砌体结构(第一章)

1、土木工程土木工程学院学院砌体结构砌体结构Masonry Structure土木工程土木工程学院学院砌体结构的范畴砌体结构的范畴采用砌筑方法，用砂浆将单个块体粘结而成的整体称采用砌筑方法，用砂浆将单个块体粘结而成的整体称为砌体；为砌体；由砌体组成的墙、柱等构件作为建筑物或构由砌体组成的墙、柱等构件作为建筑物或构筑物主要受力构件的结构称为砌体结构。筑物主要受力构件的结构称为砌体结构。土木工程土木工程学院学院中国古代砖石中国古代砖石结构的伟大成就。结构的伟大成就。土木工程土木工程学院学院土木工程土木工程学院学院圣索菲亚大教堂：圣索菲亚大教堂：公元公元532537532537年间建造在年间建造在君士坦

2、丁堡（今土耳其伊君士坦丁堡（今土耳其伊斯坦布尔）的索菲亚大教斯坦布尔）的索菲亚大教堂。该教堂为砖砌穹顶堂。该教堂为砖砌穹顶（圆形球壳），直径（圆形球壳），直径3030余余米，穹顶高米，穹顶高5050余米，穹顶余米，穹顶支承在大跨砖拱和用巨石支承在大跨砖拱和用巨石砌筑的巨型柱（截面约砌筑的巨型柱（截面约7 710m10m）上。）上。土木工程土木工程学院学院砌体结构的范畴砌体结构的范畴如：砖砌体如：砖砌体石砌体石砌体砌块砌体砌块砌体网状配筋砖砌体网状配筋砖砌体组合砖砌体（见教材组合砖砌体（见教材48页图页图4.2、图、图4.3）配筋砌块砌体（见教材配筋砌块砌体（见教材56页图页图4.9）土木工程土

3、木工程学院学院网状配筋砌体网状配筋砌体土木工程土木工程学院学院纵向钢筋纵向钢筋箍筋箍筋水平拉结钢水平拉结钢筋筋内嵌式组合砖砌体墙内嵌式组合砖砌体墙组合砌体组合砌体土木工程土木工程学院学院纵横外墙转角处砖被拉断，该处未设构造柱，也未配置拉纵横外墙转角处砖被拉断，该处未设构造柱，也未配置拉结钢筋结钢筋 土木工程土木工程学院学院窗间墙体破坏，如果没有构造柱及圈梁，估计垮塌了。由于构造柱及圈窗间墙体破坏，如果没有构造柱及圈梁，估计垮塌了。由于构造柱及圈梁的作用，尽管震后此建筑也已是危房，但房中的人保命没问题梁的作用，尽管震后此建筑也已是危房，但房中的人保命没问题 土木工程学院土木工程学院(1)人造砖块

4、人造砖块：经过烧结的普通砖、粘土空心砖、陶土空心砖；以及：经过烧结的普通砖、粘土空心砖、陶土空心砖；以及不经过烧结的硅酸盐砖、矿渣砖、混凝土砌块、土坯等。不经过烧结的硅酸盐砖、矿渣砖、混凝土砌块、土坯等。 1.1.1 砌体材料砌体材料 一、块体块体 w普通粘土砖全国统一规格：普通粘土砖全国统一规格：24024011511553mm53mm，具有这种尺寸的砖称为标，具有这种尺寸的砖称为标准砖；准砖；w粘土空心砖粘土空心砖( (多孔砖多孔砖) )分为三种型号：分为三种型号：KP1(240KP1(24011511590mm)90mm)、KP2(240KP2(240180180115mm)115mm)

5、、KM1 (190KM1 (19019019090mm)90mm)。前两种可以与标准砖。前两种可以与标准砖混砌；混砌；w蒸压灰砂砖：以石灰和砂为主要原料；蒸压灰砂砖：以石灰和砂为主要原料；w蒸压粉煤灰砖：以粉煤灰和石灰为主要原料。蒸压粉煤灰砖：以粉煤灰和石灰为主要原料。1.1 1.1 砌体材料和砌体结构砌体材料和砌体结构土木工程学院土木工程学院53240115(a)烧结普通砖烧结普通砖24011590115240180(c)型烧结多孔砖型烧结多孔砖(b)型烧结多孔砖型烧结多孔砖19019090常用人造砖块的种类常用人造砖块的种类土木工程学院土木工程学院页岩砖页岩砖土木工程学院土木工程学院(2)

6、砌块：砌块：w按形式和材料分：按形式和材料分：实心砌块：以粉煤灰硅酸盐为主，经蒸汽养护而成；实心砌块：以粉煤灰硅酸盐为主，经蒸汽养护而成；空心砌块：包括空心砌块：包括普通混凝土空心砌块普通混凝土空心砌块和和轻骨料混凝土空心砌块轻骨料混凝土空心砌块。加气混凝土砌块：用加气混凝土或泡沫混凝土制成，自重较轻。加气混凝土砌块：用加气混凝土或泡沫混凝土制成，自重较轻。w按尺寸大小分：按尺寸大小分：小型砌块小型砌块：高度：高度180180350mm350mm；中型砌块：高度中型砌块：高度360360900mm900mm；大型砌块：高度大于大型砌块：高度大于900mm900mm。普通混凝土小型空心砌块：普通

