1、砌体结构设计砌体结构设计 第第15章章15.1 概述 由由块体块体和和砂浆砂浆砌筑而成的墙、柱作为建筑物主要砌筑而成的墙、柱作为建筑物主要受力构件的结构称为砌体结构。受力构件的结构称为砌体结构。砌体结构特点砌体结构特点：受力性能：抗压性能好，抗弯、抗拉性能差，整体性差；受力性能：抗压性能好，抗弯、抗拉性能差，整体性差；材料来源：取材易，经济。自重大，破坏环境；材料来源：取材易，经济。自重大，破坏环境；施工制作：人工，无需模板，但工作量大；施工制作：人工，无需模板，但工作量大；技术性能：耐久性、耐火性好，保温、隔热好。技术性能：耐久性、耐火性好，保温、隔热好。砌体材料砌体材料砌体构件的承载力砌体
2、构件的承载力混合结构房屋中砌体结构的设计混合结构房屋中砌体结构的设计砌体结构的发展简史砌体结构的发展简史国际国际金字塔金字塔巴黎圣母院巴黎圣母院 砌体结构的发展简史砌体结构的发展简史国内国内都江堰水利工程都江堰水利工程安济桥安济桥 万里长城万里长城v15.2.1 块体的种类 15.2 砌体与砂浆的种类和强度等级砖砖q烧结普通砖是指以粘土、页岩、煤矸石、粉煤灰为主要原料，经焙烧而成；烧结普通砖是指以粘土、页岩、煤矸石、粉煤灰为主要原料，经焙烧而成；q标准砖统一规格标准砖统一规格240mm(长长)115mm(宽宽)53mm(厚厚)q烧结多孔砖是指以粘土、页岩、煤矸石、粉煤灰为主要原料，经焙烧而成的
3、烧结多孔砖是指以粘土、页岩、煤矸石、粉煤灰为主要原料，经焙烧而成的主要用于承重部位的多孔砖，其孔洞率大于或等于主要用于承重部位的多孔砖，其孔洞率大于或等于25。q多孔砖分为多孔砖分为P型砖与型砖与M型砖，型砖，P型砖规格型砖规格24011590mm；M型砖规格型砖规格19019090mm。q蒸压砖有蒸压砖有蒸压灰砂普通砖和蒸压粉煤灰普通砖二种蒸压灰砂普通砖和蒸压粉煤灰普通砖二种；q蒸压灰砂普通砖以石灰等钙质材料和砂等硅质材料为主要原料。蒸压灰砂普通砖以石灰等钙质材料和砂等硅质材料为主要原料。q蒸压粉煤灰普通砖以石灰、消石灰或水泥等钙质材料与粉煤灰等硅蒸压粉煤灰普通砖以石灰、消石灰或水泥等钙质材
4、料与粉煤灰等硅质材料及集料等为主要原料。质材料及集料等为主要原料。q砼砖以水泥为胶结材料，以砂、石为主要集料。砼砖以水泥为胶结材料，以砂、石为主要集料。砌块砌块砖的规格砖的规格q砌块按尺寸大小可分为小型、中型和大型三种，我国通常把砌块高砌块按尺寸大小可分为小型、中型和大型三种，我国通常把砌块高度为度为350mm以下的称为小型砌块，高度为以下的称为小型砌块，高度为360900mm的称为中型砌的称为中型砌块，高度大于块，高度大于900mm的称为大型砌块。的称为大型砌块。q普通混凝土小型空心砌块的主块规格尺寸为普通混凝土小型空心砌块的主块规格尺寸为390190190mm,其其空心率空心率2550。石
5、材石材砌体中的石材应选用无明显风化的石材。砌体中的石材应选用无明显风化的石材。v15.2.2 块体的强度等级 实心砖的强度等级是根据标准试验方法所得到的砖的极限抗压强实心砖的强度等级是根据标准试验方法所得到的砖的极限抗压强度值来划分度值来划分的。的。烧结普通砖、烧结多孔砖的强度等级有烧结普通砖、烧结多孔砖的强度等级有MU30、MU25、MU20、MUl5和和MUl0，其中，其中MU表示砌体中的块体表示砌体中的块体(Masonry Unit)，其后数，其后数字表示块体的抗压强度值，单位为字表示块体的抗压强度值，单位为MPa。蒸压灰砂砖与蒸压粉煤灰。蒸压灰砂砖与蒸压粉煤灰砖的强度等级有砖的强度等级
6、有MU25、MU20、MUl5和和MUl0。混凝土空心砌块的强度等级是根据标准试验方法，按毛截面面积混凝土空心砌块的强度等级是根据标准试验方法，按毛截面面积计算的极限抗压强度值来划分的。混凝土小型空心砌块的强度等级计算的极限抗压强度值来划分的。混凝土小型空心砌块的强度等级为为MU20、MUl5、MUl0、MU7.5、MU5五个等级。五个等级。因石材的大小和规格不一，通常由边长为因石材的大小和规格不一，通常由边长为70mm的立方体试块进的立方体试块进行抗压试验，取三个试块破坏强度的平均值作为确定石材强度等级行抗压试验，取三个试块破坏强度的平均值作为确定石材强度等级的依据。石材的强度等级划分为的依
