1、建筑結(jié) 構(gòu)補修課導學八2008年06月17日 王啟平第八章砌體結(jié)構(gòu)8.1砌體材料及砌體的力學性能由不同尺寸和形狀的塊材按一定的方式排列，用砂漿砌筑成的結(jié)構(gòu)稱砌體結(jié)構(gòu)。 用各種不同承重塊材砌體組成的房屋墻體、 柱，是房屋中主要的豎向承重構(gòu)件。 它承受豎向荷載傳 來的壓應力，以及水平荷載傳來的彎曲和剪切應力。8.1.1砌體的種類按照塊材材料分，砌體可分為：磚砌體、砌塊砌體和石砌體。一、磚砌體磚砌體包括：燒結(jié)普通磚、燒結(jié)多孔磚、蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚等砌筑成的無筋和配筋磚砌體。1 無筋磚砌體無筋磚砌體在房屋建筑中廣泛用于承重內(nèi)外墻、隔墻和磚柱。墻體的厚度根據(jù)強度和穩(wěn)定性要求確定，外墻還需要考慮保溫

2、和隔熱的要求。承重墻一般多采用實心砌體。墻體的砌筑方式大多采用一順一丁，也可用三順一丁。2.配筋磚砌體當磚砌體的截面尺寸受到限制時，為了提高砌體的抗壓強度，可在砌體內(nèi)配置一定數(shù)量的鋼筋或增加部分鋼筋混凝土，稱配筋磚砌體。配筋磚砌體有網(wǎng)狀配筋磚砌體和組合磚砌體兩種。(1)網(wǎng)狀配筋磚砌體網(wǎng)狀配筋磚砌體是在砌體的水平縫中，每隔幾皮磚配置一定數(shù)量的橫向鋼筋或鋼筋網(wǎng) 片。鋼筋的直徑不應大于8mm，鋼筋網(wǎng)中鋼筋的直徑宜采用34mm。(2) 組合磚砌體組合磚砌體有兩種：一種是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;另一種是磚砌體和鋼筋混凝土構(gòu)造柱組成的組合 墻。二、砌塊砌體砌塊砌體有：普通混凝

3、土小型空心砌塊砌體 和輕集料混凝土小型空心砌塊砌體。每一種砌體 又分為無筋砌體和配筋砌體，砌體內(nèi)又有灌孔砌 體和不灌孔砌體之分。灌孔砌體是砌塊用砌筑砂 漿組砌后，砌塊內(nèi)的孔洞用灌孔混凝土灌實；不 灌孔砌體就是砌塊用砂漿組砌后的砌體。三、石砌體1 料石砌體；2 毛石砌體；3 毛石混凝土 砌體。8.1.2 砌體的破壞形態(tài)一、磚砌體的軸心受壓破壞磚砌體抗壓強度試驗的試件截面尺寸為370 mm x 240 mm，高720 mm，軸心受壓破壞過程可分為三個階段：1 第一階段，從加載開始到50%70的破壞荷載，出現(xiàn)第一條 (批)裂縫，如圖8 4(a)所示，在單塊磚內(nèi)出現(xiàn)豎向裂縫。2第二階段，繼續(xù)加載，單塊

4、磚裂縫延伸形成連續(xù)的裂縫，垂直通過幾皮塊體，同時發(fā)生 新的裂縫。當荷載約為破壞荷載的 80%90%，即使荷載不增加，裂縫仍繼續(xù)擴展，此砌圖8一 4磚砌體軸心受壓破壞過程體處于危險狀態(tài)。在長期荷載作用下，砌體可達到 破壞。3 第三階段，荷載再略有增加，裂縫迅速發(fā)展，并出現(xiàn)幾條貫通的裂縫，將砌體分割成幾個半磚的獨立小柱，砌體明顯地向外鼓出，最后小柱失穩(wěn)導致砌體完全破壞，見圖8-4（c）。二、磚砌體受壓應力狀態(tài)的分析1 .砌體中的磚非均勻受壓砌體中的磚，上下有水平灰縫， 兩側(cè)有豎向灰縫。由于磚與上下層的砂漿不飽滿，即磚的上下兩個面不是均勻受壓 （如圖8 一 5所示），磚在砌體中實際上處于受彎、 受剪

5、和局部受 壓的復雜應力狀態(tài)，因此砌體的抗壓強度比磚的抗壓強度低。2. 磚和砂漿橫向變形的影響砌體軸向受壓時，要產(chǎn)生橫向變形。在受壓狀態(tài)下磚和砂漿均有橫向變形，磚的強度、 彈性模量和橫向變形系數(shù)與砂漿不同，兩者橫向變形的大小也不同。磚的橫向變形小，砂漿的橫向變形大。由于兩者之間存在黏結(jié)力和摩擦力，保證兩者具有共同的橫向變形，使砂漿受到橫向壓力；同樣，砂漿阻止磚橫向變形使磚受到橫向拉力（見圖8 6）。3 .砌體豎向灰縫的影響砌體中的豎向灰縫不飽滿，磚和砂漿的黏結(jié)力也不可能保證。因此，在豎向灰縫上的磚將產(chǎn)生橫向拉力和剪應力集中，加快了磚的開裂。三、影響磚砌體抗壓強度的因素I. 塊材的強度等級和厚度塊

