第11章砌體結(jié)構(gòu)

9/2/2023第一節(jié)砌體結(jié)構(gòu)概述

一、砌體結(jié)構(gòu)的概念及特點(diǎn)由塊體和砂漿砌筑而成的墻、柱作為建筑物的主要受力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)稱為砌體結(jié)構(gòu)。它是磚砌體、砌塊砌體和石砌體結(jié)構(gòu)的統(tǒng)稱。在工程結(jié)構(gòu)中，主要承重構(gòu)件由不同的結(jié)構(gòu)材料所構(gòu)成的結(jié)構(gòu)，稱為混合結(jié)構(gòu)。目前我國(guó)大多數(shù)多層住宅等常采用砌體承重墻、混凝土樓(屋)蓋的砌體一混凝土混合結(jié)構(gòu)。砌體結(jié)構(gòu)主要具有以下優(yōu)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、隔聲性能好。(4)施工難度小。下一頁(yè)返回9/2/2023第一節(jié)砌體結(jié)構(gòu)概述

砌體結(jié)構(gòu)的主要缺點(diǎn)是:(1)強(qiáng)度低。(2)自重大。(3)整體性較差，受力性能的離散性較大。(4)勞動(dòng)強(qiáng)度高。塊體較小，基本為手工操作，砌筑工作量大，勞動(dòng)強(qiáng)度高。(圖片)

二、砌體材料1.塊體材料(1)塊體材料一般分為人工磚石和天然石材兩大類。人工磚石有經(jīng)過(guò)焙燒的燒結(jié)普通磚、燒結(jié)多孔磚;不經(jīng)過(guò)焙燒的蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚，以及混凝土、粉煤灰砌塊等。T下一頁(yè)返回上一頁(yè)9/2/20239/2/20239/2/20239/2/20239/2/20239/2/2023燒結(jié)普通磚是以黏土、頁(yè)巖、煤矸石為主要原料，經(jīng)過(guò)焙燒而成的實(shí)心或孔洞率不大于15%的磚。全國(guó)統(tǒng)一規(guī)格的尺寸為240mm*115mm*53mm。燒結(jié)多孔磚是以黏土、頁(yè)巖、煤矸石為主要原料，經(jīng)過(guò)焙燒而成孔洞率不小于15%，孔形可為圓孔或非圓孔?？椎某叽缧《?，主要用于承重部分，簡(jiǎn)稱多孔磚。分為p型磚和m型磚。主要尺寸分別為p：240*115*90m：190*190*90蒸壓灰砂磚以石英和石灰為主要原料，粉煤灰磚則以煤灰為主要原料，加入其他摻和料后，壓制成型，蒸壓養(yǎng)護(hù)而成。使用這種磚時(shí)受環(huán)境限制。9/2/20239/2/20239/2/2023砌塊是指普通混凝土或輕混凝土以及硅酸鹽材料制作的實(shí)心和空心塊材。納入砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的砌塊主要有普通混凝土和輕骨料混凝土小型空心砌塊（主要規(guī)格尺寸：390*190*190，空心率25%至50%）。形狀不規(guī)則、中部厚度不小于200mm的塊石成為毛石。9/2/20239/2/20239/2/2023(2)塊體材料的強(qiáng)度等級(jí)用符號(hào)“MU"表示，強(qiáng)度等級(jí)由標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法得出的塊體極限抗壓強(qiáng)度的平均值確定，單位為“MPa"。其中，因普通磚和空心磚的厚度較小，在砌體中易因彎剪作用而過(guò)早斷裂，確定強(qiáng)度等級(jí)時(shí)還應(yīng)符合抗折強(qiáng)度的指標(biāo)。砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50003-2001)(以下簡(jiǎn)稱《砌體規(guī)范》)中規(guī)定的塊體強(qiáng)度等級(jí)分別為:1)燒結(jié)普通磚、燒結(jié)多孔磚等:MU30,MU25,MU20,MU15和MU10;2)蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚:MU25,MU20,MU15和MU10;3)砌塊:MU20,MU15,MU10,MU7.5和MU5;4)石材:MU100,MU80,MU60,MU50,MU40,MU30和MU20。下一頁(yè)返回上一頁(yè)9/2/2023

2.砂漿砂漿在砌體中的作用是將塊材連成整體并使應(yīng)力均勻分布，保證砌體結(jié)構(gòu)的整體性。此外，由于砂漿填滿塊材間的縫隙，減少了砌體的透氣性，提高了砌體的隔熱性及抗凍性。砂漿按其組成材料的不同，分為水泥砂漿、混合砂漿和石灰砂漿。水泥砂漿具有強(qiáng)度高、耐久性好的特點(diǎn)，但保水性和流動(dòng)性較差，適用于潮濕環(huán)境和地下砌體?；旌仙皾{具有保水性和流動(dòng)性較好、強(qiáng)度較高、便于施工而且質(zhì)量容易保證的特點(diǎn)，是砌體結(jié)構(gòu)中常用的砂漿。石灰砂漿具有保水性、流動(dòng)性好的特點(diǎn)，但強(qiáng)度低、耐久性差，只適用于臨時(shí)建筑或受力不大的簡(jiǎn)易建筑。

