砌体结构复习

1、河南大学土木建筑学院砌体的定义砌体的定义v砌体砌体 是把块体是把块体(?)(?)和砂浆和砂浆( (水泥、石灰膏等胶凝材料与砂、水拌和而成) )通过砌筑而成的结构材料。通过砌筑而成的结构材料。0、绪论v砌体结构砌体结构 系指将由块体和砂浆砌筑而成的墙、柱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构件的结构体系。作为建筑物主要受力构件的结构体系。 2、砌体结构优缺点、砌体结构优缺点v优点优点 容易就地取材，造价低廉容易就地取材，造价低廉 ；如天然石材、粘土、砂等几乎到处都有，来源极广。砌体具有良好性能：耐火性、耐久性、保温隔热性、抗砌体具有良好性能：耐火性、耐久性、保温隔热性、抗腐蚀性等

2、。腐蚀性等。易满足建筑功能要求。施工工序单一、方便，新铺砌体可承受一定的荷载，可施工工序单一、方便，新铺砌体可承受一定的荷载，可连续施工，在寒冷地区可用冻结法施工。连续施工，在寒冷地区可用冻结法施工。1.1.墙体与钢筋混凝土结构相比，能节约三材（钢、木和水墙体与钢筋混凝土结构相比，能节约三材（钢、木和水泥），造价较低。泥），造价较低。河南大学土木建筑学院v缺点缺点自重大，强度较低自重大，强度较低 ；整体性差：砌体的抗拉和抗剪强度都很低，结整体性差：砌体的抗拉和抗剪强度都很低，结构抗震性能较差；构抗震性能较差；费工：砌体费工：砌体砌筑工作量大，且为手工操作，工人劳动强度大，施工进度较慢；浪费土地

3、资源，污染环境：粘土砖制造耗用粘浪费土地资源，污染环境：粘土砖制造耗用粘土，影响农业生产不利于环保。土，影响农业生产不利于环保。 河南大学土木建筑学院1、砌体物理力学性能1、砌体材料的受压性能受压破坏试验特征：受压破坏试验特征：砌体的抗压强度小于其所用块体的抗压强度。砌体的抗压强度小于其所用块体的抗压强度。裂缝首先出现在单块砖内。裂缝首先出现在单块砖内。为什么砌体的抗压强度小于其所用块体的抗压强度？v虽然砌体承受轴向均匀压应力，但由于材料性能差异、材料缺陷和施工缺陷等原因，砌体内的单块砖内产生了复杂应力状态，块体不仅受压，还要受拉、受弯、受剪，在其抗压强度还未充分发挥之前，就因抗拉、抗弯、抗剪

4、强度不足而破坏。河南大学土木建筑学院总结：影响砌体抗压强度的因素v材料强度 块体：强度高，砌体抗压强度越高明显明显 砂浆：等级高，砌体抗压强度有所提高有限 v砂浆性能：流动性、保水性好 过大：砂浆横向变形大 过小：不易均匀密实 采用纯水泥砂浆时，由于其和易性差，强度降低。 v块材的形状、尺寸、灰缝厚度 外形：平整、规则 尺寸：厚度大，有利有利 灰缝厚度均匀：8-12mm 饱满：饱满度： 80%； 块材含水率：10-15%v砌筑质量 砌筑方法 砂浆搅拌方式 工人的技术水平 现场质量管理水平河南大学土木建筑学院砌体抗剪破坏类型：1.沿通缝截面破坏 2.沿阶梯形截面破坏 水平灰缝抗剪强度砂浆强度水平

5、灰缝抗剪强度砂浆强度竖向灰缝抗剪强度上述两种破坏其抗剪强度差异很小，Because:竖缝：1.往往不密实 2.砂浆硬化时干缩 削弱二者粘结抗剪计算中竖缝粘结强度不予考虑。2、砌体材料的受剪性能河南大学土木建筑学院3、砌体材料的受拉性能河南大学土木建筑学院砌体结构设计方法v 2、砌体结构可靠度设计方法河南大学土木建筑学院v特殊情况下各类砌体强度设计值的调整系数av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，a0.9。v对无筋砌体构件，其截面面积截面面积A0.3m2时，aA+0.7；对配筋砌体构

