1、第五章第五章 砌体结构砌体结构 MASONRY STRUCTURE12 2、缺点、缺点 结构的自重大（构件截面尺寸大）。结构的自重大（构件截面尺寸大）。砌体的抗拉、抗弯和抗剪强度较低，抗震性能差。砌体的抗拉、抗弯和抗剪强度较低，抗震性能差。劳动量大（砌筑工作繁重）。劳动量大（砌筑工作繁重）。砖砌体结构的黏土砖用量很大，破坏农田。砖砌体结构的黏土砖用量很大，破坏农田。绪论绪论一、砌体结构的概念及应用一、砌体结构的概念及应用砌体结构：砌体结构：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，是砖砌体、砌块砌体和石砌体结构的统称。砌体结构又称为砌体结构又称为混合混合结构，砌体结构在实际工程中
2、被广泛的应用。结构，砌体结构在实际工程中被广泛的应用。二、砌体结构优、缺点二、砌体结构优、缺点1 1、优点、优点易于就地取材。易于就地取材。具有很好的耐火性和较好的耐久性。具有很好的耐火性和较好的耐久性。与混凝土结构相比可节约水泥和钢材。与混凝土结构相比可节约水泥和钢材。保温隔热性能好。保温隔热性能好。2第一节 砌体的组成材料及种类第一节第一节 砌体的组成材料及种类砌体的组成材料及种类5.1.1 5.1.1 砌体的组成材料砌体的组成材料一、砖一、砖1、砖的种类及规格烧结砖 （1）烧结普通砖（fired common brick）由粘土页岩、煤矸石或粉煤灰为主要原料经过焙烧而成的实心或孔洞率不大
3、于规定值且外形尺寸符合规定的砖。分烧结粘土砖、烧结页岩砖、烧结煤矸石砖、烧结粉煤灰砖等。（2）烧结多孔砖（fired perforated brick）（减轻结构自重、改善绝热和隔声性能）以粘土页岩、煤矸石或粉煤灰为主要原料经焙烧而成，孔洞率不小于25%、孔的尺寸小而数量多，主要用于承重部位的砖简称多孔砖，目前多孔砖分为P型砖和M型砖。32、砖的强度等级块体的强度等级是根据标准试验方法所得到的抗压极限强度划分的。注：1.块体的强度等级是根据抗压强度平均值确定的，与混凝土不同。2.砖的强度等级的确定除了要考虑抗压强度外，还要考虑抗折强度。蒸压砖 蒸压灰砂砖 蒸压粉煤灰砖第一节 砌体的组成材料及种
4、类4砌体结构砖的强度等级用“MU”来表示，如MU10,MU表示砌体中的块体强度等级的符号,其后数字表示块体强度的大小,单位为N/mm2。如烧结砖 MU10、MU15、MU20、MU25、MU30；蒸压灰砂砖（粉煤灰）MU10、MU15、MU20、MU25。二、砌块二、砌块按材料分：按材料分：普通混凝土空心砌块、轻集料混凝土空心砌块粉煤灰空心砌块 煤矸石空心砌块 炉渣混凝土空心砌块加气混凝土空心砌块按外形尺寸和质量分为：按外形尺寸和质量分为：小型砌块（高度在高度在350mm以下以下）、中型砌块（高度在高度在350mm900mm）、大型砌块（高度大于高度大于900mm）第一节 砌体的组成材料及种类
5、5砌体结构三、石材三、石材料石毛石四、砂浆（四、砂浆（mortar）由胶结料、细集料、水及掺和料、外加剂等组分按一定比例混合后搅拌而成。1、作用、作用:2、砂浆的种类、砂浆的种类（1）水泥砂浆 优缺点优缺点（2）混合砂浆 优缺点优缺点 水泥石灰砂浆 水泥石膏砂浆（3）非水泥砂浆第一节 砌体的组成材料及种类6砌体结构3、砂浆的特性、砂浆的特性流动性（可塑性）保水性4、砂浆的强度等级、砂浆的强度等级砂浆的强度等级用字母M表示，其后的数字表示砂浆强度大小,单位为N/mm2。砂浆的最低强度等级为M2.5。M2.5、M5.0、M7.5、M10、M15。五、砌体材料的耐久性要求五、砌体材料的耐久性要求砌体
6、材料除满足强度要求外，还要满足耐久性要求。我国规范对在特定情况下的砌体材料强度还做了最低的规定要求，在设计时要满足规范的要求。第一节 砌体的组成材料及种类75.1.2 5.1.2 砌体的分类砌体的分类(types of(types of masonry)砌体分为砌体分为无筋砌体无筋砌体和和配筋砌体配筋砌体两大类。根据块体的不同两大类。根据块体的不同,常用的无筋砌体有常用的无筋砌体有砖砌体砖砌体、石砌体石砌体和和砌块砌体砌块砌体。砌体中配。砌体中配有钢筋或钢筋混凝土的砌体称为配筋砌体。有钢筋或钢筋混凝土的砌体称为配筋砌体。砌体结构一、砖砌体一、砖砌体(brick masonry):砖砌体又分为砖