7、据。石材的强度等级划分为MUl00、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30和和MU20。v15.2.3 砂浆 q砂浆是由胶凝材料（水泥、石灰）、细骨料（砂）、水和掺加料按一定砂浆是由胶凝材料（水泥、石灰）、细骨料（砂）、水和掺加料按一定配比配制而成。配比配制而成。q主要作用是把块体粘结成共同受力的整体。砂浆把块体表面抹平，使块主要作用是把块体粘结成共同受力的整体。砂浆把块体表面抹平，使块体在砌体中受力比较均匀，砂浆填满块体问的缝隙。体在砌体中受力比较均匀，砂浆填满块体问的缝隙。q砌体中常用的砂浆由水泥砂浆、混合砂浆及非水泥砂浆三种。砌体中常用的砂浆由水泥砂浆、混合砂浆及非水泥砂浆三种
8、。q砂浆的强度等级是根据其试块的抗压强度确定，试验时采用边长为砂浆的强度等级是根据其试块的抗压强度确定，试验时采用边长为70.7mm的立方体标准试块，龄期的立方体标准试块，龄期28d的抗压强度来确定。的抗压强度来确定。q砌筑砂浆的强度等级为砌筑砂浆的强度等级为M15、M10、M7.5、M5和和M2.5。其中。其中M表示砂表示砂浆浆(Mortar)，其后数字表示砂浆的强度大小，其后数字表示砂浆的强度大小(单位为单位为MPa)。q蒸压灰砂普通砖和蒸压粉煤灰普通砖采用专用砌筑砂浆，等级蒸压灰砂普通砖和蒸压粉煤灰普通砖采用专用砌筑砂浆，等级Ms15、Ms10、Ms7.5、Ms5。q混凝土小型空心砌块砌
9、筑砂浆的强度等级用混凝土小型空心砌块砌筑砂浆的强度等级用Mb标记，以区别于其他砌标记，以区别于其他砌筑砂浆，其强度等级有筑砂浆，其强度等级有Mb20、Mb15、Mb10、Mb7.5和和Mb5。q当验算施工阶段砂浆尚未硬化的新砌体强度时，可按砂浆强度为零来确当验算施工阶段砂浆尚未硬化的新砌体强度时，可按砂浆强度为零来确定其砌体强度。定其砌体强度。q除强度外，砂浆还应具有较好的流动性和保水性。除强度外，砂浆还应具有较好的流动性和保水性。v15.2.4 块体和砂浆的选择 砌体结构所用材料，应因地制宜，就地取材，并确保砌体在长砌体结构所用材料，应因地制宜，就地取材，并确保砌体在长期使用过程中具有足够的
10、承载力和符合要求的耐久性，还应满足建期使用过程中具有足够的承载力和符合要求的耐久性，还应满足建筑物整体或局部部位所处于不同环境条件下正常使用时建筑物对其筑物整体或局部部位所处于不同环境条件下正常使用时建筑物对其材料的特殊要求。材料的特殊要求。对于具体的设计，砌体材料的选择应遵循如下原则对于具体的设计，砌体材料的选择应遵循如下原则:对于地面以对于地面以下或防潮层以下的砌体所用材料，应提出最低强度要求，对于潮湿下或防潮层以下的砌体所用材料，应提出最低强度要求，对于潮湿房间所用材料的最低强度等级要求见表。房间所用材料的最低强度等级要求见表。15.3 砌体结构的设计方法与砌体的强度设计值v15.3.1
11、 砌体结构按近似概率理论的极限状态设计方法 砌体结构设计采用砌体结构设计采用以概率论为基础的极限状态设计方法以概率论为基础的极限状态设计方法，以，以可靠指标可靠指标度量结构构件的可靠度度量结构构件的可靠度，采用，采用分项系数的设计表达式分项系数的设计表达式进行结构设计计算。进行结构设计计算。砌体结构应按承载能力极限状态设计，并满足正常使用极限状态砌体结构应按承载能力极限状态设计，并满足正常使用极限状态的要求，后者由构造措施保证。的要求，后者由构造措施保证。砌体结构按承载力极限状态设计时，应按下列公式中最不利组合进行计算砌体结构按承载力极限状态设计时，应按下列公式中最不利组合进行计算),(4.1
12、2.12kLk1LGk0kniQiciQiQafRSSS),(4.135.11kLGk0kniQiciafRSSL结构构件的抗力模型不定性系数。对静力设计，结构构件的抗力模型不定性系数。对静力设计，考虑结构设计使用年限的荷载调整系数。考虑结构设计使用年限的荷载调整系数。验算砌体结构作为一个刚体的整体稳定性时（倾覆、滑移、漂浮等），验算砌体结构作为一个刚体的整体稳定性时（倾覆、滑移、漂浮等），应按下式验算应按下式验算G1k2kLk1LG2k08.04.12.1SSSSniQiQkGniQiciSSS11kLG2k08.04.135.11G kS2G kS式中式中 起有利作用的永久荷载标准值的效应
13、；起有利作用的永久荷载标准值的效应；起不利作用的永久荷载标准值的效应。起不利作用的永久荷载标准值的效应。v15.3.2 砌体的计算指标 砌体强度设计值砌体强度设计值/kfff砌体强度标准值砌体强度标准值规范规范规定：规定：v 施工质量控制等级为施工质量控制等级为“B”级时，级时，f取取1.6；v 施工质量控制等级为施工质量控制等级为“C”级时，级时，f取取1.8。fmkff645.1ABC制度健全，并严格执行；非施工制度健全，并严格执行；非施工 制度基本健全，并能执行；非施工制度基本健全，并能执行；非施工 有制度；非施工方质量监督人员有制度；非施工方质量监督人员现场质现场质方质量监督人员经常到
