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文档简介

第12章砌体结构块体、砂浆、砌体的物理力学性能砌体构件承载力计算混合结构房屋墙、柱设计过梁、挑梁和墙梁的设计主要内容:重点:砌体结构偏心受压、局部受压构件的承载力计算砌体结构房屋的静力计算方案第一节概述

砌体结构是指由天然的或人工合成的石材、粘土、混凝土、工业废料等材料制成的块体和水泥、石灰膏等胶凝材料与砂、水拌和而成的砂浆砌筑而成的墙、柱等作为建筑物主要受力构件的结构。

由烧结普通砖、烧结多孔砖、蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖作为块体与砂浆砌筑而成的结构称为砖砌体结构。

由天然毛石或经加工的料石与砂浆砌筑而成的结构称为石砌体结构。

由普通混凝土、轻骨料混凝土等材料制成的空心砌块作为块体与砂浆砌筑而成的结构称为砌块砌体结构。

根据需要在砌体的适当部位配置水平钢筋、竖向钢筋或钢筋网作为建筑物主要受力构件的结构则总称为配筋砌体结构。

砖砌体结构、石砌体结构和砌块砌体结构以及配筋砌体结构统称砌体结构。

砌体结构主要优点有:

材料来源广泛

砌体结构所用的主要材料来源方便,易就地取材。天然石材易于开采加工;粘土、砂等几乎到处都有,且块材易于生产;利用工业固体废弃物生产的新型砌体材料既有利于节约天然资源,又有利于保护环境。性能优良

砌体结构比钢结构甚至较钢筋混凝土结构有更好的耐火性,且具有良好的保温、隔热性能,节能效果明显。施工简单

砌体结构施工操作简单快捷。一般新铺砌体上即可承受一定荷载,因而可以连续施工;在寒冷地区,必要时还可以用冻结法施工。

砌体结构主要优点有:

费用低廉

砌体结构造价低。不仅比钢结构节约钢材,较钢筋混凝土结构可以节约水泥和钢材,而且砌筑砌体时不需模板及特殊的技术设备,可以节约木材。

砌体结构缺点:

强度较低

砂浆和块材间的粘结力较弱,使无筋砌体的抗拉、抗弯及抗剪强度都很低,造成砌体抗震能力较差,有时需采用配筋砌体。砌体结构缺点:

自重较大因为砖石砌体的抗弯、抗拉性能很差,强度较低,故必须采用较大截面尺寸的构件,致使其体积大,自重也大(在一般砖砌体结构居住建筑中,砖墙重约占建筑物总重的一半),材料用量多,运输量也随之增加。因此,应加强轻质高强材料的研究,以减小截面尺寸并减轻自重。劳动量大

由于砌体结构工程多为小型块材经人工砌筑而成,砌筑工作相当繁重(在一般砖砌体结构居住建筑中,砌砖用工量占1/4以上)。因此在砌筑时,应充分利用各种机具来搬运块材和砂浆,以减轻劳动量;但目前的砌筑操作基本上还是采用手工方式,因此必须进一步推广砌块和墙板等工业化施工方法,以逐步克服这一缺点。

现场的手工操作,不仅工期缓慢,而且施工质量得不到保证。应十分注意在设计时提出对块材和砂浆的质量要求,在施工时对块材和砂浆等材料质量以及砌体的砌筑质量进行严格的检查。

占用农田

采用烧结普通粘土砖建造砌体结构,不仅毁坏大量的农田,严重影响农业生产,而且对环境造成污染。所以,应加强采用工业废料和地方性材料代替粘土实心砖的研究,以解决上述矛盾。现在我国一些大城市已禁止使用实心粘土砖。

由于砖砌体质量的提高和计算理论的进一步发展,国内住宅、办公楼等5层或6层的房屋,采用以砖砌体承重的砌体结构非常普遍,不少城市已建到7层或8层。重庆市20世纪70年代建成了高达12层的以砌体承重的住宅。在国外有建成20层以上的砖墙承重房屋。对中、小型单层厂房和多层轻工业厂房以及影剧院、食堂、仓库等建筑,也较广泛地采用砌体作墙身或立柱的承重结构。此外砌体还用于建造各种构筑物,如烟囱、水池等。

我国砌体结构发展概况应用范围扩大,墙体中砌体约占90%新材料、新技术和新结构的不断研制和使用砌体结构计算理论和计算方法的逐步完善砌体结构的发展简史

砌体结构在我国有着悠久的历史。在约6000年前,就已有木构架和木骨泥墙。公元前20世纪,有土夯实的城墙。公元前1783年~公元前1122年,已逐渐开始采用粘土做成的版筑墙。公元前1388年~公元前1122年,逐步采用晒干的土坯砌筑墙。公元前1134年至公元前771年已有烧制的瓦。公元前475年~公元前221年已有烧制的大尺寸空心砖。公元317年~558年已有实心砖的使用。石料也由最初的装饰浮雕、台基和制作栏杆,到后来用于砌筑建筑物。

