高等砌体结构201301 现代砌体结构课件(1-4)

高等砌体结构

学时：28

主讲教师：姜洪斌副教授哈尔滨工业大学土木工程学院现代砌体结构第一章概述巴黎圣母院万里长城现代砌体结构第一章概述埃及金字塔河北赵州桥罗马角斗场现代砌体结构第一章概述第一章概述1－1我国砌体结构的新发展砌体结构－砖砌体、砌块砌体、石砌体建造的结构的统称。

历史悠久、量大面广中国万里长城、埃及金字塔、绝大多数多层住宅95％以上优点－造价低；稳定性好；施工简便；受压为主；隔热、隔声。缺点－抗压强度低（MU30+M15≈C7.5）－截面、自重大抗拉抗剪低－抗震性能差与农田争地－“禁砖”“禁实”

6000亿块“节土”、“节能”、“利废”随着科学技术的进步，针对上述种种缺点已经采取各种措施加以克服和改善，古老的砖石结构已经逐步走向现代砌体结构。现代砌体结构第一章概述砌体结构的新发展国内：克服缺点－创新发展1、多孔砖、空心砖节土20％～30％90年“两部两局”推广五城市“北京、哈尔滨、福州、重庆”哈建工负责项目－红旗小区、嵩山小区节能达标：240＋80岩棉＋120＝980砖墙KP1烧结多孔砖

规格：240×115×90孔型：20孔

容重：1280kg/m3

烧结页岩空心砖

规格：190×190×115

孔型：12孔

容重：800-1010kg/m3现代砌体结构第一章概述2、中高层突破：抗震规范限制－7度7层－开发利益沈阳：组合墙：构造柱圈梁→约束砌体

↑抗侧承载力、变形

7度↑

8层1托72托6《沈阳市钢筋混凝土－砖组合墙结构技术规程》

哈建工：“底层大开间框剪组合墙”

4层子结构拟动力试验现代砌体结构第一章概述徐州：组合墙

加密构造柱圈梁→约束砌体→

7度↑

9层

《约束砖砌体建筑技术规程》兰州：组合房屋横墙加密＋钢混剪力墙

6度↑

10层

7度↑

9层

8度↑

8层

《中高层砖墙与混凝土剪力墙组合砌体结构设计与施工规程》

青岛：总结各地经验

《青岛市中高层底部框架砖房抗震设计暂行规定》

现代砌体结构第一章概述抗震规范组：95年武汉召开“超高会议”→“限高会议”寻找出路！3、混凝土小型空心砌块

30年代上海南方→北方农村→乡镇→城市“节土”、“节能”、“利废”

长白山延边浮石混凝土砌块长春辉南火山渣混凝土砌块牡丹江火山渣混凝土砌块双鸭山煤矸石混凝土砌块现代砌体结构第一章概述里程碑：1995年《混凝土小型空心砌块建筑技术规程》JGJ/T14－9597年兰州砌体大会国内形势：毁田烧砖2003年170城市“禁实”2005年哈尔滨4、砌块中高层发展：83、86年南宁10层、11层MU20两次人工投料无法推广本溪市煤矸石砌块10层住宅楼（走后山）93年哈建工高悬臂砼砌块剪力墙试验（多种配筋率）97年盘锦15层住宅楼美国成型机MU2098年上海18层塔楼我国最高7度2000年抚顺6.6m大开间12层住宅楼。2001年哈尔滨阿继12层（2层底框）2002年哈尔滨阿继18层（2栋、5层底框、8.4×9开间）2003年大庆祥阁小区12层（3栋、二期）2004年大庆东湖小区12层（14栋）2005年大庆奥林小区12～18层（D区24栋、C区22栋）2006年大庆奥林小区12～18层（A、B区）现代砌体结构第一章概述上海18层盘锦15层阿继12层阿继18层大庆祥阁小区12层抚顺12层现代砌体结构第一章概述大庆祥阁小区12层现代砌体结构第一章概述大庆奥林小区现代砌体结构第一章概述国内砌体结构发展－逐渐被认识、逐渐发展、政策支持1－2国外砌体结构发展现状苏联50年代砌体结构研究极限状态设计法