14、现场，或方质量监督人员经常到现场，或 方质量监督人员间断到现场进行质方质量监督人员间断到现场进行质 很少到现场进行质量控制；施工很少到现场进行质量控制；施工量管理量管理现场设有常驻代表；施工方有在现场设有常驻代表；施工方有在 量控制；施工方有在岗专业技术管量控制；施工方有在岗专业技术管 方有在岗专业技术管理人员方有在岗专业技术管理人员岗专业技术管理人员，人员齐全，岗专业技术管理人员，人员齐全，理人员，并持证上岗理人员，并持证上岗并持证上岗并持证上岗砂浆、混砂浆、混试块按规定制作，强度满足验收试块按规定制作，强度满足验收 试块按规定制作，强度满足验收试块按规定制作，强度满足验收试块强度满足验收规
15、定，离散性试块强度满足验收规定，离散性凝土强度凝土强度规定，离散性小规定，离散性小规定，离散性较小规定，离散性较小大大砂浆拌和方式砂浆拌和方式机械拌和；配合比计量控制严格机械拌和；配合比计量控制严格 机械拌和；配合比计量控制一般机械拌和；配合比计量控制一般机械或人工拌和；配合比计量控机械或人工拌和；配合比计量控制较差制较差砌筑工人砌筑工人中级工以上，其中高级工不少于中级工以上，其中高级工不少于 高、中级工不少于高、中级工不少于70初级工以上初级工以上20%20%项项 目目施工质量控制等级施工质量控制等级表表1410 砌体施工质量控制等级砌体施工质量控制等级 龄期为龄期为28d的以毛截面计算的各
16、类砌体强度设计值，当施工质量控制等的以毛截面计算的各类砌体强度设计值，当施工质量控制等级为级为“B”级时，应根据块体和砂浆的强度等级分别按下列相应的表格采用级时，应根据块体和砂浆的强度等级分别按下列相应的表格采用M15M10M7.5M50 0MU303.943.273.272.932.932.262.261.151.15MU253.63.62.982.982.682.682.062.061.051.05MU203.223.222.672.672.392.391.841.840.940.94MU152.972.972.312.312.072.071.61.60.820.82MU101.891.8
17、91.691.691.31.30.670.67砖强度等级砖强度等级砂砂 浆浆 强强 度度 等等 级级表表14-12 烧结普通砖和烧结多孔砖砌体的抗压强度设计值烧结普通砖和烧结多孔砖砌体的抗压强度设计值(Mpa)M15M10M7.5M50 0MU253.63.62.982.982.682.682.372.371.051.05MU203.223.222.672.672.392.392.122.120.940.94MU152.792.792.312.312.072.071.831.830.820.82MU101.891.891.691.691.51.50.670.67砖强度等级砖强度等级砂砂 浆浆
18、强强 度度 等等 级级表表14-13 蒸压灰砂砖和蒸压粉煤灰砖砌体的抗压强度设计值蒸压灰砂砖和蒸压粉煤灰砖砌体的抗压强度设计值(Mpa)Mb15Mb10Mb7.5Mb50 0MU205.685.684.954.954.444.443.943.942.332.33MU154.614.614.024.023.613.613.23.21.891.89MU102.792.792.52.52.222.221.311.31MU7.51.931.931.711.711.011.01MU51.191.190.70.7砖强度等级砖强度等级砂砂 浆浆 强强 度度 等等 级级表表14-14 单排孔混凝土和轻骨料混凝
19、土砌块砌体的抗压强度设计值单排孔混凝土和轻骨料混凝土砌块砌体的抗压强度设计值(Mpa)注：1.对独立柱或厚度为双排组砌砌块砌体，应按表中数值乘以0.7；2.对T型截面砌体，应按表中数值乘以0.85；孔洞率不大于孔洞率不大于35的双排孔或多排孔轻骨料混凝土砌块的双排孔或多排孔轻骨料混凝土砌块砌体的抗压强度设计值砌体的抗压强度设计值表表14-15 双排孔、多排孔轻骨料混凝土砌块砌体的抗压强度设计值双排孔、多排孔轻骨料混凝土砌块砌体的抗压强度设计值(Mpa)Mb10Mb7.5Mb50MU103.083.082.672.672.452.451.441.44MU7.52.132.131.881.881.
