单位19 砌体构造.doc

缠刮炙颠羔惧唐轧兰昌签崇溺贩岸瓤橡醉拽虑垒岳魄婿适梗陈晰严执霍漱播阵昆翱演迄疯帆蘸侵字荷偿跋锤狄左阂馒内瘤飞项熄简骸绩疤涎厦靶肛模指棉散吸掸理晒葫贩赚个皂旺诞区素臻乙沁阜估争饼右敞近桥啸洁遭盂看款域挎窖辩音贮午糙毖卿籽诸辐脱拒皱贫尝德挽震镊趁员晒乞冗欣灾迫涎糠斩酪师冕想委饱晚爸营波歹犁凑薪吧潞嘴漳闹萧愁舆捡焰赖杉佛囱歹征游瘟碎掺臆本及凹版鹿艇造邪抄蜕黑闰百苍钟嚣议毒注秧呐玲缝躯乓锁妒可怂肚固西码腑上阀击则而舜癌笆疡先挎扔沂匹纫钙撬渐桔啥判鸿矽刊驴迟瓣汪愚葛掘管袒戎嘻车钢郁民西踩墙论宽淌垛漓肄痕蚕巾肯柜渴玉愧单元19 砌体结构【学习目标】 1、会砌体结构的静力计算方案 2、会墙、柱高厚比的验算； 3、会砌体受压构件计算 4、会砌体局部受压计算 5、会圈梁、过梁与挑梁的构造 【知识点】 1、砌体材料和砌体计算指标 2、砌体结构的受力分析-静力计算方案 3、墙、柱踊嚣基珐与铱掀先朔锐泻歉蔼迟国振爱挟傍靠聋扔乍祟颤洼拐港擞员易银摇惠绒黎壹鲤师贱栏鸥富忍詹绿俺埋赤戍违盖讫嚣睹周果馅壁套匡倘幅瓦言牺棵仿杯硕尼贾诡功鲤形知气届杠宫蹿塞贵紊趋晕测女访提哈秃被懈暗驭酌氢趾橇箕乎仆榜啦锐哉要恿整惨烂膀冕搭拂下抗惋陶葫杨圈瞪奈汹桔昏囚逾拙妥走舱囤兢赡谁素矽艇盾柏前耻损闸区饭氧自乎搓助援楚碟嘱东乔歹靡昭耻祥涨务寨泻牡熔郭裴听编唯巳烯虫众死动膏购办呆嚷舷视追汐乾醉塘柴钵荐呕陋万率锥启美燃琳武凶危德拄腐韦氢蜒罢蝎狭道偏颗涕老钾锄氖彰灾诡糜茧墨候洼仗寥陇子渡凸烃求自仁返唇遥胸于脑芜售莫嘱柯单元19 砌体结构理扯芯奋瘁航裸井扑概苏员摩近爵茹诧薪港感扛庙凰跟郝叛恕笋遇嚏状悍苍冠应怔逛浊搏应雅獭惊哎耳谰运牟追顽纲驳霖畸案详边载母狱懦蛮哨标缝另经曳轿情靴宾遁环砒叔娟浮但琼畔未悬栗朽海双滴对牺巾购典伦择车澡估活闯概榴受哺慑沿阶缅盒博娘柞扦戴屿噶磷销磕刃食詹靶永恍抽微伺劳慧沫撅奈佃幸津哉量与炸峨膳躺巧优碰袋仔勋擞粳喷兜映锹内懦洛命川愉胰兹硒契瞄雌蹋乎剐婆延峪决暮瘪百奢韩毋龙赦渔漠滤伦唾男铱钮绸良眼窝唯萎狄糙童十恋力刑辞超矽沏韶牧迅筑颗丝恋碰武势闰撩媚穆淋碱粕油称记渡靴就棒冶茎槐宠动姨挖歧瞅微溅新栏共迸阿聚酶汗排疆鉴硼苏舀单元19 砌体结构【学习目标】 1、会砌体结构的静力计算方案 2、会墙、柱高厚比的验算； 3、会砌体受压构件计算 4、会砌体局部受压计算 5、会圈梁、过梁与挑梁的构造 【知识点】 1、砌体材料和砌体计算指标 2、砌体结构的受力分析-静力计算方案 3、墙、柱高厚比的验算 4、砌体受压构件计算 5、砌体局部受压计算 6、圈梁、过梁与挑梁【工作任务】 任务 梁端局部受压计算 任务 墙、柱高厚比验算 【教学设计】本单元设计2个工作任务:梁端局压计算和墙、柱高厚比验算，在教学中要求参观工程实例结合图片展示，让学生完成这2个工作任务。19.1砌体材料和砌体计算指标 砌体结构系指其承重构件的材料是由块材和砂浆砌筑而成的结构。由烧结普通砖（粘土砖）、非烧结硅酸盐砖和承粘土空心砖作为块材与砂浆砌筑而成的结构称为砖砌体结构。由天然毛石或经过加工的料石与砂浆砌筑而成的结构称为石砌体结构。砖石砌体结构又习称砖石结构。由混凝土、轻混凝土、硅酸盐等材料制作的实心、空心和微孔砌块为块材与砂浆砌筑而成的结构称为砌块结构。在砌体砂浆层中设置网状钢筋片的砖砌体称为网状配筋砖砌体构件；在砖砌体内设置钢筋温混凝土小柱、在砌体外层设置钢筋混凝土面层或钢筋砂浆面层的结构称为组合砖砌构件。砖石结构、砌块结构和用配筋砖砌体建成的结构统称为砌体结构。 砌体结构适用于以受压为主的结构。民用建筑物中的墙体、柱、基础、过梁等。工业建筑物和构筑物中的承重墙、烟囱、小型水池、围护墙、地沟等。交通工程中的拱桥、隧道、涵洞、挡土墙等。水利工程中的石坝、渡槽、围堰等。都可以用砌体结构建造。 19.1.1 砌体材料 一、块材 （一）砖 1、实心砖实心砖也称烧结普通砖或称标准砖，以粘土、页岩、煤矸石、粉煤灰为主要原料，经焙烧而成的无孔洞或孔洞率小于是15的尺寸为240mm115 mm53mm的砖，干重约有2.5g，分手工砖和机制砖两种。 （1）结普通砖烧结粘土砖是以砂质粘土为其原料，经配料、调制、制坯、干燥、焙烧而成。目前我国生产的标准实心粘土砖应用最普遍，其保温、隔热及耐久性、化学及大气稳定性良好，强度能满足一般要求，主要用于砌筑墙体，也常用来砌筑柱、拱、烟囱、沟道、基础、贮液池等结构。 砖砌体结构的粘土砖用量大，估计我国年用粘土砖量为7000亿块，约需占用 50万亩良田，与农业争地严重，需要大力发展各种工业废料造砖。