砌体结构的发展展简史在国外,大约在在8000年前已开始采用用晒干的土坯。5000~6000年前左右经凿琢琢的天然石材已广泛使用;采采用烧制的砖也有约3000年的历史。古代代砌体结构的成成就是辉煌的。。享有悠久历史史声誉的埃及胡夫金字塔塔,是现存世界最最古老的石结构构。系约公元前前3000年埃及第三王朝朝第二个国王乔乔赛尔为自己所所修建的陵墓,,是一座用230余万块巨石砌垒起来的高146.6m的伟大建筑。希腊帕提农神庙庙大角斗场意大利万神庙巴黎圣母院中国是砌体大国国,在历史上有有举世闻名的万万里长城,它是是两千多万年前前用“秦砖汉瓦”建造的世界上最最伟大的砌体工工程之一;有在在春秋战国时期就已兴修水水利,如今仍然然起灌溉作用的的秦代李冰父子修建的都江堰水利工程所示:在1400年前由料石修建建的现存河北赵县的安济济桥,这是世界上最最早的单孔敞肩肩式石拱桥,净净跨为7.02m,宽约9m,为拱上开洞,,既可节约石材材,且可减轻洪洪水期的水压力力,它无论在材材料使用、结构构受力、艺术造造型和经济上,,都达到了相当当高的成就,该该桥已被美国土木工程学学会选入世界第12个土木工程里程程碑。河北定县开元寺寺塔(又称瞭敌塔)于公元1055年建成,是当时时世界上最高的的砌体结构。它它高84.2m,共11层,平面为八边边形,底部边长长9.8m,采用砖砌双层层筒体结构体系系。20世纪以前,世界界上最高的砌体体结构办公用楼楼房是1891年在美国芝加哥建成的莫纳德·洛克大楼,它长长62m,宽21m,高16层。但由于当时的的技术条件限制制,其底层承重重墙厚1.8m;瑞士在50年代后期用抗压强度度达60MPa、孔洞率为28%的多孔砖建成19层和24层高的塔式住宅建筑筑,砖墙仅380mm厚。美国拉斯维加斯斯宾馆上海市龙吴路园园南四街坊18层配筋砌体住宅,,重庆市中山三三路12层无筋砌体住宅,,镇江市60m烟囱,四川丰都都九溪沟桥…砌体结构发展方方向使砌体结构适应应可持续性发展展的要求烧结粘土砖多孔孔化;充分利用工业废废料和地方材料料;发展高强、轻质质、高性能的材材料采用高强轻质砌砌块采用配套专用高高强砌筑砂浆采用混凝土配筋筋砌体采用外墙保温隔隔热及防裂措施施采用新技术、新新的结构体系和和新的设计理论论采用预应力砌体体和盒式拼装结结构;采用隔振技术减减轻地震作用危危害;砌体结构适用范范围民用建筑:基基础、内外墙、、柱、过梁等工业建筑:围围墙、烟囱、料料斗、筒仓、地沟、管道支架架和抗渗要求不不高的水池等交通水利:桥桥梁、隧道和地地下渠道、挡土土墙、水坝、渡槽等第二节砌体材材料及其砌体的的力学性能1.砖我国目前用于砌砌体结构的砖主主要可分为烧结砖和非烧结结砖两大类。烧结砖砖可分为烧结普通砖与烧烧结多孔砖,一般是由粘土土、煤矸石、页页岩或粉煤灰等等为主要原料,,压制成土坯后后经烧制而成。。烧结普通砖重重力密度在16~18kN/m3之间,具有较高高的强度,良好好的耐久性和保保温隔热性能,,且生产工艺简简单,砌筑方便便,故生产应用用最为普遍,但但因为占用和毁毁坏农田,在一一些大中城市现现已逐渐被禁止止使用。一、砌体的块材材烧结多孔砖是指孔洞率不小小于25%,孔的尺寸小而而数量多,多用用于承重部位的的砖。多孔砖分分为P型砖与M型砖,以及相应的的配砖。此外,,用粘土、页岩岩、煤矸石等原原料还可经焙烧烧成孔洞较大、、孔洞率大于35%的烧结空心砖,,多用于砌筑围围护结构。一般般烧结多孔砖重重力密度在11~14kN/m3之间,而大孔空空心砖重力密度度则在9~11kN/m3之间。多孔砖与实心砖砖相比,可以减轻轻结构自重、节节省砌筑砂浆、、减少砌筑工时时,此外其原料料用量与耗能亦亦可相应减少。。非烧结砖包括蒸蒸压灰砂砖和蒸蒸压粉煤灰砖。。蒸压灰砂砖是以石灰和砂为为主要原料,经经坯料制备、压压制成型、蒸压压养护而成的实实心砖,简称灰灰砂砖。蒸压粉煤灰砖是以粉煤灰、石石灰为主要原料料,掺加适量石石膏和集料,经经坯料制备、压压制成型、高压压蒸汽养护而成成的实心砖,简简称粉煤灰砖。。蒸压灰砂砖与与蒸压粉煤灰砖砖的规格尺寸与与烧结普通砖相相同。砖的强度等级按按试验实测值来来进行划分。烧烧结普通砖、烧烧结多孔砖的强强度等级有MU30、MU25、MU20、MUl5和MUl0,其中MU表示砌体中的块块体(MasonryUnit),其后数字表示示块体的抗压强强度值,单位为为MPa。烧结普通砖强度度等级指标(MPa)烧结多孔砖强度度等级指标2.砌块砌块一般指混凝凝土空心砌块、、加气混凝土砌砌块及硅酸盐实实心砌块。此外外还有用粘土、、煤矸石等为原原料,经焙烧而而制成的烧结空空心砌块。2.砌块砌块按尺寸大小小可分为小型、中型和大大型三种,我国通常常把砌块高度为为180~350mm的称为小型砌块,高度为360~900mm的称为中型砌块,高度大于900mm的称为大型砌块。我国目前在承承重墙体材料中中使用最为普遍遍的是混凝土小型空心心砌块,它是由普通混混凝土或轻集料料混凝土制成,,主要规格尺寸寸为390mm×190mm×190mm,空心率一般在在25%~50%之间,一般简称称为混凝土砌块块或砌块。混凝凝土空心砌块的的重力密度一般般在在12~18kN/m3之间。采用较较大尺寸的砌砌块代替小块块砖砌筑砌体体,可减轻劳劳动量并可加加快施工进度度,是墙体材材料改革的一一个重要方向向。加气混凝土砌砌块由加气混凝土土和泡沫混凝凝土制成,其其重力密度一一般在4~6kN/m3之间。由于自自重轻,加工工方便,故可可按使用要求求制成各种尺尺寸,且可在在工地进行切切锯,因此广广泛应用于工工业与民用建建筑的围护结构。混凝土空心砌块块的强度等级是是根据标准试验验方法,按毛截截面面积计算的的极限抗压强度度值来划分的。。混凝土小型空空心砌块的强度度等级为MU20、MUl5、MUl0、MU7.5和MU5五个等级。3.石材天然建筑石材重力密度多大于于18kN/m3,并具有很高的的抗压强度,良良好的耐磨性、、耐久性和耐水水性,表面经加加工后具有较好好的装饰性,可可在各种工程中中用于承重和装装饰,且其资源源分布较广,蕴蕴藏量丰富,是是所有块体材料料中应用历史最最为悠久、最为为广泛的土木工工程材料之一。。