砌体结构设计

混凝土与砌砌体结构设设计河海大大学主要内容砌体结构设设计单层厂房设设计钢筋混凝土土框架结构构混凝土结构构设计第三章砌砌体结构构◆本章主要内内容#砌体材料及及砌体力学学性能#砌体结构设计计方法#砌体结构构件件承载力的计计算#混合结构房屋屋墙体设计#过梁、挑梁等等的设计#配筋砌体结构构设计3.1绪论砌体结构：块材（砖、石石、砌块）和和砂浆建造墙墙、柱作为主要受受力构件的结结构（砌体—混合结构）。。长城3.1绪论一、砌体结构构发展简史中国古代砌体体结构：秦砖汉瓦古代建筑以砖砖木结构为主主，墙作填充充、防护之用用（木框架结结构）近代建筑筑受欧洲洲建筑影影响，开开始采用用砖墙承承重赵洲桥3.1绪论结构：敞肩式单孔圆弧弓形形石拱桥尺寸：全长50.82米，桥面宽约约10米，跨度37.02米，拱圈矢高高7.32米，组成：28条并列的的石条砌砌成拱圈圈地位：材料料使用、、结构受受力、艺术造型型、经济济都达到极极高成就就，世界上最最早的敞敞肩式拱拱桥。。公元1055年建成高84.2米砖砌双层层筒体结结构3.1绪论河南登封封嵩岳寺寺塔（公公元386-534）：砖砌单筒筒体，12边形，15层，高43.5米。3.1绪论外国古代代砌体结结构金字塔3.1绪论巴比伦的的伊什塔塔尔城门门（公元前606年~公元前562年）3.1绪论伊斯坦布尔的圣索菲亚教堂

（33米）（公元537年）3.1绪论雅典卫城城（公元前前480年）巴台农神神庙厄瑞克忒忒翁神庙庙3.1绪论古代欧洲洲建筑物物多为石石砌古罗马角角斗场（（公元72年）5万人3.1绪论罗马的万万神庙（（43米）（公元120-124年）3.1绪论圣彼得大大教堂3.1绪论巴黎圣母母院（公元1180年）3.1绪论比萨的大教堂、洗礼堂和钟楼塔等建筑，于1173年开工，直到14世纪才竣工

3.1绪论高16层带有电梯梯莫纳得洛克克大楼(芝加哥)1891年3.1绪论自50年代，我我国多层层住宅多多为砌体体结构房房屋近些年，，我国砖砖的年产产量达到到世界其其他各国国砖年产产量的总总和。3.1绪论现代砌体体结构

3.1绪论配筋混凝凝土砌块块砌体（剪力墙墙结构））砌块有120年历史配筋混凝凝土砌块块砌体可可达到近近三十层层砌体结构构施工现现场3.1绪论二、砌体体结构优优缺点优点：就地取材材；造价低；；耐热耐久久性好；；保温隔隔热性能能好；施工简便便、连续续缺点：强度低；；自重大大；整体性差差；施工劳动动力大；；采用粘土土砖占用用农田、、耕地；；3.1绪论三、砌体体结构应应用范围围民用建筑筑：墙、、柱、过过梁、基基础等工业建筑筑：围护护墙、烟烟囱、水水池、水水塔等其它：桥桥梁、隧隧道、挡挡土墙、、大坝、、渡槽等等3.1绪论3.2砌体材料料及砌体体的力学学性能一、材料料及其强强度等级级二、砌体体结构的的种类三、砌体体的受压压性能四、砌体体的局部部受压性性能五、砌体体的受拉拉、受弯弯、受剪剪性能六、砌体体的变形形和其它它性能3.2砌体材料料及砌体体的力学学性能一、材料料及其强强度等级级（一）砖砖1、砖的的分类①烧结砖砖A、烧结普通通砖：以粘土土、煤矸矸石、页页岩或粉粉煤灰为为主要原原料240××115×53mmB、烧结多孔孔砖：孔洞率率≥15%（KP和KM）KP砖：240××115×90mmKM砖：190××190×90mm（一）砖砖1、砖的的分类②蒸压砖砖：以石灰和和砂或粉粉煤灰为为主要原原料压制成型型、蒸压压养护A、蒸压灰砂砂砖：以以石灰和和砂为主主要原料料B、蒸压粉煤煤灰砖：：以石灰灰和粉煤煤灰为主主要原料料3.2砌体材料料及砌体体的力学学性能2、砖强度度等级（（用MU表示，单单位：Mpa）由标准实实验方法法得到砖砖的极限限抗压强强度的平平均值来来划分烧结砖强强度等级级：MU30、MU25、MU20、MU15、MU10蒸压砖强强度等级级：MU25、MU20、MU15、MU10砖强度等等级3.2砌体材料料及砌体体的力学学性能强度等级抗压强度平均值MU30MU25MU20MU15MU103025201510（二）砌块块1、砌块的的分类材料：混混凝土、、工业废废料（粉粉煤灰、、煤矸石石等）①普通混混凝土小小型空心心砌块：390××190×90mm②轻集料混凝凝土小型型空心砌砌块：390××190×90mm常用：混混凝土小小型空心心砌块3.2砌体材料料及砌体体的力学学性能2、砌块的的强度等等级按毛截面面面积计计算的极极限抗压压强度来来划分砌块强度度等级：：MU20、MU15、MU10、MU7.5、MU5表1-2：普通混凝凝土小型型空心砌砌块强度等级级表1-3：轻集料混混凝土小小型空心心砌块强度等级级