6、件，配筋砌体构件， A0.2m2时，时，aA+0.8；构件截面面积A以m2计。v当砌体用水泥砂浆水泥砂浆砌筑时，对抗压强度设计值，抗压强度设计值，a0.9；对抗拉、抗弯及抗剪强度设计值，对抗拉、抗弯及抗剪强度设计值，a0.8；对配筋砌体构配筋砌体构件，仅对砌体的强度设计值乘以调整系数件，仅对砌体的强度设计值乘以调整系数a。v当施工质量控制等级为施工质量控制等级为C级级（配筋砌体不允许采用C级）时，a0.89；v当验算施工中房屋的构件时，验算施工中房屋的构件时，a1.1；但由于施工阶段砂浆尚未硬化，砂浆强度可取为零砂浆强度可取为零。v砌体的强度设计值的调整河南大学土木建筑学院受压构件承载力计算公

7、式受压构件承载力计算公式fANA 截面面积，对各类砌体均应按毛截面计截面面积，对各类砌体均应按毛截面计算算 （一）（一）考虑考虑的影响的影响 N 轴向力设计轴向力设计值值高厚比高厚比和轴向力偏心距和轴向力偏心距e对受压构件承载力的影响系对受压构件承载力的影响系数数f 砌体抗压强度设计值按砌体抗压强度设计值按砌体结构设计规范砌体结构设计规范表表3.2.1-1表表3.2.1-7采采用用 hH0ThH0矩形截面矩形截面 T 形截面形截面 H0h 不同砌体材料的高厚比修正系不同砌体材料的高厚比修正系数数 按按砌体结构设计砌体结构设计规范规范D.0.1条查表条查表 220121211) 11(12112

8、11hehe受压构件的计算高度，按受压构件的计算高度，按砌砌体结构设计规范体结构设计规范表表5.1.3采用采用矩形截面轴向力偏心方向的边长，矩形截面轴向力偏心方向的边长，当轴心受压时为截面较小边长当轴心受压时为截面较小边长3、无筋砌体结构构件承载力计算河南大学土木建筑学院fAN0（二）（二）对矩形截面构件，对矩形截面构件，当轴向力偏心方向的截面边长大于另一方当轴向力偏心方向的截面边长大于另一方向的边长时，除按偏心受压计算外，还应对较小边长方向按轴心向的边长时，除按偏心受压计算外，还应对较小边长方向按轴心受压进行验算，受压进行验算，即：即：（三）（三）e的限值的限值 ye6 . 0y 截面重心到

9、轴向力所在偏心方向截面边缘的距截面重心到轴向力所在偏心方向截面边缘的距离离 ye6 . 0河南大学土木建筑学院砌体局部受压承载力计算砌体局部受压承载力计算 （一）分类（一）分类局部受压局部受压局部均匀受压局部均匀受压局部不均匀受压局部不均匀受压中心局压中心局压边缘局压边缘局压中部局压中部局压端部局压端部局压角部局压角部局压（二）破坏形态（二）破坏形态1）、竖向裂缝发展而破坏）、竖向裂缝发展而破坏 2）、劈裂破坏）、劈裂破坏 3）、与垫板直接接触的砌体局部破坏）、与垫板直接接触的砌体局部破坏 少见，靠构造措施少见，靠构造措施常见，靠计算常见，靠计算1、砌体局部受压的特点、砌体局部受压的特点 河南

10、大学土木建筑学院局部抗压强度局部抗压强度f 套箍强化作用套箍强化作用力的扩散原理力的扩散原理f f 1.0135. 010LAA限A。/Al过大过大，可能发生在砌体内一旦产生纵向裂缝即呈脆性破坏的劈裂破坏劈裂破坏，故按上式算得的值，尚应符合限值限值规定规定。注：注：对多孔砖砌体和按对多孔砖砌体和按规范规范第第6.2.13条的要求灌孔的砌块砌体，在条的要求灌孔的砌块砌体，在(a)、(b)、(c)款的情况下，尚应符合款的情况下，尚应符合1.5。未灌孔混凝土砌块砌体，。未灌孔混凝土砌块砌体，=1.0。 河南大学土木建筑学院3.2.13.2.1砌体局部均匀受压时的承载力计算砌体局部均匀受压时的承载力计

