1、1,砌體結(jié)構(gòu),2,第一章 概述,第一節(jié) 砌體結(jié)構(gòu)的發(fā)展 中國(guó)是砌體大國(guó)。 舉世聞名的萬里長(zhǎng)城，是兩千多萬年前用“秦磚漢瓦”建造的世界上最偉大的砌體工程之一； 春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期就已興修，如今仍然起灌溉作用的秦代李冰父子修建的都江堰水利工程； 在1400年前由料石修建的現(xiàn)存河北趙縣安濟(jì)橋，是世界上最早的敞肩式拱橋。該橋已被美國(guó)土木工程學(xué)會(huì)選入世界第12個(gè)土木工程里程碑。,3,解放后我國(guó)在砌體結(jié)構(gòu)方面有了很大的發(fā)展，分三個(gè)方面,砌體結(jié)構(gòu)量大面廣 新材料、新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的研究與應(yīng)用 砌體結(jié)構(gòu)理論研究與計(jì)算方法,4,第二節(jié)、砌體結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn),一砌體結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn) 1、便于就地取材 天然石材、黏土、砂等幾乎各

2、地都有，還可以利用工業(yè)廢料，采用的砌體材料可因地置宜，來源方便，能節(jié)約鋼、木、水泥三大建筑材料，也較經(jīng)濟(jì)。 2、技術(shù)性能好 具有較好的化學(xué)穩(wěn)定性和大氣穩(wěn)定性，在天然環(huán)境中不易蝕損，耐久性好；有很好的耐火性；有較好的保溫、隔熱性能。 3、施工簡(jiǎn)便 砌筑時(shí)不需要模板和特殊的施工設(shè)備；可僅一個(gè)工種操作，工種配合簡(jiǎn)單；新砌筑的砌體即可承受一定荷載，天寒地凍時(shí)還可采用凍結(jié)法施工，因而可以連續(xù)施工。,5,二砌體結(jié)構(gòu)的主要缺點(diǎn),1、強(qiáng)度低、材料用量多、構(gòu)件自重大； 2、 砌筑勞動(dòng)繁重； 3、 砂漿和塊材間的黏結(jié)力較弱，無筋砌體的抗拉、抗彎、抗剪強(qiáng)度很低，不宜用于承受較大彎矩和拉力的構(gòu)件，抗震性能亦較差； 4

3、、 磚結(jié)構(gòu)中黏土磚的用量很大，造磚與農(nóng)業(yè)爭(zhēng)地。,6,第三節(jié)砌體結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍,砌體結(jié)構(gòu)適用于以受壓為主的結(jié)構(gòu)： 1、民用建筑物中的墻體、柱、基礎(chǔ)、地溝等； 2、中小型工業(yè)建筑物中的墻體、柱、基礎(chǔ)，起重量不超過3噸、中輕級(jí)吊車的磚拱吊車梁等；工業(yè)構(gòu)筑物中的煙囪、水池、水塔、中小型貯倉等； 3、交通工程中的拱橋、隧道、涵洞、擋土墻等； 4、水利工程中的石壩、渡槽、圍堰等。,7,第四節(jié)、砌體結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì),1輕質(zhì)高強(qiáng)的實(shí)心磚、空心磚、砌塊和高強(qiáng)度砂漿，提高砌體強(qiáng)度、減輕自重、提高砌筑效率、節(jié)約材料、減少運(yùn)輸量和降低工程造價(jià)。 2工業(yè)廢料制品和混凝土砌塊，對(duì)于解決城市工業(yè)廢料處理、治理環(huán)境極為有效，還

4、可解決生產(chǎn)黏土磚與農(nóng)業(yè)爭(zhēng)地的問題。 3配筋磚砌體結(jié)構(gòu)，與鋼筋混凝土或鋼筋砂漿組成的組合磚砌體結(jié)構(gòu)、后張預(yù)應(yīng)力配筋砌體結(jié)構(gòu)等，增強(qiáng)砌體結(jié)構(gòu)的抗震性能。 4.砌塊、墻板，如粉煤灰砌塊、加氣混凝土砌塊、振動(dòng)成型的磚墻板、加氣混凝土墻板、夾心墻板、石膏墻板等,8,第五節(jié) 本課程的內(nèi)容及教學(xué),一、定義 砌體是把塊體（包括粘土磚、空心磚、砌塊、石材等）和砂漿通過砌筑而成的結(jié)構(gòu)材料。 砌體結(jié)構(gòu)系指將由塊體和砂漿砌筑而成的墻、柱作為建筑物主要受力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)體系。 二、課程內(nèi)容第一章、概述 第二章、砌體材料的類別、強(qiáng)度等級(jí)及選用,9,第三章、砌體的強(qiáng)度及變形性能 第四章、砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力計(jì)算 第五章、混合結(jié)

5、構(gòu)房屋墻體設(shè)計(jì) 第六章、過梁、墻梁、圈梁、挑梁 三、教學(xué)方法 課堂講授與自學(xué)相結(jié)合，以教科書作為參考，以砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50003-2001為依據(jù)。 目的是通過本課程的學(xué)習(xí)，能進(jìn)行砌體結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計(jì)，較為熟練的使用砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50003-2001,10,思 考 題,1、什么是砌體結(jié)構(gòu)？砌體結(jié)構(gòu)經(jīng)歷了什么樣的發(fā)展過程？ 2、砌體結(jié)構(gòu)作為建筑結(jié)構(gòu)形式的一種，有哪些優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)？ 3、結(jié)合自己的經(jīng)驗(yàn)，談一談砌體結(jié)構(gòu)一般用于哪些建筑類型？,11,課程設(shè)計(jì)任務(wù)書,一、設(shè)計(jì)題目 設(shè)計(jì)多層砌體結(jié)構(gòu)教學(xué)樓/辦公樓/住宅樓，層數(shù)23層，建筑面積：1000M2 左右，所處地理位置為淮安市市區(qū)（本次設(shè)計(jì)

6、不考慮結(jié)構(gòu)抗震）。 二、設(shè)計(jì)內(nèi)容 1、編寫設(shè)計(jì)說明，包括基本概況、設(shè)計(jì)依據(jù)、材料選用、安全等級(jí)、砌體 結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量控制等級(jí)、設(shè)計(jì)荷載等。 2、繪制建筑圖：建筑施工說明、建筑平面圖、建筑立面圖、建筑剖面圖。 3、結(jié)構(gòu)平面布置圖：構(gòu)造柱 、圈梁、梁及預(yù)制板/現(xiàn)澆板的布置 4、挑梁等計(jì)算 5、結(jié)構(gòu)計(jì)算書 6、繪制結(jié)構(gòu)施工圖 （1）、結(jié)構(gòu)平面布置圖（1：100） （2）、梁、挑梁的配筋圖（1：50；1：25） （3）、圖紙?jiān)O(shè)計(jì)說明 三、設(shè)計(jì)資料 1、 設(shè)計(jì)所需資料請(qǐng)同學(xué)自己收集和查找； 2、材料選用由同學(xué)自己根據(jù)有關(guān)資料自己確定,12,第二章 砌體材料的類別、強(qiáng)度等級(jí)及選用,第一節(jié)、砌體的材料 一磚的

7、品種 1、燒結(jié)普通磚(fired common brick )由粘土、頁巖、煤矸石或粉煤灰為主要原料，經(jīng)過焙燒而成的實(shí)心或孔洞率不大于規(guī)定值且外形尺寸符合規(guī)定的磚。分燒結(jié)粘土磚、燒結(jié)頁巖磚、燒結(jié)煤矸石磚、燒結(jié)粉煤灰磚等。 標(biāo)準(zhǔn)尺寸為240mm115mm53mm，稱為“標(biāo)準(zhǔn)磚”。它有手工制和機(jī)制磚兩種。,13,2、燒結(jié)多孔磚 fired perforated brick,以粘土、頁巖、煤矸石或粉煤灰為主要原料，經(jīng)焙燒而成、孔洞率不小于25%，孔的尺寸小而數(shù)量多，主要用于承重部位的磚。簡(jiǎn)稱多孔磚。目前多孔磚分為P型磚和M型磚。,14,3、蒸壓灰砂磚 autoclaved sand-lime bri