3.2砌体材料料及砌体体的力学学性能（三）石材材1、分类①料石②②毛毛石2、强度等等级MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30、MU203.2砌体材料及及砌体的力力学性能由标准实验验方法得到到70×70×70mm石材的抗压强度度划分（四）砂浆砂浆是由石灰、石膏膏、水泥等胶凝材料料掺砂或矿渣等细骨料加加水拌和而而成（粘结结、衬垫和和传递应力力）1、分类类①水泥泥砂浆浆②混混合砂砂浆③③无水水泥砂砂浆（用M表示，Mpa）④混凝土小型空空心砌块砂浆浆（用Mb表示，Mpa）掺合料：粉煤灰外加剂：减水剂、早强强剂，缓凝剂剂，速凝剂等等2、强度等级有：M15、M10、M7.5、M5、M2.5，零号砂浆Mb30、Mb20、Mb15、Mb10、Mb7.5、Mb53.2砌体材材料及及砌体体的力力学性性能（五）混混凝土土小型型空心心砌块块灌孔孔混凝凝土高流动动性和和低收收缩的的细石石混凝凝土掺合料料：粉煤煤灰外加剂剂：减水剂剂、早早强剂剂，缓缓凝剂剂，速速凝剂剂等强度等等级：：用Cb表示，，单位位：MPa有：Cb40、Cb35、Cb30、Cb25、Cb203.2砌体材材料及及砌体体的力力学性性能（六）材材料最最低强强度等等级的的选择择1、五层层及五五层以以上房房屋的的墙，，受振振动或或层高高大于于6米的墙墙、柱柱：①砖：：MU10②②砌块：：MU7.5③③石材：：MU30④④砂浆：：M52、安全强强度等等级为为一级级或使使用年年限大大于50年的房房屋，，材料最最低强强度等等级提提高一一级3、地面面以下下或防防潮层层以下下砌体体，潮潮湿房房间的的墙，，材料料最低低强度度等级满满足表1-5（表15-1）的要求求3.2砌体材材料及及砌体体的力力学性性能二、砌砌体结结构的的种类类1、无筋筋砌体体结构构（1）砖砌砌体结结构砌法：实心心、空空心①实心心砖砌砌体砌法：：顺砌砌、丁丁砌三顺一丁一顺一丁梅花丁全丁3.2砌体材材料及及砌体体的力力学性性能3.2砌体材材料及及砌体体的力力学性性能砌筑方方法：：②空心心墙（2）砌块块砌体体结构构（3）石砌砌体结结构2、配筋筋砌体体结构构分为：：配筋筋砖砌砌体构构件、、配筋筋砌块块砌体体构件件（1）配筋筋砖砌砌体构构件①网状配筋砖砖砌体构件件（水平灰灰缝处）②组合砖砖砌体构件件（砖砌体体+钢筋混凝土土或砂浆面面层）3.2砌体材料及及砌体的力力学性能2、配筋砌体体结构（2）配筋混凝凝土砌块砌砌体构件①约束配配筋砌块砌砌体构件（（墙体转角角、洞口处处）②均匀配筋筋砌块砌体体构件（剪剪力墙）3.2砌体材料及及砌体的力力学性能3、约束砌体体结构圈梁、构造造柱3.2砌体材料及及砌体的力力学性能4、墙板墙板有：砖砖（砌块））墙板、预预制混凝土土空心墙板板、矿渣混凝土土墙板、整整体现浇混混凝土墙板板三、砌体结结构发展趋趋势①新材料②推广配筋筋砌体③理论研究究④施工技技术工业业化3.2砌体材料料及砌体体的力学学性能1、砌体的的受压破破坏特征征（1）普通砖砖砌体根据实验验，砖砌砌体受轴轴心压力力，从受受压开始始到破坏坏，根据据裂缝的的出现和和发展等等特点，，划分为为三个阶阶段：阶段I：单块砖出现裂裂缝，荷载不不增加，裂缝缝不发展；P=(50~70)%PuP=(80~90)%Pu阶段II：裂缝发展形成成连续，荷载载不增加，裂裂缝发展；阶段III：形成小砖柱，，小砖柱失稳稳破坏。四、砌体的受压压性能（2）多孔砖砌体体的受压破坏坏特征高度比普通砖砖高，且存在在较薄的孔壁壁，脆性破坏特征征显著。三个阶段：阶段I：单块砖出现裂裂缝，P=70%Pu；阶段II：裂缝发展形成成连续，数量量不多，裂缝缝贯通速度快快；阶段III：形成小砖柱，，小砖柱失稳稳破坏，砖表面出现大大面积剥落。。从阶段II到阶段III时间短三、砌体的受受压性能2、普通砖砌体体受压应力分分析三、砌体的受受压性能2、普通砖砌体体受压应力分分析三、砌体的受受压性能2、普通砖砌体体受压应力分分析三、砌体的受受压性能2、普通砖砌体体受压应力分分析三、砌体的受受压性能应力分析？