1、砌体结构砌体结构砌体结构1、绪论1 砌体结构设计规范 GB50003-20192 混合结构设计（第二版），罗福午，中国建筑工业出版社3砌体结构设计与计算，施楚贤，中国建筑工业出版社 20194 实用砌体结构设计手册，施岚青著，冶金工业出版社5 混凝土结构设计与砌体结构题库与题解，熊仲明，水利水电出版社2019参考文献参考文献砌体结构1、绪论砌体：是把块体（包括粘土砖、空心砖、砌块、石材等）用砂浆砌筑而成的结构材料砌体结构：系指将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体系。1、砖结构：如古塔、长城、砖穹无梁殿2、石结构：如桥梁、金字塔3、砖混结构(混合结构)：竖向承重构件竖向承
2、重构件 由砖、石、砌块砌筑由砖、石、砌块砌筑 水平承重构件水平承重构件 RC(或或PC)屋盖、楼盖。屋盖、楼盖。易混淆：木结构：木柱木梁，填充砖墙。砖木结构：砖石墙柱，木楼屋盖。15.115.1 概述概述砌体结构1、绪论 砌体结构的优缺点 优点:就地取材，造价低，运输和施工简便；耐久性和耐火性好，保温、隔热、隔声性好。缺点:强度低，抗拉、抗弯抗剪强度很低；自重大；整体性差，手工操作，占用农田。砌体结构的新进展和发展趋势 块体轻质高强并改善物理性能；砂浆提高强度和粘结度，改善砌体整体性和抗震性；发展各种砌块，节省和利用资源，保护农田；采用配筋砌体，甚至预应力筋，改善砌体的抗拉、剪强度；施工方面发
3、展机械化和工业化方法；改善结构布置，避免砌体受拉、弯、剪。砌体结构2、砌体材料及其力学性能 15.2 砌体材料及其力学性能砌体材料及其力学性能15.2.1 块体（Mansonry UnitMU）定义定义：各种砖、砌块和石材的总称。1、砖（1）烧结粘土砖 普通粘土砖标准砖尺寸为24011553mm，机砖，机制红 砖，九五砖，八五砖 粘土空心砖承重粘土空心砖(多孔砖)；非承重粘土空心砖（2）非烧结硅酸盐砖-蒸压灰砂砖；蒸压粉煤灰砖2、砌块普通混凝土砌块；加气混凝土砌块；轻骨料混凝土砌块3、石材-料石；毛石砌体结构普通空心砖普通空心砖2、材料及砌体的力学性能KM1型砖及配砖型砖及配砖24015011
4、524053115普通砖普通砖砌体结构4、块体等级划分块体等级划分（MU）按砌墙砖试验方法（GB/T 2542-92）空心块材按毛截面积确定。烧结普通砖、烧结多孔砖等的强度等级烧结普通砖、烧结多孔砖等的强度等级：MU30；MU25；MU20；MU15；MU10；蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖的强度等级蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖的强度等级：MU25；MU20；MU15；MU10砌块的强度等级：砌块的强度等级：MU20；MU15；MU10；MU7.5；MU5；石材的强度等级：石材的强度等级：MU100；MU80；MU60；MU50；MU40；MU30；MU20；2、砌体材料及其力学性能1、砌体材料及其力学
5、性能15.2.2 砂浆（Mortar-M）1、定义：由一定比例的胶凝材料(石灰、水泥等)和细骨料(砂)加水配制而成的砌筑材料。（GB/T 50083-97）砂浆种类：水泥砂浆；混合砂浆；非水泥砂浆。砌体结构2、作用：将单个块体粘结为整体，接触面产生粘结力、摩擦力；垫平块体的表面，使块体压应力分布均匀；填满块体间的缝隙，提高隔热、防水等性能。砂浆品种砂浆品种塑性掺合料塑性掺合料和易保水性和易保水性强度强度耐久性耐久性耐水性耐水性水泥砂浆水泥砂浆无无差差较高较高好好好好混合砂浆混合砂浆有有好好高高较好较好差差非水泥砂浆非水泥砂浆有有好好低低差差无无1、砌体材料及其力学性能砌体结构3、试验：龄期为龄
6、期为28d的砂浆立方块（的砂浆立方块（70.7mm 70.7mm 70.7mm）标准条件下养护标准条件下养护28天抗压强度平均值，以天抗压强度平均值，以Mpa计。计。砂浆的强度等级分为砂浆的强度等级分为M15、M10、M7.5、M5、M2.5五五个个 当验算施工阶段砂浆尚未硬化的新砌砌体强度时，可按砂浆强度等级当验算施工阶段砂浆尚未硬化的新砌砌体强度时，可按砂浆强度等级为零确定。为零确定。砌筑空心砌块用灌孔砌筑空心砌块用灌孔砂浆砂浆，符号用，符号用Mb5、块材和砂浆的选择块材和砂浆的选择（P317）（1）因地置宜，就地取材，充分利用工业废料。）因地置宜，就地取材，充分利用工业废料。（2）对于五
