结构选型-砖混结构

建筑工程系2013-10建筑结构选型

——砖混结构

砌体结构历史悠久，“秦砖汉瓦”之说，代表两千年前，我国砖瓦材料运用已很普遍。

十九世纪中叶发明了水泥（cement），加入砂浆，形成水泥砂浆等，提高了砌体强度。

古代采用砌体结构的几个著名建筑：

长城、嵩岳寺砖塔、安济桥、大雁塔、无梁殿等砌体结构——是指由块材通过砂浆铺砌而成的结构。

块材包括了砖、石和各种砌块，

砂浆包括了水泥砂浆、石灰砂浆、混合砂浆

以及砌块专用砂浆。嵩岳寺砖塔：

屹立在嵩山的一座古老佛刹。建于北魏，高39.8米，共15层，底层直径10.6米，内径5米，壁厚2.5米,它是一座砖塔，全塔除塔刹和基石外，均以砖砌筑，砖呈灰黄色，以粘土砌缝。该塔的外形和下层平面为十二边形，是现存塔的实物中的孤例。西安大雁塔：

建于公元652年，是一座楼阁式砖塔，塔高64余米，共有七层，塔身呈方形锥体。全塔采用磨砖对缝，砖墙上显示出棱柱，可以明显分出墙壁开间。

我国古代砌体结构苏州：寒山寺旁的石拱桥——下津桥

石桥巨大自重引起的拱内压应力会像预应力一样抵消弯矩引起的拉应力，使拱可以承受一定的弯矩。上海青浦县朱家角镇放生桥长70.8m，是国内最大的古石拱桥。运河上的石拱桥充分利用了石材抗压的特点，经济合理，造型美观。赵州桥河北省赵县，公元590～608，全长50.82m,跨度L=37.20m,矢高f=7.23m（f/L=1/5.12）,桥宽10m,是世界上最早的敞肩式拱桥,早于欧州同类桥约1000年。埃及金字塔（2000-3000BC)：石材、石灰、石膏胡夫金字塔，高146.59m,底部232m建方，用230多万块、每块重2.5T的岩石砌成，万里长城（200BC):条石、大砖、石灰砂浆希腊雅典帕台农神庙（400BC）：石材砖墙承重的混合结构多层学生宿舍砌块墙承重的混合结构实验楼砌体结构的概念

砌体结构一般是指采用砖或其他块体（如混凝土砌块）砌筑的承重墙和钢筋混凝土楼（屋）盖组成的结构体系，也称墙承重结构体系。幻灯片第二章砖混结构2.1砖混结构的优缺点和应用范围（1）所用材料便于就地取材，施工较简单，技术要求低，施工设备简单。；

（2）砖混结构房屋的刚度较大；

（3）有较好的经济性指标。2.1.1

砖混结构房屋的主要优点砖混结构1m²建筑面积所用工料对比相同层数的钢筋混凝土结构所用材料钢材8~10kg20~28kg水泥80~90kg100~140kg木材约0.023m3约0.026m3砖200~250块90~120块劳动力约3工日约4工时（1）由于砌体抗拉抗剪强度低，因此砌体结构的抗震性能差，一般不超过七层，一般适用于多层住宅、办公楼、学校、小型庭院等。不适用于高层建筑及需要大空间的建筑。

由于墙体承重，在其上开设门窗受到限制，建筑立面效果显得厚实。

（2）抗震性能差，在地震地区使用也受到一定限制。

（3）墙体砌筑工程繁重，施工进度慢。

（4）烧砖取土破坏农田。2.1.2

主要缺点墙体改革：（1）大型墙板和砌块结构

（2）框架轻板结构墙板某混合结构的多层教学楼①横墙承重方案楼层荷载通过板梁传至横墙，横墙作为主要承重构件，纵墙仅起围护、分隔、自承重及形成整体作用特点：具有横墙布置较密、横向刚度大、整体性好的特点，房间布置的灵活性差。荷载主要传递路线：

屋（楼）面荷载→横墙→基础→地基用途：多用在开间小、规律性强的房间。如：宿舍、普通办公室、旅馆等2.2.1砖混结构房屋的墙体布置横墙的设置主要是为了满足房屋刚度和整体性的要求。荷载传递路线是：

屋（楼）面荷载→纵墙→基础→地基。特点：纵墙承重方案具有平面布置灵活、房间空间可以较大的特点，但纵墙受力集中，房屋刚度较差。用途：多用于进深小、开间大的建筑里如教室、会议室等②纵墙承重方案横墙的设置作用是什么呢？③纵横墙承重方案特点：纵横墙承重方案具有平面布置灵活、房屋双向刚度较好的特点。其荷载的主要传递路线是：屋（楼）面→纵墙及横墙→相应基础→地基