7、砌体又分为实心的砖砌体和空实心的砖砌体和空心的砖砌体心的砖砌体。墙体的厚度由三个方面决定：强度、稳定性、保温墙体的厚度由三个方面决定：强度、稳定性、保温。空心砖砌体又称为空斗墙，它具有自重轻，隔音保温性能好空心砖砌体又称为空斗墙，它具有自重轻，隔音保温性能好的优点，但它的整体性和抗震性能差，强度也比较低，的优点，但它的整体性和抗震性能差，强度也比较低，一般在一般在地震区不宜采用空斗墙。地震区不宜采用空斗墙。砌筑方式砌筑方式 （1）实心砖砌体）实心砖砌体（2）空心砖砌体）空心砖砌体第一节 砌体的组成材料及种类8砌体结构二、石砌体二、石砌体石材分为石材分为料石和毛石料石和毛石，石砌体又分为料石砌体
8、、毛石砌体和毛石，石砌体又分为料石砌体、毛石砌体和毛石混凝土砌体。混凝土砌体。三、砌块砌体三、砌块砌体(concrete masonry)(concrete masonry)由砌块和砂浆砌筑而成的砌体。由砌块和砂浆砌筑而成的砌体。常用的有混凝土小型空心砌块砌体、混凝土中型空心砌块砌常用的有混凝土小型空心砌块砌体、混凝土中型空心砌块砌体、体、粉煤灰中型空心砌块砌体。粉煤灰中型空心砌块砌体。砌块砌体的特点为：砌块砌体的特点为：1.自重轻自重轻 2.保温性好保温性好 3.劳动量小。劳动量小。砌块砌体常用于砌筑民用建筑及一般民用建筑的承重墙或围护砌块砌体常用于砌筑民用建筑及一般民用建筑的承重墙或围护墙
9、、填充墙。墙、填充墙。四、配筋砌体四、配筋砌体(reinforced masonry)在砌体内配置钢筋，按配筋方式不同，配筋砌体主要有三种在砌体内配置钢筋，按配筋方式不同，配筋砌体主要有三种:网状配筋砌体、纵向配筋砌体和组合砖砌体。网状配筋砌体、纵向配筋砌体和组合砖砌体。第一节 砌体的组成材料及种类9砌体结构网状配筋砌体：网状配筋砌体：在砌体的水平灰缝内配置钢筋网在砌体的水平灰缝内配置钢筋网,称为网状配称为网状配筋砌体，也称为横向配筋砌体。筋砌体，也称为横向配筋砌体。在砌体的竖向灰缝内配置纵向钢筋在砌体的竖向灰缝内配置纵向钢筋,称为称为纵向配筋砖砌体纵向配筋砖砌体。由砌体和钢筋混凝土或钢筋砂浆
10、构成的砌体称为由砌体和钢筋混凝土或钢筋砂浆构成的砌体称为组合砖砌体组合砖砌体，通常将钢筋混凝土或钢筋砂浆做面层。在墙体内设置钢筋混凝通常将钢筋混凝土或钢筋砂浆做面层。在墙体内设置钢筋混凝土构造柱或在空心砌块内浇注钢筋混凝土的芯柱也是一种组合土构造柱或在空心砌块内浇注钢筋混凝土的芯柱也是一种组合砌体。砌体。配筋砌体的优点是：配筋砌体的优点是：提高了抗震性、提高了承载力。当构件提高了抗震性、提高了承载力。当构件的截面尺寸受到限制时，可采用配筋砌体。的截面尺寸受到限制时，可采用配筋砌体。第一节 砌体的组成材料及种类10砌体结构第二节 砌体的物理力学性能第二节第二节 砌体的物理力学性能砌体的物理力学性
11、能5.2.1 5.2.1 砌体的受压性能砌体的受压性能一、砌体的受压破坏特征一、砌体的受压破坏特征砖砌体受压性能试验砖砌体受压性能试验 240mm240mm370mm370mm720mm720mm标准试件标准试件砌体受压破坏过程分为三个阶段：砌体受压破坏过程分为三个阶段：1.1.从加载到个别砖出现裂缝。其特点为不加载，裂缝不从加载到个别砖出现裂缝。其特点为不加载，裂缝不发展。（发展。（50507070PuPu）第二阶段第一阶段2.2.形成贯通的裂缝，特点是不加载裂缝形成贯通的裂缝，特点是不加载裂缝继续发展，最终可继续发展，最终可能发生破坏。能发生破坏。（80809090PuPu）3 3.破坏，
12、被竖向裂缝分割成的小柱失稳破坏。（破坏，被竖向裂缝分割成的小柱失稳破坏。（Pu）11砌体结构二、砌体的受压应力状态二、砌体的受压应力状态原因是砌体内的块体要受弯矩、剪力、拉力和应力集中的作原因是砌体内的块体要受弯矩、剪力、拉力和应力集中的作用用。由于砂浆层高低不平，砌体内块体的受力如同连续梁，由于砂浆层高低不平，砌体内块体的受力如同连续梁，如图所示。块体的抗拉和抗剪强度比较低，容易开裂出现裂如图所示。块体的抗拉和抗剪强度比较低，容易开裂出现裂缝，因此砌体的抗压强度比块体的抗压强度低。缝，因此砌体的抗压强度比块体的抗压强度低。根据实验发现，根据实验发现，砌体的抗压强度比块体的抗压强度低砌体的抗压