8、ck,以石灰和砂為主要原料，經(jīng)坯料制備、壓制成型、蒸壓養(yǎng)護(hù)而成的實(shí)心磚。簡(jiǎn)稱灰砂磚,15,4、蒸壓粉煤灰磚 autoclaved flyash-lime brick,以粉煤灰、石灰為主要原料，摻加適量石膏和集料，經(jīng)坯料制備、壓制成型、高壓蒸汽養(yǎng)護(hù)而成的實(shí)心磚。簡(jiǎn)稱粉煤灰磚。,16,5、混凝土小型空心砌塊 concrete small hollow block,由普通混凝土或輕骨料混凝土制成，主規(guī)格尺寸為390mm190mm190mm、空心率在25%50%的空心砌塊。簡(jiǎn)稱混凝土砌塊或砌塊。,17,二、石材,1石材的規(guī)格 1)料石細(xì)料石：通過細(xì)加工，外形規(guī)則，疊砌面凹入深度不應(yīng)大于10mm，截面的

9、寬度、高度不應(yīng)小于200mm，且不應(yīng)小于長(zhǎng)度的1/4。半細(xì)料石：規(guī)格尺寸同上，但疊砌面凹入深度不應(yīng)大于15mm。粗料石：規(guī)格尺寸同上，但疊砌面凹入深度不應(yīng)大于20mm。毛料石：外形大致方正，一般不加工或僅稍加修整，高度不應(yīng)小于200mm，疊砌面凹入深度不應(yīng)大于25mm。2)毛石：形狀不規(guī)則，中部厚度不應(yīng)小于200mm。,18,第二節(jié)砌塊的強(qiáng)度等級(jí)及變形性能,一、磚的強(qiáng)度等級(jí)燒結(jié)普通磚、燒結(jié)多孔磚等的強(qiáng)度等級(jí)：MU30、MU25、MU20、MU15和MU10；磚的強(qiáng)度等級(jí)按照標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法根據(jù)其抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度的值而確定。二、磚的變形性能燒結(jié)普通磚的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線接近于一條斜直線，屬脆性材料。

10、它的彈性模量為(23)103N/mm2，泊松比在0.030.10之間。,19,二石材的強(qiáng)度等級(jí),石材的強(qiáng)度等級(jí)為 ：MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30和MU20共七級(jí)。石材的強(qiáng)度等級(jí)是用邊長(zhǎng)為70mm的立方體試塊的抗壓強(qiáng)度來表示，抗壓強(qiáng)度取三個(gè)試件破壞強(qiáng)度的平均值。,20,三、砌塊,1砌塊的劃分 (1)按尺寸：塊體的高度為350mm及其以下者稱為小型砌塊，塊體的高度為360900mm之間者為中型砌塊。它是當(dāng)前我國(guó)制定標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程等分類的依據(jù)。 (2)按材料：分為混凝土砌塊、硅酸鹽砌塊、加氣混凝土砌塊等。(3)按抗?jié)B程度：分為防水砌塊和普通砌塊。防水砌塊用于清水外墻。,2

11、1,2砌塊的強(qiáng)度等級(jí),砌塊的強(qiáng)度等級(jí)為：M25、 MU20、MU15、MU10、MU7.5和MU5共六個(gè)等級(jí)。 砌塊的強(qiáng)度等級(jí)由抗壓強(qiáng)度確定，抗壓強(qiáng)度應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法得到，砌塊的強(qiáng)度等級(jí)根據(jù)五個(gè)砌塊抗壓強(qiáng)度的平均值來確定。,22,四、砂漿,1砂漿的種類 (1)水泥砂漿由水泥與砂加水拌合而成，不加摻合料。具有硬化快、強(qiáng)度高、耐久性好，但和易性差的特點(diǎn)，適用于水中及潮濕環(huán)境中的砌體。(2)水泥混合砂漿加入塑性摻合料的水泥砂漿。如摻入石灰或黏土就是水泥石灰砂漿和水泥黏土砂漿。其和易性好，便于施工，容易保證質(zhì)量。(3)非水泥砂漿在配合成分中不含水泥的砂漿，如石灰砂漿、石膏砂漿、黏土砂漿等。其易性好，

12、但硬化慢、強(qiáng)度低、抗水性差，僅適用于地面以上一般建筑物的砌體。黏土砂漿僅適用于氣候干燥地區(qū)的低層建筑。砂漿按其重度分為重砂漿(重力密度15kN/m3)和輕砂漿(重力密度15kN/m3)，承重砌體中采用的一般都是重砂漿。,23,2砂漿的強(qiáng)度等級(jí)及變形性能,(1)砂漿的強(qiáng)度等級(jí) 砂漿的強(qiáng)度等級(jí)分為：M15、M10、M7.5、M5和M2.5共五個(gè)等級(jí)。 另外，當(dāng)驗(yàn)算施工階段砂漿尚未硬化的新砌砌體強(qiáng)度時(shí)，可按砂漿強(qiáng)度為0來確定。砂漿的強(qiáng)度等級(jí)是按標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法，采用70.7mm70.7mm70.7mm砂漿立方體一組試塊(每組試塊為6塊)養(yǎng)護(hù)28天后加壓測(cè)得的抗壓強(qiáng)度平均值。,24,(2)砂漿的變形性能,

13、砂漿的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線表明其塑性變形比磚大得多，砂漿的彈性模量隨其強(qiáng)度等級(jí)的變化而有明顯改變，砂漿強(qiáng)度等級(jí)愈高，變形愈小，彈性模量愈大。砂漿的泊松比約為0.16，大致是磚泊松比的1.55倍。砂漿還有流動(dòng)性(稠度)、保水性等要求。水泥混合砂漿,25,第三節(jié)、砌體材料的選用,一、五層及五層以上房屋的墻，以及受振動(dòng)或?qū)痈叽笥?m的墻、柱所用材料的最低強(qiáng)度等級(jí)，應(yīng)符合下列要求：1 磚采用MU10；2 砌塊采用MU7.5；3 石材采用MU30；4 砂漿采用M5。注：對(duì)安全等級(jí)為一級(jí)或設(shè)計(jì)使用年限大于50年的房屋，墻、柱所用材料的最低強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)至少提高一級(jí)。 二、地面以下或防潮層以下的砌體，按其潮濕程度，

14、砌體規(guī)范規(guī)定了所用材料的最低強(qiáng)度等級(jí)。 如下表所示。,26,地面以下或防潮層以下的砌體、潮濕房間墻所用材料的最低強(qiáng)度等級(jí),27,注： 1、 在凍脹地區(qū)，地面以下或防潮層以下的砌體，不宜采用多孔磚，如采用時(shí)，其孔洞應(yīng)用水泥砂漿灌實(shí)。當(dāng)采用混凝土砌塊砌體時(shí)，其孔洞應(yīng)采用強(qiáng)度等級(jí)不低于Cb20的混凝土灌實(shí)； 2、 對(duì)安全等級(jí)為一級(jí)或設(shè)計(jì)使用年限大于50年的房屋，表中材料強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)到少提高一級(jí)。,28,思考題,1、常用的砌塊類型及其強(qiáng)度等級(jí)？ 2、砌體材料的選用原則？,29,第三章、砌體的強(qiáng)度及變形性能,第一節(jié)、砌體的抗壓強(qiáng)度 第二節(jié)、砌體的軸心抗拉、彎曲抗拉及抗剪強(qiáng)度 第三節(jié)、砌體強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的調(diào)整系

15、數(shù) 第四節(jié)、砌體的變形性能,30,第一節(jié)、砌體的抗壓強(qiáng)度,31,磚砌體軸心受壓時(shí)的破壞過程 （續(xù)）,32,2磚砌體受壓時(shí)的應(yīng)力分析,33,軸心受壓砌體的抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)小于砌塊的抗壓強(qiáng)度。原因有： (1)砂漿層的非均勻性以及砌塊表面的不規(guī)整，使得砌塊與砂漿并非全面接觸，而是支承在凹凸不平的砂漿層上。因此，砌塊在中心受壓的砌體中實(shí)際上是處于受彎、受剪和局部承壓的復(fù)雜受力狀態(tài)，如上圖(a)所示。(2)砌塊和砂漿橫向變形的差異(砂漿的泊松比是磚泊松比的1.55倍)，以及砌塊和砂漿間的粘結(jié)力和摩擦力，使二者不能自由變形。因此砌塊受到橫向拉力，而砂漿受到橫向壓力，如上圖(b)所示。(3)豎向灰縫處砂漿不可能填