（（复杂应力状状态）①砖受力：压压、弯、剪、、拉②砌体横向变变形时，砖和和砂浆交互作作用受力状态：砖砖：压、弯、、剪、拉，抗抗压强度降低低砂浆：三向受受力状态，抗抗压强度提高高导致：砌体抗压强度度低于砖，高于砂浆砖内产生附加加拉应力，加加快了砖裂缝缝出现③砖可视为弹弹性地基（砂砂浆）梁④竖向灰缝处处的应力集中中三、砌体的受受压性能3、砌体抗压强强度强度影响响因素（1）材料本身①块材、砂浆浆、灌孔混凝凝土强度等级级；②块材的的高度、长度度；③块材表面平平整；④砂浆浆和易性；砂砂浆弹性模量量（2）砌筑质量①水平灰缝砂砂浆饱满度②②灰缝厚度度③块体砌筑时时的含水率④④砌体组砌砌方法⑤施工质量控控制等级（施施工现场质量量管理、材料料强度、工人人技术等级分分为A、B、C三级）（表1-6）（3）实验方法三、砌体的受受压性能（3）实验方法三、砌体的受受压性能4、砌体抗压强强度平均值公公式在实验基础上上经统计分析析：三、砌体的受受压性能f1—块体抗压强度平均均值f2—砂浆抗压强度度平均值k1、α—与块体类别有有关的参数；；k2—砂浆强度影响响的修正系数数。（表1-9）灌孔砌块砌砌体抗压强强度：fg,m=fm+0.94Ac/Afc,mfm——空心砌块砌砌体抗压强强度平均值值；fc,m——灌孔混凝土土抗压强度度平均值;Ac——灌孔混凝土土截面面积积；A——砌体截面面面积。三、砌体的的受压性能能4、砌体抗压压强度平均均值公式四、砌体的的局部受压压性能1、分类①局部均匀匀受压②②局部不均均匀受压2、砌体局部部受压破坏坏特征三种破坏形形态：①因竖向裂裂缝的发展展破坏（先先裂后坏））四、砌体的的局部受压压性能四、砌体的的局部受压压性能2、砌体局部部受压破坏坏特征三种破坏形形态：①因竖向裂裂缝的发展展破坏（先先裂后坏））②劈裂破坏坏（一裂即即坏）四、砌体的的局部受压压性能2、砌体局部部受压破坏坏特征三种破坏形形态：③局部压碎碎四、砌体的的局部受压压性能2、砌体局部部受压破坏坏特征三种破坏形形态：3、局部受压压工作机理理①沿压力竖竖向截面应应力分布（（距钢板数数皮砖以下下砌体产生生第一批裂缝缝）②局部砌体体三向受压压，抗压强强度提高（（套箍强化化）③“力的扩扩散”和侧侧压力的综综合影响（（边缘及端端部）四、砌体的的局部受压压性能砌体抗压强强度大于轴轴心抗拉、、弯曲抗拉拉及抗剪强强度取决于灰缝缝强度，竖向灰缝缝强度一般般不考虑五、砌体的的受拉、受受弯、受剪剪性能（一）轴心心受拉性能能1、破坏特征征拉力与水平平灰缝平行行：①沿齿齿缝截面破破坏（砂浆浆强度低））②沿块块体与竖向向灰缝截面面破坏（可可避免）（一）轴心心受拉性能能1、破坏特征征拉力与水平平灰缝垂直直：沿水平通缝缝破坏(绝对避免））2、轴心抗拉拉强度平均均值五、砌体的的受拉、受受弯、受剪剪性能（表1-10）（二）弯曲曲受拉性能能1、破坏特征征①沿齿缝截面面破坏五、砌体的的受拉、受受弯、受剪剪性能②沿块体与与竖向灰缝缝截面破坏坏（可避免免）③沿水平通缝缝破坏砂浆强度低低五、砌体的的受拉、受受弯、受剪剪性能（二）弯曲曲受拉性能能1、破坏特征征（表1-10）2、弯曲抗拉拉强度平均均值五、砌体的的受拉、受受弯、受剪剪性能（二）受弯弯性能（三）受剪剪性能受剪：纯剪剪受力、剪剪-压复合受力力1、破坏特征征（脆性破坏坏）纯剪受力：沿通缝截截面破坏五、砌体的的受拉、受受弯、受剪剪性能1、破坏特征征（脆性破坏坏）剪-压复合受力力：①剪摩破坏（沿水平通通缝截面滑滑移破坏））θ≤450五、砌体的的受拉、受受弯、受剪剪性能②剪压破破坏（沿齿齿缝截面由由于主拉应应力超过抗拉强度破破坏）450＜θ≤600③斜压破坏（（沿压应力力方向破坏坏）600＜θ＜900（三）受剪剪性能2、影响抗剪剪强度的因因素A、块体（斜压压破坏）、、砂浆、灌灌孔混凝土土强度B、垂直压应力力（三种破破坏形态））C、施工质量D、试验方法《砌体基本力力学性能试试验方法标标准》五、砌砌体的的受拉拉、受受弯、、受剪剪性能能3、抗剪剪强度度表达达式A、主拉应应力破破坏理理论剪切破破坏由由于主主拉应应力超超过砌砌体的的抗主主拉应应力强强度五、砌砌体的的受拉拉、受受弯、、受剪剪性能能B、库仑破破坏理理论砌体抗抗剪强强度与与摩擦擦力有有关C、剪剪-压复合合受力力相关关破坏坏模式式经试验验和分分析C、剪剪-压复合合受力力相关关破坏坏模式式五、砌砌体的的受拉拉、受受弯、、受剪剪性能能3、抗剪剪强度度表达达式4、受纯纯剪作作用时时抗剪剪强度度五、砌砌体的的受拉拉、受受弯、、受剪剪性能能1、砌体体受压压应力力-应变关关系0.51.01.52.02.500.51.0abcd曲线无无下降降段，，取砌体受受压应应力-应变关关系全曲线线试验验结果果：六、砌砌体的的变形形和其其他性性能（上升升段、、下降降段））2、变形形模量量①初始始弹性性模量量：③割线线模量量：②切线线模量量：④受压压弹性性模量量：试验研研究表表明：：时时，，经经反反复加加-卸载5次后，，应力力-应变关关系趋趋于直直线，，此时时，割线模模量接近初初始弹弹性模模量。。