砌体结构力学分析与构造-砌体的种类及力学性能

模块十砌体结构墙、柱主要内容：

10.1砌体材料

10.2砌体的种类及力学性能

10.3砌体结构墙、柱概述

10.4过梁、挑梁

10.5砌体结构抗震要求10.1砌体材料块材1.砖烧结普通砖、烧结多孔砖、蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖--------尺寸240mm×115mm×53mm（普通砖和蒸压砖）

190mm×190mm×90mm、240mm×115mm×90mm、

240mm×180mm×115mm（多孔砖）2.砌块10.1砌体材料分为混凝土空心砌块、加气混凝土砌块、硅酸盐砌块等。

砌块的强度等级为：MU20，MUl5，MUl0，MU7.5，MU5。3.石材10.1砌体材料主要来源于重质岩石和轻质岩石。天然石材分为料石和毛石两种石材的强度等级：MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30、MU2010.1砌体材料砌筑砂浆砂浆的种类水泥砂浆------由水泥、砂子和水搅拌而成，其强度高、耐久性好，但和易性差，一般用于对强度要求较高的砌体。混合砂浆-----水泥砂浆中掺入适量的塑化剂，如掺入石灰或粘土就是广为应用的水泥石灰砂浆和水泥粘土砂浆。具有一定的强度和耐久性且和易性和保水性好，便于施工，容易保证质量。非水泥砂浆-----如石灰砂浆、石膏砂浆、黏土砂浆等。强度不高、耐久性差，仅适用于面以上一般建筑物的砌体。10.1砌体材料2.砂浆的强度等级采用70.7mm×70.7mm×70.7mm砂浆立方体一组试块养护28天后加压测得的抗压强度平均值。砂浆的强度等级分为：M15，M10，M7.5，M5，M2.5。3.砂浆的性能要求除强度要求外，还应有较好的和易性和保水性。水泥砂浆和易性和保水性不如混合砂浆，除有防水要求外一般采用混合砂浆。10.2砌体的种类及力学性能砌体的种类1.砖砌体------由砖和砂浆砌筑而成的整体材料砖墙厚度普通实心砖可砌成厚度为240mm(一砖)、370mm(一砖半)、490mm(两砖)和620mm(两砖半)、740（三砖）墙体。180mm、300mm和420mm的墙体。10.2砌体的种类及力学性能2.砌块砌体------由砌块和砂浆砌筑而成的整体材料目前国内外常用的砌块砌体以混凝土空心砌块砌体为主，其中包括以普通混凝土为块体材料的普通混凝土空心砌块砌体和以轻骨料混凝土为块体材料的轻骨料混凝土空心砌块砌体。

3.石砌体------由天然石材和砂浆砌筑而成的整体材料4.配筋砌体------为了提高砌体的抗压、抗弯和抗剪承载力，常在砌体中配置钢筋或钢筋混凝土，这样的砌体称为配筋砌体。10.2砌体的种类及力学性能砌体的力学性能砌体的受压性能第

