1、1Masonry Structure砌體結構砌體結構2砌體結構砌體結構Masonry Structure3第一章第一章 緒論緒論巴比倫的巴比倫的 空中花園空中花園 是早期人類的主要建筑結構型式。是早期人類的主要建筑結構型式。留給現代人類無限寶貴遺產。留給現代人類無限寶貴遺產。建筑是凝固的藝術建筑是凝固的藝術中國的中國的 秦磚漢瓦秦磚漢瓦砌體結構砌體結構是用是用 磚磚、石石 或或 砌塊砌塊， 用用砂漿砂漿等膠結材料砌筑的結構。等膠結材料砌筑的結構。萬里長城萬里長城 趙州橋趙州橋埃及的埃及的 金字塔金字塔一、砌體結構發展概況一、砌體結構發展概況1、砌體結構發展簡史砌體結構發展簡史4主要為始建于14

2、世紀的明長城，西起嘉峪關，東至遼東虎山，全長8851.8公里，平均高6至7米、寬4至5米。第一章第一章 緒論緒論5第一章第一章 緒論緒論n趙州橋(又稱安濟橋)建于 (605617年)，距今一千三百多年。n全長64.4米，拱頂寬9米，跨徑37.02米，拱矢7.23米。n橋整體是一座單孔弧形橋。但由28道拱縱向并列構成的。在大拱的拱肩上各建造了兩個小拱，比實肩拱顯得空靈秀麗，使石橋的造型分外美觀。n特點：橋身為單，跨度大，而弧形平緩，既節約石料，又便于行人和四輛行走；敞肩拱的運用，不僅增加了排水面積，減少了水流阻力，而且又節省石料，減輕了橋身重量增加了橋的穩定性；采用縱向并列砌筑法，每道拱券可獨立

3、站穩，自成一體，既便于施工，節約木材，又便于單獨修補；n橋臺基址沒有特殊設置，采用天然地基，等等。安濟橋不僅科學技術水平很高，而且造型藝術也很優美。它的弧形平拱和敞肩小拱，巨身空靈，雄偉而秀逸，穩重且輕盈。 趙州橋6第一章第一章 緒論緒論埃及共發現金字塔96座，最大的是開羅郊區吉薩的三座金字塔。大金字塔是第四王朝第二個國王胡夫的陵墓，建于公元前2690年左右。原高146.5米，因年久風化，頂端剝落10米，現高136.5米；底座每邊長230多米，三角面斜度52度，塔底面積5.29萬平方米；塔身由230萬塊石頭砌成，每塊石頭平均重2.5噸，有的重達幾十噸；經過粗略估算，修建大金字塔需要575萬噸石

4、頭。埃及埃及金字塔金字塔7第一章第一章 緒論緒論巴比倫空中花園巴比倫空中花園公元前年時由尼布加尼撒二世國王所建，代表了工程學上的驚人表現，層層疊疊的花園中栽種了各式各樣的樹、灌木、以及藤蔓。81、優、優 點：點： 耐久性好； 耐火性好； 就地取材； 施工技術要求低； 造價低廉。2、缺點、缺點 強度低，砂漿與磚石之間的粘接力較弱； 自重大；砌筑工作量大，勞動強度高。 粘土用量大，不利于持續發展。 二、砌體結構的優、缺點二、砌體結構的優、缺點第一章第一章 緒論緒論9三、砌體與混凝土、鋼材比較三、砌體與混凝土、鋼材比較磚砌體磚砌體（MU10、M5）混凝土混凝土（C20）鋼材鋼材（3號鋼）常用材料壓強

5、重量比壓強重量比MPa/(KN/m3)1.58/191/1210/241/2.4215/78.51/0.37抗拉抗拉強度/抗壓抗壓強度0.14/1.581/111.1/101/9215/215=1/110砌體結構砌體結構Masonry Structure11第二章第二章 砌體及其基本材料力學性能砌體及其基本材料力學性能2.12.1 砌體的材料及種類砌體的材料及種類 1 1、塊體材料、塊體材料磚磚 普通磚：240mm*115mm*53mm實心 空心磚：全國無統一規格 分級：按極限抗壓強度為5級，以“MU+極限強度”表示砌塊砌塊 按材料分：粉煤灰、煤渣混凝土和混凝土等 按內部結構分：有實心的，也有

6、空心的 按尺寸分：小型900mm 分級：按照極限抗壓強度分5級，以“MU+極限強度”石材石材 按照加工的程度：分細料石、粗料石和毛料石。 分級：按極限抗壓強度，分7級，以“MU+極限強度” 12第二章第二章 砌體及其基本材料的力學性能砌體及其基本材料的力學性能燒結普通磚規格尺寸：燒結普通磚規格尺寸： 240mm115mm53mm 為什么？為什么？ 強度等級：強度等級：MU30、MU25、MU20、MU15、 MU10 MU-Masonry Unity 數字：塊體強度，單位數字：塊體強度，單位Mpa 132 2、塊體的強度等級、塊體的強度等級： 燒結普通磚、燒結多孔磚：燒結普通磚、燒結多孔磚：

7、MU30、MU25、MU20、MU15、MU10；蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚： MU25、MU20、MU15、MU10；塊體的強度等級塊體的強度等級： MU20、MU15、MU10、MU7.5、MU5；石材的強度等級石材的強度等級： MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30、MU20塊體（M Masonry U Unit）的縮寫；第二章第二章 砌體及其基本材料的力學性能砌體及其基本材料的力學性能14第二章第二章 砌體及其基本材料的力學性能砌體及其基本材料的力學性能(1)耐久性；耐久性；砂漿的基本要求砂漿的基本要求：作用作用3 3、砂漿、砂漿（3）保水性

8、）保水性（2）可塑性；）可塑性；由砂、礦物膠結材料與水按合理配比經攪拌而制成由砂、礦物膠結材料與水按合理配比經攪拌而制成使塊體連成整體；抹平塊體表面；填補塊體間縫隙使塊體連成整體；抹平塊體表面；填補塊體間縫隙15第二章第二章 砌體及其基本材料的力學性能砌體及其基本材料的力學性能砂漿試塊：砂漿試塊：70.7mm的立方體的立方體M-Mortar, 數字強度值：數字強度值：Mpa砂漿的強度等級：砂漿的強度等級：M15、M10、M7.5、M5、M2.5邊長為70.7毫米的立方體試塊在150C- 250C的室內自然條件下養護24小時，拆模后再在同樣的條件下養護28天，加壓所測得的抗壓強度極限值；16第二