16、實(shí)，不能保證砌體的整體性，在豎向灰縫處發(fā)生應(yīng)力集中現(xiàn)象。 綜上所述，中心受壓砌體中的砌塊處于局部受壓、受彎、受剪、橫向受拉的復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下。由于砌塊的抗彎、抗拉強(qiáng)度很低，故砌體受壓后砌塊將出現(xiàn)因彎拉應(yīng)力而產(chǎn)生的豎向裂縫。這種裂縫隨著荷載增加而上下貫通，直至將整個(gè)砌體分割成若干半磚小柱，小柱失穩(wěn)導(dǎo)致整個(gè)砌體的破壞。可見砌體的破壞不是由于砌塊受壓耗盡了其抗壓強(qiáng)度，而是由于形成半磚小柱，側(cè)向凸出，破壞了砌體的整體工作。,34,3影響磚砌體抗壓強(qiáng)度的主要因素,(1)砌體材料的物理力學(xué)性能 砌塊和砂漿的強(qiáng)度 砌塊的規(guī)整程度和尺寸 砂漿的變形與和易性 (2)砌體工程施工質(zhì)量 灰縫砂漿飽滿度 塊體砌筑時(shí)的含

17、水率 灰縫的厚度 砌體組砌方法 施工質(zhì)量控制等級(jí) (3)砌體強(qiáng)度試驗(yàn)方法及其他因素,35,4砌體的軸心抗壓強(qiáng)度,(1)砌體的軸心抗壓強(qiáng)度平均值fm fm=k1f1(1+0.07f2)k2 式中fm砌體軸心抗壓強(qiáng)度平均值(N/mm2)； f1、f2分別為塊材、砂漿的抗壓強(qiáng)度平均值； k1隨塊材類別和砌筑方法而變化的參數(shù)，磚砌體取k1=0.78； 與塊材高度有關(guān)的系數(shù)，磚砌體取=0.5； k2低強(qiáng)度等級(jí)砂漿砌體的強(qiáng)度降低系數(shù)，磚砌體當(dāng)f21時(shí)，取k2=1.0。 其他種類砌體的k1、k2及 取值，詳見砌體規(guī)范,36,(2)砌體的軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fk,fk=fm(1-1.645i) 式中： i為砌體

18、強(qiáng)度的變異系數(shù)， 各種磚、砌塊和料石砌體i=0.17； 毛石砌體i=0.24。,37,(3)砌體的軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f,f =fk/f 式中： f 為砌體結(jié)構(gòu)的材料性能分項(xiàng)系數(shù) 宜按施工控制等級(jí)為B級(jí)考慮，取f=1.6； 當(dāng)為C級(jí)時(shí)，取f=1.8； 因此，對(duì)于各種磚、砌塊和料石砌體抗壓強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值 fk、設(shè)計(jì)值 f 與平均值 fm的關(guān)系式為 fk=0.72fm ； f =0.48fm,38,第二節(jié) 砌體的軸心抗拉、彎曲抗拉及抗剪強(qiáng)度 1、軸心抗拉,1砌體的軸心抗拉強(qiáng)度平均值ft,m,39,圓形水池是砌體軸心受拉的典型實(shí) 在內(nèi)部水壓作用下，池壁產(chǎn)生環(huán)向拉力，使砌體豎向截面處于軸心受拉狀態(tài)(上圖(

19、a)。 砌體軸心受拉有兩種破壞形式： (1)當(dāng)磚強(qiáng)度較高，砂漿強(qiáng)度較低時(shí)，砌體將沿齒縫破壞(上圖(b)； (2)當(dāng)磚強(qiáng)度較低，而砂漿強(qiáng)度較高時(shí)，砌體將發(fā)生磚塊拉斷與豎向灰縫相連的直縫破壞(上圖(c)。,40,(1)砌體沿齒縫破壞的抗拉強(qiáng)度平均值ft,m取決于水平灰縫處砂漿與磚的粘結(jié)強(qiáng)度，影響粘結(jié)強(qiáng)度的因素很多，最主要是砂漿強(qiáng)度 f2， 其軸心抗拉強(qiáng)度平均值 ft,m的計(jì)算公式：ft,m=k3 f21/2 式中k3砌體種類調(diào)整系數(shù)，磚砌體取k3=0.141，其他種類砌體k3取值，見砌體規(guī)范。 (2)砌體沿直縫破壞的抗拉強(qiáng)度平均值ft,m取決于磚的抗拉強(qiáng)度 f1(由于砂漿不能保證填充密實(shí)，豎向灰縫

20、的粘結(jié)強(qiáng)度不予考慮)，故沿直縫破壞的砌體軸心抗拉強(qiáng)度平均值 ft,m的計(jì)算公式為： ft,m=0.212f11/3,41,2、砌體的彎曲抗拉強(qiáng)度平均值ftm,m,42,土壓力作用下的帶壁柱擋土墻和風(fēng)荷載作用下的圍墻，是砌體彎曲受拉的實(shí)例。 砌體彎曲受拉有三種破壞形式： 沿齒縫破壞(上圖(a)中的截面)； 沿直縫破壞(上圖(a)中的截面)； 沿通縫截面破壞(上圖(b)中的截面),43,(1)砌體沿齒縫或通縫截面破壞的彎曲抗拉強(qiáng)度平均值ftm,m ftm,m=k4f21/2 對(duì)磚砌體k4取0.25(齒縫)及0.125(通縫)。其他種類砌體k4取值詳見砌體規(guī)范。 (2)砌體沿直縫截面破壞的彎曲抗拉強(qiáng)

21、度平均值ftm,m ftm,m=0.318f11/3,44,3砌體的抗剪強(qiáng)度平均值fv,m,45,砌體受剪破壞形式主要有兩種： (1)沿通縫受剪破壞(上圖(a)； (2)沿階梯形截面受剪破壞(上圖(b)。 兩種破壞形式的砌體抗剪強(qiáng)度均取決于砂漿的強(qiáng)度 f2，故砌體抗剪強(qiáng)度平均值 fv,m的計(jì)算公式為： fv,m=k5 f21/2 對(duì)磚砌體k5取0.125，其他砌體k5取值見砌體規(guī)范。,46,4軸心抗拉、彎曲抗拉及抗剪強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值,砌體軸心抗拉、彎曲抗拉及抗剪強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值的取值方法同砌體抗壓強(qiáng)度。各類砌體的各種強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，均可查表取用。,47,第三節(jié) 砌體強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的調(diào)整系數(shù),砌

22、體強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)乘以調(diào)整系數(shù)a：1 、有吊車房屋砌體、跨度不小于9m的梁下燒結(jié)普通磚砌體、跨度不小于7.5m的梁下燒結(jié)多孔磚、蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚砌體，混凝土和輕骨料混凝土砌塊砌體，a為0.9；2 、無筋砌體構(gòu)件，其截面面積小于0.3m2時(shí)，a為其截面面積加0.7。 對(duì)配筋砌體構(gòu)件，當(dāng)其中砌體截面面積小于0.2m2時(shí)，a為其截面面積加0.8。 構(gòu)件截面面積以m2計(jì)；,48,3、 砌體用水泥砂漿砌筑時(shí)，對(duì)GB50003-2001第3.2.1條各表中的數(shù)值，a為0.9；對(duì)第3.2.2條表3.2.2中數(shù)值，a為0.8； 對(duì)配筋砌體構(gòu)件，當(dāng)其中的砌體采用水泥砂漿砌筑時(shí)，僅對(duì)砌體的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值乘以調(diào)整系

