砌体结构课件--第一章

1、砌体结构砌体结构工程系：刘玮潇工程系：刘玮潇第一章第一章 绪论绪论1.1 1.1 砌体结构发展简史砌体结构发展简史1.2 1.2 砌体结构的优缺点砌体结构的优缺点1.3 1.3 砌体结构的应用范围砌体结构的应用范围1.4 1.4 砌体结构的发展趋势砌体结构的发展趋势1.1 1.1 砌体结构发展简史砌体结构发展简史 砌体结构由各种块材和砂浆砌筑而成的结构，称为砌体结构。 随承重结构所用块材种类的不同又分别称为砖结构、石结构和砌块结构。砖、石砌体结构又称为砖石结构。因此，砌体结构的范畴是砖石结构和砌块结构。一、砖石结构在我国有悠久的历史一、砖石结构在我国有悠久的历史 1、我国在新石器时代末期（约6

2、0004500年前），已有木骨泥墙建筑。 祖先经过长期的探索，先是想出了在可燃材料的墙上涂抹草泥的办法以防火。渐渐发展到应用木骨泥墙防火 。木骨泥墙，即用树的枝干扎成排栅，中间用草茎充填，然后再覆盖草茎泥而构成。 2、公元前221年已有烧制大尺寸空心砖。3、公元229588年，实心砖已普遍使用。4、鸦片战争后（1840年后）开始采用砖墙承重。二、砌体结构在我国的发展过程1、在16441911年、19世纪中叶以前，我国的砖石建筑为城墙、佛塔和少数砖砌重型穹拱佛殿以及石桥和石拱桥。其中公元581617年李春所造的河北赵县安济桥（赵州桥）1991年10月被美国土木工程师学会（ASCE）选为第12个国

3、际土木工程里程碑。在此之前被选定的有：英国伦敦铁桥、法国巴黎埃英国伦敦铁桥、法国巴黎埃菲尔铁塔、巴拿马运河、澳大利亚的悉尼湾大菲尔铁塔、巴拿马运河、澳大利亚的悉尼湾大桥、苏伊士运河、意大利比萨斜塔、埃及金字桥、苏伊士运河、意大利比萨斜塔、埃及金字塔、荷兰的须得海围坝、英法隧道、美国胡佛塔、荷兰的须得海围坝、英法隧道、美国胡佛坝等。坝等。2、19世纪中叶以后至1949年大致100年左右，我国广泛采用承重墙，材料仍为粘土砖。3. 1949年以后，砌体结构有了较快发展。（1）在原有基础上的发展。我国的石拱桥建设居于世界领先地位。（2）新的发展（新结构、新材料、新技术）。（3）逐步建立了具有我国特色的

4、砌体结构设计计算理论。 1955年参照苏联修订了砖石与钢筋砖石临时设计规范、砖石结构设计规范(GBJ3-73) 、砌体结构设计规范(GBJ3-88) 、砌体结构设计规范（GB50003-2001)， 2011年我国有颁布了砌体结构设计规范（GB50003-2011)是当前国际上最先进的设计规范之一。中国四大古桥 中国是桥的故乡，自古就有“桥的国度”之称，发展于隋，兴盛于宋。遍布在神州大地的桥、编织成四通八达的交通网络，连接着祖国的四面八方。 中国古代桥梁的建筑艺术，有不少是世界桥梁史上的创举，充分显示了中国古代汉族劳动人民的非凡智慧与才能。 中国的四大古桥指的是河北的赵州桥、北京的卢沟桥、福建

5、的洛阳桥和广东的广济桥(湘子桥)。 赵州桥赵州桥 赵州桥又称安济桥，坐落在河北省赵县洨河上。它建于隋代大业年间(公元605年-618年)，是由著名的匠师李春设计和建造的，距今已有约1400年的历史。宋朝哲宗皇帝赐名安济桥，取意“安渡济民”。传说传说 传说赵州桥是鲁班一夜之间造好的，这个奇迹惊动了“八仙”之一的张果老。在驴背的褡裢里一边装上了“太阳”，一边又装上了“月亮”，要在桥上走过。这还不算，张果老存心要和鲁班开个玩笑，他又约了柴荣，推着载有“五岳名山”的独轮车，一道来到桥头，开口便问这桥能不能让他们两人同时行走。这时，鲁班刚把大桥修好，正在十分得意，便很不以为然地说：“这么坚固的石桥，还经