6、材的強度等級是影響砌體抗壓強度的主要因素。提高磚的抗剪、抗彎強度可明顯提高砌體的抗壓強度。磚的厚度增加，提高了磚的抗彎和抗剪強度，因而提高砌體的抗壓強度。2 .砂漿的物理、力學性能砂漿強度等級提高，磚和砂漿的橫向變形差異減小，砌體抗壓強度隨之提高。和易性好的砂漿，使灰縫飽滿、均勻，降低砌體內(nèi)磚的彎、剪應力，提高砌體強度。保 水性好的砂漿容易鋪砌，有利于砂漿的硬化， 提高砂漿與磚的黏結(jié)力， 提高砌體強度。砌體圖85磚表面砂漿的不勻性圖86砌體豎向受壓時磚和砂漿的受力狀態(tài)用純水泥砂漿砌筑時，砌體抗壓強度較混合砂漿約降低5 %15%。3.砌筑質(zhì)量砌筑質(zhì)量主要是指灰縫質(zhì)量，包括灰縫的均勻性、飽滿度和厚

7、度。砌體工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范中規(guī)定，水平灰縫的砂漿飽滿度不得小于80%。水平灰縫的厚度宜為 10 mm ,但不應小于 8 mm，也不應大于 12mm。四、各類砌體抗壓強度設計值當施工質(zhì)量為B級時，根據(jù)塊材和砂漿的強度等級可分別按附表9查用。對下列情況各V 種砌體的強度設計值應乘以調(diào)整系數(shù)a。表81調(diào)整系數(shù)'a使用情況房屋、跨度-9m梁下磚砌體；跨度 -75m梁下多孔磚、蒸壓粉煤灰磚、蒸壓灰砂磚、輕骨料混凝土、混凝土砌塊砌體2砌體、截面面積 A ：0.3m0.7+o砌體、截面面積A ：0.3m0.8+砂漿砌筑工質(zhì)量控制等級為c級時0.0.8算施工中房屋的構(gòu)件時注：配筋砌體不允許采用O。五

8、、砌體的其他強度在實際工程中，砌體也存在受拉、受彎或受剪等各種情況。例如，圓形磚水池，池壁砌體垂直截面內(nèi)產(chǎn)生環(huán)向拉應力。砌體的抗拉、抗彎和抗剪強度取決于砂漿的強度等級。只有當砂漿強度等級很高、而塊體強度等級較低的時候也受到塊材強度的影響。六、砌體的彈性模量砌體的彈性模量可以有三種不同的表示方法：初始彈性模量、割線模量和切線模量。砌 體應力應變曲線上的原點切線的斜率稱初始彈性模量。可查規(guī)范。8.2無筋砌體構(gòu)件承載力計算本節(jié)主要討論無筋砌體的受壓構(gòu)件和局部受壓承載力。8.2.1無筋砌體受壓構(gòu)件承載力計算無筋砌體受壓構(gòu)件，無論是軸壓、偏壓，還是短柱、長柱，在工程設計中，其承載力均 可按下式進行計算：

9、N 乞f A(8 1)式中N-軸向力設計值；-高厚比B和軸向力的偏心距 e對受壓構(gòu)件承載力的影響系數(shù)，可按表8-58-7的規(guī)定采用；f-砌體的抗壓強度設計值，按附表采用；A 截面面積，對各類砌體均按毛截面計算；對帶壁柱墻，其翼緣寬度按砌體結(jié)構(gòu)規(guī)范相應規(guī)定采用；Ya-抗壓強度調(diào)整系數(shù)，按表查用。1.構(gòu)件高厚比3的計算構(gòu)件高厚比B是指構(gòu)件的計算高度H 0與其相應的邊長h的比值，按下式計算：H。對矩形截面:h(8 2)- = : H 0對T形截面hT(8 3)式中：一一不同砌體材料的高厚比修正系數(shù)，按表8-3采用，主要考慮不同類型砌體受壓性能的差異；Ho受壓構(gòu)件的計算咼度，按表 84確定;1.h 矩

10、形截面軸向力偏心方向的邊長，當軸心受壓時為截面較小邊長; 併一一t形截面的折算厚度，併=3.5ii専i 截面回轉(zhuǎn)半徑， ''A , I為截面慣性矩， A為截面面積。表8-4受壓構(gòu)件的計算高度H o。房屋類別柱帶壁柱墻或周邊拉結(jié)的墻排架方向垂直排架方向s2H2H aSHS蘭2H有吊車的單層房屋變截面柱上段彈性方案2.5 Hu1.25 Hu2.5 Hu剛性、剛彈性方案2.0 HuH1.25 Hu2.O Hu變截面柱下段1.O Hl0.8 Hl1.0 Hl無吊車的單層和多層房屋單跨彈性方案1.5 H1.O H1.5 H剛彈性方案1.2 H1.O H1.2H多跨彈性方案1.25 H1.

11、0 H1.25 H剛彈性方案1.10 H1.0 H1.1H剛性方案1.0 H1.0 H1.0 H0.4 S +0.2 H0.6s2.軸向力偏心距e砌體結(jié)構(gòu)設計規(guī)范(GB 50003 2001)規(guī)定，軸向力偏心距按荷載設計值計算，即M e =N，式中3.高厚比e _ 0.6y當3< 3時,規(guī)范對軸向力偏心距要求較嚴，應滿足：y 截面重心到軸向力所在偏心方向截面邊緣的距離。B和軸向力的偏心距 e對受壓構(gòu)件承載力的影響系數(shù)：,可按下列式子計算:-e 21 +12()2h(8-4)當3時,1+12列丄也(8-5)'o式中：M5時，a =0.0015 ;砂漿強度等 a =0.009。；：0

12、 軸壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)a -與砂漿強度有關的系數(shù)；當砂漿強度等級大于等于 級等于M2.5時，a =0.002 ;砂漿強度等級等于 M0時,也可根據(jù)h hT值、B和砂漿強度等級查表8 587得到影響系數(shù)。對矩形截面構(gòu)件，當軸向力偏心方向的截面邊長大于另一方向的邊長時，除按上述計算 承載力外，還應對較小邊長，按軸心受壓構(gòu)件進行驗算。例8 1已知：某截面為490mm 620mm的普通粘土磚柱，柱頂受軸向壓力設計值480kN，磚的強度等級為 Mu 20,混合砂漿強度等級為M 7.5，施工質(zhì)量控制等級為C級,柱計算高度H0二H。驗算該柱的承載力。【解】磚柱自重設計值0.49 X 0.62 X 6X 19X