23、數(shù)a；4、 當(dāng)施工質(zhì)量控制等級(jí)為C級(jí)時(shí)，a為0.89；5 、當(dāng)驗(yàn)算施工中房屋的構(gòu)件時(shí)，a為1.1。,49,第四節(jié) 砌體的變形性能,1砌體的彈性模量砌體為彈塑性材料，隨應(yīng)力增大，塑性變形在變形(總量)中所占比例增大。試驗(yàn)表明，砌體受壓后的變形由空隙的壓縮變形、塊體的壓縮變形和砂漿層的壓縮變形三部分所組成，其中砂漿層的壓縮是主要部分。砌體規(guī)范按砂漿強(qiáng)度等級(jí)、砌體種類給出了各種砌體的彈性模量值。,50,2砌體的剪變模量,砌體的剪變模量G是根據(jù)砌體的泊松比，按材料力學(xué)公式G=E/2(1+)計(jì)算的。由于磚砌體泊松比一般取0.15，砌塊砌體一般取0.3，故G=(0.430.38)E。通常取各類砌體的G=0

24、.4E；對(duì)地震荷載作用下各類砌體，取G=0.3E。,51,思考題,1、影響砌體抗壓強(qiáng)度的因素主要有哪些？ 2、作為結(jié)構(gòu)形式的一種，你認(rèn)為砌體結(jié)構(gòu)的發(fā)展方向是什么？ 3、簡(jiǎn)述結(jié)構(gòu)安全等級(jí)的概念？ 4、說明fm、fk、和fd的定義以及三者之間的關(guān)系。,52,第四章、砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力計(jì)算,(一)砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法 (二)無筋砌體受壓構(gòu)件 (三)軸心受拉、受彎、受剪構(gòu)件 (四)網(wǎng)狀配筋磚砌體受壓構(gòu)件(五)砌體局部受壓,53,第一節(jié) 砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法,砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法與混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法相同，均采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法及分項(xiàng)系數(shù)形式的設(shè)計(jì)表達(dá)式。砌體結(jié)構(gòu)屬于脆性破壞，其目標(biāo)可靠指標(biāo)取值為3

25、.7。結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)0、荷載分項(xiàng)系數(shù)G、Q取值方法均同混凝土結(jié)構(gòu)。砌體結(jié)構(gòu)的材料性能分項(xiàng)系數(shù)f=1.5。 砌體結(jié)構(gòu)應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)，并滿足正常使用極限狀態(tài)的要求。注：根據(jù)砌體結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，砌體結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)的要求，一般情況下可由相應(yīng)的構(gòu)造措施保證。,54,設(shè)計(jì)使用年限：砌體結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)構(gòu)件在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)，在正常維護(hù)下，必須保持適合使用，而不需大修加固。設(shè)計(jì)使用年限可按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)確定。 建筑結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)：根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)破壞可能產(chǎn)生的后果(危及人的生命、造成經(jīng)濟(jì)損失、產(chǎn)生社會(huì)影響等)的嚴(yán)重性，將建筑結(jié)構(gòu)劃分為三個(gè)安全等級(jí)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)具體情況適當(dāng)選用。 建筑結(jié)構(gòu)

26、的安全等級(jí)分類： 一級(jí)，很嚴(yán)重，重要的房屋 二級(jí) ，嚴(yán)重， 一般的房屋 三級(jí)，不嚴(yán)重，次要的房屋 注：1 對(duì)于特殊的建筑物，其安全等級(jí)可根據(jù)具體情況另行確定；2 對(duì)地震區(qū)的砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)建筑抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)GB50223根據(jù)建筑物重要性區(qū)分建筑物類別。,55,1砌體結(jié)構(gòu)承載力極限狀態(tài)的設(shè)計(jì)表達(dá)式：,0(1.2SGk+1.4SQ1k+ni=2QiciSQik)R(f,ak),0(1.35SGk+1.4ni=1ciSQik)R(f,ak),56,式中 0-結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)。 安全等級(jí)為一級(jí)或設(shè)計(jì)使用年限為50年以上結(jié)構(gòu)構(gòu)件，不應(yīng)小于1.1； 安全等級(jí)為二級(jí)或設(shè)計(jì)使用年限為50年的結(jié)構(gòu)

27、構(gòu)件，不應(yīng)小于1.0； 安全等級(jí)為三級(jí)或設(shè)計(jì)使用年限為15年的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，不應(yīng)小于0.9；,57,SGki-永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)；SQ1k-在基本組合中起控制作用的一個(gè)可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)；SQik-第i個(gè)可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)；R()-結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗力函數(shù)；Qi-第i個(gè)可變荷載的分項(xiàng)系數(shù)；ci-第i個(gè)可變荷載的組合值系數(shù)。一般情況下應(yīng)取0.7；對(duì)書庫、檔案庫、儲(chǔ)藏室或通風(fēng)機(jī)房、電梯機(jī)房應(yīng)取0.9；,58,f-砌體的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，f=fk/f； fk-砌體的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，fk=fm-1.645f；f-砌體結(jié)構(gòu)的材料性能分項(xiàng)系數(shù)，一般情況下，宜按施工控制等級(jí)為B級(jí)考慮，取f=1.6；當(dāng)為C級(jí)時(shí)，取f=1.

28、8；fm-砌體的強(qiáng)度平均值；f-砌體強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)差；ak-幾何參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值。注：1 當(dāng)樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值大于4kN/m2時(shí)， 式中系數(shù)1.4應(yīng)為1.3；2 施工質(zhì)量控制等級(jí)劃分要求應(yīng)符合砌體工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范GB50203的規(guī)定。,59,第二節(jié) 無筋砌體受壓構(gòu)件,1無筋砌體受壓構(gòu)件承載力計(jì)算 對(duì)于軸心受壓和偏心受壓構(gòu)件的承載力統(tǒng)一按下列公式計(jì)算： NfA 式中N 軸向力設(shè)計(jì)值； f砌體抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，查表取用，當(dāng)符合本章上節(jié)所述情況時(shí)應(yīng)乘以調(diào)整系數(shù)a；A構(gòu)件的毛截面面積；高厚比和軸向力偏心距e對(duì)受壓構(gòu)件承載力的影響系數(shù)，可根據(jù)砂漿強(qiáng)度等級(jí)、和e/h或e/hT查表取用；對(duì)于軸心受壓構(gòu)件=1/(1+2

29、)，式中系數(shù)按下表取用：,60,系數(shù)按下表取用,61,受壓構(gòu)件承載力計(jì)算時(shí)，應(yīng)注意的幾個(gè)問題：(1)對(duì)矩形截面構(gòu)件，當(dāng)軸向力偏心方向的截面邊長(zhǎng)大于另一方向的邊長(zhǎng)時(shí)，除按偏心受壓計(jì)算外，還應(yīng)對(duì)較小邊長(zhǎng)方向，按軸心受壓進(jìn)行驗(yàn)算。 (2)構(gòu)件的高厚比按本章下節(jié)的有關(guān)公式計(jì)算；(3)對(duì)磚砌體以外的其他種類砌體，查表時(shí)，應(yīng)先對(duì)構(gòu)件高厚比乘以與砌體種類有關(guān)的系數(shù)，詳見砌體規(guī)范。,62,例 1,截面尺寸為370mm490mm的軸心受壓磚柱，柱高3.6m，高厚比=H0，采用MU10磚和M5混合砂漿砌筑，磚砌體自重為19kN/m3。若在柱頂截面上作用有恒載和活載產(chǎn)生的軸向力標(biāo)準(zhǔn)值均為60kN，試驗(yàn)算柱底截面承載

30、力。,63,解：(1)軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：采用MU10磚和M5混合砂漿，查表得軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值1.58N/mm2；構(gòu)件截面積A=0.370.49=0.181m2170.88kN柱底截面承載力滿足要求。,64,第三節(jié) 軸心受拉、受彎、受剪構(gòu)件,1軸心受拉構(gòu)件承載力計(jì)算 Ntft/A 式中Nt軸心拉力設(shè)計(jì)值； ft砌體軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(取沿齒縫破壞和沿直縫破壞的兩種抗拉強(qiáng)度的較小值)，查表取用，當(dāng)符合本章上節(jié)所述情況時(shí)應(yīng)乘以調(diào)整系數(shù)a； A受拉截面面積。,65,2受彎構(gòu)件承載力計(jì)算,受彎構(gòu)件需進(jìn)行受彎承載力及受剪承載力兩項(xiàng)計(jì)算：MftmW Vfvbz 式中M、V分別為彎矩設(shè)計(jì)值和剪力設(shè)計(jì)值；

