砌体结构注册结构师讲稿

砌体结构 砌体结构具有以下优点：1. 具有很好的耐久性。2. 保温隔热性能好。（不会形成冷桥） 第一章 砌体及其力学性能第二节 砌体材料的强度等级及设计要求一、块体的强度等级 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。强度等级用符号MU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。二、砂浆 1.砂浆的种类：水泥砂浆、混合砂浆、石灰砂浆。 2.砂浆的强度等级 砂浆的强度等级系采用70.7mm立方体标准试块, 在温度为1525环境下硬化, 龄期为28d的极限抗压强度平均值确定。砂浆试块的底模对砂浆强度的影响颇大, 砂浆标准中规定采用烧结粘土砖的干砖作底模。对于非粘土砖砌体, 有些技术标准要求用相应的块材作底模。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。第三节 砌体的抗压强度一、 砌体受压破坏过程 砌体受压破坏过程分为三个阶段：1.从加载到个别砖出现裂缝，大约在极限荷载的5070%时，其特点为不加载，裂缝不发展。2.形成贯通的裂缝，大约在极限荷载的8090%时，特点是不加载裂缝继续发展，最终可能发生破坏。3.破坏，被竖向裂缝分割成的小柱失稳破坏。各类砌体受压破坏的过程是一样的，只不过到达各阶段时的荷载不同。 根据实验发现，砌体的抗压强度比块体的抗压强度低，原因是砌体内的块体受力比较复杂，它要受弯矩、剪力、拉力和应力集中的作用，与测量砖的强度等级时砖的受力状态不同。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，容易开裂出现裂缝，因此，砌体的抗压强度比块体的抗压强度低。二、影响砌体抗压强度的主要因素 1.块材和砂浆的强度等级 块材和砂浆的强度等级是影响砌体抗压强度的主要因素。强度越高，砌体的抗压强度亦高，但两者影响程度不同，块体影响程度大于砂浆的影响程度。 2.砂浆的弹性模量和流动性（和易性） 砂浆的弹性模量越低，砌体的强度越低，原因是砌体内的块体受到的拉力越大。砂浆的和易性好，砌体的强度高，原因是砂浆的流动性好，砌筑时砂浆比较平整，块体所受的弯矩和剪力小。注：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。因此，砌体规范规定，当用水泥砂浆砌筑时，各类砌体的强度应按保水性能好的砂浆砌筑的砌体强度乘以小于的调整系数。 3.块材高度和块材外形 砌体强度随块材高度增加而增加。当砂浆强度相同时，块材高度大的砌体不但有较高的砌体强度，而且随块材强度提高，砌体强度提高得也快。 块材的外形比较规则、平整，块材内弯矩、剪力的不利影响相对较小，从而使砌体强度相对较高。 4.砌筑质量 砌筑质量优劣的标准之一是灰缝的质量，包括灰缝的均匀性和饱满程度。砌体结构施工及验收规范中，要求水平灰缝砂浆饱满度大于80%。 灰缝厚度对砌体抗压强度也有明显影响。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，原因是砂浆层不平整。通常要求砖砌体的水平灰缝厚度为812mm。另外在施工时不得采用包心砌法，也不得干砖上墙。三、砌体的抗压强度 砌体的抗压强度，主要取决于块体的抗压强度，其次是砂浆的抗压强度，理论上砌体的抗压强度计算公式应包括所有的影响因素，但这是比较困难的，根据大量的试验经回归分析，砌体轴心抗压强度的平均值可按下式计算: （1）式中：砌体抗压强度平均值(Mpa); 、分别为块体和砂浆的抗压强度平均值（MPa）； 与块体类别和砌体砌筑方法有关的参数; 砂浆强度影响的修正系数;在表列之外的取1。 与块体高度有关的参数。 砌体轴心抗压强度标准值是表示其抗压强度的基本代表值, 由概率分布的0.05分位数（保证率为95%）确定。即 （1）式中：砌体抗压强度标准值; 砌体抗压强度的变异系数。 砌体抗压强度设计值可按下式计算: （1）式中：砌体抗压强度设计值; gf砌体结构的材料分项系数,取1.6。第四节 砌体的轴心抗拉、弯曲抗拉和抗剪强度一、砌体的轴心抗拉强度（一）砌体轴心受拉破坏形式 砌体轴心受拉时,有三种破坏形式。1 沿齿缝截面的破坏当轴向拉力与水平灰缝平行时，有可能发生这种破坏，破坏面沿灰缝，为齿状。2 沿块体截面的破坏：当轴向拉力与水平灰缝平行时，有可能发生这种破坏沿块体截面的破坏，块体本身被拉断。