规范：：（表1-11）按砂浆强强度等等级，与砌砌体抗抗压强强度成成正比比来确确定（石材材例外外）六、砌砌体的的变形形和其其他性性能3、泊松松比：：0.1~0.2剪变模模量G：0.4E4、干缩变变形：：收缩缩率温度变变形：：线膨膨胀系系数（（表1-12）5、摩擦擦系数数（表表1-13）六、砌砌体的的变形形和其其他性性能3.3砌体结结构设设计方方法一、砌砌体结结构的的设计计原则则1、砌体体结构构采用用以概概率理理论为为基础础的极限状状态设设计方法，以可可靠指指标度度量结结构构构件的的可靠靠度，，采用用分项系系数的的设计计表达达式进进行计计算。。2、砌体体结构构应按按承载能能力极极限状状态设计，，并满满足正常使用用极限限状态态的要求求（一一般可可由相相应的的构造造措施保证证）。。3、砌体体结构构和结结构构构件在在设计使使用年年限内，在在正常常维护下下，必必须保保持适适合，，而不不需大大修加加固。。设计计使用年年限按按国家家标准准《建筑结结构可可靠度度设计计统一一标准》确定。。4、根据据建筑筑结构构破坏坏可能能产生生的后后果（（危及及人的的生命、造成经经济损失、、产生社会会影响等））的严重性性，建筑结构划划分为三个个安全等级，设计时根根据具体情况适当选选用。5、设计表达达式砌体结构应应按承载能力极极限状态设计时，应应按最不利利组合进行计算：：当砌体结构作作为一个刚刚体，需要要验算整体体稳定性（（如倾覆、、滑移、漂浮浮等）时，，按下式验验算：二、砌体强强度的标准准值（）和设计值()1、砌体强度度标准值(具有不小于于95%的保证率））式中：2、砌体强度度设计值式中：C级施工质量量控制等级级，乘以调调整系数：：A级施工质量量控制等级级，乘以调调整系数：：3、砌体强度度标准值、、设计值与与平均值的的关系各类砌体受压毛石砌体受压各类砌体受拉、弯、剪0.17类别毛石砌体受拉、弯、剪0.240.200.260.720.600.670.570.450.370.420.364、灌孔混凝凝土砌块砌砌体强度设设计值抗压强度设设计值：式中：抗剪强度设设计值：（表2-6）5、砌体强度设计值调整系数①有吊车、跨度不小于9米的梁下烧结普通砖砌体，跨度不小于7.5米的梁下烧结多孔砖、蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖砌体和混凝土砌块砌体，为0.9；②对无筋砌体构件，其截面面积小于0.3时，对配筋砌体构件，其截面面积小于0.2时，③采用水泥砂浆时，对表2-4至表2-9，为0.9；对表2-10，为0.8。④C、A级施工质量控制等级，分别为0.89和1.05⑤当验算施工中房屋构件时，为1.13.4无筋砌体体结构构件件的设计计计算一、受压构构件设计计计算1、受压短柱柱的受力分分析hbNNeNeNeh’①截面较大受受压边缘的的应力为：：式中：②在e较小，全截截面受压或或受拉边缘缘未开裂的的情况下，，当受压边缘的应力力达到砌体体的抗压强强度时时，该短柱柱所能承受受的压力为为：式中：Ne③在e较大，截面面受拉边缘缘拉应力超超过砌体的的抗拉强度度时，产生生水平裂缝缝，该短柱柱截面部分分受拉，部部分受压，，不考虑截截面受拉所所应力部分分，矩形截截面受力的的有效高度度为：Neh’则：讨论：按上述材料力学公公式计算的砌体体偏心影响响系数，短短柱的承载载能力远低于试验结果?其原因为：：①随偏心距增增大，由于于砌体的弹弹塑性性质质，应力为曲线线分布；②受压面积减减小，荷载载对实际受受压面积的的偏心距逐逐渐变小，，在剩余受压压面积和减减小的偏心心距的作用用下达到新的平衡，砌体所受的压压应力不断断增大；③受压部分砌砌体具有局部受压性质，强度度提高。解决办法：：在材料力学学公式基础础上，根据据试验结果果，规定：：矩形截面：：T形、十字形形截面：式中：2、轴心受压压长柱的受受力分析讨论：A、轴心受压长长柱比短柱柱受压承载载力低：侧向变形产产生纵向弯曲破坏；B、纵向弯曲现现象比钢筋筋混凝土构构件更明显显：水平砂浆缝缝削弱了砌砌体的整体体性。轴心受压长长柱的承载载力计算采采用稳定系数考虑纵向弯弯曲的影响响。根据欧拉公公式，长柱柱发生纵向向弯曲破坏坏的临界应应力：H0—柱的计算高高度式中：临界应力处处的切线模模量：代入上式：：稳定系数：：令：，则：矩形截面：：因此：轴心受压长长柱的稳定系数（（规范）：：—构件的高厚厚比，矩形截面：：T形、十字形形截面：—只与砂浆强强度有关的的系数，式中：3、偏心受压压长柱的受受力分析讨论：偏心受压长长柱比轴心心受压长柱柱受压承载载力低：偏心距:A、轴向压力产产生偏心距eB、侧向变形产产生附加偏心距距ei轴心受压长长柱的承载载力计算采采用偏心影响系系数考虑纵向弯曲和和偏心距的的影响。