13、 1.2=41.56 kN柱底截面軸向力設計值N =480+41.56=521.56 kN磚柱高厚比=1.2614.690.4914.960按h 查表8-5得.=0.753由表 8-6、Mu 20、M 7.5 得 f =2.39 MPa22柱截面面積 A =0.49 X 0.62=0.3038 m0.3m因施工質(zhì)量控制等級為C級，砌體強度設計值調(diào)整系數(shù):=°.893a fA =0.89 0.753 2.39 0.490 0.620 10 =486.6kN ： N = 521.56kN 該柱承載力不滿足要求。例8- 2截面尺寸為b h =370mm 490mm的窗間墻，計算高度H0 =

14、3.2m，采用MU10 粘土磚及M5混合砂漿砌筑，承受永久荷載產(chǎn)生的軸向壓力NGK = 60kN，可變荷載產(chǎn)生的軸向壓力Nqk =80kN。試驗算該墻體的承載力。 【解】軸向力設計值 N為：N =60 X1.2 +80 x1.4=184kN截面面積為：A=b h =0.370 0.490 =0.1813m2 ：: 0.3m2a =0.7 A =0.70.1813 =0.8813H 03200=1.08.65H h3701=0.9=0 = 1 2 _ 21 1 +0.0015 汽8.6522由MU1C磚、M5砂漿查得f T.5N/mm則窗間墻的承載力為a fA =0.8813 0.9 1.5 0

15、.1813 103 =215.7kN N =184kN滿足要求8.2.2砌體局部受壓承載力計算在砌體的部分面積上承受壓力的狀態(tài)稱砌體局部受壓。局部受壓是砌體結(jié)構(gòu)常見的受 力形式。例如：梁、屋架支承在磚墻上；磚柱支承在磚基礎上等。一、局部受壓的破壞形態(tài)根據(jù)試驗，砌體局部受壓可能出現(xiàn)以下三種破壞形態(tài)。(b)(c)(d)1 縱向裂縫發(fā)展而破壞（先裂后壞）圖87砌體局部受壓的破壞形態(tài)(a)局部壓力下磚砌體應力分布；(b)先裂后壞情況；(c) 一裂就壞情況; (d)未裂先壞(局部壓碎)情況。圖8-7 (b) Ao為砌體截面面積，Ai為局部受壓面積。當 A。/ Ai不大時，在局部壓力作用下，第一批縱向裂縫

16、發(fā)生在 12皮磚以下的砌體內(nèi)，隨著荷載的增加出現(xiàn)多條縱向裂縫， 向上向下發(fā)展，破壞時形成一條主裂縫。(a；(b)(d)2. 劈裂破壞當A0/Al較大時，隨著壓力到一定數(shù)值， 砌體沿縱向發(fā)生突然的脆性劈裂破壞。破壞 時，縱向裂縫往往僅有一條，見圖8- 7(c),而且開裂荷載幾乎等于破壞荷載，破壞突然而 無先兆。3. 局壓面積下砌體表面壓碎破壞當砌體強度較低或局壓面積A很小時，在荷載作用下，局壓面積下壓應力很大， 破壞時 構(gòu)件側(cè)面無縱向裂縫，而是由A面積內(nèi)的砌體壓碎而引起砌體破壞，見圖8-7(d)。二、砌體局部均勻受壓圖88影響局部抗壓強度的面積1 .局部均勻受壓承載力計算公式砌體在局部面積上施加

17、壓力時，砌體上作用的局部壓力沿著一定的擴散線進行擴散。由于砌體局部受壓區(qū)的橫向變形受到周圍未直接承受壓力部分的約束，使局部受壓砌體處在雙向或三向受壓狀態(tài)，其局部抗壓強度比一般情況下的抗壓強度有較大的提高，即“套箍強化”作用。砌體局部均勻受壓時承載力可按下式計算：N| 乞 f A|(8-6)式中N| 局部受壓面積上的軸向力設計值；砌體局部抗壓強度提高系數(shù)；f 砌體的抗壓強度設計值，可不考慮強度調(diào)整系數(shù)：.的影響；Al局部受壓面積。2 .砌體局部抗壓強度提高系數(shù) 砌體局部抗壓強度提高系數(shù)主要與Ao / A|的比值有關，可按下式進行計算：A門=1 0.35 - 仁 max( 8 - 7)Al式中 A

18、0 影響砌體局部抗壓強度的計算面積；max砌體局部抗壓強度提高系數(shù)最大值，見表8-7。規(guī)定 的限值，是為了防止出現(xiàn)突然的劈裂破壞。3. 影響砌體局部抗壓強度的計算面積影響砌體局部抗壓強度的計算面積入，按圖8- 8中的四種不同情況查表 8-8中的公式進行計算。圖8-9梁端支承處的應力與變形三、梁端支承處無墊塊砌體局部受壓1 .梁端有效支承長度 當梁直接支承在砌體上時，梁端伸入砌體的實 際支承長度為a。由于梁的彎曲和支承處砌體的壓 縮變形，梁端將與砌體脫開， 見圖8- 9(b)。因此, 梁端與砌體接觸的有效支承長度為a°，而不是實際長度a。梁端有效支承長度 a0可按下式計算：hc （8

