第四章 砌體結(jié)構(gòu)1

第四章砌體結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解塊體和砂漿的種類、強(qiáng)度等級(jí)和基本性能及砌體種類；掌握材料選用原則。2.了解砌體的各種受力性能和強(qiáng)度設(shè)計(jì)取值，理解影響砌體強(qiáng)度的因素。3.掌握無筋砌體受壓構(gòu)件承載力計(jì)算方法。4.掌握梁端支承處砌體和設(shè)置剛性墊塊時(shí)砌體的承載力計(jì)算方法。5.了解受拉和受彎及受剪構(gòu)件的承載力計(jì)算方法。6.了解各類配筋砌體構(gòu)件的受力性能和適用范圍。

27.了解砌體結(jié)構(gòu)房屋墻體承重體系布置的特點(diǎn)和適用情況。8.掌握墻、柱高厚比驗(yàn)算的方法。9.掌握多層剛性方案房屋承重縱、橫墻的承載力計(jì)算方法。10.了解單層單跨房屋墻、柱承載力計(jì)算的基本方法和墻、柱的主要構(gòu)造要求。11.掌握過梁的荷載分析和承載力計(jì)算方法。12.了解挑梁承載力計(jì)算的要點(diǎn)。

4第一節(jié)概述一、概念

砌體結(jié)構(gòu)：指建筑物的主要受力構(gòu)件由塊體和砂漿砌筑而成的結(jié)構(gòu)。

塊體：指人工制造的各種磚和砌塊以及天然石材。

砌體結(jié)構(gòu)分類：磚砌體結(jié)構(gòu)、砌塊砌體結(jié)構(gòu)和石砌體結(jié)構(gòu)，

5二、特點(diǎn)(優(yōu)缺點(diǎn))1）就地取材，造價(jià)低。2）耐久性和耐火性好。3）保溫、隔熱、隔音性能好。4）施工難度小。5）強(qiáng)度低。6）結(jié)構(gòu)自重大。7）整體抗震性能差，受力離散型大。8）砌筑工作重，勞動(dòng)強(qiáng)度大9）侵占較大農(nóng)田。優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)

6三、應(yīng)用范圍1）大量的民用建筑。2）一般的中小型工業(yè)建筑。3）一般的工業(yè)構(gòu)筑物。4）中小型水利水電工程。5）道路交通工程。

7四、發(fā)展趨勢(shì)1）輕質(zhì)高強(qiáng)，發(fā)展高性能塊體，高性能砂漿。2）約束砌體。3）墻體改革，充分利用工業(yè)廢料。4）工業(yè)化。5）完善計(jì)算理論和方法?！镀鲶w結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50003-2001(簡(jiǎn)稱《規(guī)范》)2002年3月1日正式實(shí)施。第二節(jié)砌體結(jié)構(gòu)的材料一、塊體材料的種類和強(qiáng)度等級(jí)1.塊體材料：人工磚石和天然石材（1）磚

1）燒結(jié)普通磚（標(biāo)準(zhǔn)磚）

原料及生產(chǎn)：粘土、頁巖、煤矸石或粉煤灰為主要原料，焙燒而成的實(shí)心或空洞率小于15%的磚。

分類：

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。

尺寸：

直角六面體，240mm×115mm×53mm。強(qiáng)度等級(jí)：MU10、MU15、MU20、MU25和MU30五個(gè)強(qiáng)度等級(jí)。

應(yīng)用：房屋的墻、柱、基礎(chǔ)及中小型構(gòu)筑物。

92）燒結(jié)多孔磚（多孔磚）

原料及生產(chǎn)：主要原料和生產(chǎn)工藝同燒結(jié)普通磚，空洞率不小于15%，孔的尺寸小而數(shù)量多。

規(guī)格：M型和P型，如圖a、b。

尺寸：長(zhǎng)度290mm、240mm、190mm，寬度240mm、190mm、180mm、115mm，高度90mm。

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強(qiáng)度等級(jí)：MU10、MU15、MU20、MU25和MU30五個(gè)強(qiáng)度等級(jí)。