3 沿水平灰缝的破坏 当轴向拉力与水平灰缝垂直时，有可能发生这种破坏。 第一破坏的抗拉强度主要决定于砂浆和块体之间的粘结力，而粘结力主要与砂浆的强度等级有关，因此第一种破坏的抗拉强度主要与砂浆的强度有关。第二破坏的抗拉强度主要决定于块体的强度等级。第三种破坏的抗拉强度很低，规范不允许有这种受力的构件。 当轴向拉力与水平灰缝平行时，有两种破坏形式，到底发生那一种破坏，与块体和砂浆的相对强度有关，块体强度高，砂浆强度低，发生第一种破坏，否则发生第二种破坏。（二）砌体的轴心抗拉强度根据统计分析，砌体沿齿缝截面破坏的抗拉强度平均值可按下式计算： （14）式中：砌体沿齿缝截面破坏的抗拉强度平均值； 砂浆抗压强度平均值。 系数。砌体沿块体截面破坏的抗拉强度平均值可按下式计算： 式中：砌体沿块体截面破坏的抗拉强度平均值； 块体抗压强度平均值。有了砌体抗拉强度的平均值，则可求出砌体抗拉强度的标准值和设计值。设计计算时可查有关表格。注：虽然砌体的抗拉强度有两种，但由于块体强度等级较高，所以，第一种抗拉强度起决定作用。二、砌体的弯曲抗拉强度1 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: 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的弯曲受拉破坏。 第一和第三种破坏的弯曲抗拉强度主要决定于砂浆的强度等级，第二破坏的弯曲抗拉强度主要决定于块体的强度等级，但第二种破坏形式一般不会发生。 2 砌体的弯曲抗拉强度 根据统计分析，可得到砌体的弯曲抗拉强度平均值的计算公式，同其他强度一样由平均强度可得到标准强度和设计强度，设计计算时可查有关表格：三、砌体的抗剪强度按下式计算：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正应力。砌体的抗剪强度是根据试验得到的，试验时分为单面受剪和双面受剪。影响砌体抗剪强度的主要因素有：块体和砂浆的强度，受剪面上的垂直压应力，砌筑质量和试验方法。根据试验结果和理论分析，在法向压应力和和剪应力的共同作用下，砌体的抗剪强度可按下式计算： （15）式中：纯剪时抗剪强度平均值： 法向压应力。纯剪时抗剪强度平均值可按下式计算： （16）式中：系数可查表格。第六节 砌体的变形性能及其他性能一 砌体的应力应变关系试验发现砌体的应力应变关系为一条曲线，可用下式表示： （17）式中；砌体抗压强度平均值； 弹性特征值；对于砖砌体，因此对于砖砌体有：另外，由上式知，当 时，变形趋于无穷大这是不可能的，因此我国规范规定当时的应变为砖砌体的极限应变，代入上式则得到砖砌体的极限应变为：二 砌体弹性模量1 弹性模量的表示方法（1） 初始弹性模量应力应变曲线原点处切线的正切。（2） 割线模量原点与应力应变曲线任一点连线的正切。（3） 切线模量应力应变曲线上某一点处切线的正切。2 砌体初试弹性模量取值见有关表格。三、砌体的剪切模量四、砌体的收缩与膨胀第二章 砌体结构构件的承载力计算第一节 砌体结构构件的设计方法 仍然采用概率论的极限状态设计法。 承载力极限状态表达式为： 式中：结构的重要性系数 S荷载效应； R结构的抗力。同混凝土结构一样在荷载效应组合时，有两种组合即以恒载为主的组合和以可变荷载为主的组合。可以分析得到：当可变荷载标准值与永久荷载标准值的比值小于等于0.376时，应按永久荷载为主的情况进行组合。反之按可变荷载为主的情况进行组合。结构的抗力：砌体强度设计值的调整系数，按下列规定取值： 第二节 受压构件的承载力计算一、受压构件承载力计算公式无筋砌体受压构件，无论是轴心受压还是偏心受压，也不论是短柱或长柱，均可按下列公式计算： （21）式中：轴向力设计值，经过荷载效应组合后的内力值； 截面面积，对各类砌体均可按毛截面计算。 受压构件的高厚比，按下列公式计算： 对于矩形截面： 对于T型截面： 由公式可以看出，受压构件承载力设计值是砌体抗压强度设计值与截面面积的乘积，并通过系数考虑高厚比和轴向力的偏心距e的影响。因此，受压构件承载力的影响因素，除构件截面尺寸和砌体抗压强度外，主要取决于高厚比和偏心距e。通过高厚比的大小来区分轴心受压短柱和轴心受压长柱；再通过偏心距的大小来区分偏心受压柱和轴心受压柱。 （四）荷载较大和偏心距较大的受压构件, 很容易在截面受拉边产生水平裂缝, 此时截面受压区减小, 构件刚度降低, 纵向弯曲的影响增大, 构件的承载力显著降低, 结构即不够安全也不够经济。