第12章砌体结构

第12章砌体结构的材料12.1概述砌体结构——用砖、石或砌块为块材，用砂浆砌筑而成的结构。砖砌体石砌体砌块砌体砌体结构一般用于工业与民用建筑的内外墙、柱、基础及过梁。具有以下优点：

1、较易就地取材。

2、与钢筋混凝土结构相比，节省钢筋和水泥，降低造价。

3、具有良好的耐久性、化学稳定性和大气稳定性。

4、具有良好的隔声、隔热保温性。河北定县开元寺塔于公元1055年建成，是当时世界上最高的砌体结构。它高84.2m，共11层，平面为八边形，底部边长9.8m，采用砖砌双层筒体结构体系。中国是砌体大国，在历史上有举世闻名的万里长城，它是两千多万年前用“秦砖汉瓦”建造的世界上最伟大的砌体工程之一；明代建造的南京灵谷寺无梁殿以砖拱券为主体结构，室内空间为一大型砖拱，总长53.5m，总宽37.35m，纵横两个方向均为砖砌穹拱，无一根梁。中列最大跨度11.25m，净高11.4m；前后列跨度5m，净高7.4m；与列正交的小洞跨度3.85m，净高5.9m；外部出檐、斗拱、檩、枋等均以砖石仿造木构件制作。巴特农神庙砌体结构的缺点也很明显：1、砌体强度小，自重大，材料用量多。传统的粘土砖破坏耕地，给环境影响较差。2、砌体和砂浆之间的粘结较弱，强度低，抗震性能差。3、砌筑工作繁重，施工进度慢12.2砌体材料及力学性能12.2.1砌体材料及其强度

1、砖烧结砖非烧结硅酸盐砖（1）烧结砖烧结普通砖（实心砖或空洞率在15%以下） 原料：粘土、煤矸石、页岩或粉煤灰 标准砖尺寸：240×115×53mm

强度等级：MU30、MU25、MU20、MU15、MU10

适用范围：房屋上部及地下基础等部位烧结多孔砖 原料：同烧结砖，但孔洞率大于15%

尺寸：承重多孔砖目前主要采用

P型砖（240×115×90）和

M型砖（190×190×90） 多孔砖优点：可节约粘土、减少砂浆用量、提高工效、节省墙体造价；可减轻块体自重、增强墙体抗震性能 适用范围：房屋上部结构（不宜用于冻胀地区地下部位），多用于围护结构。（2）非烧结硅酸盐砖（包括蒸压灰砂砖和蒸压粉煤灰砖） 原料：石灰和砂 尺寸：同烧结普通砖 适用范围： 不得用于长期受热200℃以上、受急冷急热和有酸性介质侵蚀的建筑部位，MU15和MU15以上的蒸压灰砂砖可用于基础及其他建筑部位，蒸压粉煤灰砖用于基础或用于受冻融和干湿交替作用的建筑部位必须使用一等砖 强度等级：

MU25、MU20、MU15、MU102、砌块

原料：普通混凝土或轻骨料混凝土主规格尺寸：390×190×190mm

小型砌块：高度为180~350mm

中型砌块：高度为360~900mm

大型砌块：高度大于900mm孔洞率：25%～50%强度等级：MU20、MU15、MU10、MU7.5、MU53、石材分类：（按其加工后的外形规则程度）可分为料石和毛石强度等级：MU100、MU80、MU60、MU50~MU20七级特点：抗压强度高，耐久性好，多用于房屋的基础部位。4、砂浆1.

砂浆作用(1)将单个的块体粘结成整体、促使构件应力分布均匀；(2)填实块体之间的缝隙，提高砌体的保温和防水性能，增强墙体抗冻性能砂浆品种塑性掺合料和易保水性强度耐久性耐水性水泥砂浆无差较高好好混合砂浆有好高较好差非水泥砂浆有好低差无2.砂浆分类(1)水泥砂浆；(2)混合砂浆；(3)非水泥砂浆（石灰、粘土砂浆）3.强度等级 按龄期28天的立方体（边长70.7mm）测得的抗压强度平均值，分为：M15、M10、M7.5、M5、M2.5五级。 施工阶段新砌筑的砌体强度可按砂浆强度为零确定其砌体强度

12.3砌体的分类根据砌体的作用，分为：承重砌体与非重砌体根据砌筑方法及材料不同，分为：实心砌体与空斗砌体，砖砌体、石砌体、无筋砌体与配筋砌体。12.3.1无筋砌体1.砖砌体砌筑方法：一顺一丁、梅花丁和三顺一丁墙体尺寸：240mm（一砖）、370mm（一砖半）、490mm（二砖）620mm（二砖半）2.砌块砌体砌筑应选用配套砌块先排块后施工，施工时砌块底面向上反向砌筑。墙体尺寸：190、200、240、290mm