13、强度比块体的抗压强度低。第二节 砌体的物理力学性能12砌体结构v三、影响砌体抗压强度的主要因素三、影响砌体抗压强度的主要因素1.1.块体和砂浆的强度等级块体和砂浆的强度等级 提高块体的强度更有效2.2.砂浆的流动性（和易性）、保水性和弹性模量砂浆的流动性（和易性）、保水性和弹性模量砂浆的和易性好，砌体的强度高砂浆的和易性好，砌体的强度高(灰缝越饱满、均匀、密实灰缝越饱满、均匀、密实)；砂浆的弹性模量越低，砌体的抗压强度越低，原因是砌体内砂浆的弹性模量越低，砌体的抗压强度越低，原因是砌体内的块体受到的拉力越大的块体受到的拉力越大(弹性地基梁弹性地基梁)。注：注：同样强度等级时，混合砂浆砌筑的砌体
14、的抗压强度大同样强度等级时，混合砂浆砌筑的砌体的抗压强度大于水泥砂浆砌筑的砌体的抗压强度。于水泥砂浆砌筑的砌体的抗压强度。3.3.块材高度和块材外形块材高度和块材外形 砌体强度随块材高度增加而增加。砌体强度随块材高度增加而增加。块材的外形比较规则、砌体强度相对较高。块材的外形比较规则、砌体强度相对较高。第二节 砌体的物理力学性能13砌体结构4.4.砌筑质量砌筑质量 砌筑质量主要包括灰缝的均匀性和饱满程度、灰缝厚度及砌砌筑质量主要包括灰缝的均匀性和饱满程度、灰缝厚度及砌筑时块体的含水率等。砌体结构施工及验收规范中，筑时块体的含水率等。砌体结构施工及验收规范中，要求水要求水平灰缝砂浆饱满度大于平灰
15、缝砂浆饱满度大于80%。对表面平整的块材，砌体抗压强度将随着灰缝厚度的加大而对表面平整的块材，砌体抗压强度将随着灰缝厚度的加大而降低。砂浆厚度太薄，砌体的抗压强度也将降低。通常要求降低。砂浆厚度太薄，砌体的抗压强度也将降低。通常要求砖砌体的水平灰缝厚度为砖砌体的水平灰缝厚度为812mm。第二节 砌体的物理力学性能14砌体结构四、砌体的抗压强度四、砌体的抗压强度 根据大量的试验经回归分析，根据大量的试验经回归分析，砌体轴心抗压强度的平均值砌体轴心抗压强度的平均值可按下式计算可按下式计算:2211)07.01(kffkfm式中：式中：fm 砌体抗压强度平均值砌体抗压强度平均值(Mpa);f1、f2
16、 分别为块体和砂浆的抗压强度平均值分别为块体和砂浆的抗压强度平均值(MPa);k1与块体类别和砌体砌筑方法有关的参数（可查与块体类别和砌体砌筑方法有关的参数（可查表）表）;k2 砂浆强度影响的修正系数（可查表），在表列条砂浆强度影响的修正系数（可查表），在表列条件之外的取件之外的取1。与块体高度有关的参数（可查表）与块体高度有关的参数（可查表）第二节 砌体的物理力学性能15砌体结构式中：式中：fk 砌体抗压强度标准值砌体抗压强度标准值;f f砌体抗压强度的变异系数（标准差）。砌体抗压强度的变异系数（标准差）。)645.11(fmkff砌体轴心抗压强度标准值砌体轴心抗压强度标准值是表示其抗压强度
17、的基本代表值是表示其抗压强度的基本代表值,由由概率分布的概率分布的0.05分位数（保证率为分位数（保证率为95）确定。即）确定。即砌体抗压强度设计值砌体抗压强度设计值可按下式计算可按下式计算:fkff式中：式中：f砌体抗压强度设计值砌体抗压强度设计值;f砌体结构的材料分项系数砌体结构的材料分项系数,取取1.6。各类砌体的强度设计值可查书上表各类砌体的强度设计值可查书上表5-25-7。第二节 砌体的物理力学性能16砌体结构5.2.2 5.2.2 砌体的受拉、受弯、受剪性能砌体的受拉、受弯、受剪性能一、砌体的轴心抗拉性能一、砌体的轴心抗拉性能砌体的轴心抗拉强度很低。砌体的轴心抗拉强度很低。砌体轴心
18、受拉时砌体轴心受拉时,有三种破坏形式：有三种破坏形式：1.沿齿缝截面的破坏沿齿缝截面的破坏2.沿块体和竖向通缝截面的破坏沿块体和竖向通缝截面的破坏3.沿水平灰缝沿水平灰缝(通缝通缝)的破坏的破坏第二节 砌体的物理力学性能17砌体结构二、砌体的弯曲抗拉强度二、砌体的弯曲抗拉强度 1 砌体受弯破坏形式砌体受弯破坏形式 同砌体受拉一样，砌体受弯曲也有三种破坏形式同砌体受拉一样，砌体受弯曲也有三种破坏形式:沿齿缝截沿齿缝截面的弯曲受拉破坏、沿块体截面的弯曲受拉破坏和沿通缝截面面的弯曲受拉破坏、沿块体截面的弯曲受拉破坏和沿通缝截面的弯曲受拉破坏。的弯曲受拉破坏。2 砌体的弯曲抗拉强度砌体的弯曲抗拉强度