7、层及五层以上房屋的墙，以及受振动或层高大于）对于五层及五层以上房屋的墙，以及受振动或层高大于6m的墙、的墙、柱所用材料的最低强度等级：砖为柱所用材料的最低强度等级：砖为MU10，砌块，砌块MU7.5，石材，石材MU30，砂浆砂浆M5。（3）考虑建筑物耐久性要求、工作环境、受荷性质与大小、施工技术）考虑建筑物耐久性要求、工作环境、受荷性质与大小、施工技术水平等。水平等。（4）地面以下或防潮层以下的砌体，潮湿房间墙所用材料的最低等级）地面以下或防潮层以下的砌体，潮湿房间墙所用材料的最低等级 表表2-14、要求要求：强度、和易性、保水性。2-3 砌体1.定义：由砖、石材和砌块等块体与砂浆或其它粘结材
8、料砌筑而成的结构材料。(GB/T 50083-97)2.分类:（1）无筋砌体：仅由块体和砂浆组成的砌体。如砖砌体、石砌体、砌块砌体（2）配筋砌体：在砌体中设置了钢筋或钢筋混凝土材料的砌体。如：水平网状配筋砖砌体 组合砖砌体 配筋砌块砌体3.砖墙厚度：60（立砌），120（半砖），180（120+60，半砖+立砌），240（一砖），370（一砖半），490（两砖），620（两砖半）1m高砖墙=？皮砖 (16皮)（所谓“皮”是指砖的层度）砌体结构2、砌体材料及其力学性能Go砌体结构2、材料及砌体的力学性能三顺一丁三顺一丁梅花丁梅花丁一顺一丁一顺一丁组砌方式组砌方式:目的目的-错开灰缝错开灰缝严禁严
9、禁”包心砌法包心砌法”Back砌体结构2、材料及砌体的力学性能空斗墙的砌合方式空斗墙的砌合方式(眠斗式或平立式）眠斗式或平立式）1、砌体受压试验研究（以普通粘土砖砌体为例，标准试件240mm370mm720mm，轴心受压，f=N/A）（1）（0.5-0.7）Pu时，单砖出现裂缝；（Pu为砌体的极限荷载）（2）单砖裂缝上下开展和延伸，形成上下贯通多皮砖的连续裂缝；（3）（0.8-0.9）Pu时，砌体被贯通的竖向裂缝分割成若干小柱体，发生失稳破坏或局部压碎。砌体受压破坏三阶段砌体结构2、砌体材料及其力学性能15.3 砌体的受压性能思考：某试件采用MU10砖，M5砂浆，实测砌体的抗压强度f=3.30
10、MpaMU10，为什么砖的抗压强度未得到发挥？为什么单砖先出现裂缝？砌体结构2、砌体材料及其力学性能原因：砖表面不平整；砂浆不饱满、不密实；灰缝厚度不均匀。原因：砖与砂浆的横向变形性能不一致，砂浆的泊桑系数砖（1.5-5.0倍），因此，砂浆的横向变形砖的横向变形，使得砖内产生横向拉应力，促使单砖裂缝出现。2、砌体中单砖的受力状态分析（1）单砖的压、弯、剪复合受力（见图）（2）砂浆使块体横向受拉（见图）（3）竖向灰缝处的应力集中 原因：竖向灰缝处的砖内产生较大的横向拉应力和切应力的集中，加速单砖开裂。（4）弹性地基梁作用 原因：砖与砂浆的变形模量不一致，砂浆的变形模量E砖，单砖可视为以砂浆和下部
11、砌体为弹性地基的梁，产生弯剪应力，弯曲产生的拉应力和切应力使单砖首先出现裂缝。结论：在上述复杂应力作用下，因抗拉、剪弯强度较小导致单砖出现裂缝，继而裂缝开展。砌体结构2、砌体材料及其力学性能3、影响砌体抗压强度的因素（6方面）（1）块体的强度等级（最主要因素）：块体抗压强度越高，砌体的抗压强度越高。（2）块体的形状与尺寸：块体外形规则平整，厚度大，砌体的抗压强度越高。如毛料石砌体比毛石砌体的抗压强度高4倍；如砖厚53/60/70，f=1/1.06/1.12。（3）砂浆的强度等级：砂浆强度等级较低时，其强度提高，砌体的抗压强度随之提高；较高时其影响不明显。（4）砂浆的变形性能：砂浆的变形性能越好
12、，砌体的抗压强度越低。（5）砂浆的流动性和保水性：砂浆的流动性和保水性越好，砌体的抗压强度越高；但流动性过大，砌体的抗压强度反而降低。如采用纯水泥砂浆，砌体强度降低10%20%。砌体结构2、砌体材料及其力学性能（6）砌筑质量灰缝的厚度（10/20/30，f=1.0/0.78/0.64，灰缝的厚度太厚或太薄都会使f降低，标准8-12mm，1m高砖墙的灰缝厚度为1000/1653=9.5mm）砂浆的饱满度（从80%降到65%时，f 下降20%，合格80%）砖的含水率（砖的含水率太大或太小都会使f降低，如干砖f下降20%，适宜10-15%）组砌方式（内外搭砌，上下错缝，不留通缝）垂直灰缝饱满度 施工