應(yīng)用：承重部位。

砌筑要求：孔洞垂直于受壓面。

113）蒸壓灰砂磚（灰砂磚）

原料及生產(chǎn)：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。

規(guī)格尺寸：同燒結(jié)普通磚。

強(qiáng)度等級(jí)：MU10、MU15、MU20和MU25四個(gè)強(qiáng)度等級(jí)。

應(yīng)用注意：強(qiáng)度等級(jí)MU10的灰砂磚不可用于基礎(chǔ)或受凍融和干濕交替作用的建筑部位；不得用于長(zhǎng)期受熱200℃以上、受急冷急熱和有酸性介質(zhì)侵蝕的建筑部位。

124）蒸壓粉煤灰磚（粉煤灰磚）

原料及生產(chǎn)：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。

規(guī)格尺寸：同燒結(jié)普通磚。

強(qiáng)度等級(jí)：MU10、MU15、MU20和MU25四個(gè)強(qiáng)度等級(jí)。

應(yīng)用注意：不得用于長(zhǎng)期受熱200℃以上，受急冷急熱和有酸性介質(zhì)侵蝕的建筑部位，用于基礎(chǔ)或受凍部融和干濕交替作用的建筑部位必須使用一等磚與優(yōu)等磚。

13（2）砌塊

定義：指外形尺寸比標(biāo)準(zhǔn)磚大的人造塊體。

生產(chǎn)：一般由普通混凝土或輕骨料混凝土制成（輕骨料指浮石、陶粒、煤渣、火山渣等）。

規(guī)格尺寸：混凝土小型空心砌塊的主規(guī)格尺寸為390mm×190mm×190mm，空心率在25%～50%。配以必要的輔助規(guī)格砌塊，使用便利（如圖）。

強(qiáng)度等級(jí)：MU5、MU7.5、MU10、MU15和MU20五個(gè)強(qiáng)度等級(jí)。

14(3）石材

材質(zhì)要求：強(qiáng)度高、不風(fēng)化天然石材。

種類：料石和毛石。料石又分為細(xì)料石、半細(xì)料石、粗料石和毛料石。

強(qiáng)度等級(jí)：MU20、MU30、MU40、MU50、MU60、MU80和MU100。

應(yīng)用：建筑承重結(jié)構(gòu)。細(xì)料石和半細(xì)料石一般用于飾面工程。2.砂漿（1）砂漿作用將塊體粘結(jié)成整體共同承力，使砌體傳力均勻，提高砌體的保溫、隔熱、隔聲、防水和抗凍性能。

15(2)砂漿種類和特點(diǎn)1)水泥砂漿

特點(diǎn)：硬化快、強(qiáng)度高、耐久性好、和易性差。

應(yīng)用：對(duì)砂漿強(qiáng)度要求高或處于潮溫環(huán)境及水中的砌體。2)混合砂漿

特點(diǎn)：較高的強(qiáng)度與耐久性，較好的和易性。

應(yīng)用：非潮濕環(huán)境中的砌體。

163）砌塊專用砂漿

標(biāo)準(zhǔn)：《混凝土小型空心砌塊砌筑砂漿》JC860—2000。

組成：由水泥、砂、水以及根據(jù)需要摻入的摻合料和外加劑等組分，按一定的配合比例經(jīng)機(jī)械拌和而成。

特點(diǎn)：高粘結(jié)、高強(qiáng)度和工作性能好。4）非水泥砂漿

組成：不含水泥的石灰砂漿、石膏砂漿和粘土砂漿等。

特點(diǎn)：強(qiáng)度低，耐久性差。

應(yīng)用：僅用于受力小或臨時(shí)性建筑。

17(3)砂漿強(qiáng)度等級(jí)

強(qiáng)度等級(jí)：

M2.5、M5、M7.5、M10和M15五個(gè)強(qiáng)度等級(jí)。砌塊專用砂漿用符號(hào)“Mb”表示。

注意：在驗(yàn)算施工階段砂漿尚未硬化的新砌砌體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性時(shí)，可取砂漿強(qiáng)度為零。3.混凝土砌塊灌孔混凝土

標(biāo)準(zhǔn)：《混凝土小型空心砌塊灌孔混凝土》JC861—2000。

組成：由水泥、集料、水以及根據(jù)需要摻入的摻和料和外加劑等組分，按一定的配合比例，經(jīng)機(jī)械攪拌而成。

特點(diǎn)：高流態(tài)、高強(qiáng)度、低收縮。

強(qiáng)度等級(jí)符號(hào)：用“Cb”表示。

184.材料選用對(duì)五層及五層以上房屋的墻、受振動(dòng)或?qū)痈叽笥?m的墻柱、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、地面以下或防潮層以下的砌體等，所用材料的最低強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)符合《規(guī)范》或教材表4-1所列要求。