故规范规定, 在按式（2-1）进行承载力计算时, 轴向力的偏心距应符合下列限值要求, 即 e0.6y 式中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。 （五）轴向力的偏心距超过上述规定限值时, 应考虑采取适当措施, 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“中心装置”的垫块或缺口垫块。“中心装置”的位置或缺口垫块的缺口尺寸, 可视需要减小的偏心距而定。例题：截面尺寸为370490mm的砖柱，砖的强度等级为MU10，混合砂浆强度等级为M5，柱高3.2M,两端为不动铰支座。柱顶承受轴向压力标准值=160KN（其中永久荷载130KN，已包括砖柱的自重），试求：1）砖柱的轴力设计值；2）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，所以轴力设计值为：=1.35130+1.40.730=205.5KN柱 的承载力：查表得柱的截面面积：查表得 例2 某食堂带壁柱的窗间墙，截面尺寸见图，壁柱高5.4m，计算高度为6.48m，用MU10粘土砖及M2.5混合砂浆砌筑，承受轴向力设计值，弯矩设计值（弯矩方向是墙体外侧受压，壁柱受拉），求窗间墙的承载力。解：承载力为：截面重心位置：截面惯性矩：回转半径： 折算厚度：查表得：=333.43KN例3 由混凝土小形空心砌块砌筑的独立柱截面尺寸为400600mm，砌块的强度等级为MU10，水泥砂浆的强度等级为M5，采用双排组砌，柱高3.6m，两端为不动铰支座，承受轴向力标准值为（其中永久荷载180KN，已包括自重），求柱的承载力。解：承载力为：柱的截面为：应对修正：=0.24+0.7=0.96由于柱为砌块砌体，所以高厚比应进行修正，修正系数为1.1。查表得查规范表得由于为双排组砌，所以设计强度应乘以0.7的降低系数，又由于为水泥砂浆，所以还应考虑0.9的修正系数，所以砌体承载力为：=280KN注：双向偏心受压仍然按上述公式计算，值计算公式不同，见规范附录D，另外，双向偏心受压时，两个方向的偏心距均不得大于该方向边长的0.25倍。第三节 局部受压计算一局压分类 1 均匀局部受压：局压面积上的压应力均匀分布 2 梁端局部受压：大梁下的局部受压，也成为非均匀局部受压。 3 垫块下局部受压 4 垫梁下局部受压二、局部受压的破坏形式1 竖向裂缝发展而破坏2 劈裂破坏3 局压面积处局部破坏三、局压计算 1 均匀局部受压计算 式中:作用于局部受压面积上的纵向力设计值； 局部受压面积 砌体抗压强度设计值，可不考虑强度调整系数的影响。 砌体局部抗压强度提高系数，可按下式计算： 影响局部抗压强度的面积，按规范图5.2.2计算： 2 梁端局部受压 根据试验发现，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（梁的支座反力），而且还要受上部砌体传到梁端的压力，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是固定的而是一个变量，因为当梁上有荷载时，梁端下砌体在梁传来的荷载作用下，将产生压缩变形，如上部墙体的平均压应力较小，则在梁端的顶部与砌体接触面积减小，甚至脱开，梁端顶部传来的荷载通过拱的作用传至梁的两侧，梁不再受上部墙体传来的荷载作用。但上部墙体传来的荷载比较大时，上部墙体也将产生压缩变形，墙体将不再脱开。（2） 梁端存在一个有效支撑长度，而且在有效支撑上由于梁传来的荷载所产生的压应力不是均匀分布的，而为曲线型分布。大梁在荷载作用下将产生弯曲变形，使梁端部翘起，梁端下部与墙体脱离，使梁在墙上的支承长度变小，由设计时的支承长度变为。设计设计时梁的支承长度；有效支承长度；根据试验得到，梁端的有效支承长度可按下式计算： 式中：梁的截面高度； 砌体抗压强度设计值，可不考虑强度调整系数的影响。 由于梁存在一个有效支承长度，因此局压面积为 梁的截面宽度。 梁的支座反力到墙边的距离，不伦楼面梁还是屋面梁均为0.4。梁端局压强度计算：局压面积上的压应力由两部分组成，一部分为上部砌体传来在局压面积上产生的压应力，另一部分为由大梁传来的荷载在局压面积上产生的压应力（为曲线分布），设由上部砌体传来的作用于局压面积上的压应力为，不等于上部砌体传来的荷载在梁底截面处产生的压应力，大梁传来的荷载在局压面积边缘处产生的压应力为，应力丰满系数为，也称完整系数，则有：则： 令 则有： 局压强度计算公式式中：按平均压应力计算的上部荷在传来的作用于局压面积上的荷载 设计值；。