13、质量控制等级（A/B/C），f=1.05/1.0/0.89，取决于现场质量保证体系、材料强度、工人技术水平。砌体结构2、砌体材料及其力学性能4、砌体的抗压强度设计值 f 及其调整系数a(P320)（p.429附表11-1附表11-8）（1）砌体截面面积A0.3m2时，a=0.7+A；（2）采用水泥砂浆砌筑时，a=0.9；（3）0号砂浆，f 0，冬季施工、砂浆未凝固 15.3.4 砌体的抗拉、抗弯和抗剪性能（p.323-325）1.砂浆和块体的粘结强度（见图）法向粘结强度S：与轴向拉力垂直的灰缝(垂直灰缝)中砂浆与块体的粘结力 切向粘结强度T：与轴向拉力平行的灰缝(水平灰缝)中砂浆与块体的粘结力
14、。TTSS砌体结构2、砌体材料及其力学性能砌体的轴心抗拉性能（1）沿齿缝截面破坏：块体MU较高，砂浆M较低时发生（2）沿块体和竖向灰缝截面破坏：块体抗拉强度较低时发生（3）沿水平通缝截面破坏：轴向拉力与水平灰缝垂直时发生121233砌体结构2、砌体材料及其力学性能砌体的弯曲抗拉性能（1）沿齿缝截面的弯曲受拉破坏（见图15-9-a：护壁式挡土墙）：拉应力水平灰缝（2）沿水平通缝截面的弯曲受拉破坏（见图b：重力式挡土墙）：拉应力水平灰缝4.砌体的抗剪性能（1）沿水平通缝截面的剪切破坏：重力式挡土墙和砖(石)拱）（2）沿齿缝截面的剪切破坏：砖过梁(阶梯形缝)）砌体的轴心抗拉、弯曲抗拉及抗剪强度设计值
15、ft、ftm、fv见p.431附表11-10。砌体结构2、砌体材料及其力学性能15.3.5 砌体的弹性模量、线膨胀系数、收缩率和摩擦系数1.线膨胀系数当温度变化时，砌体发生热胀冷缩变形，这种变形受到约束时产生温度裂缝。如砖砌体510-6/，混凝土结构1010-6/，1 2。2.收缩率当砌体含水量降低时，发生干缩变形，这种变形受到约束时，产生干燥收缩裂缝。如砖砌体0.1mm/m。在砌体中，温度裂缝和干燥收缩裂缝几乎占可遇裂缝的80以上。砌体结构2、砌体材料及其力学性能砌体结构4、无筋砌体构件的承载力计算15.4.1 无筋砌体受压构件 1、受压构件截面应力分析 短柱偏心受压时,截面上应力随偏心变化
16、而不同.e2Ne1NNe3ea)b)c)1f2132按材料力学计算的应力15.4 砌体结构构件的承载力砌体结构构件的承载力砌体结构4、无筋砌体构件的承载力计算2.2.影响受压构件承载力的因素影响受压构件承载力的因素（1）偏心矩 e=M/N e：受拉应力，出现水平裂缝，受压区面积，构件刚度，稳定性，导致承载力（2）高厚比 =H0 /h H0-受压构件的计算高度 h-对矩形截面，偏心受压时取轴向力偏心方向的边长；轴心受压时取截面较小边长（即与H0相对应方向的墙体尺寸）。对T形截面(如壁柱)，采用折算厚度hT=3.5i代替h。AIi/1212232hbhbhAIiiihT5.3123 时，为短柱；时
17、，为短柱；3 时，为长柱，应考虑纵向弯曲产生的附加偏心矩，导致柱的时，为长柱，应考虑纵向弯曲产生的附加偏心矩，导致柱的承载力降低。承载力降低。（1）计算公式）计算公式 NNu Nu=f A砌体结构4、无筋砌体构件的承载力计算式中：式中：N荷载产生的轴向压力设计值荷载产生的轴向压力设计值 Nu受压承载力设计值受压承载力设计值 f砌体抗压强度设计值（注意强度调整系数砌体抗压强度设计值（注意强度调整系数a 见见p.320）A受压构件的截面面积受压构件的截面面积 高厚比和轴向力偏心矩对受压构件承载力的高厚比和轴向力偏心矩对受压构件承载力的影响系数影响系数 3.受压构件承载力的计算公式砌体结构4、无筋砌
18、体构件的承载力计算（2）应用条件 e0.6y，y为截面形心到偏心一侧截面边缘的距离；对矩形截面，当偏心方向为长边（h）时，还应对短边(b）方向按轴心受压验算。的取值：当砂浆强度等级M5时，0.0015；当砂浆强度等级为M2.5时，0.002；当砂浆强度为零时，0.009。对于偏心受压构件：当3时(不计影响)，当3时，对于轴心受压构件：2)/(1211he2121211he211推导 4.砌体结构设计时的荷载效应组合 当仅有一个可变荷载时：（1）由永久荷载控制：S=1.35恒+1.0活 可变荷载分项系数为1.4，组合值系数在一般情况下为0.7，1.40.71.0。（2）由可变荷载控制：S=1.2
19、恒+1.4活砌体结构5.例题分析 例题1 某轴心受压柱，bh=370490mm，采用MU10砖和M7.5混合砂浆砌筑，柱顶作用标准值G0k=108kN，Q0k=40kN，H0=1.0H=3500mm，试验算其受压承载力。(1)基本参数 f=1.69N/mm2（查附表11-4）A=0.370.49=0.1813m20.3m2，a=0.7+A=0.7+0.1813=0.8813砌体结构4、无筋砌体构件的承载力计算 (2)影响系数 =H0/h=3500/370=9.46(3)承载力验算 取柱底为控制截面（柱底轴力比柱顶轴力大，只需取柱底截面验算承载力即可）柱自重标准值：G1k=0.370.493.5