19、8）f式中 hc 梁的截面高度（mm）;f砌體的抗壓強度設計值 （MPa ）。2 上部荷載對砌體局部抗壓強度的影響當鋼筋混凝土梁支承在砌體墻上時，a° =10HI 2門/ Z /Z/z rT港廉珂! n i作用在梁端砌體所承受的壓力，除了梁端支承壓 Nl外，還有上部荷載產(chǎn)生的軸向力No，見圖8-10（a）。圖8 - 10上部荷載對局部抗壓強度的影響上部荷載的影響。砌體結(jié)構(gòu)設計規(guī)范:=1.5 - 0.5也 A式中 A| 局部受壓面積，3 梁端支承處砌體局部受壓承載力計算度略有提高。試驗表明，上部荷載對梁端下受壓砌體的影響與Ao/A|的比值有關，當 A0/Al 3時，不考慮用上部荷載折減

20、系數(shù)'來考慮此影響，表達式為:Al =aob ,梁端支承處砌體局部受壓承載力可按下式計算：屮 N0 十 N式中上部荷載折減系數(shù)；No 局部受壓面積上部軸向力設計值二0 上部平均壓應力設計值（ N /(8-9)ao為 梁端有效支承長度，b為梁寬。(810)(mm2)當上部荷載No增大時，梁端支承面下砌體壓縮變形 較大，而使梁端頂面與上部砌體接觸面減小，甚至 脫開，產(chǎn)生水平縫隙。這樣，原來由上部荷載傳給 梁支承面上的No,將通過上部砌體的內(nèi)拱作用傳給 梁端周圍的砌體。上部荷載co的擴散對梁端下局部 受壓砌體起到了橫向約束作用，使砌體局部受壓強 梁端底面壓應力圖形的完整系數(shù)，可取0.7 ,對

21、于過梁和墻梁可取1.0 ;ao 梁端有效支承長度，當ao大于a時，應取ao等于a。例8 3已知外縱墻上有一大梁，梁的截面尺寸為200 mm x 500 mm，梁支承長度a =240 mm，梁端支承反力 Nl =70 kN，上部傳至窗間墻的設計荷載為260 kN，窗間墻截面尺寸見圖 8 11，砌體用Mu 10燒結(jié)普通磚、M 5混合砂漿砌筑。驗算砌體局 部受壓承載力。【解】 Mu 10、M 5，查表得f =1.5MPaao= 10*= 10. 500 = 183mm ： a 二 240mm1.542AlAo二 aob =183 200 =3.66 10 mm52二h(2h b) =370 (2 3

22、70 200) =3.48 10 mm中 丄|Ao丄 w 3.48漢105科1 =1+0.35一一1 =1 +0.35 " 4 1 =2.02 A =2.0耳 AV 3.610 4取 =2.0因心二妙£=9.5 3,故=0Al3.66 104fAi =0.72.0 3.66 10°1.5 = 76.8kN No N| = 70kN局壓承載力滿足要求。四、梁端支承處設墊塊砌體局部受壓當梁端支承處砌體局壓強度不足時，可在大梁或屋架支座處設置混凝土剛性墊塊。1. 剛性墊塊的構(gòu)造要求梁端支承處剛性墊塊應符合下列構(gòu)造規(guī)定：(1) 剛性墊塊的高度不宜小于180 mm，自梁邊算

23、起的墊塊挑出長度不宜大于墊塊高度tb，見圖 8 12(a);(2) 帶壁柱墻的壁柱設剛性墊塊時，見圖8-12(b)，其計算面積應取壁柱范圍內(nèi)的面積,而不應計算翼緣部分，同時壁柱上墊塊伸入翼墻內(nèi)的長度不應小于120 mm ;(3) 當現(xiàn)澆墊塊與梁端整體澆筑時，墊塊可在梁高范圍內(nèi)設置。2 梁端有效支承長度梁端支承處設有剛性墊塊時，墊塊上表面有效支承長度可按下列公式進行計算：a0 = . f(8- 11)式中r 剛性墊塊的影響系數(shù)，根據(jù)上部荷載平均壓應力設計值與砌體抗壓強度設計值 f的比值查表8 9采用。墊塊上作用點的位置可取0.4 a0處。表89系數(shù)r值表<0 / f00.2O.40.60.

24、85.45.76.06.97.8注：表中其間的數(shù)值可采用插入法求得。3 剛性墊塊下砌體局部受壓承載力計算梁下設置剛性墊塊時，梁端的支承壓力能較均勻地傳到墊塊下的砌體上，剛性墊塊下砌體的局部受壓接近于偏心受壓， 因此可按砌體偏心受壓承載力公式進行計算，而且墊塊以外的砌體仍能對墊塊下砌體抗壓強度產(chǎn)生有利影響。考慮到墊塊底面壓應力的不均勻性， 取砌體面積的有利影響系數(shù) 1 =0.8。剛性墊塊下的砌體局部受壓承載力可按下列公式計算：N。+N| 缺Jf Ab(8-12)式中No墊塊面積內(nèi)上部軸向力設計值(N ) , No =：;°Ab ;Ab 墊塊面積(mm2), Ab 二 abbb;ab 墊

25、塊伸入墻內(nèi)的長度 (mm)；bb墊塊的厚度(mm)；墊塊上No及N|合力的影響系數(shù)，采用表 8 58-7中3時的值；1 墊塊外砌體面積的有利影響系數(shù)1，但不小于1.0。 為砌體局部受壓強度提高系數(shù)，按式(8 7)計算時，用Ab代替A 。五、墊梁下砌體局部受壓當梁端支承處設置連續(xù)的鋼筋混凝土墊梁 梁看作是承受集中荷載的彈性地基梁進行分析。 布（圖8-14），分布長度為3ho = 2（如圈梁）時，在梁端集中荷載作用下， 把墊 為了計算方便，假定豎向壓應力呈三角形分ho取為：二ho。墊梁的折算高度M Nt墊篥hb墊Ebl（8-13）式中Eb、lb 分別為墊梁的混凝土 彈性模量和截面慣性 矩；曲：10