19、砌体的弯曲抗拉强度很低，主要取决于砂浆与块体砌体的弯曲抗拉强度很低，主要取决于砂浆与块体间的粘结强度。间的粘结强度。第二节 砌体的物理力学性能18砌体结构三、砌体的抗剪强度三、砌体的抗剪强度 砌体受剪有两种情况，一种是纯剪，受剪面上只有砌体受剪有两种情况，一种是纯剪，受剪面上只有剪力，第二种是受剪面上既有剪应力又有压应力。剪力，第二种是受剪面上既有剪应力又有压应力。1、砌体在剪力的作用下的破坏形式、砌体在剪力的作用下的破坏形式（1）沿通缝截面破坏；）沿通缝截面破坏；（3）沿阶梯形截面破坏。）沿阶梯形截面破坏。2、砌体的抗剪强度与砂浆和块体间的粘结强度有关，还、砌体的抗剪强度与砂浆和块体间的粘结
20、强度有关，还和垂直压应力有关，在一定范围内，砌体的抗剪强度随垂和垂直压应力有关，在一定范围内，砌体的抗剪强度随垂直压应力的增大而增大直压应力的增大而增大。第二节 砌体的物理力学性能19砌体结构四、砌体的轴心抗拉、弯曲抗拉、抗剪强度四、砌体的轴心抗拉、弯曲抗拉、抗剪强度砌体的轴心抗拉、弯曲抗拉、抗剪强度设计值参见砌体的轴心抗拉、弯曲抗拉、抗剪强度设计值参见P168表表5-8。第二节 砌体的物理力学性能20砌体结构5.2.3 5.2.3 砌体强度设计值的调整砌体强度设计值的调整（1）有吊车房屋、跨度不小于）有吊车房屋、跨度不小于9m的梁下砖砌体、跨度不小于的梁下砖砌体、跨度不小于7.5m的梁下多孔
21、砖、蒸压粉煤灰砖砌体、蒸压灰砂砖砌体和混的梁下多孔砖、蒸压粉煤灰砖砌体、蒸压灰砂砖砌体和混凝土小型空心砌块砌体凝土小型空心砌块砌体,a为为0.9。（2）对于无筋砌体，构件截面面积）对于无筋砌体，构件截面面积A小于小于0.3m2时时,a为其截为其截面面积（按面面积（按m2计）加计）加0.7。对配筋砌体，当其中砌体截面面积。对配筋砌体，当其中砌体截面面积小于小于0.2m2,a为其截面面积（按为其截面面积（按m2计）加计）加0.8。(3)当用水泥砂浆砌筑时当用水泥砂浆砌筑时,对于抗压强度取对于抗压强度取0.9,对于抗拉和抗剪对于抗拉和抗剪强度取强度取0.8。对于配筋砌体当其中的砌体采用水泥沙浆砌筑时
22、，。对于配筋砌体当其中的砌体采用水泥沙浆砌筑时，仅对砌体的强度设计值乘以调整系数仅对砌体的强度设计值乘以调整系数 a。(4)当施工质量为当施工质量为C级时级时,a取取0.89。(5)当验算施工中房屋的构件时当验算施工中房屋的构件时,a=1.10。注：配筋砌体不允许采用注：配筋砌体不允许采用C级。级。注意，规范规定各类砌体的强度设计值在下列情况下注意，规范规定各类砌体的强度设计值在下列情况下还应乘以调整系数还应乘以调整系数 a：第二节 砌体的物理力学性能21砌体结构第三节 砌体结构房屋墙、柱的静力计算方案第三节第三节 砌体结构房屋墙、柱的静力计算方案砌体结构房屋墙、柱的静力计算方案5.3.1 5
23、.3.1 混合结构房屋的组成及结构布置方案混合结构房屋的组成及结构布置方案一、一、砌体结构房屋的组成砌体结构房屋的组成二、二、砌体结构房屋的布置方案砌体结构房屋的布置方案根据荷载传递路线，混合结构房屋有如下四种承重体系：根据荷载传递路线，混合结构房屋有如下四种承重体系：1.1.横墙承重体系横墙承重体系(transverse wall bearing system(transverse wall bearing system)横墙承重体系是由横墙直接承受屋面、楼面荷载横墙承重体系是由横墙直接承受屋面、楼面荷载的结构承重体系。的结构承重体系。其传力过程：其传力过程：荷载荷载 板板 横墙横墙基础基础
24、地基。地基。（1 1）房屋横向刚度较大）房屋横向刚度较大,整体性较好。整体性较好。（2 2）楼盖结构较简单）楼盖结构较简单,便于施工便于施工,楼盖的材楼盖的材料用量较少料用量较少,但墙体的用料较多。但墙体的用料较多。（3 3）外纵墙不承重）外纵墙不承重,便于设置较大的门窗。便于设置较大的门窗。22砌体结构横墙承重方案第三节 砌体结构房屋墙、柱的静力计算方案23砌体结构2.纵墙承重体系(longitudinal wall bearing system)(longitudinal wall bearing system)纵墙承重体系是由纵墙直接承受屋（楼）面荷载的结构承重体系。纵墙承重体系是由纵墙