9、章第二章 砌體及其基本材料的力學性能砌體及其基本材料的力學性能注意注意二者的區別、各自的有缺點和適用范圍二者的區別、各自的有缺點和適用范圍 砂漿砂漿種類：種類： （2）混合混合砂漿砂漿（1）水泥水泥砂漿；砂漿；17基土的潮濕程度粘土磚混凝土砌塊石材混合砂漿水泥砂漿嚴寒地區一般地區稍潮濕的很潮濕的含飽和水MU10MU15MU20MU10MU10MU15MU5MU7.5MU7.5MU20MU20MU20M5 M5M5M7.54、磚石和砂漿的選擇、磚石和砂漿的選擇強度的要求；強度的要求；耐久性的要求耐久性的要求：耐久性不足時，經凍融循環后會引起磚石剝落和強度降低；地面以下或防潮層以下的砂漿的最低強度

10、要求：磚石和砂漿最低強度等級要求磚石和砂漿最低強度等級要求18第二章第二章 砌體及其基本材料的力學性能砌體及其基本材料的力學性能5、 砌體的種類砌體的種類磚砌體磚砌體：實心砌體， 或空心砌體， 有一順一頂一順一頂或 三順一頂三順一頂 砌筑法。一順一頂一順一頂三順一頂三順一頂19第二章第二章 砌體及其基本材料的力學性能砌體及其基本材料的力學性能配筋砌體配筋砌體: 在砌體內配置適量的鋼筋，形成配筋砌體， 如在水平灰縫中配置網狀鋼筋，形成網狀配筋砌體； 在砌體外或預留槽內配置縱向筋形成組合砌體。砌塊砌體：砌塊砌體：砌塊排列要有規律性，減少通縫。石砌體石砌體： 料石、毛石和毛石混凝土砌體。20第二章第

11、二章 砌體及其基本材料的力學性能砌體及其基本材料的力學性能2.22.2 砌體的受壓性能砌體的受壓性能一、砌體的受壓破壞特征一、砌體的受壓破壞特征1 1、受壓全過程、受壓全過程： 第一階段：自受力到單塊磚內出現豎向裂縫； 第二階段：單塊磚內裂縫發展，連接并穿過若干皮磚 第三階段：裂縫貫通，把砌體分成若干1/2磚立柱，失穩 注意：破壞過程及應力特點2 2、應力特點、應力特點： 不僅存在壓應力， 而且有彎曲應力和剪切應力， 以及橫向拉壓應力 213、破壞三個階段、破壞三個階段： 50-70%-單磚出現裂縫； 80-90%-個別裂縫連成幾皮磚通縫； 90%以上砌體裂成相互不連接的小立柱，最終被壓碎或上

12、失穩定而破壞；2022-3-5.22第二章第二章 砌體及其基本材料的力學性能砌體及其基本材料的力學性能二、受壓破壞特征復雜的二、受壓破壞特征復雜的原因分析原因分析水平灰縫厚度和密實度不均勻水平灰縫厚度和密實度不均勻 磚表面力分布不均勻且上下不對應橫向變形時相互約束橫向變形時相互約束 受壓時橫向膨脹，磚和砂漿 橫向變形系數不同，相互約束。彈性地基梁作用彈性地基梁作用 砂漿層受壓將產生壓縮變形， 磚就象在彈性地基上的梁， 其內部將產生彎曲應力和剪應力豎向灰縫處的應力集中豎向灰縫處的應力集中23為什么有時砌體的強度高于砂漿的強度？1、砂漿表面不平整砂漿表面不平整：塊體不僅受壓而且受彎和剪；2、豎向受

13、壓時，產生橫向變形豎向受壓時，產生橫向變形：砂漿的變形比磚大，由于粘接力的存在，砂漿橫向受壓，砌塊橫向受拉。砂漿強度提高（套箍作用）；3、砌體的灰縫不可能充滿砌體的灰縫不可能充滿：截面面積有所減少；在垂直裂縫截面上的磚內產生橫向拉應力和剪應力的應力集中，引起砌體結構的降低。24第二章第二章 砌體及其基本材料的力學性能砌體及其基本材料的力學性能三、影響砌體抗壓強度的因素三、影響砌體抗壓強度的因素n塊體與砂漿的強度等級塊體與砂漿的強度等級n塊體的尺寸與形狀塊體的尺寸與形狀n砂漿的流動性、保水性及彈性模量砂漿的流動性、保水性及彈性模量n砌筑質量與灰縫的厚度砌筑質量與灰縫的厚度2022-3-5.25第

14、二章第二章 砌體及其基本材料的力學性能砌體及其基本材料的力學性能四、砌體四、砌體抗壓強度抗壓強度計算計算各類砌體軸心抗壓強度各類砌體軸心抗壓強度平均值平均值取決于：取決于：（1）塊體塊體的抗壓強度平均的抗壓強度平均值值 f1（2）砂漿砂漿的抗壓強度平均值的抗壓強度平均值 f2 2211)07. 01 (fffm26第二章第二章 砌體及其基本材料的力學性能砌體及其基本材料的力學性能一、軸心受拉性能一、軸心受拉性能 2.3 砌體的受拉、受彎、受剪性能砌體的受拉、受彎、受剪性能法向粘結力切向粘結力1 1、粘結分類、粘結分類2022-3-5.27第二章第二章 砌體及其基本材料的力學性能砌體及其基本材料

15、的力學性能2、軸心抗拉強度、軸心抗拉強度主要取決于：塊體與砂漿連接面的粘結強度主要取決于：塊體與砂漿連接面的粘結強度 通縫截面：通縫截面：強度低且離散性大，不能設計為軸心受拉構件； 沿齒縫截面：沿齒縫截面：與砂漿的強度等級有關； 沿塊體截面：沿塊體截面：不考慮豎向灰縫，與塊體的強度等級有關 。23,fkfmt31,212. 0ffmt28二、彎曲抗拉強度二、彎曲抗拉強度 通縫截面破壞和沿齒縫截面破壞: 塊體截面破壞：24,fkfmtm31,318. 0ffmtm第二章第二章 砌體及其基本材料的力學性能砌體及其基本材料的力學性能29在豎向彎曲時，應采用沿通縫的抗拉強度；當在水平方向上彎曲時，可能

