第九章砌体结构

1、砌体结构砌体结构第九章 砌体结构了解砌体材料的分类及力学性能；熟悉轴心受压砌体的破坏过程、特征及影响砌体抗压强度的主要因素；掌握无筋砌体受压构件的承载力和砌体局部受压承载力计算方法；了解房屋结构整体空间工作的概念，理解混合结构房屋三种静力计算方案; 掌握墙、柱高厚比验算方法；熟悉过梁、墙梁、雨篷、挑梁的受力特点和构造要求。第九章第九章砌体材料及其力学性能砌体砌体 是把是把块体块体和和砂浆砂浆通过砌筑而通过砌筑而成的结构材料。成的结构材料。砌体结构砌体结构 系指将由块体和砂浆砌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筑而成的墙、柱作为建筑物主要受力构件的结构体系。构件的结构体系。第九

2、章第九章砌体的材料及种类砌体的材料及种类（1 1）烧结砖）烧结砖烧结普通砖烧结普通砖 原料：粘土、煤矸石、页岩或粉煤灰原料：粘土、煤矸石、页岩或粉煤灰标准砖尺寸：标准砖尺寸：24024011511553 mm53 mm强度等级强度等级( (：MU30MU30、MU25MU25、MU20MU20、MU15MU15、 MU10MU10适用范围：适用范围： 房屋上部及地下基础等部位房屋上部及地下基础等部位烧结多孔砖烧结多孔砖 原料：同烧结砖，但孔洞率不小于原料：同烧结砖，但孔洞率不小于25%25%尺寸：承重多孔砖目前主要采用尺寸：承重多孔砖目前主要采用P P型砖（型砖（240240115115909

3、0） 和和M M型砖（型砖（1901901901909090）多孔砖优点：可节约粘土、减少砂浆用量、提高工效、多孔砖优点：可节约粘土、减少砂浆用量、提高工效、节省墙体造价；可减轻块体自重、增强墙体抗震性能节省墙体造价；可减轻块体自重、增强墙体抗震性能适用范围：适用范围： 房屋上部结构（不宜用于冻胀地区地下部房屋上部结构（不宜用于冻胀地区地下部位）位）第九章第九章4.4.石材石材 分类：（按容重）重质岩石分类：（按容重）重质岩石 、轻质岩石、轻质岩石（按其加工后的外形规则程度）可分为料石和毛石（按其加工后的外形规则程度）可分为料石和毛石强度等级：强度等级： MU100、MU80、MU60、MU5

4、0 MU20七级七级2.2.非烧结硅酸盐砖（包括蒸压灰砂砖和蒸压粉煤灰砖非烧结硅酸盐砖（包括蒸压灰砂砖和蒸压粉煤灰砖 ）原料：石灰和砂原料：石灰和砂尺寸：同烧结普通砖尺寸：同烧结普通砖适用范围：适用范围：不得用于长期受热不得用于长期受热200200以上、受急冷急热和有酸性介质以上、受急冷急热和有酸性介质侵蚀的建筑部位，侵蚀的建筑部位，MU15MU15和和MU15MU15以上的蒸压灰砂砖可用于基以上的蒸压灰砂砖可用于基础及其他建筑部位，蒸压粉煤灰砖用于基础或用于受冻融础及其他建筑部位，蒸压粉煤灰砖用于基础或用于受冻融和干湿交替作用的建筑部位必须使用一等砖和干湿交替作用的建筑部位必须使用一等砖强度

5、等级：强度等级： MU25、MU20、MU15、MU103.3.砌块砌块原料：普通混凝土或轻骨料混凝土原料：普通混凝土或轻骨料混凝土主规格尺寸：主规格尺寸：390390190190190mm190mm空心率：空心率：20%20%50%50%强度等级强度等级(： MU20、MU15、MU10、MU7.5、 MU5第九章第九章砂砂 浆浆1. 1. 砂浆作用砂浆作用(1)(1)将单个的块体粘结成整体、促使构件应力分布均匀；将单个的块体粘结成整体、促使构件应力分布均匀；(2)(2)填实块体之间的缝隙，提高砌体的保温和防水性能，填实块体之间的缝隙，提高砌体的保温和防水性能，增强墙体增强墙体抗冻性能抗冻性