ОНИЩИКПОЛЯКОВ瑞士58年空心砖19层墙厚380感兴趣欧美推动发展材料产量：1000亿块材料强度：高强块材、砂浆（高聚物砂浆）（对缝砌筑）－提高耐久性产品质量：包装出厂现代砌体结构第一章概述国外代表工程：美国丹佛17层的“五月市场”公寓20层的派克兰姆塔楼英国利物浦皇家教学医院10层职工住宅美国加州希尔顿饭店13层砌块结构（经地震考验）美国拉斯维加斯28层ExcaliburHotel现代砌体结构第一章概述现代砌体结构第一章概述现代砌体结构第一章概述国外设计理论：弹性理论容许应力设计法－60年代以来欧美极限状态设计方法－英国标准协会1978

意大利砖瓦工业联合会于1980近似概率理论－CIB1980年ISO/TC179ISO/TC179（SCI、SC2、SC3）中国SC2秘书国－配筋砌体结构国际规范（ISO9652－3）

现代砌体结构第一章概述1－3砌体结构设计规范的沿革

1956年苏联《砖石及钢筋砖石结构设计标准和技术规范》NUTY120-55－极限状态设计

1973年《砖石结构设计规范》GBJ3-73我国第一部多系数分析，单一安全系数表达的极限状态设计法刚弹性构造方案、受压构件统一计算公式1988年修订颁布了《砌体结构设计规范》（GBJ3－88）概率理论极限状态设计方法，分项系数设计表达式混凝土中型、小型砌块、多层房屋静力计算方案墙梁和挑梁、基本强度表达式偏心受压长柱、局部受压和配筋砌体现代砌体结构第一章概述《砌体结构设计规范》GB50003－20012002年3月1日正式颁布施行规范增加：配筋砌块剪力墙结构连续墙梁、框支墙梁、墙梁抗震设计可靠度水平增大16％可靠指标从3.7提高到4.0构件抗震设计－配筋砌块剪力墙结构和墙梁结构的抗震设计砌体局部受压－刚性垫块梁端有效支承长度、柔性垫梁局压、梁端约束影响蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖、轻集料混凝土小型砌块砌体的计算指标混凝土小型空心砌块灌实砌体的抗压、抗剪以及弹性模量的计算指标施工质量控制等级－材料分项系数与施工质量控制等级挂钩无筋砌体双向偏心受压构件、砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙沿通缝受剪构件的承载力调整砌体房屋伸缩缝的最大间距－防止和减轻开裂构造措施耐久性－提高最低材料强度等级夹心墙构造要求

现代砌体结构第一章概述现代砌体结构第一章概述《砌体结构设计规范》GB50003－20112012年8月1日正式颁布施行现代砌体结构第一章概述1－4砌体结构今后发展展望

国内外共同努力－砌体结构国际会议（98年第11届上海）历时悠久、古老、粗糙、缺陷－不适应当前发展现代砌体特征：1.高强轻质－MU202.结构形式－配筋砌体（0.07%无筋、约束、0.2%配筋）现代砌体结构第一章概述3.节土、节能、利费－环境保护、可持续发展4.受力机理、本构关系、基本理论研究较大提高多种结构形式齐头并进－钢、砼、砌、木结构（哈工大木结构中心）国内外砌体、混凝土结构地位对比第二章砌体材料及其力学性能第二章砌体材料及其力学性能2－1砌体材料种类和强度等级《砌体结构设计规范》GB50003-2001修改：增加－蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖、轻集料砼砌块取消－中型砌块、空斗墙砌体限制－材料最低强度等级（砖MU10）

增加－砌体收缩率《砌体结构设计规范》GB50003-2011修改：增加－混凝土普通砖、混凝土多孔砖第二章砌体材料及其力学性能（一）块材人工砖石－经过焙烧的（烧结普通砖、烧结多孔砖），不经过焙烧但需蒸压养护的硅酸盐砖（蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖），混凝土小型空心砌块、轻集料混凝土砌块。天然石材－料石、毛石少数、新材料应可靠试验和实践可纳入1.烧结普通砖：粘土、非粘土（页岩、煤矸石、粉煤灰）