偏心影响系系数:矩形截面：：（表3-1、表3-2和表3-3）：高厚比比、偏心距距、砂浆强强度等级4、受压构件件的承载力力计算①公式式中：②说明：A、高厚比B、当偏心距方方向边长大大于另一方方向边长，，尚需进行行较小方向的轴压压验算；C、适用条件：：5、双向偏心心受压长柱柱的承载力力计算式中：适用条件：：二、砌体局局部受压设设计计算（一）概述述（二）砌体体局部均匀匀受压1、砌体局部部抗压强度度提高系数数式中：2、影响砌体体局部抗压压强度的计计算面积AlA0hacbhAlA0hbhahh1AlA0ahh(a)(b)AlA0bhh1a(c)(d)3、砌体局部部均匀受压压的承载力力计算为避免劈裂破破坏，局部部抗压强度度提高系数数要符合：：（1）图a情况：（2）图b情况：（3）图c情况：（4）图d情况：（5）多孔砖、、混凝土砌砌块灌孔砌砌体，尚满满足未灌孔砌块块砌体，（三）梁端端支承处砌砌体局部非非均匀受压压1、上部荷载载对砌体局局压强度的的影响（上上部荷载的的折减）不大：砌体体与梁顶逐逐渐脱开，，砌体形成成内拱来传递上部部荷载，砌砌体内内力力重分布，，的的存在和和扩散对下下部砌体有有横向约束束作用，提高砌体局局部抗压强强度N0NlNl较大：砌体体与梁顶接接触面增大大，内拱作作用减小。。分析：上部荷载的的折减系数数：2、梁端有效效支承长度度Nlaa0max砌体局压面面积：(b:梁宽)假定：梁端砌体变变形和压应应力线性分分布砌体边缘：：位移：压应力：k：梁端砌体的的压缩刚度度系数;:压应力力图形形的完完整系系数平均压压应力力：根据试试验结结果，，取：：对承受均均布荷荷载的的钢筋筋混凝凝土简简支梁梁：式中：要求：：规范采采用Nlaa0max2、梁端端有效效支承承长度度3、梁端端砌体体局部部受压压的承承载力力计算算式中：问题？？砌体局局部受受压承承载力力不足足，如如何解解决？？（四））梁端端下设设有刚刚性垫垫块时时砌体体的局局部受受压1、刚性性垫块块①伸入入墙长长度：：，，宽宽度：：②高度度:③自梁边边挑出出长度度N0Nl2、梁端端下设设有刚刚性垫垫块时时砌体体的局局部受受压承承载力力计算算式中：试验表表明：：采用用偏心受受压公公式3、垫块块上梁梁端有有效支支承长长度式中：4、N0Nl（五））梁下下设有有钢筋筋混凝凝土垫垫梁（（长度度>h0)时砌体的的局部部受压压1、垫梁梁如：当当梁或或屋架架端部部支承承处的的砖墙墙上设设有连连续的的钢筋筋混凝土土梁（（圈梁梁）时时，起起垫梁梁作用用。相当于于弹性性地基基上的的无限限长梁梁NlNlh0梁下应力用用三角角形压压应力力代替替，折折算的的应力力长度度为h0最大压压应力力：则垫梁梁的折折算高高度：：规范规规定：：则：考虑荷荷载沿沿墙方方向分分布不不均匀匀的影影响：：2、梁下下设有有钢筋筋混凝凝土垫垫梁（（长度度>h0)时砌体的的局部部受压压承载力力计算算公式式式中：三、受受剪构构件设设计计计算1、砌体体抗剪剪强度度设计计值（（剪-压）2、受剪剪砌体体构件件承载载力计计算四、受受拉、、受弯弯构件件设计计计算算1、轴心心受拉拉砌体体构件件承载载力计计算2、受弯弯砌体体构件件承载载力计计算包括：：①受弯弯承载载力计计算②支座座受剪剪承载载力计计算W——截面抵抵抗矩矩，矩矩形截截面z---内力臂臂，矩矩形截截面取取=2z/33.4混合结结构房房屋墙墙体设设计一、房房屋组组成及及结构构布置置方案案1、组成成：水平承承重结结构：：板、、梁、、屋架架竖向承承重结结构：：墙、、柱、、基础础步骤：①确定房屋结结构布置方案案；②确定房屋的的静力计算方方案（计算简简图）；③进行墙、柱柱的内力分析析；④验算墙、柱柱的承载力并并采取相应的的构造措施。。2、结构布置方方案四种布置方案案（按楼板荷载载传递路线））：适用于开间小小的住宅、宿宿舍、旅馆及及办公楼建筑筑等①横墙承重方方案：屋（楼）面荷荷载横横墙基基础地地基②纵墙承重方方案：纵墙基基础地地基基屋（楼）面荷荷载梁纵纵墙基基础地地基适用于开间大大的教学楼、、医院、食堂堂、仓库建筑筑等③纵横墙承重重方案：屋（楼）面荷荷载纵纵、横墙基基础地地基适用于开间大大的教学楼、、医院、办公公楼建筑等④内框架承重重方案：屋（楼）面荷荷载梁梁柱柱、纵墙基基础地地基适用于工业厂厂房、商场、、餐厅、底层层商店上部住住宅建筑等二、房屋静力力计算方案1、房屋的空间间工作受力性性能分析(1)平面排架（无无山墙）：风荷载纵纵墙基基础础计算单元(2)空间排架（有有山墙、横墙墙）：墙顶水平位移移：不仅与纵墙本本身刚度有关关，而且与屋屋盖结构水平平刚度和山墙墙的刚度有关关。