1、 建筑结构基础CONTENTS目 录砌体结构概述 无筋砌体构件配筋砌体构件砌体的构造要求7.17.27.37.4项目7 砌 体 结 构学习目标项目7 砌 体 结 构熟悉砌体结构的概念及分类。掌握无筋砌体和配筋砌体构件。掌握砌体的构造要求。PART7.1砌体结构概述7.1 砌体结构概述 砌体（砖混结构）是由块体和砂浆砌筑而成的墙或柱，包括砖砌体、砌块砌体、石砌体和墙板砌体，在一般的工程建筑中，砌体约占整个建筑物自重的1/2，用工量和造价约各占1/3,是建筑工程的重要材料。7.1.1 砌体结构的特点 1.砌体结构的特点 （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
2、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。（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。7.1.1 砌体结构的特点 （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。7.1.1 砌体结构的特点 2.砌体结构的缺点 （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
3、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。7.1.2 砌体结构的分类 1.无筋砌体 按照砌体中所采用的块体种类，可以将砌体分为砖砌体、砌块砌体、石砌体等。为了保证砌体的受力性能和整体性，块体应相互搭砌，砌体中的竖向灰缝应上下错开。7.1.2 砌体结构的分类 （1）砖砌体。实心砖砌体通常采用一顺一丁、梅
4、花丁和三顺一丁等砌法，如图7-1所示。根据实践经验和试验研究，采用五顺一丁的砌法，砌体的抗压强度与一顺一丁的砌法相比几乎没有下降。但应注意，上下两皮丁砖间的顺砖越多，则宽为240 mm的两皮半砖墙之间的联系越弱，很可能形成“两片皮”而使其承载能力急剧下降,因而不采用。图图7 7-1 1 常用砖砌体的方法常用砖砌体的方法7.1.2 砌体结构的分类 砖砌体的应用范围广泛，但是用于制作砖砌体最为普遍的原材料黏土现已是稀缺资源。根据现阶段我国墙体材料革新的要求，实行限时、限地使用黏土实心砖。而烧结黏土多孔砖是现阶段墙体材料革新中的一个过渡产品。其生产和使用也将逐步受到限制。（2）砌块砌体。目前，采用较
5、多的砌块砌体有混凝土小型空心砌块砌体、混凝土中型空心砌块砌体和粉煤灰中型砌块砌体，它们是替代黏土实心砖砌体的主要承重砌体材料。当其采用混凝土灌孔后，其又称为灌孔混凝土砌块砌体。用小型或中型砌块均可砌成240 mm、190 mm、200 mm等厚度的墙体。砌块砌体主要用于民用建筑，如宿舍、学校、办公楼及一般工业建筑的承重墙或围护墙。7.1.2 砌体结构的分类 （3）石砌体。石砌体是由石材和砂浆（或混凝土）砌筑而成的砌体。石砌体分为料石砌体、毛石砌体和毛石混凝土砌体。石砌体可就地取材，因此，其在产石的山区应用较广。但因料石砌体的加工比较困难，故一般只在有较多熟练石工的地区才有条件采用。料石砌体可用
6、于一般民用房屋的承重墙、柱和基础，还可用于建造石拱桥、石坝和涵洞等。毛石砌体因块材只有一个面较为平整，可以置于外墙面，而在中间须填入较多砂浆，因而其抗压强度较低。毛石混凝土砌体是在模板内交替铺置混凝土及形状不规则的毛石层筑成的，可用于一般民用房和构筑物的基础及挡土墙。7.1.2 砌体结构的分类 2.配筋砌体 为提高砌体强度，减小砌体的截面尺寸，增强砌体结构（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、砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙及配筋砌块砌体。7.1.2 砌体结构的分类 （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