6、不起你们两人走么？”不料他们上桥以后，把桥压得摇摇欲坠。鲁班一看情况不妙，赶忙跳下桥去，用手使劲托住桥身东侧，才使这两位仙人带着日月和五岳名山顺利通过。从此，桥上留下了几处人们津津乐道的“仙迹”；张果老的驴蹄印和斗笠颠落压成的圆坑；柴荣因推车力过猛，一膝着地压成的膝盖印和车道沟；还有鲁班托桥的手印。后来，除了因为东侧一度塌毁，手印已经不见，其余的“仙迹”都留存下来。 赵州桥是由28道拱圈并列而成，主拱圈等厚1.03m，主拱圈上有护拱石。净跨37.02m，矢高7.23m，上狭下宽总宽9m。在主拱圈上两侧，各开两个净跨分别为3.8m和2.85m的小拱，以渲泄拱水，减轻自重。拱桥的基本组成1-主拱圈

7、2-拱顶3-拱脚4-拱轴线5-拱腹6-拱背7-起拱线 8-桥台9-基础11-拱上建筑L0 - 净跨径L -计算跨径f0 - 净矢高f -计算矢高f/L - 矢跨比赵州桥是一座空腹式的圆弧形石拱桥。拱桥按拱上建筑分类：1.实腹式拱上建筑 2.空腹式拱上建筑分类分类 施工特点：施工特点： 赵州桥全桥由28道独立的拱圈并列组成。每券各自独立、单独操作，相当灵活。每券砌完合拢后就成一道独立拱圈，砌完一道拱圈，移动承担重量的“鹰架”，再砌另一道相邻拱。 这种砌法有很多优点，它既可以节省制作“鹰架”所用的木材，便于移动，同时又利于桥的维修，一道拱券的石块损坏了，只要嵌入新石，进行局部修整就行了，而不必对整

8、个桥进行调整。这样可以使每道石拱圈各自独立负荷载重，又便利于修缮。为了加强各拱圈的连接，李春采用9道铁梁贯于拱背之上，接着用腰铁嵌入拱石之间，使桥能奇巧固护，用于天下。赵州桥拱长达37.02米，在当时可算是世界上最长的石拱。桥洞不是普通半圆形，而像一张弓，桥面平坦宽阔，成为“坦拱”，这样大跨度的坦拱，对桥台水平推力很大，建造难度高。而桥台却是既浅又小的普通矩形，厚度仅1.549米，由五层排石垒成。其地基是承载力较小的亚黏土。在这样的地基上，用这样小的桥台建这样大跨度的石拱桥，在世界上是罕见的。自建桥到现在，桥基仅下沉了5厘米。装饰装饰 赵州桥的装饰也十分讲究，雕刻着各式蛟龙、兽面、花饰、竹节等

9、，尤以蛟龙最为精美。元人刘百熙在安济桥中写道：“水在碧玉环中过，人在苍龙背上行。” 赵州桥精妙的设计和工艺，不仅在我国古桥是首屈一指，而且类似的敞肩拱桥设计在欧洲到十九世纪中期才出现，比赵州桥晚了1200多年。 赵州桥经历过有记录可查的10次洪水，8场战争和多次地震，依然能屹立1400年，这种匠心独运的设计起到相当关键的作用。 卢沟桥卢沟桥卢沟桥位于北京城西南13公里、丰台区宛平城西门外，跨永定河之上，它是北京最古老的石造多孔联拱桥。始建于金大定二十九年(1189年)，成于明昌三年(1192年)。至今已有八百多的历史。 全长266.5m,共11孔，净跨不等，自11.4m至13.45，桥宽9.3

10、m。墩宽自6.5m至7.9m。拱圈接近半圆形。桥身全用坚固的花岗石建成，10座桥墩建在9米多厚的鹅卵石与黄沙的堆积层上，坚实无比。 桥墩平面呈船形，迎水的一面砌成分水尖。每个尖端安装着一根边长约26厘米的锐角朝外的三角铁柱，这是为了保护桥墩，抵御洪水和冰块对桥身的撞击，人们把三角铁柱称为“斩龙剑”。在桥墩、拱圈等关键部位，以及石与石之间，都用银锭铁榫连接，以互相拉联固牢。这些建筑结构是科学的杰出创造，堪称绝技。桥身两侧石雕护栏各有望柱140根，柱头上均雕有卧伏的大小石狮共501个，神态各异，栩栩如生。作为华北最长的古代石桥，卢沟桥桥型优美。从金章宗年间“卢沟晓月”就被列为燕京八景之一。意大利旅