26、.4勿梁的高度（mm）；E砌體的彈性模量；h墻厚（mm）。上部荷載傳至墊梁的軸向力可按下式計算：1Nobbho；o（8-14）21式中No墊梁在bbho范圍內(nèi)上部軸向力的設計值 （N）；2bb 墊梁的寬度（mm）；梁下設有長度大于的墊梁下的砌體圖8- 14墊梁應力分布圖局部受壓承載力可按下式計算：No N<2.4 2 fbbho（8-15）式中Ni 梁端支承壓力設計值 （N ），作用在離墊梁內(nèi)邊緣 0.4 ao處；-2 當荷載沿墻厚方向均勻分布時：2=o.8。其它符號同前。8.3網(wǎng)狀配筋砌體構(gòu)件承載力計算在磚砌體的水平灰縫內(nèi)，配置一定數(shù)量和規(guī)格的網(wǎng)狀鋼筋，砌體與網(wǎng)狀鋼筋在荷載作用下共同工

27、作稱網(wǎng)狀配筋磚砌體。當砌體縱向受壓時，由于摩擦力和砂漿的粘結(jié)力，灰縫中網(wǎng)狀鋼筋橫向受拉，而鋼筋彈形模量很大、 變形很小，阻止了砌體縱向受壓時橫向變形的發(fā)展， 防止了砌體過早的失穩(wěn)破壞，因而提高了砌體縱向承載能力。網(wǎng)狀配筋磚砌體受壓構(gòu)件的承載力可按下式計算：NonfnA（8-16）式中 N 軸向力設計值；A 截面面積；fn 網(wǎng)狀配筋磚砌體抗壓強度設計值，可按規(guī)范規(guī)定進行計算。高厚比和配筋率以及軸向力的偏心距對網(wǎng)狀配筋磚砌體受壓構(gòu)件承載力的影響系數(shù)，可查規(guī)范相應表格。試驗表明，當荷載偏心時，橫向配筋的效果將隨偏心距的增大而降低。因此，網(wǎng)狀配筋磚砌體受壓構(gòu)件還應符合下列規(guī)定：1 偏心距應在截面核心范

28、圍內(nèi)，對于矩形截面e/h 0.17時或偏心距雖未超過截面核心范圍，但構(gòu)件的 高厚比116時，均不宜采用網(wǎng)狀配筋磚砌體構(gòu)件；2 對矩形截面構(gòu)件，當軸向力偏心方向的截面邊長大于另一方向的邊長時，除按偏心 受壓計算外，還應對較小邊長方向按軸心受壓進行驗算；對于網(wǎng)狀配筋的磚砌體構(gòu)件，還應符合下列的構(gòu)造要求：1 網(wǎng)狀配筋磚砌體構(gòu)件的體積配筋率過小時，砌體抗壓強度提高有限；過大時，鋼筋強度不能充分利用。因此體積配筋率應符合0.1% VV1 %。2 .灰縫內(nèi)的鋼筋網(wǎng)直徑較細，網(wǎng)片易于銹蝕，直徑較粗使灰縫加厚，對砌體受力不利。因此，采用網(wǎng)狀鋼筋，直徑宜采用34mm ;采用連彎鋼筋網(wǎng)，直徑不宜大于8mm。3 鋼

29、筋網(wǎng)中鋼筋的間距過大時，鋼筋網(wǎng)的橫向約束作用較小，間距過小時，灰縫中的砂漿不易密實。因此，鋼筋網(wǎng)的間距應符合30乞a乞120。鋼筋網(wǎng)的豎向間距 Sn不應大于五皮磚或400 mm。4 網(wǎng)狀配筋磚砌體所有的砂漿強度不應低于M 7.5，以保證砂漿與鋼筋有較好的粘結(jié)均勻，也利于防止鋼筋的銹蝕。鋼筋網(wǎng)應放在灰縫的中間，灰縫的厚度應保證鋼筋上下各有2 mm厚的砂漿層。8.4砌體結(jié)構(gòu)房屋的設計8.4.1承重體系方案多層砌體房屋承重墻布置有下列幾種方案：1.橫墻承重體系傳力體系：屋面(或樓面)荷載 t板t橫墻 t基礎t地基。特點：橫墻間距小，縱、橫墻有拉結(jié)，所以 房屋的整體性好，空間剛度也大，對抵抗風荷載、

30、水平地震作用以及地基不均勻變形比較有利。橫墻承重體系，縱墻主要起維護、隔斷和將橫墻連 成整體的作用。因此，有利于在縱墻上開設門、 窗洞的位置和大小。2 .縱墻承重體系豎向荷載的主要傳遞路線是：在縱墻承重體系中，少量橫墻 (包括山墻)仍承受一部分豎向荷載。縱墻承重體系的特 點是：(1) 縱墻是主要的承重墻。橫墻雖然也承受荷載，但主要是滿足房間的使用要求、空間 剛度和整體性布置。(2) 由于縱墻上承受的荷載較大，所以設置在縱墻上的門窗大小和位置受到一定的限制。(3) 由于橫墻較少，房屋的橫向剛度較差，而縱墻上開了很多洞口，因此縱墻承重房屋 抵抗地基不均勻變形的能力也較差。(樓)蓋材料用量增加，房屋

31、的層高(4) 對縱墻承重體系房屋，墻體材料用量減少，但屋也略有增加。整慚丸來厘附板 外飪圖8 - 16縱墻承重體系3 縱、橫墻承重體系圖8- 17為某教學樓結(jié)構(gòu)平面布置。圖中教室每三開間一道橫墻，豎向荷載的傳遞路線是:橫墻”.Iifia/屋面(或樓面)荷短向板_ 進深梁縱墻 基礎k地基縱、橫墻承重體系的 特點是：(1) 橫墻的間距可以加大，房間的 使用空間較橫墻承重體系增加。但橫 墻間距受現(xiàn)澆板的跨度和墻體截面的 限制不宜太大。(2) 縱、橫墻承受的荷載比較均 勻，常常可以簡化基礎的類型，便于施工。(3) 縱、橫兩個方向的空間剛度均比較好。842砌體結(jié)構(gòu)房屋的靜力計算方案一、靜力計算方案房屋墻

