护、纵墙作为围护、立面处理立面处理比比较灵活较灵活，且可保证横墙的侧向稳定。，且可保证横墙的侧向稳定。楼板的材料用量较少，但楼板的材料用量较少，但墙体的用料较多墙体的用料较多 ；因横樯间距小，因横樯间距小，适用于宿舍、住宅、旅馆等居住建筑等。适用于宿舍、住宅
41、、旅馆等居住建筑等。砌体结构屋（楼）面荷载屋（楼）面荷载 屋（楼）面粱屋（楼）面粱 纵墙纵墙 基础基础 地基地基 纵墙为承重墙，横墙数量相对较少，承重墙间距一般较大，房屋的空间刚度比横墙纵墙为承重墙，横墙数量相对较少，承重墙间距一般较大，房屋的空间刚度比横墙承重体系小；纵墙上门窗洞口的大小和位置受到限制；承重体系小；纵墙上门窗洞口的大小和位置受到限制；房屋的划分比较灵活；房屋的划分比较灵活；墙体的材料用量较少；墙体的材料用量较少；适用于教学楼、图书馆、食堂、俱乐部、中小型工业厂房等单层和多层空旷房屋。适用于教学楼、图书馆、食堂、俱乐部、中小型工业厂房等单层和多层空旷房屋。2、纵墙承重体系、纵墙
42、承重体系砌体结构屋（楼）面荷载屋（楼）面荷载 纵墙纵墙 基础基础 地基地基 横墙横墙 兼有横墙和纵横墙承重体系的特点，房屋平面布置比较灵活，空间刚度较好。兼有横墙和纵横墙承重体系的特点，房屋平面布置比较灵活，空间刚度较好。适用于住宅、教学楼、办公楼及医院等建筑。适用于住宅、教学楼、办公楼及医院等建筑。3、纵横墙承重体系、纵横墙承重体系砌体结构屋（楼）面屋（楼）面荷载荷载(梁梁)外墙外墙 基基础础 地基地基 梁梁框架柱框架柱 1.1.室内空间较大，梁的跨度并不相应增大；室内空间较大，梁的跨度并不相应增大；2.2.由于横墙少，房屋的空间刚度和整体性较差；由于横墙少，房屋的空间刚度和整体性较差；3.
43、3.由于钢筋混凝土柱和砖墙的压缩性能不同，结构易产生不均匀的竖向变形。由于钢筋混凝土柱和砖墙的压缩性能不同，结构易产生不均匀的竖向变形。4、多排柱内框架承重体系、多排柱内框架承重体系钢筋混凝土柱钢筋混凝土柱砌体结构5、底层框架承重体系、底层框架承重体系屋（楼）面荷载屋（楼）面荷载 上层墙体上层墙体 墙梁墙梁 框架柱框架柱 基础基础 地基地基底层使用空间较大；底层使用空间较大；由于底层墙体较少，沿房屋高度方向，由于底层墙体较少，沿房屋高度方向，结构空间刚度将发生变化；结构空间刚度将发生变化；适用于上部住宅，底层商店或车库类适用于上部住宅，底层商店或车库类房屋。房屋。砌体结构无山墙结构：无山墙结构
44、：屋盖结构比拟为屋盖结构比拟为横梁横梁；计算单元墙比拟为计算单元墙比拟为排架柱排架柱；基础看作柱的固定端，屋盖基础看作柱的固定端，屋盖结构和墙的连接视为铰接；结构和墙的连接视为铰接；无山墙无山墙 5-3 5-3 砌体结构 将楼（屋）盖视作支承在山（横）墙上的大梁。将楼（屋）盖视作支承在山（横）墙上的大梁。根据横墙和楼（屋）盖对计算单元约束程度，将砌体结根据横墙和楼（屋）盖对计算单元约束程度，将砌体结构静力计算方案分为构静力计算方案分为刚性刚性、刚弹性刚弹性和和弹性弹性三种计算方案。三种计算方案。有山墙有山墙刚性方案：刚性方案：0刚弹性方案：刚弹性方案：y弹性方案弹性方案:y砌体结构表表4-2
45、房屋静力计算方案的确定房屋静力计算方案的确定屋盖或楼盖类别屋盖或楼盖类别刚性刚性方案方案刚弹性刚弹性方案方案弹性弹性方案方案1 1整体式、装配整体和装配式无檩体系钢筋混凝土屋盖或钢筋混凝整体式、装配整体和装配式无檩体系钢筋混凝土屋盖或钢筋混凝土楼盖土楼盖s3s72s722 2装配式有檩体系钢筋混凝土屋盖、轻钢屋盖和有密铺望板的木屋装配式有檩体系钢筋混凝土屋盖、轻钢屋盖和有密铺望板的木屋盖或木楼盖盖或木楼盖s2s48s483 3冷摊瓦木屋盖和石棉水泥瓦轻钢屋盖冷摊瓦木屋盖和石棉水泥瓦轻钢屋盖s1s36s36S S为房屋横墙间距，其长度单位为为房屋横墙间距，其长度单位为m m；对无山墙或伸缩缝处无