11、算 砌体受局部均匀压力作用时的承载力应按下式计算砌体受局部均匀压力作用时的承载力应按下式计算：1fANl（3-23）lN 局部受压面积上的轴向力设计值；局部受压面积上的轴向力设计值；砌体局部抗压强度提高系数；砌体局部抗压强度提高系数；lA 局部受压面积。局部受压面积。f 砌体局部抗压强度设计值，砌体局部抗压强度设计值，可不考虑强度调整系可不考虑强度调整系数数 的影响；的影响；a河南大学土木建筑学院 b压应力图形的完整系数为fhc103.2.23.2.2梁端支承处砌体的局部受压梁端支承处砌体的局部受压河南大学土木建筑学院llfANN0梁端支承处砌体局部受压承载力计算公式梁端支承处砌体局部受压承载

12、力计算公式式中： 上部荷载折减系数（ ， 当 时，取 0；）； N0局部受压面积内上部轴向力设计值， 01.50.5/lAA0l/3AA 2. 上部平均压应力设计值；3.Al 局部受压面积。 梁端有效支承长度,计算值大于a时取a； 梁的截面宽度； 4.Nl 梁端支承压力设计值； 00lNA00lAa b0ab河南大学土木建筑学院 梁端底面压应力图形完整系数 （一般可取 0.7；对于过梁和墙 梁可取 1.0）； 砌体局部抗压强度提高系数(小于限值)； 砌体的抗压强度设计值（可能调整）。 f河南大学土木建筑学院刚性垫块的构造应符合下列规定。刚性垫块的构造应符合下列规定。 垫块的高度高度 tb180

13、mm，自梁边缘自梁边缘算起的垫块挑出长度不宜大于垫挑出长度不宜大于垫块的高度块的高度 tb。 4.垫块下砌体局部受压承载力计算垫块下砌体局部受压承载力计算blfANN10N0垫块面积A Ab b内内上部轴向力设计值， Nl梁端支承压力设计值; 垫块上Nl作用点位 置可取0.4a0处；00bNAbbbAab河南大学土木建筑学院梁端有效支承长度梁端有效支承长度当梁端设有刚性垫块时，垫块上表面上表面梁端有效支承长度 a0 考虑刚性垫块的影响，按下式计算01chaf刚性垫块的影响系数1垫块上的N0及Nl合力的影响系数，可根据根据e/ab查附表中3的值lblNNaaNe004 . 02河南大学土木建筑学

14、院式中 刚性垫块的影响系数（按表采用）； 梁的截面高度； 砌体的抗压强度设计值。 系数值表系数值表1chf1 f/0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 5.4 5.7 6.0 6.9 7.8 河南大学土木建筑学院1、纵墙承重方案、纵墙承重方案 板板梁（或屋架）梁（或屋架）纵墙纵墙基础基础地基地基 2、横墙承重方案、横墙承重方案 楼（屋）面板楼（屋）面板横墙横墙基础基础地基地基 3、纵横墙承重方案、纵横墙承重方案 楼（屋）面板楼（屋）面板梁梁纵墙纵墙横墙横墙基础基础地基地基纵墙承重方案纵墙承重方案横墙承重方案横墙承重方案纵横墙承重方案纵横墙承重方案4、墙体设计河南大学土木建筑学院4、内框架

15、纵墙承重方案、内框架纵墙承重方案外纵墙外纵墙外纵墙基础外纵墙基础楼楼(屋屋)面板面板梁梁柱柱 柱基础柱基础地基地基5、底部框架承重方案、底部框架承重方案 梁板荷载在上部通过梁板荷载在上部通过内外墙体向下传递，在结内外墙体向下传递，在结构转换层部位，通过钢筋构转换层部位，通过钢筋混凝土梁传给柱，再传给混凝土梁传给柱，再传给基础基础 。河南大学土木建筑学院值愈大值愈大，表示整体房屋的水平侧移与平面排架的侧移愈接近，表示整体房屋的水平侧移与平面排架的侧移愈接近，即即房屋空间作用愈小房屋空间作用愈小；反之，；反之，愈小愈小，房屋的水平侧移愈小，房，房屋的水平侧移愈小，房屋的屋的空间作用愈大空间作用愈大

16、。 房屋空间作用的大小可以用空间性能影响系数房屋空间作用的大小可以用空间性能影响系数表示表示 河南大学土木建筑学院房屋静力计算方案房屋静力计算方案 （一）刚性方案（一）刚性方案 （二）弹性方案（二）弹性方案 （三）刚弹性方案（三）刚弹性方案 楼（屋）盖楼（屋）盖墙、柱的墙、柱的不动铰支座不动铰支座 楼（屋）盖楼（屋）盖墙、柱的墙、柱的滚动铰支座滚动铰支座 楼（屋）盖楼（屋）盖墙、柱的墙、柱的弹性支座弹性支座 刚性方案刚性方案 弹性方案弹性方案 刚弹性方案刚弹性方案 0.330.370.770.820.33 0.82河南大学土木建筑学院v高厚比：墙、柱计算高度H0与墙厚h（或与柱的计算高度相对应