16、有兩種破壞形式： 沿齒縫截面和沿豎向灰縫截面。 取兩種強度較小的計算。擋土墻壓力引起的豎向受彎擋土墻壓力引起的豎向受彎扶壁式擋土墻側向受彎扶壁式擋土墻側向受彎砌體的彎曲抗拉破壞砌體的彎曲抗拉破壞2022-3-5.30三、抗剪強度三、抗剪強度影響抗剪強度的主要因素：影響抗剪強度的主要因素：（1）塊體和砂漿的強度（2）垂直壓應力（3）砌筑質量（4）試驗方法第二章第二章 砌體及其基本材料的力學性能砌體及其基本材料的力學性能25,fkfmvm31砌體常見的受剪工作是沿通縫截面或沿階梯形截面。砌體受剪砌體受剪2022-3-5.322.4 砌體的變形和其他性能砌體的變形和其他性能1、彈性模量、彈性模量第二

17、章第二章 砌體及其基本材料的力學性能砌體及其基本材料的力學性能割線彈性模量割線彈性模量 E初始彈性模量初始彈性模量 E0應力應變關系曲線應力應變關系曲線應力與應變的比值應力與應變的比值33在實際工程中，按 時的變形模量為砌體的彈性模量。mf4 . 0砌體種類砌體種類砂漿強度等級砂漿強度等級M10M7.5M5M2.5燒結普通磚、燒結多孔磚砌體1600f1600f1600f1390f蒸壓粉砂磚、蒸壓粉煤灰磚砌體1060f1060f1060f960f混凝土砌塊砌體1700f1600f1500f-粗料石、毛料石、毛石砌體7300f5650f4000f2250f細料石、半細料石砌體22000170001

18、20006750 f是砌體抗壓強度設計值。砌體的彈性模量砌體的彈性模量2022-3-5.342、剪切模量剪切模量EGm4 . 0第二章第二章 砌體及其基本材料的力學性能砌體及其基本材料的力學性能4、摩擦系數、摩擦系數3、線膨脹系數和收縮率、線膨脹系數和收縮率磚砌體的線膨脹系數為0.5e-5;混凝土的線膨脹系數為1.0e-5; 35砌體結構砌體結構Masonry Structure2022-3-5.36一、結構的功能要求一、結構的功能要求1、安全性、安全性 Safety 在正常設計、施工、正常使用情況下，結構能承受可能出在正常設計、施工、正常使用情況下，結構能承受可能出現的各種荷載、變形而不發生

19、破壞；現的各種荷載、變形而不發生破壞； 在偶然事件發生時和發生后，結構應能保持整體穩定性，在偶然事件發生時和發生后，結構應能保持整體穩定性，不應發生倒塌或連續破壞。不應發生倒塌或連續破壞。3.1 3.1 極限狀態設計方法極限狀態設計方法2022-3-5.372、適用性、適用性 Serviceability 結構在正常使用期間，具有良好的工作性能。結構在正常使用期間，具有良好的工作性能。結構的可靠性結構的可靠性 reliability 可靠性可靠性安全性安全性、適用性適用性和和耐久性耐久性的總稱的總稱3.1 3.1 極限狀態設計方法極限狀態設計方法3、 耐久性耐久性 Durability 結構在

20、正常使用和正常維護條件下，應具有足夠的耐久性。結構在正常使用和正常維護條件下，應具有足夠的耐久性。2022-3-5.38二、極限狀態二、極限狀態 Limit State結構能夠滿足功能要求而良好地工作，則稱結構是結構能夠滿足功能要求而良好地工作，則稱結構是“可靠可靠”的或的或“有效有效”的。的。承載能力承載能力 極限狀態極限狀態 -Ultimate Limit State正常使用正常使用 極限狀態極限狀態 -Serviceability Limit State砌體結構正常使用極限狀態的要求，一般采用相應的構造措施。砌體結構正常使用極限狀態的要求，一般采用相應的構造措施。區分結構區分結構“可靠可

21、靠”與與“失效失效”的臨界狀態稱為的臨界狀態稱為“極限狀態極限狀態” 反之，則結構為反之，則結構為“不可靠不可靠”或或“失效失效”。2022-3-5.39結構功能的表達結構功能的表達S R 失效失效F作用作用 Action 使結構產生內力和變形的原因使結構產生內力和變形的原因三、作用、作用效應、抗力三、作用、作用效應、抗力2022-3-5.40 f(Z)zzPfZ = R - S結構功能函數結構功能函數 Z = R - - S Z=R-S0：處于可靠狀：處于可靠狀態；態； Z=R-SR) =P(Z 0)ZfZP 可靠指標可靠指標 reliability index2022-3-5.420121

22、.21.4()nGkQ kQiciQikkiSSSR fa， ，五、設計表達式五、設計表達式1、多個可變荷載作用、多個可變荷載作用011.351.4()nG kciQikkiSSR fa，2022-3-5.4301.21.4()GkQkkSSR fa， ，2、一個可變荷載作用、一個可變荷載作用01.351.4()GkcQkkSSR fa， ，3、整體穩定性驗算、整體穩定性驗算021121.21.40.85nG kQ kQikG kiSSSS2022-3-5.441、砌體強度標準值、砌體強度標準值保證率不小于保證率不小于95的強度的強度2、砌體強度設計值、砌體強度設計值材料性能分項系數材料性能分

23、項系數kffff設計可靠度考慮設計可靠度考慮施工質量控制等級施工質量控制等級（A、B、C三級）影三級）影響，響， 施工質量控制等級施工質量控制等級B 級級 取取1.6；C 級則應級則應 取取 1.8。六、砌體抗壓強度六、砌體抗壓強度設計設計值值2022-3-5.45普通磚砌體抗壓強度普通磚砌體抗壓強度設計設計值值 磚強度磚強度等級等級砂漿強度等級砂漿強度等級砂漿砂漿強度強度M15M10M7.5M5M2.50MU30MU25MU20MU15MU103.943.603.222.793.272.982.672.311.892.932.682.392.071.692.592.372.121.831.5