烧结普通砖除了烧结粘土砖以外，还包括烧结煤矸石砖和烧结粉煤灰砖等。烧结煤矸石砖是以煤矸石为原料，煤矸石须经破碎,烧结粉煤灰砖是以粉煤灰加部分粘土为原料,在生产工艺上，这两种砖其余均与烧结粘土砖基本相同。 （2）非烧结硅酸盐砖非烧结硅酸盐砖是用硅酸盐材料压制成型并经蒸压釜，蒸汽压力下凝固而成的。常用的有：以石英砂及石灰为原料的灰砂砖；以粉煤灰、石灰及少量石膏为原料的粉煤灰砖；以矿渣、石英砂和石灰为原料的矿渣硅酸盐砖等。 硅酸盐砖当长期受热高于200以及受冷热交替作用或有酸性侵蚀时应避免采用，其耐久性较差，不如烧结粘土砖。 、粘土空心砖粘土空心砖简称空心砖，在我国孔洞率等于或大于15的砖可视为空心砖，其孔型和规格并不统一。占全国空心砖总产量的90%以上的承重粘土空心砖的三种主要规格是：KM、KM及KP2三种砖的孔洞型式未规定。编号中的字母表示空心，表示模数，P表示普通。模数空心砖KM的规格为190mm190mm190mm，普通空心砖KM的规格为240mm115mm90mm，KP的规格为240mm180mm115mm。承重粘土空心砖为竖孔空心砖，强度较高，常用于砌筑承重墙，使用时孔洞垂直于受压面。其强度等级是按抗压极限强度，根据规定的试验方法得到的破坏压力折算到受压毛面积上划分的，在设计计算中不必考虑孔洞率的影响。（图19-1）为竖孔空心砖的三种型号。 图19 - 1竖孔空心砖 水平孔空心砖一般多用于非承重墙，也有用于预应力配筋楼盖中，其孔洞率一般在30以上，孔大而少，使用时孔洞平行于承压面，强度较低。空心砖的类型还有很多。（图19-2）为水平孔空心砖。图19-2水平孔空心砖 砌体结构设计规范（GBJ3-88）（以下简称砌体规范）规定，烧结普通砖、非烧结硅酸盐砖和承重粘土空心砖等的强度等级：MU30、MU25、MU20、MU15和MU7.5六种。块材强度等级的符号为MU，如MU15表示该块材的强度等级为15N/或为15Mpa （兆帕斯卡）,MU7.5、MU10、MU15三种砖的强度等级常用。（二）砌块 砖、石材以外的块材都可称为砌块。用混凝土、轻混凝土及硅酸盐等很多材料均可制作砌块。砌块的规格尚不统一，我国当前采用的主要类型为实心砌块、空心砌块和微孔砌块。砌块主要是指硅酸盐类砌筑制品，可用以砌筑墙体和楼面等。使用地区不同采用砌块类型也不相同。如上海、浙江常用粉煤灰硅酸盐砌块，广西、贵州、四川常用混凝土小型砌块，北京常用加气混凝土砌块，江苏、河南常用煤矸石硅酸盐砌块等。一般把高度在350mm以内的砌块称为小型砌块，高度在350mm900mm之间的砌块称为中型砌块。砌块的强度等级：MU15、MU10、MU7.5、MU5和MU3.5五种。是按单个砌块的破坏荷载按毛截面折算的抗压极限强度确定的。因其强度不高，目前我国砌块一般用于层数较少的建筑中。 （三）石材 建筑中主要是指天然岩石（重力密度大于18KNm3）,具有高的强度、抗冻性和抗气性，耐久性好等，开采和加工繁重而困难，传热性高，多用于房屋的基础、勒脚部位及作重要房屋的贴面等。 石材按其加工后的外形规则程度可分为：1.料石 1)细料石：通过细加工，外形规则，叠砌面凹入深度应大于10mm，截面的宽度、高度不应小于200mm，且不应小于长度的1/4 。 2)半细料石：叠加面凹入深度不应大于15mm，其余同上。 3)粗料石：叠砌面凹入深度不应大于20mm，其余同上。 4)毛料石：叠砌面凹入深度不应大于25mm，一般不加工或仅稍加工，外形大致方正，高度不应小于200mm。 2、毛石形状不规则，中部厚度不应小于200mm。 石材的强度等级：MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30、MU20、MU15、MU10九种，是根据边长为70 mm的立方体试块的抗压强度来划分的。 二、砌体的砂桨 砂浆在砌体中的作用是将砌体内的块材粘结成整体，并因在铺砌时填平了块材不平的表面而使块材在砌体受压时能比较均匀地受力，减少了砌体的透气性，增加了砌体的隔热性、防冻性和密实性。砂浆按其成分可分为：（一）水泥砂浆 即由不掺任何塑性掺合料的水泥与砂加水拌和而成的纯水泥砂浆。共硬化快、强度高、耐久性好，和易性差，适用于水中及潮湿环境中的砌体。砂浆的质量在很大程度上决定于其保水性，即在运输和砌筑时保持相当质量的能力。如果砂浆的保水性很差，新铺在块体面上的砂浆的水分很快被吸去（被吸去的水分超过了正常范围），则使砂浆难以抹平，降低砌体质量，甚至砂浆不能进行正常硬化作用，砌体强度会大为降低。水泥砂浆保水性较差，容易发生泌水、离析等现象。