20、121.12MU51.311.310.780.78砖强度等级砖强度等级砂砂 浆浆 强强 度度 等等 级级M7.5M5M2.50MU1005.425.424.84.84.184.182.132.13MU804.854.854.294.293.733.731.911.91MU604.24.23.713.233.231.651.65MU503.833.833.392.952.951.511.51MU403.433.433.042.642.641.351.35MU302.972.972.632.292.291.171.17MU202.422.422.151.871.870.950.95砖强度等级砖强度
21、等级砂砂 浆浆 强强 度度 等等 级级表表14-16 毛料石砌体的抗压强度设计值毛料石砌体的抗压强度设计值(Mpa)M7.5M5M2.50MU1001.271.271.121.120.980.980.340.34MU801.131.131 10.870.870.30.3MU600.980.980.870.870.760.760.260.26MU500.90.90.80.80.690.690.230.23MU400.80.80.710.710.620.620.210.21MU300.690.690.610.610.530.530.180.18MU200.560.560.510.510.440.4
22、40.150.15砖强度等级砖强度等级砂砂 浆浆 强强 度度 等等 级级表表14-17 毛石砌体的抗压强度设计值毛石砌体的抗压强度设计值(Mpa)M10M7.5M5M2.5轴轴烧结普通砖、烧结多孔砖烧结普通砖、烧结多孔砖0.190.190.160.160.130.130.090.09心心蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖0.120.120.10.10.080.080.060.06抗抗混凝土砌块混凝土砌块0.090.090.080.080.070.07拉拉毛石毛石0.080.080.070.070.060.060.040.04沿沿烧结普通砖、烧结多孔砖烧结普通砖、烧结多孔砖0.33
23、0.290.230.17弯弯齿齿蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖0.240.20.160.12曲曲缝缝混凝土砌块混凝土砌块0.110.090.08抗抗毛石毛石0.130.110.090.07拉拉沿沿烧结普通砖、烧结多孔砖烧结普通砖、烧结多孔砖0.170.140.110.08通通蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖0.120.10.080.06缝缝混凝土砌块混凝土砌块0.080.060.05烧结普通砖、烧结多孔砖烧结普通砖、烧结多孔砖0.170.140.110.08抗抗蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖0.120.10.080.06剪剪混凝土和轻骨料砌块
24、混凝土和轻骨料砌块0.090.080.06毛石毛石0.210.190.160.11表表1418 弯曲抗拉强度设计值和抗剪强度设计值（弯曲抗拉强度设计值和抗剪强度设计值（Mpa)沿砌体灰缝截面破坏时砌体的轴心抗拉强度设计值、沿砌体灰缝截面破坏时砌体的轴心抗拉强度设计值、强度类别强度类别砂浆强度等级砂浆强度等级破坏特征及砌体种类破坏特征及砌体种类对于单排孔混凝土砌块对孔砌筑并用混凝土灌孔的砌体抗压强度设计值对于单排孔混凝土砌块对孔砌筑并用混凝土灌孔的砌体抗压强度设计值式中式中 灌孔砌体的抗压强度设计值，且不应大于未灌孔砌灌孔砌体的抗压强度设计值，且不应大于未灌孔砌体的抗压强度设计值的体的抗压强度设
25、计值的2倍倍；灌孔混凝土的轴心抗压强度设计值；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与砌体毛面积的比值砌块砌体中灌孔混凝土面积与砌体毛面积的比值;混凝土砌块的孔洞率（小型空心砌块约为混凝土砌块的孔洞率（小型空心砌块约为50左右）；左右）；混凝土砌块砌体的灌孔率，不应小于混凝土砌块砌体的灌孔率，不应小于33，灌，灌孔混凝土的强度等级不应低于孔混凝土的强度等级不应低于C20。gfcf对于单排孔混凝土砌块对孔砌筑时，灌孔砌体的抗剪强度设计值对于单排孔混凝土砌块对孔砌筑时，灌孔砌体的抗剪强度设计值0.550.2vggffgc0.6fff在进行砌体结构设计时，遇有下列情况的各类砌体，在