Ⅰ

阶

段

第

Ⅱ

阶

段

第

Ⅲ

阶

段

破坏三个阶段：a.50-70%--单砖出现裂缝；

b.80-90%--个别裂缝连成几皮砖通缝；

c.裂缝贯通将砌体分割成小立柱，最终被压碎或丧失稳定而破坏；10.2砌体的种类及力学性能2.影响砌体抗压强度的因素

块材与砂浆的强度等级强度等级高的块体的抗弯、抗拉能力也较大，因而可提高砌体的抗压强度；砂浆的强度等级愈高，受压后它的横向变形愈小，砌体抗压强度也有所提高。块体的尺寸与形状砌体强度随块体厚度的增大而加大，随块体长度增大而降低；块体形状越规则表面越平整，则受弯剪作用越小，可提高其抗压强度。砂浆的流动性、保水性和弹性模量的影响砌筑质量和水平灰缝厚度一般水平灰缝厚度8~12mm10.2砌体的种类及力学性能3.砌体受拉、受弯和受剪10.2砌体的种类及力学性能砌体的受拉性能a.沿齿状灰缝破坏b.沿块体截面破坏c.沿水平通缝破坏砌体抗拉强度主要取决于块材与砂浆连接面的黏结强度10.2砌体的种类及力学性能砌体的受弯性能沿齿缝截面受弯破坏、沿块体与竖向灰缝截面受弯破坏及沿通缝截面受弯破坏；砌体的受剪性能均为沿灰缝的破坏10.2砌体的种类及力学性能4.砌体的强度设计值各类砌体的强度设计值在下列情况下应乘以调整系数对无筋砌体,其截面面积小于0.3m2时，为其截面面积加0.7。对配筋砌体构件，当其中砌体截面面积小于0.2m2时，为其截面面积加0.8。构件截面面积以m2计；当砌体用强度等级小于M5.0的水泥砂浆砌筑时，对各类砌体的抗压强度设计值为0.9；对沿砌体灰缝截面破坏的轴心抗拉强度设计值、弯曲抗拉强度设计值和抗剪强度设计值为0.8；当验算施工中房屋的构件时，为1.1。10.3砌体结构墙、柱概述

混合结构房屋的结构布置方案

山墙内纵墙横墙板外纵墙竖向荷载的传递路线为：板→横墙→基础→地基(1)横墙是主要承重墙。纵墙上门窗位置、大小等的限制较少。(2)横墙间距很小(一般在2.7～4.5m之间)，房屋的空间刚度大，整体性好。(3)施工方便，材料用量较少；但墙体的材料用量较多。适用于宿舍、住宅等居住建筑1.横墙承重体系10.3砌体结构墙、柱2.纵墙承重竖向荷载的传递路线为：板→梁→纵墙→基础→地基山墙梁外纵墙板(1)纵墙是主要承重墙，横墙间距可以相当大。使用上灵活隔断和布置。(2)纵墙承受的荷载较大，因此纵墙上门窗的位置和大小要受到限制。(3)纵墙承重体系楼盖(屋盖)的材料用量较多，而墙体材料用量较少。适用于教学楼、办公楼、图书馆、实验楼、食堂、中小型工业厂房等。10.3砌体结构墙、柱3.纵横墙承重内纵墙山墙横墙梁外纵墙竖向荷载的传递路线为：可保证有灵活布置的房间，又具有较大的空间刚度和整体性，纵、横两个方向的空间刚度均比较好，便于施工。适用于教学楼、办公楼、多层住宅等建筑。10.3砌体结构墙、柱案例分析A~B轴线间楼板横向布置，楼面荷载传给横墙和梁L2，L2又将荷载传给纵墙；B~C轴线间楼板纵向布置，楼面荷载传给内纵墙；C~D轴线间楼板横向布置，楼面荷载传给横墙和L1，L1又将荷载传给纵墙。因此，该办公楼为纵、横墙混合承重体系。10.3砌体结构墙、柱房屋的静力计算方案刚性方案弹性方案刚弹性方案屋盖或楼盖类别刚性方案刚弹性方案弹性方案1整体式、装配整体式和装配式无檩体系钢筋混凝土屋盖或楼盖s＜3232≤s≤72s＞722装配式有檩体系钢筋混凝土屋盖、轻钢屋盖和有密铺望板的木屋盖或楼盖s＜2020≤s≤48s＞483瓦材屋面的木屋盖和轻钢屋盖s＜1616≤s≤36s＞3610.3砌体结构墙、柱受压构件承载力计算截面面积。砌体抗压强度设计值影响系数。对受压构件承载力的和偏心距高厚比轴向力设计值--=--AfehHN0bgbj10.3砌体结构墙、柱10.3砌体结构墙、柱例题：墙体采用蒸压粉煤灰砖MU10，混合砂浆M10砌筑，底层墙体高度4.6m（至基顶），横墙240mm厚，屋面做法：恒载标准值3kN/m2，墙体240mm双面抹灰，恒载标准5.24kN/m2。验算内横墙砌体受压承载力。L2办公室办公室办公室L1L1L1L1办公室10.3砌体结构墙、柱10.3砌体结构墙、柱10.3砌体结构墙、柱墙、柱高厚比矩形截面墙柱高厚比μ1——自承重墙允许高厚比的修正系数；h=240mm,μ1=1.2;h=90mm,μ1=1.5;其余内插μ2——有门窗洞口墙允许高厚比的修正系数。bsssbs10.3砌体结构墙、柱带壁柱墙高厚比验算1）整片墙高厚比2）壁柱间墙高厚比确定计算高度时，都按刚性方案考虑。案例一：办公楼平面如图所示，采用预制钢筋混凝土空心板，墙体采用蒸压粉煤灰砖MU10，混合砂浆M10砌筑，底层墙体高度4.6m（至基顶），横墙240mm厚。试验算内横墙、A轴纵墙的高厚比办公室办公室办公室办公室10.3砌体结构墙、柱10.3砌体结构墙、柱10.3砌体结构墙、柱【知识链接】带构造柱墙的高厚比验算1）整片墙体高厚比的验算2)构造柱间墙体高厚比的验算10.3砌体结构墙、柱墙、柱的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和混凝土灌缝时，其支承长度可为40mm，但板端缝宽不小于80mm，灌缝混凝土不宜低于Cb20。10.4过梁、挑梁过梁钢筋砖过梁≥240≥240砖砌平拱过梁≥240≥20~30≥20~30钢筋砼过梁≥240≥240≥18010.4过梁、挑梁与圈梁挑梁l1≥

