第十一章--砌体结构.ppt

1、第十一章 砌体结构,11.1砌体材料,砌体材料分为：块材、砂浆两大类,11.1.1块材 主要包括：砖、砌块和石材 （1）砖 1.烧结普通砖 尺寸：240mm115mm53mm 强度等级：烧结普通砖的强度等级按10块样砖的抗压强度平均值、强度标准值及单块最小抗压强度值来确定分为：MU30、MU25、MU20、MU15和MU10五级 。,砖的强度等级确定指标,第十一章 砌体结构,2.烧结多孔砖 尺寸：M型：19019090mm3 P型：24011590mm3 强度等级：烧结多孔砖的强度等级按10块样砖的抗压强度平均值、强度标准值及单块最小抗压强度值来确定分为：MU30、MU25、MU20、MU15

2、、MU10 五级。作为一种轻质、高强、保温隔热的新型墙体材料已被广泛推广使用。,第十一章 砌体结构,3.蒸压灰砂砖 是用石灰和砂为主要原料，经坯料制备、压制成型、蒸汽养护而成的实心砖，简称灰砂砖。蒸压灰砂砖与烧结普通砖相比耐久性较差，所以不宜用于防潮层以下的基础及高温、有酸性侵蚀的砌体中。 强度等级：按10块样砖的抗压强度平均值、抗折强度平均值来确定分为：MU25、MU20、MU15、MU10 四级。 4.蒸压粉煤灰砖 是以粉煤灰、石灰为主要原料，掺加适量的石膏和集料，经坯料制备、压制成型、高压蒸汽养护而成的实心砖，简称粉煤灰砖。 强度等级：按10块样砖的抗压强度平均值、抗折强度平均值来确定分

3、为：MU25、MU20、MU15、MU10 四级。,第十一章 砌体结构,（2）砌块 近年来新型的砌块材料主要为混凝土小型空心砌块，是由普通混凝土或轻骨料混凝土制成的。 砌块的规格尚不统一，通常把高度在390mm以下的砌块称为小型砌块。主规格尺寸为390mml90mmm190mm(其他规格尺寸由供需双方协商)。 砌块的强度等级，是按标准实验方法，根据5个砌块试样毛面积截面极限抗压强度值进行划分的分为：MU25 、MU20、MUl5、MUl0、MU7.5和MU5六个强度等级。,第十一章 砌体结构,（3）石材 承重结构中，常用的石材有花岗岩、石灰岩和凝灰岩等。石材抗压强度高，耐久性好，多用于房屋的基

4、础等部位。 石材按其外形规则程度分为毛石和料石。毛石形状不规则，中部厚度不小于200mm，长度约300400mm。料石为比较规则的六面体，其高度与宽度不小于200mm，料石按加工平整程度不同分为细料石、半细料石、粗料石和毛料石。其中细料石、半细料石价格较高，一般用作镶面材料。粗料石、毛料石和毛石一般用于承重结构。 石材的强度等级共分为:MUl00、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30、MU20七级。是以3个边长为70mm的立方体试块的抗压强度平均值确定划分的,第十一章 砌体结构,11.1.2砂浆 砂浆是由胶凝材料（如水泥、石灰）和细骨料（砂子）加水搅拌而成的混合材料。砂浆的作用是把

5、砌体中的单个块材粘结成整体，并均匀传递块材之间的压力，同时改善砌体的透气性、保温隔热性和抗冻性。 按砂浆的组成可分为以下几类： 1. 水泥砂浆 由水泥与砂加水拌合而成的砂浆称为水泥砂浆，这种砂浆具有较高的强度和较好的耐久性，但和易性和保水性较差，适用于砂浆强度要求较高的砌体和潮湿环境中的砌体（0.000m以下的砌体）。 根据需要按一定的比例掺入掺和料和外加剂等组分，专门用于砌筑混凝土砌块的砌筑砂浆称为混凝土砌块砌筑砂浆，简称砌块专用砂浆。 2. 混合砂浆 由水泥、石灰与砂加水拌合而成的砂浆称为混合砂浆。这种砂浆具有一定的强度和耐久性，而且和易性和保水性较好，在一般墙体中广泛应用，但不宜用于潮湿