6、能2. 2. 砂浆分类砂浆分类(1)(1)水泥砂浆水泥砂浆 ；(2)(2)混合砂浆；混合砂浆； (3)(3)非水泥砂浆（石灰、粘非水泥砂浆（石灰、粘土砂浆）土砂浆）3. 3. 强度等级强度等级按标准试验方法，采用（按标准试验方法，采用（70.7mm70.7mm70.7mm70.7mm70.7mm70.7mm）砂浆立方体一组试块砂浆立方体一组试块( (每组试块为每组试块为6 6块块) )养护养护2828天后加压天后加压测得的抗压强度平均值。测得的抗压强度平均值，测得的抗压强度平均值。测得的抗压强度平均值，分为：分为：M15M15、M10M10、M7.5M7.5、M5M5、M2.5M2.5五级。五

7、级。施工阶段新砌筑的砌体强度可按砂浆强度为零确定其砌施工阶段新砌筑的砌体强度可按砂浆强度为零确定其砌体强度体强度 第九章第九章 2.1 块体材料和砂浆砂浆的分类：（按成分分类）砂浆的分类：（按成分分类）无塑性掺合料的（纯）水泥砂浆无塑性掺合料的（纯）水泥砂浆：由水泥与砂加水拌合而成，：由水泥与砂加水拌合而成，不加掺合料。具有硬化快、强度高、耐久性好，但和易性差不加掺合料。具有硬化快、强度高、耐久性好，但和易性差的特点，适用于水中及潮湿环境中的砌体。的特点，适用于水中及潮湿环境中的砌体。 有塑性掺合料（石灰浆或粘土浆）的混合砂浆有塑性掺合料（石灰浆或粘土浆）的混合砂浆：和易性好，便：和易性好，便

8、于施工，容易保证质量。于施工，容易保证质量。 不含水泥的砂浆不含水泥的砂浆：如石灰砂浆、石膏砂浆、粘土砂浆等。：如石灰砂浆、石膏砂浆、粘土砂浆等。和易性好，但硬化慢、强度低、抗水性差，仅适用于地面以上和易性好，但硬化慢、强度低、抗水性差，仅适用于地面以上一般建筑物的砌体。粘土砂浆仅适用于气候干燥地区的低层一般建筑物的砌体。粘土砂浆仅适用于气候干燥地区的低层建筑。建筑。 第九章第九章砌体材料的选择砌体材料的选择 原则：因地置宜，就地取材，充分利用工业废料，并原则：因地置宜，就地取材，充分利用工业废料，并考虑建筑物耐久性要求、工作环境、受荷性质与大小、考虑建筑物耐久性要求、工作环境、受荷性质与大小

9、、施工技术水平等。施工技术水平等。 对于五层及五层以上房屋的墙，以及受振动或层高大对于五层及五层以上房屋的墙，以及受振动或层高大于于6m的墙、柱所用材料的最低强度等级：砖为的墙、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。 地面以下或防潮层以下的砌体，潮湿的房间的墙，按地面以下或防潮层以下的砌体，潮湿的房间的墙，按规范选择材料。规范选择材料。第九章第九章砌体的材料及其强度等级砌体的材料及其强度等级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湿的MU10MU10MU7.5MU30M5很湿的MU15MU10MU7

10、.5MU30M7.5含水饱和的MU20MU15MU10MU40M10表表1 地面以下或防潮层以下的砌体、潮湿房间墙体所用材料的最低地面以下或防潮层以下的砌体、潮湿房间墙体所用材料的最低强度等级强度等级 注：在冻胀地区，地面以下或防潮层以下的砌体，当采用多孔砖时，其孔注：在冻胀地区，地面以下或防潮层以下的砌体，当采用多孔砖时，其孔洞应用水泥砂浆灌实；当采用混凝土砌块时，其孔洞应采用强度等级不低于洞应用水泥砂浆灌实；当采用混凝土砌块时，其孔洞应采用强度等级不低于Cb20的混凝土灌实。的混凝土灌实。第九章第九章无筋砌体无筋砌体1. 砖砌体砖砌体砌筑方法：一顺一丁、梅花丁和三顺一丁砌筑方法：一顺一丁、