砌块砌体为建筑工厂化、机械化、加快建设速度、减轻结构自重开辟新的途径。我国目前使用最多的是混凝土小型空心砌块砌体。

空斗墙砌筑方法(a)一眠一斗(b)一眠多斗(c)无眠空斗

一顺一丁

梅花丁

三顺一丁

3.石砌体因地制宜，在产石地区适用。石砌体的类型有料石砌体、毛石砌体和毛石混凝土砌体。12.3.2配筋砌体1.配筋砖砌体2.配筋砌块砌体12.4砌体的力学性能实际工程砌体结构常做受压构件，分析受压性能1.砖砌体的受压破坏特征轴心受压柱破坏分为三阶段第一阶段：破坏荷载0.5-0.7第一条裂缝出现第二阶段：破坏荷载0.8-0.9裂缝贯通若干皮砖第三阶段：小柱体失稳破坏影响砌体抗压强度的因素1）、块体与砂浆的强度等级2)、块体的尺寸与形状3)、砂浆的流动性、保水性及弹性模量的影响4)、砌筑质量与灰缝的厚度2.砌体的抗拉、抗弯、抗剪强度砌体的抗拉性能：轴心受拉构件的主要破坏形式为沿齿缝截面破坏，主要取决于块材与砂浆连接面的粘结强度，所以可由砂浆的强度等级来决定。砌体的受弯性能：受力特征为沿齿缝截面受弯破坏、沿通缝截面受弯破坏和沿块体与竖向灰缝截面受弯破坏。砌体的抗剪性能：破坏特征均为沿灰缝的破坏，其抗剪强度主要取决于水平灰缝中砂浆与块体的粘结强度。第13章砌体构件的承载力计算13.1概述13.2受压构件13.3局部受压承载力计算计算公式适用于轴心受压、偏心受压特别注意：对矩形截面，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受压进行验算计算要点1、的取值，通过查表或计算均可，但均需要先算高厚比2、砌体抗压强度设计值需根据实际工况（施工质量、截面面积、或水泥砂浆砌筑等）调整。例题砖柱截面为490mm×370mm，采用粘土砖MU10，混合砂浆M5砌筑，柱计算高度H0=5m，承受轴心压力设计值为170kN（包括自重），试验算柱底截面强度。解：确定砌体抗压强度设计值计算构件的承载力影响系数验算砖柱承载力已知某受压砖柱，承受轴向力设计值沿截面长边方向的弯矩设计值柱的计算高度H0=5.9m，采用MU10普通烧结粘土砖和M5混合砂浆砌筑，截面尺寸为，施工质量控制等级为B级。试验算该柱的承载力是否满足要求。无筋砌体的受压承载力计算无筋砌体高厚比的验算相关构造要求无筋砌体高厚比的验算

矩形截面墙柱高厚比验算带壁柱墙高厚比验算带构造柱强高厚比验算

矩形截面墙柱高厚比验算

墙、柱的高厚比应符合下列条件：μ1——自承重墙允许高厚比的修正系数；μ2——有门窗洞口墙允许高厚比的修正系数。

[]——墙、柱允许高厚比——墙、柱的计算高度h——墙厚或矩形柱与相对应的边长。墙柱计算高度确定混合结构房屋的静力计算方案和构件两端约束条件对墙、柱的承载力计算和高厚比验算有影响，用H0表示，它是由墙、柱的实际高度H，并根据房屋类别和构件两端的约束条件来确定的。

房屋类型柱带壁柱墙或周边拉结的墙排架方向垂直排架方向s＞2H2H≥s＞Hs≤H有吊车的单层房屋变截面柱上段弹性方案2.5Hu1.25Hu2.5Hu刚性、刚弹性方案2.0Hu1.25Hu2.0Hu变截面柱下段1.0Hl0.8Hl1.0Hl无吊车的单层房屋和多层房屋单跨弹性方案1.5H1.0H1.5H刚弹性方案1.2H1.0H1.2H多跨弹性方案1.25H1.0H1.25H刚弹性方案1.10H1.0H1.10H刚性方案1.0H1.0H1.0H0.4s+0.2H0.6s受压构件的计算高度H01）保证构件不致因过于细长，在荷载作用下丧失稳定，在满足强度要求的同时具有足够的稳定性；2）通过高厚比控制，使墙、柱有足够刚度，避免出现过大的侧向变形；3）保证施工中安全。允许高厚比

墙、柱高厚比的允许极限值称允许高厚比，用[]表示；[]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。砂浆强度等级墙柱M2.52215M5.02416≥M7.52617

－－自承重墙的高厚比的修正系数。－－有门窗洞口墙允许高厚比修正系数。无筋砌体高厚比的验算

矩形截面墙柱高厚比验算带壁柱墙高厚比验算带构造柱强高厚比验算带壁柱墙和构造柱墙1）整片墙高厚比验算2）壁柱间墙高厚比验算：不论房屋属于何种静力计算方案，一律按刚性方案选用.无筋砌体高厚比的验算