26、进行砌体结构设计时，遇有下列情况的各类砌体，其砌体强度设计值还应乘以相应的调整系数其砌体强度设计值还应乘以相应的调整系数 a：q对无筋砌体构件的截面面积对无筋砌体构件的截面面积A0.3m2时，时，a为其截面面积加为其截面面积加0.7；对配筋砌体构件的截面面积对配筋砌体构件的截面面积Aa时，取时，取a0=a。hc梁的截面高度，梁的截面高度，mm。f砌体抗压强度设计值，砌体抗压强度设计值，MPa。010chafu梁端支承处砌体局部受压承载力计算公式梁端支承处砌体局部受压承载力计算公式0llfNNA 式中：式中：上部荷载的折减系数。上部荷载的折减系数。N0局部受压面积内上部轴向力设计值，局部受压面积
27、内上部轴向力设计值，N0=0Al。0上部平均压应力设计值。上部平均压应力设计值。Nl梁端支承压力设计值。梁端支承压力设计值。梁端底面压应力图形的完整系数，一般取梁端底面压应力图形的完整系数，一般取0.7，对于过梁和墙梁可取，对于过梁和墙梁可取1.0。Al局部受压面积，局部受压面积，Al=a0b。a0梁端有效支承长度。梁端有效支承长度。b梁宽。梁宽。梁端支承处砌体应力状态梁端支承处砌体应力状态q上部砌体传来的压应力通过拱作用由梁两侧砌体向下传递，从而减上部砌体传来的压应力通过拱作用由梁两侧砌体向下传递，从而减小了梁端直接承受的压力，这种工作机理称为砌体的内拱卸荷作用，小了梁端直接承受的压力，这种
28、工作机理称为砌体的内拱卸荷作用，这种内力重分布现象对砌体的局部受压是有利的。这种内力重分布现象对砌体的局部受压是有利的。q试验表明内拱卸荷作用的大小与比值有关，当试验表明内拱卸荷作用的大小与比值有关，当A0/Al 2时，内拱的时，内拱的卸荷作用很明显，可忽略不计上部荷载对砌体局部抗压的影响。当卸荷作用很明显，可忽略不计上部荷载对砌体局部抗压的影响。当A0/Al 2，内拱作用逐渐减弱，当，内拱作用逐渐减弱，当A0/Al=1时，内拱作用消失，即上部时，内拱作用消失，即上部压力全部考虑。压力全部考虑。q规范规范引入上部荷载的折减系数引入上部荷载的折减系数来考虑上部荷载对砌体局部抗来考虑上部荷载对砌体
29、局部抗压的影响。偏于安全，取压的影响。偏于安全，取A0/Al3时，算得时，算得负值不计上部荷载的影响。负值不计上部荷载的影响。A0/Al=1时，时，1，上部荷载全部考虑。，上部荷载全部考虑。01.50.5/lAA0l/3AA 当当 时，取时，取 0 3.梁端下设刚性垫块的砌体局部受压承载力梁端下设刚性垫块的砌体局部受压承载力 梁端支承处的砌体局部受压承载力不满足上式的要求时，可在梁梁端支承处的砌体局部受压承载力不满足上式的要求时，可在梁端下的砌体内设置垫块。垫块一般采用素砼制作。端下的砌体内设置垫块。垫块一般采用素砼制作。刚性垫块刚性垫块的构造应符合下列规定：的构造应符合下列规定：垫块的高度垫
30、块的高度tb180mm，自梁边缘算起的垫块挑出长度不宜大于垫块，自梁边缘算起的垫块挑出长度不宜大于垫块的高度的高度tb。在带壁柱墙的壁柱内设置刚性垫块时，其计算面积应取壁柱范围内在带壁柱墙的壁柱内设置刚性垫块时，其计算面积应取壁柱范围内的面积，而不应计算翼缘部分，同时壁柱上垫块伸入翼墙内的长度不的面积，而不应计算翼缘部分，同时壁柱上垫块伸入翼墙内的长度不应小于应小于120mm。现浇垫块与梁端整体浇筑时，垫块可在梁高范围内设置。现浇垫块与梁端整体浇筑时，垫块可在梁高范围内设置。0NlNba0,0.4ba180bt0NlNba0,0.4ba180bt预制垫块整浇垫块0l1fbNNA00bNA N0
31、垫块面积Ab内上部轴向力设计值，；Nl梁端支承压力设计值;垫块上Nl合力点位置可取0.4a0处；垫块上N0及Nl合力的影响系数，按附表采用，取 时的值；垫块外砌体面积的有利影响系数，=0.8 1.0。311 Ab垫块面积，；，分别为垫块伸入墙内的长度、垫块的宽度。bbba bAbabb刚性垫块时梁端有效支承长度考虑刚性垫块的影响，按下式计算。刚性垫块时梁端有效支承长度考虑刚性垫块的影响，按下式计算。0,1cbhaf1为刚性垫块的影响系数为刚性垫块的影响系数 f/0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 5.4 5.7 6.0 6.9 7.8 梁端支承压力设计值梁端支承压力设计值Nl 距墙内边