31、ftm砌體彎曲抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，查表取用(取沿齒縫通縫破壞和沿直縫破壞的兩種抗彎強(qiáng)度的較小值)；fv砌體抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，查表取用；W截面抵抗矩；z內(nèi)力臂，z=I/S，對(duì)矩形截面z=2h/3；b、h、I、S分別為截面寬度、高度、截面慣性矩、面積矩。,66,3受剪構(gòu)件承載力計(jì)算,受剪承載力隨作用在砌體截面上的壓力所產(chǎn)生的摩擦力而提高，沿通縫受剪構(gòu)件的承載力按下式計(jì)算：V(fv+0.18k)A 式中V剪力設(shè)計(jì)值；fv砌體抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，查表取用；A受剪構(gòu)件沿剪力作用方向的截面面積；k由恒載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的平均壓應(yīng)力。,67,第四節(jié) 網(wǎng)狀配筋磚砌體受壓構(gòu)件,1、工作原理及基本規(guī)定 原理：在水平灰縫內(nèi)配置網(wǎng)狀

32、鋼筋可以阻止砌體橫向變形的發(fā)展，提高砌體承載力。這是因?yàn)殇摻钆c磚砌體粘結(jié)牢固并能共同工作，而鋼筋的彈性模量大于砌體的彈性模量，砌體的橫向變形受鋼筋約束，這相當(dāng)于對(duì)受壓磚砌體橫向加壓，使砌體產(chǎn)生三向應(yīng)力狀態(tài)。網(wǎng)狀鋼筋延緩了磚塊的開裂及其發(fā)展，阻止了豎向裂縫的上下貫通，避免了將磚柱分裂成半磚小柱導(dǎo)致的失穩(wěn)破壞。砌體和鋼筋的共同工作可延續(xù)到整體磚層被壓碎，砌體完全破壞。,68,應(yīng)符合下列規(guī)定：1、 偏心距超過截面核心范圍，對(duì)于矩形截面即e/h0.17時(shí)或偏心距雖未超過截面核心范圍，但構(gòu)件的高厚比16時(shí)，不宜采用網(wǎng)狀配筋磚砌體構(gòu)件；2、 對(duì)矩形截面構(gòu)件，當(dāng)軸向力偏心方向的截面邊長(zhǎng)大于另一方向的邊長(zhǎng)時(shí)，

33、除按偏心受壓計(jì)算外，還應(yīng)對(duì)較小邊長(zhǎng)方向按軸心受壓進(jìn)行驗(yàn)算；3 、當(dāng)網(wǎng)狀配筋磚砌體構(gòu)件下端與無筋砌體交接時(shí)，尚應(yīng)驗(yàn)算交接處無筋砌體的局部受壓承載力。,69,2網(wǎng)狀配筋磚砌體受壓構(gòu)件承載力計(jì)算,Nn fnA 式中：N 軸向力設(shè)計(jì)值； n高厚比和配筋率以及軸向力的偏心矩對(duì)網(wǎng)狀配筋磚砌體受壓構(gòu)件承載力的影響系數(shù)，查表取用； fn網(wǎng)狀配筋磚砌體的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，按下式計(jì)算： fn=f+2(1-2e/y)/100fy f無筋砌體抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，查表取用，當(dāng)符合本章上節(jié)所述情況時(shí)應(yīng)乘以調(diào)整系數(shù)a； e軸向力的偏心矩； y砌體截面形心至軸向力偏心一側(cè)的截面邊緣距離； 網(wǎng)狀配筋磚砌體的體積配筋率，=（Vs/V）

34、100（Vs為磚砌體體積V 內(nèi)的鋼筋體積）；fy受拉鋼筋的設(shè)計(jì)強(qiáng)度，當(dāng)fy320N/mm2時(shí)，仍采用320N/mm2。,70,網(wǎng)狀配筋磚砌體構(gòu)件的構(gòu)造應(yīng)符合下列規(guī)定： 1、 網(wǎng)狀配筋磚砌體中的體積配筋率，不應(yīng)小于0.1%，并不應(yīng)大于1%；2、 采用鋼筋網(wǎng)時(shí)，鋼筋的直徑宜采用34mm；當(dāng)采用連彎鋼筋時(shí)，鋼筋的直徑不應(yīng)大于8mm；3、 鋼筋網(wǎng)中鋼筋的間距，不應(yīng)大于120mm，并不應(yīng)小于30mm；4 、鋼筋網(wǎng)的豎向間距，不應(yīng)大于五皮磚，并不應(yīng)大于400mm；5、 網(wǎng)狀配筋磚砌體所用的砂漿強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于M7.5；鋼筋網(wǎng)應(yīng)設(shè)置在砌體的水平灰縫中，灰縫厚度應(yīng)保證鋼筋上下至少各有2mm厚的砂漿層。,71,

35、第五節(jié) 砌體局部受壓,72,1砌體局部受壓的破壞形態(tài),(a)砌體中應(yīng)力分布 (b)先裂后壞 (c)一裂就壞,73,砌體局部受壓有三種破壞形態(tài)： (1)豎向裂縫發(fā)展導(dǎo)致的破壞(“先裂后壞”) 圖(a)所示為在局壓荷載作用下，試件中線上的橫向應(yīng)力x和豎向應(yīng)力y分布圖?？梢钥闯?，緊靠局壓面的砌體處于三向受壓狀態(tài)，因而大大提高局壓面積處砌體抗壓強(qiáng)度。而局壓面下方一段長(zhǎng)度上出現(xiàn)橫向拉應(yīng)力，當(dāng)此拉應(yīng)力超過砌體的抗拉強(qiáng)度時(shí)即出現(xiàn)豎向裂縫，然后向上、向下方向發(fā)展，導(dǎo)致破壞，如上圖(b)所示，稱之為“先裂后壞”。此種破壞形態(tài)多發(fā)生在A0/A1不太大時(shí)(A0為影響局部抗壓強(qiáng)度的計(jì)算面積，A1為局部受壓面積)。,7

36、4,(2)劈裂破壞(“一裂就壞”),這種破壞發(fā)生前無明顯征兆，局部受壓構(gòu)件受荷后未發(fā)生較大變形，一旦構(gòu)件外側(cè)出現(xiàn)與受力方向一致的豎向裂縫，構(gòu)件立即開裂而導(dǎo)致破壞，破壞時(shí)猶如刀劈，裂縫少而集中，故稱之為劈裂破壞或“一裂就壞”，如上圖(c)所示。此種破壞形態(tài)多發(fā)生在面積比A0/A1較大時(shí)。,75,(3)局壓面積處局部破壞(“未裂先壞”),這種破壞發(fā)生在局部受壓構(gòu)件的材料強(qiáng)度很低時(shí)，因局部受壓面積A1內(nèi)砌體材料被壓碎而使整個(gè)構(gòu)件喪失承載力，此時(shí)構(gòu)件外側(cè)未發(fā)生豎向裂縫，故稱之為“未裂先壞”。三種破壞形態(tài)中，“一裂就壞”與“未裂先壞”表現(xiàn)出明顯的脆性，工程設(shè)計(jì)中必須避免發(fā)生。一般應(yīng)按“先裂后壞”來考慮。

37、,76,2砌體截面受局部均勻壓力時(shí)的承載力計(jì)算,77,NlfA1 式中Nl局部受壓面積上軸向力設(shè)計(jì)值；f砌體抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；A1局部受壓面積；砌體局部抗壓強(qiáng)度提高系數(shù)，按下式計(jì)算：=1+0.35(A0/A1-1)1/2 A0影響砌體局部抗壓強(qiáng)度的計(jì)算面積，按上圖中的相應(yīng)規(guī)定計(jì)算。同時(shí)，為了防止劈裂破壞的發(fā)生，尚應(yīng)按上圖中相應(yīng)規(guī)定對(duì)計(jì)算所得值加以限制。(注：對(duì)空心磚砌體，1.5；對(duì)未灌實(shí)的混凝土中小型空心砌塊砌體，1.0),78,影響砌體局部抗壓強(qiáng)度的計(jì)算面積可按下列規(guī)定采用： 1 在圖5.2.2a的情況下，A0=(a+c+h)h2 在圖5.2.2b的情況下，A0=(b+2h)h3 在圖5.2.