11、行家马可波罗曾在游记中记述此桥并赞叹不已，说它是世界上独一无二的。卢沟桥的沧桑历史卢沟桥的沧桑历史 （1）卢沟桥是在金世宗统治的大定二十八年(1188年)五月，决定修建的。不过当时尚未动工，金世宗就在第二年年初病逝了。卢沟桥始建于1189年六月，明昌三年(1192年)三月完工。在金代，卢沟河是出入京都南北的交通要道，同时亦是军事要地。（2）明代自永乐十年(1412年)到嘉靖三十四年(1555年)共修桥6次。6次均无大工程。（3）清代自康熙元年(1662年)至光第绪年间，共修桥7次，其中5次工程不大，只有两次工程稍大一些。公元1908年，清光绪帝死后，殡葬于河北省易县西陵，须通过此桥。由于桥面窄

12、，只好将桥两旁石栏临时拆除，在两侧添搭木桥，以便顺利通过棺木。事后，又将石栏照原样恢复。（4）从1908年至1949年，卢沟桥没有大的修缮工程，仅个别地方添配了栏杆和石狮。1967年，加宽了400余米的步道，建立了59道混凝土挑梁。1986年，发起保护古桥，恢复古桥原貌的活动，拆除了1967年加宽的步道和混凝土挑梁，并清除沥青，中间空出印心，完全恢复了古桥原貌。（5）1988年9月3日是一个大晴天，一个霹雷将卢沟桥北侧东起第68根栏杆望柱击坏，望柱上的石狮也同时坏损。1997年又对部分被雷电击坏的石狮和望柱进行了补救。1937年7月7日在这里爆发的“卢沟桥事变”，点燃了抗日战争的熊熊烈火。卢沟

13、桥属全国重点文物保护单位。洛阳桥洛阳桥 洛阳桥又名“万安桥”，是一座梁式石桥。由于桥坐落在古时万安渡的地方，故而得名，始建于北宋皇祐五年(1053年)，嘉祐四年(1059年)竣工，工程历时七年，耗银一千四百万两，建成了这座跨江接海的大石桥。 洛阳桥是我国第一座海港大石桥，是我国古代桥梁建筑史上的伟大创举。 九百多年前就率先建成了一座长三百六十丈、宽一丈五尺，在全国堪称第一的海港大石桥，而且一直保至今。 主要用于它采用了“筏形基础”和“种砺固基法”，在全世界史无前例地解决了建造大型石桥的基础工程。所谓的筏型基础就是沿着桥梁中轴线的水下底部抛置大量的石块，形成一条连结江底的矮石埕作桥基，然后在上面

14、建桥墩，这种建造方式对中国乃至世界造桥科学都是一个伟大的贡献。为了巩固桥基，在桥下养殖了大量的牡蛎，巧妙地利用牡蛎外壳附着力强，繁生速度快的特点，把桥基和桥墩牢固地胶结成一个整体，这是世界造桥史上别出心裁的“种蛎固基法”，也是世界上第一个把生物学应用于桥梁工程的先例。历史历史：建桥八百余年以来，先后修复十七次。大修有 宋绍兴八年(公元1138年)，飓风、桥坏,邵守赵思诚修复; 明宣德间(公元1426-1435年)桥址下沉，潮至，桥梁俱没，知府冯桢命郡人李俊育(即李五)增正淳，增高三尺; 万历三十二年(公元1424年)，地大震，桥梁倒塌，基址低陷，知府姜志礼修复; 清雍正八年(公元1730年)秋

15、，桥崩，知县工之琦修复; 民国二十年(公元1932年)蔡廷锴军长改建为钢筋混凝土公路桥，桥面增高2米。抗日战争时期受到严重破坏; 1993年3月1996年10月，国家拨出600多万元专款，实施洛阳桥全面修建，使其恢复古桥旧貌。广济桥广济桥 广济桥，位于潮州古城东门外，扼控闽粤，为交通要津，全长518米。 因传说当年“八仙”之一的韩湘子曾在桥畔的石碑上书“洪水止此”，故此桥又俗称湘子桥。 广济桥以其“十八梭船二十四洲”的独特风格与赵州桥、洛阳桥、芦沟桥并称中国四大古桥，当年的24个桥墩上建有24个式样各异的亭台楼阁，桥中间的一段用铁链串连18艘木船，方便洪水入海及巨轮通行。该桥集梁桥、拱桥、浮桥