25、直接承受屋（楼）面荷载的结构承重体系。其传力过程：荷载其传力过程：荷载板板梁（屋架）梁（屋架）纵墙纵墙基础基础地基。地基。（）横墙较少（）横墙较少,建筑平面布置较灵活建筑平面布置较灵活,但纵墙承受的但纵墙承受的荷载较大荷载较大,往往要设扶壁柱往往要设扶壁柱,且门窗尺寸和布置受到一定的且门窗尺寸和布置受到一定的限制。限制。（）房屋的横向刚度较横墙承重体系差。（）房屋的横向刚度较横墙承重体系差。（）楼盖跨度较大、用料较多（）楼盖跨度较大、用料较多,但墙体用料较少但墙体用料较少,且且房屋的有效空间也较少。房屋的有效空间也较少。第三节 砌体结构房屋墙、柱的静力计算方案24砌体结构图7-2 纵墙承重体系
26、第三节 砌体结构房屋墙、柱的静力计算方案25砌体结构3.3.纵横墙混合承重体系纵横墙混合承重体系(longitudinal transverse wall (longitudinal transverse wall hybrid bearing system)hybrid bearing system)纵横墙承重体系是由纵墙和横墙混合承受屋（楼）面荷载的纵横墙承重体系是由纵墙和横墙混合承受屋（楼）面荷载的结构体系。结构体系。这种体系兼有前述两种承重体系的特点这种体系兼有前述两种承重体系的特点,能适应房屋平能适应房屋平面布置的多种变化面布置的多种变化,满足建筑功能要求。如点式住宅楼通常满足建筑功
27、能要求。如点式住宅楼通常采用这种承重体系。采用这种承重体系。纵横墙混合承重体系第三节 砌体结构房屋墙、柱的静力计算方案26砌体结构4.4.内框架承重体系内框架承重体系(inner frame bearing system)(inner frame bearing system)它是由房屋内部的钢筋混凝土框架和外部砖墙、砖柱它是由房屋内部的钢筋混凝土框架和外部砖墙、砖柱构成的承重体系。构成的承重体系。其特点是其特点是:（）房屋开间大（）房屋开间大,平面布置较为灵活平面布置较为灵活,但横墙较少但横墙较少,房房屋空间刚度较差。屋空间刚度较差。（）与全框架房屋相比）与全框架房屋相比,可利用外墙承重可利
28、用外墙承重,节约钢材和水泥。节约钢材和水泥。（）房屋由两种性能不同的材料组成（）房屋由两种性能不同的材料组成,在荷载作用下将产生在荷载作用下将产生不同的压缩变形不同的压缩变形,从而引起较大的附加内力。从而引起较大的附加内力。注：从结构出发，设计时应选用横墙承重体系和纵横墙混合承注：从结构出发，设计时应选用横墙承重体系和纵横墙混合承重体系。重体系。第三节 砌体结构房屋墙、柱的静力计算方案27砌体结构图7-4 内框架承重体系第三节 砌体结构房屋墙、柱的静力计算方案28砌体结构5.3.25.3.2、房屋的静力计算方案（房屋的静力计算方案（static analysis scheme of stati
29、c analysis scheme of buildingbuilding）一、一、混合结构房屋的空间工作混合结构房屋的空间工作二、二、混合结构房屋静力计算方案的分类混合结构房屋静力计算方案的分类在房屋的内力计算时在房屋的内力计算时,根据房屋的空间刚度大小分为刚性方案根据房屋的空间刚度大小分为刚性方案、刚弹性方案和弹性方案三种静力计算方案刚弹性方案和弹性方案三种静力计算方案，各方案的内力计算各方案的内力计算方法不同。方法不同。1.1.刚性方案刚性方案(rigid analysis scheme)(rigid analysis scheme)：房屋的空间刚度比较房屋的空间刚度比较大，在水平荷载作
30、用下，房屋的位移比较小，在内力计算时，大，在水平荷载作用下，房屋的位移比较小，在内力计算时，可将墙体视为一竖向的梁，楼盖和屋盖为该梁的不动铰支座。可将墙体视为一竖向的梁，楼盖和屋盖为该梁的不动铰支座。第三节 砌体结构房屋墙、柱的静力计算方案29砌体结构3.3.刚弹性方案刚弹性方案(rigid-elastic analysis scheme)(rigid-elastic analysis scheme)：房屋的房屋的空间刚度介于上述两者之间，在荷载作用下，房屋的位移不能空间刚度介于上述两者之间，在荷载作用下，房屋的位移不能忽略不计忽略不计，在内力计算时按排架或框架计算，但要增加弹性支座。2.2.