砌体中的石材应应选用无明显风化的石材。因石材材的大小和规格格不一,通常由由边长为70mm的立方体试块进行抗压试试验,取3个试块破坏强度度的平均值作为确定石材强强度等级的依据据。石材的强度度等级划分为MUl00、MU80、MU60、MUS0、MU40、MU30和MU20。二、砌体的砂浆浆将砖、石、砌块块等块体材料粘粘结成砌体的砂砂浆即砌筑砂浆,它由胶结料、、细集料和水配配制而成,为改改善其性能,常常在其中添加掺掺入料和外加剂剂。砂浆的作用是将砌体中的单单个块体连成整整体,并抹平块块体表面,从而而促使其表面均均匀受力,同时时填满块体间的的缝隙,减少砌砌体的透气性,,提高砌体的保保温性能和抗冻冻性能。砂浆按胶结料成成分不同可分为为水泥砂浆浆、混合砂浆浆以及不含含水泥的的石灰砂浆浆。水泥砂砂浆是由由水泥、、砂和水水按一定定配合比比拌制而而成,混混合砂浆浆是在水水泥砂浆浆中加入入一定量量的熟化化石灰膏膏拌制成成的砂浆浆,而石石灰砂浆浆是用石石灰与砂砂和水按按一定配配合比拌拌制而成成的砂浆浆。工程程上常用用的砂浆浆为水泥砂浆浆和混合合砂浆,临时性性砌体结结构砌筑筑时多采采用石灰灰砂浆。。对于混凝凝土小型型空心砌砌块砌体体,应采采用由胶胶结料、、细集料料、水及及根据需需要掺入入的掺合合料及外外加剂等等组分,,按照一一定比例例,采用用机械搅搅拌的专专门用于于砌筑混混凝土砌砌块的砌砌筑砂浆浆。砂浆的强度等等级是根据其其试块的抗压压强度确定,,试验时应采采用同类块体体为砂浆试块块底模,由边边长为70.7mm的立方体标准准试块,在温温度为15~25℃环境下硬化、、龄期28d的抗压强度来来确定。砌筑砂浆的的强度等级级为M15、M10、M7、M5和M2.5。其中M表示砂浆(Mortar),其后数字字表示砂浆浆的强度大大小(单位为MPa)。混凝土小型型空心砌块块砌筑砂浆浆的强度等级级用Mb标记(b表示block),以区别于其他他砌筑砂浆,其其强度等级有Mb30、Mb25、Mb20、Mb15、Mb10、Mb7.5和Mb5(Cb),其后数字同样样表示砂浆的强强度大小(单位为MPa)。当验算施工阶段段砂浆尚未硬化化的新砌体强度度时,可按砂浆浆强度为零来确确定其砌体强度度。对于砌体所用砂砂浆,总的要求求是:砂浆应具具有足够的强度度,以保证砌体体结构物的强度度;砂浆应具有有适当的保水性性,以保证砂浆浆硬化所需要的的水分;砂浆应应具有一定的可可塑性,即和易易性应良好,以以便于砌筑,提提高工效,保证证质量和提高砌砌体强度。三、对砌体材料料的耐久性要求求对于具体的设计计,砌体材料的的选择应遵循如如下原则:对于地面以下或或防潮层以下的的砌体所用材料料,应提出最低低强度要求,对对于潮湿房间所所用材料的最低低强度等级要求求见表;对于五层及五层层以上房屋的墙墙,以及受振动动或层高大于6m的墙、柱所用材材料的最低强度度等级:砖MU10、砌块MU30、砌筑砂浆M5;对于安全等级级为一级或设计计使用年限大于于50年的房屋,墙、、柱所用材料的的最低强度等级级,还应比上述述规定至少提高高一级。砌体结构所用块块体材料和砂浆浆,除考虑承载载力要求外,还还应根据建筑对对耐久性、抗冻性性的要求及建筑物物全部或个别部部位正常使用时时的客观环境要要求来决定。地面以下或防潮潮层以下的砌体体、潮湿房间墙墙体所用材料的的最低强度等级级四、砌体的种类类砌体可按照所用用材料、砌法以以及在结构中所所起作用等方面面的不同进行分分类。按照所用用材料不同砌体体可分为砖砌体体、砌块砌体及及石砌体。1.砖砌体由砖和砂浆砌筑筑而成的整体材材料称为砖砌体体。在房屋建筑筑中,砖砌体常常用作一般单层层和多层工业与与民用建筑的内内外墙、柱、基基础等承重结构构以及多高层建建筑的围护墙与与隔墙等自承重重结构等。四、砌体的种类类1.砖砌体实心砖砌体墙常常用的砌筑方法法有一顺一丁(砖长面与墙长度度方向平行的则则为顺砖,砖短短面与墙长度方方向平行的则为为丁砖)、三顺一丁或梅花丁。试验表明,采用用同强度等级的的材料,按照上上述几种方法砌砌筑的砌体,其其抗压强度相差差不大。但应注注意上下两皮顶顶砖间的顺砖数数量愈多,则意意味着宽为240mm的两片半砖墙之之间的联系愈弱弱,很容易产生生“两片皮”的的效果而急剧降降低砌体的承载载能力。标准砌筑的实心心墙体厚度常为为240mm(一砖)、370mm(一砖半)、490mm(二砖)、620mm(二砖半)、740mm(三砖)等。有时为节省省材料,墙厚可可不按半砖长而而按1/4砖长的倍数设计计,即砌筑成所所需的180mm、300mm、420mm等厚度的墙体。。试验表明,这这些厚度的墙体体的强度是符合合要求的。标准砖块数量::4×8×16=512块/m3砌筑要求:横平竖直灰缝饱满避免竖向通缝2.砌块砌体由砌块和砂浆砌砌筑而成的整体体材料称为砌块砌体,目前国内外常常用的砌块砌体体以混凝土空心心砌块砌体为主主,其中包括以以普通混凝土为为块体材料的普普通混凝土空心心砌块砌体和以以轻骨料混凝土土为块体材料的的轻骨料混凝土土空心砌块砌体体。砌块按尺寸大小小不同分为小型型、中型和大型型三种。小型砌块尺寸较小,型号号多,尺寸灵活活,施工时可不不借助吊装设备备而用手工砌筑筑,适用面广,,但劳动量大。。中型砌块尺寸较大,适于于机械化施工,,便于提高劳动动生产率,但其其型号少,使用用不够灵活。大型砌块尺寸大,有利于于生产工厂化,,施工机械化,,可大幅提高劳劳动生产率,加加快施工进度,,但需要有相当当的生产设备和和施工能力。3.石砌体由天然石材和砂砂浆砌筑而成的的整体材料称为为石砌体。石材是最古老的土木木工程材料之一一,用石材建造造的砌体结构物物具有很高的抗抗压强度,良好好的耐磨性和耐耐久性,且石砌砌体表面经加工工后美观且富于于装饰性。利用用石砌体具有永永久保存的可能能性,人们用它它来建造重要的的建筑物和纪念念性的结构物。。