24、02.262.061.841.601.301.151.050.940.820.672022-3-5.46下列情況的各類砌體其砌體強度設計值應下列情況的各類砌體其砌體強度設計值應乘以調整系數乘以調整系數a :施工階段砂漿尚未硬化的新砌砌體的強度和穩定性，可按砂漿強度施工階段砂漿尚未硬化的新砌砌體的強度和穩定性，可按砂漿強度為零進行驗算。為零進行驗算。3）當砌體用）當砌體用水泥砂漿砌筑水泥砂漿砌筑時，對時，對3.3-3.8各表中的數值，各表中的數值，a為為0.9；對；對表表3.9中數值，中數值， a為為0.8；對配筋砌體構件，當其中的砌體采用水泥砂；對配筋砌體構件，當其中的砌體采用水泥砂漿砌筑時，

25、僅對砌體的強度設計值乘以調整系數漿砌筑時，僅對砌體的強度設計值乘以調整系數 a。2）對無筋砌體構件其截面面積小于）對無筋砌體構件其截面面積小于0.3m2時，時， a為其截面面積加為其截面面積加0.7；對配筋砌體構件，當其中砌體截面面積小于對配筋砌體構件，當其中砌體截面面積小于0.2m2時，時， a為其截面面為其截面面積加積加0.8。構件截面面積以。構件截面面積以m2計計1）有吊車房屋砌體跨度不小于）有吊車房屋砌體跨度不小于9m的梁下燒結普通磚砌體、跨度不的梁下燒結普通磚砌體、跨度不小于小于7.5m的梁下燒結多孔磚、蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚砌體、混的梁下燒結多孔磚、蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚砌體、

26、混凝土和輕骨料混凝土砌塊砌體，凝土和輕骨料混凝土砌塊砌體， a為為0.9 3 3、砌體強度設計值的調整、砌體強度設計值的調整2022-3-5.473.2.1 3.2.1 受壓短柱受壓短柱偏心影響系數分析偏心影響系數分析3.2 3.2 受壓構件受壓構件WeNANWeNAN.21fWAeANu)1 (2AfNuWAe/11極限狀態 截面應力當ei2/y(部分截面部分截面受拉受拉)時（b圖） 簡化：簡化：忽略受拉部分的作用，有效截面高度2022-3-5.49 對于對于T形和十字形截面形和十字形截面 1211( / )e i1211 12( / )e h1211 12( /)Te h3.5Thi 以試

27、驗結果為基礎的偏心距影響系數計算公式以試驗結果為基礎的偏心距影響系數計算公式 對于任意截面對于任意截面 對于矩形截面對于矩形截面折算厚度折算厚度2022-3-5.50分析方法：分析方法：材料力學中的歐拉公式（理想情況理想情況） 222220112220111211a3.2.2 3.2.2 受壓長柱受壓長柱202202202)(HiEAHEIAHEIAPCRiCRi結果分析：結果分析：軸心受壓軸心受壓的的穩定系數：穩定系數： 矩形截面矩形截面的穩定系數：的穩定系數：彈性模彈性模量量 E2022-3-5.513.2.3 3.2.3 偏心受壓長柱偏心受壓長柱eei 縱向彎曲影響的并入縱向彎曲影響的并

28、入20111112(1)12eh 現象：現象：縱向彎曲產生附加應力附加應力， 降低抗壓承載力。縱向彎曲影響等效影響等效：增加了一個附加偏心距ei2022-3-5.523.2.4 3.2.4 受壓構件承載力的計算受壓構件承載力的計算fAN一、一、計算公式計算公式式中受壓構件承載力的影響系數與3個因素有關：1、高厚比；2、軸向力偏心距e；3、砂漿強度。值可以利用公式計算，也可以查表53二、高厚比的確定二、高厚比的確定 對于對于T T形截面形截面 0Hh0THh 對于矩形截面對于矩形截面 2022-3-5.54三、偏心距限值三、偏心距限值限制的原因限制的原因：偏心距較大，使用階段會過早出現裂縫，：偏

29、心距較大，使用階段會過早出現裂縫，也不能盡可能地發揮砌體地強度。也不能盡可能地發揮砌體地強度。限值限值：軸向力偏心距：軸向力偏心距e0.6y，可以采取的措施：，可以采取的措施：2022-3-5.553.3.1 3.3.1 局部受壓破壞特點局部受壓破壞特點3.3 3.3 局部受壓局部受壓（1 1）縱向裂縫發展縱向裂縫發展引起的破壞；引起的破壞；（2 2）劈裂破壞；）劈裂破壞；（3 3）墊板下砌體局）墊板下砌體局部破壞。部破壞。2022-3-5.563.3.2 3.3.2 局部均勻受壓局部均勻受壓（1 1）套箍作用）套箍作用 作用作用：外圍對內部的橫向約束作用 應力應力：外部受拉，內部三向受壓 效

30、果效果：強度提高（2 2）影響套箍效果的因素）影響套箍效果的因素影響局部抗壓強度的計算面積A0與局部受壓面積Al之比提高系數的取值： 135.010lAA2022-3-5.57 影響局部抗壓強度的計算面積影響局部抗壓強度的計算面積A A0 0 fANll 提高系數的限值：為避免周圍部分在拉力作用下產生破壞。提高系數的限值：為避免周圍部分在拉力作用下產生破壞。承載力計算公式：承載力計算公式：A0、AL取法見下頁圖2022-3-5.582022-3-5.593.3.3 3.3.3 梁端局部受壓梁端局部受壓tan0kbNalfha100a0amaxNlN01、有效支承長度的概念、有效支承長度的概念有

31、效支承長度有效支承長度a0，一般小于擱置長度a 一般情況取值一般情況取值 簡支砼梁的簡簡支砼梁的簡化化602、上部荷載對梁端局部受壓的作用、上部荷載對梁端局部受壓的作用局部受壓承載力計算公式局部受壓承載力計算公式卸載拱005.05.10lAA0llNNfA 上部荷載傳遞特點：上部荷載傳遞特點：部分通過拱作用傳至梁側，部分通過拱作用傳至梁側，形成拱的作用。形成拱的作用。0 實際效應實際效應NLbaAANLl000梁底應力圖形完整系數；局部抗壓強度提高系數。2022-3-5.613.3.4 3.3.4 梁下設有剛性墊塊梁下設有剛性墊塊預制剛性墊塊剛性墊塊設計要點blfANN108.01 計算方法：