11、梅花丁和三顺一丁施工严禁：包心柱和不同强度等级砖块混用施工严禁：包心柱和不同强度等级砖块混用 墙体尺寸：墙体尺寸：240mm（一砖）、（一砖）、370mm（一砖半）、（一砖半）、490mm（二（二砖）砖）620mm（二砖半）（二砖半）2. 砌块砌体砌块砌体砌筑应选用配套砌块先排块后施工，施工时砌块底面向上反向砌筑。砌筑应选用配套砌块先排块后施工，施工时砌块底面向上反向砌筑。墙体尺寸：墙体尺寸：190、200、240、290 mm砌块砌体为建筑工厂化、机械化、加快建设速度、减轻结构自重开辟砌块砌体为建筑工厂化、机械化、加快建设速度、减轻结构自重开辟新的途径。我国目前使用最多的是混凝土小型空心砌块

12、砌体。新的途径。我国目前使用最多的是混凝土小型空心砌块砌体。3. 石砌体石砌体 因地制宜，在产石地区适用。因地制宜，在产石地区适用。石砌体的类型有料石砌体、毛石砌体和毛石混凝土砌体。石砌体的类型有料石砌体、毛石砌体和毛石混凝土砌体。2 砌体的种类砌体的种类第九章第九章第九章第九章配筋砌体配筋砌体 1. 1. 配筋砖砌体配筋砖砌体水平网状配筋砌体水平网状配筋砌体混凝土或钢筋砂浆面混凝土或钢筋砂浆面层组合砖砌体层组合砖砌体砖砌体和钢筋混凝土构造柱砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙组合墙在水平灰缝中配置在水平灰缝中配置钢筋网片钢筋网片偏心距超限的砖砌体偏心距超限的砖砌体外侧配置纵向钢筋外侧配置纵向钢筋在

13、房屋墙体中设置间距不大在房屋墙体中设置间距不大于于4m的构造柱的构造柱提高轴心抗压承载提高轴心抗压承载力力提高偏心抗压承载力提高偏心抗压承载力提高砖墙的承载力提高砖墙的承载力第九章第九章2.2.配筋砌块砌体配筋砌块砌体第九章第九章马牙槎留槎宽一般为60mm，高度不宜大于300mm，从底开始，先退后进组砌方法！目的是在浇筑构造柱时使墙体与构造柱结合的更牢固，更利于抗震第九章第九章第九章第九章第九章第九章第九章第九章第九章第九章轴心受压柱破坏分为三阶段轴心受压柱破坏分为三阶段第九章第九章 第阶段：从加载开始到个别砖块上出现初始裂缝为止，此时的荷载约为破坏时荷载的50%70%；裂缝为单砖裂缝，如果荷

14、载不再增加，裂缝也不会继续发展。 第阶段：继续加载，原有裂缝不断开展，单砖裂缝沿竖向通过若干皮砖，在砌体内贯通形成平行于加载方向的纵向间断裂缝时，为第阶段；此时的荷载约为破坏时荷载的80%90%时；不继续加载，裂缝也会缓慢发展，砌体临近破坏，应视为危险状态。 第阶段：继续加载，这时即使荷载增加很小，砌体中裂缝也会迅速发展，加长加宽，形成通缝，砌体被分割为若干个半砖小立柱，最终砖砌体会因小立柱的失稳而破坏。砌体结构构件的承载力计算 砌体的抗压强度远大于它的抗拉、抗弯和抗剪强度，因此在实际工程中，砌体主要用于承受竖向荷载的受压构件。如混合结构房屋中的承重墙体，单层工业厂房中的承重砖柱等。第九章第九

15、章无筋砌体受压构件1、短柱第九章第九章轴心受压短柱的承载力式中：A砌体短柱的截面面积； f砌体的抗压强度设计值。第九章第九章fAN fAN 影响系数对受压构件承载能力的和偏心距高厚比砌体抗压强度设计值；砌体的毛截面面积；力；荷载设计值产生的轴向efAN为弯矩和轴力设计值。，其中式中：（），不考虑偏心，则对于短构件（NMNMeie 2)/113 第九章第九章当为矩形截面时，当为T型截面时，可通过下述关系换算成矩形截面： ，即用截面折算厚度hT代替矩形截面的h。第九章第九章21211）（对于矩形截面，he21211）（形截面，对于TheT 2、长柱（1）轴心受压长柱的承载力 细长构件由于附加附加距