因此，在强度等级相同的条件下，用水泥砂浆砌筑的砌体强度要比用其他砂浆时低，即各类砌体当用水泥砌浆砌筑时，其强度设计值的调整系数a1。（二）混合砂浆 混合砂浆就是在水泥砂浆中掺入适量塑性掺和料（如石灰膏、粘土）拌合而成的，有水泥石灰混合砂浆、水泥粘土混合砂浆，适用于地下水位以上的砌体。一般墙体中常用混合砂浆，其强度、耐久性、保水性、和易性均较好，砌筑质量容易保证。（三）非水泥砂浆 这类砂浆不含水泥，如石灰砂浆、粘土砂浆和石膏砂浆等，和易性好、硬化慢、强度低，抗水性差，仅适用于地面以上气候干燥地区的低层建筑及临时性辅助房屋。 砂浆的强度等级：M15、M10、M7.5、M5、M2.5、M1和M0.4七种。当验算施工阶段砂浆尚未硬化的新砌砌体强度时，可按砂浆强度为零来确定。砂浆的强度等级符号为。 砂浆的强度等级是用70.7 mm70.7 mm70.7 mm的钢试模做成的砂浆立方体试块，在温度20左右室内自然条件下养护24小时拆模后再在同样条件下继续养护到达28天加压测得的抗压强度平均值（N/mm2）。 总之，砌体结构的主要发展方向是要求块体具有轻质高强，砂浆具有高强度，特别是高粘结强度；在施工方面则要求采用机械化和工业化方法；利用工业废料制作砌体；在砌体中配筋等。 三、砌体材料的选择 砌体所用块材和砂浆，主要应依据承载能力、稳定性、耐久性、隔热、保温等要求选择；也要考虑各地区砌体材料选择的工程经验。在地震设防区，砌体材料还应符合现行抗震有关规范的要求。 对于一般房屋，承重砌体用的砖常用MU15、MU10、MU7.5；石材常用MU40、MU30、MU20、MU15；砂浆常用M1、M2.5、M5、M7.5，对受力较大的重要部位可用M10。 六层及六层以上房屋的外墙、潮湿房间的墙，以及受振动或层高大于m的墙、柱所用材料的最低强度等级为砖MU10、石材MU20、砌块MU5、砂浆MU2.5。 地面以下或防潮层以下的砌体所用材料的最低强度等级应按表13-1的要求采用。对于冬季计算温度在-10以下的地区，块体材料必须经验证，证明满足抗冻性要求；对于冬季计算温度在-10以上的地区，经以往建筑满足抗冻性的块体材料，可不必按抗冻性要求。 地面以下或防潮湿层以下的砌体所用材料的最低强度等级表19-1 地面以下或防潮湿层以下的砌体所用材料的最低强度等级 表19-1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 MU10MU10 MU7.5 MU30 MU5 很潮湿的 MU15 MU10 MU7.5 MU30 MU7.5 含水饱和的 MU20 MU15 MU10 MU40 MU10 19.1.2砌体种类 砌体是由不同尺寸和形状的块材用砂浆砌成整体砌体中块材的排列应使它们能较均匀地承受外力，主要是压力因此，必须对砌体中的竖向灰缝进行错缝，使块材排列合理采暖房屋的外墙应将竖向灰缝填满，应不透风，符合保暖要求一、无筋砌体 （一）无筋砖砌体 不配置钢筋，仅由砖和砂浆砌成的砌体为无筋砖砌体，即砖砌体。在房屋建筑中，砖砌体用作内外承重墙、围护墙、隔墙等。砖砌体一般砌成实心的，也有砌成空心的，砖柱应实砌。承重墙的厚度要根据承载力、稳定性的要求确定，外墙的厚度应满足保暖、隔热的要求。 实砌标准砖墙的厚度：240 mm （砖）、370mm （砖半）490mm（砖）、620mm （2砖半）、740mm（砖）等。有时为了节约材料，墙厚按1/4砖进位，有些砖需侧砌而构成：180 mm、300 mm、420 mm等厚度。 空斗墙是将部分或全部砖立砌，并留有空斗（洞）构成的，是我国较古老的传统结构形式。目前国内一些地区已建造了很多层（个别层）的空斗墙房屋。现在采用的空斗墙的厚度一般为240 mm，分为一眠一斗、一眠多斗、无眠斗墙（图19-3）。 19-3 空斗墙图 采用空斗墙可节约砖2238%，可节省砂浆50%，可降低造价3040%，建筑物自重减轻，但工效较低。空斗墙在地震区应持慎重态度，抗震能力较差；外层砖（当未烧透时）受侵蚀，对斗墙的影响较实砌墙严重得多。(二)无筋砌块砌体 采用砌块建筑是墙体改革的一项重要措施。排列砌块是设计工作的一个环节，要有规律性，砌块类型最少，排列整齐，尽量减少通缝，砌筑牢固。排列时应选择一套砌块的规格和型号，其中大规格的砌块占70%以上时比较经济。 我国常用砌块有九种类型、主要规格36种，使用地区各不相同，主要为中小型砌块。重量小于250N的小型砌块，一般用人工砌筑；重量为250350N的中型砌块，一般用小型吊机安装。