18一、砌體種類按材料分：磚砌體、石砌體和砌塊砌體；按砌筑形式分：實(shí)心砌筑和空心砌筑；；按作用分：承重砌體和非承載砌體；按配筋分：無筋砌體、約束砌體和配筋砌體。第三節(jié)砌體種類及力學(xué)性能（一）磚砌體1、磚砌體作用：作內(nèi)外承重墻、隔墻或圍護(hù)墻。

19搭砌方式：一順一丁，梅花丁和三順一?。ㄈ鐖Da、b、c）等分皮錯(cuò)縫搭砌法。對(duì)磚柱則禁止采用包心砌法。（2）磚砌體搭砌方式

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砌體厚度：按半磚進(jìn)位：240mm（1磚）、370mm（1.5磚）、490mm（2磚）等。

砌體特點(diǎn)：承載能力較高，整體性較好，但自重較大。目前，工程中普遍采用。

（3）多孔磚砌體

砌體厚度：

90mm、190mm、240mm及290mm的磚墻。

砌體特點(diǎn)：節(jié)約能源，自重輕，增加房屋使用面積，工程造價(jià)低，應(yīng)大力推廣使用。

21（二）砌塊砌體

砌體分類：混凝土小型空心砌塊砌體，混凝土中型空心砌塊砌體和粉煤灰中型實(shí)心砌塊砌體。

砌筑方式：空心砌塊應(yīng)孔對(duì)孔、肋對(duì)肋砌筑。實(shí)心砌塊應(yīng)分皮錯(cuò)縫搭砌。

砌體特點(diǎn)：自重輕，保溫隔熱性能好，施工進(jìn)度快，經(jīng)濟(jì)效益好。

22（三）石砌體

砌體分類：料石砌體、毛石砌體和毛石混凝土砌體。

使用范圍：

料石砌體：可用于建造房屋、橋涵、閘壩等。

毛石砌體：多用于擋土墻或低層房屋的基礎(chǔ)。

毛石混凝土：的應(yīng)用范圍基本同毛石砌體，但承載能力較高。

23（四）配筋砌體配筋砌體可顯著提高砌體的承載力，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性，擴(kuò)大砌體結(jié)構(gòu)的使用范圍。（1）網(wǎng)狀配筋磚砌體

定義：在磚砌體的水平灰縫中配置鋼筋網(wǎng)的砌體(如圖a、c)。

適用：偏心距較小的受壓構(gòu)件。

構(gòu)造要求：詳見《規(guī)范》或教材所列。

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25（2）組合磚砌體1）磚砌體和鋼筋混凝土面層或鋼筋砂漿面層組成的組合磚砌體。適用：偏心距較大的受壓構(gòu)件。構(gòu)造要求：詳見《規(guī)范》或教材所列。

262）磚砌體和鋼筋混凝土構(gòu)造柱組成的組合磚墻。適用：軸心受壓情況。構(gòu)造要求：詳見《規(guī)范》或教材所列。

27（3）配筋砌塊砌體

定義：在混凝土空心砌塊砌體的豎向孔洞中配置豎向鋼筋，并用混凝土灌孔注芯，同時(shí)在砌體的水平灰縫內(nèi)設(shè)置水平鋼筋形成的砌體。

特點(diǎn)：配筋砌塊砌體的力學(xué)性能與鋼筋混凝土的性能非常相近，主要用于剪力墻和柱。

構(gòu)造要求：詳見《規(guī)范》或教材所列。二、砌體的抗壓強(qiáng)度（一）砌體軸心受壓時(shí)的破壞特征

第一階段：自受力到單塊磚內(nèi)出現(xiàn)豎向裂縫第二階段：?jiǎn)蝹€(gè)塊體裂縫增多，且貫通若干皮磚第三階段：多條裂縫貫通，把磚體分成若干半磚小柱，外鼓或失穩(wěn)。如下圖表。

試驗(yàn)結(jié)果表明：

砌體受壓時(shí)不但單個(gè)塊體先出現(xiàn)裂縫，而且砌體抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)低于塊體抗壓強(qiáng)度。