另外,石砌体体中的石材资源源分布广,蕴藏藏量丰富,便于于就地取材,生生产成本低,故故古今中外在修修建城垣、桥梁梁、房屋、道路路和水利等工程程中多有应用。4.配筋砌体为提高砌体强度度、减少其截面面尺寸、增加砌砌体结构(或构件)的整体性,可在在砌体中配置钢钢筋或钢筋混凝凝土,即采用配筋砌体。在砌体受压时,,网状配筋可约约束和限制砌体体的横向变形以及竖向裂缝的开展展和延伸,从而提高砌体体的抗压强度。。网状配筋砖砌砌体可用作承受受较大轴心压力力或偏心距较小小的较大偏心压压力的墙、柱。。组合砖砌体是由砖砌体和钢钢筋混凝土面层层或钢筋砂浆面面层构成的整体体材料。工程应应用上有两种形形式,一种是采采用钢筋混凝土土或钢筋砂浆作作面层的砌体,这种砌砌体可以用作承承受偏心距较大大的偏心压力的的墙、柱;另一一种是在砖砌体体的转角、交接接处以及每隔一一定距离设置钢筋混凝土构造造柱,并在各层楼盖盖处设置钢筋混混凝土圈梁,使砖砌体墙与与钢筋混凝土构构造柱、圈梁组组成一个共同受受力的整体结构构。组合砖砌体体建造的多层砖砖混结构房屋的的抗震性能较无无筋砌体砖混结结构房屋的抗震震性能有显著改改善,同时它的的抗压和抗剪强强度亦有一定程程度的提高。施工时必须先砌砌墙,后浇注钢钢筋混凝土构造造柱。砌体与构构造柱连接面应应按构造要求砌砌成马牙槎,以以保证二者的共共同工作性能。。配筋混凝土空心心砌块砌体混凝土空心砌块块在砌筑中,上上下孔洞对齐,,在竖向孔中配配置钢筋、浇注注灌孔混凝土,,在横肋凹槽中配置水平平钢筋并浇注灌灌孔混凝土或在在水平灰缝配置置水平钢筋,所所形成的砌体结结构称为配筋混混凝土空心砌块块砌体,简称配筋砌块砌体。这种配筋砌体自自重轻,地震作作用小,抗震性性能好,受力性性能类似于钢筋筋混凝土结构,,但造价较钢筋筋混凝土结构低低。补充几个概念:配筋砌体约约束砌体集中配筋砌体配筋砌体:严格意义上的配配筋砌体为所配配钢筋在墙体破破坏时强度达到到屈服的砌体.约束砌体:通过垂直和水平平钢筋砼构件约约束砌体,使其在破坏时主主要增加墙体的的极限水平变位位,增强墙体的延性性.但钢筋在受力过过程中可能达不不到屈服.一般来说,不会改变墙体的的破坏特征.集中配筋筋砌体:在约束砌砌体的基基础上,除了墙端端柱和楼楼盖处圈圈梁之外外,又增设墙墙中柱和和水平配配筋带.不仅增加了对墙体体的约束作用,而且增强了墙体的的水平承载力和竖竖向承载力.五、砌体的抗压强强度试验研究表明,砌砌体轴心受压从加加载直到破坏,按按照裂缝的出现、、发展和最终破坏坏,大致经历三个个阶段。1.砌体受压破坏机理理特点:荷载不增加加,裂缝也不会继继续扩展,裂缝仅仅仅是单砖裂缝。。第Ⅰ阶段特点:若不继续加加载,裂缝也会缓缓慢发展。第Ⅱ阶段特点:荷载增加不不多,裂缝也会迅迅速发展。第Ⅲ阶段砌体是由块体与砂砂浆粘结而成,砌砌体在压力作用下下,其强度将取决决于砌体中块体和砂浆的受力状态,这是是与单一匀质材料的受压强度是是不同的。在砌体体试验时,测得的的砌体强度是远低于块体的抗压强度,这是是因其砌体中单个个块体所处复杂应力状态所造成的。首先,由于砌体中中的块体材料本身身的形状不完全规则平整、灰缝的厚度不一一且不一定均匀饱饱满密实,故使得得单个块体材料在在砌体内受压不均均匀,且在受压的的同时还处于受弯和受剪状态。由于砌体中的块块体的抗弯和抗剪剪的能力一般都较较差,故砌体内第第一批裂缝的出现现在单个块体材料内。其次,当砌体受压压时,由于砌块与砂浆的弹性模量及横向向变形系数并不同同,砌体中块体材材料的弹性模量一一般均比强度等级级低的砂浆的弹性性模量大。在砌体受压时块体体的横向变形将小小于砂浆的横向变变形,但由于砌体体中砂浆的硬化粘粘结,块体材料和和砂浆间存在切向向粘结力,在此粘粘结力作用下,块块体将约束砂浆的的横向变形,而砂砂浆则有使块体横横向变形增加的趋趋势,并由此在块块体内产生拉应力力,故而单个块体体在砌体中处于压、弯、剪及拉的的复合应力状态,其抗压强度降低低;相反砂浆的的横向变形形由于块体体的约束而而减小,因因而砂浆处处于三向受压状状态,抗压强度度提高。由由于块体与与砂浆的这这种交互作用,使得砌体体的抗压强强度比相应应块体材料料的强度要要低很多。。再次,砌体体的竖向灰灰缝不饱满满、不密实实,易在竖竖向灰缝上上产生应力集中,同时竖向向灰缝内的的砂浆和砌砌块的粘结结力也不能能保证砌体体的整体性。因此,在竖竖向灰缝上上的单个块块体内将产产生拉应力和剪剪应力的集中,从从而加快块块体的开裂裂,引起砌砌体强度的的降低。2.影响砌体抗抗压强度的的主要因素素砌体是一种种复合材料料,其抗压压性能不仅仅与块体和和砂浆材料料的物理、、力学性能能有关,还还受施工质质量以及试试验方法等等多种因素素的影响。。通过对各各种砌体在在轴心受压压时的受力力分析及试试验结果表表明,影响响砌体抗压压强度的主主要因素有有以下几个个:块体与砂浆浆的强度块体与砂浆浆的强度等等级是确定定砌体强度度最主要的的因素。一一般来说,,砌体强度度将随块体体和砂浆强强度的提高而增高高,且单个块块体的抗压压强度在某某种程度上上决定了砌砌体的抗压压强度,块块体抗压强强度高时,,砌体的抗抗压强度也也较高,但但砌体的抗抗压强度并并不会与块块体和砂浆浆强度等级级的提高同比例增高高。对于砌体体结构中所所用砂浆,,其强度等等级越高,,砂浆的横横向变形越越小,砌体体的抗压强强度也将有有所提高。。砂浆的性能能除了强度以以外,砂浆浆的保水性性、流动性性和变形能能力均对砌砌体的抗压压强度有影影响。砂浆浆的流动性性大与保水水性好时,,容易铺成成厚度均匀匀和密实性性良好的灰灰缝,可降降低单个块块体内的弯弯剪应力,,从而提高高砌体强度度。但如用用流动性过过大的砂浆浆,如掺入入过多塑化化剂的砂浆浆,砂浆在在硬化后的的变形率大大,反而会会降低砌体体的强度。。对于纯水水泥砂浆浆,其流流动性差差,且保保水性较较差,不不易铺成成均匀的的灰缝层层,影响响砌体的的强度,,所以同同一强度度等级的的混合砂砂浆砌筑筑的砌体体强度要要比相应应纯水泥泥砂浆砌砌体高。。块体的尺尺寸、形形状与灰灰缝的厚厚度块体的尺尺寸、几几何形状状及表面面的平整整程度对对砌体的的抗压强强度的影影响也较较为明显显。