240×115×53－标准砖684块/m3

孔洞率<15%、(GB5101-2003)2.烧结多孔砖：竖孔承重、孔洞率>25%（空心砖不承重）

KP1/KP2/KM1/MD240×115×115……

哈工大－稻壳苏联－MU80陶土大板现代砌体结构第一章概述第二章砌体材料及其力学性能3.非烧结硅酸盐砖：硅质材料、石灰－高压釜蒸汽养护

蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖（炉渣砖、矿渣砖、混凝土砖）***不用烧结***

不能用于的部位－温度长期超过200℃

急冷、急热有酸性介质侵蚀4.混凝土小型空心砌块：

390x190x190mm、壁厚30mm、空心率50％普通混凝土空心砌块浮石、火山渣、陶粒轻集料混凝土空心砌块

取消中型砌块－需机械吊装5.天然石材：料石、毛石;重石材、轻石材（18kN/m3）

应无明显风化

6.混凝土普通砖、混凝土多孔砖

以水泥为胶结材料，以砂、石等为主要集料，加水搅拌、成型、养护制成的一种多孔的混凝土半盲孔砖或实心砖。现代砌体结构第一章概述现代砌体结构第一章概述其他块材:页岩、浮石、陶粒、粉煤灰、煤渣、煤矸石……常用的几种烧结多孔砖（a）KM1型(b)KM1型配砖（c）KP1型(d)KP2型(e)(f)KP2型配砖

大孔空心砖

常用混凝土小型空心砌块

常用混凝土小型空心砌块

现代砌体结构第一章概述块体和砂浆的选用，主要应考虑材料的强度和耐久性，要遵循因地制宜和就地取材的原则；按照房屋的使用要求、重要性、使用年限、层数与层高；砌体构件的受力特点、工作环境（例如是否处于水下或地下潮湿环境中，有无侵蚀性液体或气体的作用）等因素予以综合考虑后作出选择。《砌体规范》规定：潮湿程度烧结普通砖混凝土普通砖、蒸压普通砖混凝土砌块石材水泥砂浆稍潮湿的MU15MU20MU7.5MU30M5很潮湿的MU20MU20MU10MU30M7.5含水饱和的MU20MU25MU15MU40MU10地面以下或防潮层以下的砌体、潮湿房间的墙所用材料的最低强度等级处于环境类别3~5等有侵蚀性介质的砌体材料应符合下列规定：1不应采用蒸压灰砂普通砖、蒸压粉煤灰普通砖；应采用实心砖，砖的强度等级不应低于MU20，水泥砂浆的强度等级不应低于M10；混凝土砌块的强度等级不应低于MU15，灌孔混凝土的强度等级不应低于Cb30，砂浆的强度等级不应低于Mb10；应根据环境条件对砌体材料的抗冻指标、耐酸碱性能提出要求，或复合有关规定。

第二章砌体材料及其力学性能（二）块体的强度等级

基本力学性能，“MU”表示

《砌墙砖试验方法》（GB/T2542-2003

）－试样10块，切断、水泥净浆叠粘成立方体、经养护后试压破坏

1）评定方法改变：抗压、抗折→抗压国际看齐最低等级提高-取消砖“MU7.5”

2）强调变异系数δ烧结普通砖强度等级（GB5101－1998）第二章砌体材料及其力学性能烧结多孔砖强度等级（MPa）（GB13544－2000）蒸压灰砂砖力学性能（GB11945－1999）蒸压粉煤灰砖强度指标（JC239－1996）第二章砌体材料及其力学性能烧结普通砖应力—应变关系：同济大学试验砖棱柱体－53×56×160mm

－上下粘钢板ε0＝0.001～0.0015εu＝0.0011～0.0023E1＝1.3×104MPa特点：1.脆性、直线2.fmax＞f1－两端有钢板约束、尺寸效应第二章砌体材料及其力学性能砌块抗压强度－单块受压、按毛面积计算。强度等级－MU20、MU15、MU10、MU7.5和MU5

增加“MU20”，取消MU3.5石材的强度等级：试件－200mm立方体→70mm立方体石材强度等级的换算系数

石材强度等级：MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30、MU20。第二章砌体材料及其力学性能（三）砂浆：粘结力、摩擦力、应力分布均匀、减少透气性砂、无机胶结料（水泥、石灰、石膏、粘土等）按一定比例加水搅拌而成的。基本要求－强度、可塑性（流动性）和保水性。强度等级“M”表示－边长为70.7mm立方体试块，每组试块为6块，20±3℃、湿度为90％养护至28d、抗压试验强度等级：M15、M10、M7.5、M5、M2.5，取消了M1、M0.4强度为零砂浆－施工阶段水泥砂浆、水泥混合砂浆非水泥砂浆－石灰、石膏、粘土砂浆（虎丘塔）混凝土小砌块专用砂浆－Mb粘结力