30（二）影響磚砌體抗壓強(qiáng)度的主要因素（1）磚和砂漿的強(qiáng)度

磚和砂漿強(qiáng)度等級(jí)高，砌體的抗壓強(qiáng)度大。（2）磚的外形尺寸

塊體的外形規(guī)則、表面平整，灰縫鋪的均勻密實(shí)，砌體的抗壓強(qiáng)度較高。塊體的截面高度大，砌體的抗壓強(qiáng)度較大。（3）砂漿的性能

砂漿的和易性和保水性好，砌體的抗壓強(qiáng)度高。水泥砂漿砌筑的砌體抗壓強(qiáng)度降低10%～20%。

31（4）砌筑質(zhì)量

1)施工技術(shù)水平施工質(zhì)量控制等級(jí)分為A、B、C三級(jí)。A級(jí)時(shí)，砌體強(qiáng)度設(shè)計(jì)值提高5%；B級(jí)時(shí)，砌體強(qiáng)度設(shè)計(jì)值按《規(guī)范》直接取用；C級(jí)時(shí)，砌體強(qiáng)度設(shè)計(jì)值降低11%。2)水平灰縫的飽滿度

水平灰縫砂漿愈飽滿，砌體抗壓強(qiáng)度愈高。砌體水平灰縫的砂漿飽滿度不得小于80%。

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3)水平灰縫的厚度

水平灰縫的厚度應(yīng)適宜。對(duì)磚和小型砌塊砌體應(yīng)控制在8mm～12mm；對(duì)中和料石砌塊砌體不宜大于20mm。4)磚的含水率

磚的含水率適宜，有利于提高砌體的強(qiáng)度，便于施工。燒結(jié)普通磚和多孔磚宜為10%～15%。

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1）試件(標(biāo)準(zhǔn)試件制作參見規(guī)范)

2）88規(guī)范給出砌體抗壓強(qiáng)度平均值fm(28天后)

分析可見：fm與塊體抗壓強(qiáng)度f1、砂漿抗壓強(qiáng)度f2、砌體類別、砌筑方法、塊體高度有關(guān)（表15-3）。

（三）各類砌體的抗壓強(qiáng)度平均值

344）砌體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fk各類砌體的抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值見《規(guī)范》。5）砌體抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f

γf——砌體結(jié)構(gòu)材料性能分項(xiàng)系數(shù)，當(dāng)施工質(zhì)量控制等級(jí)為B級(jí)時(shí)，取γf為1.6；當(dāng)為C級(jí)時(shí)，取γf為1.8。

36三、砌體的抗拉、抗彎及抗剪性能1.基本概念

砌體抗壓強(qiáng)度主要取決于塊體強(qiáng)度。

砌體受拉、受彎和受剪強(qiáng)度主要取決于灰縫強(qiáng)度，即塊體和砂漿的粘結(jié)力，因拉彎剪的破壞主要發(fā)生在砂漿和塊體連接面上。粘結(jié)強(qiáng)度大?。罕ＷC正常施工條件下，主要取決于塊體類別和砂漿強(qiáng)度。

粘結(jié)強(qiáng)度測(cè)定試驗(yàn)：沿水平灰縫破壞的抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)評(píng)定。

36砌體軸心抗拉破壞示意圖p210在平行灰縫的軸心拉力作用下，一般將發(fā)生沿齒縫破壞（左圖）。

不允許采用拉力垂直水平灰縫的受拉構(gòu)件（右圖）。

372、規(guī)范對(duì)于各類砌體拉、彎、剪軸強(qiáng)度平均值統(tǒng)一計(jì)算模式：

系數(shù)k見《規(guī)范》或教材表4-3所列。四、砌體的彈性模量、摩擦系數(shù)、線膨脹和收縮率系

1.砌體的應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系

砌體受壓的應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系按曲線規(guī)律變化，砌體為彈塑性材料。

2.砌體的彈性模量E一般取σA=0.43fm時(shí)，過A點(diǎn)的割線正切作為砌體的受壓彈性模量：

《規(guī)范》給出各類砌體的受壓彈性模量E見《規(guī)范》或教材表所列。

433.砌體的剪變模量G

砌體的線膨脹系數(shù)、收縮率和摩擦系數(shù)見《規(guī)范》或教材表所列。4.砌體的線膨脹系數(shù)、收縮率和摩擦系數(shù)

44第四節(jié)砌體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度計(jì)算指標(biāo)一、砌體的可靠度指標(biāo)承載力極限狀態(tài)通過設(shè)計(jì)計(jì)算保證，正常使用極限狀態(tài)一般由結(jié)構(gòu)措施保證。