砌体体强度随随块体高高度的增增大而加加大,随随块体长长度的增增大而降降低。而而当块体体的形状状越规则则,表面面越平整整时,块块体的受受弯、受受剪作用用越小,,单块块块体内的的竖向裂裂缝将推推迟出现现,故而而砌体的的抗压强强度可得得到提高高。砂浆灰缝的作用在在于将上层砌体传传下来的压力均匀匀地传到下层去。。应控制灰缝的厚厚度,使其处于既既容易铺砌均匀密密实,厚度又尽可可能的薄。实践证证明,对于砖和小小型砌块砌体,灰灰缝厚度应控制在在8~12mm。砌筑质量砌筑质量的影响因因素是多方面的,,砌体砌筑时水平平灰缝的饱满度,,水平灰缝厚度,,块体材料的含水水率以及组砌方法法等关系着砌体质质量的优劣。例如,在砌筑砖砌砌体时,砖应在砌砌筑前提前1-2天浇水湿透。砌体体的抗压强度将随随块体材料砌筑时时的含水率的增大大而提高,而采用用干燥的块体砌筑筑的砌体比采用饱饱和含水率块体砌砌筑的砌体的抗压压强度约下降15%。砌体工程除与上述述砌筑质量有关外外,还应考虑施工工现场的技术水平平和管理水平等因因素的影响。《砌体工程施工质量量验收规范》(GB50203-2002)依据施工现场的质质量管理、砂浆和和混凝土强度、砌砌筑工人技术等级级综合水平,从宏宏观上将砌体工程程施工质量控制等等级分为A、B、C三级,将直接影响响到砌体强度的取取值。砌体的抗压强度除除以上一些影响因因素外,还与砌体体的龄期和抗压试试验方法等因素有有关。因砂浆强度度随龄期增长而提提高,故砌体的强强度亦随龄期增长长而提高,但在龄龄期超过28d后,强度增长缓慢慢。砌体施工质量控制制等级3.砌体的抗压强度在我国,有关单位位多年来对各类砌砌体进行了大量的的抗压强度的试验验,取得了大量试试验数据。各类砌砌体轴心抗压强度度平均值主要取决决于块体的抗压强强度平均值f1,其次为砂浆的抗抗压强度平均值f2,新的《砌体结构设计规范范》提出了如下的计算算公式。各类砌体轴心抗压压强度平均值fm轴心抗压强度平均均值fm(N/mm2)各类砌体轴心抗抗压强度标准值值fk砌体的强度标准准值是表示各类类砌体抗压强度度的基本代表值值。各类砌体轴心抗抗压强度设计值值f砌体的强度设计计值是在承载能能力极限状态设设计时采用的强强度值,可按下下式计算。施工质量控制等等级为B级、龄期为28d、以毛截面计算算的各类砌体的的抗压强度设计计值、轴心抗拉拉强度设计值、、弯曲抗拉强度度设计值及抗剪剪强度设计值可可查表。当施工工质量控制等级级为C级时,表中数值值应乘以1.6/1.8=0.89的系数;当施工工质量控制等级级为A级时,可将表中中数值乘以1.05的系数。六、砌体的抗拉拉、抗弯与抗剪剪强度在实际工程中,,因砌体具有良良好的抗压性能能,故多将砌体体用作承受压力力的墙、柱等构构件。与砌体的的抗压强度相比比,砌体的轴心抗拉拉、弯曲曲抗拉以以及抗剪剪强度都低很多多。但有有时也用用它来承承受轴心心拉力、、弯矩和和剪力,,如砖砌砌的圆形形水池、、承受土土壤侧压压力的挡挡土墙以以及拱或或砖过梁梁支座处处承受水水平推力力的砌体体等。1.砌体的轴轴心抗拉拉和弯曲曲抗拉强强度砌体轴心心受拉时时,依据据拉力作作用于砌砌体的方方向,有有三种破破坏形态态。砌体结构构弯曲受受拉时,,按其弯弯曲拉应应力使砌砌体截面面破坏的的特征,,同样存存在三种种破坏形形态。即即可分为为沿齿缝缝截面受受弯破坏坏、沿块块体与竖竖向灰缝缝截面受受弯破坏坏以及沿沿通缝截截面受弯弯破坏三三种形态态。2.砌体的抗抗剪强度度实际工程程中,砌砌体截面面上存在在垂直压压应力的的同时往往往同时时作用剪剪应力,,因此砌砌体结构构的受剪剪是受压压砌体结结构的另另一种重重要受力力形式。。影响砌体体抗剪强强度的因因素有很很多,主主要有砂砂浆的强强度、垂垂直压应应力的大大小和施施工质量量等。灌孔砌块块砌体的的抗压强强度和抗抗剪强度度设计值值七、砌体体强度设设计值的的调整考虑实际际工程中中各种可可能的不不利因素素,各类类砌体的的强度设设计值,,当符合合表中中所列使使用情况况时,应应乘以调调整系数数γa。注:①表表中构件截截面面积A以m2计。②当砌体体同时符合合表中所列列几种使用用情况时,,应将砌体体的强度设设计值连续续乘以调整整系数γa。砌体强度设设计值的调调整系数八、砌体的的弹性模量量、摩擦系系数和线膨膨胀系数砌体的弹性性模量是其其应力与应应变的比值值,主要用用于计算构构件在荷载载作用下的的变形,是是衡量砌体体抵抗变形形能力的一一个物理量量。砌体的的弹性模量量的大小可可通过实测测砌体的应应力—应变曲线求求得。在应力-应应变曲线上上某点A与坐标原点点连成的割割线的正切切称之为割线模量。工程上一一般取时时的割线模模量作为砌砌体的弹性性模量,这这是比较符符合砌体在在使用阶段段受力状态态下的工作作性能的。。为便于应用用,现行《砌体结构设设计规范》对砌体受压压弹性模量量采用了更更为简化的的结果,按按不同强度度等级砂浆浆?,取弹性模模量与砌体体的抗压强强度设计值值成正比关关系。砌体的弹性性模量(MPa)当需计算墙墙体的剪切切变形时,,需用到砌砌体的剪变变模量。砌砌体的剪变变模量与砌砌体的弹性性模量和泊泊松比有关关,根据材材料力学公公式,剪变变模量G为:式中υ为材料的泊泊松比,取取值一般为为0.15~0.3,而规范取取近似取G=0.4E。当砌体结构构产生滑移移趋势或发发生滑移时时,由于法法向压力的的存在,在在滑移面上上将产生摩摩擦阻力。。摩擦阻力力与摩擦面面上法向应应力和摩擦擦系数有关关,而摩擦擦系数的大大小与摩擦擦面的材料料和干湿程程度有关。。规范规定定的砌体摩摩擦系数见见表。摩擦系系数温度变化时时,砌体将将产生热胀胀冷缩变形形。当这种种变形受到到约束时,,砌体内将将产生附加加内力,而而当此内力力达到一定定程度时,,此附加内内力将造成成砌体结构构开裂和裂裂缝的扩展展。除热胀冷缩变变形外,砌体体在浸水时体体积膨胀,在在失水时体积积收缩,这种种收缩变形为为干缩变形,,它比膨胀变变形大得多。。