38、2c的情況下，A0=(a+h)h+(b+hl-h)h14 在圖5.2.2d的情況下，A0=(a+h)h式中a、b-矩形局部受壓面積A的邊長(zhǎng)；h、h1-墻厚或柱的較小邊長(zhǎng)，墻厚；c-矩形局部受壓面積的外邊緣至構(gòu)件邊緣的較小距離，當(dāng)大于h時(shí)，應(yīng)取為h。,79,3梁端支承處砌體的局部受壓承載力計(jì)算,計(jì)算公式 N0+N1fA1 式中上部荷載的折減系數(shù)， =1.5-0.5A0/A1，當(dāng)A0/A13時(shí)，取=0；N0局部受壓面積內(nèi)上部軸向力設(shè)計(jì)值， N0=0A1，0為上部平均壓應(yīng)力設(shè)計(jì)值；梁端底面壓應(yīng)力圖形的完整系數(shù)，一般可取0.7，對(duì)于過梁和墻梁可取1.0；A1局部受壓面積，A1=a0b，a0為梁端有效支

39、承長(zhǎng)度，b為梁寬。,80,(b)梁端有效支承長(zhǎng)度a0,81,梁端有效支承長(zhǎng)度a0按下式計(jì)算： a0=10(hc/f)1/2 式中：hc 梁的截面高度(mm)； f砌體的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(N/mm2)。 a0-梁端有效支承長(zhǎng)度(mm)， 當(dāng)a0大于a時(shí)，應(yīng)取a0等于a；,82,例題,試驗(yàn)算房屋外縱墻上跨度為5.8m的大梁端部下砌體局部受壓的承載力。已知大梁截面尺寸為bh=200mm 550mm，支承長(zhǎng)度a=240mm，支座反力Nl=80KN,梁底墻體截面處的上部設(shè)計(jì)荷載值為240KN，窗間墻截面1200mm 390mm，采用孔洞率不大于35%的MU10多排孔輕骨料混凝土小型空心砌塊及M5混合砂漿砌

40、筑。,83,解： 思路分析：圍繞計(jì)算公式 N0+N1fA1 一、計(jì)算效應(yīng) 1、計(jì)算:=1.5-0.5A0/A1，當(dāng)A0/A13時(shí)，取=0 2、計(jì)算:N0+N1 二、計(jì)算:fA1 1、 梁端底面壓應(yīng)力圖形的完整系數(shù)，一般可取 0.7，對(duì)于過梁和墻梁可取1.0； 2、=1+0.35(A0/A1-1)1/2 小于等于2 3、根據(jù)MU、M查取f，要注意修正a 4、 A1=a0b，a0為梁端有效支承長(zhǎng)度，b為梁寬。 a0=10(hc/f)1/2 a0-梁端有效支承長(zhǎng)度(mm)，當(dāng)a0大于a時(shí)，應(yīng)取a0等于a；,84,1、 A1=a0b= 167.5mm *200=33500mm2 2、 A0 =（b+2

41、h)h=(200+2*390)*390=382200mm2 3、 A0/A1=11.4大于3，取=0 4、 N0+N1 =0+80=80KN 5、 取 0.7 6、 =1+0.35(A0/A1-1)1/2 =2.13大于 2，取2 7、根據(jù)MU、M查取f，得2.45MPa， a取 0.8 8、 a0=10(hc/f)1/2 =167.5mm小于240mm 應(yīng)取a0等于167.5mm ； 9、驗(yàn)算： fA1 = 0.7 *2*1.96*33.5=91.92大于80KN，安全。,85,(2)梁端下設(shè)有墊塊或墊梁時(shí)，墊塊或墊梁下砌體的局部受壓承載力計(jì)算,86,(a)梁端設(shè)有剛性墊塊的砌體局部受壓承載

42、力計(jì)算,N0+N11fAb 式中N0-墊塊面積Ab內(nèi)上部軸向力設(shè)計(jì)(N)； N-梁端支承壓力設(shè)計(jì)值(N)； -墊塊上N0及Nl合力的影響系數(shù)，當(dāng)小于等于3時(shí)的值；1-墊塊外砌體面積的有利影響系數(shù)， 1應(yīng)為0.8，但不小于1.0。為砌體局部抗壓強(qiáng)度提高系數(shù)，按公式=1+0.35(A0/A1-1)1/2 以Ab代替Al計(jì)算得出；Ab-墊塊面積(mm2)；ab-墊塊伸入墻內(nèi)的長(zhǎng)度(mm)。bb-墊塊的寬度(mm)。,87,剛性墊塊的構(gòu)造要求： 剛性墊塊的高度tb不宜小于180mm，自梁邊算起的墊塊挑出長(zhǎng)度不宜大于墊塊高度tb。 剛性墊塊應(yīng)配置雙層鋼筋網(wǎng)，其鋼筋總用量不小于墊塊體積的0.05；當(dāng)采用綁

43、扎骨架時(shí)，墊塊配筋應(yīng)采用封閉式箍筋；混凝土等級(jí)一般為C20級(jí)。在帶壁柱墻的壁柱內(nèi)設(shè)剛性墊塊時(shí)(上圖(c)，其計(jì)算面積應(yīng)取壁柱面積，不應(yīng)計(jì)算翼緣部分(這是由于翼墻多數(shù)位于應(yīng)力較小邊，翼墻參加工作程度有限)，同時(shí)壁柱上墊塊伸入翼墻內(nèi)的長(zhǎng)度不應(yīng)小于120mm。,88,(b)現(xiàn)澆剛性墊塊下砌體局部受壓承載力計(jì)算,由于現(xiàn)澆剛性墊塊與梁端現(xiàn)澆成整體，當(dāng)梁在荷載作用下發(fā)生撓曲時(shí)，現(xiàn)澆剛性墊塊與梁端一起發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)變形，梁的有效支承長(zhǎng)度a0與不設(shè)梁墊的梁相同，只是將梁寬b以墊塊寬bb代替。梁墊下砌體的局部受壓承載力仍按梁端直接支承在砌體上的局部受壓承載力計(jì)算，只是將支承面積A1改為Ab=a0bb。,89,(c)梁

44、端下設(shè)有墊梁時(shí)，墊梁下砌體局部受壓承載力計(jì)算,90,梁端下設(shè)置墊梁，一般是大梁或屋架端部支承在鋼筋混凝土圈梁上的情況，該圈梁即為墊梁，為長(zhǎng)度大于h0的柔性墊梁。此時(shí)，可以把墊梁看作是承受上部局部荷載N1和上部墻體傳來的均布荷載的彈性地基梁。,91,墊梁下砌體局部受壓極限承載力為 N1+N02.42f bbh0 式中N1墊梁上集中局部荷載設(shè)計(jì)值；N0墊梁 上部 軸向力設(shè)計(jì)值， N0=h0bb0/2，0為上部平均壓應(yīng)力設(shè)計(jì)值；bb墊梁寬度；h0墊梁折算高度，h0=2(EbIb/Eh)1/3，Eb、Ib分別為墊梁的彈性模量和截面慣性矩，E為砌體的彈性模量，h為墻厚。 2 當(dāng)荷載沿墻厚方向均勻分布時(shí)2