1）按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)按下列公式中的最不利組合進(jìn)行計(jì)算：γ0(1.2SGK+1.4SO1K+)≤R(f,ak……)

γ0(1.35SGK+1.4)≤R(f,ak……)

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2）當(dāng)砌體結(jié)構(gòu)作為一個(gè)剛體，需驗(yàn)算整體穩(wěn)定性（傾覆、滑移、漂浮等），應(yīng)按下式進(jìn)行驗(yàn)算：γ0(1.2SG2K+1.4SQ1K+)≤0.8SG1K

式中SG1K——起有利作用的永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)；

SG2K——起不利作用的永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)。

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砌體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fk：各類砌體的抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值見《規(guī)范》。砌體抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f：

γf——砌體結(jié)構(gòu)材料性能分項(xiàng)系數(shù)，當(dāng)施工質(zhì)量控制等級(jí)為B級(jí)時(shí)，取γf為1.6；當(dāng)為C級(jí)時(shí)，取γf為1.8。二、砌體抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值使用情況γa有吊車房屋砌體、跨度≥9m的梁下燒結(jié)普通磚砌體、跨度≥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0.9構(gòu)件截面面積A＜0.3m2的無筋砌體0.7+A構(gòu)件截面面積A＜0.2m2的配筋砌體0.8+A采用水泥砂漿砌筑的砌體（若為配筋砌體，僅對(duì)其強(qiáng)度設(shè)計(jì)值調(diào)整）對(duì)表13-4～表13-9中的數(shù)值0.9對(duì)表13-10中的數(shù)值0.8施工質(zhì)量控制等級(jí)為C級(jí)時(shí)0.89驗(yàn)算施工中房屋的構(gòu)件時(shí)1.1注:表中構(gòu)件截面面積以m2計(jì)。當(dāng)符合下表所列使用情況時(shí)，各類砌體的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)乘以調(diào)整系數(shù)γa。

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第五節(jié)無筋砌體構(gòu)件的承載力計(jì)算一、無筋砌體受壓構(gòu)件

混合結(jié)構(gòu)房屋的窗間墻和磚柱承受上部傳來荷載與自重，屬無筋受壓構(gòu)件，其承載力與柱高厚比有關(guān)。（一）受壓構(gòu)件高厚比的定義受壓構(gòu)件高厚比指受壓構(gòu)件的計(jì)算高度H0與截面在偏心方向的高度h的比值。高厚比β越大，即構(gòu)件越細(xì)長(zhǎng)，則其穩(wěn)定性越差。其中H0參見表4-8

關(guān)于砌體受壓構(gòu)件的計(jì)算高度H0說明1）影響計(jì)算高度H0的因素房屋的靜力計(jì)算方案；構(gòu)件兩端的支承條件；構(gòu)件的高度H等。

2）計(jì)算高度H0的取值可查表采用。

3）構(gòu)件的高度H取值規(guī)定在房屋底層，H為樓板頂面到構(gòu)件下端支點(diǎn)的距離。下端支點(diǎn)的位置，可取在基礎(chǔ)頂面。當(dāng)基礎(chǔ)埋置較深且有剛性地坪時(shí)，可取室外地面下500mm處。

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在房屋其它層次，H為樓板或其它水平支點(diǎn)間的距離。無壁柱的山墻，可取層高加山墻尖高度的1/2；對(duì)帶壁柱的山墻可取壁柱處的山墻高度。二、無筋砌體受壓構(gòu)件的承載力計(jì)算砌體結(jié)構(gòu)房屋中的墻、柱承受軸心受壓或偏心受壓，截面形式常為方形、矩形、T形、十字形等。

對(duì)受壓構(gòu)件，按是否考慮縱向彎曲對(duì)承載力的影響，可分為短柱與長(zhǎng)柱兩種。1.受壓承載力計(jì)算公式不論短柱、長(zhǎng)柱，軸心受壓還是偏心受壓，無筋砌體受壓構(gòu)件的受壓承載力計(jì)算公式統(tǒng)一按下式計(jì)算：2.影響受壓構(gòu)件承載力的因素

構(gòu)件的截面面積A；砌體的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f；軸向力的偏心距e=M/N；構(gòu)件的高厚比β=H0/h。受壓構(gòu)件承載力影響系數(shù)j。3.受壓短柱1）短柱定義