同样,当这这种变形受到到约束时,砌砌体内将产生生干缩应力,,当此应力大大到一定程度度时,将引起起砌体结构变变形和裂缝开开展。砌体的线膨胀胀系数和收缩缩率第三节砌体体结构构件的的承载力计算算根据现行国家家标准《建筑结构可靠靠度设计统一一标准》(GB50068——2001),砌体结构采采用以概率理理论为基础的的极限状态设设计方法,以以可靠指标度度量结构构件件的可靠度,,采用分项系系数的设计表表达式进行计计算。结构的极限状状态可分为如如下两类:承载能力极限限状态正常使用极限限状态结构设计要求求结构构件应根根据承载能力力极限状态和和正常使用极极限状态的要要求,分别进进行下列计算算和验算。对所有结构构构件均应进行行承载力计算算,必要时还还应进行结构构的滑移、倾倾覆或漂浮验验算。对使用上需要要控制变形的的结构构件,,应进行变形形验算。对使用上要求求不出现裂缝缝的构件,应应进行抗裂验验算;对使用用上允许出现现裂缝的构件件,应进行裂裂缝宽度验算算。结构设计的一一般程序是先先按承载能力力极限状态的的要求设计结结构构件,然然后再按正常常使用极限状状态的要求进进行验算。考考虑砌体结构构的特点,其其正常使用极极限状态的要求,在在一般情况况下,可由由相应的结结构措施保保证。一、设计表表达式砌体结构构构件的承载载能力极限限状态设计计表达式为为当可变荷载载不止一个个时:当砌体结构构作为一个个刚体,需需验算整体稳定性性,例如倾覆、滑移移、漂浮等时,应按按下式进行行验算。当仅有一个个可变荷载载时:二、无筋砌砌体受压承承载力计算算在砌体结构构中,最常常用的是受受压构件,,例如,墙墙、柱等。。砌体受压压构件的承承载力主要要与构件的的截面面积积、砌体的的抗压强度度、轴向压压力的偏心心距以及构构件的高厚比有关。构件件的高厚比比是构件的的计算高度度H0与相应方向向边长h的比值,用用β表示,即β=H0/h。当构件的的β≤3时称为短柱,反之称为为长柱。对短柱的的承载力可可不考虑构构件高厚比的影响。1.受压短柱对轴心受压压情况,其其截面上的的压应力为为均匀分布布,当构件件达到极限限承载力时时,截面上上的压应力力达到砌体体抗压强度度f。对偏心距距较小的情情况,此时时虽为全截截面受压,,但因砌体体为弹塑性性材料,截截面上的压压应力分布布为曲线,,构件达到到极限承载载力时,轴轴向压力侧侧的压应力力σb大于砌体抗抗压强度f。随着轴向向压力的偏偏心距继续续增大,截截面由出现现小部分受受拉区大部部分为受压压区,逐渐渐过渡到受受拉区开裂裂且部分截截面退出工工作的受力力情况。此此时,截面面上的压应应力随受压压区面积的的减小、砌砌体材料塑塑性的增大大而有所增增加,但构构件的极限限承载力减减小。当受受压区面积积减小到一一定程度时时,砌体受受压区将出出现竖向裂裂缝导致构构件破坏。。偏心影响系数的的计算公式为为偏心受压砌体短短柱的承载力计计算当为矩形截面时时,影响系数按按下式计算h—矩形截面沿轴向向力偏心方向的的边长,当轴心心受压时为截面面较小边长。当为T形或十字形截面面时,影响系数数按下式计算算:hT——T形或十字形截面面的折算厚度,,hT=3.5i。2、受压长柱的受受力分析纵向弯曲的影响响偏心距e附加偏心距ei+e=0矩形截面纵向弯曲系数规范中考虑纵向向弯曲和偏心距距影响的系数::α——与砂浆强度等级级有关的系数当砂浆强度等级级≥M5时,α=0.0015当砂浆强度等级级为M2.5时,α=0.002当砂浆强度为零零时,α=0.009无筋砌体受压构构件承载力计算算《砌体规范》对对无筋砌体受压压构件,不论是是轴心受压或偏偏心受压,也不不论是短柱或长长柱,统一的承承载力设计计算算公式为式中:N——轴向力设设计值。。——高厚比β和轴向力力的偏心心距e对受压构构件承载载力的影影响系数数,可按按公式计计算或查查表。。注意的问问题:对矩形截截面构件件,当轴轴向力偏偏心方向向的截面面边长大大于另一一方向的的边长时时,除按按偏心受受压计算算外,还还应对较较小边长长方向按按轴心受受压进行行验算。。由于砌体体材料的的种类不不同,构构件的承承载能力力有较大大的差异异,因此此,计算算影响系系数或或查表表时,构构件高厚厚比β应乘以修修正系数数。高厚比修修正系数数γβ由于轴向向力的偏偏心距e较大时,,构件在在使用阶阶段容易易产生较较宽的水水平裂缝缝,使构构件的侧侧向变形形增大,,承载力力显著下下降,既既不安全全也不经经济。因因此,《规范》规定按内内力设计计值计算算的轴向向力的偏偏心距e≤0.6y。y为截面重重心到轴轴向力所所在偏心心方向截截面边缘缘的距离离。当偏心受受压构件件的偏心心距超过过规范规规定的允允许值,,可采用用设有中中心装置置的垫块块或设置置缺口垫垫块调整整偏心距距也可采采用砖砌砌体和钢钢筋混凝凝土面层层(或钢钢筋砂浆浆面层))组成的的组合砖砖砌体构构件。【例1】某截面为为370××490mm的砖柱,,柱计算算高度H0=H=5m,采用强强度等级级为MU10的烧结普通砖及M5的混合砂浆砌筑,,柱底承受轴向压压力设计值为N=150kN,结构安全等级为为二级,施工质量量控制等级为B级。试验算该柱底底截面是否安全。。【解】查表得MU10的烧结普通砖与M5的混合砂浆砌筑的的砖砌体的抗压强强度设计值f=1.5MPa。由于截面面积A=0.37×0.49=0.18m2<0.3m2,因此砌体抗压强强度设计值应乘以以调整系数γa=A+0.7=0.18+0.7=0.88;将0.785柱底截面安全。=0.782×0.88×1.5××490×370×10-3=187kN>150kN则柱底截面的承载载力为:代入公式得【例2】一偏心受压柱,截截面尺寸为490×620mm,柱计算高度,,采用强度等等级为MU10蒸压灰砂砖砖及M5水泥砂浆砌砌筑,柱底底承受轴向向压力设计计值为N=160kN,弯矩设计计值M=20kN.m(沿长边方方向),结结构的安全全等级为二二级,施工工质量控制制等极为B级。试验算算该柱底截截面是否安安全。【解】(1)弯矩作用平面内承载力验算<0.6y=0.6×310=186mm满足规范要求。MU10蒸压灰砂砖及M5水泥砂浆砌筑,查表得