32、剛性墊塊：自梁邊算起的墊塊挑出長度不大于墊塊厚度分類：預制墊塊、現澆墊塊和墊梁2022-3-5.623.3.5 3.3.5 梁下設有柔性墊梁梁下設有柔性墊梁 計算公式計算公式302EhIEhbbNl Nl h0 hb bb ymax fbhNNbl2004 . 22 墊梁下的應力分布 墊梁的折算高度折算高度-為沿墻厚方向分布不均勻系數，1.0-0.52022-3-5.633.4 3.4 軸心受拉、受彎、受剪構件軸心受拉、受彎、受剪構件ft 砌體的軸心抗拉強度設計值， 應按規范表采用 ttNf A3.4.1 軸心受拉構件的承載力計算軸心受拉構件的承載力計算Nt 軸心拉力設計值2022-3-5.6

33、43.4.2 3.4.2 受彎構件受彎構件M 彎矩設計值 ftm 砌體的彎曲抗拉強度設計值，應按表采用 W 截面抵抗矩tmMf W一、受彎構件的抗彎承載力計算一、受彎構件的抗彎承載力計算2022-3-5.653.4.2 3.4.2 受彎構件受彎構件V剪力設計值 fV砌體的抗剪強度設計值b 、h截面寬度、高度z內力臂，當截面為矩形時取z等于2h/3 I截面慣性矩 S截面面積矩 VVf bzIzS二、受彎構件的二、受彎構件的抗剪承載力抗剪承載力計算計算2022-3-5.663.4.3 3.4.3 受剪構件受剪構件沿通縫或沿階梯形截面破壞時受剪構件的承載力應按下列公式計算: 0VVfA001.20.

34、260.0821.350.230.065GGff當時，當時， - 剪壓復合受力影響系數；2022-3-5.673.4.3 3.4.3 受剪構件受剪構件 V 截面剪力設計值； A 水平截面面積，當有孔洞時，取凈截面面積； fV 砌體的抗剪強度設計值，按表采用； 對灌孔的混凝土砌塊砌體取fvG 修正系數；0 永久荷載設計值產生的水平截面平均壓應力； f 砌體的抗壓強度設計值 0/ f 軸壓比，且不大于0.8 0VVfA683.5 3.5 配筋磚砌體構件配筋磚砌體構件 3.5.13.5.1 網狀配筋磚砌體構件網狀配筋磚砌體構件（1 1）受力性能）受力性能 網狀配筋砌體網狀配筋砌體：將鋼筋設置在磚砌體

35、灰縫內 工作原理工作原理：共同工作，砌體受壓，鋼筋受拉 效果效果：阻止橫向變形發展，防止過早失穩 間接提高砌體受壓承載能 受力全過程受力全過程：分為三個階段第一階段：加載至出現裂縫；第二階段：裂縫發展，但很難形成連續縫； 第三階段：磚塊開裂嚴重、壓碎，一般不會形成1/2磚立柱。 （2 2）設計計算公式）設計計算公式 SnAfNnnynfyeff100)21 (2693.5 配筋磚砌體構件配筋磚砌體構件3.5.23.5.2 組合磚砌體構件組合磚砌體構件（1）受力性能：鋼筋、混凝土或砂漿直接參與受壓（2）計算公式軸心受壓時： 偏心受壓時公式 確定中和軸遠軸力側鋼筋的應力: )(syscccomAf

36、AffANsssysccAAfAffAN )(0,ssyssccsNahAfSffSNe0 ,NssNsysNccNeAeAfSffShasasAsAsNeNeN800650sysfbb703.5 配筋磚砌體構件配筋磚砌體構件3.5.33.5.3 磚砌體和鋼筋混凝土構造柱組合墻磚砌體和鋼筋混凝土構造柱組合墻由磚砌體和柱組成（1)1)受力性能受力性能共同工作：兩者共同承擔荷載，存在一定的內力重分布極限狀態：磚砌體破壞時構造柱承載力并不能完全發揮。(2)(2)計算公式計算公式兩部分迭加，但考慮柱的強度系數計算公式 L1L2l=(L1+L2)/2AnAcb13/141bl)(syccncomAfAf

37、fAN71砌體結構砌體結構Masonry Structure2022-3-5.72前面介紹材料、構件本章將介紹房屋的重要部分：墻體73橫墻橫墻承重方案承重方案縱墻縱墻承重方案承重方案內框架內框架承重方案承重方案4.1 承重墻體的布置承重墻體的布置744.2 房屋按空間剛度分類房屋按空間剛度分類房屋的靜力計算，根據房屋的空間工作性能分為:剛性剛性方案、剛彈性剛彈性方案和彈性彈性方案三類。2022-3-5.7576 屋面承受荷載R后分成兩部分： 一部分R1通過屋面水平梁傳給山墻； 另一部分R2通過平面排架直接傳給外墻的基礎。1、彈性計算方案、彈性計算方案當山墻（橫墻）間距很大時，屋面水平梁的水平剛

38、度較小， 值比較大。2、剛彈性計算方案、剛彈性計算方案當山墻（橫墻）間距比較小時，屋面的跨度相對短一些，相應的水平剛度相對較大。樓板處的相對位移比彈性方案小一些。v773、剛性構造方案、剛性構造方案 當山墻（橫墻）間距更短時，由于屋面水平梁的水平剛度當山墻（橫墻）間距更短時，由于屋面水平梁的水平剛度很大，可以認為屋面沒有水平位移。很大，可以認為屋面沒有水平位移。比較以上三種，剛性方案最好，盡量設計成剛性方案。78屋蓋類別屋蓋類別剛性方案剛性方案剛彈性方案剛彈性方案彈性方案彈性方案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樓蓋S3232S722裝配式有檁體系鋼筋混凝土屋蓋、輕鋼屋蓋和木

39、屋蓋或樓板S2020S483冷攤瓦木屋蓋和石棉水泥瓦輕鋼屋蓋S1616S364、混合結構房屋靜力計算方案劃分、混合結構房屋靜力計算方案劃分79剛性方案和剛彈性方案中橫墻應當滿足以下要求剛性方案和剛彈性方案中橫墻應當滿足以下要求:橫墻中開有洞口時,洞口的水平截面面積應不超過橫墻截面面積的50%;橫墻的厚度一般不小于180mm;單層房屋的橫墻長度不小于其高度，多層房屋的橫墻長度，不小于其總高度的1/2；當不符合上述要求時，應對橫墻的剛度進行驗算；最大的水平位移不超過橫墻總高度的1/4000。5 5、橫墻的要求、橫墻的要求804. 3 墻柱的高厚比及墻體的構造措施墻柱的高厚比及墻體的構造措施4.3.