受壓構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比是用高厚比來表示的：高厚比β≤3時(shí)稱為短柱。短柱的受壓承載力主要影響因素：與砌體抗壓強(qiáng)度、截面形式以及偏心距e的大小有關(guān)，可不考慮β的影響。

砌體受壓構(gòu)件的承載力隨軸向力的偏心距增大而顯著降低。根據(jù)試驗(yàn)研究結(jié)果，對(duì)矩形、T形及十字形截面受壓短柱，偏心距對(duì)承載力的影響系數(shù)j的計(jì)算公式為:式中i——截面回轉(zhuǎn)半徑，I，A——截面慣性距和截面面積。e=M/N——軸向力的偏心距

偏心受壓構(gòu)件的偏心距較大時(shí)，受壓面積相應(yīng)減小，構(gòu)件的剛度和穩(wěn)定性也隨之削弱，最終導(dǎo)致構(gòu)件承載力進(jìn)一步降低。e=M/N——軸向力的偏心距y取值示意圖減小偏心距措施放的示意圖當(dāng)為矩形截面時(shí)，影響系數(shù)j

按下列式計(jì)算：

式中h——矩形截面沿軸向力偏心方向的邊長(zhǎng)，軸心受壓時(shí)為截面較小邊長(zhǎng)。當(dāng)為T形或十字形截面時(shí)，影響系數(shù)j按下式計(jì)算：

式中hT——T形或十字形截面的折算厚度，hT=3.5i。j也可由附表11-11查取.3.受壓長(zhǎng)柱（1）軸心受壓長(zhǎng)柱

β＞3稱為長(zhǎng)柱。軸心受壓長(zhǎng)柱在軸向壓力作用下產(chǎn)生縱向彎曲而破壞，承載力較同條件的短柱減小，用穩(wěn)定系數(shù)j0來考慮，其計(jì)算公式為

注意：當(dāng)β≤3時(shí)，j0=1.0；當(dāng)砂漿強(qiáng)度等級(jí)大于或等于M5時(shí)，α=0.0015；當(dāng)砂漿強(qiáng)度等極等于M2.5時(shí)，α=0.002；當(dāng)砂漿強(qiáng)度為0時(shí)，α=0.009。（2）偏心受壓長(zhǎng)柱

偏心受壓長(zhǎng)柱因縱向彎曲產(chǎn)生側(cè)向變形，引起附加偏心距ei，使得構(gòu)件的軸向力偏心距增大為（e+ei），加速了構(gòu)件的破壞。經(jīng)推導(dǎo)，矩形截面受壓構(gòu)件承載力的影響系數(shù)j

的計(jì)算公式為對(duì)T形或十字形截面受壓構(gòu)件將式中的h用hT代替即可。

52

討論：

1)當(dāng)式中e=0時(shí)，可得j=j0，即為軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)；2)當(dāng)式中β≤3,j0=1時(shí)，即得受壓短柱的承載力影響系數(shù)。

可見，上式是計(jì)算無筋砌體受壓構(gòu)件承載力影響系數(shù)的統(tǒng)一公式。影響系數(shù)j已制成表格，可根據(jù)砂漿強(qiáng)度等級(jí)、β及e/h或e/hT查表得。

3）注意的問題

①矩形截面構(gòu)件，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計(jì)算影響系數(shù)j或查j表時(shí)，構(gòu)件高厚比β按下列公式確定：對(duì)矩形截面對(duì)T形截面③軸向力的偏心距e不超過0.6y。④設(shè)計(jì)時(shí)j先查表，超出表中值時(shí)，再按公式計(jì)算。講解書上例題三、局部受壓定義：當(dāng)豎向壓力作用在砌體的局部面積上時(shí)稱為砌體局部受壓。分類：無筋砌體局部受壓可分為砌體局部均勻受壓、梁端支座處砌體局部受壓、墊塊下砌體局部受壓和墊梁下砌體局部受壓等四種情況。1、砌體局部均勻受壓砌體在局部壓應(yīng)力作用下，一方面壓應(yīng)力向四周擴(kuò)散，另一方面沒有直接承受壓力的部分像套箍一樣約束其橫向變形，使該處砌體處于三向受壓的應(yīng)力狀態(tài)，從而使局部受壓強(qiáng)度高于砌體的抗壓強(qiáng)度。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，《砌體規(guī)范》給出砌體局部均勻受壓承載力計(jì)算公式為：2.梁端支承處砌體局部受壓（1）梁端有效支承長(zhǎng)度a0考慮梁受力變形翹曲和支座內(nèi)邊緣處砌體壓縮變形較大，梁的末端部分與砌體脫開，梁端有效支承長(zhǎng)度a0一般小于擱置長(zhǎng)度a，一般簡(jiǎn)支鋼筋混凝土梁的計(jì)算公式為梁端有效支承長(zhǎng)度a0大于支承長(zhǎng)度a時(shí)，取a0=a；hc為梁的截面高度。