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砂漿的強(qiáng)度等級(jí)是用齡期為28天的邊長(zhǎng)為70.7mm立方體試塊所測(cè)得的極限抗壓強(qiáng)度來(lái)確定的，用符號(hào)“M”表示，單位為“MPa(N/mm2)”。砂漿強(qiáng)度等級(jí)分為Ml5,M10,M7.5,M5和M2.5五個(gè)等級(jí)。驗(yàn)算施工階段砌體結(jié)構(gòu)的承載力時(shí)，砂漿強(qiáng)度取為零。當(dāng)采用混凝土小型空心砌塊時(shí)，應(yīng)采用與其配套的砌塊專用砂漿Mb和砌塊灌孔混凝土Cb。下一頁(yè)返回上一頁(yè)9/2/2023

3.塊體和砂漿的選擇在砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，塊體及砂漿的選擇既要保證結(jié)構(gòu)的安全可靠，又要獲得合理的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。一般應(yīng)按照以下的原則和規(guī)定進(jìn)行選擇。

(1)選擇的原則。

1)應(yīng)根據(jù)“因地制宜，就地取材”的原則，盡量選擇當(dāng)?shù)匦阅芰己玫膲K體和砂漿材料，以獲得較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

2)為了保證砌體的承載力，要根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算選擇強(qiáng)度等級(jí)適宜的塊體和砂漿。

3)不但考慮受力需要，而且要考慮材料的耐久性問(wèn)題。

4)應(yīng)考慮施工隊(duì)伍的技術(shù)條件和設(shè)備情況，而且應(yīng)方便施工。

5)應(yīng)考慮建筑物的使用性質(zhì)和所處的環(huán)境因素。下一頁(yè)返回上一頁(yè)9/2/2023

(2)《砌體規(guī)范》對(duì)塊體和砂漿的選擇作了如下規(guī)定:5層、5層以上房屋的墻以及受振動(dòng)或?qū)痈叽笥?m的墻、柱所用的塊體和砂漿最低強(qiáng)度等級(jí):磚為MU10,砌塊為MU7.5、石材為MU30、砂漿為M5。地面以下或防潮層以下的砌體、潮濕房間的墻，所用材料的最低強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)符合表11-1的要求。三、砌體的種類

砌體是由塊材通過(guò)砂漿砌筑而成的整體，分為無(wú)筋砌體和配筋砌體兩大類，見(jiàn)表11-2。下一頁(yè)返回上一頁(yè)

第十三章砌體結(jié)構(gòu)1.無(wú)筋砌體無(wú)筋砌體不配置鋼筋，僅由塊材和砂漿組成，包括磚砌體、砌塊砌體和石砌體。無(wú)筋砌體抗震性能和抵抗地基不均勻沉降的能力較差。（1）磚砌體由磚和砂漿砌筑而成，可用作內(nèi)外墻、柱、基礎(chǔ)等承重結(jié)構(gòu)以及圍護(hù)墻和隔熱等非承重結(jié)構(gòu)。

19第十三章砌體結(jié)構(gòu)1)實(shí)心磚砌體

搭砌方式：一順一丁，梅花丁和三順一丁砌法（如圖a、b、c）等。對(duì)磚柱則禁止采用包心砌法。（只砌四周不填心的砌法，中間一般用來(lái)插鋼筋灌混凝土.)

20第十三章砌體結(jié)構(gòu)

砌體尺寸：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。

2）砌塊砌體：砂漿+砌塊，輕體改革重要措施。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第十三章砌體結(jié)構(gòu)（3）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第十三章砌體結(jié)構(gòu)2.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（橫向配筋砌體）

定義：在砌體中每隔幾皮磚在其水平灰縫中配置一層鋼筋網(wǎng)。方格網(wǎng)式：直徑3~4mm鋼筋連彎式：直徑5~8mm鋼筋

24第十三章砌體結(jié)構(gòu)

第十三章砌體結(jié)構(gòu)（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，或進(jìn)行增曾改造的墻和柱。第十三章砌體結(jié)構(gòu)2）磚砌體和鋼筋混凝土構(gòu)造柱組成的組合磚墻。第十三章砌體結(jié)構(gòu)（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，并用混凝土灌實(shí)，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。書(shū)圖

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，抗震性好，造價(jià)低，主要用于剪力墻和柱。9/2/2023

四、砌體的力學(xué)性能1.砌體軸心受壓性能1)標(biāo)準(zhǔn)試件的尺寸為370mm×490mm×970mm，常用的尺寸為240mm×370mm×720mm。為了使試驗(yàn)機(jī)的壓力能均勻地傳給砌體試件，可在試件兩端各加砌一塊混凝土墊塊，對(duì)于常用試件，墊塊尺寸可采用240mm×370mm×200mm，并配有鋼筋網(wǎng)片。砌體軸心受壓從加荷開(kāi)始直到破壞，大致經(jīng)歷三個(gè)階段:1)當(dāng)砌體加載達(dá)極限荷載的50%~70%時(shí)，單塊磚內(nèi)產(chǎn)生細(xì)小裂縫。此時(shí)若停止加載，裂縫亦停止擴(kuò)展「圖11-8(a)」。下一頁(yè)返回上一頁(yè)9/2/20232)當(dāng)加載達(dá)極限荷載的80%~90%時(shí)，磚內(nèi)有些裂縫連通起來(lái)，沿豎向貫通若干皮磚「圖11-8(b)」。此時(shí)，即使不再加載，裂縫仍會(huì)繼續(xù)擴(kuò)展，砌體實(shí)際上已接近破壞。3)當(dāng)壓力接近極限荷載時(shí)，砌體中裂縫迅速擴(kuò)展和貫通，將砌體分成若干個(gè)小柱體，砌體最終因被壓碎或喪失穩(wěn)定而破壞圖「11-8(c)」。