7、混凝土小型空心砌块： 390mm190mm190mm土木工程学院土木工程学院陶粒混凝土空心砌块陶粒混凝土空心砌块土木工程学院土木工程学院当自重大于当自重大于18N/m3的称为的称为重石重石，如花岗石、石灰石、砂石等；，如花岗石、石灰石、砂石等；当自重小于当自重小于18N/m3的称为轻石，如凝灰石、贝壳灰岩等；的称为轻石，如凝灰石、贝壳灰岩等；优点：强度高，抗冻性、抗水性、抗汽性均较好，通常用于优点：强度高，抗冻性、抗水性、抗汽性均较好，通常用于建筑物建筑物的基础和挡土墙的基础和挡土墙等；等；缺点：自重大，热传导系数较高，如用作墙体，往往需要较大的厚度缺点：自重大，热传导系数较高，如用作墙体，往

8、往需要较大的厚度.(3)天然石块：天然石块：土木工程学院土木工程学院w水泥砂浆：硬化快，强度高，但和易性差，保水性差。水泥砂浆：硬化快，强度高，但和易性差，保水性差。由于能在潮湿环境下硬化，故由于能在潮湿环境下硬化，故适用于水中及潮湿环境中的砖砌体适用于水中及潮湿环境中的砖砌体。w混合砂浆：如水泥石灰砂浆、水泥粘土砂浆。其特点为强度较高，和易性、保水性混合砂浆：如水泥石灰砂浆、水泥粘土砂浆。其特点为强度较高，和易性、保水性好，节省水泥。好，节省水泥。适用于一般地上砌体结构适用于一般地上砌体结构。w柔性砂浆（非水泥砂浆）：如石灰砂浆、石膏砂浆、粘土砂浆等。其特点为和易性柔性砂浆（非水泥砂浆）：如

9、石灰砂浆、石膏砂浆、粘土砂浆等。其特点为和易性好，但硬化慢、强度低、抗水性差。好，但硬化慢、强度低、抗水性差。仅适用于气候干燥地区的低层建筑和临建。仅适用于气候干燥地区的低层建筑和临建。w砌块专用砂浆：高强度、高粘结性能，良好的工作性能。砌块专用砂浆：高强度、高粘结性能，良好的工作性能。专门用于砌筑混凝土砌块的砌筑砂浆。专门用于砌筑混凝土砌块的砌筑砂浆。二、砂浆砂浆 (1)砂浆的作用砂浆的作用w粘结块体，使单个块体形成受力整体；粘结块体，使单个块体形成受力整体；w找平块体间的接触面，促使应力分布较为均匀；找平块体间的接触面，促使应力分布较为均匀；w充填块体间的缝隙，减少砌体的透风性，提高砌体的

10、隔热性能的抗冻性。充填块体间的缝隙，减少砌体的透风性，提高砌体的隔热性能的抗冻性。(2)砂浆按其组成材料不同分类砂浆按其组成材料不同分类工程上对砂浆的要求：强度、和易性、保水性、耐久性工程上对砂浆的要求：强度、和易性、保水性、耐久性思考：同样水泥标号的纯水泥砂浆和混合砂浆砌筑的砌思考：同样水泥标号的纯水泥砂浆和混合砂浆砌筑的砌体，哪个强度更高一些？体，哪个强度更高一些？土木工程学院土木工程学院1.1.2 砌体和砌体构件砌体和砌体构件 一、砌体的种类砌体的种类 砖砌体砖砌体石砌体石砌体砌块砌体砌块砌体网状配筋砖砌体网状配筋砖砌体组合砖砌体组合砖砌体配筋砌块砌体配筋砌块砌体无筋砌体无筋砌体配筋砌体

11、配筋砌体受压构件受压构件：受弯构件：受弯构件：受拉构件：受拉构件：受剪构件：受剪构件：二、砌体构件砌体构件 如墙、柱、基础等。如墙、柱、基础等。如圆形水池池壁如圆形水池池壁如墙、挡土墙等。如墙、挡土墙等。如过梁。如过梁。土木工程学院土木工程学院1.1.3 砌体结构的优、缺点砌体结构的优、缺点 w就地取材，成本较低；就地取材，成本较低；w良好的耐火性、耐久性、化学和大气稳定性；良好的耐火性、耐久性、化学和大气稳定性；w保温、隔热性能较好，节能效果明显；保温、隔热性能较好，节能效果明显；w施工简单，且便于连续施工。施工简单，且便于连续施工。优点：优点：缺点：缺点：w强度低，因而其构件截面尺寸较大，