7、一层钢筋网。钢筋网有方格网式和连弯式两种，如图7-2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。图图7 7-2 2 钢筋网的形式钢筋网的形式7.1.2 砌体结构的分类 （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7-3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。图图7 7-3 3 组合砖砌体构件的截面组合砖砌体构件的截面7.1.2 砌体结构的分类 （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
8、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7-4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。图图7 7-4 4 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7.1.2 砌体结构的分类 （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，使竖向钢筋和水平钢筋与砌体形成一个整体，如图7-5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。图图7 7-
9、5 5 配筋砌块砌体配筋砌块砌体7.1.3 砌体材料 1.块体1 1）块体）块体 砖是我国砌体结构中应用最广泛的一种块体，主要有下列几种：(1)烧结普通砖。烧结普通砖是由煤矸石、页岩、粉煤灰或黏土为主要原料，经过焙烧而成的实心砖。其分为烧结煤矸石砖、烧结页岩砖、烧结粉煤灰砖、烧结黏土砖等。目前，我国生产的烧结普通砖，其标准砖尺寸为240 mm115 mm53 mm。用标准砖可砌成120 mm、240 mm、370 mm等不同厚度的墙，依次称为半砖墙、一砖墙、一砖半墙等。7.1.3 砌体材料 烧结普通砖保温、隔热、耐久性能良好，可用于各种房屋的地上及地下结构。(2)烧结多孔砖。烧结多孔砖是以煤矸
10、石、页岩、粉煤灰或黏土为主要原料，经焙烧而成的空心砖，简称多孔砖，其孔洞率不大于35%，孔的尺寸小而数量多，主要用于承重部位。多孔砖具有很多优点，可减轻结构自重。由于砖厚度较大，可节约砌筑砂浆并减少工时。此外，黏土用量和电力及燃料也可相应地减少。孔洞少而大的空心砖称为大孔空心砖。用于填充墙、分隔墙的非承重大孔空心砖的孔洞率为4060。用于承重墙体的大孔空心砖，为了避免砖的承载力降低过多，其孔洞率不应超过40。7.1.3 砌体材料 (3)蒸压灰砂普通砖。蒸压灰砂普通砖是以石灰等钙质材料和砂等硅质材料为主要原料，经坯料制备、压制排气成型、高压蒸汽养护而成的实心砖，简称灰砂砖。(4)蒸压粉煤灰普通砖
11、。蒸压粉煤灰普通砖是以石灰、消石灰（如电石渣）或水泥等钙质材料与粉煤灰等硅质材料及集料（砂等）为主要原料，掺加适量石膏，经坯料制备、压制排气成型、高压蒸汽养护而成的实心砖，简称粉煤灰砖。7.1.3 砌体材料 蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖不得用于长期受热在200 以上、受急冷急热和有酸性介质侵蚀的建筑部位，MU15以上的蒸压灰砂砖可用于基础及其他建筑部位，蒸压粉煤灰砖用于基础或用于受冻融和干湿交替作用的建筑部位时，必须使用一等砖。(5)混凝土砖。混凝土砖是以水泥为胶结材料，以砂、石等为主要集料，加水搅拌、成型、养护制成的一种多孔的混凝土半盲空砖或实心砖，包括混凝土实心砖和混凝土多孔砖。实心砖的主要规
12、格尺寸为240 mm115 mm53 mm、240 mm115 mm90 mm等；多孔砖的主要规格尺寸为240 mm115 mm90 mm、240 mm190 mm90 mm、190 mm190 mm90 mm等。7.1.3 砌体材料2 2）砌块）砌块 砌块是尺寸较大的块体，其外形尺寸可达标准砖的660倍。高度不足380 mm的块体一般称为小型砌块；高度为380900 mm的块体一般称为中型砌块；高度大于900 mm的块体称为大型砌块。混凝土小型空心砌块（见图7-6）是由普通混凝土或轻集料混凝土制成的，其规格尺寸为390 mm190 mm190 mm，空心率不小于25，通常为4550。用于承重