上部砌体传来的设计荷载在梁底截面处产生的平均压应力；上部荷载的折减系数，0；压应力丰满系数，对于一般的梁取0.7，对于过梁和墙梁，取1.0的意义同前。 3 垫块下局部受压 当大梁直接放在墙体上不能满足要求时，可在梁下部设置垫块，垫块一般都做成刚性的。所谓刚性垫块，要求垫块从梁边挑出的长度不大于垫块的厚度。 垫块下的应力分布与偏心的受压构件相接近，因此刚性垫块下砌体的局压承载力可按偏心受压构件计算，其强度计算公式为： 式中：上部砌体传来的作用于垫块面积上纵向荷载设计值， 垫块的面积，； ，垫块的长度和宽度； 垫块上和的合力偏心距对承载力的影响系数,可查规范附录D的有关表格，查表时；大梁在垫块上的支承长度可按下式计算： 式中：梁的截面高度； 刚性垫块的影响系数，按下表取值；00.20.40.60.85.45.76.06.97.8 作用点到墙边的距离为0.4。 和的合力偏心距为： 垫块外砌体面积的影响系数，取，但不小于，计算公式同前，局压面积为垫块的面积。 当垫块与梁整浇时，仍按上述方法计算。 垫块的构造要求：（1）垫块的厚度不宜小于180mm。（2）在带壁柱墙的壁柱内设置垫块时，其局压承载力降低，因此其计算面积不考虑翼缘部分，只取壁柱范围内的面积。同时壁柱上垫块深入翼墙的长度不 应小于120mm。 (3)但现浇垫块与梁整浇时，垫块可在梁高范围内设置。例1 某钢筋混凝土大梁截面尺寸为，梁的支承长度为a=240mm，荷载设计值产生的支座反力为墙体的上部荷载为260KN，窗间墙截面尺寸为1200*370mm，采用MU10砖，M2.5混合砂浆砌筑，求作用于局部受压面积上的纵向力设计值，局部受压面积上的承载力。解：承载力：，作用在局压面积上的纵向力，2取由于3，所以作用在局压面积上的纵向力为：=60KN承载力：=0。7*2*35200*1。3=64KN例2 某钢筋混凝土大梁截面尺寸为，梁的支承长度为a=240mm，荷载设计值产生的支座反力为墙体的上部荷载为260KN，窗间墙截面尺寸为1200*370mm，采用MU10砖，M2.5混合砂浆砌筑，梁端底部设有刚性垫块，其尺寸为，求作用于垫块下局部受压面积上的纵向力设计值，局部受压面积上的承载力。解：作用于垫块下局部受压面积上的纵向力：局部受压面积上的承载力：=80+69.6=149.6KN计算垫块上纵向力的偏心距，取的作用点位于距墙内侧表面处，此时应为垫块上表面梁端的有效支承长度。查表得查表，情况，得 由于从局压面积边缘向外扩大墙体厚度后已进入窗洞口，因此影响局部抗压强度的面积即为窗间墙的面积。=0。73*1。26*1。3=143。49KN 4 垫梁下局部受压 梁下设有长度大于的垫梁下的砌体局部受压承载力应按下列公式计算： 式中：垫梁上部轴向力设计值； 垫梁在墙厚方向的宽度； 当荷载沿墙厚方向均匀分布时取1.0，不均匀分布时取0.8； 垫梁折算厚度； 分别为垫梁的混凝土弹性模量和截面惯性矩； 垫梁的高度； 砌体的弹性模量； 墙厚。垫梁上梁端有效支承长度按下式计算： 第三节 受拉、受弯和受剪构件计算一.受拉构件计算 式中：轴心拉力设计值； 砌体抗拉强度设计值； 受拉构件截面积。二、受弯构件计算1 抗弯承载力计算 式中：弯矩设计值； 砌体弯曲抗拉强度设计值； 截面抵抗矩；2 抗剪承载了计算 式中：剪力设计值； 砌体抗剪强度设计值； 截面面积矩； 截面惯性矩； 内力臂，对于矩形截面，； 截面高度； 截面宽度；三、受剪构件计算 沿通缝或阶梯形截面破坏时受剪构件的承载力按下列公式计算： 当=1.2时 当=1.35时 式中：设计剪力； 水平截面面积； 砌体抗剪设计强度，对灌孔的混凝土砌块砌体取 修正系数，当=1.2时，砖砌体取0.60，混凝土砌块砌体取0.64； 当=1.35时，砖砌体取0.64，混凝土砌块砌体取0.66； 剪压符合受力影响系数，与的乘积可查表； 永久荷载设计值产生的水平截面平均压应力； 砌体的抗压强度设计值； 轴压比。