40、1 墻柱的允許高厚比墻柱的允許高厚比 1、高厚比的定義、高厚比的定義 墻柱的高度與厚度之比稱為高厚比高厚比。 在進行墻體設計時必須限制其高厚比，保證墻體的穩定性和剛度。812、影響高厚比的主要因素、影響高厚比的主要因素n砂漿的強度等級；n橫墻的間距；n構造支撐條件。如剛性方案允許高厚比可以大一些，彈性和剛彈性方案可以小一些；n砌體的截面形式；n構件的重要性和房屋的使用條件。823、高厚比的驗算、高厚比的驗算 對于矩形截面墻、柱的高厚比應符合下列要求：式中， -墻柱的允許高厚比； -墻柱的計算高度。 - 的修正系數，說明見下頁210hH0H1283 非承重墻非承重墻 的修正系數的修正系數. 當厚

41、度為240mm時， ； 當厚度為 90mm時， ； 當厚度在240mm和90mm之間時，插值。 由門窗洞口的墻由門窗洞口的墻 的修正系數的修正系數： 式中， 為寬度s范圍內的門窗洞口的寬度； s為相鄰窗間墻或壁柱之間的距離。12 . 115 . 1127 . 04 . 012sbssb844、墻、柱的允許高厚比限值、墻、柱的允許高厚比限值 砂漿強度等級砂漿強度等級墻墻柱柱=M7.52617M52416M2.52215855、帶壁柱墻和帶構造柱墻的高厚比驗算、帶壁柱墻和帶構造柱墻的高厚比驗算n當驗算帶壁柱墻的高厚比時，公式中的 h 應當改為折算厚度 ，確定計算高度時，s應當取相鄰橫墻的間距；n當

42、構造柱截面寬度不小于墻厚時，h取墻厚，確定計算高度時，s應當取相鄰橫墻的間距，允許高厚比允許高厚比乘以提高系數提高系數Thc86n允許高厚比提高系數允許高厚比提高系數式中， 系數。對于細石料、半細石料砌體， 對于混凝土砌塊、粗料石、毛料石及毛石砌體 其它砌體， 為構造柱沿墻長方向的寬度； 構造柱的間距。當 時，取 ，當 時，取clbcc100 . 15 . 1cbl25. 0lbc25. 0lbc05. 0lbc05. 0lbc874.3.2 4.3.2 防止墻體開裂的主要措施防止墻體開裂的主要措施一、墻體開裂的主要原因和部位一、墻體開裂的主要原因和部位 1、墻體開裂的主要原因、墻體開裂的主要

43、原因由于溫度變化引起的；由于地基不均勻沉降引起的。2、墻體開裂的主要部位、墻體開裂的主要部位房屋的高度、重量、剛度有較大變化處；地質條件變化處；基礎底面或埋深變化處；房屋平面形狀復雜的轉角處；88二、溫度變化引起的墻體開裂二、溫度變化引起的墻體開裂 1、原因分析及典型裂縫、原因分析及典型裂縫 由于溫度變化引起熱脹冷縮的變形稱為溫度變形。 混凝土的線膨脹系數為1.0e-5; 磚墻的線膨脹系數為0.5e-5; 幾種比較典型的裂縫幾種比較典型的裂縫:n平屋頂下邊外墻的水平裂縫和包角裂縫.n內外縱墻和橫墻的八字裂縫n房屋錯層處的局部垂直裂縫. 如下圖所示8990n房屋錯層處的局部垂直裂縫房屋錯層處的局

44、部垂直裂縫.912、防止溫度引起的墻體開裂的措施、防止溫度引起的墻體開裂的措施設置溫度伸縮縫;在房屋頂層宜設置鋼筋混凝土圈梁;優先采用裝配整體式有檁體系鋼筋混凝土瓦才屋蓋、裝配式無檁體系鋼筋混凝土屋蓋或加氣混凝土屋蓋；4）屋蓋結構的上層設置保溫層或隔熱層；5）當房屋的樓蓋或屋蓋不在同一標高時，較低的屋蓋或樓蓋與頂層較高的部分的墻體脫開做成變形縫；92三、防止地基不均勻沉降引起墻體開裂的主要措施三、防止地基不均勻沉降引起墻體開裂的主要措施1）設置沉降縫。2）設置鋼筋混凝土圈梁或鋼筋磚圈梁；3）房屋應力求簡單，橫墻間距不宜過大；較長的房屋易設置沉降縫；4）合理安排施工程序，易先建較重的單元，后建較

45、輕單元。934.4 4.4 剛性構造方案房屋墻柱計算剛性構造方案房屋墻柱計算 4.4.1 4.4.1 承重縱墻計算承重縱墻計算1、計算簡圖、計算簡圖設計時取一段具有代表性的一段進行計算.計算簡圖如下94豎向荷載作用下的計算簡圖為豎向的連續梁. 由于樓板端部翹起作用，使梁端反力產生偏心，偏心距距墻邊為0.4a0, 所以墻體受彎；由于樓板使墻體截面削弱，故可以將該處簡化成鉸支座，以便于計算；水平荷載作用下簡化成連續梁。95一般取I-I 、 II-II、 III-III和IV-IV截面為最不利截面：2 、最不利截面的位置及內力計算、最不利截面的位置及內力計算96I-I 截面截面，樓蓋大梁的底面，該處

46、的彎矩最大； 如果上下墻體的厚度相同，則 縱向力的偏心距為： 設計縱向力：21eNeNMuklkIk014 . 02ahe02euklkIkINNMeulINNN97II-II截面截面處，該處的彎矩雖然不是最大，但是截面面積較小。該處的彎矩：該截面的縱向力為縱向力偏心距為截面面積為HhhMMIkIIk213hluNNNkhIkIIkIIMNMe3hbAII198 III-III截面截面 即窗口下邊緣處，彎矩為該截面的縱向力為縱向力偏心距為IV-IV截面截面處即下層樓蓋大梁底面處 截面承載力計算按軸心受壓構件強度公式計算。HhMMIkIIIk12hIIIIINNN2hIIkIIIIIINNMe0