32、體布置確定后，在進行墻體承載力驗算前，首先要確定房屋的計算簡圖和墻體計 算簡圖，也就是確定房屋的靜力計算方案。按房屋的空間剛度大小，房屋的靜力計算可分為三種方案：1 彈性方案：當橫墻間距很大，房屋空間剛度很小時，結(jié)構(gòu)空間工作性能很差。在水平荷載作用下，房屋結(jié)構(gòu)近似于平面受力狀態(tài)。2. 剛性方案：當橫墻間距很小，房屋空間剛度很大時，結(jié)構(gòu)的空間工作性能很好。在水平荷載作用下，屋面結(jié)構(gòu)可看成外縱墻的不動鉸支座。3. 剛彈性方案：當橫墻間距在一定范圍內(nèi)，房屋的空間剛度介于彈性方案與剛性方案之間，結(jié)構(gòu)具有一定的空間工作性能。在水平荷載作用下，屋蓋對墻頂水平位移有一定約束，可看作墻的彈性支座。這時，在各種

33、荷載作用下， 墻內(nèi)力以屋蓋與墻為鉸接，考慮空間工作的平面排架計算同一般排架，但需引入空間性能影響系數(shù)。為便于應用，規(guī)范將房屋按屋蓋或樓蓋的類型和房屋橫墻間距s確定靜力計算方案(見表 8-10)。表8-10房屋的靜力計算方案屋蓋或樓蓋類別剛性方案剛彈性1整體式、裝配整體式和裝配式無檁體系鋼筋混凝土屋蓋或鋼筋混凝土樓蓋SC323222裝配2式有檁體系鋼筋混凝土屋蓋、輕鋼屋蓋和有密鋪望板的木屋蓋或木樓蓋SC202023瓦K屋和石棉水泥瓦輕鋼屋蓋sv1616“注：1、表中s為房屋橫墻間距，其長度單位為 m ；2、對無山墻或伸縮縫處無橫墻的房屋，應按彈性方案考慮。作為剛性和剛彈性方案的橫墻，為了保證屋蓋

34、水平梁的支座位移不致過大，橫墻應符合下列要求，以保證其平面剛度：(1) 橫墻中開洞口時，洞口的水平截面積不應超過橫墻截面積的50 %;(2) 橫墻的厚度不宜小于 180 mm ;(3) 單層房屋的橫墻長度不宜小于其高度，多層房屋的橫墻長度，不宜小于H/2 ( H為橫墻總高度)。當橫墻不能同時滿足上述要求時，應對橫墻剛度進行驗算，如其最大水平位移值Umax H 時，仍可視作剛性或剛彈性方案橫墻。凡符合Umax H剛度要求的橫墻或其40004000他結(jié)構(gòu)構(gòu)件（如框架結(jié)構(gòu)等），也可視為剛性或剛彈性方案房屋的橫墻。二、剛性方案單層房屋承重縱墻的靜力計算1.計算單元計算單層房屋承重縱墻時， 對有門窗洞口

35、的外縱墻，可取一個開間的墻體作為計算單元; 無門窗洞口的縱墻，可取1m長的墻體作為計算單元。2 計算簡圖單層房屋在豎向和水平荷載作用下，可將墻上端屋蓋處視作不動鉸支座，下端嵌固于基 礎頂面的豎向構(gòu)件。作用在縱墻上的荷載有：（1）屋面荷載：包括屋蓋自重、屋面活荷載（或雪荷載），這些荷載以集中力過屋架或屋面梁作用于墻體頂端。軸向力N|作用點到墻內(nèi)邊取計算簡圖上作用有軸向力 Nl和彎矩 M。（2）風荷載（對不考慮抗震設防結(jié)構(gòu)）：包括作 用于墻面上和屋面上的風荷載。屋面上的風載簡 化為作用于墻頂?shù)募辛Γ瑒傂苑桨傅募辛ν?過屋蓋直接傳至橫墻，再由橫墻傳給基礎，最后 傳至地基，對縱墻不產(chǎn)生內(nèi)力。墻面風

36、荷載為均 布荷載。迎風面為壓力，背風面為吸力。（3） 墻體自重：按砌體自重 （包括內(nèi)外粉刷和 門窗自重）進行計算，作用于墻體軸線上。三、剛性方案多層房屋承重縱墻的靜力計算1 .計算單元 通常選擇建筑中荷載較大、截面較弱的部位， 截取一個開間寬度的墻體作為計算單元。2.計算簡圖（1） 豎向荷載 在豎向荷載作用下，多層房屋的墻體如同一 豎向連續(xù)梁，連續(xù)梁以各層樓蓋和基礎為支點。簡化計算，假定墻體在樓蓋處為鉸接。 因此，墻體在基礎頂面也可假定為鉸接N|形式，通0.4a°, a°為有效支承長度。IFSrD Trrr圖8 - 18單層房屋計算簡圖由于軸向力較大，彎矩相對較小,(d)圖

37、8 - 19外縱墻計算簡圖梁端支承壓力位置在基礎頂面， （見圖 8 19）。簡化后，每層樓蓋傳下的軸向力Nl，只對本層墻體產(chǎn)生彎矩，上面各層傳下來的豎向荷載Nu認為是通過上一層墻體截面中心線傳來的集中力（不產(chǎn)生彎矩）；本層樓（屋）蓋梁端支承壓力Nl到墻內(nèi)邊的距離取為 0.4 a0,見圖8 19（d）。對于梁跨度大于9m的墻承重的多層房屋，除按上述方法計算墻體承載力外，宜再按梁兩端固結(jié)計算梁端彎矩，再將其乘以修正系數(shù) 后，按墻體線性剛度分到上層墻底部和下層 墻頂部，修正系數(shù)可按下式計算：= 02.：（8-17）式中a梁端實際支承長度；h 支承墻體的墻厚，當上下墻厚不同時取下部墻厚，當有壁柱時取h