（2）上部荷載對(duì)砌體局部抗壓的影響

傳遞特點(diǎn)：上部荷載對(duì)砌體局部抗壓的影響部分通過拱作用傳遞梁側(cè)，如圖所示，用上部荷載的折減系數(shù)ψ來考慮，ψ按下式計(jì)算：

當(dāng)A0/Al≥3時(shí)取ψ=0，即不考慮上部荷載N0的影響。當(dāng)A0/Al=1時(shí)取ψ=1，即上部荷載傳來的壓力N0的將全部作用在梁端局部受壓面積上。

（3）梁端支承處砌體局部受壓承載力計(jì)算根據(jù)梁端支承處砌體應(yīng)力狀態(tài)和砌體強(qiáng)度條件得：

ψN0+Nl≤ηγAlf

式中N0——局部受壓面積內(nèi)上部軸向力設(shè)計(jì)值，

N0=σ0Alσ0——上部平均壓應(yīng)力設(shè)計(jì)值；η——梁端底面壓應(yīng)力圖形的完整系數(shù)，一般取0.7，對(duì)于過梁和墻梁可取1.0；Al——局部受壓面積，Al=a0b；b——梁寬。

梁端砌體局部受壓承載力不滿足的要求時(shí)，可在梁端下的砌體內(nèi)設(shè)置墊塊。（1）剛性墊塊分類①預(yù)制剛性墊塊；②與梁端現(xiàn)澆成整體的剛性墊塊。3.梁端墊塊下砌體局部受壓

（2）剛性墊塊的構(gòu)造要求墊塊的高度tb≥180mm，自梁邊緣算起的墊塊挑出長(zhǎng)度不宜大于墊塊的高度tb。在帶壁柱墻的壁柱內(nèi)設(shè)置剛性墊塊時(shí)（如圖），其計(jì)算面積應(yīng)取壁柱范圍內(nèi)的面積，不應(yīng)計(jì)算翼緣部分，同時(shí)壁柱上墊塊伸入翼墻內(nèi)的長(zhǎng)度不應(yīng)小于120mm?，F(xiàn)澆墊塊與梁端整體澆筑時(shí)，墊塊可在梁高范圍內(nèi)設(shè)置。

（3）墊塊下砌體局部受壓承載力計(jì)算試驗(yàn)表明，剛性墊塊下砌體的局部受壓強(qiáng)度計(jì)算公式為

N0+Nl≤jγ1fAb

式中N0——墊塊面積Ab內(nèi)上部軸向力設(shè)計(jì)值，

N0=σ0Ab，σ0的意義同前；j——墊塊上的N0及Nl合力的影響系數(shù)，可根據(jù)e/ab查j值表中β≤3的值，

e=[Nl(ab/2－0.4a0)]/（N0+Nl）；

γ1——墊塊外砌體面積的有利影響系數(shù)，

γ1=0.8γ，但不小于1.0；γ——砌體局部抗壓強(qiáng)度提高系數(shù)，計(jì)算時(shí)以

Ab代替式中Al；Ab——墊塊面積，Ab=ab.bb。（4）梁端有效支承長(zhǎng)度考慮剛性墊塊的影響，梁端有效支承長(zhǎng)度a0按下式計(jì)算：δ1——?jiǎng)傂詨|塊的影響系數(shù)，按表15-11采用。梁端支承壓力設(shè)計(jì)值Nl距墻內(nèi)邊緣的距離可取0.4a0