47、IVM1hIIIIVNNN993、外縱墻在風荷載作用下的計算、外縱墻在風荷載作用下的計算在水平風荷載作用下，計算單元可以看作一個豎向的連續梁，跨中和支座處的彎矩可以近似為對于剛性方案外墻，當洞口水平截面面積不超過全截面面積的2/3時，其層高不超過下表要求，屋面自重不小于 ，可以不考慮風荷載的影響。2121qHM 2kN/m8 . 0剛性方案剛性方案100基本風壓值層高(m)總高（m）0.44.0280.54.0240.64.0180.73.518101 4.4.2 4.4.2 承重橫墻計算承重橫墻計算n剛性構造方案房屋由于橫墻間距不大，在水平荷載作用下，縱墻傳給橫墻的水平力對橫墻的承載力計算影

48、響很小，因此，橫墻只需計算 垂直荷載作用下的承載力。1 計算簡圖計算簡圖剛性方案的計算簡圖取1米寬的墻體作為計算單元。樓板削弱了墻體，將連接處視為鉸支座。102 2 最不利截面位置及內力計算最不利截面位置及內力計算由于是軸心受壓，可以取IIIIII處為最不利截面，該截面處的軸向力為3 截面承載力計算截面承載力計算n按軸心受壓構件計算；n橫墻上設有洞口時，取洞口中心線之間的墻體作為計算單元；n由樓面大梁作用于橫墻時，應取大梁間距作為計算單元；n局部受壓驗算。glluNNNNN右左1034.5 4.5 其它結構構件設計其它結構構件設計4.5.1 過梁過梁 承受門窗洞口上部墻體的重量和樓蓋傳來的荷載

49、的梁, 稱為過梁過梁。 一般包括磚砌過梁磚砌過梁和鋼筋混凝土過梁鋼筋混凝土過梁.（見下圖）1、過梁跨度的規定、過梁跨度的規定: 鋼筋磚過梁不超過1.5米; 磚砌平拱不超過1.2米; 對有較大振動荷載或可能產生不均勻沉降的房屋, 應采用鋼筋混凝土過梁.104105n2、過梁的荷載、過梁的荷載n梁板荷載梁板荷載: 對于磚和小型砌塊砌體, 當梁板下墻體的高度 時（ 為過量的凈跨），應計入梁板傳來的荷載。當梁板下的墻體高度 時，不考慮梁板荷載。n墻體荷載墻體荷載： 對磚砌體，當過梁上的墻體高度 時，應按墻體的均布自重采用；當墻體的高度 時， 應按高度為 墻體的均布自重采用； 對混凝土砌塊砌體，當過梁上

50、的墻體高度 時，應按墻體的均布自重采用；當墻體的高度 時，應按高度為 墻體的均布自重采用.nwlh nlnwlh 3/nwlh 3/nwlh 2/nwlh 2/nwlh 2/nl3/nl1063、過梁的設計、過梁的設計鋼筋磚過梁：過梁跨中截面抗彎承載力計算如下鋼筋混凝土過梁： 按鋼筋混凝土受彎構件計算。ysfAhM085. 01074.5.2 4.5.2 圈梁圈梁圈梁是沿建筑物外墻四周及縱橫墻內墻設置的連續封閉混凝土梁。1、圈梁的作用、圈梁的作用增強房屋的整體性和墻體的穩定性，防止由于地基不均勻沉降或較大振動荷載等對房屋引起的不利影響。1082、混合結構房屋設置圈梁的規定、混合結構房屋設置圈梁

51、的規定（1）對于車間、倉庫、食堂等空曠的單層房屋： 磚砌體房屋：檐口標高為5-8米時，應在檐口標高處設置圈梁一道，檐口標高大于8米時，應增加設置數量； 砌塊及料石砌體房屋：檐口標高為4-5米時，應在檐口標高處設置圈梁一道，檐口標高大于5米時，應增加設置數量；109（2）宿舍、辦公樓等多層砌體民用房屋，且曾數為3-4層時，應在檐口標高處設置圈梁一道。當層數超過4層時，應在所有縱橫墻上隔層設置；（3）多層砌體工業廠房，應每層設置現澆鋼筋混凝土圈梁；（4）設置墻梁的多層砌體房屋應在托梁、墻梁頂面和檐口標高處設置現澆鋼筋混凝土圈梁，其他樓層處在所有縱橫墻上每層設置。1103、圈梁的構造要求、圈梁的構造

52、要求（1）圈梁宜連續的設置在同一水平面上，并形成封閉狀；當圈梁被門窗洞口截斷時，應在洞口上不增設相同截面的附加 圈梁。附加圈梁與圈梁 的搭接長度不應小于其 中到中垂直間距的2倍， 且不得小于1米。111（2）縱橫墻交接處的圈梁應有可靠的連接。剛彈性和彈性方案房屋，圈梁應與屋架、大梁等構件可靠連接；（3）鋼筋混凝土圈梁的寬度宜于墻厚相同，當墻厚 mm時，其寬度不宜小于2h/3。 圈梁高度不應小于120mm。縱向鋼筋不應少于410，綁扎接頭的搭接長度按受拉鋼筋考慮，箍筋間距不應大于300mm.240h112（4）圈梁兼作過量時，過量部分的鋼筋應按計算用量另行增配；（5）圈梁在房屋的轉角處轉角處或縱

53、橫墻交接處縱橫墻交接處應配置斜向加強筋。1134.5.3 墻梁墻梁 由托梁和其上部的計算高度范圍內的墻體所組成的組合結構稱為墻梁墻梁。 墻梁包括簡支墻梁、連續墻梁和框支墻梁。也可以分為承重墻梁和自承重墻梁。114挑梁是埋置在砌體結構中懸挑的鋼筋混凝土梁。1、挑梁的受力特征和破壞形態、挑梁的受力特征和破壞形態 砌體和挑梁的工作可以分為以下幾個階段：（1）彈性工作階段 在外荷載達到傾覆破壞荷載的20%-30%，水平裂縫出現，在此之前為彈性階段。4 .5.4 挑梁挑梁115（2）梁尾斜裂縫出現階段 隨著荷載的增加，挑梁上面水平裂縫也隨之響起體內部發展，同時受壓區長度逐漸減小，壓應力值逐漸增大。一般梁