(2)根據(jù)上述受壓試驗(yàn)結(jié)果，磚抗壓強(qiáng)度、彈性模量：16MPa,1.3×104MPa;砂漿：1.3~6MPa、(0.28~1.24)×104MPa;砌體：4.5~5.4MPa,(0.18~0.41)×104MPa。下一頁(yè)返回上一頁(yè)9/2/2023可以發(fā)現(xiàn):1)磚的抗壓強(qiáng)度和彈性模量值均大大高于砌體。2)砌體的抗壓強(qiáng)度和彈性模量可能高于、也可能低于砂漿相應(yīng)的數(shù)值。產(chǎn)生上述結(jié)果的原因?yàn)?①砌體中的磚處于復(fù)合受力狀態(tài)。②砌體中的磚受有附加水平拉應(yīng)力。③豎向灰縫處存在應(yīng)力集中。

下一頁(yè)返回上一頁(yè)9/2/2023(3)影響砌體抗壓強(qiáng)度的因素很多，建立一個(gè)相當(dāng)精確的砌體抗壓強(qiáng)度公式是比較困難的?！镀鲶w規(guī)范》采用了一個(gè)比較完整、統(tǒng)一的表達(dá)砌體軸心抗壓強(qiáng)度平均值的計(jì)算公式

fm=k1f1(1+0.07f2)k2

2.砌體軸心受拉性能(1)與砌體的抗壓強(qiáng)度相比，砌體的抗拉強(qiáng)度很低。按照力作用于砌體方向的不同，砌體可能發(fā)生如圖11-10所示的三種破壞。9/2/2023第一節(jié)砌體結(jié)構(gòu)概述

(2)《砌體規(guī)范》對(duì)砌體的軸心抗拉強(qiáng)度只考慮沿齒縫截面破壞的情況，表11-4中列出了規(guī)范采用的砌體軸心抗拉強(qiáng)度平均值ft,m的計(jì)算公式。

3.砌體彎曲受拉性能

(1)與軸心受拉相似，砌體彎曲受拉時(shí)，也可能發(fā)生三種破壞形態(tài):沿齒縫截面破壞如圖11-11(a)所示;沿磚與豎向灰縫截面破壞，如圖11-11(b)所示;沿通縫截面破壞如圖11-11(c)所示。砌體的彎曲受拉破壞形態(tài)也與塊體和砂漿的強(qiáng)度等級(jí)有關(guān)。

(2)《砌體規(guī)范》采用的砌體彎曲抗拉強(qiáng)度平均值ftm,m的計(jì)算公式見(jiàn)表11-5。對(duì)砌體的彎曲受拉破壞，規(guī)范考慮了沿齒縫截面破壞和沿通縫截面破壞兩種情況。下一頁(yè)返回上一頁(yè)9/2/2023

4.砌體受剪性能

(1)砌體的受剪破壞有兩種形態(tài):一種是沿通縫截面破壞「圖11-12(a)」;另一種是沿階梯形截面破壞「圖11-12(b)」，其抗剪強(qiáng)度由水平灰縫和豎向灰縫共同決定。如上所述，由于豎向灰縫不飽滿，抗剪能力很低，豎向灰縫強(qiáng)度可不予考慮。因此，可以認(rèn)為這兩種破壞的砌體抗剪強(qiáng)度相同。

(2)影響砌體抗剪強(qiáng)度的因素主要有以下幾方面:1)砂漿和塊體的強(qiáng)度。對(duì)于剪摩和剪壓破壞形態(tài)，由于破壞沿砌體灰縫截面發(fā)生，所以砂漿強(qiáng)度高，抗剪強(qiáng)度也隨之增大，此時(shí)，塊體強(qiáng)度影響很小。對(duì)于斜壓破壞形態(tài)，由于砌體沿壓力作用方向裂開(kāi)，所以塊體強(qiáng)度高，抗剪強(qiáng)度亦隨之提高，此時(shí)，砂漿強(qiáng)度影響很小。

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2)法向壓應(yīng)力。在法向壓應(yīng)力小于砌體抗壓強(qiáng)度60%的情況下，壓應(yīng)力愈大，砌體抗剪強(qiáng)度愈高。

3)砌筑質(zhì)量。砌體的灰縫飽滿度及砌筑時(shí)塊體的含水率對(duì)砌體的抗剪強(qiáng)度影響很大。

4)其他因素。(3)《砌體規(guī)范》采用的砌體抗剪強(qiáng)度平均值fv,m的計(jì)算公式見(jiàn)表11-6。下一頁(yè)返回上一頁(yè)