13、的双排孔或多排孔轻集料混凝土砌块，其孔洞率不应大于35。7.1.3 砌体材料图图7 7-6 6 混凝土小型空心砌块混凝土小型空心砌块7.1.3 砌体材料 混凝土中型、大型砌块由于自重较大，一般需用机械吊装。混凝土中型空心砌块的几种截面形状如图7-7所示。图图7 7-7 7 混凝土中型空心砌块的截面形状混凝土中型空心砌块的截面形状7.1.3 砌体材料3 3）石材。）石材。砌体中的石材应选用无明显风化的天然石材，其主要来源有重质岩石(花岗石、石灰石、砂岩)和轻质岩石。重质岩石抗压强度高、耐久性好，但导热系数大，加工也较轻质岩石困难，一般用于基础砌体和重要建筑物的贴面，不宜用于采暖地区房屋的外墙。轻
14、质岩石抗压强度低，耐久性差，但易开采和加工，导热系数小。7.1.3 砌体材料 2.砂浆 砂浆也称灰浆或沙浆，是由胶结料（水泥、石灰）、细集料（砂）、水及根据需要掺入的掺合料和外加剂等成分，按一定的比例(重量比或体积比)混合后搅拌而成的。块体用砂浆砌筑后才能发挥整体作用；用砂浆填实块体之间的缝隙，能改善块体的受力状态，提高砌体的保温和防水性能。7.1.3 砌体材料1 1）砂浆分类）砂浆分类 砂浆按其组成成分的不同可分为以下几种：(1)水泥砂浆。水泥砂浆是不加塑性掺合料的纯水泥砂浆。(2)混合砂浆。混合砂浆是有塑性掺合料（石灰膏、黏土）的水泥砂浆，如石灰水泥砂浆、黏土水泥砂浆等。(3)非水泥砂浆。
15、非水泥砂浆是不含水泥的砂浆，如石灰砂浆、石灰黏土砂浆等。7.1.3 砌体材料2 2）砂浆特性）砂浆特性 砌筑用砂浆除应满足强度要求外，还应具有以下特性：(1)流动性（或可塑性、和易性）。为了保证砌筑的效率和质量，砂浆应有适当的流动性（可塑性）。可塑性用标准锥体沉入砂浆的深度测定，根据砂浆的用途规定，标准锥体沉入砂浆的深度：用于砖砌体的为 70100 mm，用于砌块砌体的为5070 mm，用于石砌体的为3050 mm。施工时，砂浆的稠度往往根据操作经验来掌握。7.1.3 砌体材料 (2)保水性。砂浆在存放、运输和砌筑过程中保持水分的能力称为保水性。砌筑的质量在很大程度上取决于砂浆的保水性，如果砂
16、浆的保水性很差，新铺在砖面上的砂浆的水分很快被吸去，则使砂浆难以抹平，砂浆也可能会因失去过多水分而不能正常地硬化，从而使砌体的强度下降。砂浆的保水性以分层度表示，将砂浆静止30 min，上、下层沉入量之差宜为1020 mm。水泥砂浆可以达到比非水泥砂浆高的强度，但其流动性与保水性较差。研究结果表明，如果砂浆的强度等级相同，用水泥砂浆砌筑的砌体比用混合砂浆砌筑的砌体强度要低。7.1.4 砌体的力学性能 砌体的力学性能是研究砌体的一项非常重要的内容，它是砌体性能的重要指标。砌体的力学性能以抗压性能为主体，此外还包括砌体的抗拉、抗弯及抗剪性能。7.1.4 砌体的力学性能 1.砌体的抗压性能1 1）砖
17、砌体轴心受压的三个阶段）砖砌体轴心受压的三个阶段 为了研究砌体的抗压性能，对普通黏土砖砌体进行受压试验。如图7-8所示，砖砌体从开始加载直到破坏大致经历三个阶段。图图7 7-8 8 砖砌体从开始加载砖砌体从开始加载到破坏的三个阶段到破坏的三个阶段7.1.4 砌体的力学性能 (1)第一阶段：从加载到单砖开裂。试验中当加载到破坏荷载的5070时，砖柱内的单块砖出现裂缝，这一阶段的特点是如果停止加载，则裂缝也不扩展。(2)第二阶段：从单砖裂缝发展为贯穿若干皮砖的连续裂缝。当加载到破坏荷载的8090时，裂缝将继续发展，单块砖的个别裂缝将连接起来，形成贯通几皮砖的竖向裂缝。其特点是如果荷载不再增加，裂缝
18、仍将继续发展。(3)第三阶段：破坏阶段。其特点是裂缝急剧扩展、上下贯通。此时，砌体裂成互不相连的几个小立柱，最终因被压碎或丧失稳定性而被破坏。7.1.4 砌体的力学性能2 2）影响砌体抗压强度的主要因素）影响砌体抗压强度的主要因素 影响砌体抗压强度的主要因素有以下几种：（1）块材和砂浆的强度。块材和砂浆是砌体的重要组成材料。块材和砂浆的强度是决定砌体抗压强度的最主要因素。一般来说，砌体强度随块材和砂浆强度的提高而增大，但并不能按相同的比例提高砌体的强度。（2）块材的形状及灰缝的厚度。若块材的外形比较规则、平整，则块材在砌体中所受的弯剪应力相对较小，从而使砌体强度得到相应的提高。砌体中灰缝越厚，
19、越难保证均匀与密实，所以当块材表面平整时，灰缝宜尽量减薄。对砖和小型砌块砌体的灰缝厚度应控制在812 mm，对料石砌体不宜大于20 mm。7.1.4 砌体的力学性能 （3）砂浆的性能。砂浆除了强度之外，其变形性能、流动性和保水性都对砌体抗压强度有影响。砂浆强度等级越低，变形越大，块材受到的拉应力和弯剪应力越大，砌体强度也越低。砂浆的流动性和保水性好，容易使之铺砌成厚度和密实性都较均匀的水平灰缝，可以降低块材在砌体内的弯剪应力，提高砌体强度。（4）砌筑质量。影响砌筑质量的因素是多方面的，如块材在砌筑时的含水率、工人的技术水平等，其中砂浆水平灰缝的饱满度影响较大。砌体结构工程施工质量验收规范（GB