第二章砌体材料及其力学性能

砂浆应力—应变关系：棱柱体70.5×70.5×211.5

ε0＝0.0014～0.0021εu＝0.003（砼0.0033～0.007）

块体及砂浆的选择：“因地制宜，就地取材”耐久性方便施工环境因素下降段上升段第二章砌体材料及其力学性能2－2砌体分类按材料类别分类：（一）砖砌体组砌方法：一顺一丁、三顺一丁、梅花丁（二）砌块砌体（对孔砌筑、错孔砌筑0.8）混凝土小型空心砌块砌体块材比砖大，砌筑效率高（10块砖）中型砌块取消－机械吊装、抗震不好搭砌＞90mm，390×190×190（三）石砌体：料石毛石毛石混凝土（a）料石砌体（b）毛石砌体（c）毛石混凝土砌体

砖的砌筑方式

石砌体的几种类型

现代砌体结构第一章概述第二章砌体材料及其力学性能（四）配筋砌体网状配筋砖砌体组合砖砌体组合墙－砖砌体＋钢混构造柱（与抗震不同）配筋砌块剪力墙结构按配筋率划分：配筋砌体＞0.2%

约束砌体＝0.07%～0.2%

无筋砌体＜0.07%（五）预应力砌体

砌体结构中的几种配筋方式：设置钢筋混凝土构造柱构造柱砌块孔洞中配筋并灌注混凝土芯柱横向配筋砖砌体——灰缝中设置钢筋网片钢筋网片钢筋混凝土面层或钢筋砂浆面层外包式组合砖砌体墙——砖墙两侧设置钢混面层或钢筋砂浆面层钢筋连接的空腔墙

或90砌块面层第二章砌体材料及其力学性能2－3砌体抗压强度平均值（一）砌体受压性能

三个阶段：

1）单砖裂缝（0.5～0.7）Nu2）贯穿裂缝（0.8～0.9）Nu（加固征兆）

3）破坏－分割为小柱、失稳

破坏机理：表2－71）砖表面不平整－受弯曲、剪切

2）交互作用

3）竖缝不满－面积损失、砖拉剪

（二）影响因素

1.块材、砂浆强度。－f1

大些、f2f1：f＝1：0.62.块材表面平整度红砖=1.0，砌块=1.42

砌块砌体大MU3.5砌块＝MU7.5砖块材砂浆块材处于拉、压应力状态砂浆处于受压应力状态

在均匀压力作用下，砌体内的块材并非均匀受压，处于弯曲、剪切的共同作用。E砂浆<E块材砂浆的横向变形>块材的横向变形第二章砌体材料及其力学性能Francis试验－砖磨平、干砌－砌体强度提高50%中国古建筑－大块－糯米砂浆3.砂浆弹性性能：和易性（水泥砂浆低）4.水平灰缝厚度：砖、小型砌块8~12mm5.水平灰缝饱满度：百格网检查－80%合格(GB50203-2002)6.含水率：流动性好、抗剪强度低8～10、5～8％7.龄期、搭缝方式、竖缝填满度、试件尺寸以及试验方法标准试件-240×370×720mm

混凝土、双改8.实际与试验室差异：陕西五建试验－比值1.15－压密现代砌体结构第一章概述现代砌体结构第一章概述第二章砌体材料及其力学性能（三）砌体抗压强度基本理论公式－不太理想－继续努力经验公式－各国－苏联奥尼西克（系数多）苏联奥尼西克公式：