16、于一体，是中国桥梁史上的孤例，被誉为“世界上最早的启闭式桥梁”， 广济桥始建于南宋乾道六年(1170年)，历时57年建成。 广济桥在800多年建设史中，留下了数不清的奇闻轶事。由于屡修屡圮，人们便祈求吉祥。清雍正6年(1728)，在大桥又一次修好后“铸二铁牛，列东西岸以镇之”。铁牛背上铸有“镇桥御水”四个字，分别安置在西岸的第8墩和东岸的第12墩上。桥墩上建有形式各异的廿四对亭台楼阁兼作经商店铺，故有“廿四楼台廿四样”、“一里长桥一里市”之美称。 道光22年(1842)大水冲毁东岸桥墩。一只铁牛跌入河中，以后在上游较远处发现。另一只在1939年遭日本帝国主义者飞机轰炸，后不知去向。1980年重

17、铸铁牛一只，置于桥西第5个桥墩的分水尖上。为此，在潮州一带还流传着这样一首民谣：“潮州湘桥好风流，十八梭船廿四洲;廿四楼台廿四样，两只铁牛一只溜。”2003年至2007年对广济桥按照最辉煌时期的明代进行了修复，桥墩做了加固，恢复了“十八梭船”的启闭式浮桥，修复了桥上的十二座楼阁和十八座亭屋，并为之加上匾额与对联，定位为旅游观光步行桥。 全桥用汉白玉琢成，主拱圈采用蛋形尖拱，配以双向反弯曲线的桥面，宛如驼峰高耸，俗称驼背桥。这座桥净跨径11.38米，为取得通航净空，拱矢特高，约7.5米，桥下曾通行小火轮船，供清慈禧游园使用，以纤巧、挺拔、轻巧为其特色。中国其他古桥欣赏中国其他古桥欣赏玉带桥，位于

18、北京颐和园昆明湖西堤上，是一座单孔石拱桥，建于清乾隆年间(17361795年）。程阳桥又叫永济桥、盘龙桥，建于1916年，是侗寨风雨桥的代表作，是目前保存最好、规模最大的风雨桥 这座横跨林溪河的木石结构大桥，有5个石砌大墩，桥面架杉木，铺木板，桥长64.4米，宽3.4米，高10.6米，桥中有5个多角塔形亭子。 它的建筑惊人之处在于整座桥梁不用一钉一铆，大小条木，凿木相吻，以榫衔接。全部结构，斜穿直套，纵横交错，却一丝不差。 现存最长的多孔薄拱薄墩连拱为江苏苏州宝带桥。桥始建于唐，历代多次重修，现存桥共计53孔，全长316.8m，中间有3孔隆起以通船只，桥宽4.1m。桥头建有石狮、石亭、石塔。

19、浙江杭州拱宸(che/n)于明崇祯四年（公元1631年），清光绪十一年（公元1885年）重建。中孔净跨15.8m，两边孔各为11.9m。拱圈石厚30cm，为拱跨的1/52.7和1/39.7。中墩厚约1m，为拱跨的1/15.8。颐和园17孔桥安徽风鸣湖十七孔桥 世界上跨径最大的石拱桥。桥宽8m，双肋石拱桥，腹拱为9孔13m，南岸引桥3孔13m，北岸引桥1孔15m。主拱圈由两条分离式矩形石肋和8条钢筋混凝土横系梁组成。拱轴线为悬链线（m=1.543） ，拱矢度1/5，拱肋为等高变宽度。1990湖南凤凰县的乌巢河桥 （ L=120m） 主拱圈为等截面悬链线。拱矢度为1/5，拱圈厚1.7m，拱上建筑对

20、称布置5个空腹拱，两边设岸孔37m，拱圈厚1.1m。下部结构为重力式石砌墩台。该桥施工在主孔范围内设3个临时墩，上立钢支架、拱架等，其上砌筑主拱圈。1965广西南宁都安红渡桥（L: 100m )洛阳龙门石窟石拱桥 丹河桥 丹河桥为一主孔跨度88m、矢高21m的上承式钢筋混凝土空腹无铰拱桥。拱圈由两片工字型拱肋组成。两岸引桥各为一孔跨度12m、矢高4m的石拱桥。 中国古代的砌体结构也有辉煌的成就。中国古代的砌体结构也有辉煌的成就。明代建造的南京灵谷寺明代建造的南京灵谷寺无梁殿无梁殿以砖拱为以砖拱为主体结构。主体结构。 国民革命军阵亡将士公墓，是个集寺、国民革命军阵亡将士公墓，是个集寺、墓、公园为