20、 502032011）规定，水平灰缝的砂浆饱满度不得低于80。7.1.4 砌体的力学性能3 3）各类砌体抗压强度平均值的计算公式）各类砌体抗压强度平均值的计算公式 综合考虑影响砌体抗压强度的因素后，砌体结构设计规范（GB 500032011）给出了各类砌体抗压强度平均值的计算公式。fm=k1f1(1+0.07f2)k2 （7-1）式中，fm为砌体的抗压强度平均值（MPa）；f1、f2分别为块体（砖、石、砌块）的强度等级值和砂浆抗压强度平均值（MPa）；k1为与块材类别和砌筑方法有关的参数；为与块材高度有关的参数；k2为砂浆强度不同对砌体抗压强度的影响系数。各类砌体的k1、a、k2取值见表7-1
21、。7.1.4 砌体的力学性能7.1.4 砌体的力学性能 2.砌体的抗拉、抗弯、抗剪性能1 1）砌体受拉、受弯、受剪的破坏特征）砌体受拉、受弯、受剪的破坏特征 （1）砌体受拉的破坏特征。与轴向拉力垂直的灰缝中的黏结力称为法向黏结力，与轴向拉力平行的灰缝中的黏结力称为切向黏结力。砌体在轴心拉力作用下的破坏可分为以下三种:沿齿缝发生破坏。当轴心拉力与水平灰缝平行，且块材的强度高于块材与砂浆之间的黏结力时，砌体的抗拉承载力取决于块材与砂浆之间的黏结力。当这种轴心拉力在砌体内部产生的应力大于块材与砂浆之间的切向黏结应力时，即发生沿齿缝的破坏。7.1.4 砌体的力学性能 沿块材和竖向灰缝发生破坏。当轴心拉
22、力与水平灰缝平行，且块材的强度低于水平灰缝内块材与砂浆之间的切向黏结应力时，破坏取决于块材本身的抗拉强度，会发生沿块材和竖向灰缝的破坏。沿水平通缝发生破坏。当轴心拉力与水平灰缝垂直时，破坏取决于法向黏结应力。当强度超过法向黏结应力时，会发生沿水平通缝的破坏。（2）砌体受弯的破坏特征。砌体的受弯破坏可分为如下三种：7.1.4 砌体的力学性能 沿齿缝发生破坏。以挡土墙为例，当土压力作用在墙上时，跨中截面是弯矩最大的截面，与土接触的一侧墙体受压，另一侧受拉。当砌体中块材强度较高时，破坏取决于块材与砂浆之间的黏结力，最终在受拉一侧沿齿缝发生破坏。沿块材和竖向灰缝发生破坏。当块材强度低于块材与砂浆之间的
23、黏结力时，破坏取决于块材的强度，最终在受拉一侧沿块材和竖向灰缝发生破坏。沿水平灰缝发生弯曲受拉破坏。以底层外墙为例，在水平荷载的作用下，当弯矩的作用使砌体水平通缝受拉时，砌体将在弯矩最大截面的水平灰缝发生弯曲受拉破坏。7.1.4 砌体的力学性能 （3）砌体受剪的破坏特征。沿水平灰缝发生破坏。当一对剪力与水平灰缝平行时，破坏取决于水平灰缝中块材与砂浆之间的黏结力，最终发生沿水平灰缝的破坏。沿齿缝发生破坏。当一对剪力与水平灰缝垂直时，破坏取决于水平灰缝中块材与砂浆之间的黏结力，最终发生沿齿缝的破坏。沿阶梯形缝发生破坏。当砌体的四周都作用剪力时，破坏同样取决于水平灰缝中块材与砂浆之间的黏结力，最终发
24、生沿阶梯形缝的破坏。7.1.4 砌体的力学性能2 2）各类砌体轴心抗拉强度平均值、弯曲抗）各类砌体轴心抗拉强度平均值、弯曲抗拉强度平均值和抗剪强度平均值的计算公式拉强度平均值和抗剪强度平均值的计算公式 砌体结构设计规范（GB 500032011）中给出了各类砌体抗压强度平均值的计算公式。轴心抗拉强度平均值：(7-2)弯曲抗拉强度平均值：(7-3)7.1.4 砌体的力学性能 抗剪强度平均值：(7-4)式中，k3、k4、k5的取值见表7-2。PART7.2无筋砌体构件7.2.1 无筋受压砌体构件承载力 无筋砌体受压构件承载力应按式（7-5）计算。NfA （7-5）式中，N为轴向力设计值；为高厚比和
25、轴向力的偏心距e对受压构件承载力的影响系数，应根据受力条件按公式计算；f为砌体的抗压强度设计值；A为截面面积，对各类砌体均按毛截面计算。（1）无筋砌体矩形截面单向偏心受压构件承载力影响系数除可通过查表得到外，还可按下列公式计算求出（见图7-9）：当3时，(7-6)7.2.1 无筋受压砌体构件承载力 当3时，(7-7)(7-8)图图7 7-9 9 无筋砌体矩形截面单向偏心受压示意图无筋砌体矩形截面单向偏心受压示意图7.2.1 无筋受压砌体构件承载力式中，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为矩形截面的轴心力在偏心方向的边长