参数较多，确定时较为复杂

英国规范、ISO/TC179公式：

问题－f2＝0时不符（冻结法冬季施工）

第二章砌体材料及其力学性能我国：有关单位多年来对各类砌体进行了大量的砌体抗压强度试验，共取得三千多个试验数据，为掌握砌体抗压强度的各主要影响因素与砌体强度的关系，建立符合我国实际情况的各类砌体抗压强度计算公式奠定了基础。88规范修订组根据既要与试验值相符合，变异系数要尽量小，物理概念要明确，并在表达形式方面尽量向国际标准靠拢的原则，通过反复运算和研究，提出了如下的计算公式：k1–块体类别、砌筑方法；a–块体高度参数；k2–低砂浆修正系数。砌体抗压强度平均值公式中的各系数值序号砌体种类k1ak21234粘土砖、多孔砖、非烧结硅酸盐砖混凝土小型空心砌块毛料石毛石0.780.460.790.220.50.90.50.5当f2<1时，k2=0.6+0.4f2当f2=0时，k2=0.8当f2<1时，k2=0.6+0.4f2当f2<2.5时，k2=0.4+0.24f2第二章砌体材料及其力学性能我国砌体抗压强度平均值公式特点：1）各类抗压强度平均值计算公式统一。二项式，避免了f2=0时，fm=0的不合理的情况。2）公式中a值能体现块体高度对砌体强度的影响，k1和a两个系数综合体现了砌体抗压强度的大小。3）由块体和砂浆强度变异系数推算的砌体强度变异系数与试验结果比较吻合。可按前者强度变异系数估计出后者，避免大量试验。4）表2－8中k2在表列条件之外均等于1。砌块砌体修正：当f2>10MPa时，应乘以系数1.1－0.01f2MU20的砌体应乘以系数0.95。5）新规范已将轻集料混凝土小型空心砌块砌体列入规范：煤矸石、水泥煤渣、火山渣、浮石、陶粒轻集料混凝土砌块。现代砌体结构第一章概述现代砌体结构第一章概述第二章砌体材料及其力学性能2－4砌体受拉、弯、剪性能工程应用：圆形砖水池、挡土墙、砖过梁、围墙…….一、破坏形式受拉→沿块体、沿齿缝、竖向灰缝、沿通缝抗拉、弯曲抗拉及抗剪强度→灰缝强度（砂浆强度）→砂浆和块体的粘结力（法向粘结力、切向粘结力）。1.不允许c。2.水平拉力作用下：抗拉强度取下列强度的较小值切向粘结力<块体强度→b沿齿缝→水平灰缝面积(搭砌长度等于块体高度)切向粘结力>块体强度→a沿块体、竖向灰缝→一半截面块体第二章砌体材料及其力学性能受弯→弯曲抗拉强度三种破坏形式：水平弯曲：a沿齿缝截面破坏、b沿块体和竖向灰缝破坏竖向弯曲－c沿通缝截面取其较小强度值受剪－通缝抗剪、齿缝抗剪、阶梯形缝抗剪第二章砌体材料及其力学性能二、抗剪强度试验方法：通缝抗剪强度是砌体的基本强度指标

单剪－压剪不是纯剪

双剪－规定方法一边破坏，用两面除，值低抗拉＝抗剪三、计算公式：88规范：抗剪强度：轴心抗拉强度：弯曲抗拉强度：第二章砌体材料及其力学性能

砌体种类k3k4k5沿齿缝沿通缝烧结普通砖、烧结多孔砖0.1410.2500.1250.125蒸压灰砂砂、蒸压粉煤灰砖0.090.180.090.09混凝土砌块0.0690.0810.0560.069毛石0.0750.113－0.188轴心抗拉强度平均值ft,m、弯曲抗拉强度平均值ftm,m和抗剪强度平均值fv,m（MPa）第二章砌体材料及其力学性能2－5变形性能（一）砌体的应力应变关系：曲线变化规律

ОНИЩИК：湖南大学：西安冶金：同济大学：两段式便于计算第二章砌体材料及其力学性能（二）砌体的弹性模量割线模量0.43fm－使用阶段K=2.31/K=0.43（混凝土为原点弹性模量）规范简化：CIB58：E=1000fk英国：E=900fk

砌体的弹性模量（N/mm2）第二章砌体材料及其力学性能（三）砌体的剪变模量规范取G=0.4E

（四）砌体的泊松比砖：砌块：（五）砌体的徐变曲线与混凝土相似国外应用较多为预应力砌体2－6砌体的物理性能与原规范相差不大，增加收缩率砌体容易开裂－砌块收缩率-0.2mm/m万分之二混凝土-0.5mm/m砌块出厂停放混凝土剪力墙双排配筋－防止收缩第二章砌体材料及其力学性能2－7耐久性规定3.3关于耐久性两个方面：构件钢筋、砌体材料保护。《规范》增补：1关于环境类别第二章砌体材料及其力学性能2－7耐久性规定2关于钢筋保护层第二章砌体材料及其力学性能2－7耐久性规定3无筋砌体潮湿程度烧结普通砖混凝土普通砖、蒸压普通砖混凝土砌块石材水泥砂浆稍潮湿的MU15MU20MU7.5MU30M5很潮湿的MU20MU20MU10MU30M7.5含水饱和的MU20MU25MU15MU40MU10地面以下或防潮层以下的砌体、潮湿房间的墙所用材料的最低强度等级现代砌体结构第一章概述思考题1.我国现代砌体结构新发展，其主要体现在哪些方面？2.现行砌体结构设计规范所规定的砌体材料有哪些种类？3.我国各类砌体抗压强度计算公式？特点？试验方法？3.砌体规范有关耐久性方面有哪些具体内容？第三章砌体结构可靠度调整第三章砌体结构可靠度调整结构功能的表达