20、19=12.06kN （砖砌体自重密度为19kN/m3）按恒荷载控制：N=1.35（108+12.06）+1.040=202.1kN 按活荷载控制：N=1.2（108+12.06）+1.440=200.1kN N=(N1，N2)max=N1=202.1kN Nu=(a f )A=0.882(0.88131.69)0.1813106=238.2kN N=202.1kN （安全）882.046.90015.0111122（砂浆强度M5，=0.0015）例题例题2 在例题1中柱顶长边方向作用设计值为M=11.15kNm的弯矩，按恒载控制的组合计算，其它条件不变，试验算其受压承载力。(1)基本参数同上
21、 (2)影响系数 柱顶轴向力设计值：N=1.35108+1.040=185.8kN e=M/N=11.15/185.8=0.060m =H0/h 3500/4907.14 e/h=60/490=0.122 由公式计算：(3)承载力验算 柱顶承载力验算(偏心受压)N=185.8kN,M=11.15kN m 则Nu=(a f)A=0.672(0.88131.69)0.1813106=181.5kN N=185.8kN （不安全）672.0120015.014.7122.0121112121122he砌体结构4、无筋砌体构件的承载力计算改进措施改进措施：提高砂浆强度等级M7.5为M10；或加大截面尺
22、寸为bh=490490mm；或采取降低偏心矩的措施。柱底承载力验算(轴心受压)：计算同例题1。(4)短边方向应按轴心受压验算其受压承载力，取控制截面为柱底（Nmax），同例题1。砌体结构4、无筋砌体构件的承载力计算2.某轴心受压柱，柱顶作用轴向力设计值195kN，柱高5.1m，H0=1.0H，采用MU10砖和M5混合砂浆砌筑，砖砌体自重密度为19kN/m3，试确定柱截面尺寸(按恒荷载控制)，要求安全、经济并符合常规砖墙厚度尺寸。布置作业一：1.某柱，bh=370490mm，采用MU10砖和M7.5混合砂浆砌筑，柱顶作用轴向力标准值如右图所示，试按活荷载控制验算其受压承载力。（H0=1.0H，用
23、公式计算。）G1k=100kNQk=50kNG2k=20kN3300200fANu注意事项：注意事项：1、ye6.0yyy2、e超过超过0.6y时应采取减小偏心距的措施。时应采取减小偏心距的措施。3、根据高厚比及偏心距计算或查表得、根据高厚比及偏心距计算或查表得 值。注意高厚比的修正。值。注意高厚比的修正。4、注意、注意f的修正。的修正。5、对矩形截面受压构件，当轴向力偏心方向的截面边长大于另一方、对矩形截面受压构件，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，取两者中的较小
24、值作为承载力。压进行验算，取两者中的较小值作为承载力。?4-2 砌体局部受压计算砌体结构4、无筋砌体构件的承载力计算1.基本概念（1）局部受压的形式 压力作用在砌体局部面积上的受力状态按部位和应力状态可分为3类：中心局部受压：如砖柱支承于基础上（见图中心局部受压：如砖柱支承于基础上（见图）中部局部受压：如梁支承于墙体上（见图中部局部受压：如梁支承于墙体上（见图）端部局部受压：如梁支承于墙体上（见图端部局部受压：如梁支承于墙体上（见图）劈裂破坏（一裂即坏）：A大，Al 较小时发生砌体结构4、无筋砌体构件的承载力计算135.010lAA（3）砌体局部抗压强度f f 为砌体抗压强度设计值 为砌体局部
25、抗压强度提高系数(套箍作用,应力扩散)式中：A0影响砌体局部抗压强度的计算面积 Al局部受压面积（见p.52图4-6）（2）砌体局压破坏形态）砌体局压破坏形态竖向裂缝发展破坏（先裂后坏）局部压碎（未裂先坏）:砌体强度偏低由计算防止；由构造措施防止。砌体局压破坏发生在垫板下12皮砖下，而不是局压支承处；hahA0AlA0=(a+h)h 1.25d)为了避免为了避免A 0/A l大于某一限值时会出现危险的大于某一限值时会出现危险的劈裂破坏劈裂破坏，对对值应规定值应规定上限上限：对图对图a 的情况，的情况，2.5;对图对图b 的情况的情况,2.0;对图对图c 的情况的情况,1.5;对图对图d 的情况