26、；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，当砂浆强度等级为M2.5时，=0.002，当砂浆强度等级为0时，=0.009；为构件的高厚比。7.2.1 无筋受压砌体构件承载力 其中，构件的高厚比应按下列规定采用：a.对矩形截面,(7-9)b.对T形截面,(7-10)式中，为不同砌体材料构件的高厚比修正系数，应按表7-3采用；H0为构件的计算高度；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、A分别为截面的惯性矩和截面面积。7.2.1 无筋受压砌体构件承载力7.2.1 无筋受压砌体构件承载力 （2）无筋砌体
27、矩形截面双向偏心受压时的承载力影响系数按下列公式计算（见图7-10）：(7-11)(7-12)(7-13)7.2.1 无筋受压砌体构件承载力图图7 7-10 10 无筋砌体矩形截面无筋砌体矩形截面双向偏心受压示意图双向偏心受压示意图7.2.1 无筋受压砌体构件承载力 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应分别不大于0.5x和0.5y；b、h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，用以控制弯曲受拉情况的出现。试验表明：当eb0.3b，eh0.3h时，随着荷载的增大，砌体水平
28、缝和竖向缝几乎同时出现，甚至水平缝还可能出现得早些，故设计时偏心率限制偏小（eb0.5x，eh0.5y）是十分必要的。分析表明：当一个方向的偏心率（如eb/b）不大于另一个方向（如eh/h）的5%时，可近似按另一个方向的单向偏压（如eh/h）构件计算，其承载力误差小于5%。因此，当一个方向的偏心距较小而忽略其影响时，则双向偏压可恢复到单向偏压。7.2.2 局部受压砌体构件 1.受压特点 局部受压是砌体结构中常见的一种受力状态，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
29、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。7.2.2 局部受压砌体构件 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7-11所示。图图7 7-11 11 局部均匀受压局部均匀受压7.2.2 局部受压砌体构件 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7-12所示。图图7 7-12 12 局部不均匀受压局部不均匀受压7.2.2 局部受压砌体构件 2.局部受压承载力的计算 （1）砌体截面中受局部均匀压力时的承载力应满足式（7-1
30、4）的要求。NlfAl （7-14)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。7.2.2 局部受压砌体构件 根据试验研究(见图7-13)，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A0时，对于中心局部受压，可取 ；对于一般墙体中部、端部和角部的局部受压，可取 。图图7 7-13 13 局部受压局部受压7.2.2 局部受压砌体构件 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
31、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较小值，即按式（7-15）确定局部抗压强度提高系数。（7-15）式中，A0为影响砌体局部抗压强度的计算面积。按式（7-15）计算所得值还应符合下列规定：在如图7-14（a）所示的情况下，A0=(a+c+h)h，2.5。7.2.2 局部受压砌体构件 在如图7-14（b）所示的情况下，A0=(b+2h)h，2.0。在如图7-14（c）所示的情况下，A0=(a+h)h+(b+h1-h)h1，1.5。在如图7-14(d)所示的情况下，A0=(a+h)h，1.25。式中，a、b分别为矩形局