纵墙基础风荷载纵纵墙墙屋盖山山墙山山墙基础础计算单元水平荷载作用用下，中间计计算单元墙柱柱顶水平位移移：式中：(3)空间性能影响响系数（侧移折减系系数）：式中：见表4-1。作为衡量房房屋空间刚度度大小的尺度度，也是确定房屋屋静力计算方方案的依据。。2、房屋静力计计算方案分类类影响因素：①屋盖或楼盖盖的类别②横墙间距刚性方案弹性方案刚弹性方案房屋静力计算算方案划分为为三类（表4-2）：①刚性方案：：屋盖刚度大，，横墙间距小小（<0.33~0.37）②弹性方案（（多层砌体房房屋不采用））：屋盖刚度小，，横墙间距大大（>0.77~0.82）③刚弹性方案案：介于两者之间间3、刚性方案、、刚弹性方案案房屋条件满足条件：①表4-2（屋盖或楼盖的的类别；横横墙间距）②刚性方案、刚刚弹性方案房房屋的横墙（厚度、长度、、洞口）A、横墙的厚度不不宜小于180mm；B、横墙中开有洞洞口时，洞口口的水平截面面面积不应超超过横墙截面面积积的50%；C、单层房屋的横横墙长度不宜宜小于其高度度，多层房屋屋的横墙长度不宜宜小于总高度度的一半。不满足要求时时，验算横墙墙刚度：验算横墙顶最最大水平位移移：此时，可视为为刚性方案、、刚弹性方案案房屋三、房屋墙柱柱构造要求构造要求包括括：①墙、柱高厚厚比要求②墙、柱的一一般构造要求求；③圈梁的设置置及构造要求求④防止或减轻轻墙体开裂的的主要措施（一）墙、柱柱高厚比验算算1、概念高厚比：墙柱计算高度度和墙厚或矩矩形柱边长的的比值，用表示验算目的：使墙柱在正常常使用极限状状态具有足够够的稳定性，保证房房屋的耐耐久性，，提高空空间刚度和整整体工作作性能。。受压构件件的计算算高度H0：（表4-3）房屋类型无吊车刚性方案1.0H柱排架方向垂直排架方向带壁柱墙或周边拉接的墙s>2H2H≥s>Hs≤H1.0H1.0H0.4s+0.2H0.6ss—房屋横墙墙或纵墙墙间距H—墙、柱的的高度H0—墙、柱计计算高度度（表4-3）；h—墙厚或矩矩形柱与与H0相应边长长；2、矩形截截面墙、、柱高厚厚比验算算式中：[]—允许高厚厚比（表4-4），与砂砂浆强度度相关；；注意：变变截面柱柱要验算算上、下下截面，，验算上上柱时，，[]乘以1.33、带壁柱柱墙高厚厚比验算算①整片墙墙高厚比比验算②壁柱间间墙高厚厚比验算算（同矩矩形截面面墙）其中：H0—墙计算高高度（刚刚性方案案）确定截面面翼缘宽宽度bf：书90页A、单层房屋屋：取壁柱宽宽加2/3墙高，且且不大于于窗间墙墙宽度和和相邻壁柱柱间距离离。B、多层房屋屋：有门窗洞洞口时，，取窗间间墙宽度度；无门窗洞洞口时，，取壁柱柱高度的的1/3。4、带构造造柱墙高高厚比验验算①整片墙墙高厚比比验算②构造柱柱间墙高高厚比验验算（同同矩形截截面墙））其中：H0—墙计算高高度（刚刚性方案案）5、影响墙墙、柱高高厚比的的因素①砂浆强强度等级级；②砌砌体类型型；③砌体截截面刚度度；④构件重重要性；；⑤构造柱柱间距及及截面；；⑥横墙间间距；⑦⑦支承条条件。(允许高厚厚比）计算高度度H0（二）墙墙、柱的的一般构构造要求求1、砌体材材料的最最低强度度等级2、墙、柱柱的截面面、支承承及连接接构造要要求（截面面尺寸、、垫块、、壁柱设设置）3、混凝土土砌块墙墙体的构构造要求求（错缝搭搭砌、可可靠连接接、灌孔孔）4、砌体中中留槽洞洞及埋设设管道时时的构造造要求5、夹心墙墙的构造造要求（三）圈圈梁的设设置及构构造要求求1、圈梁的的设置檐口、窗窗顶、楼楼层、吊吊车梁顶顶、基础础顶面处处设置单层房屋屋、多层层房屋2、圈梁的的构造要要求（1）连续封封闭；（（附加圈圈梁）（2）圈梁交交接处可可靠连接接；（3）宜于墙墙等厚，，宽度不不小于墙墙厚的2/3；高度不不小于120mm；纵筋不少少于4φ10，箍筋间距距不大于于300mm；（4）兼作过梁梁时，过过梁部分分的钢筋筋按计算算另行增增配。（四）防防止或减减轻墙体体开裂的的主要措措施内因：砌体材材料和混混凝土材材料物理理力学特特性和刚刚度的差差异外因：温度变变化、地地基不均均匀沉降降、构件件之间的的相互约约束等主要措施施：1、防止或或减轻房房屋顶层墙体体的裂缝缝（原因、、形式））措施：减小屋盖盖与墙体体温差、、选择整整体性和和刚度小小的屋盖盖、减小屋盖盖与墙体体间约束束、提高高墙体强强度2、防止或或减轻由温差和和砌体干干缩引起起的墙体体中部竖竖向裂缝缝措施：设置伸缩缩缝3、防止或或减轻房房屋底层层墙体的的裂缝措施：增增大基础础圈梁刚刚度、底底层窗台台下墙体体刚度4、防止墙墙体交接接处的开开裂5、对非烧烧结块材材墙体防防裂的加加强措施施6、防止或或减轻混混凝土砌砌块房屋屋顶层两两端和底底层第一一、第二二开间门窗洞洞口处的的裂缝7、防止地地基不均均匀沉降降引起的的墙体裂裂缝四、单层层房屋墙墙体计算（一）单单层刚性性方案房房屋承重重纵墙的的计算1.