26、，的情况，1.25;A0hac hbhA0=(a+c+h)h 2.5Ala)砌体结构4、无筋砌体构件的承载力计算A0=(2h+b)h 2.0hhbA0Alb)hAlA0h1bhah1c)A0=(a+h)h+(b+h1-h)h1 1.5h砌体结构3.梁端支承处砌体局部受压承载力计算（1）梁端有效支承长度a0（见图）（a0a时，取a0a）式中：hc梁的截面高度（mm）f砌体抗压强度设计值（N/mm2）Al局部受压面积，Ala0b 梁端支承压力Nl的作用点到墙内边距离取为0.4a0。)(10c0mmfha Nla0hcal2.砌体截面局部均匀受压承载力计算 Nl Nu f Al 式中：Nl局部受压面
27、积上轴向力设计值 Nu砌体局部受压承载力砌体结构llAfNN0式中：N0局部受压面积(Al)上由墙体 上部荷载产生的轴向力设计值，N00Al，0为上部荷载在局部受压面上产生的平均压应力设计值，Ala0b；Nl局部受压面积上由梁上荷载q产生的梁端支承压力设计值 -上部荷载的折减系数，（当A0/Al3时，0）lAA/5.05.10 梁端底面压应力图形的完整系数，的取值如下：对于简支梁底面非均匀受压，0.7；对于过梁、墙梁，1.0（均匀局压）对于薄腹梁、屋架等大跨度梁，1.0（均匀局压）00NlNlN0l0上部荷载与梁端传来荷载上部荷载的内拱卸载作用（2）梁端支承处砌体局部受压承载力）梁端支承处砌体
28、局部受压承载力 计算公式计算公式b10AfNNl（1 1）预制刚性垫块下砌体局部受压承载力计算公式）预制刚性垫块下砌体局部受压承载力计算公式（见下页图）式中：式中：N0垫块面积垫块面积(Ab)上由墙体上部荷载产生的轴向力设计值，上由墙体上部荷载产生的轴向力设计值，N00Ab，0为上部荷载在局部受压面上产生的平均压应力设计值，为上部荷载在局部受压面上产生的平均压应力设计值，Ababbb；Nl 梁端支承压力设计值；梁端支承压力设计值；垫块上垫块上N0与与Nl的合力对垫块形心的偏心距影响系数，按的合力对垫块形心的偏心距影响系数，按3查受压构件查受压构件系数表系数表4-2表表4-4，其中，其中e/h按
29、按e/ab计算计算(ab为垫块伸入墙内的长度为垫块伸入墙内的长度)；1垫块外砌体面积对局压强度的提高系数，垫块外砌体面积对局压强度的提高系数，1=0.8 (11.0)(此式中：此式中：A0=h(2h+bb)，h为墙厚，为墙厚，bb为垫块宽度；为垫块宽度；以以Ab 代替代替Al计算计算)135.01b0AA砌体结构4、无筋砌体构件的承载力计算4.垫块下砌体局部受压承载力计算 刚性垫块：梁支座处设置混凝土垫块（预制式、现浇式）刚性垫块：梁支座处设置混凝土垫块（预制式、现浇式）柔性垫块：钢筋混凝土圈梁柔性垫块：钢筋混凝土圈梁 l6m的屋架，的屋架，l4.8m的梁均应设垫块。的梁均应设垫块。bpbb
30、tb tb120hp11刚性垫块刚性垫块钢筋砼梁钢筋砼梁翼墙翼墙壁柱壁柱1-10.4 a0tbNlNbab刚性垫块刚性垫块钢筋砼梁钢筋砼梁壁柱壁柱翼墙翼墙Back砌体结构4、无筋砌体构件的承载力计算 Ab刚性垫块的面积，刚性垫块的面积，Ababbb a0刚性垫块上表面梁端有效支承长度，刚性垫块上表面梁端有效支承长度，另应有另应有:ab a0 tb 为刚性垫块影响系数（按为刚性垫块影响系数（按 查表查表15-6 P334）fhac101f/0砌体结构4、无筋砌体构件的承载力计算注意：垫块厚度注意：垫块厚度tb180mm，且自梁边算起的垫块挑出长度，且自梁边算起的垫块挑出长度ctb 比较：无垫块时
31、局部受压面积：比较：无垫块时局部受压面积：Ala0b 有垫块时局部受压面积：有垫块时局部受压面积：AlAbabbb 比较：无垫块时计算面积：比较：无垫块时计算面积：A0h(2hb)有垫块时计算面积：有垫块时计算面积：A0h(2hbb)（2）与梁整浇的刚性垫块）与梁整浇的刚性垫块 Ala0bb（预制时的（预制时的Alabbb）5.柔性垫梁下砌体局部受压承载力计算 如梁支承于现浇钢筋混凝土圈梁上，梁垂直于墙时：如梁支承于现浇钢筋混凝土圈梁上，梁垂直于墙时：砌体结构4、无筋砌体构件的承载力计算Nlhbh0Nl0.4a0bbh垫梁垫梁aaa-a式中：式中：N0垫梁在垫梁在0.5h0bb范围内上部荷载产