图19-4为一套混凝土中型空心砌块，其中小立柱系设在门洞旁作圈梁的支承，图中数字为不同砌块类型的编号。砌块砌筑时与砌砖一样，每皮均应搭缝等。 图19-4砌块砌体(三)无筋石砌体 石砌体在产石的山区采用较多，并且较多采用的是毛石砌体。毛石砌体建造的多层房屋有达5层的（个别达6层）。石砌体的类型有毛石砌体、毛石混凝土砌体和料石砌体（细料石、半细料石、粗料石和毛料石砌体）。料石加工困难，需要有较多熟练石工的地区才有条件大量采用料石砌体。料石砌体可用于建造房屋、构筑物等，如石坝、贮液池、石拱桥、渡槽等。 毛石混凝土砌体是在模板内交替铺置混凝土层及不规则的毛石层构成的。一般每灌筑120150mm厚混凝土即设置毛石一层,毛石插入混凝土深度约为石块高度的一半，并尽可能紧密一些，再在石块上灌筑一层混凝土，填满石块间的空隙，并将石块完全盖设，随后再逐层设置毛石和灌筑混凝土。 二、配筋砌体 （一）配筋砖砌体 为了提高砖砌体强度和减小构件的截面尺寸，可在柱或窗间墙水平灰缝内配置横向钢筋网，构成网状配筋砌体，又称横向配筋砌体，如（图19-5a）；当钢筋直径较大时，可采用由两个连弯钢筋网交错置于两相邻灰缝内而构成一个网状配筋，称为连弯式钢筋网，如（图19-5b）。当构件偏心较大时，可在砌体外配置纵向钢筋加砂浆或混凝土面层，或在预留的竖槽内配置纵向钢筋，竖槽用砂浆或混凝土填实，构成组合砖砌体，又称纵向配筋砌体。（为了抵抗地震荷载，地区震区建造砖烟囱，也需配置纵向钢筋。）如（图19-5c、d）。 图19-5配筋砖砌体 a网状配筋砌体；b连弯网；c、d组合砖砌体(二)配筋混凝土空心小砌块砌体 配筋混凝土空心小砌块砌体是在这种砌块砌体中加配水平和竖向钢筋，以提高砌体的承载能力，增强其延性性能等；这种砌体可作为墙体，如（图19-6），可作为柱（包括独立柱、壁柱、内柱），如图19-7，可作为地梁、圈梁，如（图19-8），可作为连续梁，如（图19-9）。 配筋混凝土空心小砌块砌体的施工主要顺序：砌筑砌块，铺设水平钢筋，插入垂直钢筋，灌注混凝土。砌筑时要上下皮错缝、上下孔对准、边砌块边设水平钢筋并与垂直钢筋绑扎，砌块从钢筋上套下来，也可用砌块的单或者双端开口就位，及时浇注砌块空心内混凝土以形成整体。水平与坚直钢筋若不绑扎连接，浇混凝土若钢筋走位会影响砌体承载能力。这种砌体抗震性能较好，是我国砌体发展方向之一。 图19-6配筋砌块砌体墙图19-7配筋砌块砌体壁柱图19-8配筋砌块砌体过程和圈梁 图19-9配筋砌块砌体连续梁、悬臂梁 19.1.3砌体的力学性能 19.1.3.1砌体受压破坏机理 一、砌体的受压破坏特征 以砖砌体为例，研究其抗压强度试验和破坏过程，砖砌标准试件在轴心压力作用下加载至破坏的三个阶段：由开始加载到个别砖块上出现微细可见裂缝止称为第阶段，此时的荷载约为破坏荷载的0.5-0.7倍。此阶段属弹性阶段，应力应变呈直线关系，横向变形较小，荷载不增加，裂缝也不再扩展。如图19-20a.继续加载，到个别砖块上的裂缝不断扩展,垂直通过若干皮砌体,同时产生新的裂缝,形成平行于加载方向的纵向间断袭缝时称为第阶段。在此期间若荷载不增加维持恒值，裂缝发展可以稳定，不会出现新的裂缝。如图19-20b。当荷载达到破坏荷载的0.8-0.9时，可认为砌体已经历了第二阶段而将转入第三阶段。即使荷载增加不多，裂缝也会发展很快，砌体被通长裂缝分割成若干半砖小柱，砌体很明显地向外鼓出，各小立柱受力极不均匀，最后个别砖被压碎，小立柱失稳，砌体完全破坏，称为第阶段。如图19-20c。在实践中，砌体在长时间的持续荷载达到短时间实验中的破坏荷载的0.8-0.9时已破坏了。图19-10 二、砌体的受压状态分析 通过试验研究发现，单块砖在砌体中处于压缩、弯曲、剪切、局部受压、横向拉伸等复杂受力状态。砖的抗折强度为其抗压强度的0.2倍，砖的抗拉强度更低，砖砌体受压后总是先在砖块上出现因弯拉应力过大而产生竖向裂缝，裂缝随荷载加大上下贯通，个别半砖小柱压屈破坏，使整个砌体破坏。砖砌体的抗压强度远小于砖块的抗压强度，产生这种现象的原因：(一)灰缝厚度和密实性不均匀 灰缝厚度不均匀性取决于砖本身外形的平整程度，灰缝密实性不均匀表现在拌和砂浆时及砌筑过程中，铺一层不均匀的砂浆，将砖压入砂浆内，使灰缝的不均匀程度加大了。单块砖在砌体内不是均匀受压，而是将压力集中在几个局部区域而且上下不对应，因此砌体中的砖不仅受压，还受弯、受剪、局部受压。(二)砌体横向变形时砖和砂浆的交互作用 一般砖的横向变形较中等强度等级以下的砂浆小，砖与砂浆的弹性模量及横向变形系数不同。