45、 取1，不均勻時(shí)2 可取0.8。,92,思考題,1、某橫墻承重住宅，底層采用190厚單排孔混凝土小型空心砌塊砌筑的無灌孔砌體墻，塊體強(qiáng)度等級(jí)為MU15，水泥砂漿強(qiáng)度等級(jí)為Mb7.5，墻體計(jì)算高度H0=2800mm，作用在基礎(chǔ)頂面墻體中的軸向力設(shè)計(jì)值為380KN/m，試驗(yàn)算該墻體承載能力？ 2、某窗間墻截面為1500mm370mm，采用MU10頁巖多孔磚及M5混合砂漿砌筑，墻上鋼筋混凝土梁截面尺寸為300mm 600mm，梁端支承壓力設(shè)計(jì)值Nl=90KN,上部荷載軸向力設(shè)計(jì)值N0=90KN，試驗(yàn)算梁端支承處砌體局部受壓承載力？,93,第五章、砌體結(jié)構(gòu)房屋墻體設(shè)計(jì),墻、柱等豎向承重構(gòu)件采用磚、石、

46、砌塊砌體建造，樓蓋(屋蓋)等水平承重構(gòu)件采用鋼筋混凝土或木材等其它材料建造的房屋稱為混合結(jié)構(gòu)房屋。(一)混合結(jié)構(gòu)房屋的構(gòu)成及結(jié)構(gòu)布置方案 (二)砌體房屋的靜力計(jì)算方案 (三)剛性方案房屋的靜力計(jì)算 (四)彈性方案房屋的靜力計(jì)算 (五)剛彈方案房屋的靜力計(jì)算 (六)墻、柱的計(jì)算高度和計(jì)算截面 (七）墻、柱的高厚比驗(yàn)算 (八)墻體的構(gòu)造措施,94,第一節(jié) 混合結(jié)構(gòu)房屋的構(gòu)成及結(jié)構(gòu)布置,1 混合結(jié)構(gòu)房屋的組成 混合結(jié)構(gòu)房屋通常是指房屋的樓(屋)蓋等水平承重構(gòu)件采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、輕鋼結(jié)構(gòu)或木結(jié)構(gòu)，而墻體、柱、基礎(chǔ)等豎向承重構(gòu)件采用砌體(磚、石、砌塊)材料建造而成的房屋。 混合結(jié)構(gòu)房屋中的樓（屋）蓋、

47、縱墻、橫墻、柱、基礎(chǔ)以及樓梯等主要承重構(gòu)件互相連結(jié)共同構(gòu)成承重體系，組成空間結(jié)構(gòu)，因此墻、柱、梁、板等構(gòu)件的結(jié)構(gòu)布置不僅要滿足建筑功能和使用要求，同時(shí)還要實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)合理以及經(jīng)濟(jì)的要求，因此房屋結(jié)構(gòu)布置方案的選擇，是整個(gè)混合結(jié)構(gòu)房屋設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。,95,1.縱墻承重方案 對(duì)于要求有較大空間的房屋(如廠房、倉庫)或隔墻位置可能變化的房屋，通常無內(nèi)橫墻或橫墻間距很大，因而由縱墻直接承受樓面、屋面荷載的結(jié)構(gòu)布置方案即為縱墻承重方案。圖5-1所示為某倉庫屋面結(jié)構(gòu)布置圖，其屋蓋為預(yù)制屋面大梁或屋架和屋面板。這類房屋的屋面荷載(豎向)傳遞路線為：板梁(或屋架) 縱墻基礎(chǔ)地基。 縱墻承重方案的特點(diǎn)是： （1）主要

48、承重墻為縱墻，橫墻間距可根據(jù)需要確定，不受限制，因此滿足需要有較大空間的房屋，建筑平面布置比較靈活； （2）縱墻是主要承重墻，設(shè)置在縱墻上的門窗洞口大小和位置受到一定限制； （3）橫墻數(shù)量少，所以房屋的橫向剛度小，整體性差，一般適用于單層廠房、倉庫、酒店、食堂等建筑。,96,縱墻承重方案,97,2、橫墻承重方案 當(dāng)房屋開間不大(一般為34m)，橫墻間距較小，將樓(或屋面)板直接擱置在橫墻上的結(jié)構(gòu)布置稱為橫墻承重方案。圖5-2所示為某住宅樓(部分)標(biāo)準(zhǔn)層的結(jié)構(gòu)布置圖，房間的樓板支承在橫墻上，縱墻僅承受墻體本身自重。橫墻承重方案的荷載主要傳遞路線為：樓(屋)面板橫墻基礎(chǔ)地基。,98,橫墻承重,99

49、,橫墻承重方案的特點(diǎn)是： （1）橫墻是主要承重墻。縱墻主要起圍護(hù)、隔斷作用，因此其上開設(shè)門窗洞口所受限制較少； （2）橫墻數(shù)量多、間距小，又有縱墻拉結(jié)，因此房屋的橫向空間剛度大，整體性好，有良好的抗風(fēng)、抗震性能及調(diào)整地基不均勻沉降的能力； （3）橫墻承重方案結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單、施工方便，但墻體材料用量較多； (4）房間大小較固定，因而一般適用于宿舍、住宅、寓所類建筑。,100,3、縱橫墻承重方案 當(dāng)建筑物的功能要求房間的大小變化較多時(shí)，為了結(jié)構(gòu)布置的合理性，通常采用縱橫墻布置方案，如下圖所示。其荷載傳遞路線為： 樓（屋）面板,梁縱墻,橫墻,基礎(chǔ)地基,縱橫墻承重方案，既可保證有靈活布置的房間，又具有較大

50、的空間剛度和整體性，所以適用于教學(xué)樓、辦公樓、醫(yī)院等建筑。,101,縱橫墻承重,102,4、內(nèi)框架承重方案 對(duì)于工業(yè)廠房的車間、底層商店上部住宅的建筑，可采用外墻與內(nèi)柱同時(shí)承重的內(nèi)框架承重方案，該結(jié)構(gòu)布置為樓板鋪設(shè)在梁上，梁兩端支承在外縱墻上，中間支承在柱上。豎向荷載的傳遞路線為： 樓（屋）面板梁 地基,外縱墻外縱墻基礎(chǔ),柱柱基礎(chǔ),103,內(nèi)框架承重方案,104,內(nèi)框架承重方案特點(diǎn)為： （1）取消了內(nèi)墻，使房屋獲得了較大的使用空間； （2）出現(xiàn)了柱基礎(chǔ)和墻基礎(chǔ)兩種基礎(chǔ)形式，易產(chǎn)生地基不均勻沉降； （3）由于橫墻較少，使房屋的剛度以及整體性較差。,105,第二節(jié) 砌體房屋的靜力計(jì)算方案,一、靜力

51、計(jì)算方案的分類 1、靜力計(jì)算方案的涵義 砌體房屋的結(jié)構(gòu)計(jì)算包括：進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算和截面承載力計(jì)算，首先要確定房屋靜力計(jì)算方案，便于確定計(jì)算簡(jiǎn)圖。 2、砌體房屋的空間工作性能 情況1：房屋兩端無山墻或有山墻但間距很大 情況2：房屋兩端有山墻且間距適中 情況3：房屋兩端有山墻且間距較小，或房屋橫墻較多 3、靜力計(jì)算方案的劃分 （1）剛性方案：樓屋蓋為墻、柱水平不動(dòng)鉸支座 （2）剛彈性方案：樓屋蓋與墻、柱為鉸接，考慮空間工作 （3）彈性方案：樓屋蓋與墻、柱為鉸接，不考慮空間工作,106,107,二、靜力計(jì)算方案的選用 橫墻間距s(m),108,三、房屋的空間工作性能影響系數(shù)i,109,空間性能影響系數(shù)考

52、慮空間工作的排架柱頂水平位移和不考慮空間工作的排架柱頂水平位移的比值。 = us / up 由上表可以看出： 1、愈大，us愈接近up，房屋空間工作程度愈??；當(dāng)0.77（1類屋蓋），或0.82（2類屋蓋），或0.81（3類屋蓋）時(shí)，可按彈性方案進(jìn)行靜力計(jì)算； 2、 愈小， us愈接近零，房屋空間工作程度愈大；當(dāng)0.33（1類屋蓋），或0.35（2類屋蓋），或0.37（3類屋蓋）時(shí)，可按剛性方案進(jìn)行靜力計(jì)算； 3、剛彈性方案房屋的取值范圍： 1類屋蓋：0.33 0.77; 2類屋蓋: 0.35 0.82; 3類屋蓋: 0.37 0.81.,110,第三節(jié) 剛性方案房屋的靜力計(jì)算,一、靜力計(jì)算基本