计算假设设①纵墙、、柱下端端与基础础固接，，上端与与屋面梁梁铰接②屋盖结结构作为为纵墙上上端的不不动铰支支座（纵墙顶顶部水平平位移为为0）2.计算单元元计算单元元：取一个开开间（有有代表性性）的墙墙，其承受荷荷载范围围为宽度s=(s1+s2)/2计算单元s1s23.荷载屋面恒载载+屋面活载载或雪载载：集中中力Nl，M=Nl∙el作用点风载：W（墙柱顶部部），q1（迎风面）），q2（背风面））等截面：：无M’墙体自重重：变截面：：上阶柱柱自重对下阶柱柱产生M’=G1∙e1Nl作用点屋架：距墙、柱柱外缘150mm处屋面梁：：el=y-0.4a0Nlh4、计算简简图5.求解内力力分别计算算各种荷荷载作用用下内力力求支座反反力Ra、Rb(可利用单单阶柱顶顶反力附附表求支支座反力力)内力公式式（4.9）、（4.10）竖向荷载载下内力力水平荷载载下内力力6．控制截截面和承承载力计计算（1）控制截截面I-I截面：墙柱顶端端II-II截面：风荷载作作用下最最大弯矩矩Mmax处III-III截面：墙柱下端I-I截面：①偏压承载力验验算；②梁下砌体体局压承载力力验算II-II截面：偏压承载力力验算III-III截面：偏压承载力力验算（3）墙柱承载力力验算（2）内力力组合合对控制制截面面分别求求出恒恒荷载载、活活荷载载、风风荷载载作用用下内内力，，进行行内力力组合合（二））单层层弹性性方案案承重重纵墙墙计算算1、计算算简图图和计计算步步骤同排架架（剪力力分配配法））（1）屋盖盖荷载载下，，不产产生侧侧移VA=Ra（即第②②步求求得分分担剪剪力为为0）同刚性性方案案（2）风荷荷载作作用下下，剪力分分配法法2、控制制截面面、内内力组组合及及承载载力计计算I-I截面（（墙柱柱顶端端）：①偏压承承载力力验算算；②梁下下砌体体局压压承载载力验验算III-III截面（（墙柱柱底端端）：偏压压承载载力验验算（三））单层层刚弹弹性方方案房房屋承承重纵纵墙计计算墙顶产生生水平位位移，但侧移值值比弹性性方案房房屋小1、计算简简图2、计算步步骤（1）屋盖荷荷载下内内力计算算同前两两种方案案：（2）风荷载载下内力力计算类类似弹性性方案（（考虑η）弹性支座座刚度：：用空间性性能影响响系数η反映，求求弹性支座座反力Xus=ηupup-us=(1-η)upup:(1-ηη)up=R:XX=(1-η)R①加不动动铰支座座，求R②在顶部加加反力R-(1-η)R=ηR，求每片墙墙承担的的剪力ηR/2③以上两结结果叠加加风荷载下下内力计计算步骤骤：2、控制截截面、内内力组合合及承载载力计算算承载力验验算同弹弹性方案案I-I截面（墙墙柱顶端端）：①偏压承载载力验算算；②梁下砌砌体局压压承载力力验算III-III截面（墙墙柱底端端）：偏压承承载力验验算五、多层层房屋墙墙体计算算（一）多多层刚性性方案承承重纵墙墙计算多层民用用房屋，，横墙间间距较小小，一般属于于刚性方方案1．计算单单元（受荷范范围；开开间宽度度）计算截面面：无门窗洞洞口：取开间宽宽度范围围，墙宽宽度B=(l1+l2)/2（l1，l2相邻两开开间距离离）有门窗窗洞口口：取窗间间墙宽宽度宽宽度范范围，，B=窗间宽宽度壁柱间间距大大且层层高H较小：：B=(b+2H/3)≤(l1+l2)/2b—壁柱宽宽度2．计算算简图图（与单单层刚刚性方方案的的区别别？））⑴竖向向荷载载作用用下①屋盖、、楼盖盖、梁梁、板板伸入入墙内内，使使墙的连续续性受受到削削弱，，截面面上能能传递递的弯弯矩很小小，为简化化计算算，屋屋盖、、楼盖盖处视视为不连续续的铰铰支撑撑承重墙墙如同同竖向向连续续梁，，屋盖盖、楼楼盖及及基础础顶面面为支支撑点点②基础顶顶面N远大于于M，亦假定定墙铰接接于基基础顶顶面（（e=M/N很小，，N大M小）③墙、、柱：：每层层高度度范围围内，，简化化为两两端铰铰接的的竖向向偏心心受压压构件件⑵风荷荷载作作用下下仍为一一竖向向连续续梁弯矩：：M≈qHi2/12（Hi第i层墙高高）内力很很小不用计计算风风荷载载的条条件：：①洞口口水平平截面面面积积不超超过全全截面面面积积的2/3；②层高高和总总高不不超过过表4-6的规定定；③屋面面自重重不小小于0.8KN/m2（1）控制制截面面（每层取取两个个控制制界面面）：①I-I截面：：（墙顶顶部大大梁（（板））底面面）NI=Nu+Nl，MI=Nl∙el②II-II截面:轴力最最大(墙体下下部梁梁（板板）底底稍向向上砌砌体)NII=Nu+Nl+G，MII=０3.