④内框架承重方案

外围用外墙承重，内部用梁、柱承重的结构为内框架承重方案。特点:以柱代替内承重墙，在使用上可取得了较大的空间。

适用于：教学楼、医院、商店、旅馆等建筑物。其荷载的主要传递路线是：楼（屋）面荷载→外墙/框架柱→基础→地基承重方案的比较方案平面布置刚度材料适用范围纵墙承重室内空间较大使用布置灵活横向刚度较差楼、屋盖用材料多，墙使用材料少要求空间大的房屋如厂房、仓库等横墙承重横墙较密，布置受限制横向刚度好墙体用材料多，楼、屋盖用材料少横墙间距较密的房屋，如住宅、宿舍、旅馆、招待所混合承重布置比较灵活两个方向刚度均较好介于纵墙承重和横墙承重之间较大空间的房屋，如教室、实验楼、办公楼或塔式住宅等内框架承重布置灵活，易满足使用要求空间刚度较差与全框架相比节省钢材、水泥等多层厂房、仓库、商店等5．墙体要适当设置沉降缝2.2.2砖混结构房屋的墙体布置注意事项1．横墙间距的大小横墙间距大小是关系房屋构造方案的主要因素。横墙间距需满足刚性方案对横墙间距的限制，以保证房屋符合刚性构造方案的要求。根据规范规定限制值，多层房屋砖混结构可以达到刚性构造方案的要求。2．纵墙宜尽可能贯通纵墙宜尽可能贯道，有利于增强墙体抗裂能力，同时可以减少不均匀沉降。3．墙体要适当加壁柱或构造柱4．墙体要适当设伸缩缝这是纯砖混结构的示意。

带马牙槎的构造柱、墙体里的拉结筋、圈梁、过梁构造柱大家看到什么样的构造柱？一字形（带马牙槎），L型（带马牙槎），马牙槎的形状281、原因分析及典型裂缝由于温度变化引起热胀冷缩的变形称为温度变形。

混凝土的线膨胀系数为1.0e-5;

砖墙的线膨胀系数为0.5e-5;几种比较典型的裂缝:平屋顶下边外墙的水平裂缝和包角裂缝.内外纵墙和横墙的八字裂缝房屋错层处的局部垂直裂缝.温度变化引起的墙体开裂1.防止温差和墙体干缩引起的裂缝由于温差和墙体干缩等原因，可能引起房屋在正常使用条件下出现墙体竖向裂缝。为此，应在墙中设置伸缩缝。伸缩缝应设在因温度和收缩变形可能引起应力集中、砌体产生裂缝可能性最大的地方。2.防止或减轻房屋顶层墙体裂缝的措施屋面应设置保温、隔热层；保温层等应设置分隔缝。3.防止或减轻房屋底层墙体裂缝措施。2.2.3防止或减轻墙体开裂的主要措施由许多预制楼板直接铺放在砖墙或楼面大梁上形成的。常用的预制板形式：实心平板、空心板和槽形板。装配式楼盖结构平面布置方案：横墙承重方案、纵墙承重方案、纵横墙承重方案、内框架承重方案2．3砖混结构房屋的楼盖布置根据施工方法：装配式、现浇式2．3．1装配式楼盖的选型现浇整体式楼盖的结构形式：单向板肋梁楼盖、双向板肋梁楼盖2．3．2现浇楼盖的选型l2/l1≥3按单向板设计；

2＜l2/l1＜3宜按双向板设计；

l2/l1≤2应按双向板设计。单向板和双向板的受力特点：单向板是指：

仅仅在一个方向或主要在一个方向受弯的板；

双向板是指：

两个方向均受弯的板。单双向的设计判断:l2/l1≥3按单向板设计；

2＜l2/l1＜3宜按双向板设计；

l2/l1≤2应按双向板设计。梁板布置应符合经济跨度的原则，保证楼盖设计的经济合理。楼盖占房屋总造价30%～40%梁、板的经济跨度为：单向板：2～3m；双向板：3～5m；次梁：4～7m；主梁：5～8m。楼盖上的梁、板都属于受弯构件，梁板必须控制在经济跨度范围内才能得到合理的经济效果。梁、板的经济跨度2．3．3现浇楼盖的组成及传力途径肋梁楼盖由板、次梁和主梁组成单向板肋梁楼盖荷载传递途径为：板→次梁→主梁→柱（或墙体）→基础→地基双向板肋梁楼盖荷载传递途径为：板→梁→柱（或墙体）→基础→地基单向板肋梁楼盖的传力途径与梁板计算简图双向板肋梁楼盖的传力途径与梁板计算简图单向板楼盖荷载情况双向板支承梁的内力计算（1）、荷载情况

长边方向梁——梯形荷载

短边方向梁——三角形荷载（2）、内力计算 一般按连续梁 计算， 但当梁柱线刚 度比≤5时， 应按框架计算。现浇整体式楼盖中梁、板截面，应该根据满足刚度要求的高跨比条件确定。常用的截面尺寸参照下列数值确定：单跨简支板：单向板h≥l/30且大于60mm；双向板h≥l/40且大于80mm。多跨连续简支板：单向板h≥l/20mm；双向板h≥l/50。悬臂板：h≥l/12次梁截面：h=l(11～15)；b=h/(2～3)主梁截面：h=l/(8～12)；b=h/(2～3)悬臂梁：h≥l/6；b=h/(2～3)2．3．4现浇楼盖中梁、板尺寸确定2.4.1．圈梁在墙体内沿水平方向同一标高设置的封闭的钢筋混凝土梁或钢筋砖带称为圈梁。圈梁的作用：圈梁可以增强房屋的整体刚度，防止由于地基的不均匀沉降或较大振动荷载等对房屋引起的不利影响。圈梁的布置：在洞口处，圈梁尚可兼做过梁。圈梁的宽度宜同墙厚，宜连续地设置在同一平面，并形成封闭状。纵横墙交接处的圈梁应有可靠连接。2．4圈梁、过梁和挑梁施工现场2.4.2．过梁过梁设置于门窗洞口或其他洞口的顶部，以承受洞口顶面以上的砌体自重及一定范围内的上层梁、板荷载。过梁的荷载：墙体自重、梁板荷载各类过梁实例施工现场2.4.3．挑梁一端挑出另一端嵌固于墙体内的