53、規(guī)定 1 、單層房屋：在荷載作用下，墻、柱可視為上端不動(dòng)鉸支承于屋蓋，下端嵌固于基礎(chǔ)的豎向構(gòu)件；2、 多層房屋：在豎向荷載作用下，墻、柱在每層高度范圍內(nèi)，可近似地視作兩端鉸支的豎向構(gòu)件；在水平荷載作用下，墻、柱可視作豎向連續(xù)梁；,111,3 、對(duì)本層的豎向荷載，應(yīng)考慮對(duì)墻、柱的實(shí)際偏心影響，當(dāng)梁支承于墻上時(shí)，梁端支承壓力N到墻內(nèi)邊的距離，應(yīng)取梁端有效支承長(zhǎng)度a0的0.4倍(圖4.2.5)。由上面樓層傳來的荷載Nn，可視作作用于上一樓層的墻、柱的載面重心處； 4、 對(duì)于梁跨度大于9m的墻承重的多層房屋，除按上述方法計(jì)算墻體承載力外，宜再按梁兩端固結(jié)計(jì)算梁端彎矩，再將其乘以修正系數(shù)后，按墻體線性剛

54、度分到上層墻底部和下層墻頂部，修正系數(shù)可按下式計(jì)算： =0.2a/h(4.2.5) 式中a-梁端實(shí)際支承長(zhǎng)度；h-支承墻體的墻厚，當(dāng)上下墻厚不同時(shí)取下部墻厚，當(dāng)有壁柱時(shí)取hT。,112,二、靜力計(jì)算不考慮風(fēng)荷載的影響條件,當(dāng)剛性方案多層房屋的外墻符合下列要求時(shí)，靜力計(jì)算可不考慮風(fēng)荷載的影響 1、 洞口水平截面面積不超過全截面面積的2/3 2 、層高和總高不超過下表的規(guī)定； 3、 屋面自重不小于0.8kN/m2。當(dāng)必須考慮風(fēng)荷載時(shí)，風(fēng)荷載引起的彎矩M，可按下式計(jì)算： M=H2i/12 式中-沿樓層高均布風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值(kN/m)；Hi-層高(m)。,113,外墻不考慮風(fēng)荷載影響時(shí)的最大高度,114

55、,第三節(jié) 彈性方案房屋的靜力計(jì)算,一、適用范圍 1、適用范圍 1）單層砌體結(jié)構(gòu)房屋，如倉庫、食堂、無吊車或起重量較小的有吊車廠房等； 2）多層砌體結(jié)構(gòu)房屋，如有很大開間的辦公樓、教學(xué)樓等；但層數(shù)不宜太多，高度不宜太大。 2、計(jì)算簡(jiǎn)圖 彈性方案房屋的靜力計(jì)算，可按屋架或大梁與墻(柱)為鉸接的、不考慮空間工作的平面排架或框架計(jì)算。 3、計(jì)算步驟 1）在所計(jì)算的排架柱上端設(shè)一水平鉸支桿，求不動(dòng)鉸支座反力R和桿件內(nèi)力； 2）R=R,反向作用在排架柱頂，求出各桿件內(nèi)力； 3）疊加上述2步計(jì)算結(jié)果，即為排架的內(nèi)力。,115,第四節(jié) 剛彈性方案房屋的靜力計(jì)算,一、適用范圍和計(jì)算步驟 1、適用范圍 2、計(jì)算步

56、驟 二、單層剛彈性方案房屋 1、計(jì)算簡(jiǎn)圖 2、屋蓋荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算 3、風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算 三、多層剛彈性方案房屋 1、計(jì)算簡(jiǎn)圖 2、屋蓋荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算 3、風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算,116,四、上柔下剛多層房屋 1、定義：頂層不符合剛性方案要求，下部為剛性方案的房屋。如頂層為會(huì)議室、俱樂部等。 2、計(jì)算上柔下剛多層房屋時(shí)，頂層可按單層房屋計(jì)算，其空間性能影響系數(shù)可根據(jù)屋蓋類別按表4.2.4采用。 五、 剛性和剛彈性方案房屋的橫墻應(yīng)符合下列要求：1、 橫墻中開有洞口時(shí)，洞口的水平截面面積不應(yīng)超過橫墻截面面積的50%；2、 橫墻的厚度不宜小于180mm；3 、單層房屋的橫墻長(zhǎng)度不宜小

57、于其高度，多層房屋的橫墻長(zhǎng)度不宜小于H/2(H為橫墻總高度)。 注：1、 當(dāng)橫墻不能同時(shí)符合上述要求時(shí)，應(yīng)對(duì)橫墻的剛度進(jìn)行驗(yàn)算。如其最大水平位移值umaxH/4000時(shí)，仍可視作剛性或剛彈性方案房屋的橫墻； 2 、凡符合注1剛度要求的一段橫墻或其他結(jié)構(gòu)構(gòu)件(如框架等)，也可視作剛性或剛彈性方案房屋的橫墻。,117,五、帶壁柱墻的計(jì)算截面翼緣寬度bf，可按下列規(guī)定采用：1、 多層房屋，當(dāng)有門窗洞口時(shí)，可取窗間墻寬度；當(dāng)無門窗洞口時(shí)，每側(cè)翼墻寬度可取壁柱高度的1/3；2、 單層房屋，可取壁柱寬加2/3墻高，但不大于空間墻寬度和相鄰壁柱間距離；3、 計(jì)算帶壁柱墻的條形基礎(chǔ)時(shí)，可取相鄰壁柱間的距離。

58、六、當(dāng)轉(zhuǎn)角墻段角部受豎向集中荷載時(shí)，計(jì)算截面的長(zhǎng)度可從角點(diǎn)算起，每側(cè)宜取層高的1/3。當(dāng)上述墻體范圍內(nèi)有門窗洞口時(shí)，則計(jì)算截面取至洞邊，但不宜大于層高的1/3。當(dāng)上層的豎向集中荷載傳至本層時(shí)，可按均布荷載計(jì)算，此時(shí)轉(zhuǎn)角墻段可按角形截面偏心受壓構(gòu)件進(jìn)行承載力驗(yàn)算。,118,第五節(jié) 墻、柱的計(jì)算高度和計(jì)算截面,一、墻、柱的計(jì)算高度H0 1、墻、柱的計(jì)算高度主要依據(jù)其支承條件，按彈性穩(wěn)定理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定。 H0可大于實(shí)際高度，也可小于設(shè)計(jì)高度。 房屋中受壓構(gòu)件計(jì)算高度H0按下表采用。 2、表中H為受壓構(gòu)件高度，底層為樓板底到基礎(chǔ)頂面(當(dāng)埋置較深時(shí)，取至室內(nèi)地面或室外地面下300500mm處)的距離

59、；其他層次為樓板(或其他水平支點(diǎn))間的距離。s為壁柱或周邊拉結(jié)墻的間距。對(duì)上端為自由端的構(gòu)件，取H0=2H ；獨(dú)立磚柱(無柱間支撐)，柱在垂直排架方向的H0應(yīng)取表中數(shù)值乘以1.25后采用。,119,受壓構(gòu)件的計(jì)算高度H0表,120,二、墻、柱的受荷范圍、計(jì)算截面寬度和控制截面1）墻、柱的受荷范圍：根據(jù)支承梁或樓板的情況而定，一般取梁的間距或1M板寬為受荷范圍。2）計(jì)算截面翼緣寬度：多層：窗間墻寬度或每側(cè)取壁柱高度的1/3。單層：bf=b(壁柱寬）+2/3H（墻高）帶壁柱墻的條形基礎(chǔ)：取相鄰壁柱間距離直接承受樓板荷載的墻：受荷寬度取1M，計(jì)算截面寬度也取1m。,121,三、計(jì)算截面,墻體內(nèi)力沿層高是變化的，彎矩上大下小，軸力上小下大；而墻體截面在