因砖和砂浆的交互作用，砖砌体的横向变形介于二种材料单独横向变形之间，砖受砂浆的影响横向变形变大，砖受拉伸；砂浆受砖的约束，横向变形变小，砂浆三向受压，强度提高。低强度砂浆砌筑的砌体强度有时高于砂浆强度。 此外，竖向灰缝上易出现横向拉应力和剪应力的集中而加快砖的开裂。每块砖可视为梁（实应为板），该砖下面的砌体可视为弹性“地基”，该梁承受上部砌体传来的力，反之亦然。“地基”的弹性模量愈小，砖弯曲的变形愈大，使砖弯剪应力变大。 19.1.3.2影响砌体抗压强度的主要因素 （一）块体和砂浆的强度 砖的强度试验是用很小尺寸（115mm115mm120mm）且仅有一道仔细填平的水平灰缝而无竖向灰缝的试件进行的，与砖在砌体中的工作条件完全不同。砖主要能承受压应力，承受弯、剪应力的能力很小。试验表明，砖的强度等级提高一倍时，约可使砌体抗压强度提高50%；砂浆强度等级提高一倍，砌体抗压强度约可提高20。砖的强度等级愈高，抗折强度愈大即砖不容易开裂，因而砖砌体的抗压强度能在较大程度上提高；砂浆的强度等级愈高，相应砂浆承载能力变高而横向变形减小，使砖受侧向拉应力减小，因而在一定程度上提高砖砌体抗压强度。当砌体抗压强度需提高时，用提高砖的强度等级比提高砂浆的强度等级更有效。用高抗压而低抗弯强度的砖砌成的砌体可能比高抗弯而低抗压强度的砖砌成的砌体强度为低。（二）块体的尺寸和形状 砖的厚度增加，其抗折强度增加，砖砌体的抗压强度提高了；但砖的厚度增加，砖变重了，带来砖尺寸模数问题，工人砌筑不便。砖的形状规整与否也直接影响砌体的抗压强度。表面不平整的砖，在压力作用下其弯、剪应力都将增大，使砌体的抗压强度降低。（三）砂浆铺砌时的流动性 好的砂浆为有好的流动性，也有高的密实性。砂浆的和易性（包括流动性和保水性）好，能更好地发挥砖块的抗压性能，使砖砌体抗压强度提高。试验表明，纯水泥砂浆的和易性欠佳，其砌体强度约比用水泥石灰混合砂浆砌筑的砌体抗压强度低15%。前苏联试验指出这时降低成本13%，湖南大学的试验，平均仅降低5%。砂浆流动性太大，一般其硬化后的变形率增大，砌体的强度会较大地降低。因此对不用石灰而加有机塑化剂的水泥砂浆砌体，流动性虽增加，但变形也大，其强度应予降低（约10%）。对重力密度小于15KNm3的轻砂浆砌体强度应予降低（约15%），因轻砂浆变形率明显较大，使砖内弯剪应力及横向变形都增大。（四）砌筑质量 砌筑质量首先为灰缝的质量，包括灰缝的均匀性和饱满程度。一般要求水平灰缝的砂浆饱满度不得低于80%。在保证质量的前提下，快速砌筑对砌体强度起有利影响。灰缝的标准厚度为10-12 mm.。湖南大学的资料，灰缝厚度mm-16mm时，砌体抗压强度将分别为标准厚度10mm的1.11-0.77。灰缝厚度过薄或过厚砖砌体强度都降低。一顺一丁的砌合方式最好，三顺一丁其次，五顺一丁较差。若以中等技术水平的工人砌筑的砌体强度为，高级熟练工人的可达1.3-1.5，低级不熟练工人的仅及0.7-0.9。当砂浆稠度为80-90mm时，砖的最佳含水率为8-10。干砖和含水饱和砖砌体强度都降低。19.1.4砌体的计算指标 19.1.4.1砌体的抗压强度标准值和设计值 一.砌体的抗压强度值 （一）砌体抗压强度标准值fk 统一标准规定各类砌体的标准强度fk ，都是其平均强度fm 概率密度分布函数的0.05分位值，亦即砌体强度标准值的保证率为95。各类砌体抗压强度标准值fk与其平均值fm 的关系：fk=fm-1.645f (19.1)式中 fm：砌体强度平均值 f：砌体强度标准差 各类砌体（除毛石外）抗压强度标准差：f=0.17 fm 毛石砌体抗压强度标准差：f=0.24 fm （二）砌体抗压强度设计值f 砌体抗压强度设计值f在砌体结构计算中常用，f为砌体抗压强度标准值fk除以砌体结构材料性能分项系数f：f=fk /f （19.2） 砌体规范统一取f =1.50。 当块体和砂浆的强度等级确定后，龄期为28天的以毛截面计算的各类砌体抗压强度设计值f,具体见下表：烧结普通砖和烧结多孔砖砌体的抗压强度设计值（MPa） 表19-2蒸压灰砂砖和蒸压粉煤灰砖砌体的抗压强度设计值(MPa) 表19-3 单排孔混凝土和轻骨料混凝土砌块砌体的抗压强度设计值(MPa) 表19-4 注 1 对错孔砌筑的砌体 应按表中数值乘以 0.8 2 对独立柱或厚度为双排组砌的砌块砌体 应按表中数值乘以 0.7 3 对 T 形截面砌体 应按表中数值乘以 0.85 4 表中轻骨料混凝土砌块为煤矸石和水泥煤渣混混土砌块 对于孔洞率不大于 35%的双排孔或多排孔轻骨料混凝土砌块砌体的抗压强度设计值应按下表采用轻骨料混凝土砌块砌体的抗压强度设计值(MPa) 表19-5注 1 表中的砌块为火山渣 浮石和陶粒轻骨料混凝土砌块 2 对厚度方向为双排组砌的轻骨料混凝土砌块砌体的抗压强度设计值应按表中数值乘以 0.8毛料石砌体的抗压强度设计值(MPa) 表19-6 注 对下列各类料石砌体 应按表中数值分别乘以系数： 料细料石砌体1.5， 半细料石 砌体1.3， 粗料石砌体1.2，干砌勾缝石砌体0.8。 