32、生的轴向力设计范围内上部荷载产生的轴向力设计值，值，N00.5h0bb0；Nl梁端荷载产生的支承压力设计值；梁端荷载产生的支承压力设计值；砌体结构4、无筋砌体构件的承载力计算 bb、hb垫梁的宽度和高度；垫梁的宽度和高度；h0垫梁折算高度；垫梁折算高度；E Eb b、I Ib b垫梁的弹性模量和截面惯性矩；垫梁的弹性模量和截面惯性矩；E E、h h砌体的弹性模量和厚度；砌体的弹性模量和厚度；沿墙厚方向应力不均匀系数，沿墙厚方向应力不均匀系数，应力不均匀时，应力不均匀时，0.80.8；应力均匀时，；应力均匀时，1.01.0。23bb02EhIEh 22ffl5.1max0fbhNl5.15.02
33、b0020b04.2fhbNNl整理后得：6.例题分析 例题例题3 某窗间墙，采用MU10砖和M5混合砂浆砌筑，钢筋混凝土梁bh250600mm，支承于砖墙上，如图所示，梁端支承压力设计值Nl100kN，上部荷载设计值 N0 50kN，试验算梁端支承处局部受压承载力。砌体结构大梁NlN02406002401200475250475mm20050.16001010c0fha (1)基本参数 f1.50N/mm2 N0Nl27.1100127.1kN（安全）577.0247.01211)/(121122hekN4.14010156.050.1)30.18.0(577.06b1ufAN砌体结构4、无
34、筋砌体构件的承载力计算 例题例题5 按例题3条件，梁端下设240240mm钢筋混凝土圈梁，混凝土C20，试求砌体局压承载力。(1)基本参数 混凝土C20，其弹性模量：Eb2.55104N/mm2 砌体M5砂浆，其弹性模量：E1600f16001.50 2.4103 N/mm2 垫梁惯性矩：4833bbbmm1076.2240240121121hbI砌体结构4、无筋砌体构件的承载力计算Nl240h0垫梁aaNl0.4a0a-a240垫梁加垫梁计算简图垫梁折算高度：(2)上部荷载计算 00.174N/mm2（同前）0.5h0bb范围内上部荷载产生的轴向力设计值：N00.5h0bb0=0.53.14
35、4612400.174=30.2kN (3)垫梁下砌体局压承载力 N0Nl30.2100130.2kN =2.42404611.500.8=318.6kN （安全）mm4612401040.21076.21055.22233843bb0EhIEh20b4.2fhb砌体结构4、无筋砌体构件的承载力计算0l2b02.4NNfb h 0bllNNfA0llNNfAllNfA布置作业二：某370mm厚外纵墙，MU10砖和M7.5砂浆砌筑，钢筋混凝土梁（bh=200600mm）支承于窗间墙（宽1200mm）上，支承长度370mm，梁端支承压力设计值Nl=120kN，上部荷载设计=150kN。试按下列三种
36、情况分别验算砌体局部受压承载力：(1)不设垫块；(2)设预制刚性垫块tbabbb=240370650mm；(3)设圈梁，混凝土C20，bh=370180mm。应绘制出必要的简图。砌体结构4、无筋砌体构件的承载力计算15.4.4 配筋砌体计算 一、水平网状配筋砖砌体（p.341图15-21）1.受压性能（1）第一阶段 （0.60.75）Pu时开裂，与无筋砌体相比，延缓了裂缝出现。（2）第二阶段 钢筋网阻止了裂缝发展。（3）第三阶段 部分砖压碎破坏，但不形成小柱体。（由于钢筋网的弹性模量大于砌体的弹性模量，故能阻止砌体横向变形，避免被竖向裂缝分割成小柱体而发生失稳破坏。）砌体结构aasn砌体结构6
37、、配筋砌体构件的承载力计算2.受压承载力计算 NNu fnA式中：fn水平网状配筋砌体抗压强度设计值 式中fy为钢筋抗拉强度设计值，当fy320N/mm2时，取fy320N/mm2 钢筋网体积配筋率（0.1 1.0）、e/h对网状配筋砌体受压构件承载力的影响系数 （查表6-1）3.适用范围(1)对于矩形截面：e/h0.17；(2)高厚比：16 构造要求(如钢筋直径、间距等)：见p.343nyn100)21(2fyeff1002100nssaSAVVn4.例题分析 例题例题6 6:已知砖柱490490mm，H05.88m，MU10、M5混合砂浆，轴心压力设计值为500kN，试验算其受压承载力。（
38、1）不配筋 f1.50MPa(查表3-3)，A0.4920.2401m20.3m2 a 0.7A0.70.24010.9401，H0/h5880/49012 Nu=(a f)A=0.822(0.94011.50)0.2401106278.3kNN500kN (不安全)（2）配筋 采用b4冷拔带肋钢筋（fy340MPa，取320MPa）方格网a=60mm，每3皮砖一层（Sn180mm）822.0120015.0111122233.0100180606.1221002nsaSA砌体结构6、配筋砌体构件的承载力计算MPa99.2320100233.0250.1100)21(2ynfyeff查表6-1