12、强度低，因而其构件截面尺寸较大，自重也大自重也大；w抗震性能差抗震性能差；w劳动强度和砌筑工作量都很大，且施工质量不易保证劳动强度和砌筑工作量都很大，且施工质量不易保证（施工质量控制等级）（施工质量控制等级）；w占用农田。占用农田。土木工程学院土木工程学院1.2 1.2 砌体结构的发展历史和发展方向砌体结构的发展历史和发展方向主要发展方向：主要发展方向：w研制轻质高强块体；研制轻质高强块体；w利用工业废料；利用工业废料；w采用大型墙板结构；采用大型墙板结构；w加强对防止和减轻墙体裂缝构造措施的研究。加强对防止和减轻墙体裂缝构造措施的研究。土木工程学院土木工程学院1.3 1.3 砌体结构的设计原

13、则和设计方法砌体结构的设计原则和设计方法以以概率理论为基础的极限状态设计方法概率理论为基础的极限状态设计方法，以可靠指标度量结构构件的可靠，以可靠指标度量结构构件的可靠度，采用分项系数的设计表达式进行计算。度，采用分项系数的设计表达式进行计算。砌体结构按承载能力极限状态设计时，应按下列公式中最不利组合进行计算：砌体结构按承载能力极限状态设计时，应按下列公式中最不利组合进行计算：),()4 . 12 . 1 (210kniQikCiQikQGKafRSSS),()4 . 135. 1 (10kniQikCiGKafRSSf砌体的强度设计值，砌体的强度设计值，fkff/一、承载能力极限状态设计表达

14、式承载能力极限状态设计表达式 土木工程学院土木工程学院为砌体受压强度的变异系数为砌体受压强度的变异系数. 砌体结构的材料性能分项系数，一般情况下，宜按施工控制砌体结构的材料性能分项系数，一般情况下，宜按施工控制等级为等级为B级考虑，取为级考虑，取为1.6；当为；当为C级时，取级时，取1.8)645. 11 (fmkffffkff/f二、砌体强度设计值砌体强度设计值f 土木工程学院土木工程学院1.4 1.4 工业与民用建筑中的砌体结构体系工业与民用建筑中的砌体结构体系（混合结构房屋的结构布置）（混合结构房屋的结构布置）一、横墙承重体系横墙承重体系 楼（屋）面荷载楼（屋）面荷载w横墙承重：横墙承重

15、：承受绝大部分的竖向荷载和横向风载、横向地震作用；承受绝大部分的竖向荷载和横向风载、横向地震作用；w纵墙非承重：纵墙非承重：其作用为围护、隔断，与横墙相互拉接。只承受自重，以及纵向风其作用为围护、隔断，与横墙相互拉接。只承受自重，以及纵向风载、纵向地震作用，因而便于设置大的门窗洞口；载、纵向地震作用，因而便于设置大的门窗洞口；w横墙间距小、数量较多，横墙间距小、数量较多，房屋的横向刚度大，整体性好，对抵抗风力、地震等水房屋的横向刚度大，整体性好，对抵抗风力、地震等水平荷载的作用和调节地基不均匀沉降等较为有利平荷载的作用和调节地基不均匀沉降等较为有利；w房间布置不灵活，房间布置不灵活，适用于小开

16、间的民用房屋，适用于小开间的民用房屋，如集体宿舍、旅馆、住宅等。如集体宿舍、旅馆、住宅等。横墙横墙基础基础地基地基土木工程学院土木工程学院二、纵墙承重体系纵墙承重体系 w纵墙承重：纵墙承重：承受绝大部分的竖向荷载和纵向风载、纵向地震作用，纵墙开洞受限承受绝大部分的竖向荷载和纵向风载、纵向地震作用，纵墙开洞受限制；制；w横墙非承重：横墙非承重：作用是保证房屋的整体性和空间刚度。承受自重，以及横向风载、作用是保证房屋的整体性和空间刚度。承受自重，以及横向风载、横向地震作用；横向地震作用；w横墙间距大、数量少，横墙间距大、数量少，房屋的横向刚度较差房屋的横向刚度较差；w适用于使用上要求有较大空间，房

17、屋布置较灵活的房屋，适用于使用上要求有较大空间，房屋布置较灵活的房屋，如仓库、小型工业厂房、如仓库、小型工业厂房、教学楼等。教学楼等。楼（屋）面荷载楼（屋）面荷载梁（或屋架）梁（或屋架）基础基础地基地基纵墙纵墙土木工程学院土木工程学院三、纵、横墙混合承重体系纵、横墙混合承重体系 横墙横墙（横向承重体系）（横向承重体系）（纵向承重体系）（纵向承重体系）山墙山墙内纵墙内纵墙w作用在结构上的竖向荷载作用在结构上的竖向荷载一部分传给纵墙、一部分一部分传给纵墙、一部分传给横墙时，称为纵、横传给横墙时，称为纵、横墙混合承重体系；墙混合承重体系；w纵、横墙混合承重体系兼纵、横墙混合承重体系兼有纵墙承重体系和横墙承有纵墙承重体系和