42第十三章砌體結(jié)構(gòu)四、砌體的變形系數(shù)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(guò)A點(diǎn)的割線正切作為砌體的受壓彈性模量E：

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

43第十三章砌體結(jié)構(gòu)3.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(jiàn)《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)9/2/20235.砌體變形性能(1)砌體是彈塑性材料，從受壓一開(kāi)始，應(yīng)力與應(yīng)變就不成直線變化。隨著荷載的增加，變形增長(zhǎng)逐漸加快。在接近破壞時(shí)，荷載很少增加，變形急劇增長(zhǎng)。所以對(duì)砌體來(lái)說(shuō)，應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系是一種曲線變化規(guī)律。(2)根據(jù)國(guó)內(nèi)外資料，應(yīng)力應(yīng)變?chǔ)?ε曲線符合下列關(guān)系式(11-2)下一頁(yè)返回上一頁(yè)9/2/2023

(3)砌體的變形模量反映了砌體應(yīng)力與應(yīng)變之間的關(guān)系。由于砌體是一種彈塑性材料，曲線上各點(diǎn)應(yīng)力與應(yīng)變之間的關(guān)系在不斷變化。通常用下列三種方式表達(dá)砌體的變形模量。

1)在砌體受壓的應(yīng)力應(yīng)變曲線上任意點(diǎn)切線的正切，也即該點(diǎn)應(yīng)力增量與應(yīng)變?cè)隽康谋戎?，稱為該點(diǎn)的切線彈性模量，如圖11-17所示中的A點(diǎn)。

2)砌體在應(yīng)力很小時(shí)呈彈性性能。

3)割線模量是指應(yīng)力應(yīng)變曲線上某點(diǎn)(圖11-17中A點(diǎn))與原點(diǎn)所連割線的斜率。

4)根據(jù)材料力學(xué)公式，剪變模量G為

(11-11)下一頁(yè)返回上一頁(yè)9/2/2023(4)溫度變化引起砌體熱脹、冷縮變形。當(dāng)這種變形受到、約束時(shí)，砌體會(huì)產(chǎn)生附加內(nèi)力、附加變形及裂縫。當(dāng)計(jì)算這種附加內(nèi)力及變形裂縫時(shí)，砌體的線膨脹系數(shù)是重要的參數(shù)。國(guó)內(nèi)外試驗(yàn)研究表明，砌體的線膨脹系數(shù)與砌體種類有關(guān)，《砌體規(guī)范》規(guī)定的各類砌體的線膨脹系數(shù)見(jiàn)表11-8。砌體材料的含水率降低時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較大的干縮變形，這種變形受到約束時(shí)，砌體中會(huì)出現(xiàn)干燥收縮裂縫。對(duì)于燒結(jié)制品砌體，其干燥收縮變形較小，而非燒結(jié)塊體砌體會(huì)產(chǎn)生較大的收縮變形。這種變形裂縫有時(shí)是相當(dāng)嚴(yán)重的，在設(shè)計(jì)、施工以及使用過(guò)程中，均不可忽視砌體干燥收縮造成的危害。各類砌體的收縮率見(jiàn)表11-8。返回上一頁(yè)

44第十三章砌體結(jié)構(gòu)第二節(jié)砌體構(gòu)件承載力計(jì)算一、砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法

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……)

45第十三章砌體結(jié)構(gòu)

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)。

46第十三章砌體結(jié)構(gòu)二、無(wú)筋砌體受壓構(gòu)件1.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。

47第十三章砌體結(jié)構(gòu)2.短柱偏心距對(duì)承載力的影響

β≤3時(shí)稱為短柱，短柱的承載力可不考慮β的影響。短柱隨偏心距增大，截面壓應(yīng)力的分布和極限承載力Nui

的變化如圖。

48第十三章砌體結(jié)構(gòu)

分析可見(jiàn)，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)φ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。

49第十三章砌體結(jié)構(gòu)當(dāng)為矩形截面時(shí)，影響系數(shù)φ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)φ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。

50第十三章砌體結(jié)構(gòu)3.長(zhǎng)柱側(cè)向變形對(duì)承載力的影響（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)φ0來(lái)考慮，其計(jì)算公式為

當(dāng)β≤3時(shí)，φ0=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。

51第十三章砌體結(jié)構(gòu)

（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)φ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第十三章砌體結(jié)構(gòu)

討論：當(dāng)式中e=0時(shí)，可得φ=φ0，即為軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)；當(dāng)式中β≤3，φ0=1時(shí)，即得受壓短柱的承載力影響系數(shù)?？梢?jiàn)，上式是計(jì)算無(wú)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)φ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。4.受壓構(gòu)件的承載力計(jì)算（1）計(jì)算公式

N≤φf(shuō)A

53第十三章砌體結(jié)構(gòu)

（2）注意的問(wèn)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)φ或查φ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(guò)0.6y。9/2/2023

二、局部受壓

1.受壓特點(diǎn)