31、弹性方案弹性方案(elastic analysis scheme)(elastic analysis scheme)：房屋的空间刚度房屋的空间刚度比较小，在荷载作用下位移比较大，内力计算时，按屋架与墙比较小，在荷载作用下位移比较大，内力计算时，按屋架与墙柱铰接的排架或框架计算内力。柱铰接的排架或框架计算内力。设设 p p没有横墙时房屋在水平荷载作用下的位移；没有横墙时房屋在水平荷载作用下的位移；s s该房屋在水平荷载作用下的真正位移。该房屋在水平荷载作用下的真正位移。ps令：考虑空间工作后的侧移折减系数，也称为空间性能影考虑空间工作后的侧移折减系数，也称为空间性能影响系数，可查表。响系数，可查
32、表。理论分析理论分析,0.330.330.370.37时时,为刚性方案为刚性方案,0.770.820.770.82时为弹性方案，时为弹性方案，0.33 0.33 0.82 0.82为刚弹性方案。为刚弹性方案。第三节 砌体结构房屋墙、柱的静力计算方案30砌体结构房屋的空间刚度主要与横墙间距及楼（屋）盖房屋的空间刚度主要与横墙间距及楼（屋）盖的形式有关的形式有关，可，可以根据房屋横墙的间距及楼盖和屋盖的形式判断房屋的静力计以根据房屋横墙的间距及楼盖和屋盖的形式判断房屋的静力计算方案算方案，如下表如下表 表 5-10 房屋的静力计算方案 屋盖或楼盖类别 刚性方案 刚弹性方案 弹性方案 1 整体式、装
33、配整体或装配式无檩体系钢筋混凝土屋盖或钢筋混凝土楼盖 s72 2 装配式有檩体系钢筋混凝土屋盖、轻钢屋盖和密铺望板的木屋盖或木楼盖 s48 3 冷摊瓦木屋盖和石棉水泥轻钢屋盖 s36 第三节 砌体结构房屋墙、柱的静力计算方案31砌体结构 作为判断方案的横墙应满足如下条件作为判断方案的横墙应满足如下条件：1 1 墙厚不宜小于墙厚不宜小于180mm180mm。2 2 有洞口时，洞口水平截面积，不超过总截面积的有洞口时，洞口水平截面积，不超过总截面积的50%50%。3 3 单层房屋横墙长度不宜小于其高度，多层房屋横墙长度不单层房屋横墙长度不宜小于其高度，多层房屋横墙长度不宜小于其总高度的宜小于其总高
34、度的1/21/2。应该注意应该注意:当横墙不能同时符合上述要求时当横墙不能同时符合上述要求时,应对横墙的刚度进应对横墙的刚度进行验算行验算,如其最大水平位移值如其最大水平位移值 maxmaxH/4000H/4000（为横墙总高度）（为横墙总高度）时，仍可视作刚性或刚弹性方案房屋的横墙。时，仍可视作刚性或刚弹性方案房屋的横墙。凡符合第条刚度要求的一段横墙或其它结构构件凡符合第条刚度要求的一段横墙或其它结构构件（如框架等）（如框架等）,也可视作刚性或刚弹性方案房屋的横墙。也可视作刚性或刚弹性方案房屋的横墙。第三节 砌体结构房屋墙、柱的静力计算方案32砌体结构第四节 墙、柱受压承载力计算第四节第四节
35、 墙、柱受压承载力计算墙、柱受压承载力计算5.4.1、墙、柱受压、墙、柱受压无筋砌体受压构件，无筋砌体受压构件，无论是轴心受压还是偏心受压，也不论无论是轴心受压还是偏心受压，也不论是短柱或长柱，均可按以下公式计算：是短柱或长柱，均可按以下公式计算：fAN式中式中:N轴向力设计值；轴向力设计值；高厚比高厚比 和轴向力的偏心距和轴向力的偏心距对受压构件承载力的影对受压构件承载力的影响系数，可查书中表响系数，可查书中表5-115-115-135-13或按公式计算；或按公式计算；f砌体抗压强度设计值（注意有些情况需要进行修正）；砌体抗压强度设计值（注意有些情况需要进行修正）；A截面面积，对各类砌体均可
36、按毛截面计算。截面面积，对各类砌体均可按毛截面计算。20)11(1211211he一、受压承载力计算公式一、受压承载力计算公式33砌体结构 受压构件的高厚比，按下列公式计算：受压构件的高厚比，按下列公式计算：hH0ThH0对于矩形截面：对于矩形截面：对于对于T T型截面：型截面：不同砌体材料的高厚比影响系数。不同砌体材料的高厚比影响系数。引入引入 的原因：的原因：大量的试验和调查表明：砌体类型对构件的大量的试验和调查表明：砌体类型对构件的承载力也有很大影响，因此承载力也有很大影响，因此砌体结构设计规范砌体结构设计规范规定在计算规定在计算构件的高厚比时应乘以影响系数。构件的高厚比时应乘以影响系数
37、。H0受压构件的计算高度，可查表受压构件的计算高度，可查表5-155-15；注：注：砌体结构设计规范砌体结构设计规范规定：当规定：当3 3时应考虑纵向弯曲时应考虑纵向弯曲（细长构件）的影响。（细长构件）的影响。第四节 墙、柱受压承载力计算34砌体结构（二）（二）在确定影响系数时，为了考虑不同种类砌体在受力性能在确定影响系数时，为了考虑不同种类砌体在受力性能上的差异，应先对构件高厚比上的差异，应先对构件高厚比 分别乘以系数分别乘以系数 后后再去查表：再去查表：1.1.烧结普通砖、烧结多孔砖砌体烧结普通砖、烧结多孔砖砌体1.01.0。2.2.混凝土及轻骨料混凝土砌块砌体混凝土及轻骨料混凝土砌块砌体