21、一体的风景区，通常人们仍墓、公园为一体的风景区，通常人们仍称这一带为灵谷寺。无梁殿原称无量殿称这一带为灵谷寺。无梁殿原称无量殿，因殿内供奉无量寿佛而得名，从殿基，因殿内供奉无量寿佛而得名，从殿基到屋顶，全部用大砖砌成，不施寸木，到屋顶，全部用大砖砌成，不施寸木，也无梁椽，故俗称无梁殿。也无梁椽，故俗称无梁殿。 河北定县开元寺塔河北定县开元寺塔定州塔、定县瞭敌塔1055年建成，高达84米，十三层 （砖石结构） ，是当时世界最高的砌体结构。赵州塔赵州塔 建于元天历三年（ 1330 ），全称 “ 特赐大元赵州古佛真际光祖国师之塔 ” ，塔高 33 米，七层。 福建泉州开元寺 浙江长兴寿圣寺塔 杭州雷

22、锋塔 杭州雷锋塔 武安舍利塔 苏州虎丘塔砖 西安大雁塔砖表土心高64.517米，底层边长25米 小雁塔约45米高 广东著名风格楼阁式砖石塔金鳌洲塔，400多年重庆荣昌石塔倾斜45度三百年不倒，高10米 砌体建筑结构在国外也有悠久的历史砌体建筑结构在国外也有悠久的历史 享有悠久历史声誉的埃及享有悠久历史声誉的埃及胡夫金字塔胡夫金字塔（世界上最大的（世界上最大的巨石巨石建筑建筑 ），建于公元前，建于公元前2560年。年。 也称大金字塔，建于公元前也称大金字塔，建于公元前2560年，塔高年，塔高146.5米，米，因年久风化，顶端剥落因年久风化，顶端剥落10米，现高米，现高136.5米。塔身是米。塔身

23、是用用230万块石料堆砌而成，大小不等的石料重达万块石料堆砌而成，大小不等的石料重达1.5吨吨至至160吨，塔的总重量约为吨，塔的总重量约为684万吨，它的规模是埃及万吨，它的规模是埃及迄今发现的迄今发现的108座金字塔中最大的。座金字塔中最大的。 胡夫金字塔是一座几乎实心的巨石体，成群结队的人胡夫金字塔是一座几乎实心的巨石体，成群结队的人将这些大石块沿着地面斜坡往上拖运，然后在金字塔将这些大石块沿着地面斜坡往上拖运，然后在金字塔周围以一种脚手架的方式层层堆砌。周围以一种脚手架的方式层层堆砌。100，000人共用人共用了了20年的时间才完成这一人类的奇迹。年的时间才完成这一人类的奇迹。 世界最

24、著名的埃及胡夫金字塔 建于公元建于公元537年的位于伊斯坦布尔的年的位于伊斯坦布尔的索菲亚大索菲亚大教堂教堂，也是一个用砖砌球壳和石砌半圆拱组成，也是一个用砖砌球壳和石砌半圆拱组成的宏伟的宏伟砖石砖石建筑。建筑。 （或称圣智大教堂）建于公元（或称圣智大教堂）建于公元532年年公元公元537年。教堂宏伟的穹顶由年。教堂宏伟的穹顶由4座大拱门支撑。穹顶座大拱门支撑。穹顶和柱子的顶部布满了由一小块一小块玻璃组成和柱子的顶部布满了由一小块一小块玻璃组成的美丽镶嵌图案，常以金、银来加以衬托。现的美丽镶嵌图案，常以金、银来加以衬托。现在它是一个博物馆。在它是一个博物馆。 伊斯坦布尔伊斯坦布尔索菲亚大教堂索菲亚大教堂法国古老城堡和石拱桥法国古老城堡和石拱桥 1.2 砌体结构的优缺点一、优点1、采用砖石结构较易就地取材。2、砌体结构具有很好的耐火性、较好的化学稳定性和大气稳定性。3、采用砌体结构一般较混凝土结构可以节约水泥和钢材，且砌筑时不需模板及特殊的技术设备，可以节约木材。4、当采用砌块或大型板材作墙体时，可以减轻结构自重，加快施工进度，进行工业化生产和施工。二、缺点1、砌体结构的自重大。2、砌体结构砌筑工作相当繁重。3、砂浆和砖石间的粘结力较弱，因