(1)局部受壓是砌體結(jié)構(gòu)中常見(jiàn)的一種受力狀態(tài)，其特點(diǎn)在于軸向力僅作用于砌體的部分截面上。如承受上部柱或墻傳來(lái)的壓力的基礎(chǔ)頂面;支撐梁或屋架的墻柱，在梁或屋架端部支撐處的砌體截面上，均產(chǎn)生局部受壓。作用在局部受壓面積上的應(yīng)力可能均勻分布，也可能不均勻分布。當(dāng)砌體截面上作用局部均勻壓力，稱為局部均勻受壓。當(dāng)砌體截面上作用局部非均勻壓力，稱為局部不均勻受壓。

(2)局部均勻受壓，可分為中心局部受壓「圖11-20(a)」、邊緣局部受壓「圖11-20(b)」、中部局部受壓「圖11-20(c)」、端部局部受壓「圖11-20(d)」、角部局部受壓「圖11一20(e)」。下一頁(yè)返回上一頁(yè)9/2/2023

(3)局部不均勻受壓狀態(tài)，主要是由梁端傳來(lái)的壓力偏心作用于墻上，如圖11-21所示。2.局部受壓計(jì)算(1)局部均勻受壓承載力應(yīng)按下列公式計(jì)算(11-22)Nt-------局部受壓面積上的軸力設(shè)計(jì)值;

γ-------砌體局部抗壓強(qiáng)度提高系數(shù);f-------砌體抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，可不考慮強(qiáng)度調(diào)整系數(shù)γa的影響;At-------局部受壓面積。下一頁(yè)返回上一頁(yè)

56第十三章砌體結(jié)構(gòu)

2.梁端支承處砌體局部受壓（1）上部荷載對(duì)砌體局部抗壓的影響上部荷載對(duì)砌體局部抗壓的影響如圖所示，用上部荷載的折減系數(shù)ψ來(lái)考慮，ψ按下式計(jì)算：

當(dāng)A0/Al≥3時(shí)取ψ=0。

57第十三章砌體結(jié)構(gòu)

（2）梁端有效支承長(zhǎng)度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(kāi)，梁端有效支承長(zhǎng)度a0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。

58第十三章砌體結(jié)構(gòu)

（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=σ0Al；

σ0——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(guò)梁和墻梁可取1.0；

Al——局部受壓面積，Al=a0b；

b——梁寬。

59第十三章砌體結(jié)構(gòu)

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

61第十三章砌體結(jié)構(gòu)

（3）墊塊下砌體局部受壓承載力計(jì)算考慮墊塊底面以外的砌體對(duì)局部受壓范圍內(nèi)的砌體有約束作用，但墊塊底面壓應(yīng)力分布不均勻，故取墊塊外砌體的有利影響系數(shù)γ1=0.8γ；計(jì)算公式為

N0+Nl≤φγ1fAb

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；

φ——墊塊上的N0及Nl合力的影響系數(shù)，可根據(jù)e/ab查φ值表中

β≤3的值，

e=[Nl(ab/2－0.4a0)]/N0+Nl；

62第十三章砌體結(jié)構(gòu)

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為剛性墊塊的影響系數(shù)，按表采用。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。

63第十三章砌體結(jié)構(gòu)

4.梁端墊梁下砌體局部受壓

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(jiàn)《規(guī)范》或教材。

可起墊塊作用的連續(xù)鋼筋混凝土梁，稱為墊梁。9/2/2023三、軸心受拉構(gòu)件

由于砌體的抗拉性能很差，所以在實(shí)際工程中很少采用砌體作為軸心受拉構(gòu)件。只有由砌體構(gòu)成的圓形水池或筒狀料倉(cāng)，在液體或松散物料的側(cè)壓力作用下，砌體壁內(nèi)才會(huì)出現(xiàn)拉力，如圖11-27所示。軸心受拉構(gòu)件承載力應(yīng)按下式計(jì)算

Nt≤ftA

四、受彎構(gòu)件(1)受彎構(gòu)件承載力計(jì)算公式

M≤ftmW

(2)受彎構(gòu)件的受剪承載力計(jì)算公式

V≤fvbz,z=I/S

返回上一頁(yè)9/2/2023第三節(jié)配筋砌體構(gòu)件

一、網(wǎng)狀配筋磚砌體1.網(wǎng)狀配筋磚砌體構(gòu)件的配筋方式網(wǎng)狀配筋磚砌體是在磚砌體的水平灰縫內(nèi)設(shè)置一定數(shù)量和規(guī)格的鋼筋網(wǎng)以共同工作。常用的鋼筋方式有方格鋼筋網(wǎng)(即由兩層互相垂直的鋼筋點(diǎn)焊制成)(圖11-29,11-30)和連彎鋼筋網(wǎng)(圖11-31)。2.網(wǎng)狀配筋磚砌體構(gòu)件受壓破壞的特征網(wǎng)狀配筋軸心受壓構(gòu)件，從加荷至破壞與無(wú)筋砌體軸心受壓構(gòu)件類似，可分為三個(gè)階段:第一階段，從開(kāi)始加荷至第一條(批)單磚出現(xiàn)裂縫為受力的第一階段。試件在軸向壓力作用下，縱向發(fā)生壓縮變形的同時(shí)，橫向發(fā)生拉伸變形，網(wǎng)狀鋼筋受拉。由于鋼筋的彈性模量遠(yuǎn)大于砌體的彈性模量，故能約束砌體的橫向變形，同時(shí)網(wǎng)狀鋼筋的存在，改善單磚在砌體中的受力狀態(tài)，從而推遲了第一條(批)單磚裂縫的出現(xiàn)。下一頁(yè)返回9/2/2023