39、：e/h0，12，0.233插入得：0.733 Nu fnA0.7332.990.2401106526.4kNN500kN （安全）(1)(2)比较：fn/f=2.99/1.502.0 Nu2/Nu1=526.4/278.31.9nn砌体结构)(syscccomAfAffANsssysccAAfAffAN)(0,ssyssccsNahAfSffSNehasasAsAsNeNeN0 ,NssNsysNccNeAeAfSffS二、组合砖砌体构件组合砖砌体构件砌体内设置部分砌体内设置部分 钢筋混凝土钢筋混凝土 或钢筋砂浆或钢筋砂浆面层混凝土强度等级宜用C15或C20，面层砂浆强度等级不得低于M7.5
40、；砌筑砂浆强度等级不低于M5。轴心受压时组合砖砌体偏心受压时，按下式计算受压区高度按下式计算砌体结构6、配筋砌体构件的承载力计算三、砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙在在房屋墙体中设置间距不大于房屋墙体中设置间距不大于4m的构造柱的构造柱四、配筋砌块砌体四、配筋砌块砌体在混凝土小型空心砌块的孔洞中配置在混凝土小型空心砌块的孔洞中配置竖向和水平钢筋，再灌注芯柱混凝土。竖向和水平钢筋，再灌注芯柱混凝土。计算公式P114（6-15）、（6-16）计算见P119125 砖混结构由砖、石、砌块砌筑成墙、柱（竖向承重构件），并与钢筋混凝土或 预应力混凝土屋盖、楼盖（水平承重构件）共同组成的房屋建筑结构。俗称混
41、合结构。楼盖承受竖向荷载；墙体承受水平荷载(风、地震)形成抗侧力构件。墙体占总重的60，总造价的40。15.5.1 结构布置方案满足建筑或工艺要求，按重力荷载的主要传递方向划分为：1.横墙承重方案 荷载传力路线：板 横墙 基础（见图）适用范围：适用于小开间，如宿舍、住宅等。特点：受楼板跨度限制，横墙间距较小、较密，使房屋的空间刚度大，侧向抗震、抗风能力强；楼盖布置简单、节约钢材和水泥。砌体结构5、砖混结构房屋的墙体设计 15.5 砖混结构房屋的砌体结构设计砌体结构5、砖混结构房屋的墙体设计屋面大梁屋面板外纵墙 山墙横墙承重纵墙承重纵横墙承重 山墙屋面大梁屋面板外纵墙柱内框架承重 2.纵墙承重方
42、案荷载传力路线：板荷载传力路线：板 梁梁 纵墙纵墙 基础（见图）基础（见图）适用范围：适用于大空间，如单层厂房、食堂等。适用范围：适用于大空间，如单层厂房、食堂等。特点特点：纵墙可能存在开洞与承载的矛盾，可设置壁柱或构造：纵墙可能存在开洞与承载的矛盾，可设置壁柱或构造柱；横墙少，侧向刚度弱；楼屋盖造价较大。柱；横墙少，侧向刚度弱；楼屋盖造价较大。3.3.纵横墙承重方案纵横墙承重方案 荷载传力路线：板荷载传力路线：板 梁梁 纵墙纵墙/横墙横墙 基础（见图）基础（见图）适用范围：适用于办公楼、教学楼、实验楼等。适用范围：适用于办公楼、教学楼、实验楼等。特点特点：综合横、纵墙承重的优点，建筑平面布置
43、灵活，空间：综合横、纵墙承重的优点，建筑平面布置灵活，空间刚度较好，但纵墙缺陷仍可能存在。刚度较好，但纵墙缺陷仍可能存在。砌体结构5、砖混结构房屋的墙体设计4.4.内框架承重方案内框架承重方案 荷载传力路线：板荷载传力路线：板(次梁次梁)主梁主梁 柱柱/外纵墙外纵墙 基础基础（见图）（见图）适用范围：适用于空间较大的房屋，如旅馆、商店等。适用范围：适用于空间较大的房屋，如旅馆、商店等。特点：横墙较少，房屋的空间刚度较差。特点：横墙较少，房屋的空间刚度较差。5.5.底部框架结构底部框架结构 适用范围：适用于建筑功能底部与上部不同的房屋。适用范围：适用于建筑功能底部与上部不同的房屋。特点：底部为钢
44、筋混凝土框架结构，空间较大，抗侧刚度特点：底部为钢筋混凝土框架结构，空间较大，抗侧刚度较差，抗震设计时限两层；上较差，抗震设计时限两层；上 部为砌体结构，抗侧刚度较部为砌体结构，抗侧刚度较大。（上刚下柔结构）大。（上刚下柔结构）砌体结构5、砖混结构房屋的墙体设计 15.5.2 砌体结构的静力计算方案目的：确定空间结构的计算模型目的：确定空间结构的计算模型 1.1.概述概述 水平作用的传递水平作用的传递（1）不设山墙（见）不设山墙（见p.353图图15-30）墙顶水平位移墙顶水平位移up；平面传力体系：平面传力体系：水平荷载水平荷载 纵墙纵墙 基础基础；空间刚度为零，空间刚度为零，按平面单元计算