32、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。图图7 7-14 14 影响局部抗压强度的面积影响局部抗压强度的面积7.2.2 局部受压砌体构件 （2）梁端支承处砌体的局部受压承载力应按式（7-16）计算。（7-16）（7-17）（7-18）（7-19）（7-20）7.2.2 局部受压砌体构件 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，一般取0.7，对于过梁和墙梁应取1.0；
33、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为梁的截面宽度；hc为梁的截面高度；f为砌体的抗压强度设计值。（3）在梁端设有刚性垫块时的砌体局部受压承载力应按式（7-21）计算。N0+Nl1fAb （7-21)N0=0Ab （7-22)Ab=abbb （7-23)7.2.2 局部受压砌体构件 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，具体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（7-15)以Ab代替
34、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。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（7-24）确定。(7-24)式中，1为刚性垫块的影响系数，可按表7-4采用；其他符号含义同前。7.2.2 局部受压砌体构件 （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（7-25）计算。(7-25)(7-26)(7-27)7.2.2 局部受压砌体构件 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为垫
35、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。7.2.3 轴心受拉砌体构件 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作为轴心受拉构件。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，砌体壁内才会出现拉力。轴心受拉构件承载力应按式（7-28）计算。NtftA （7-28）式中，Nt为砌体的轴心拉力设计值；ft为砌体的轴心抗拉强度设计值；A为砌体截面面积。7.2.4 受弯砌体构件 （1）受弯构件承载力的计算公式为 MftmW（7-29）式中，M为弯矩设计值；ftm为弯曲抗拉强度设计值；W为截面抵抗矩。（2）受弯构件的受剪
36、承载力计算公式为 Vfvbz z=I/S（7-30）式中，V为剪力设计值；fv为砌体抗剪强度设计值；b为截面宽度；z为内力臂，当为矩形截面时z=2h/3，h为截面高度；I、S分别为截面惯性矩和面积矩。PART7.3配筋砌体构件7.3.1 网状配筋砖砌体 现代砌体结构采用钢筋来加强，不但可以提高砌体的承载力，而且可以改善其脆性性能。在砌体的水平灰缝中配置钢筋网的砌体称为网状配筋砌体或横向配筋砌体。当所用的钢筋直径较细（35 mm）时，可采用方格形钢筋网，如图7-15（a）所示。而当所用的钢筋直径大于5 mm时，应采用连弯钢筋网，如图7-15（b）所示，两片连弯钢筋网交错置于两相邻灰缝内时，其作用
37、相当于一片方格钢筋网。图图7 7-15 15 网状钢筋砖砌体网状钢筋砖砌体7.3.1 网状配筋砖砌体 网状配筋砌体受荷载作用后，由于存在摩擦力和砂浆的黏结力，钢筋被黏结在水平灰缝内，和砌体共同工作。钢筋能阻止砌体在纵向受压时横向变形的发展，但砌体出现竖向裂缝后，钢筋便起到横向拉结作用，使被纵向裂缝分割的砌体不至于过早失稳而被破坏，因而大大提高了砌体的承载力。试验表明，对于偏心受压构件，随着荷载的偏心距增大，钢筋网的加强作用在逐渐减弱，此外在过于细长的受压构件中也会由于纵向弯曲而产生附加偏心，使构件截面处于较大偏心的受力状态。因此，水平网状配筋砖砌体受压构件的使用范围应符合下列规定：7.3.1
38、网状配筋砖砌体 若偏心距超过截面核心范围（矩形截面e/h0.17或e/h16），则不宜采用网状配筋砖砌体构件。矩形截面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，还应验算无筋砌体的局部受压承载力。试验还表明，如果钢筋网配置过少，就不能起到增强砌体受压承载力的作用，但也不宜配置过多。7.3.1 网状配筋砖砌体 对于网状配筋砌体受压构件，砌体结构设计规范（GB 500032011）采用类似于无筋砌体的计算公式。（1）网状配筋砖砌体的抗压强度计算公式为 (7-31)式中，fn为网状配筋砖砌体的抗压强度设