=1.2;将及=0.202代入公式得代入公式得=0.465查表得,MU10蒸压灰砂砖砖与M5水泥砂浆砌砌筑的砖砌砌体抗压强强度设计值值f=1.5MPa。由于采用用水泥砂浆浆,因此砌砌体抗压强强度设计值值应乘以调调整系数==0.9。柱底截面承承载力为::=0.465×0.9×1.5×490×620×10-3=191kN>150kN。(2)弯矩作用平平面外承载载力验算=0.816×0.9×1.5×490×620×10=335kN>150kN

对较小边长方向,按轴心受压构件验算,此时将代入公式得则柱底截面面的承载力力为柱底截面安安全。【例3】如图所示带带壁柱窗间间墙,采用用MU10烧结粘土砖砖、M5的水泥砂浆浆砌筑,计计算高度H0=5m,柱底承受受轴向力设设计值为N=150kN,弯矩设计计值为M=30kN.m,施工质量量控制等级级为B级,偏心压压力偏向于于带壁柱一一侧,试验验算截面是是否安全??【解】(1)计算截截面几何参参数截面面积A=2000××240+490×500=725000mm2截面形心至至截面边缘缘的距离惯性矩mm=296×108mm回转半径::T型截面的折算厚度

×202=707mm偏心距满足规范要要求。(2)承载力验验算MU10烧结粘土砖与M5水泥砂浆砌筑,查表得

=1.0;=0.283代入公式得得0.930代入公式得=0.388查表得,MU10烧结粘土砖与M5水泥砂浆砌筑的砖砌体的抗压强度设计值f=1.5MPa。由于采用水泥砂浆,因此砌体抗压强度设计值应乘以调整系数=0.9。窗间墙承载力为为=0.388×0.9×1.5×725000×10-3=380kN>150kN。承载力满足要求求。三、砌体局部受受压承载力计算算当轴向力仅作用用在砌体的部分分面积上时,即即为砌体的局部受压。它是砌体结构构中常见的一种种受力形式。如如果砌体的局部部受压面积上受受到的压应力是是均匀分布的,,称为局部均匀受压;否则,为局部非均匀受压压。例如:支承轴轴心受压柱的砌砌体基础为局部部均匀受压;梁梁端支承处的砌砌体一般为局部部非均匀受压。。通过大量的试验验发现,砌体局局部受压可能有有三种破坏形态态。纵向裂缝发展而而破坏图(a)所示为一在中部部承受局部压力力作用的墙体,,当砌体的截面面面积A与局部受压面积积Al的比值较小时,,在局部压力作作用下,试验钢钢垫板下1或2皮砖以下的砌体体内产生第一批批纵向裂缝;随随着压力的增大大,纵向裂缝逐逐渐向上和向下下发展,并出现现其他纵向裂缝缝和斜裂缝,裂裂缝数量不断增增加。当其中的的部分纵向裂缝缝延伸形成一条条主要裂缝时,,试件即将破坏坏。开裂荷载一一般小于破坏荷荷载。在砌体的的局部受压中,,这是一种较为为常见的破坏形形态。劈裂破坏当砌体的截面面面积A与局部受压面积积Al的比值相当大时时,在局部压力力作用下,砌体体产生数量少但但较集中的纵向向裂缝(如图(b)所示);而且纵向裂缝缝一出现,砌体体很快就发生犹犹如刀劈一样的的破坏,开裂荷荷载一般接近破破坏荷载。在大大量的砌体局部部受压试验中,,仅有少数为劈劈裂破坏情况。。局部受压面积处处破坏在实际工程中,,当砌体的强度度较低,但所支支承的墙梁的高高跨比较大时,,有可能发生梁梁端支承处砌体体局部被压碎而而破坏。在砌体体局部受压试验验中,这种破坏坏极少发生。试验分析表明明:在局部压压力作用下,,砌体中的压压应力不仅能能扩散到一定定的范围(如图所示),而且非直接接受压部分的的砌体对直接接受压部分的的砌体有约束束作用,从而而使直接受压压部分的砌体体处于双向或三向受受压状态,其抗压强度度高于砌体的的轴心抗压强强度设计值f。1.砌体局部均匀匀受压砌体局部抗压压强度提高系系数γ根据试验研究究结果,砌体体的局部抗压压强度可取γf。γ称为砌体局部部抗压强度提提高系数,按按下式计算局部受压面积积影响砌体局部部抗压强度的的计算面积.砌体的局部抗抗压强度主要要取决于砌体体原有的轴心心抗压强度和和周围砌体对对局部受压区区的约束程度度。当砌体为为中心局部受受压时,随着着周围砌体的的截面面积A与局部受压面面积Al之比增大,周周围砌体对局局部受压区的的约束作用增增强,砌体的的局部抗压强强度提高。但但当A/Al较大时,砌体体的局部抗压压强度提高幅幅度减少。为为此,《规范》规定了影响砌砌体局部抗压压强度的计算算面积A0。同时,试验验还表明,当当A/Al较大时,可能能导致砌体产产生劈裂破坏。所以上式计计算所得的γ值不得超过图图中所注的相相应值;对多多孔砖砌体及及按规定要求求灌孔的砌块砌体,,γ≤1.5;未灌孔的混凝土砌块块砌体,γ=1.0。局部均匀受压压承载力计算算砌体截面中受受局部均匀压压力时的承载载力按下式计计算局部受压面积积Al上的轴向力设设计值砌体的抗压强强度设计值【例4】一钢筋混凝土土柱截面尺寸寸为250mm××250mm,支承在厚为为370mm的砖墙上,作作用位置如图图所示,砖墙墙用MU10烧结普通砖和和M5水泥砂浆砌筑筑,柱传到墙墙上的荷载设设计值为120KN。试验算柱下下砌体的局部部受压承载力力。

【解】局部受压面积=250×250=62500mm2局部受压影响面积

=(250+2×370)×370=366300mm2砌体局部抗压压强度提高系系数砌体局部受压压承载力为=1.77×0.9×1.5×62500=149344N=149.3kN>120kN。砌体局部受压压承载力满足足要求。

查表得MU10烧结普通砖和M5水泥砂浆砌筑的砌体的抗压强度设计值为=1.5MPa,采用水泥砂浆应乘以调整系数=0.9;2.梁端支承处砌砌体局部受压压上部荷载对砌砌体局部抗压压的影响梁端支承处砌砌体的局部受受压面积上除除承受梁端传传来的支承压压力Nl外,还承受由由上部荷载产产生的轴向力力N0。如果上部荷荷载在梁端上上部砌体中产产生的平均压压应力σ0较小,即上部部砌体产生的的压缩变形较较小;而此时时,若Nl较大,梁端底底部的砌体将将产生较大的的压缩变形;;由此使梁端端顶面与砌体体逐渐脱开形形成水平缝隙隙,砌体内部产生应力力重分布。上部荷荷载将通过上部砌砌体形成的内拱传传到梁端周围的砌砌体,直接传到局局部受压面积上的的荷载将减少。但但如果σ0较大,Nl较小,梁端上部砌砌体产生的压缩变变形较大,梁端顶顶面不再与砌体脱脱开,上部砌体形形成的内拱卸荷作作用将消失。试验验指出,当A0/Al>2时,可忽略不计上上部荷载对砌体局局部抗压的影响。。《规范》偏于安全,取A0/Al≥3时,不计上部荷载载的影响,即N0=0。上部荷载对砌体局局部抗压的影响,,《规范》用上部荷载的折减减系数ψ来考虑,ψ按下式计算当A0/Al≥3时取ψ=0梁端有效支承长度度当梁支承在砌体上上时,由于梁受力力变形翘曲,支座座内边缘处砌体的的压缩变形较大,,使得梁的末端部部分与砌体脱开,,梁端有效支承长长度a0可能小于其实际支支承长度a经试验分析,为了了便于工程应用,,《规范》给出梁端有效支承承长度的计算公式式为梁端支承处砌体局局部受压承载力计计算考虑上部荷载对砌砌体局部抗压的影影响,根据上部荷荷载在局部受压面面积上产生的实际际平均压应力与梁梁端支承压力在相相应面积上产生的的最大压应力之之和不大于砌体局局部抗压强度的强强度条件,可推得得梁端支承处砌体体局部受压承载力力计算公式为3.刚性垫块下砌体的的局部受压梁端支承处的砌体体局部受压承载力力不满足要求时,,可在梁端下的砌砌体内设置垫块。。通过垫块可增大大局部受压面积,,减少其上的压应应力,有效地解决决砌体的局部承载载力不足的问题。。刚性垫块的构造要要求实际工程中常采用用刚性垫块。刚性性垫块按施工方法法不同分为预制刚刚性垫块和与梁端端现浇成整体的刚刚性垫块。垫块一一般采用素混凝土土制作,当荷载较较大时,也可为钢钢筋混凝土的。刚性垫块的构造应应符合下列规定:(1)垫块的高度tb≥180mm,自梁边缘算起的的垫块挑出长度不不宜大于垫块的高高度tb。(2)在带壁柱墙的壁柱柱内设置刚性垫块块时,其计算面积积应取壁柱范围内内的面积,而不应应计算翼缘部分,,同时壁柱上垫块块伸入翼墙内的长长度不应小于120mm。(3)现浇垫块与梁端整整体浇筑时,垫块块可在梁高范围内内设置。垫块下砌体局部受受压承载力计算试验表明垫块底面面积以外的砌体对对局部受压范围内内的砌体有约束作作用,使垫块下的的砌体抗压强度提提高,但考虑到垫垫块底面压应力分布不均匀匀,偏于安全,取垫垫块外砌体的有利利影响系数γ1=0.8γ;同时,垫块下砌砌体的受力状态接接近偏心受压情况况。故垫块下砌体体局部受压承载力力可按下式计算垫块上的N0及Nl合力的影响系数,,可根据e/ab查附表中β≤3的值梁端有效支承长度度当梁端设有刚性垫垫块时,梁端有效效支承长度a0考虑刚性垫块的影影响,按下式计算算刚性垫块的影响系系数δ14.梁端柔性垫梁下砌砌体局部受压在实际工程中,常常在梁或屋架端部部下面的砌体墙上上设置连续的钢筋筋混凝土梁,如圈圈梁等。此钢筋混混凝土梁可把承受受的局部集中荷载载扩散到一定范围围的砌体墙上起到到垫块的作用,故故称为垫梁。其应力峰值和分布布范围按弹性半无无限体上长梁求解解。根据试验分析,当当垫梁长度大于πh0时,在局部集中荷荷载作用下,垫梁梁下砌体受到的竖竖向压应力在长度度πh0范围内分布为三角角形。此时,垫梁梁下的砌体局部受受压承载力可按下下列公式计算3【例5】窗间墙截面尺寸为为370mm×1200mm,砖墙用MU10的烧结普通砖和M5的混合砂浆砌筑。。大梁的截面尺寸寸为200mm×550mm,在墙上的搁置长长度为240mm。大梁的支座反力力为100kN,窗间墙范围内梁梁底截面处的上部部荷载设计值为240kN,试对大梁端部下下砌体的局部受压压承载力进行验算算。【解】查表得MU10烧结普通砖和M5水泥砂浆砌筑的砌体的抗压强度设计值为=1.5Mpa。梁端有效支承长度度为:局部受压面积