46、横墙的房屋，应按弹性方案考虑。；对无山墙或伸缩缝处无横墙的房屋，应按弹性方案考虑。房屋的静力计算方案房屋的静力计算方案 横墙中开有洞口时，洞口的水平截面面积不应超过横墙截面面积的横墙中开有洞口时，洞口的水平截面面积不应超过横墙截面面积的50%50%；横墙的厚度不宜小于横墙的厚度不宜小于180mm180mm；单层房层的横墙长度不宜小于其高度，多层房屋的横墙长度不宜小于横墙总高度的一半单层房层的横墙长度不宜小于其高度，多层房屋的横墙长度不宜小于横墙总高度的一半。当横墙不能同时符合上述要求时，应对横墙的刚度进行验算。要求横墙保证墙顶最大水当横墙不能同时符合上述要求时，应对横墙的刚度进行验算。要求横墙
47、保证墙顶最大水平位移平位移 max4000Hu平面传力：平面传力：水平荷载水平荷载 外纵墙外纵墙 基础基础 地基地基空间传力：空间传力：水平荷载水平荷载 外纵墙外纵墙 基础基础 地基地基 屋盖屋盖 山墙（横墙）山墙（横墙）山墙或横墙基础山墙或横墙基础 地基地基砌体结构一、一、竖向荷载作用下承重竖向荷载作用下承重纵墙纵墙的计算的计算外墙计算单元及计算简图外墙计算单元及计算简图墙体在每层高度范围内墙体在每层高度范围内为为两端铰支两端铰支的竖向构件的竖向构件 5 54 4 砌体房屋墙、柱设计算砌体房屋墙、柱设计算砌体结构 本层楼盖传来的永久荷载及可变本层楼盖传来的永久荷载及可变荷载；荷载；以上各层楼
48、板、屋盖传来的永以上各层楼板、屋盖传来的永久荷载（包括自重）及可变荷载，久荷载（包括自重）及可变荷载，楼盖大梁底面楼盖大梁底面-；窗口上端窗口上端-；窗台窗台-；下层楼盖大梁底面下层楼盖大梁底面-截面面积偏于安全均以截面面积偏于安全均以计算计算。求出最不利截面的求出最不利截面的竖向力竖向力N和竖向力和竖向力偏心距偏心距e之后就可按受压构件承载力公式计算之后就可按受压构件承载力公式计算 剖面图剖面图gulIVIVulIullINNNNMIVIVNNNeNeNMII02砌体结构 刚性方案多层房屋的外墙同时符合刚性方案多层房屋的外墙同时符合下列要求时，下列要求时，可不考虑水平风荷载的影可不考虑水平风
49、荷载的影响，仅按竖向荷载计算响，仅按竖向荷载计算：洞口水平截面积不超过全截面面洞口水平截面积不超过全截面面积的积的2/32/3；层高和总高不超过下表的规定；层高和总高不超过下表的规定；屋面自重不小于屋面自重不小于0.8kN/m0.8kN/m2 2。基本风压值基本风压值（kN/m2）层高层高（m）总高总高（m）0.44.0280.54.0240.64.0180.73.5182121qHM 第第i i层纵墙跨中及支座的最大弯矩为：层纵墙跨中及支座的最大弯矩为：式中：式中：H H 楼层高度；楼层高度；q q 沿竖直方向每单位长度风荷载值。沿竖直方向每单位长度风荷载值。二、二、刚性方案多层房屋刚性方案
50、多层房屋外墙外墙在在水平荷载水平荷载作用下的计算作用下的计算 风荷载作用下产生的弯矩应与竖向荷载作用下的弯矩进行组合，风荷载取正风压（压风荷载作用下产生的弯矩应与竖向荷载作用下的弯矩进行组合，风荷载取正风压（压力）还是取负风压（吸力），应以组合后弯矩的代数和增大为原则来决定。力）还是取负风压（吸力），应以组合后弯矩的代数和增大为原则来决定。砌体结构三、三、竖向荷载作用下承重竖向荷载作用下承重横墙横墙的计算的计算取宽度为取宽度为1m1m的横墙作为的横墙作为计算单元计算单元；每层横墙视为每层横墙视为两端铰支两端铰支的竖向构件；的竖向构件；刚性方案中各层横墙可按刚性方案中各层横墙可按轴心受压构件轴心