6、环境中的砌体。,第十一章 砌体结构,3.非水泥砂浆 （石灰砂浆） 非水泥砂浆指不含水泥的石灰砂浆、石膏砂浆和粘土砂浆。这类砂浆强度不高，有些耐久性也较差，所以只用于受力较小或简易建筑中的砌体。 砂浆的强度等级：按标准方法制作的70.7mm的立方体试块(一组六块)，在标准条件下养护28天，经抗压试验所测得的抗压强度的平均值来划分的。 砌筑砂浆的强度等级分为M15、M10、M7.5、M5、M2.5 五级 。 砂浆的性能要求：砂浆除应有足够的强度外，还应具有较好的和易性和保水性。水泥砂浆的和易性和保水性不如混合砂浆好，在砌筑墙体、柱时，除有防水要求外，一般采用混合砂浆。,第十一章 砌体结构,11.2

7、砌体的分类 砌体结构分为：无筋砌体和配筋砌体、承重砌体。这里仅介绍无筋砌体 无筋砌体又分为 ：砖砌体、砌块砌体、石砌体 （1）砖砌体：主要用于内、外承重墙、柱、基础等承重结构或围护墙、隔墙等非承重结构。 实心砖大多砌成实心的砖砌体，主要有一顺一丁、梅花丁和三顺一丁砌法其整体性和受力性能较好，可以用作一般房屋的墙和柱，但砌体自重较大。 多孔砖砌体具有许多优点。其保温隔热性能好，表观密度也较实心砖实砌体小，因此采用多孔砖砌体可减轻建筑物自重约3035，使地震力减小，且墙体较薄，相应的房屋使用面积增加，房屋总造价降低，所以应大力推广使用多孔砖砌体。 实心砖实砌法可砌成的墙厚为240mm、370mm、

8、490mm、620mm、740mm等。 烧结多孔砖可砌成的墙厚为90mm、190mm、240mm、370mm。,第十一章 砌体结构,砖砌体的砌筑方法,第十一章 砌体结构,（2）砌块砌体 由于砌块砌体自重轻，保温隔热好，施工进度快，经济效果好，因此采用砌块建筑是墙体改革的一项重要措施。 在确定砌块的规格尺寸和型号时，既要考虑起重能力，又要与房屋的建筑设计相协调，要有规律性，使砌块的类型尽量少，并能满足砌块之间的搭接要求。 主要用于住宅、办公楼及学校建筑以及一般的工业建筑承重墙及维护墙。,第十一章 砌体结构,（3）石砌体 石砌体一般分为料石砌体、毛石砌体和毛石混凝土砌体 料石砌体和毛石砌体是用砂浆

9、砌筑，毛石凝土砌体是在模板内交替铺砌混凝土和毛石而成。料石砌体除用于建造房屋外，还可用于建造石拱桥、石坝等构筑物。毛石混凝土砌体砌筑方便，一般用于房屋的基础部位或挡土墙等。,第十一章 砌体结构,（4）配筋砌体 为提高砌体的强度和整体性，减小构件的截面尺寸，可在砌体的水平灰缝内每隔几皮砖放置一层钢筋网，称为网状配筋砌体。详见（教材P313图11-2）,（4）砌体的选用原则 1. 因地制宜、就地取材 2.应考虑结构的受荷性质及大小 如：对一般房屋的承重砌体，砖一般用MU10和MU7.5；砂 浆一般用M5、M2.5。 3. 应考虑房屋的使用要求、使用年限和工作环境。 如：六层房屋的外墙、潮湿房间的墙

10、，以及受振动或层高6m的墙、柱所用材料的最低强度等级，砖为MU10、砂浆为M2.5。 地面以下或防潮层以下的砌体，所用材料的最低强度等级另见规范。,第十一章 砌体结构,11.2.3 砌体的受压性能 1. 砖砌体的受压破坏特征 （1） 轴心受压砖柱的破坏过程 根据国内外大量试验研究表明，轴心受压砖砌体从加荷至破坏可分为三个阶段。 第1阶段 由加荷开始至个别砖出现裂缝为第1阶段。第一条(批)裂缝出现时的荷载值约为破坏荷载的0507倍。 第阶段 当荷载继续增加，个别砖裂缝不断扩展，并上下贯通穿过若干皮砖。即使荷载不再增加，裂缝仍继续发展。此时荷载约为破坏荷载的0809倍 。 第阶段 当荷载进一步增加