16、地影响会使承载力明显降低，故轴心受压长柱的承载力是：式中：0稳定系数，根据试验结果可用下式计算：式中：构件的高厚比，对矩形截面=H0/h，对于T形截面=H0/hT。第九章第九章fANo2011 。时，砂浆强度，：与砂浆强度有关的系数009. 00;002. 05 . 2;0015. 052 fMMMM。）灌灌孔孔混混凝凝土土砌砌块块砌砌体体（；）粗粗料料石石和和毛毛石石砌砌体体（；料料石石煤煤灰灰砖砖、细细料料石石、半半细细）蒸蒸压压灰灰砂砂砖砖、蒸蒸压压粉粉（；土土砌砌块块砌砌体体）混混凝凝土土及及轻轻骨骨料料混混凝凝（；孔孔砖砖砌砌体体）烧烧结结普普通通砖砖、烧烧结结多多（：数数按按砌砌体

17、体种种类类乘乘以以修修正正系系值值对对构构件件高高厚厚比比或或查查用用上上述述表表时时，应应先先在在计计算算影影响响系系数数0 . 155 . 142 . 131 . 120 . 11 2011 。形形截截面面：对对矩矩形形截截面面：高高厚厚比比ThHThH00; 第九章第九章特殊情况下，砌特殊情况下，砌体强度设计值的调整系数体强度设计值的调整系数使用情况有吊车房屋砌体、跨度9m的梁下烧结普通砖砌体、跨度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0.9构件截面面积A0.3m2的无筋砌体0.7+A构件截面面积A0.2m2的配筋砌体0.8+A采用水泥砂浆砌

18、筑的砌体(若为配筋砌体，仅对砌体的强度设计值乘以调整系数)对表13-1表13-6中的数值0.9对表13-8中的数值0.8验算施工中房屋的构件时1.1a第九章第九章第九章第九章砌体局部受压在房屋建筑中，砌体通常用作墙、柱等竖向受压承重构件。同时，在实际工程中叶经常出现大梁或屋架等构件支撑在墙、柱砌体上，使墙、柱砌体在局部面积上受到较大的压力，这种压力状态称为砌体的砌体的局部受压局部受压。第九章第九章由于周围砌体的约束，使由于周围砌体的约束，使局部受压区处于竖向和侧局部受压区处于竖向和侧向两向受压状态，故向两向受压状态，故砌体砌体的局部抗压强度高于其轴的局部抗压强度高于其轴心受压抗压强度心受压抗压

19、强度。1、局部均匀受压第九章第九章式中：NL局部受压面积上轴向力设计值；第九章第九章llfAN计算公式：均匀局部受压承载力的135012001500030 lAAGB. 公公式式：局局部部受受压压时时，统统一一计计算算墙墙段段中中部部、角角部部、端端部部规规定定局部受压面积。的影响；可不考虑调整系数砌体抗压强度设计值，）算面积；（计算底面积影响局部抗压强度的计系数砌体局部抗压强度提高laAfA0;抗压强度面积抗压强度面积A0局部受压面积局部受压面积AL第九章第九章第九章第九章）（mmfhac100 第九章第九章llfANN0为梁端有效支承长度。为梁宽，梁下局部受压面积，。，对过梁和墙梁取可取的

20、完整性系数，梁端底面受压应力图形。上部平均压应力设计值）（。向力设计值局部受压面积内上部轴）（；时，取当，上部荷载的折减系数，0020000000.17.0035.05.1abbaAAmmNANNNAAAAlllll梁端支承压力设计值。）；（砌体的抗压强度设计值）；梁的截面高度（lcNMPafmmhpp第九章第九章梁端下设有刚性垫块的砌体局部受压梁端下设有刚性垫块的砌体局部受压第九章第九章）。梁端支承压力设计值（值。时的用合力的影响系数，应采及垫块上）；上部轴向力设计值（垫块面积NNNNNANbaAANllbbbbb30000blfANN10受压承载力计算公式：刚性垫块下的砌体局部处。作用点的

21、位置可取垫块上刚性垫块的影响系数；01104 . 0aNfhal。，不均匀为分布时为当荷载沿墙厚方向均匀度；垫梁上梁端有效支承长）；墙厚（砌体的弹性模量；垫梁的高度；性模量和截面惯性矩；分别为垫梁的混凝土弹、）；（垫梁在墙厚方向的宽度）；垫梁折算高度（）；（垫梁上部轴向力设计值8 .00 .1,;222103000000fhammhEhIEmmbEhIEhmmhhbNNNbbbbbbb0204.2hfbNNbl混合结构房屋的墙柱设计任务：竖向承重结构中墙体的设计问题。房屋的结构布置 按荷载传递路线不同： 横墙承重体系 纵墙承重体系 纵横墙承重体系 内框架承重体系第九章第九章承重墙体布置的一般原