第二階段，隨著荷載的增大，裂縫數(shù)量增多，但由于網(wǎng)狀鋼筋的約束作用，裂縫發(fā)展緩慢，并且不沿試件縱向形成貫通連續(xù)裂縫。此階段的受力特點(diǎn)與無(wú)筋砌體有明顯的不同。第三階段，當(dāng)荷載加至極限荷載時(shí)，在網(wǎng)狀鋼筋之間的砌體中，裂縫多而細(xì)，個(gè)別磚被壓碎而脫落，宣告試件破壞。

3.網(wǎng)狀配筋磚砌體配筋率對(duì)構(gòu)件抗壓性能的影響由于網(wǎng)狀鋼筋的約束和連接作用，試件在破壞時(shí)沒(méi)有被分隔成多個(gè)豎向小柱而發(fā)生失穩(wěn)破壞，使磚的抗壓強(qiáng)度能得到充分利用，因此砌體的極限承載力較無(wú)筋砌體明顯提高。網(wǎng)狀配筋砌體的極限強(qiáng)度與體積配筋率有關(guān)(圖11-33)(k為強(qiáng)度提高系數(shù))，從圖中可以看出配筋率過(guò)大時(shí)，強(qiáng)度提高的程度反而較小。下一頁(yè)返回上一頁(yè)9/2/20234.承載力計(jì)算以下情況不宜采用網(wǎng)狀配筋磚砌體構(gòu)件：a.偏心距超過(guò)截面核心范圍，對(duì)于矩形截面，即e/h＞17b.偏心距未超過(guò)截面核心范圍，但構(gòu)件高厚比β＞16配筋砌體承載力提高的原因：網(wǎng)狀配筋砌體在荷載作用下，由于摩擦力和砂漿的粘結(jié)力，鋼筋被粘結(jié)在水平灰縫內(nèi)，并和砌體共同工作。鋼筋能起橫向拉結(jié)作用，使被縱向裂縫分割的砌體小柱子不至于過(guò)早失穩(wěn)破壞。9/2/20234.承載力計(jì)算承載力計(jì)算公式

二、組合磚砌體構(gòu)件1.組合磚砌體構(gòu)件的概念組合磚砌體構(gòu)件系指由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構(gòu)件。與網(wǎng)狀配筋相比，它不僅能提高砌體的抗壓強(qiáng)度，還能大幅度砌體的抗彎能力，而且組合磚砌體偏心受壓時(shí)的承載能力和變形性能與鋼筋混凝土相近。下一頁(yè)返回上一頁(yè)9/2/2023

2.磚砌體和鋼筋混凝土構(gòu)造柱組合墻(1)組合墻在豎向荷載作用下，由于混凝土柱、砌體的剛度不同和內(nèi)力重分布的結(jié)果，混凝土柱分擔(dān)墻體上的荷載。由于混凝土柱、圈梁形成的“弱框架”的約束作用，使砌體處于雙向受壓狀態(tài)，減少了砌體的橫向變形，因此顯著地提高了砌體的受壓承載力和受壓穩(wěn)定性。(2)邊柱和中柱的受力性能不一樣:邊柱由于約束墻體的橫向變形而成為偏心受壓狀態(tài);中柱為兩側(cè)應(yīng)力對(duì)稱的軸心壓力柱，處于雙向受壓應(yīng)力狀態(tài)。(3)構(gòu)造柱的間距是影響組合墻承載力的最顯著的因素:對(duì)中間柱，它對(duì)每邊的影響長(zhǎng)度為1.2m，對(duì)邊柱其影響長(zhǎng)度為1m。構(gòu)造柱間距為2m左右時(shí)，柱的作用得到充分發(fā)揮。構(gòu)造柱間距大于4m時(shí)，其對(duì)墻體受壓承載力的影響很小。而當(dāng)l/b≤4時(shí)，組合墻受壓承載力的計(jì)算公式又與組合磚砌體受壓構(gòu)件相銜接。下一頁(yè)返回上一頁(yè)9/2/2023

(4)由于構(gòu)造柱的截面面積遠(yuǎn)小于墻體的水平截面面積，如2m時(shí)僅為墻體的12%,且縱向鋼筋的配筋率也很小，當(dāng)柱間距為1~4m時(shí)，墻厚240mm,配筋率均小于0.2%。因此這種墻體的縱向彎曲的影響可按無(wú)筋墻體考慮。

(5)由于組合墻系強(qiáng)約束砌體，有門窗洞口時(shí)，洞口的大小、形狀及位置均對(duì)其相應(yīng)部位的共同工作有一定程度的影響。為此規(guī)定當(dāng)洞口較大，如大于2m時(shí)，應(yīng)在洞邊設(shè)置構(gòu)造柱。3.承載力計(jì)算(1)組合磚砌體構(gòu)件軸心受壓承載力應(yīng)按下式計(jì)算。