17、的柱边长）的比值，用表示。v=H0/hv计算高度是指对墙、柱进行承载力计算或验算高厚比时所采用的高度，用H0表示。1 墙、柱高厚比的概念墙、柱高厚比的概念一、墙、柱高厚比要求一、墙、柱高厚比要求房屋墙柱构造要求河南大学土木建筑学院 2. 墙、柱高厚比验算墙、柱高厚比验算稳定性稳定性v高厚比验算包括两方面：、允许高厚比的限值、墙柱实际高厚比的确定1）.允许高厚比的影响因素允许高厚比的影响因素1) 砂浆强度等级砂浆强度等级 砂浆强度是影响允许高厚比的重要因素。砂浆强度愈高，砂浆强度愈高，允许高厚比亦相应增大。允许高厚比亦相应增大。 2) 砌体类型砌体类型 毛石墙毛石墙比一般砌体墙刚度差刚度差，允许

18、高厚比允许高厚比要降低降低；组合砌体组合砌体由于钢筋混凝土的刚度好，允许高厚比可提高提高。 横墙间距横墙间距 横墙间距愈小小，墙体稳定性稳定性和刚度刚度愈好好； 横墙间距愈大大，墙体稳定性和刚度愈差差。河南大学土木建筑学院v4) 砌体截面刚度砌体截面刚度 v砌体截面惯性矩较大截面惯性矩较大，稳定性则好稳定性则好。当墙上门窗洞口削弱较多墙上门窗洞口削弱较多时，允许高厚比值降高厚比值降低低，可以通过有门窗洞口墙允许高厚比的修通过有门窗洞口墙允许高厚比的修正系数来考虑此项影响。正系数来考虑此项影响。 v5) 构造柱间距及截面构造柱间距及截面 v构造柱间距愈小小，截面愈大大，对墙体的约束愈大大，因此墙

19、体稳定性愈好好，允许高厚比可提高。通过修正系数来考虑通过修正系数来考虑。 河南大学土木建筑学院6) 支承条件支承条件 刚性方案刚性方案房屋的墙柱在屋盖和楼盖支承处假定为不动不动铰支座铰支座，刚性好；而弹性和刚弹性房屋弹性和刚弹性房屋的墙柱在屋(楼)盖处侧移较大，稳定性差。验算时用改变其计算高度来考虑这一因素用改变其计算高度来考虑这一因素。 7) 构件重要性和房屋使用情况构件重要性和房屋使用情况 对次要构件次要构件，如自承重墙自承重墙允许高厚比可以增增大，通过通过修正系数考虑修正系数考虑；对于使用时有振动的房屋则应酌情降低对于使用时有振动的房屋则应酌情降低。河南大学土木建筑学院墙、柱高厚比的允许

20、极限值允许极限值称允许高厚比允许高厚比，用 表示，可按下表采用。需要指出， 值与墙、柱砌体材料的质量和施工技术水平等因素有关，随着科学技术的进步，在材料强度日益增高，砌体质量不断提高的情况下， 值将有所增大。 2）、允许高厚比及其修正）、允许高厚比及其修正河南大学土木建筑学院自承重墙自承重墙是房屋中的次要构件次要构件，且仅有自重作用。根据弹性稳定理论，对用同一材料制成的等高、等截面杆件，当两端支承条件相同，且仅受自重作用时失稳的临界荷载比上端受有集中荷载的要大，所以自承重墙的允许高厚比的限值可适允许高厚比的限值可适当放宽当放宽，即 可乘以一个大于乘以一个大于1的修正系数的修正系数1 。对于厚度 h240mm 的自承重墙，1 的取值分别为的取值分别为：当h=240mm时，1 =1.2 当 h=180mm时，1 =1.32 当 h=120mm时，1 =1.44 当 h=90mm 时，1 =1.5 上端为自由端墙的允许高厚比上端为自由端墙的允许高厚比，除按上述规定提高外，尚除按上述规定提高外，尚可再提高可再提高 30%；对厚度小于90mm的墙，当