54、尾出現斜裂縫時的荷載約為破壞荷載的80%左右。試驗表明，在挑梁后部角以上的砌體和梁上砌體可以共同抵抗外傾覆荷載。（3）破壞階段 一種是發生傾覆破壞； 另一種是兩下的砌體發生受壓破壞。116 2、挑梁的傾覆破壞、挑梁的傾覆破壞砌體中鋼筋混凝土挑梁的抗傾覆可以按下式計算：式中， 為挑梁的抗傾覆力矩； 為挑梁的荷載設計值對計算傾覆點產生的傾覆力矩傾覆力矩。ovrMM rMovM117 挑梁的計算傾覆點至墻邊緣的距離：（1）當 時： 也可以近似取 且不大于（2）當 時， 式中， 挑梁埋入砌體的長度（mm）; 計算傾覆點至外墻邊緣的距離（mm）; 挑梁的截面高度（mm）.挑梁的抗傾覆力矩計算可以按下式計

55、算：式中， 為挑梁的抗傾覆荷載，為挑梁尾部上不45度擴散角范圍內內的砌體與樓面恒荷載標準值之和。bhl2 . 2143025. 1bhx bhx3 . 00113. 0lbhl2 . 211013. 0lx 1l0 xbh)(8 .002xlGMrrrG1181193、挑梁下砌體局壓承載力驗算、挑梁下砌體局壓承載力驗算規范規定挑梁下砌體局壓計算公式：式中， 挑梁下的支撐壓力，可以取 R為挑梁由荷載設計值產生的支座豎向反力； 為梁端底面壓應力圖形的完整系數，取 為砌體局部抗壓強度提高系數，挑梁為 丁字形墻體時，取為1.5；為一字形墻體 時，取為1.25 為挑梁下局部受壓面積，fANlllNRNl

56、27 . 0blbhA2 . 1lA120砌體結構砌體結構Masonry Structure2022-3-5.1215.1 5.1 砌體結構震害砌體結構震害一、概述一、概述 19231923年日本關東大地震，東京約有磚石結構房屋年日本關東大地震，東京約有磚石結構房屋70007000棟，幾乎全部遭到不同程度的破壞。棟，幾乎全部遭到不同程度的破壞。 19481948年原蘇聯阿什哈巴德地震，磚石結構房屋的年原蘇聯阿什哈巴德地震，磚石結構房屋的破壞和倒塌率達到破壞和倒塌率達到70%-80%70%-80%。 19761976年唐山地震，對烈度為年唐山地震，對烈度為1010度、度、1111度區的度區的12

57、3123棟棟2-82-8層磚混結構房屋調查，倒塌率為層磚混結構房屋調查，倒塌率為63.2%63.2%，嚴重，嚴重破壞為破壞為23.6%23.6%，尚能修復使用的，尚能修復使用的4.2%4.2%，實際破壞率達，實際破壞率達95.8%95.8%。2022-3-5.122二、抗震性能差的原因二、抗震性能差的原因1 1、剛度大、自重大，地震作用也大；、剛度大、自重大，地震作用也大；2 2、砌體材料質脆、砌體材料質脆, ,抗剪、抗拉、抗彎強度低抗剪、抗拉、抗彎強度低, ,地震作用下極地震作用下極易出現裂縫易出現裂縫; ; 3 3、受施工質量的影響較大、受施工質量的影響較大; ; 如砂漿不飽滿如砂漿不飽滿

58、, ,易出現裂縫易出現裂縫, ,減弱抗震性能。減弱抗震性能。 2022-3-5.123 若能針對砌體結構的弱點進行合理設計，采用適當的構若能針對砌體結構的弱點進行合理設計，采用適當的構造措施，確保施工質量，砌體結構的抗震性能是能夠得到改造措施，確保施工質量，砌體結構的抗震性能是能夠得到改善的。善的。 從震害調查可見：經抗震設防可減輕砌體結構的震從震害調查可見：經抗震設防可減輕砌體結構的震害，減少嚴重破壞和倒塌率。害，減少嚴重破壞和倒塌率。0.00.09.819.570.7倒塌倒塌嚴重破壞嚴重破壞中等破壞中等破壞輕微破壞輕微破壞基本完好基本完好0.023.529.435.311.8倒塌倒塌嚴重破

59、壞嚴重破壞中等破壞中等破壞輕微破壞輕微破壞基本完好基本完好 天津市天津市8 8度區經度區經7 7度設防的度設防的7474年通用住宅震害統計（年通用住宅震害統計（% %） 唐山地區唐山地區8 8度區多層磚房的震害統計（度區多層磚房的震害統計（% %）2022-3-5.1245.2 5.2 震害分析震害分析一、倒塌一、倒塌1 1、全部倒塌、全部倒塌房屋整體性好，而底層強度不足時；房屋整體性好，而底層強度不足時；房屋整體性不好，而上層墻體過于弱時；房屋整體性不好，而上層墻體過于弱時；2 2、上部倒塌、上部倒塌房屋上層自重大，剛度差；房屋上層自重大，剛度差；上層砌體強度過弱，整體性差時；上層砌體強度過

60、弱，整體性差時；3 3、局部倒塌、局部倒塌個別部位的整體性特別差，縱墻與橫墻間聯系不好，個別部位的整體性特別差，縱墻與橫墻間聯系不好，平面或立面有顯著的局部突出，抗震縫處理不當等；平面或立面有顯著的局部突出，抗震縫處理不當等； 外縱墻全部脫開橫墻外縱墻全部脫開橫墻而坍塌是較常見的震害。而坍塌是較常見的震害。2022-3-5.125二、裂縫二、裂縫抗剪承載力不足抗剪承載力不足, ,產生裂縫產生裂縫, ,主要有主要有“X X”形、水平和豎向三種類型。形、水平和豎向三種類型。1 1、 “X X”形裂縫形裂縫 墻體在豎向壓力和反復水墻體在豎向壓力和反復水平剪力作用產生的裂縫。平剪力作用產生的裂縫。常出