(11-43)下一頁(yè)返回上一頁(yè)9/2/2023

(2)組合磚砌體偏心受壓構(gòu)件的承載力如圖11-34所示，應(yīng)按下列公式計(jì)算。

(11-44)(11-45)(3)磚砌體和鋼筋混凝土構(gòu)造柱組合墻(圖11-36)的軸心受壓承載力應(yīng)按下列公式計(jì)算。

(11-60)

(11-61)下一頁(yè)返回上一頁(yè)9/2/2023(4)磚砌體和鋼筋混凝土構(gòu)造柱組合墻的偏心受壓承載力計(jì)算。當(dāng)組合墻的含鋼率低于0.2%時(shí)，其平面外的偏心受壓承載力可按下列公式計(jì)算

下一頁(yè)返回上一頁(yè)9/2/2023

(5)磚砌體和鋼筋混凝土構(gòu)造柱組合墻中構(gòu)造柱的承載力驗(yàn)算。組合墻中的構(gòu)造柱與砌體共同工作而分擔(dān)了作用于墻上的荷載(指均布荷載)。在構(gòu)造柱處無(wú)另外集中荷載的情況下，構(gòu)造柱的承載力裕度較大，無(wú)需進(jìn)行承載力驗(yàn)算。但是在有另外集中荷載時(shí)，構(gòu)造柱應(yīng)按分擔(dān)的部分墻體荷載和外加集中荷載進(jìn)行承載力驗(yàn)算

(11-63)(11-64)(11-65)下一頁(yè)返回上一頁(yè)9/2/2023三、配筋砌塊砌體配筋砌塊砌體構(gòu)件的受力性能類似于鋼筋混凝土構(gòu)件，又稱為“預(yù)制裝配整體式”鋼筋混凝土構(gòu)件。國(guó)際有關(guān)規(guī)范均把配筋砌塊砌體結(jié)構(gòu)劃為與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有相同應(yīng)用范圍的一種結(jié)構(gòu)體系。

(1)矩形截面配筋砌塊砌體正截面(圖11-37)受彎承載力可按下列公式計(jì)算

(11-66)砌體受壓區(qū)的高度可按下列公式計(jì)算

(11-67)下一頁(yè)返回上一頁(yè)9/2/2023砌體受壓區(qū)的高度應(yīng)當(dāng)符合下列要求

(11-68)(11-69)(2)矩形、翼緣為混凝土的T形和倒L形截面配筋砌體受彎構(gòu)件，其斜截面受剪承載力可按下列規(guī)定計(jì)算:1)梁的截面應(yīng)符合下列要求(11-75)2)梁的斜截面受剪承載力應(yīng)按下列公式計(jì)算

(11-76)下一頁(yè)返回上一頁(yè)9/2/2023第三節(jié)配筋砌體構(gòu)件(3)配筋砌塊砌體軸心受壓構(gòu)件的承載力應(yīng)按下列公式計(jì)算(11-77)(11-78)(4)大、小偏心受壓界限應(yīng)按下列規(guī)定確定當(dāng)x≤ξbh0時(shí),為大偏心受壓;當(dāng)x>ξbh0時(shí),為小偏心受壓。1)矩形截面大偏心受壓時(shí)應(yīng)按下列公式計(jì)算:(11-79)

(11-80)下一頁(yè)返回上一頁(yè)9/2/2023第三節(jié)配筋砌體構(gòu)件2)矩形截面小偏心受壓時(shí)應(yīng)按下列公式計(jì)算:(11-82)(11-83)(11-84)3)偏心受壓和偏心受拉配筋砌塊砌體構(gòu)件(含剪力墻)，其斜截面受剪承載力應(yīng)根據(jù)下列情況進(jìn)行計(jì)算:①剪力墻的截面應(yīng)滿足下列要求下一頁(yè)返回上一頁(yè)9/2/2023第三節(jié)配筋砌體構(gòu)件②剪力墻在偏心受壓時(shí)的斜截面受剪承載力應(yīng)按下列公式計(jì)算

(11-88)

(11-89)③剪力墻在偏心受拉時(shí)的斜截面受剪承載力應(yīng)按下列公式計(jì)算

(11-90)返回上一頁(yè)9/2/2023

一、墻、柱高厚比1.墻、柱高厚比的影響因素(1)砂漿強(qiáng)度等級(jí)。由于砌體彈性模量和砂漿強(qiáng)度等級(jí)有關(guān)，所以砂漿強(qiáng)度等級(jí)是影響允許高厚比的一項(xiàng)重要因素，詳見(jiàn)表11-13。(2)橫墻間距。如果橫墻間距越遠(yuǎn)，那么墻體的穩(wěn)定性和剛度越差，墻、柱的允許高厚比也應(yīng)該越小;反之，如果橫墻間距越近，那么墻體的穩(wěn)定性和剛度越好，墻、柱的允許高厚比可以適當(dāng)放大。(3)構(gòu)造的支撐條件。剛性方案時(shí)，墻、柱的允許高厚比可以相對(duì)大一些，而彈性和剛彈性方案時(shí)，墻、柱的允許高厚比應(yīng)該相對(duì)小一些。(4)砌體截面形式。如果截面慣性矩越大，則越不易喪失穩(wěn)定，此時(shí)，墻、柱的允許高厚比可以適當(dāng)大一些;相反，如果墻體上門窗洞口較多，對(duì)墻體截面慣性矩削弱越多，對(duì)墻體的穩(wěn)定性也越不利，此時(shí)，墻、柱的允許高厚比應(yīng)該減小些。