11、，裂缝迅速开展，其中几条主要竖向裂缝将把砌体分割成若干根截面尺寸为半砖左右的小柱体，整个砌体明显向外鼓出。最后某些小柱体失稳或压碎，整个砌体即被破坏。,第十一章 砌体结构,第十一章 砌体结构,（2）单块砖在砌体中的受力特点 试验表明，砖柱的抗压强度明显低于它所用砖的抗压强度，这是因为，砌体内的砖处于压、弯、剪、拉的复杂应力状态，这与砖在抗压试验及抗折试验中的受力状态有显著的区别，因此砖砌体的抗压强度明显低于它所用砖的抗压强度。,第十一章 砌体结构,2. 影响砌体抗压强度的因素 1）块材和砂浆的强度是主要因素： 提高砖的强度等级比提高砂浆的强度等级的效果要好。 2） 块材的尺寸和形状： 块材的高

12、度越大、其受弯、受剪、受拉能力越强；块材的长度越大、其受弯、受剪越大，强度降低。块材的表面越平整、规则，受力均匀，砌体的抗压强度越高。 3） 砂浆的流动性（和易性及保水性）、弹性模量的影响： 砂浆的和易性大、流动性好，容易形成厚度均匀和密实的灰缝，可减小块材的弯曲应力和剪应力，从而提高砌体的抗压强度。 4）砌筑质量：分为A、B、C三级,第十一章 砌体结构,3. 砌体的抗压强度 要搞清楚：平均强度fm 、标准强度fk 、设计强度f 之间的关系 （1）砌体的轴心抗压强度平均值,k1砌体类别、砌筑方法相关系数 f1块材（砖、石、砌块）抗压强度等级或平均值 与块材高度有关的系数 f2砂浆抗压强度平均值

13、 k2砂浆强度对砌体强度的修正系数,第十一章 砌体结构,（2）砌体强度标准值,f 砌体强度标准差,（3）砌体强度设计值,f _砌体结构的材料性能分项系数，按B级考虑取1.6 ，按C 级考虑取1.8,第十一章 砌体结构,4. 砌体的轴心受拉、弯曲受拉、受剪,水池轴心受拉,挡土墙弯曲受拉,砖砌过梁受剪,第十一章 砌体结构,5.砌体的轴心受拉 （1）破坏特点:三种破坏 1. 沿齿缝破坏：砖强、砂弱时 2. 沿直缝破坏：砂强、砖弱时 3. 沿通缝破坏工程上不允许,沿齿缝破坏,沿直缝破坏,沿通缝破坏,第十一章 砌体结构,（2）砌体轴心抗拉强度 1.砌体沿齿缝截面破坏的轴心受拉强度平均值,k3 与块材种类

14、相关的系数 f2 砂浆强度平均值 2.沿块体截面破坏时的烧结普通砖砌体轴心受拉强度平均值,f1块体(砖、石、砌块)受压强度平均值 根据这两个公式可求得龄期为28天的以毛截面计算的各类砌体轴心抗拉强度设计值ft ，设计时按相应的表查用取小者。,第十一章 砌体结构,6. 砌体弯曲受拉 （1）砌体弯曲受拉的破坏特征 1. 沿齿缝破坏：砖强、砂弱时 2. 沿直缝破坏：砂强、砖弱时 3. 沿通缝破坏工程上不允许,沿齿缝截面破坏,沿块体截面破坏,沿通缝截面破坏,第十一章 砌体结构,（2）砌体的弯曲抗拉强度,砌体的弯曲抗拉强度设计值ft m，设计时按相应的表查用,取小者。,第十一章 砌体结构,7. 砌体的受