39、计值；f为砖砌体的抗压强度设计值；e为轴向力的偏心距；为体积配筋率，,Vs、V分别为钢筋和砌体的体积；为考虑偏心影响而得出的强度降低系数；y为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 N/mm2时，按fy=320 N/mm2采用。7.3.1 网状配筋砖砌体 （2）网状配筋砖砌体构件的影响系数n。考虑高厚比和初始偏心距e对承载力的影响，网状配筋砖砌体构件的影响系数的计算公式为 (7-32)式中，稳定系数on按式（7-33）计算。(7-33)7.3.1 网状配筋砖砌体 采用网状配筋砌体时，除前述的一些规定外，还应满足以下几点构造要求：网状配筋砖砌体中的体
40、积配筋率不应小于0.1%，并不应大于1%。当采用方格钢筋网时，钢筋的直径宜采用34 mm；当采用连弯钢筋网时，钢筋的直径不应大于8 mm；网的钢筋方向应互相垂直，沿砌体高度交错布置，Sn取同一方向上网的间距。钢筋网中钢筋的间距不应大于120 mm，并不应小于30 mm。钢筋网的间距不应大于5皮砖，并不应大于400 mm。网状配筋砖砌体所用砂浆不应低于M7.5；钢筋网应设置在砌体的水平灰缝中，灰缝厚度应保证钢筋上、下至少各有2 mm厚的砂浆层。7.3.2 组合砖砌体构件 当荷载偏心距较大（超过核心范围），无筋砖砌体承载力不足而截面尺寸又受到限制时，或当偏心距超过上文规定的限制时，宜采用砖砌体和钢
41、筋混凝土面层或钢筋砂浆面层组成的组合砖砌体构件，如图7-16所示。图图7 7-16 16 组合砖砌体构件组合砖砌体构件7.3.2 组合砖砌体构件 （1）面层混凝土强度等级宜采用C20，面层水泥砂浆强度等级不宜低于M10，砌筑砂浆强度等级不宜低于M7.5。（2）竖向受力钢筋的混凝土保护层厚度不应小于表7-5中规定的数值。竖向受力钢筋距砖砌体表面的距离不应小于5 mm。7.3.2 组合砖砌体构件 （3）砂浆面层的厚度可采用3045 mm。当面层厚度大于45 mm时，其面层宜采用混凝土。（4）竖向受力钢筋宜采用HPB300级钢筋，也可采用HRB335级钢筋。受压钢筋一侧的配筋率，对砂浆面层，不宜小于
42、0.1;对混凝土面层，不宜小于0.2。受拉钢筋的配筋率不应小于0.1。竖向受力钢筋的直径不应小于8 mm，钢筋的净间距不应小于30 mm。（5）箍筋的直径不宜小于4 mm且不宜小于0.2倍受压钢筋的直径，并不宜大于6 mm。箍筋的间距不应大于20倍受压钢筋的直径且不应大于500 mm，并不应小于120 mm。（6）当组合砖砌体构件一侧的竖向受力钢筋多于4根时，应设置附加箍筋或拉结钢筋。7.3.2 组合砖砌体构件 （7）对于截面长短边相差较大的构件如墙体等，应采用穿通墙体的拉结钢筋作为箍筋，同时设置水平分布钢筋。水平分布钢筋的竖向间距及拉结钢筋的水平间距均不应大于500 mm，如图7-17所示。
43、图图7 7-17 17 混凝土或砂浆面层组混凝土或砂浆面层组合墙的钢筋布置合墙的钢筋布置7.3.3 配筋砌块砌体 1.配筋砌块砌体的组成 配筋砌块砌体采用的是混凝土空心承重砌块作为墙体的承重材料，在带有凹槽的专用配筋砌块内布置水平钢筋，在砌块的孔洞内布置纵向钢筋，形成纵横向的现浇网格，如图7-18所示。其施工方法类似于砌体结构，结构受力性能类似于混凝土剪力墙结构，是介于砌体结构与混凝土剪力墙结构之间的一种预制装配整体式钢筋混凝土剪力墙的结构形式。这种体系具有很大的发展前景，是住房和城乡建设部住宅产业现代化推广应用的结构体系。配筋砌块砌体的抗压、抗拉和抗剪强度俱佳，抗震性能优良，具有节省钢材、施
44、工速度快、施工周期短、工作效率高等优点，适合应用于中、高层建筑中。7.3.3 配筋砌块砌体图图7 7-18 18 配筋砌块砌体的组成配筋砌块砌体的组成7.3.3 配筋砌块砌体 2.配筋砌块砌体的受压性能 试验研究表明，配筋砌块砌体剪力墙在轴心压力作用下，将经历以下几个受力阶段：（1）初裂阶段。砌体和竖向钢筋的应变均很小，第一条(或第一批)竖向裂缝大多在有竖向钢筋的附近砌体内产生。墙体产生第一条裂缝时的压力为破坏压力的5070。随着竖向钢筋配筋率的增加，该比值有所降低，但变化不大。7.3.3 配筋砌块砌体 （2）裂缝发展阶段。随着压力的增大，墙体裂缝增多、加长，且大多分布在竖向钢筋之间的砌体内，