表 与的乘积0.10.20.30.40.50.60.70.81.2砖砌体0.150.150.140.140.130.130.120.12砌块砌体0.160.160.150.150.140.130.130.121.35砖砌体0.140.140.130.130.130.120.120.11砌块砌体0.150.140.140.130.130.130.120.12第三章 混合结构房屋墙、柱设计第一节 房屋的结构布置方案第二节 房屋的静力计算方案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、刚弹性方案和弹性方案三种静力计算方案，各方案的内力计算方法不同。1.刚性方案：房屋的空间刚度比较大，在水平荷在作用下，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。2.弹性方案：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，按屋架与墙柱铰接的排架或框架计算内力。3.刚弹性方案：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。设没有横墙时房屋在水平荷载作用下的位移； 该房屋在水平荷载作用下的真正位移。 令 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，可查规范第4.2.4条表4.2.4。 越大，空间刚度越小，值越小，空间刚度越大，因此可用判断房屋的计算方案，理论分析，0.33时，为刚性方案，0.77时为弹性方案，0.330.77为刚弹性方案。的大小主要于房屋横墙的间距及楼盖和屋盖的形式有关，因此我们还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算方案，如表 表3-2 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 s722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 s483冷摊瓦木屋盖和石棉水泥轻钢屋盖s36 注: 1.表中s为房屋横墙间距,其长度单位为m。 2.当屋盖、楼盖类别不同或横墙间距不同时, 可按砌体结构设计规范第4.2.7条的规定确定房屋的静力计算方案。 3.对无山墙或伸缩缝处无横墙的房屋, 应按弹性方案考虑。另外，作为判断方案的横墙应满足如下条件：1 墙厚不宜小于180mm。2 有洞口时，洞口水平截面积，不超过总截面积 的50%。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宜小于其总高度的1/2。应该注意: 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mmaxH/4000（为横墙总高度）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（如框架等）, 也可视作刚性或刚弹性方案房屋的横墙。第三节 墙、柱高厚比验算及构造要求 墙体除了要满足强度要求外，还要满足稳定性要求，即要满足高厚比的要求。一、矩形截面墙、柱高厚比验算 矩形截面墙、柱高厚比应按下式验算：式中：墙柱的计算高度，可查规范5.3.1条，或按下表取值， 墙厚或与矩形柱较小边长； -墙厚小于等于240mm的非承重墙允许高厚比修正系数； 当h=240mm时，m1=1.2； 当 h=180mm时，m1=1.32； 当h=120mm时，m1=1.44； 当h=90mm时，m1=1.50。 有门窗洞口墙允许高厚比修正系数；按下式计算： m2=1-0.4/ （32） 在宽度为范围内的门窗洞口宽度； 相邻窗间墙或壁柱之间的距离，或验算墙体的总长度。 当洞口高度小于等于墙高的1/5时，取=1.0，当算得的小于0.7时，取0.7。二、带壁柱墙的高厚比验算 带壁柱墙除了要验算整片墙的高厚比外，还要验算壁柱间墙的高厚比。 1.整片墙的高厚比验算 由于带壁柱墙的计算截面为形截面，故其高厚比验算公式为： （33）式中:带壁柱墙截面的折算厚度，; 带壁柱墙截面的回转半径，; 分别为带壁柱墙截面的惯性矩和面积。 确定带壁柱墙的计算高度时，墙长取相邻横墙的距离。 计算截面回转半径时，带壁柱墙截面的翼缘宽度（包括承载力验算中确定截面面积A时），应按下列规定取用： 对于多层房屋，当有门窗洞口时，取窗间墙宽度；当无门窗洞口时，每侧翼墙宽度可取壁柱高度的1/3，但不大于取相邻壁柱间的距离； 对于单层房屋，壁柱翼缘宽度可取（为壁柱宽度，为墙高），但不大于相邻窗间墙的宽度或相邻壁柱间的距离。 2.