下一頁(yè)返回9/2/2023(5)構(gòu)件重要性和房屋使用情況。房屋中的次要構(gòu)件，如非承重墻，墻、柱的允許高厚比可以適當(dāng)提高，對(duì)使用時(shí)有振動(dòng)的房屋，墻、柱的允許高厚比應(yīng)比一般房屋適當(dāng)降低。2.高厚比驗(yàn)算(1)無(wú)壁柱墻或矩形截面柱的高厚比驗(yàn)算

(11-91)

(11-92)帶壁柱墻的高厚比驗(yàn)算(圖11-39)下一頁(yè)返回上一頁(yè)9/2/2023(3)帶構(gòu)造柱墻的高厚比驗(yàn)算

(11-94) (11-95)二、過(guò)梁1.過(guò)梁的適用范圍(1)鋼筋磚過(guò)梁的跨度不應(yīng)超過(guò)1.5m。(2)磚砌平拱的跨度不應(yīng)超過(guò)1.2m。(3)跨度超過(guò)上述限值的門窗洞口以及有較大振動(dòng)荷載或可能產(chǎn)生不均勻沉降的房屋的門窗洞口，應(yīng)采用鋼筋混凝土過(guò)梁。下一頁(yè)返回上一頁(yè)9/2/20232.過(guò)梁的形式

(1)磚砌平拱過(guò)梁。

(2)磚砌弧拱過(guò)梁。

(3)鋼筋磚過(guò)梁。

(4)鋼筋混凝土過(guò)梁

3.過(guò)梁的破壞特征過(guò)梁可能出現(xiàn)三種破壞形式:(1)過(guò)梁跨中正截面的受彎承載力不足而破壞。

(2)過(guò)梁支座附近截面受剪承載力不足，沿灰縫產(chǎn)生45°方向的階梯形斜裂縫不斷擴(kuò)展而破壞。

(3)過(guò)梁支座端部墻體寬度不夠，引起水平灰縫的受剪承載力不足而發(fā)生支座滑移破壞。下一頁(yè)返回上一頁(yè)9/2/20234.過(guò)梁承載力計(jì)算(1)磚砌平拱受彎承載力計(jì)算

M≤ftmW(11-96)(2)磚砌平排受剪承載力計(jì)算

V≤fvbz(11-97)Z=I/S=2h/s(3)鋼筋磚過(guò)梁受彎承載力的計(jì)算

M≤0.85fyASh0(11-98)h0=h-as下一頁(yè)返回上一頁(yè)9/2/2023

三、墻梁

1.墻梁的適用范圍

(1)主要適用于工業(yè)與民用建筑工程中承受重力荷載為主的簡(jiǎn)支墻梁、連續(xù)墻梁和框支墻梁的非抗震設(shè)計(jì)。

(2)墻梁計(jì)算高度范圍內(nèi)每跨允許設(shè)置一個(gè)洞口;洞口邊至支座中心的距離ai，距邊支座不應(yīng)小于0.15l0i了，距中支座不應(yīng)小于0.07l0i了。對(duì)多層房屋的墻梁，各層洞口應(yīng)設(shè)置在相同位置，并應(yīng)上、下對(duì)齊。

(3)大開(kāi)間墻梁房屋模型擬動(dòng)力試驗(yàn)和深梁構(gòu)件試驗(yàn)表明，對(duì)稱開(kāi)兩個(gè)洞的墻梁的受力性能和偏開(kāi)一個(gè)洞的墻梁類似。對(duì)多層房屋的縱向連續(xù)墻梁或多跨框支墻梁每跨對(duì)稱開(kāi)兩個(gè)窗洞時(shí)，也可參照使用。

下一頁(yè)返回上一頁(yè)9/2/20232.墻梁的定義

(1)由混凝土托梁和托梁上計(jì)算高度范圍內(nèi)的砌體墻組成的組合構(gòu)件，稱為墻梁。

(2)墻梁包括簡(jiǎn)支墻梁、連續(xù)墻梁和框支墻梁，還可劃分為承重墻梁和自承重墻梁。

(3)墻梁中承托砌體墻和樓(屋)蓋的混凝土簡(jiǎn)支梁、連續(xù)梁和框架梁，稱為托梁。

(4)墻梁中考慮組合作用的計(jì)算高度范圍內(nèi)的砌體墻，簡(jiǎn)稱為墻體。

(5)墻梁的計(jì)算高度范圍內(nèi)墻體頂面處的現(xiàn)澆混凝土圈梁，稱為頂梁。

(6)墻梁支座處與墻體垂直相連接的縱向落地墻體，稱為翼墻。下一頁(yè)返回上一頁(yè)9/2/20233.墻梁的類型

(1)按有無(wú)洞口可分為