38、1.11.1。3.3.蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖、细料石和半细料石砌体蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖、细料石和半细料石砌体1.21.2。4.4.粗料石和毛石砌体粗料石和毛石砌体1.51.5。fAN0 二、承载力计算时应注意的几个问题二、承载力计算时应注意的几个问题 （一）（一）对于矩形截面构件，当轴向力偏心方向的截面边长大于对于矩形截面构件，当轴向力偏心方向的截面边长大于另一方向的边长时，另一方向的边长时，除按偏心受压构件计算外，还应对较小边除按偏心受压构件计算外，还应对较小边方向，按轴向受压进行验算，即还应满足：方向，按轴向受压进行验算，即还应满足：第四节 墙、柱受压承载力计算35砌体结构（三）（三
39、）轴向力的偏心距应符合下列限值要求即轴向力的偏心距应符合下列限值要求即 e0.6ye0.6y e=e=M/N式中式中y y为截面重心至轴向力所在偏心方向截面受压边缘的距离。为截面重心至轴向力所在偏心方向截面受压边缘的距离。轴向力的偏心距超过上述规定限值时轴向力的偏心距超过上述规定限值时,应考虑采取适当措应考虑采取适当措施施,减小偏心距。如梁或屋架端部支承反力的偏心距较大时减小偏心距。如梁或屋架端部支承反力的偏心距较大时,可在其端部下的砌体上设置具有可在其端部下的砌体上设置具有“中心装置中心装置”的垫块或缺口的垫块或缺口垫块。垫块。第四节 墙、柱受压承载力计算36砌体结构例题例题1 1：截面尺寸
40、为截面尺寸为370370490mm490mm的砖柱，采用的砖柱，采用MU10MU10烧结粘土烧结粘土砖、砖、M5M5混合砂浆，施工质量为混合砂浆，施工质量为B B级，计算高度级，计算高度H H0 03.2m3.2m。柱柱顶承受轴向压力标准值顶承受轴向压力标准值 Nk k=160KN=160KN（其中永久荷载（其中永久荷载130KN130KN，已，已包括砖柱的自重）包括砖柱的自重），试验算柱的承载力。，试验算柱的承载力。解：可以判断荷载效应组合应是依永久荷载控制的组合，所以：N=1.35130+1.40.730=205.5KN 65.837.02.30.10hH 查表得9.0 柱的截面面积：22
41、3.018.049.0*37.0mmA 88.018.07.0a 查表得2/5.1mmNf KNfAa84.213180000*5.1*9.0*88.0 安全。第四节 墙、柱受压承载力计算37砌体结构例题例题2 2：截面尺寸为截面尺寸为370370620mm620mm的砖柱，采用的砖柱，采用MU10MU10烧结粘土砖、烧结粘土砖、M5M5混混合砂浆，施工质量为合砂浆，施工质量为B B级，计算高度级，计算高度H H0 06.0m6.0m。作用在截面长边方向。作用在截面长边方向的竖向压力设计值的竖向压力设计值N N120KN120KN，偏心距，偏心距e e125mm125mm，试验算柱的承载力。，
42、试验算柱的承载力。解：(1)验算柱长边方向的承载力 68.962.00.60.10hH 2016.0620125he 查表得466.0 柱的截面面积：223.02294.062.0*37.0mmA 9294.02294.07.0a 查表得2/5.1mmNf kN120N1492294005.19294.0466.0kNfAa 安全。(2)验算垂直弯矩作用平面的承载力 构件高厚比 22.1637.00.60.10hH 查表得 715.0 kN120N2292294005.19294.0715.0kNfAa 安全。第四节 墙、柱受压承载力计算38砌体结构例题例题3 3 某带壁柱的窗间墙，截面尺寸如
43、图，壁柱高某带壁柱的窗间墙，截面尺寸如图，壁柱高5.4M5.4M，计，计算高度为算高度为6.48M6.48M，用，用MU10MU10粘土砖及粘土砖及M2.5M2.5混合砂浆砌筑混合砂浆砌筑,施工质施工质量等级量等级B B级。控制截面内力为级。控制截面内力为N=320KNN=320KN，M=41KNmM=41KNm，弯矩方向，弯矩方向是翼缘受压，试验算该墙体的承载力。是翼缘受压，试验算该墙体的承载力。第四节 墙、柱受压承载力计算39砌体结构第四节 墙、柱受压承载力计算40砌体结构截面折算厚度：截面折算厚度：fANmmy207666200)190240(38049012024020001mmy41
44、3207620248313231104.174)240)(4902000(3149031200031mmyyyImmAIi162mmihT5665.3解解:截面面积截面面积：A=2000240+380490=666200mm2，截面重心位置：截面重心位置：截面惯性矩截面惯性矩：回转半径：回转半径：第四节 墙、柱受压承载力计算41砌体结构查表得查表得:=0.385，mmNMe12832041000226.0566128The4.11566.048.60ThH23.1mmNf fA=0.3856662001.3=333.43KN320KN第四节 墙、柱受压承载力计算42砌体结构5.4.2 5.4.