15、剪 （1）砌体的受剪破坏特征 1. 沿齿缝破坏 2.沿通缝破坏 （2） 砌体的抗剪强度设计值fV (查表确定),第十一章 砌体结构,8. 砌体的弹性模量 砌体的弹性模量分为：原点模量、切线模量、割线模量 工程上采用=0.43fm时的割线模量作为砌体的受压弹性模量。,第十一章 砌体结构,11.3无筋砌体受压构件承载力计算 11.3.1 基本计算公式,偏心矩影响系数,强度设计值调整系数,第十一章 砌体结构,的具体取值：,1、按施工质量等级A级、B级、C级， 分别取：1.15、1.0、0.89,2、有起重机房屋砌体、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、

16、 蒸压粉煤灰砖砌体和混凝土砌块砌 体， 取0.9,3、对无筋砌体构件，其截面面积小于0.3m2 时， =A+0.7;对于配筋砌体， 其截面面积小于0.2m2 时， =A+0.8；截面面积以m2 计。 4、当砌体用水泥砂浆，对表11-111-6的数值， 为0.9，对表11-7的数值为0.8 对配筋砌体，当砌体采用水泥砂浆砌筑时，仅对砌体的强度设计值乘以调整 系数。,h轴向力偏心方向的边长，当轴心受压时取截面较小边长,第十一章 砌体结构,hTT形截面的折算厚度，按 hT =3.5i 计算,i截面的回转半径,h轴向力偏心方向的边长，当轴心受压时取截面较小边长,高厚比修正系数，按P320，表11-9取

17、用见下页：,11.3.2计算时高厚比的确定及修正 （1）计算方法 当=H0/h3,按短柱计算，但不管是长柱还是短柱计算公式的形式都没有变化，规范将（高厚比）、偏心矩对受压柱承载能力的影响均用统一的影响系数 来表达。可根据、砂浆强度等级、及偏心矩（e/h、e/hT）查表。其中hT=3.5i,为回转半径。,高厚比计算公式：,（2）应注意的问题 1.确定 或 应按偏心荷载所作用方向的截面尺寸或相应的回转半径采用。对矩形截面的构件，当轴向力偏心方向的边长大于另一方向的边长时，还应对较小边长方向按轴心受压进行验算,其 值是不同的；轴向力偏心矩应满足 ：为截面中心到轴向力所在偏心方向截面边缘的距离。 2.

18、由于各类砌体在强度达到极限时的变形值有较大的差别，因此砌体的类型对构件的承载力有较大的影响。为了考虑不同种类砌体在受力性能上的差异，在确定影响系数 时，应按砌体的类型及构件的高厚比乘以不同砌体材料的高厚比修正系数 。,第十一章 砌体结构,11.4局部受压 局部受压：当在砌体局部面积上作用荷载时。例如，承受上部柱或墙传来的压力的基础顶面；钢筋混凝土楼盖大梁或屋架支承处的砌体截面。 11.4.1局部均匀受压 试验表明：局部受压时的砌体抗压强度大于全部受压时的砌体抗压强度 ：NlN ， Nl的大小取决于： 原有砌体抗压强度f 周围砌体对局部区的约束 在局部均匀受压承载能力计算公式中用 砌体局部抗压强

19、度提高系数来表达。,第十一章 砌体结构,砌体局部受压抗压强度提高系数,式中： Al为局部受压面积， A0为对局部抗压强度提高有影响的计算面积,根据受力情况按图示计算。且不得超过图示数值。,第十一章 砌体结构,（2）局部均匀受压承载力计算公式,第十一章 砌体结构,Nl-局部受压面积上的轴向力设计值；,-局部抗压强度提高系数；,A1-局部受压面积。,11.4.2梁端支承处砌体的局部受压（局部非均匀受压）,（1）梁端破坏特点 1.破坏应力图形接近于三角形； 2.有效受压面的长度为a0 ； 3.由梁传来的梁端非均匀压力为Nl； 4.上部墙体传来的均匀压力为N0，但实际上由于内拱的作用会比N0要小，用值

20、折减。 5.最大压应力在支撑边缘处,第十一章 砌体结构,（2）承载力计算公式:,式中：上部荷载折减系数，当A0 /Al3时，不考虑上部荷 载的作用， =0； N0=0Al , 0上部荷载平均压应力设计值； Al =a0b, b为梁宽； Nl 梁端荷载设计值产生的支承压力； a0有效支撑长度，按下式计算，当a0 a时，取a0 =a ；,hc梁截面高度,局部受压提高系数， 梁端底面应力图形完整系数，一般可取0.7，对于过梁和墙梁可取1.0。,第十一章 砌体结构,11.4.3梁下设有刚性垫块,按偏心受压计算，但不考虑纵向弯曲。即按3查影响系数,第十一章 砌体结构,刚性垫块下砌体局部受压承载力计算公式