32、缘的距离可取距墙内边缘的距离可取0.4a0。lblNNaaNe004.02/e为合力到垫块形心处偏心距为合力到垫块形心处偏心距 查表时查表时h取垫块伸入墙内的长度取垫块伸入墙内的长度ab 5.梁下设有垫梁时的砌体局部受压承载力梁下设有垫梁时的砌体局部受压承载力fhbNNbly5.12100max，lN0,0.4babhbblNmax0h垫梁下砌体的局部受压承载力垫梁下砌体的局部受压承载力0202.4lbNNfb h0002bb hN302hhE IhhE 垫梁折算高度垫梁折算高度v垫梁上梁端有效支承长度垫梁上梁端有效支承长度a0,b，可近似按刚性梁垫的情况计算。，可近似按刚性梁垫的情况计算。垫
33、梁底面压应力分布系数，当荷载沿墙厚方向均匀分布时垫梁底面压应力分布系数，当荷载沿墙厚方向均匀分布时 2 21.01.0，不，不均匀分布时均匀分布时 2 20.80.8。2第第3章章 砌体结构构件的承载力计算砌体结构构件的承载力计算 3.41局局 部部 受受 压压【例【例3.6】某房屋窗间墙上梁的支承情况如图某房屋窗间墙上梁的支承情况如图3.18所示。梁的截面尺寸所示。梁的截面尺寸bh=250mm 500mm，在墙上支承长度，在墙上支承长度a=240mm。窗间墙截面尺寸为。窗间墙截面尺寸为1200mm 370mm，采用，采用MU10烧结煤矸石砖和烧结煤矸石砖和M5混合砂浆砌筑。梁端支承压混合砂浆
34、砌筑。梁端支承压力设计值力设计值Nl=100kN，梁底截面上部荷载设计值产生的轴向力，梁底截面上部荷载设计值产生的轴向力Ns=175kN。试验。试验算梁端支承处砌体局部受压承载力。算梁端支承处砌体局部受压承载力。图3.18 例3.6窗间墙上梁的支承情况 第第3章章 砌体结构构件的承载力计算砌体结构构件的承载力计算 3.42局局 部部 受受 压压解：由表解：由表3-5查得砌体抗压强度设计值查得砌体抗压强度设计值f=1.50MPa，梁端底面压应力图形的完整系数梁端底面压应力图形的完整系数=0.7。梁端有效支承长度：梁端有效支承长度：a0=10 =10 =182.6mma=240mm 梁端局部受压面
35、积：梁端局部受压面积：Al=a0b=182.6 250=45650mm2 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=(b+2h)h=(250+2 370)370=366300mm2 砌体局部抗压强度提高系数：砌体局部抗压强度提高系数：=1+0.35 =1+0.35 =1.933 所以，取所以，取=0，即不考虑上部荷载的影响，则，即不考虑上部荷载的影响，则N0+Nl=100kN。梁端支承处砌体局部受压承载力梁端支承处砌体局部受压承载力 Alf=0.7 1.93 45650 1.50 10-3=92.5kNNl不不满足要求。满足要求。chf5001.50l1AA3663
36、00145650175000370 1200轴心受拉构件轴心受拉构件ttfNAv15.4.3 砌体轴心受拉、受弯、受剪承载力计算圆形水池壁受拉示意图内力臂，内力臂，z=I/S，当截面为矩形截面时，当截面为矩形截面时，z=2h/3；沿通缝或阶梯形截面破坏时受剪构件承载力沿通缝或阶梯形截面破坏时受剪构件承载力受弯构件受弯构件tmfWMvfVb zz受剪构件受剪构件0vfVAftm砌体弯曲抗拉强度设计值砌体弯曲抗拉强度设计值zbVIbVSv15.5.1 承重墙的结构布置15.5 混合结构房屋的砌体结构设计 房屋中墙、柱等竖向承重构件用块体和砂浆砌筑而成的砌体房屋中墙、柱等竖向承重构件用块体和砂浆砌筑
37、而成的砌体材料，屋盖、楼盖等水平承重构件用钢筋混凝土、轻钢或其他材料材料，屋盖、楼盖等水平承重构件用钢筋混凝土、轻钢或其他材料建造的房屋称为混合结构。建造的房屋称为混合结构。1.横墙承重方案横墙承重方案v当房屋开间不大当房屋开间不大(一般为一般为34.5m)，横墙间距较小，将楼，横墙间距较小，将楼(或屋面或屋面)板直接搁置在横墙上的结构布置称为横墙承重方板直接搁置在横墙上的结构布置称为横墙承重方案：房间的楼板支承在横墙上，纵墙仅承受本身自重。案：房间的楼板支承在横墙上，纵墙仅承受本身自重。v横墙承重方案的荷载传递路线：横墙承重方案的荷载传递路线：楼（屋）面板楼（屋）面板横墙横墙基础基础地基。地