2l1/3l挑梁埋入砌体的长度l1与挑出长度l之比宜大于1.2；当挑梁上无砌体时，l1与l之比宜大于2;纵向受力钢筋至少应有1／2的钢筋面积伸入梁尾端，且不少于2Φ12。其余钢筋伸入支座的长度不应小于2l1/3.挑梁下的墙砌体受到较大的局部压力，应进行挑梁下局部受压承载力验算

.10.5砌体结构抗震要求一般规定房屋高度的限制房屋类别最小抗震墙厚度(mm)烈度和设计基本地震加速度6度7度8度9度0.05g0.10g0.15g0.20g0.30g0.40g高度层数高度层数高度层数高度层数高度层数高度层数多层砌体房屋普通砖多孔砖多孔砖小砌块240240190190212121217777212118217767211815187656181815186656151512155545129—943—3底部框架-抗震墙砌体房屋普通砖多孔砖240227227196165————多孔砖190227196165134————小砌块190227227196165————10.5砌体结构抗震要求房屋最大高宽比的限制抗震横墙间距的限制房屋抗震横墙的间距（m）房屋类别烈度6度7度8度9度多层砌体房屋现浇或装配整体式钢筋混凝土楼、屋盖装配式钢筋混凝土楼、屋盖木屋盖1511915119119474—底部框架-抗震墙砌体房屋上部各层同多层砌体房屋—底层或底部两层181511—10.5砌体结构抗震要求房屋局部尺寸的限制其他规定10.5砌体结构抗震要求多层砖砌体房屋抗震构造措施构造柱的设置房屋层数设置部位6度7度8度9度四、五三、四二、三楼电、梯间四角，楼梯斜段上下端对应的墙体处；外墙四角和对应转角；错层部位横墙与外纵墙交接处；大房间内外墙交接处；较大洞口两侧

隔12m或单元横墙与纵墙交接处；楼梯间对应的另一侧内横墙与外纵墙交接处

六五四二隔开间横墙（轴线）与外墙交接处；山墙与内纵墙交接处

七≥六≥五≥三

内墙（轴线）与外墙交接处；内墙的局部较小墙垛处；内纵墙与横墙（轴线）交接处

1.砖房构造柱设置要求10.5砌体结构抗震要求2.构造柱的截面尺寸及配筋构造柱最小截面可采用180mm×240mm（墙厚190mm时为180mm×190mm），纵向钢筋宜采用4φ12，箍筋间距不宜大于250mm，且在柱上下端应适当加密；6、7度时超过六层、8度时超过五层和9度时，构造柱纵向钢筋宜采用4φ14，箍筋间距不应大于200mm；房屋四角的构造柱应适当加大截面及配筋。10.5砌体结构抗震要求3.构造柱的连接构造柱与墙连接处应砌成马牙槎，沿墙高每隔500mm设2φ6水平钢筋和φ4分布短筋平面内点焊组成的拉结网片或φ4点焊钢筋网片，每边伸入墙内不宜小于1m。构造柱与圈梁连接处,构造柱的纵筋应在圈梁纵筋内侧穿过,保证构造柱纵筋上下贯通。构造柱可不单独设置基础,但应伸入室外地面下500mm,或与埋深小于500mm的基础圈