4.梁端墊梁下砌體局部受壓

可起墊塊作用的連續(xù)鋼筋混凝土梁，稱為墊梁。

墊梁下的砌體局部受壓承載力可按下列公式計(jì)算：N0+Nl≤2.4δ2fbbh0

式中符號(hào)意義及取值見《規(guī)范》或教材。講解書上例題

64

第六節(jié)、砌體受拉和受彎及受剪承載力計(jì)算

1.軸向受拉構(gòu)件工程中可按軸向受拉構(gòu)件計(jì)算的有小型圓形水池或筒倉等。軸心受拉構(gòu)件的承載力按下式計(jì)算：

Nt≤ftA

2.受彎構(gòu)件工程中常見的砌體受彎構(gòu)件有磚砌平拱過梁及擋土墻等。對(duì)受彎構(gòu)件，除進(jìn)行受彎承載力計(jì)算外，還應(yīng)進(jìn)行受剪承載力計(jì)算。

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1)受彎承載力計(jì)算公式M≤ftmW

2)受剪承載力計(jì)算公式

V≤fvbz

3.受剪構(gòu)件砌體拱型結(jié)構(gòu)在拱的支座截面處，除承受剪力外，還作用有垂直壓力。垂直壓力可使砌體的抗剪強(qiáng)度提高。

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砌體沿通縫或沿階梯形截面破壞時(shí)受剪構(gòu)件承載力計(jì)算公式為

V≤(fv+αμб0)A

當(dāng)γG=1.35時(shí)，μ=0.23－0.065式中符號(hào)意義及取值見《規(guī)范》或教材。

當(dāng)γG=1.2時(shí)，μ=0.26－0.082看書上例題

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第八節(jié)混合結(jié)構(gòu)房屋墻體設(shè)計(jì)

砌體結(jié)構(gòu)房屋：指墻、柱采用砌體，樓蓋、屋蓋采用鋼筋混凝土等材料建造的房屋。

墻體的設(shè)計(jì)步驟：確定墻體采用的材料；選擇合理的墻體承重體系；進(jìn)行墻體的結(jié)構(gòu)布置；確定房屋的靜力計(jì)算方案；進(jìn)行高厚比驗(yàn)算和內(nèi)力分析以及承載力計(jì)算；符合墻體的有關(guān)構(gòu)造要求。

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1.縱墻承重體系1）承重體系布置

2）荷載傳遞路線板（梁）承受的荷載傳給縱墻，再傳給基礎(chǔ)及地基。（一）墻體的承重體系

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3）特點(diǎn)①縱墻是主要的承重墻，縱墻上設(shè)置門窗受到一定的限制。②橫墻的間距可適當(dāng)增大。4）應(yīng)用要求室內(nèi)空間較大的房屋。如教學(xué)樓、圖書館、倉庫及中小型單層廠房等。

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2.橫墻承重體系

1）承重體系布置2）荷載傳遞路線

板承受的荷載直接傳給橫墻及其下基礎(chǔ)及地基。

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3）特點(diǎn)

①橫墻是主要的承重墻，縱墻上開設(shè)門窗洞口較方便。②房屋的空間剛度大，整體性好，對(duì)抗水平力和調(diào)整地基不均勻沉降有利。4）應(yīng)用

主要用于住宅、宿舍、旅館等開間較小的房屋。

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2）荷載傳遞路線

板承受的荷載分別傳給縱、橫墻及其下基礎(chǔ)和地基.3）特點(diǎn)

①縱橫墻均為主要的承重墻②墻體、基礎(chǔ)和地基受力較均勻，材料可得到較充分的利用。

③房屋的縱橫向剛度均較大。3.縱橫墻承重體系1）承重體系布置

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4.內(nèi)框架承重體系1）承重體系布置2）荷載傳遞路線

板承受的荷載首先傳給梁，然后，由梁分別傳給柱和外縱墻及其下基礎(chǔ)和地基。

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3）特點(diǎn)①墻和柱都是主要的承重構(gòu)件。②可獲得較大的使用空間，房屋整體剛度較差。③結(jié)構(gòu)易產(chǎn)生不利的附加內(nèi)力。4）應(yīng)用商店、多層工業(yè)建筑等。

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二、砌體結(jié)構(gòu)房屋的靜力計(jì)算方案

根據(jù)房屋的空間工作性能，砌體結(jié)構(gòu)房屋的計(jì)算模型分為剛性方案、剛彈性方案和彈性方案。1.房屋的空間工作性能（1）平面受力體系

圖示兩端無山墻的單層縱墻承重體系，在水平均布荷載作用下，縱墻頂端產(chǎn)生側(cè)移up情況。

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分析可見，水平荷載的傳遞路線為由縱墻到縱墻基礎(chǔ)，結(jié)構(gòu)為平面受力體系；u