=191×200=38200(mm2)局部受压影响面积>3局部受压承载力不不满足要求。砌体局部抗压强度度提高系数砌体局部受压承载载力为=0.7×1.996×1.5×38200×10-3=80kN<=100kN。【例6】梁下设预制刚性垫垫块设计。条件同同上题。解:根据上题计算算结果,局部受压压承载力不足,需设置垫块。设垫块高度为180mm,平面尺寸370mm×500mm,垫块自梁边两侧挑出150mm<180mm垫块面积=370×500=185000(mm2)局部受压影响面积:=(500+2×350)×370=444000mm2砌体局部抗压强度度提高系数:垫块外砌体的有利影响系数:=0.8×1.41=1.13上部平均压应力设计值=0.54MPa;垫块面积内上部轴向力设计值=0.54×185000=99900=99.9kN=0.54/1.5=0.36,查表得梁端有效支承长度度对垫块中心的偏心距:-0.4×109=141mm刚性垫块设计满足足要求。轴向力对垫块中心的偏心距

=70mm将及代入公式得验算四、受拉、受弯和和受剪构件的承载载力计算1.轴心受拉构件计算算因砌体的抗拉强强度较低,故实实际工程中采用用的砌体轴心受受拉构件较少。。对小型圆形水水池或筒仓,可可采用砌体结构构。砌体轴心受拉构构件的承载力按按下式计算2.受弯构件计算在实际工程中,,常见的砌体受受弯构件有砖砌砌平拱过梁及挡挡土墙等。对受受弯构件,除进进行受弯承载力力计算外,还应应考虑剪力的存存在进行受剪承承载力计算。(1)受弯承载力计算算由材料力学公式式可推得,受弯弯承载力计算公公式为(2)受剪承载力计算算3.受剪构件计算砌体结构中单纯纯受剪的情况少少,往往处于复复合受力状态。。如砌体拱型结结构在拱的支座座截面处,除承承受剪力外,还还作用有垂直压压力。试验表明砌体的的受剪承载力不不仅与砌体的抗抗剪强度fv有关,而且与作作用在截面上的的垂直压应力σ0的大小有关。随随着垂直压应力力σ0的增加,截面上上的内摩擦力增增大,砌体的受受剪承载力提高高。但当垂直压压应力σ0增加到一定程度度后,截面上的的内摩擦力逐渐渐减少,砌体的的受剪承载力下下降。复合受力下砌体体抗剪强度理论论有两种:主拉拉应力破坏理论论和剪模理论。。《规范》根据实验采用变变系数剪摩理论论的计算模式,,给出沿通缝或或沿阶梯形截面面破坏时受剪构构件承载力计算算公式为五、网状配筋砌砌体承载力计算算网状配筋砖砌体体构件在轴向压压力作用下,不不但发生纵向压压缩变形,同时时也发生横向膨膨胀。由于钢筋筋、砂浆层与块块体之间存在着着摩擦力和粘结结力,钢筋被完完全嵌固在灰缝缝内与砖砌体共共同工作;当砖砖砌体纵向受压压时,钢筋横向向受拉,因钢筋筋的弹性模量比比砌体大,变形形相对小,可阻阻止砌体的横向向变形发展,防防止砌体因纵向向裂缝的延伸而而过早失稳破坏坏,从而间接地地提高网状配筋筋砖砌体构件的的承载能力,故故这种配筋有时时又称为间接配筋。试验表明,砌砌体与横向钢筋筋之间足够的粘结力是保证两者共同同工作,充分发发挥块体的抗压压强度,提高砌砌体承载力的重重要保证。五、网状配筋砌砌体承载力计算算试验表明,网状状配筋砖砌体在在轴心压力作用用下,从开始加加荷到破坏,类类似于无筋砖砌砌体,也可分为为3个受力阶段,但但其破坏特征和和无筋砖砌体不不同。第一个阶阶段和无筋砖砌砌体一样,在单单块砖内出现第第一批裂缝,此此时的荷载约为为60%~75%的破坏荷载,较较无筋砖砌体高高。继续加荷,,纵向裂缝的数数量增多,但发展很缓慢;由于受到横向向钢筋的约束,,很少出现贯通的纵向裂缝缝;这是与无筋砖砖砌体明显的不不同之处。当接接近破坏时,一一般也不会出现现像无筋砌体那那样被纵向裂缝缝分割成若干1/2砖的小立柱而发发生失稳破坏的的现象。在最后后破坏时,可能能发生个别砖被完全压碎脱落落。当采用无无筋砖砌砌体受压压构件的的截面尺尺寸较大大,不能能满足使使用要求求时,可可采用网网状配筋筋砖砌体体。但试

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