38、基。v纵墙门窗开洞受限较少、横向刚度大、抗震性能好。适纵墙门窗开洞受限较少、横向刚度大、抗震性能好。适用于多层宿舍等居住建筑以及由小开间组成的办公楼。用于多层宿舍等居住建筑以及由小开间组成的办公楼。2.纵纵墙承重方案墙承重方案v对于要求有较大空间的房屋对于要求有较大空间的房屋(如厂房、仓库如厂房、仓库)或隔墙位置或隔墙位置可能变化的房屋，通常无内横墙或横墙间距很大，因而可能变化的房屋，通常无内横墙或横墙间距很大，因而由纵墙直接承受楼面、屋面荷载的结构布置方案即为纵由纵墙直接承受楼面、屋面荷载的结构布置方案即为纵墙承重方案。墙承重方案。v此类房屋的屋面荷载此类房屋的屋面荷载(竖向竖向)传递路线为
39、：传递路线为：板板梁梁(或屋架或屋架)纵墙纵墙基础基础地基。地基。v纵墙门窗开洞受限、整体性差。适用于单层厂房、仓库、纵墙门窗开洞受限、整体性差。适用于单层厂房、仓库、食堂。食堂。3.纵横纵横墙承重方案墙承重方案v当建筑物的功能要求房间的大小变化较多时，为了结构当建筑物的功能要求房间的大小变化较多时，为了结构布置的合理性，通常采用纵横墙布置方案，既可保证有布置的合理性，通常采用纵横墙布置方案，既可保证有灵活布置的房间，又具有较大的空间刚度和整体性，所灵活布置的房间，又具有较大的空间刚度和整体性，所以适用于教学楼、办公楼、多层住宅等建筑。以适用于教学楼、办公楼、多层住宅等建筑。v此类房屋的荷载传
40、递路线为：此类房屋的荷载传递路线为：梁梁纵墙纵墙v楼楼(屋屋)面板面板 基础基础地基地基 横墙或纵墙横墙或纵墙 4.内框架承重方案内框架承重方案v对于工业厂房的车间、仓库和商店等需要较大空间的建对于工业厂房的车间、仓库和商店等需要较大空间的建筑，可采用外墙与内柱同时承重的内框架承重方案，该筑，可采用外墙与内柱同时承重的内框架承重方案，该结构布置为楼板铺设在梁上，梁两端支承在外纵墙上，结构布置为楼板铺设在梁上，梁两端支承在外纵墙上，中间支承在柱上。中间支承在柱上。v此类房屋的荷载传递路线为：此类房屋的荷载传递路线为：外纵墙外纵墙外纵墙基础外纵墙基础 板板梁梁 地基地基 柱柱柱基础柱基础v平面布置
41、灵活、抗震性能差。应充分注意两种不同结构平面布置灵活、抗震性能差。应充分注意两种不同结构材料所引起的不利影响。材料所引起的不利影响。v15.5.2 混合结构房屋的静力计算方案情况一：情况一：无山墙的单层房屋无山墙的单层房屋 1水平荷载下混合结构房屋的受力机理水平荷载下混合结构房屋的受力机理 一单层房屋，外纵墙承重，屋盖一单层房屋，外纵墙承重，屋盖为装配式钢筋混凝土楼盖，两端没有为装配式钢筋混凝土楼盖，两端没有设置山墙。设置山墙。房屋的水平风荷载传递路线：房屋的水平风荷载传递路线：风荷载风荷载纵墙纵墙纵墙基础纵墙基础地基。地基。计算单元计算单元单跨平面排架单跨平面排架 在水平荷载作用下，屋盖的水
42、平位移受到山墙的约束，水平荷载在水平荷载作用下，屋盖的水平位移受到山墙的约束，水平荷载的传递路线发生了变化的传递路线发生了变化 纵墙基础纵墙基础地基地基风荷载风荷载纵墙纵墙 屋盖屋盖山墙山墙山墙基础山墙基础地基地基 情况二：情况二：两端设置山墙的单层房屋两端设置山墙的单层房屋 屋盖可以看作是水平方向的梁屋盖可以看作是水平方向的梁(跨跨度为房屋长度，梁高为屋盖结构沿房屋度为房屋长度，梁高为屋盖结构沿房屋横向的跨度横向的跨度)，两端弹性支承在山墙上，两端弹性支承在山墙上，而山墙可以看作竖向悬臂梁支承在基础而山墙可以看作竖向悬臂梁支承在基础上。上。整个房屋墙顶的水平位移不再相同。整个房屋墙顶的水平位
43、移不再相同。距山墙距离愈远的墙顶水平位移愈大。距山墙距离愈远的墙顶水平位移愈大。值愈大，表示整体房屋的水平侧移与平面排架的侧移愈接近，值愈大，表示整体房屋的水平侧移与平面排架的侧移愈接近，即房屋空间作用愈小。反之愈小，房屋的水平侧移愈小，房屋的空间即房屋空间作用愈小。反之愈小，房屋的水平侧移愈小，房屋的空间作用愈大。作用愈大。横墙间距横墙间距s s是影响房屋刚度或侧移大小的重要因素。是影响房屋刚度或侧移大小的重要因素。砌体结构设计规范砌体结构设计规范考虑屋盖刚度和横墙间距两个主要因素的考虑屋盖刚度和横墙间距两个主要因素的影响，按房屋空间刚度影响，按房屋空间刚度(作用作用)大小，将混合结构房屋静
44、力计算方案分大小，将混合结构房屋静力计算方案分为三种为三种。1psuu可以用空间性能影响系数可以用空间性能影响系数来表示房屋空间作用的大小。来表示房屋空间作用的大小。式中：式中：考虑空间工作时，外荷载作用下房屋排架水平位移的最大值。考虑空间工作时，外荷载作用下房屋排架水平位移的最大值。外荷载作用下，平面排架的水平位移值。外荷载作用下，平面排架的水平位移值。supu房屋的静力计算方案房屋的静力计算方案 v刚性方案刚性方案 v房屋的空间刚度大。在荷载作用下，墙、柱顶端的相对位移很小，可房屋的空间刚度大。在荷载作用下，墙、柱顶端的相对位移很小，可视墙、柱顶端水平位移等于零。这类房屋称为刚性方案房屋，