S—作用效应R—结构抗力

S<R

可靠S=R

极限状态S>R

失效

结构的可靠度指结构在规定的时间内、在规定的条件下，完成预定功能的概率。规定的时间：设计使用年限。（设计基准期？）规定的条件：正常设计、正常施工、正常使用。预定功能：安全性、适用性、耐久性。结构的可靠度是可靠性的概率度量。第三章砌体结构可靠度调整第三章砌体结构可靠度调整对于结构设计而言，如何设计的安全呢？荷载取值越大，内力值就越大，构件截面尺寸也愈大，结构愈安全；材料强度取值越低，结构所需截面越大，结构愈安全。荷载标准值：材料强度标准值：1.645——保证率系数。荷载标准值——实际荷载低于标准值的概率为95％；材料强度标准值——实际强度高于标准值的概率为95％；Sm

Sm+1.645σfm-1.645σfm第三章砌体结构可靠度调整第三章砌体结构可靠度调整结构抗力R与作用效应S都是随机变量，因此功能函数Z=R-S也是随机变量Z>0结构可靠；Z=0结构处于极限状态；Z<0结构失效

f(Z)

Z=bsZmzPfZ=R-SsZPS=1-Pf可靠概率：失效概率：安全的概念是相对的，所谓“安全”只是失效概率相对较小而已，失效概率不可能为零，故不存在绝对安全的结构。应该通过设计把失效概率控制在某一个可以接受的限制以下就可以。失效概率越小，表示结构可靠性越大。当失效概率Pf小于某个值时，即可认为结构设计是可靠的，即Pf≤[Pf]

。该失效概率限值称为允许失效概率[Pf]。一般工业与民用建筑的允许失效概率：延性破坏的结构[Pf]=6.9×10-4

脆性破坏的结构[Pf]=1.1×10-4概率密度第三章砌体结构可靠度调整第三章砌体结构可靠度调整

f(Z)

Z=bsZmzPfZ=R-SsZPS=1-Pf失效概率Pf来度量结构的可靠性具有明确的意义，但计算繁琐，可以利用可靠指标β代替失效概率来度量结构的可靠性。失效概率Pf与可靠指标β有着一一对应的关系β值愈大，失效概率Pf值就愈小；β值愈小，失效概率Pf值就愈大。z——平均值；σz——标准差第三章砌体结构可靠度调整第三章砌体结构可靠度调整Skf(S)，f(R)S，RRk结构抗力越大，即结构抗力概率分布函数右移，则失效概率越小结构抗力作用效应可靠度的概念→失效概率Pf→可靠度指标可靠度理论方法计算过程复杂，应用于实际设计中存在困难。《规范》以可靠度理论作为设计的理论基础，采用一些分项系数代替可靠指标，由此得到与可靠度理论（概率理论）相当的实用设计表达式。概率密度第三章砌体结构可靠度调整设计计算点S=RPf=[Pf]Skf(S)，f(R)S，RRk当结构抗力达到一定值时，失效概率等于允许失效概率，即Pf＝[Pf]，此时取作用效应与结构抗力概率分布曲线的交点为设计计算点。第三章砌体结构可靠度调整第三章砌体结构可靠度调整结构抗力设计值作用效应设计值荷载分项系数：分为恒荷载分项系数和活荷载分项系数，考虑荷载超过标准值的可能性。材料分项系数：考虑材料强度低于标准值的可能性。荷载设计值大体上相当于结构在非正常使用情况下荷载的最大值。第三章砌体结构可靠度调整第三章砌体结构可靠度调整第三章砌体结构可靠度调整第三章砌体结构可靠度调整三位工程院院士－中国工程可靠度过低…...我国状况：1）没有因可靠度而倒塌的，都为设计、施工失误2）与国外比，低，学习苏联砌体→脆性→[b]=3.7

只是抗剪未达到（表3-2）（砼抗剪亦同）（延性）3）不能大幅度提高，适当调整（？）第三章砌体结构可靠度调整可靠度调整措施：1.荷载效应组合

1.2+1.4≤R/(g0gR)发现－以自重为主可靠度偏低:1.35+1.4yc

≤R/(g0gR)(yc0.7)