壁柱间墙的高厚比验算 验算壁柱间墙的高厚比时，可将壁柱视为壁柱间墙的不动铰支点，按矩形截面墙验算。因此，计算时，墙长S取壁柱间的距离。而且，不论带壁柱墙体的房屋静力计算时属何种计算方案，的值一律按规范第5.1.3条表5.1.3中刚性方案一栏选用。 三.设置构造柱墙的高厚比验算1.整片墙验算 当构造柱截面宽度不小于墙厚时，可按下式验算：式中：为墙体厚，在确定墙体高度时，S取构造柱之间的距离； 墙体允许高厚比修整系数,；式中：系数，对于细料石、半细料石砌体，；对于混凝土砌块、粗料石、毛料石及毛石砌体，；其他砌体。 构造柱沿墙长方向的宽度； 构造柱的间距。 当0.25时，取=0.25，当0.05时，取=0。注：考虑构造柱有利作用的高厚比验算不适用于施工阶段。2.构造柱间墙的高厚比验算 同壁柱间墙的高厚比验算，在确定墙体计算高度时，取构造柱之间的距离。设置钢筋混凝土圈梁的带壁柱墙或带构造柱墙，当时，圈梁可视为壁柱间墙或构造柱间墙的不动铰支座（为圈梁的宽度）。如不允许增加圈梁的宽度，可按墙体平面外等刚度的原则增加圈梁的高度，以满足壁柱间墙或构造柱间墙不动铰支座的要求。例题：某单层单跨无吊车的仓库，壁柱间距4M，中开宽1.8m的窗口， 车间长40M，屋架下弦标高为5M，壁柱为370*490mm，墙厚为240mm，基础顶面标高为-0.5M，砌体砂浆为M2.5求（1）整片墙的高厚比及修正后允许高厚比，（2）壁柱间墙的高厚比 及修正后允许高厚比。解：，整片墙：刚弹性方案，,整片墙高厚比：修正厚允许高厚比：壁柱间墙：，按刚性方案查表，因，sH，所以，0.6S=0.6*4=2.4m，壁柱间墙高厚比：，修正后允许高厚比同正片墙。例：某仓库外墙后240mm，又红砖和M5.0砂浆砌筑，墙高5.4m，每4m长设有1.2m宽的窗洞，同时每4m设有钢筋混凝土构造柱（240*240mm）横墙间距24m，试验算墙体的高厚比。解：整片墙：由于，m， ，第四节 刚性方案房屋的墙、柱计算一、刚性方案房屋承重纵墙计算 1.单层刚性方案房屋承重纵墙的计算(1) 计算单元：纵墙一般都比较长，计算时取一段计算（一般取一个开间），计算这一段的内力，然后验算其强度，如果该段满足，则认为整个墙体满足，这一段墙则为计算单元。(2) 计算简图：在荷载作用下，墙、柱可视为上端不动铰支承于屋盖，下端嵌固于基础的竖向构件，则得到计算简图。所受荷载包括屋面荷载、风荷载和墙体自重。(3) 荷载作用下内力计算：屋面荷载：包括恒载和活荷载。这些荷载通过屋盖结构（屋架、梁、板）传到纵墙上，设传给纵墙的荷载为，其偏心距为，则在墙体内所产生的内力为：，风荷载：同工业厂房一样，风载可看做由两部分组成，一部分是屋面上的风荷载简化为集中荷载，另一部分为墙面上的风载简化为均布荷载，集中荷载在墙体内不产生内力，均布荷载产生的内力可按下式计算：，墙体自重：按实际情况考虑。（3） 控制截面及内力组合控制截面即最危险的截面：控制截面有三个即顶部（），在风荷载作用下弯矩最大的截面（），下端（）。内力组合按下列三种方式进行：恒载+风荷载恒载+风活荷载恒载+0.85（风荷载+活载）（4） 计算单元截面宽度 内力组合后则可按受压构件进行强度验算，验算时需要知道构件的截面尺寸或截面面积，如果开有洞口则取窗间墙的截面积。无洞口时，取计算单元的宽度，当设计壁柱时，对于单层房屋，壁柱翼缘宽度可取（为壁柱宽度，为墙高），但不大于相邻窗间墙的宽度或相邻壁柱间的距离。 2.多层刚性方案房屋承重纵墙的计算（1） 计算单元：同单层房屋。般取一个开间为计算单元。（2） 确定计算简图： 载竖向荷载作用下，假定墙体为以楼盖作为水平不动铰支座的竖向连续构件，如图所示。原因是楼板深入到墙体内，使墙体受到削弱，不能承担弯矩，所以简化为铰，下部轴向力较大，弯矩小，也可简化为铰。 对于风荷载，简化为一条竖向的连续梁，但对于刚性方案的房屋，当满足以下要求时，可不考虑风荷载对外墙、柱的内力影响： （）洞口水平截面面积不超过全截面面积的2/3。 （）层高和高度不超过规范表4.2.6所规定的数值。 （）屋面自重不小于0.8KN/m2。 表4.2.6 刚性方案多层房屋的外墙不考虑风荷载影响时的最大高度基本风压(KN/m2)层高(m)总高(m)0.4 0.50.60.74 4 4 3.528 24 18 18当必须考虑风荷载时，风荷载引起的弯矩，可按下式计算：沿楼层高均布荷载设计值。层高。对于多层砌块房屋190mm厚的外墙，当层高不大于2.8m，总高度不大于19.6m，基本风压不大于0.7KN/m2时可不考虑风荷载的影响。