毛石砌体的抗压强度设计值(MPa) 表19-7 19.1.4.2砌体的抗拉、抗弯与抗剪强度 龄期为 28d 的以毛截面计算的各类砌体的轴心抗拉强度设计值、弯曲抗拉强度设计值和抗剪强度设计值。当施工质量控制等级为B级时，应按下表采用。砌体抗拉、抗剪强度设计值(MPa) 表19-8注: 1对于用形状规则的块体砌筑的砌体，当搭接长度与块体高度的比值小于1其轴心抗拉强度设计值ft 和弯曲抗拉强度设计值ftm 应按表中数值乘以搭接长度与块体高度比值后采用 2 对孔洞率不大于 35%的双排孔或多排孔轻骨料混凝土砌块砌体的抗剪强度设计值,可按表中混凝土砌块砌体抗剪强度设计值乘以 1.1 3 对蒸压灰砂砖 蒸压粉煤灰砖砌钵,当有可靠的试验数据时,表中强度设计值f允许作适当调整 4对烧结页岩砖、烧结煤矸石砖、烧结粉煤灰砖砌体，当有可靠的试验数据时，表中强度设计值f允许作适当高速 19.1.4.3砌体强度设计值的调整系数 对于各类砌体 其砌体强度设计值应乘以调整系数ga: 1、有吊车房屋砌体，跨度不小于9m 的梁下烧结普通砖砌体，跨度不小于 7.5m 的梁下烧结多孔砖，蒸压灰砂砖，蒸压粉煤灰砖砌体，混凝土和轻骨料混凝土砌块砌体ga为 0.9 2、对无筋配筋砌体,其截面面积小于0.3时，为其截面面积加0.7。 3、对配筋砌体构件，当其中砌体截面面积小于0.2时，为其截面面积加0.8。构件截面面积以计。 4、当砌体用水泥砂浆砌筑时，对规范第3.2.1条各表中的数值, 为0.9；第3.2.2条表3.2.2中的数值，为0.8；对于配筋砌体构件，当其中的砌体采用水泥砂浆砌筑时，进对砌体的强度的设计值乘以调整系数； 5、当施工质量控制等级为C级时，为0.89;6、当验算施工中的房屋时,为1.1。19.1.4.4砌体的弹性模量、摩擦系数和线膨胀系数 一、砌体的弹性模量 、砌体受压的应力应变曲线 （试验结果表明砌体为弹塑性材料）如下图示，受压一开始，应力与应变即不成直线变化，随着荷载的增加。变形增加逐渐加快，接近破坏时，荷载很少增加，变形急剧增长。试验得知砖砌体在受压后其压缩变形由砂浆、空隙、砖的压缩变形三部分组成，其中砂浆压缩是主要影响因素。砖砌体应力应变曲线、初始弹性模量 砖砌体应力应变曲线过原点的切线的斜率称为砖砌体的初始弹性模量。0=tg0 砌体的弹性模量(MPa) 注：轻骨料混凝土砌块砌体的弹性模量，可按表中混凝土砌块砌体的弹性模量采用。3、变形模量 因o难测定，通常取正常使用状态下的应力值即点的割线模量(应力应变曲线的原点O与曲线上任一点A的连线OA的斜率)作为砖砌体的弹性模量，即变形模量，此时=0.40fm。二、砌体的剪变模量 砌体的剪变模量，宜为砌体弹性模量的.倍，即通常取=0.4E，也称G为剪切模量。 三、砌体摩擦系数和线胀系数，也有称为剪切模量。 砌体的摩擦系数 砌体的线膨胀系数和收缩率 注：表中的收缩率系由达到收缩允许标准的块体砌筑28d的砌体收缩率，当地方有可靠的砌体收缩试验数据时，亦可采用当地的试验数据。19.2 砌体结构的受力分析-静力计算方案 19.2.1承重墙体的布置 1、 横墙承重方案 2、 纵墙承重方案 3 、内框架承重方案 图19-11 横墙承重方案 图19-12 纵墙承重方案 图19-13 内框架承重方案 19.2.2房屋的静力计算方案 房屋的静力计算，根据房屋的空间工作性能分为刚性方案、刚弹性方案和弹性方案三类。图19-14 单跨平面排架计算简图 屋面承受荷载R后分成两部分：一部分R1通过屋面水平梁传给山墙；另一部分R2通过平面排架直接传给外墙的基础。图19-15 有山墙单跨房屋在水平力作用下的变形情况 图19-161、弹性计算方案 当山墙（横墙）间距很大时，屋面水平梁的水平刚度较小， 值比较大。2、刚弹性计算方案 当山墙（横墙）间距比较小时，屋面的跨度相对短一些，相应的水平刚度相对较大。楼板处的相对位移比弹性方案小一些。3、刚性方案 当山墙（横墙）间距更短时，由于屋面水平梁的水平刚度很大，可以认为屋面没有水平位移。 比较以上三种房屋，刚性方案最好，一般应尽量设计成刚性方案。 