21、：,N0-垫块面积内上部轴向力设计值： N0=0Ab Ab= abbb, ab:垫块长度； bb：垫块宽度 -垫块外地砌体面积的有利影响系数， 但不小于1,11.5其他构件承载力计算,1.轴心受拉构件： 2.受弯构件： （1）受弯构件的受弯承载力： （2）受弯构件的受剪承载力：,第十一章 砌体结构,3.受剪构件：,第十一章 砌体结构,11.6混合结构房屋墙、柱设计,11.6.1混合结构房屋的结构布置 混合结构的房屋：指主要承重构件由不同材料所组成的房屋，如楼（屋）盖等水平承重结构用钢筋混凝土（或钢木），而墙、柱与基础等竖向承重结构采用砌体材料 。 房屋的结构布置方案： 横墙承重体系 纵墙承重体

22、系 纵横墙承重体系 内框架结构承重体系 四种方案可供选择。,第十一章 砌体结构,（1）纵墙承重体系,特点： 1.纵墙为主要承重墙； 2.纵墙上的门窗设置要受到限制； 3.空间刚度相对横墙承重体系差； 4.楼（屋）盖用材较多、墙体用材较少； 5.房间空间较大； 适用于： 食堂、俱乐部、厂房等 传力路线：屋（楼）面荷载 纵墙 基础 地基,第十一章 砌体结构,（2）横墙承重体系,特点： 1.横墙为主要承重墙 2.横墙间距小 3.结构简单施工方便 4.横向刚度大，抵抗风、地震等水平荷载的能力较纵墙承重体系好。 适用于： 宿舍、住宅、宾馆、办公室等小开间房屋 传力路线： 屋（楼）面荷载 横墙 基础 地基

23、,第十一章 砌体结构,（3）纵横墙承重体系,特点： 1.纵横墙均为主要承重墙 2.空间刚度较好 3.房间布置较为灵活 4.有上述两种承重墙的优点 适用于： 多层房屋 传力路线：,屋（楼）面荷载,纵墙,基础,地基,横墙,第十一章 砌体结构,（4）内框架结构承重体系,特点： 1.内墙较少，可获得较大空间 2.空间刚度差，对抗震不利 3.由于采用了不同的材料，因而容易引起地基的不均匀沉降 4.施工不便 适用于： 仓库等有较大空间要求的房屋 传力路线：,屋（楼）面荷载,柱,柱基础,地基,外墙,梁,墙基础,第十一章 砌体结构,11.6.2房屋的静力计算方案 1.概述 混合结构中的纵墙、横墙、楼盖、屋盖和

24、基础组成了一个空间受力体系，同时承受垂直荷载和水平荷载的作用，受力十分复杂，为了方便计算，一般要简化成平面受力简图，对于空间性能的影响可用空间性能影响系数来反映。,可查表， 越大房屋刚性越差,第十一章 砌体结构,房屋各层空间性能影响系数i,楼（屋）盖的类别划分可查表,第十一章 砌体结构,2.混和结构房屋的静力计算方案 （1）分类 根据楼盖的类别及横墙间距分为：刚性方案、弹性方案、刚弹性方案,房屋的静力计算方案表（教材P334 表11-12）,第十一章 砌体结构,（2）计算简图,刚性方案 0.330.37,弹性方案 0.770.82,刚弹性方案 0.33 0.82,第十一章 砌体结构,3. 刚性

25、和刚弹性方案房屋的横墙应符合下列要求 1）横墙中开有洞口时，洞口的水平截面面积 不应超过横墙水平截面面积的50%； 2）横墙的厚度不宜小于180mm； 3)横墙的长度、高度应满足： 单层房屋的横墙长度应大于横墙的高度 多层房屋的横墙长度应大于横墙总高度的1/2 如不能同时满足上面要求，应对横墙的刚度进行验算，umaxH/4000，仍可视作刚性和刚弹性方案房屋的横墙。,第十一章 砌体结构,为何要验算墙和柱的高厚比？ 1.为了保证砌体的稳定性； 2.避免受力后产生过大的横向变形； 3.防止施工中出现过大的轴线偏差。,11.6.3墙柱高厚比的验算 承载力计算及高厚比验算受采用的高度叫计算高度，按下表