22、则：承重墙体布置的一般原则： 、在满足使用要求的前提下，尽可能采用横墙承重体系。当确有困难时，也应尽可能地减小横墙间的距离，以增加房屋的整体刚度。 、承重墙布置力求简单、规则。纵墙宜拉通，避免断开和转折，每隔一定距离设置一道横墙，将内外纵横墙拉结在一起，形成空间受力体系，增加房屋的空间刚度和增强调整地基不均匀沉降的能力。 、承重墙所承受的荷载，力求明确。荷载传递的途径应简捷、直接。当墙体有门窗或各种管道的洞口时，应该使各层洞口上下对齐，有助于各层荷载的直接传递。 、结合楼盖、屋盖的布置，使墙体避免承受偏心距过大的荷载或过大的弯矩。第九章第九章房屋的静力计算方法混合结构房屋墙体设计的内容包括：

23、墙体的内力计算 承载力计算 高厚比验算 在进行墙体内力计算时，首先要建立计算简图计算简图，所采用的计算简图要尽量符合结构的实际受力情况，又要使计算尽可能的简单、方便。 实际上，由于各种构件组成的房屋结构是一个整体，在荷载作用下，各种构件之间相互作用、互相支承、共同工作，形成房屋的整体空间工作。第九章第九章 现在我们用纵墙承重体系纵墙承重体系的单层房屋单层房屋为例，对房屋的空间工作问题作进一步的分析。 假定该房屋不设山墙及内横墙不设山墙及内横墙，并假定房屋开间尺寸及开洞情况均相同，屋盖为钢筋混凝土预制梁、板，而外纵墙为砖砌承重墙，墙基础也为砖砌体。 在这类房屋中，墙顶水平位移主要决定于纵墙的刚度

24、，计算单元的受力状态如同一个单跨平面排架，属于平面受力体系。在这种情况下，可以认为各排架之间并无相互约束，这时排架的内力可按有侧移排架进行计算。第九章第九章 如果该单层房屋两端有山墙，则由于两端山墙的约束，水平荷载传递的路线发生了变化，构件受力情况也发生了变化，屋盖可看作是以两端山墙为支座的水平梁，而山墙可看作是嵌固于基础上的悬臂梁，形成了空间的受力系统。 若fh以代表屋盖水平梁在水平荷载作用下的位移，以fw代表山墙在水平力作用下的墙顶水平位移，那么外纵墙墙顶的水平位移将是这两部分位移之和，即：f=fh+fw 。第九章第九章比较： 无山墙无山墙时，中间计算单元排架的最大水平位移f主要取决于纵墙

25、刚度的大小。 有山墙有山墙时，中间计算单元排架的最大水平位移f，主要取决于：纵墙刚度的大小纵墙刚度的大小山墙（横墙）刚度的大小山墙（横墙）刚度的大小山墙（横墙）的间距山墙（横墙）的间距屋盖的刚度屋盖的刚度即房屋空间刚度的大小即房屋空间刚度的大小第九章第九章 由前面的分析可以看出，对于混合结构房屋墙体的计算，采用什么样的计算简图，主要和房屋的空间工作性能有关。 砌体结构设计规范根据房屋空间工作性能，将混合结构房屋墙体的静力计算分为三种方案，即刚性方案、刚弹性方案和弹性方案刚性方案、刚弹性方案和弹性方案。第九章第九章、刚性方案 当横墙（包括山墙）间距较小，屋盖（楼盖）刚度较大时，就是说当房屋的空间

26、刚度较大时，在荷载作用下，外纵墙墙顶的水平位移f很小，可以忽略不计。 这种情况下的屋盖如同是外纵墙顶端的一个不动铰支座。这时，外纵墙的墙体内力可按上端铰支于屋盖处，下端嵌固于基础顶面的竖向构件(a)来进行计算，称为刚性方刚性方案案。 第九章第九章、弹性方案 当横墙（包括山墙）间距很大，或无横墙只有山墙，屋盖（楼盖）本身的刚度也小，即房屋的空间刚度很差，此时fmax= f，在荷载作用下，外纵墙墙顶可以自由侧移。 这种外纵墙的墙体内力可按有侧移的平面排架(c)计算，称为弹性方案弹性方案。 第九章第九章、刚弹性方案 介于上述两种情况之间房屋，其房屋空间刚度也介于两者之间，在荷载作用下，外纵墙墙顶的水平位移比弹性方案的小，