1.35+1.0≤R/(g0gR)可靠度更大些r=活/恒≤0.376

恒荷载控制1.35+1.0

＞0.376

活荷载控制1.2+1.4

砌体结构r＝0.1～0.5

可靠度达到要求第三章砌体结构可靠度调整2.住宅楼面活荷载：1.5kN/m2→2.0kN/m2

（1.5：全国八个城市调查）3.风荷载：30年→50年

（30年一遇与设计基准期矛盾）（钢材可靠度：97.73％2倍均方差）4.材料分项系数gf:1.5→1.65.偏压偏心距e：≤0.7y→≤0.6y

（88规范：＞0.7y验算裂缝＞0.95y弯曲抗拉强度）（＞0.6y：不允许使用、需配筋砖柱排架上柱）6.取消低材料强度等级：耐久性、建材发展（砖MU10、砌块MU5、砂浆M2.5）7.设计可靠度与施工质量控制等级挂钩

gf＝1.6→B级（机械搅拌、上岗培训、专门工程师、监理、试验变异系数）

gf＝1.8→C级（ga0.89）现代砌体结构第一章概述

2001规范砌体结构可靠度综合提高16％20011988第三章砌体结构可靠度调整3－3国外规范关于可靠度方面的规定表3—9 荷载分项系数表表3—10材料分项系数表

第三章砌体结构可靠度调整表3—11砌体结构可靠指标可靠指标b达到4.0，差距逐渐缩小各国可靠度是在发展的对待可靠度的态度结构工程师的责任－无名英雄第三章砌体结构可靠度调整3－4砌体的抗压强度设计值砌体抗压强度标准值：1.645––––95％保证率（概率密度分布函数0.05的分位值）δf––––砌体受压强度的变异系数0.17（大量试验）砌体抗压强度设计值：注意：乘以调整系数（注册结构工程师考试）GBJ50003-2001GBJ50003-2011有吊车、大跨度（0.9）取消截面小（0.3无筋0.7+A、0.2配筋0.8+A）不变水泥砂浆（压0.9、拉弯剪0.8）小于M5的水泥砂浆（压0.9、拉弯剪0.8）施工质量（C：0.89）取消施工验算（1.1）不变第三章砌体结构可靠度调整3－5灌孔砌块砌体的抗压强度和抗剪强度设计值1.灌芯砌块砌体的抗压强度平均值：

（棱柱体表达）（立方体表达）（考虑可靠度）（清扫孔影响0.75）砌块砌体中灌芯混凝土面积与砌体毛面积的比值

材料匹配：MU10→C20MU20→C402.灌孔砌块砌体的抗剪强度

→→第三章砌体结构可靠度调整3－6新、旧规范单位长度砌体承载力设计比较影响砌体结构可靠度因素：荷载效应组合、荷载标准值取值、砌体强度取值、砌体材料最低强度等级、房屋层高和开间尺寸等一、单位长度轴压砌体承载力比较依据的条件

1．住宅层数取4～7层，层为2.8m，开间3.3m、3.6m、4m。

2．荷载效应组合和砌体强度设计值：GB50003和GBJ3－88。

3．住宅楼面活荷载：2.0kN/m2、1.5kN/m2。

4．砖砌体：MU10;M5、M7.5、M10。空心砌块：MU10、MU7.5;M5、M7.5、M10。

5．层盖、楼盖：相同构造。第三章砌体结构可靠度调整砌体每层1m长墙体荷载设计值N：以上荷载效应比值统计表明，ρ<0.376,在住宅设计中，无特殊情况，设计表达式由γG=1.35、γQ=1

控制。第三章砌体结构可靠度调整房屋底层单位长度砌体的轴压设计值砖砌体（GB50003)/(GBJ3一88)=1.091~1.092混凝土砌块砌体（GB50003)/(GBJ3一88)=1.087~1.089说明二类砌体设计表达式变化和住宅楼面荷载标准值提高，荷载效应设计值(GB50003）较（GBJ3-88）分别提高9.1％~9.2％

8.7％~8.9％。第三章砌体结构可靠度调整单位长度墙体承载力计算分析第三章砌体结构可靠度调整墙体轴压承载力和荷载设计值产生的轴向力的比值第三章砌体结构可靠度调整墙体轴压承载力和荷载设计值产生的轴向力的比值第三章砌体结构可靠度调整对表3－22、表3－23进行分析对比可见：1．按表3－22砖砌体φfA/N