26、查得,第十一章 砌体结构,受压构件的计算高度H0（教材P336 表11-13）,第十一章 砌体结构,1.墙和柱的高厚比验算 (1)矩形截面高厚比验算公式,墙和柱的高厚比 H0墙和柱的计算高度；按P336表11-13采用 h墙厚或柱与H0相对应的边长 墙和柱的允许高厚比。按P336,表11-14采用。,高厚比修正系数。,第十一章 砌体结构,(2)带壁柱墙高厚比验算公式 1.整片墙的高厚比验算,截面折算厚度,2.壁柱间墙的高厚比验算,对于设有钢筋混凝土圈梁的带壁柱墙，当b（圈梁的宽度）S/30时，圈梁可视作壁柱间墙的不动铰支点，即此时墙的计算高度取圈梁的间距。,第十一章 砌体结构,门窗洞口上的-过

27、梁 圈梁 墙体构造措施,过梁、圈梁及墙体的构造措施,第十一章 砌体结构,过梁 一、过梁的形式 位置：设置在墙体门窗洞口上的构件。 作用：承受洞口顶面以上砌体自重和上层楼面梁板传来的荷载 分类： 钢筋混凝土过梁 砖砌体过梁,砖砌平拱过梁 跨度1.2m 钢筋砖过梁 跨度1.5m 砖砌弧拱过梁,第十一章 砌体结构,过梁根据跨度和房屋所受的环境按下表来选择：,注意：砖砌体过梁要符合构造要求,第十一章 砌体结构,二、过梁的破坏形态 1、受力特性：同受弯构件 2、破坏形态：跨中受弯、支座受剪、支座滑动,三、过梁上荷载计算 1、荷载：过梁本身重量+过梁上墙体重量+楼面梁板荷载 2、过梁本身不是独立的工作构件

28、 由 过梁+上部砌体+窗间墙 三者共同工作,第十一章 砌体结构,3、试验,当hw 1/3 Ln过梁承受墙体重量后，挠度增加很少,当hw 0.8 L n在hw 上方处施加梁板荷载挠度增加也很少,原因：过梁砌体窗间墙共同工作所形成的卸载拱的作用,第十一章 砌体结构,4、规范荷载取值规定 （1）梁板荷载 hwLn按全部荷载 hwLn 不考虑 （2）墙体荷载： 砖砌体： hwLn/3按全部墙体荷载 hwLn/3按Ln/3高墙体荷载 砌块砌体： hwLn/2按全部墙体荷载 hwLn/2按Ln/2高墙体荷载,第十一章 砌体结构,四、过梁的承载力计算 根据过梁的破坏形式，对过梁进行受弯、受剪承载力计算；对于

29、端部墙体如果采用砖砌平拱和弧拱还要进行水平受剪承载力验算。 1、砖砌平拱过梁 受弯： 受剪： 2、钢筋砖过梁 抗弯强度验算M0.85fyAsh0 3、钢筋混凝土过梁 荷载取值同砌体过梁，按钢筋混凝土受弯构件计算,第十一章 砌体结构,五、过梁的构造要求 砖砌过梁的跨度规定： 钢筋砖为：1.5m，砖砌平拱：1.2m。有较大振动或可能产生不均匀沉降的房屋应采用钢筋混凝土过梁。,第十一章 砌体结构,墙体构造 一、引起墙体开裂的原因： 1、温度变形和收缩变形； 2、地基产生过大的不均匀沉降。 二、防止或减轻墙体开裂的主要措施 1、减小不均匀沉降的措施 措施：型体简单，均匀，长高比不宜过大，增加横墙，不开过大的孔洞，合理设置圈梁。 可设置沉降缝，房屋从上部结构到基础全部断开。合理设置沉降缝的位置以及缝宽。 2、减小温度变形和收缩