45、，按平面单元计算，计算模型如图所示。计算模型如图所示。砌体结构a）b）c）d）砌体结构（2）设山墙（见图）墙顶水平位移u2山墙顶水平位移屋面水平梁跨中水平位移；（u2up）纵墙下端嵌于基础，上端支承于屋盖，承受水平荷载并传递给屋盖和基础，墙顶水平位移受屋盖和山墙的约束；屋盖可以看成是两端弹性支承于山墙上的水平深梁，承受水平荷载并传递给山墙；山墙可以看成是嵌固于基础的竖立悬臂梁，具有较大的刚度；空间传力体系：水平荷载 纵墙 纵墙基础 地基 屋面水平梁 山墙 山墙基础 具有空间刚度，空间工作性能强，计算模型如图所示。砌体结构山墙HbS+外墙风压力外墙计算单元R2R风压力外墙计算单元R1屋面水平梁屋
46、面水平梁变形后位置屋面水平梁原来位置+变形后山墙位置山墙原来位置有山墙单跨房屋在水平力作用下的变形情况2.2.砌体结构的静力计算方案砌体结构的静力计算方案（1）弹性方案：空间刚度近似为零，仅用于单层；（2）刚性方案：空间刚度近似为无穷大，墙顶水平位移0；（3）刚弹性方案：空间刚度介于上述两者之间。注：非抗震设计时，静力计算方案的选择：单层不限；多层可采用刚性、刚弹性方案及上柔下刚结构方案(即底层刚性、上层刚弹性)。砌体结构5、砖混结构房屋的墙体设计刚性方案刚性方案弹性方案弹性方案刚弹性方案刚弹性方案3.影响砌体结构空间刚度的因素（见p.355表15-8）（1）屋盖自身平面内的刚度（分类）（屋面
47、水平梁的刚度）刚性屋盖：现浇、装配式钢筋混凝土屋盖或楼盖；中等刚性屋盖：有檩钢筋混凝土屋盖或楼盖；柔性屋盖：木、轻钢屋盖。（2）山墙或横墙的间距（屋面水平梁的跨度）（3）山墙或横墙自身平面内的刚度（洞口、墙厚、墙长）刚性横墙应符合下列要求：横墙洞口的水平截面面积不应超过横墙截面面积的50%;横墙的厚度不宜小于180mm；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宜小于H/2，（H为横墙总高度）。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。砌体结构5、砖混结构房屋的墙体设计屋盖或楼盖的类别刚性方案刚弹性方案弹性方案1整体式、装配整体式和装配式无檩体系钢筋砼屋盖或钢筋砼楼盖s
48、722装配式有檩体系钢筋砼屋盖、轻钢屋盖和有密铺望板的木屋盖或木楼盖s483冷摊瓦木屋盖和石棉水泥瓦轻钢屋盖s36 房屋的静力计算方案房屋的静力计算方案 表15-8(P355)注：1、表中s为横墙间距，其长度单位为m;2、对无山墙或伸缩缝处无横墙的房屋，应按弹性方案考虑。砌体结构5、砖混结构房屋的墙体设计砌体结构5、砖混结构房屋的墙体设计5-3 墙柱高厚比验算（见p.357）目的：保证墙体的稳定性和刚度。验算条件：要求墙柱高厚比不大于允许高厚比，即：H0/h121.影响墙柱允许高厚比的因素（1）砂浆强度等级：砂浆强度等级越高，墙柱的越大.墙柱的允许高厚比墙柱的允许高厚比 值值 p.357表15
49、-9 砂浆强度等级墙柱M2.52215M5.02416 M7.52617砌体结构（2）砌体类型（墙、柱）；（3）构件重要性：非承重墙的修正系数11.0，1根据墙的厚度按下列规定采用：h=240mm;1=1.2；h=90mm;1=1.5；240mm h=90mm;1可按插入法取值；对于承重墙，11.0。（4）砌体截面型式：墙体上门窗洞口削弱越多，墙体越小；有门窗洞口的墙的修正系数210.4bs/s，且20.7时，取20.7；(见图)s相邻窗间墙或壁柱之间的距离；bss范围内的门窗洞口宽度）无门窗洞口时21.0。2.墙柱的计算高度H0（见p.357表15-10）H0表中系数构件高度H 构件高度H的
50、确定：对于底层，构件下端取基础顶面；当基础埋置较深且有刚性地坪时，可取室外地坪下500mm处。(仅高厚比验算时这样取,强度验算时仍取到基础顶面)3.墙柱高厚比验算（1）矩形墙柱的高厚比验算：H0/h12 （2）带壁柱墙的高厚比验算：作整片墙的高厚比验算和 壁柱间墙高厚比验算砌体结构 整片墙的高厚比验算（整体）：H0/hT12 式中：hT带壁柱墙截面(T形截面)的折算厚度，3.5i，I、A为T形截面的惯性矩和截面面积；H0按相邻横墙间距s确定。“砌规”中单层房屋带壁柱墙的计算宽度（考虑翼缘bf）：壁柱宽+2/3墙高(窗间墙宽度，壁柱间距离）壁柱间墙的高厚比验算（局部）：H0/h12 式中：h壁柱