比值：二本规范在六层满足，仅GB50003采用M5砂浆4m开间不满足。七层房屋GB50003采用M10砂浆时满足，采用M7.5砂浆时4m开间和采用M5砂浆时不满足。（GBJ3－88）除采用砂浆不满足外，均能满足。表中黑框内均为不满足。2．按表3－23砌块砌体φfA/N比值：七层房屋中采用MU10砌块（GB50003）仅采用M5砂浆在4m开间时承载能力不满足，当采用Mu7.5砌块时，(GB50003）均不能满足承载力要求，(GBJ3－88）在采用M5砂和M7.5砂浆、开间4m时不满足要求。3．(GBJ3－88)和(GB50003)φfA/N

的比值作对比:砖砌体为1.161~1.165，砌块砌体为1.157~1.162。说明(GB50003

)较(GBJ3-88)轴心抗压安全水平总体提高16％。

16％的提高值是设计表达式变化、住宅楼面活载的提高以及砌体强度材料性能分项系数综合提高值。第三章砌体结构可靠度调整4.16％的综合提高值相当建造相同条件房屋时，(GB50003）和（GBJ3－88）相比约提高1.4～1.5级砂浆强度等级。（GB50003）和（GBJ3－88）在住宅墙体设计时约相差一层的荷载水平。5．从本例六层和七层底层墙体的承载力计算表明，砖砌体采用砖最低强度等级为MU10后，低于六层和六层房屋砌体强度一般均能满足墙体承载力设计的要求。修订后的GB50003在材料用量上仅涉及7层的底二层和六层的底层。

6．需要说明，本例墙体承载力计算，砌体承载力影响系数功是按底层层高2.8m加0.5m计算，计算高度取3.3m，在实际设计中计算高度与墙体柱拉结有关，因此本例计算φ值在实际设计中应调整。同时本例是单位长度墙体计算，未涉及小墙肢截面承载力设计和墙集中力对墙体影响等因素。现代砌体结构第一章概述思考题1.荷载标准值、材料强度标准值如何计算？2.可靠指标β定义？脆性破坏和延性破坏β？现行砌体规范β？国际差距？3.一般工业与民用建筑的允许失效概率？4.砌体抗压强度平均值、标准值和设计值的关系？5.砌体结构2001规范可靠度调整具体体现在哪些方面？6.砌体强度调整系数γa具体应用规定？第四章无筋砌体受压、受剪计算第四章无筋砌体受压构件及受剪构件承载力计算4－188规范受压构件计算方法1.受压短柱（高厚比β≤3）材料力学：偏心影响系数：砌体结构：非弹性、受拉不考虑、受压不均匀四川建研院：（大量试验、各种形状、规范采纳）矩形截面：y：截面重心到受压边缘距离第四章无筋砌体受压、受剪计算英国、苏联规范：假定－忽略拉应力、矩形均匀应力湖南大学：假定－忽略拉应力、平截面现代砌体结构第一章概述偏心影响系数对比：第四章无筋砌体受压、受剪计算2.轴压长柱（高厚比β＞3）材力：临界应力代入砌体应力应变关系推导：轴心受压稳定系数：

α依据砂浆强度f2确定：

砂浆≥M5：α=0.0015M2.5：α=0.002M0：α=0.009第四章无筋砌体受压、受剪计算3.偏压长柱－附加偏心距法：（高厚比β＞3）弯曲产生附加偏心距ei

方法：四川公式加入ei，即：

根据边界条件：即e0=0时，

最终计算公式：

第四章无筋砌体受压、受剪计算φ－高厚比β和轴向力偏心距e对受压构件承载力的影响系数

制成表格：高厚比、偏心距、砂浆标号、gb规范规定：1.计算影响系数

或查

表之前，应对构件高厚比

乘以调整系数gb

。烧结普通砖、烧结多孔砖：gb=1.0；混凝土砖及砌块：gb=1.1；蒸压灰砂砖粉煤灰砖、细料石：gb=1.2；粗料石、毛石：gb=1.5。2.高厚比：计算高度H0与截面在偏心方向截面高度h的比值房屋类别柱带壁柱墙或周边拉结墙排架方向垂直排架方向S>2H2H≥3S>HS≤H有吊车的

单层房屋变