38、T。（2） 風荷載當剛性方案多層砌體房屋的外墻符合下列要求時，靜力計算可不考慮風荷載的影響：1）洞口水平截面面積不超過全截面面積的2/ 3; 2）層高和總高不超過表 8 - 11的規(guī)基本風壓值（kN / m2）0.40.50.60.7層咼（m ）4.04.04.03.5總高（m ）28241818表8 11外墻不考慮風荷載影響時的最大咼度定； 3） 屋面自重不小于 0.8 kN/m2。注：對于多層砌塊房屋 190mm厚的外墻，當層高不大于 2.8 m，總高不大于19.6 m，基本風壓不 大于0.7kN/m2時可不考慮風荷載的影響。3 .控制截面（不考慮風荷載時）每層的控制截面有：梁（板）底截面

39、I-I ,應進行偏心受壓承載力和梁下局部受壓承載力驗算；梁（板）底稍上截面IV-W（底層取基礎頂面）承受軸力最大，豎向荷載作用下按彎距為零軸心受壓構(gòu)件計算。有門窗洞口的外墻， 截面面積沿層高也是變化的。還應考慮n-n（窗頂）、川一川（窗臺）截面。（見圖 8-20）4. 內(nèi)力組合按兩種情況進行內(nèi)力組合：（1）由可變荷載效應控制的組合；（2）由永久荷載效應控制的 組合。5 截面承載力驗算按上述兩種內(nèi)力組合中取最不利組合，用受壓構(gòu)件承載力計算公式進行截面承載力驗 算。若幾層墻體的截面和砂漿強度等級相同，則只需驗算其中最下一層即可。若砂漿強度有變化，則降低砂漿強度的這一層也應驗算。圖8 - 20控制截

40、面8.5墻、柱的高厚比驗算墻、柱的高厚比是指墻、柱的計算高度與墻厚或柱邊長h的比值，用=H0來表示，h要小于或等于規(guī)范中規(guī)定的允許高厚比J值。這是保證墻、柱在受力后，除滿足承載力要求外，在施工和使用階段，墻、柱具有必要的穩(wěn)定性和剛度的一項重要的構(gòu)造措施。8.5.1 墻柱的允許高厚比墻、柱的允許高厚比1 值的大小與砂漿強度等級和砌筑水平有關(見表812)。影響墻、柱允許高厚比的因素有：1 砂漿強度等級：墻、柱的穩(wěn)定性與剛度有關，剛度與彈性模量E有關，而砂漿的強度直接影響砌體的彈性模量，砂漿強度高，允許高厚比一：大些；砂漿強度低，則一：小些。2 .砌體類型：毛石墻砌體較實心墻剛度差，一：值應降低；

41、組合磚砌體剛度好，1 值相應提高。3 橫墻間距：橫墻間距小，墻體的穩(wěn)定性和剛度好；反之，橫墻間距大則穩(wěn)定性和剛度差。在驗算高厚比時，用改變墻體計算高度Ho的方法來考慮這一因素。4.支承條件：剛性方案房屋的墻、 柱在屋(樓)蓋處假定為不動鉸支座，支承處變位小，值可提高；而彈性和剛彈性方案，也用計算高度H。來考慮，墻、柱的1 值應減小。5 .砌體的截面形式：有門窗洞口的墻即變截面墻，墻體的穩(wěn)定性較無洞口的墻要差， 規(guī)范規(guī)定，允許高厚比1應乘修正系數(shù)產(chǎn) 七予以折減。6 構(gòu)件重要性和房屋使用情況：非承重墻屬次要構(gòu)件，且荷載為墻體自重，1 值可提高；使用時有振動的房屋，J值應降低。表8-12墻、柱的允許

42、高厚比B值砂漿強度等級M 2.5M 5. O>M 7.5墻222426柱151617注：1.毛石墻、柱允許高厚比應按表中數(shù)值降低20%;2 組合磚砌體構(gòu)件的允許高厚比，可按表中數(shù)值提高20%，但不得大于28；3 .驗算施工階段砂漿尚未硬化的新砌砌體高厚比時，允許高厚比對墻取14,對柱取118.5.2矩形截面墻、柱高厚比驗算 墻、柱高厚比按下式進行驗算：二 Ho 乞 J"丨 - I(8-18)h式中H。一墻、柱的計算高度，按表8-3采用；h 墻厚或矩形柱相對應的邊長；叫一非承重墻允許高厚比的修正系數(shù)。h =240mm時 山=1.2，h =90mm時 * =1.5， 240mm h

43、 90mm 可按插入法取值。上端 為自由端墻的允許高厚比，除按上述規(guī)定提高外，還可提高30%。對厚度小于90 mm的墻,當雙面用不低于 M 10的水泥砂漿抹面，包括抹面層的墻厚不小于90 mm時，可按墻厚等于90 mm驗算高厚比；J2 有門窗洞口的修正系數(shù)。按下式計算：19)J2 =1 _0.4 匹(8s式中s相鄰窗間墻之間或壁柱之間距離；bs在寬度范圍內(nèi)的門窗洞口寬度，見圖821。按式(8 19)計算小于0.7時，仍取-=0.7。當洞口高度H1與墻高的比值小于或等于 1/ 5時，取叮=1.03 墻、柱的允許高厚比，應按表8 12采用。當與墻連接的相鄰兩橫墻間的距離s乞£ .i2 L