矩形截面墙柱高厚比验算带壁柱墙高厚比验算带构造柱强高厚比验算带构造柱强高厚比验算

墙中设钢筋混凝土构造柱时，可提高墙体使用阶段的稳定性和刚度。施工过程中大多数是先砌墙后浇筑构造柱，应采取措施，保证构造柱、墙在施工阶段的稳定性——系数。对细料石、半细料石砌体，取为0；对混凝土砌块、粗料石、毛料石及毛砌体，取为1.0；其他砌体，取为1.5。

无筋砌体的受压承载力计算无筋砌体高厚比的验算相关构造要求一、一般构造要求承重独立砖柱的截面尺寸不应小于240mm×370mm。毛石墙的厚度不宜小于350mm，毛料石柱较小边长不宜小于400mm。当有振动荷载时，墙柱不宜采用毛石砌体。屋架跨度大于6m或梁跨度分别大于4.8m(砖砌体)、4.2m(砌块和料石砌体)、3.9m(毛石砌体)时，应在其支承处砌体上设置混凝土或钢筋混凝土垫块。当墙中有圈梁时，垫块宜与圈梁浇成整体。

厚度240mm墙上梁的跨度大于或等于6m、砌块或料石墙以及厚度小于240mm砖墙上梁的跨度大于或等于4.8m时，宜在梁支座下设壁柱或构造柱，或采取其他加强措施。预制钢筋混凝土板的支承长度在墙上不宜小于100mm，在钢筋混凝土圈梁上不宜小于80mm；当利用板端伸出钢筋拉结并用混凝土灌缝时，其支承长度可为40mm，但板端缝宽不宜小于80mm，灌缝混凝土强度等级不宜低于C20。砌块墙与后砌隔墙交接处，应沿墙高每400mm在水平灰缝内设置不少于2φ4的焊接钢筋网片。砌块砌体应分皮错缝搭砌，上下皮搭砌长度不得小于90mm。不满足上述要求时，应在水平灰缝内设置不于2φ4的焊接钢筋网片(横向钢筋的间距不宜大于200mm)，网片每端均应超过该垂直缝，其长度不得小于300mm。

对于五层及五层以上房屋的墙，以及受振动或层高大于6m的墙、柱所用材料的最低强度等级：砖为MU10，砌块MU7.5，石材MU30，砂浆M5。地面以下或防潮层以下的砌体，潮湿的房间的墙，按规范选择材料。基土的潮湿程度烧结普通砖、蒸压灰砂砖混凝土砌块石材水泥砂浆严寒地区一般地区稍湿的MU10MU10MU7.5MU30M5很湿的MU15MU10MU7.5MU30M7.5含水饱和的MU20MU15MU10MU40M10注：在冻胀地区，地面以下或防潮层以下的砌体，当采用多孔砖时，其孔洞应用水泥砂浆灌实；当采用混凝土砌块时，其孔洞应采用强度等级不低于Cb20的混凝土灌实。二、防止或减轻墙体开裂的主要措施a)温度裂缝(b)沉降裂缝砌体房屋常见裂缝形态裂缝对房屋性能的影响：

①外观

②防水、防渗、保温性能

③整体性、承载能力、耐久性和抗震性能裂缝形成原因

①设计

②施工

③材料→干缩裂缝

④环境温度变化→温度裂缝

⑤地基不均匀沉降→沉降裂缝防止或减轻墙体开裂的原理

①合理的结构布置

②加强房屋结构的整体刚度

③设置沉降缝

④设置收缩缝防止或减轻墙体开裂的措施 在保证收缩缝间距的基础上，为了防止或减轻房屋顶层墙体的裂缝，可根据房屋具体情况分别采取“防、放、抗”措施：

1.为减少屋面与顶层墙体温差，防止墙顶产生裂缝，屋面应设置保温、隔热层。

2.为释放或降低温差应力，屋面保温（隔热）层或屋面刚性面层及砂浆找平层应设置分隔缝，分隔缝间距不宜大于6m，并与女儿墙隔开，其缝宽不小于30mm。3.受温差影响较大地区可适当选用装配式有檩体系钢筋混凝土屋盖和瓦材屋盖。在钢筋混凝土屋面板与墙体圈梁的接触面处设置水平滑动层，滑动层可采用两层油毡夹滑石粉或橡胶片等；对于长纵墙，可只在其两端的2～3个开间内设置，对于横墙可只在其两端各l/4范围内设置（l为横墙长度）。屋面滑动层构造详图针对墙体不同区域，可采取下列构造措施加强其抗裂能力：

（1）顶层屋面板下设置现浇钢筋混凝土圈梁，并沿内外墙拉通，房屋两端圈梁下的墙体内宜适当设置水平筋； （2）顶层挑梁末端下墙体灰缝内设置3道焊接钢筋网片（纵向钢筋不宜少于2φ4，横筋间距不宜大于200mm）或2φ6钢筋，钢筋网片或钢筋应自挑梁末端伸入两边墙体不小于1m；梁下一皮砖灰缝屋面挑梁构造详图1—2f4钢筋网片或2f6钢筋梁下一皮砖灰缝当房屋刚度较大时，可在窗台下或窗台角处墙体内设置竖向控制缝