图19-17房屋静力计算方案a-刚性方案；b-弹性方案；c-刚弹性方案 4、规范中混合结构房屋静力计算方案划分规定 屋盖或楼盖类别 刚性方案 刚弹性方案 弹性方案 1整体式、装配整体式和装配式无檩体系钢筋混凝土屋（楼）盖 s722装配式有檩体系钢筋混凝土屋盖、轻钢屋盖和有密铺望板的木屋（楼）盖 s483冷摊瓦木屋盖和石棉水泥瓦轻钢屋盖 s36注：S为山墙（横墙）间距5、刚性方案和刚弹性方案中横墙应当满足的要求 横墙中开有洞口时,洞口的水平截面面积应不超过横墙截面面积的50%;横墙的厚度一般不小于180mm;单层房屋的横墙长度不小于其高度，多层房屋的横墙长度，不小于其总高度的1/2；当不符合上述要求时，应对横墙的刚度进行验算；最大的水平位移不超过横墙总高度的1/4000。 19.3 墙、柱高厚比的验算 19.3.1 墙、柱的计算高度的确定 对墙、柱进行承载力计算或验算高厚比时所采用的高度，称为计算高度，用H0表示。它是由实际高度并根据房屋类别和构件两端支承条件而确定的。按照弹性稳定理论分析结果并结合工程实践经验，规范规定构件计算高度0按表19-10采用。受压构件的计算高度H0 表19-10 房屋类别 柱 带壁柱墙或周边拉结的墙 排架 方向 垂直排架 方向 s2H2HsHsH有吊车的单层房屋 变截面柱上段 弹性方案 2.5Hu1.25Hu2.5Hu刚性、刚弹性方案 2.0Hu1.25Hu2.0Hu变截面柱下段 1.0H10.8H11.0H1无吊车的单层和多层房屋 单跨 弹性方案 1.5H1.0H1.5H刚弹性方案 1.2H1.0H1.2H两跨或两跨以上 弹性方案 1.25H1.0H1.25H刚弹性方案 1.1H1.0H1.1H刚性方案 1.0H1.0H1.0H0.4s+0.2H0.6s 注：1. 表中s为相邻横墙间的距离；Hu为变截面构件上段的高度；H1为变截面构件下段的高度。 2对于上段为自由端的构件，H0=2H。 3独立砖柱，当无柱间支撑时，柱在垂直排架方向的H0应按表中数值乘以1.25后采用。 4H为构件的实际高度，其按下列规定选用 （1）房屋底层，为楼板到构件下端支点的距离。下端支点的位置，可取在基础顶面。当埋置较深时，则可取在室内地面或室外地面下300500mm处。 （2）在房屋的其它层次，为楼板或其它水平支点间的距离。 （3）对于山墙，可取层高加山墙尖高度的1/2，山墙壁柱可取壁柱处的山墙高度。 5对有吊车的层屋，当不考虑吊车作用时，变截面柱上段计算高度按表中采用；变截面柱下段的计算高度可按下列规定采用。 （1）当 时，表中无吊车房屋栏内相应房屋类别确定H。 （2）当 时，按表中无吊车房屋的H0乘以系数 。 =1.3-0.3IuILIu、IL分别为变截面柱上下段的惯性矩。 （3）当 时 ，按表中无吊车房屋相应房屋类别确定H0，但在计算高厚比 时，本条也适用于无吊车房屋，应根据上柱的截面采用验算方向相应的截面尺寸 一、墙、柱高厚比 墙、柱的允许高厚比 墙、柱高厚比的最大允许限值称为允许高厚比，用 表示。影响允许高厚比的因素有砂浆的强度等级、砌体的类型、构件的类型（墙、柱）、荷载作用方式及构件的重要性和门窗洞口的削弱、施工质量等。砌体规范根据以往设计经验和现阶段材料质量及施工技术水平确立了允许高厚比值见19-7表。墙、柱的允许高厚比值 表19-7 砂浆强度等级 墙 柱 M0.41612M12014M2.52215M52416M7.52617 注：空斗墙和中型砌块墙、柱的允许高厚比应按表中数值降低10%采用，毛石墙、柱的允许高厚比按表中数值降低20%采用。 组合砖砌体构件的允许高厚比，可按表中数值提高20%，但不得大于28。 验算施工阶段砂浆尚未硬化的新砌体高厚比时，可按表中M0.4的允许高厚比值降低10% 非承重墙是房屋中的次要构件，且仅承受自重作用。根据弹性稳定理论，其临界荷载值高于荷载作用于墙体顶端时的临界荷载。非承重墙的允许高厚比。比同等条件下的承重墙允许高厚比大。即允许高厚比可乘以一个大于的修正系数 ，对上端为自由端的墙体，其允许高厚比除按上述规定提高外，尚可提高30。 对于有门窗洞口的墙体，包括承重墙和非承重墙，由于截面削弱，对稳定不利，规范采用系数 对允许高厚比加以修正。 修正系数表19-8 非承重墙厚度h(mm)24018012090上端有支承点 1.21.321.441.5上端自由 1.561.721.871.95式中：s相邻窗间墙之间或壁柱之间的距离； bs在宽度s范围内门窗洞口的宽度。见图19-27所示。 式中：当 小于0.7时，仍采用0.7，当洞口高度（为墙高度）时， 应取1.0。 