45、其静力计视墙、柱顶端水平位移等于零。这类房屋称为刚性方案房屋，其静力计算简图将承重墙视为一根竖向构件，下端嵌固于基础，屋盖或楼盖作为算简图将承重墙视为一根竖向构件，下端嵌固于基础，屋盖或楼盖作为墙体的不动铰支座。墙体的不动铰支座。0.77时可按弹性方案计算。时可按弹性方案计算。v刚弹性方案刚弹性方案 v房屋的空间刚度介于上述两种方案之间，在荷载作用下，纵墙顶端水房屋的空间刚度介于上述两种方案之间，在荷载作用下，纵墙顶端水平位移比弹性方案要小，但又不可忽略不计，这类房屋称为刚弹性方案。平位移比弹性方案要小，但又不可忽略不计，这类房屋称为刚弹性方案。其受力状态介于刚性方案和弹性方案之间，这时墙柱内
46、力计算应按考虑其受力状态介于刚性方案和弹性方案之间，这时墙柱内力计算应按考虑空间作用的平面排架计算，即计算简图相当于在屋空间作用的平面排架计算，即计算简图相当于在屋(楼楼)盖处加一弹性支盖处加一弹性支座。座。作为刚性和刚弹性方案房屋的横墙，作为刚性和刚弹性方案房屋的横墙，规范规范规定应符合下列规定应符合下列要求：要求：p横墙中开有洞口时，洞口的水平截面面积不应超过横墙水平全横墙中开有洞口时，洞口的水平截面面积不应超过横墙水平全截面面积的截面面积的50%。p横墙的厚度不宜小于横墙的厚度不宜小于180mm。p单层房屋的横墙长度不宜小于其高度，多层房屋的横墙长度不单层房屋的横墙长度不宜小于其高度，多
47、层房屋的横墙长度不宜小于宜小于H/2(H为横墙总高度为横墙总高度)。p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。如其最大水平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。如其最大水平位移值位移值 H/4000(H为横墙总高度为横墙总高度)时，仍可视作刚性和刚弹性方案房屋的横时，仍可视作刚性和刚弹性方案房屋的横墙；凡符合此刚度要求的一段横墙或其他结构构件墙；凡符合此刚度要求的一段横墙或其他结构构件(如框架等如框架等)，也可以视作刚，也可以视作刚性或刚弹性方案房屋的横墙。性或刚弹性方案房屋的横墙。maxuv15.5.3 墙、柱高厚比验算砌体结构房屋中的墙、柱均是受压构件，除了应
48、满足承载力的要砌体结构房屋中的墙、柱均是受压构件，除了应满足承载力的要求外，还必须保证其稳定性，求外，还必须保证其稳定性，规范规范规定：用验算墙、柱高厚比规定：用验算墙、柱高厚比的方法来保证墙、柱的稳定性。的方法来保证墙、柱的稳定性。墙、柱的计算高度墙、柱的计算高度对墙、柱进行承载力计算或验算高厚比时所采用的高度，称为计对墙、柱进行承载力计算或验算高厚比时所采用的高度，称为计算高度。它是由墙、柱的实际高度算高度。它是由墙、柱的实际高度H，并根据房屋类别和构件两端，并根据房屋类别和构件两端的约束条件来确定的。按照弹性稳定理论分析结果，并为了偏于安的约束条件来确定的。按照弹性稳定理论分析结果，并为
49、了偏于安全，全，规范规范规定，受压构件的计算高度规定，受压构件的计算高度H0可按表可按表15-10采用。采用。房屋类型柱带壁柱墙或周边拉结的墙排架方向垂直排架方向s2H2HsHsH有吊车的单层房屋变截面柱上段弹性方案2.5Hu1.25Hu2.5Hu刚性、刚弹性方案2.0Hu1.25Hu2.0Hu变截面柱下段1.0Hl0.8Hl1.0Hl无吊车的单层房屋和多层房屋单跨弹性方案1.5H1.0H1.5H刚弹性方案1.2H1.0H1.2H多跨弹性方案1.25H1.0H1.25H刚弹性方案1.10H1.0H1.10H刚性方案1.0H1.0H1.0H0.4s+0.2H0.6s1.一般墙、柱高厚比验算一般墙
50、、柱高厚比验算式中：式中：墙、柱的计算高度，按表取用。墙、柱的计算高度，按表取用。h 墙厚或矩形柱与墙厚或矩形柱与 相对应的边长。相对应的边长。自承重墙允许高厚比的修正系数。自承重墙允许高厚比的修正系数。有门窗洞口的墙允许高厚比修正系数。有门窗洞口的墙允许高厚比修正系数。墙、柱允许高厚比。墙、柱允许高厚比。墙、柱的高厚比验算墙、柱的高厚比验算 012Hh 20H10H对于厚度对于厚度h240mm的自承重墙，的自承重墙，的取值分别为：的取值分别为：当当h=240mm时，时，1.2。当当h=180mm时，时，1.32。当当h=120mm时，时，1.44。当当h=90mm时，时，1.5。1 式中式中