（3） 计算单元截面宽度：同单层。（4） 竖向荷载作用下的控制截面：控制截面为每层的顶部和底部，即截面和截面。截面弯矩较大，截面轴力较大。 注：上述计算模型认为梁在墙体上为铰支，梁对墙体没有约束弯矩，实际上是有约束弯矩的，梁的跨度越大约束弯矩越大，因此规范规定，对于梁跨度大于等于9m的墙承重时，还应按梁端约束力矩作用考虑，计算时，梁端按固结计算弯矩，考虑到节点变形等因素乘以修整系数后作为弯矩计算，然后按线刚度分配到上层墙体的底部和下层墙体的上部。值按下式计算：式中：为梁端搭接长度； 为支承墙厚度。（5） 竖向荷载作用下控制截面内力计算 截面： 式中：本层楼盖传来的荷载； 对墙体截面重心的偏心距； 上层传连的荷载； 对墙体截面重心的偏心距； 上下墙体的厚度。 截面： 本层墙体的重量。二、承重横墙计算1. 计算单元承载横墙取1.0m宽为计算单元。2. 计算简图：同纵墙。3. 控制截面：由于横墙两侧都有楼板，应力比较对称，所以顶部弯矩也比较小，因此下部截面为控制截面。2. 控制截面内力： 式中：本层右侧传来的荷载 本层左侧传来的荷载第五节 弹性方案房屋墙柱计算一 单层弹性方案房屋对于单层弹性方案房屋，可取一个开间为计算单元，其计算简图为一可侧移的铰接平面排架，即按不考虑空间作用的平面排架进行墙柱内力分析。也就是假定墙（柱）的上端与屋架（或梁）铰接，下端与基础固接，假定屋架或梁的刚度无限大。其内力计算方法同厂房。二 多层弹性方案房屋墙柱计算 多层弹性方案房屋墙柱的内力可按可以自由侧移的平面框架进行计算，具体计算同框架。这里要说明的是，由于弹性方案房屋缺少抗侧力的结构，水平荷载主要由砌体墙和柱承担，这样在砌体墙柱内将产生很大的内力（主要是弯矩），而砌体在弯矩作用下其承载力将会显著降低，因此，将造成构件截面尺寸过大，即使如此房屋的侧向刚度也是很小，因此对这类结构房屋在使用时要特别注意，只要允许就要采用钢筋混凝土排架结构。第五节 刚弹性方案房屋墙柱计算一 单层刚弹性方案房屋单层刚弹性方案房屋，由于空间作用，其侧移减小，因此在内力计算时就不能象弹性方案按自由侧移的排架结构计算，为此我们在弹性方岸的基础上，在顶部加一个弹性支座。如图 其内力计算同排架结构厂房考虑空间工作的内力计算 方法一样，即分两部，在顶部加一个水平不动铰支座，屋盖或楼盖认为是墙柱水平方向的弹性支座，下端固定于基础顶面，其计算简图为一平面排架，楼盖或屋盖为其弹性支座。二 多层刚弹性方案 可按屋架、大梁或大梁与墙（柱）为铰接并考虑空间工作的平面排架或框架计算。如图 。第六节 上柔下刚的多层房屋在有些建筑物中下部为办公室，顶层为会议室，横墙间距比较大，下部为刚性方案，上部为弹性方案或刚弹性方案。这类房屋则为下刚上柔的房屋。在计算时，上部按单层的刚性或刚弹性房屋计算，下部则按刚性房屋计算。例.（ 分）某三层混合结构房屋，刚性方案，层高3.4m，3.2m，3.2m，开间为3.6m，墙厚240mm，5.4m跨钢筋混凝土梁搁置处有附墙垛130490mm，窗间墙1.8m，采用MU10砖，M2.5混合砂浆，平面、剖面见图（a）、（b）、（c），大梁的实际支承长度为370mm。本工程不考虑风荷载及地震作用。要求：1）底层B轴外纵墙的高厚比验算。 2）B轴33截面的承载力验算：33截面轴向力标准值392kN，设计值480kN。注：f=1.3 Mpa， A=mm2,I=40.633108mm4,y1=144mm, y2=226mm, 表1 墙柱计算高度房屋类别柱带壁柱墙或周边拉结墙排架方向垂直排架方向S2H2HSHSH单跨刚弹性方案1.2H1.0H1.2H刚性方案1.0H1.0H1.0H0.4S+0.2H0.6S 表2 影响系数 e/h或e/hT00.0250.050.0750.10.1580.910.860.810.760.700.59100.870.820.760.710.650.55120.820.770.710.660.600.51140.770.720.660.610.560.47160.720.670.610.560.520.44180.670.620.570.520.480.40第七节 墙、柱的主要构造措施 一、 砌体材料的最低强度等级1 五层及五层以上房屋的墙，以及受振动或层高大于6M的墙、柱所用材料的最低强度等级，应符合下列要求：砖采用MU10，砌块采用M7.5，石材采用MU30，砂浆采用M5。