44、：,h時，墻的高度可不受本條限制；8.5.3帶壁柱墻的高厚比驗算帶壁柱墻的高厚比驗算分兩步進行。1 整片墻的高厚比驗算把帶壁柱墻視作厚度為 hT的一片墻，按下式進行驗算：H0乞山比 （8-20）h式中hT 帶壁柱墻的折算厚度，hr =3.5i ;i 帶壁柱墻截面的回轉(zhuǎn)半徑，i = . 1 ； AI、A 分別為帶壁柱墻截面的慣性矩和截面面積。計算I和A時，墻體計算截面翼緣寬度bf按如下采用：多層房屋，當有門窗洞口時，取門或窗間墻的寬度；無門窗洞口時，每側(cè)翼墻寬度可取壁柱高度的1/3 ;單層房屋，取2bf二b H （ b為壁柱寬度，H為墻高），但不大于窗間墻寬或相鄰壁柱間的距離。32 壁柱間墻的高

45、厚比驗算：壁柱間墻的高厚比，可按式（8-18）進行驗算，式中墻厚為 h，壁柱看作墻的側(cè)向不動鉸支點，H °的計算按剛性方案考慮。有鋼筋混凝土圈梁的帶壁柱墻，當b/bs _ 1/30時（b為圈梁寬度，Sb為相鄰壁柱間的距離），圈梁可看作壁柱墻的不動鉸支點。如果圈梁寬度受限制 時，可按等剛度原則（墻體平面外剛度相等），增加圈梁剛度，滿足壁柱間墻不動鉸支點的要 求。 例8-5 某四層磚混結(jié)構(gòu)，平面尺寸如圖8-22所示，預制混凝土樓蓋，外墻厚370 mm , 橫墻厚240 mm，隔斷墻厚120 mm，底層墻高3 m （至土 0.00），室內(nèi)外高差 300 mm，砂漿 承重墻用M5，隔斷墻用M

46、2.5試驗算底層各墻的高厚比。【解】1 外縱墻高厚比驗算橫墻最大間距s =3 3.6 =10.8 ,查表8 10屬于剛性方案H =3.00.3 0.5 =3.8, s=108m,s 2H剛性方案，外墻承重，故叫=1.0 ；外墻每開間有 1.5 m寬的窗洞，由式（819）得：bs1.5=1 -0.4s =1 -0.40.833s3.6查表8 12砂漿強度等級 M 5時 一：=24 ；由式（8 18）得：h3800370=10.27,240360036003x360010800<：叫2: =1.0 0.833 24 ： 20滿足要求。2 內(nèi)橫墻高厚比驗算H =3.0 0.5 =3.5 ；縱墻

47、間距s 5 7 s =5.7m ,1.63 , H : s ：2H ;H3.5從表8-4得：H 0 =0.4s 0.2H =0.4 5.70.2 3.5 =2.98 :圖8 22例題8 5砌體結(jié)構(gòu)平面圖內(nèi)墻承重，無洞，山=1.0,.i2 =1.0 ；由式（8 18）得：:J ° =2980 =12.42 ：斗七鬥=1.0 1.0 24 =24，滿足要求。h 2403 .隔斷墻咼厚比驗算隔斷墻高 H =3.0m , H0 =H =3.0m ；砂漿 M 2.5， - =22 ；隔斷墻為非承重，墻厚 120 mm，山=1.44 ；墻上未開洞，=1.0 ；由式（8 18）得：-=也二3000

48、 =25 ：叫 J訂=1.44 1.0 22 =31.68滿足要求。 h 1208.6砌體房屋設計的構(gòu)造要求一、一般構(gòu)造要求為了保證砌體房屋的耐久性和整體性，砌體結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)構(gòu)件在設計使用年限內(nèi)（通常按50年考慮）和正常維護下，必須滿足砌體結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)的要求，一般可由相應的構(gòu) 造措施來保證。（一）材料的最低強度等級1 .砌體材料的強度等級與房屋的耐久性有關。五層和五層以上房屋的墻，以及受振動 或?qū)痈叽笥? m的墻、柱所用材料的最低強度等級，應符合下列要求：磚采用Mu 10;砌塊采用Mu 7.5 ;石材采用Mu 30;砂漿采用 M 5。對安全等級為一級或設計使用年限大于50年的房屋，墻、柱

49、所用材料的最低強度等級應至少提高一級。2.地面以下或防潮層以下的砌體、潮濕房間的墻，應符合表8-13的要求。（二）墻、柱的最小截面尺寸墻、柱的截面尺寸過小，不僅穩(wěn)定性差而且局部缺陷影響承載力。對于承重的獨立磚柱，截面尺寸不應小于 240 mm X 370 mm。毛石墻的厚度不宜小于 350 mm ;毛料石柱較 小邊長不宜小于 400 mm。振動荷載時，墻、柱不宜采用毛石砌體。（三）房屋整體性的構(gòu)造要求1 .跨度大于6m的屋架和跨度大于下列數(shù)值的梁：磚砌體為4.8 m ;砌塊和料石砌體為4.2 m ;毛石砌體為3.9 m，應在支承處設置混凝土和鋼筋混凝土墊塊；當墻中設有圈梁時，墊塊與圈梁宜澆成整體。2 .當梁跨度大于或等于下列數(shù)值時：240mm厚磚墻為6m ; 180 mm厚磚墻為4.8 m ;砌塊、料石墻為 4.8 m ,其支承處宜加設壁柱或采取其他加強措施。3 .預制鋼筋混凝土板的支承長度，在墻上不宜小于100 mm ;在鋼筋混凝土圈梁上不宜小于80 mm ;當利用板端伸出鋼筋拉結(jié)和混凝土灌縫時，其支承長度可為40 mm ,但板端縫寬不小