45、形成条带状裂缝。由于钢筋的约束作用，裂缝分布较均匀，且密而细；在水平钢筋处，上、下竖向裂缝不贯通而有错位。（3）破坏阶段。墙体破坏时竖向钢筋可达到屈服强度。最终墙体因竖向裂缝较宽，甚至个别砌块被压碎而被破坏，由于钢筋的约束，墙体破坏时仍能保持良好的整体性。配筋砌块砌体的抗压强度、弹性模量，较用相应的砌块和砂浆制成的空心砌块砌体均有较大程度的提高。7.3.3 配筋砌块砌体 3.配筋砌块砌体承载力计算 与钢筋混凝土正截面承载力计算类似，配筋砌块砌体采用以下相同的基本假定：（1）截面应变保持平面。（2）竖向钢筋与其毗邻的砌体、灌孔混凝土的应变相同。（3）不考虑砌体、灌孔混凝土的抗拉强度。（4）根据材
46、料选择砌体、灌孔混凝土的极限压应变，且不应大于0.003。（5）根据材料选择钢筋的极限拉应变，且不应大于0.01。7.3.3 配筋砌块砌体 轴心受压配筋砌块砌体剪力墙、柱，当配有箍筋或水平分布钢筋时，其正截面受压承载力应按式（7-34）计算。N0g(fgA+0.8fyAs)（7-34）式中，N为轴向压力设计值；0g为轴心受压构件的稳定系数，按式（7-35）计算；fg为灌孔砌体的抗压强度设计值；A为构件的毛截面面积；fy为钢筋的抗压强度设计值；As为全部竖向钢筋的截面面积。7.3.3 配筋砌块砌体 根据混凝土砌块灌孔砌体的应力-应变关系可得 (7-35)式中，为构件的高厚比。按一般情况下fg，m
47、为10 MPa推算，上式中项的系数约为0.000 8，在砌体结构设计规范（GB 500032011）中为安全考虑取该系数为0.001。因而混凝土砌块轴心受压构件的稳定系数按式（7-36）计算。(7-36)7.3.3 配筋砌块砌体 4.配筋砌块砌体的构造要求 （1）材料强度等级。砌块不应低于MU10（MU表示砌块的平均抗压强度）。柱砂浆不应低于Mb7.5（Mb代表小型空心砌块砌筑砂浆的强度等级）。灌孔混凝土不应低于Cb20（Cb表示混凝土砌块灌孔混凝土的强度等级）。对于安全等级为一级或设计使用年限大于50年的配筋砌块砌体房屋，其柱所用材料的最低强度等级至少提高一级。7.3.3 配筋砌块砌体 （2
48、）柱截面。截面边长不宜小于400 mm，柱高度与截面短边之比不宜大于30。（3）竖向钢筋。柱的竖向钢筋的直径不宜小于12 mm，不应少于4根，全部竖向受力钢筋的配筋率不宜小于0.2%。（4）箍筋。柱中箍筋的设置应根据下列情况确定：当竖向钢筋的配筋率大于0.25%，且柱承受的轴向力大于受压承载力设计值的25%时，柱中应设箍筋；当配筋率不大于0.25%时，或柱承受的轴向力小于受压承载力设计值的25%时，柱中可不设箍筋。7.3.3 配筋砌块砌体 箍筋直径不宜小于6 mm。箍筋的间距不应大于16倍的竖向钢筋直径、48倍的箍筋直径及柱截面短边尺寸中的较小者。箍筋应封闭，端部应设弯钩。箍筋应设置在灰缝或灌
49、孔混凝土中。PART7.4砌体的构造要求7.4.1 墙、柱高厚比 1.高厚比验算的基本概念 砌体结构房屋中，作为受压构件的墙、柱除了应满足承载力要求之外，还必须满足高厚比的要求。墙、柱的高厚比验算是保证砌体房屋施工阶段和使用阶段稳定性与刚度的一项重要构造措施。高厚比是指墙、柱计算高度H0与墙厚h（或与矩形柱的计算高度相对应的柱边长）的比值，即=H0h。如墙柱的高厚比过大，虽然砌体的强度满足要求，但是可能在施工阶段因过度的偏差倾斜及施工和使用过程中的偶然撞击、振动等因素而导致其丧失稳定性；同时，过大的高厚比还可能使墙体发生过大的变形而影响使用。7.4.1 墙、柱高厚比 砌体墙、柱的允许高厚比是指
50、墙、柱高厚比的允许限值（见表7-6），它与承载力无关，而是根据实践经验和现阶段的材料质量及施工技术水平综合研究而确定的。7.4.1 墙、柱高厚比在下列情况下，墙、柱的允许高厚比应进行以下的调整：（1）毛石墙、柱的高厚比应按表7-6中数字降低20。（2）组合砖砌体构件的允许高厚比可按表7-6中数值提高20，但不得大于28。（3）验算施工阶段砂浆尚未硬化的新砌砌体高厚比时，允许高厚比对墙取14，对柱取11。7.4.1 墙、柱高厚比 2.无壁柱墙或矩形截面柱高厚比的验算 (9-37)(9-38)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