竖向荷荷载下下控制制截面面及内内力计计算（2）荷载载Nu——上面楼楼层传传来恒恒、活活载及及墙体自重重合力力；作用点点：上一一层墙墙柱形形心处处当上下下层墙墙厚不不同时时，上上层荷荷载对对本层层墙柱柱d产生偏偏心Nl——本层楼楼盖传传来荷荷载偏心距距：elGl——本层墙墙自重重（包包括窗窗重等等）４．承承载力力验算算I-I：①偏心受受压、、②梁梁下砌砌体局局压承承载力力验算算II-II：轴压承承载力力验算算（若若有风风载按按偏压压计算算）若每层层墙体体截面面及材材料强强度相相同，，只验验算最最下一一层当梁跨跨度大大于9米，梁梁端上上下墙墙体对对梁端端转动动约束束弯矩矩不可可忽略略，在在梁端端上下下墙体体内产产生弯弯矩，，弯矩矩乘以以修正正系数数γ，按墙体体线刚刚度分分到上上层墙墙底部部和下下层墙墙底部部此时，，II-II按偏压压承载载力（二））多层层刚性性方案案承重重横墙墙计算算（1）计算算单元元取宽度度B=1m的横墙墙计算算（为相邻邻两侧侧开间间各1/2的墙体体上的的受荷荷范围围）（2）计算算简图图每层横横墙视视为两两端铰铰支的的竖直直构件件，构件高高为层层高1、计算算单元元及计计算简简图⒉控制制界面面及承承载力力计算算当Nl1=Nl2，整个墙墙体承承受轴心压压力N取该层层墙底底截面面II-II当Nl1≠Nl2，顶部I-I截面：：N、M①偏心受受压承承载力力，②梁下下砌体体局压压承载载力验验算（三））多层层刚弹弹性房房屋计计算纵向各各开间间、多多层之之间的的空间间作用用分析表表明：：不考虑虑上下楼楼层之之间的的空间间作用用是安安全的的。因此，，内力分分析方方法与与单层层刚弹弹性方方案的的分析析方法法类似似六、地地下室室墙的的计算算横墙较较密，，墙体体比首首层墙墙体要要厚，，因此此：①按刚刚性方方案进进行内内力计计算②地下下室墙墙体较较厚，，一般般不进进行高高厚比比验算算一、计计算简简图及及荷载载统计计1．计算算单元元：：取一一个开开间宽宽度B简化为为两端端铰接接的竖竖向偏偏心受受压构构件上端：：铰支支于±0.000处室内内地面面下端：：铰支支于底底板顶顶面若条基基宽度度较大大，有有阻止止墙体体转动动能力力，下下端按按部分分固定定考虑虑2．计算算简图图①上部部砌体体传来来荷载载Nu②第一层层梁板板传来来荷载载Nl③室外地地面活活载p=10KN/m2，换算成当量土层层，按土压压力计算γ—土重度18—20KN/m3H′—当量土厚度度φ—土的内摩擦擦角，按地地质勘察质质料取3．荷载统计计④土的侧压压力无地下水：：有地下水：：γ′—含水时土重重度γ′=γ-γwγw—地下水重度度10KN/m3H1—未浸水填土土的厚度H2—浸水填土的的厚度⑤地下室墙墙体自重二、控制截截面及承载载力计算1．控制截面面：I-I，II-II，III-III2．承载力计计算I-I：①偏心受压承承载力验算算②梁下砌体体局压承载载力验算II-II：偏心受压承承载力验算算III-III：轴压承载力力验算基础底面的的抗滑移验验算：3．施工阶段段抗滑移验验算Qs：土侧压力的的合力Qp：室外地面施施工活荷载载产生的侧侧压力的合合力μ：基础与土的的摩擦系数数N：回填土时实实际存在的的轴向力（（对抗滑移移有利）3.5过梁、挑梁梁的设计1、分类①砖砌平拱拱：ln≤1.2m一、过梁②砖砌弧拱拱：矢高③钢筋砖过过梁：（过梁底部部配纵向受受力筋）ln≤1.5m受力筋：≥Φ5@120mm，且伸入墙内内≥240mm，并加钩④钢筋混凝凝土过梁较大振动或或软弱地基基，整整体性好1、分类2、过梁上的的荷载（1）墙体荷载载hw——过梁上墙高高，ln——静跨①砖砌：以为界②砼砌块：以为界（2）梁板荷载载hw——梁板下墙体体高度砖砌和小型型砌块以ln为界:hw<ln，计算梁板传传来荷载；；hw≥ln，不计算梁板传传来荷载3、钢筋砖过过梁的破坏坏特征三种破坏类类型:①跨中受弯承承载力不足足破坏；②支座附近近因受剪承承载力不足足产生450阶梯形裂缝缝；③墙体端部部因宽度不不够，发生生剪切破坏坏4、过梁计算算（1）砖砌平拱拱①跨中正截截面：受弯承载力力计算M≤ftmW其中：ftm——沿齿缝截面弯弯曲抗拉强强度z——内力臂I——惯性矩s——面积矩②支座截面：受剪承载力计计算一般不验算根据受弯承载载力计算过梁的允许均均布荷载设计计值（表5-2）（2）钢筋砖过梁梁①受弯承载力力计算M——跨中弯矩的设计值ho——有效高度过梁截面计算算高度h取过梁底面以以上墙体高度度,且h≤ln/3,当考虑梁板传传来荷载，按按梁板下高度度采用