45、2 局部受压局部受压一砌体局部受压特性一砌体局部受压特性 1 1、砌体局部受压特性、砌体局部受压特性 砌体截面中线上横向应力及竖向应力分布如下图所示：砌体截面中线上横向应力及竖向应力分布如下图所示：与荷载作用面接触范围砌体：与荷载作用面接触范围砌体：（1 1）局部压应力较大；）局部压应力较大；（2 2）同时处于三向受压状态，受到周围砌体的）同时处于三向受压状态，受到周围砌体的“套箍作套箍作用用”，抗压强度提高。，抗压强度提高。第四节 墙、柱受压承载力计算43砌体结构2、局部受压的破坏形式、局部受压的破坏形式 (1)竖向裂缝发展而破坏竖向裂缝发展而破坏(最基本的破坏形式最基本的破坏形式)(2)劈
46、裂破坏（砌体面积与局压面积之比很大时）劈裂破坏（砌体面积与局压面积之比很大时）(3)局压面积处局部破坏（砌体强度较低时）局压面积处局部破坏（砌体强度较低时）第四节 墙、柱受压承载力计算44砌体结构二砌体局部受压分类二砌体局部受压分类 1.1.均匀局部受压：局压面积上的压应力均匀分布。均匀局部受压：局压面积上的压应力均匀分布。2.2.梁端局部受压：大梁下的局部受压，也称为非均匀局部受压。梁端局部受压：大梁下的局部受压，也称为非均匀局部受压。3.3.垫块下局部受压：垫块下局部受压：4.4.垫梁下局部受压：垫梁下局部受压：垫块第四节 墙、柱受压承载力计算45砌体结构三、局压计算三、局压计算 1.局部
47、均匀受压计算局部均匀受压计算fANll135.010lAA式中式中:Nl作用于局部受压面积上的纵向力设计值；作用于局部受压面积上的纵向力设计值；Al局部受压面积局部受压面积 f砌体抗压强度设计值，可不考虑强度调整系数砌体抗压强度设计值，可不考虑强度调整系数 a的影响。的影响。砌体局部抗压强度提高系数，可按下式计算砌体局部抗压强度提高系数，可按下式计算 A0影响局部抗压强度的面积，按下图计算：影响局部抗压强度的面积，按下图计算：第四节 墙、柱受压承载力计算46砌体结构图图图图第四节 墙、柱受压承载力计算47砌体结构为了防止砌体一开裂就发生脆性破坏，规范对为了防止砌体一开裂就发生脆性破坏，规范对
48、的取值做了的取值做了限制限制:即对图即对图a情况情况(砌体中部局压砌体中部局压)2.5对于图对于图b情况（窗间墙局部受压）情况（窗间墙局部受压）2.0对于图对于图c情况（拐角处局部受压）情况（拐角处局部受压）1.5对于图对于图d情况（墙体端部局部受压）情况（墙体端部局部受压）1.25对于多孔砖砌体和要求灌实的砌块砌体对于多孔砖砌体和要求灌实的砌块砌体 1.5，未灌孔混凝，未灌孔混凝土砌块砌体土砌块砌体=1.0局部受压时砌体抗压强度提高的原因为周围砌体的约束作用，局部受压时砌体抗压强度提高的原因为周围砌体的约束作用，砌体三向受压和压应力的扩散砌体三向受压和压应力的扩散。第四节 墙、柱受压承载力计
49、算48砌体结构 2 梁端局部受压梁端局部受压 梁端局部受压时有两个特点：梁端局部受压时有两个特点：(1)梁端下的局部受压面积上不仅受梁传来的荷载梁端下的局部受压面积上不仅受梁传来的荷载Nl（梁的支（梁的支座反力），而且还要受上部砌体传到梁端的压力座反力），而且还要受上部砌体传到梁端的压力N0，但根，但根据试验发现，上部墙体传到梁端又传到局压面积上的荷载不据试验发现，上部墙体传到梁端又传到局压面积上的荷载不是固定的而是一个变量。是固定的而是一个变量。第四节 墙、柱受压承载力计算49砌体结构(2)梁端存在一个有效支承长度，而且在梁端存在一个有效支承长度，而且在 有效支承长度上由于梁传来的荷载所产有
50、效支承长度上由于梁传来的荷载所产生的压应力不是均匀分布的，而为曲线生的压应力不是均匀分布的，而为曲线形分布。形分布。a设计时梁的支承长度；设计时梁的支承长度；a0 0有效支承长度有效支承长度；afhac100 根据试验得到，梁端的有效支承根据试验得到，梁端的有效支承长度可按下式计算：长度可按下式计算：式中式中:hc c梁的截面高度；梁的截面高度；f砌体抗压强度设计值。砌体抗压强度设计值。baAl0由于梁存在一个有效支承长度，因此局压面积为由于梁存在一个有效支承长度，因此局压面积为:梁的支座反力到墙边的距离，不论楼面梁还是屋面梁均为梁的支座反力到墙边的距离，不论楼面梁还是屋面梁均为0.40.4a