2 地面以下或防潮层以下的砌体，潮湿房间的墙，所用材料的最低强度等级应符合下表要求：基土的潮湿程度烧结普通砖、蒸压灰砂砖混凝土砌块石材水泥砂浆严寒地区一般地区稍潮湿的MU10MU10MU7.5MU30M5很潮湿的MU15MU10MU7.5MU30MU7.5含水饱和的MU20MU15MU10MU40MU10二墙、柱的最小截面尺寸 墙、柱的最小截面应满足下列要求: 1.承重独立砖柱，截面尺寸不应小于240mm370mm； 2.承重墙厚，砖和砌块墙不宜小于180mm；毛石墙不宜小于350mm ；毛料石柱截面较小边长不宜小于400mm。 3.窗间墙宽度不宜小于1000mm，转角墙宽度不宜小于600mm。二、垫块的设计要求 跨度大于6m的屋架和跨度大于下列数值的梁，其支承下的砌体应设置混凝土或钢筋混凝土垫块，当墙中设有圈梁宜浇成整体； （）对砖砌体为4.8m； （）对砌块和料石砌体为4.2m； （）对毛石砌体为3.9m。 这是为了防治梁超过上列跨度时, 梁的集中荷载较大, 即对其下的砌体的局部压应力也较大, 同时由于超过上列跨度时, 梁的变形也相应增大, 使砌体产生非均匀的局部压力, 以致压碎梁下的砌体。设置垫块或垫梁可使梁下的压力得到均匀扩散, 使局部压应力大大减少, 同时也可通过垫块或垫梁的整体作用, 减小对墙体构件的偏心影响, 这对墙体的承载力和安全都是有利的。三、墙体壁柱设置要求 当梁跨度大于或等于下列数值时，其支承处宜加设壁柱。对厚度240mm的砖墙为6M。对厚度180mm的砖墙为4。8M。对砌块和料石墙为4.8m。 当超过上述跨度时, 梁的变形较大, 而梁的变形又会引起两端薄墙在水平方向一定的倾斜, 这无形中增加了墙体的附加偏心引起的弯矩, 造成对墙体承载力的降低。 四、墙体（柱）与楼（屋）盖构件的连接构造 墙体（柱）与楼（屋）盖构件的连接构造应满足下列要求: 1.预制钢筋砼板的支承长度, 在墙上不宜小于100mm；在钢筋混凝土圈梁上不宜小于80mm：予制钢筋混凝土梁在墙上的搁置长度不宜小于240mm。 2.支承在墙、柱上的吊车梁、屋架及跨度大于等于下列数值的预制梁的端部, 应采用锚固件与墙、柱上的垫块锚固: （）对砖砌体为9m； （）对砌块和料石砌体为7.2m; （）骨架房屋的填充墙, 应分别采用拉结条或其他措施与骨架和横梁连接; （）山墙处的壁柱宜砌至山墙顶部, 风压较大的地区, 檩条应与山墙锚固, 屋盖不宜挑出山墙。 五、墙体间的连接要求 1.砌块砌体应分皮错缝搭砌。 上下皮搭砌长度不得小于90mm；小型空心砌块上下皮搭砌长度不得小于90mm。当砌块搭砌长度不满足上述要求时, 应在水平灰缝内设置不少于2f4的钢筋网片（横向钢筋的间距不宜大于200mm），网片每端均应超过该垂直缝, 其长度不得小于300mm。 2.砌块的两侧宜设置灌缝槽, 槽内灌满砂浆；无预留灌缝槽时, 墙体应采用两面粉刷。 3.砌块墙与后砌墙交接处,应沿墙高每400mm在水平灰缝内设置不少于2f4的钢筋网片。 4.混凝土砌块房屋，宜在外墙转角处、 楼梯间四角的砌体孔洞内设置不少于1f12的竖向钢筋，并用C20细石混凝土灌实。竖向钢筋应贯通墙高并锚固在基础和楼盖、屋盖处的圈梁内，锚固长度不小于30d（d为钢筋直径）。钢筋接头用绑扎或焊接，绑扎时搭接长度不得小于35d。 5.混凝土小型空心砌块房屋, 上述部位的纵横墙交接处，应以墙中线为准，在每边不小于300mm范围内的孔洞中，用不低于砌块材料强度等级的混凝土灌实，灌实高度为全部墙身高度。同样对其墙体的下列部位，如未设圈梁或混凝土垫块，须做上述灌实混凝土的处理: 搁栅、檩条和钢筋混凝土楼板的支承面下高度不小于200mm的砌体； 屋架、大梁的支承面下，高度不小于400mm，长度不小于600mm的砌块； 挑梁支承面下，纵横墙交接处, 距墙中心线每边不小于300mm，高度不小于400mm的砌体。 6.空头墙的下列部位，要求采用斗砖或眠砖实砌： 丁字、十字或L型纵横墙交接处，自墙中线算起，每边不小于370mm的砌体； 室内地面以下及地面以上高度为180mm范围内的砌体： 搁栅、檩条和钢筋混凝土楼板等构件的支承面下，高度为120180mm的通长范围内的砌体，且砂浆不低于M2.5； 屋架、大梁等构件的混凝土垫块底面以下，高度为240360mm，长度不小于740mm的砌体，且砂浆不低于M2.5。六、防止墙体开裂的主要措施（一）防止温度变化和砌体干缩变形引起墙体的裂缝 1.屋面上设置保温层或隔热层； 2.采用温度变形小的屋盖体系，如瓦材屋盖或装配式有檩体系