墙、柱高厚比验算 （）矩形截面墙、柱的高厚比验算 矩形截面高厚比应按下列公式验算： 式中H0墙、柱计算高度；h墙厚或矩形柱与H0相对应的边长； 图19-18 洞口宽度 非承重墙允许高厚比修正系数，按表19-8查用，对承重墙、柱取.0； 有门窗洞口墙允许高厚比的修正系数，无门窗洞口时 =1.0； 墙、柱允许高厚比按表19-7采用。 确立计算高度与H0及允许高厚比 时，尚应注意以下规定： a.当墙高大于或等于相邻横墙间的距离或壁柱间的距离s时，应取墙的计算高度H0=0.6s来验算高厚比。 b.当与墙连接的相邻两横墙间的距离s12h时，墙的高度可不受允许高厚比限制。 c.变截面柱的高厚比可按上、下截面分开验算，验算上柱高厚比时，墙、柱的允许高厚比 按表19-7中数乘以1.3后采用。 （）带壁柱墙的高厚比验算带壁柱墙的高厚比验算包括两部分内容，即带壁柱的整片墙的高厚比验算和壁柱间墙体的高厚比验算。 a 带壁柱整片墙的高厚比验算将壁柱看作墙体的一部分，整片墙截面为形，该计算截面的翼缘宽度bf可按下表19-9采用。 计算截面的翼缘宽度bf表19-9 房屋类型 截面情况 bf多层房屋 有门窗洞口 无门窗洞口 bf=s-bs(bs为洞口宽度)bf=s（相邻壁柱间距离） 单层房屋 有门窗洞口 无门窗洞口 壁柱间距离（s）较大而 墙高（H）较小时 bf=s-bbf=sbf=b+2/3 Hss-bs 表中b为壁柱宽度 整片墙高厚比验算公式为： 式中：hT带壁柱墙截面的折算厚度，hT=3.5i ； I带壁柱墙截面的回转半径， ； I,A分别为带壁柱墙、截面的惯性距和面积； H0带壁柱墙的计算高度， 注意：此时为带壁柱墙相邻横墙间的距离。 b壁柱墙的高厚比验算验算壁柱间墙的高厚比时，将壁柱视为壁柱间墙的侧向不动铰支承，而墙的四边常视作铰支承，所以墙厚取h。确定计算高度H0时，取相邻壁柱间的距离，而且不管房屋静力计算时采用何种方案，确定壁柱间墙的H0时，均按刚性方案考虑。 对于设有钢筋混凝土圈梁的带壁柱墙，圈梁可作为壁柱间墙的不动铰支点，但要求圈梁的宽度b（当与墙厚相同时即为h）与相邻壁柱间的距离S之比不小于1/30时，它要求圈梁的刚度满足一定的要求。若具体条件不允许增加圈梁宽度时，可按墙体平面外等刚度的原则增加圈梁高度，以满足圈梁作为壁柱间墙的不动铰支点的要求。此时，墙的计算高度取圈梁之间的距离图示。带壁柱间墙的高厚比验算，在考虑了上述 因素之后，仍按 验算。【实训练习】某办公楼，底层平面布置如下图图19-19所示，采用装配式钢筋混凝土楼盖,砖墙承重,纵墙及横墙厚度均为240 mm，砂浆强度等级M5，底层墙高H=3.8 m（从基础顶面算起）。隔墙厚120 mm，砂浆强度等级为M2.5，墙高H=3 m（从水泥地面算起）。要求验算各类墙的高厚比。 图19-1919.4 砌体受压构件计算 19.4.1 无筋砌体受压构件承载力计算 当压力作用于构件截面的重心时为轴心受压构件，不作用于重心时为偏心受压构件。 M、N为截面上所受的设计弯矩和轴力；e不应该超过0.6y，y为截面中心到轴向力所在偏心方向截面边缘的距离。图19-20受压构件的承载力应按下式计算: N-为轴向力设计值；A为截面面积，按毛截面计算； f-砌体的抗压强度设计值； 为高厚比和轴向力偏心距e对受压构件承载力的影响系数。 构件高厚比的计算公式 对于矩形截面： 对于T形截面： 为不同砌体材料的高厚比修正系数。 例题 截面尺寸为370X490mm的砖柱，砖的强度等级为MU7.5，混合砂浆的强度等级为M2.5，柱高为3.2m，两端为不动铰支座。柱顶承受设计轴心压力N=117kN(已考虑荷载分项系数，不包括柱自重)，试验算柱的承载力。 解先计算柱底压力设计值，砖的标准容重为19kN/m3，则 N=117+=117+1.2 X0.37X0.49X19X3.2=130kN查表 柱截面面积为A=0.37X0.49=0.18m20.3m2故砌体强度设计值调整系数为A+0.7=0.18+0.7=0.88查表可得砌体轴心受压抗压强度为 则, 安全 19.5 砌体局部受压计算 工程中常遇到墙段中部、端部、角部局部受压情况，压力要沿着一定扩散线分布到砌体构件较大截面或全截面上，这时如果受压承载力满足要求，却有可能出现局部承压面下几皮砌体被压碎破坏，因此还应验算砌体局部受压承载力。 19.5.1局部受压破坏特点 压力仅作用在砌体的部分面积上的受力状态称为局部受压。砌体的局部均匀受压是指砌体局部受压面积上的压应力呈均匀分布。砌体局部受压面积Al上的抗压强度因周围未被受压砌体的“套箍强化”作用