1第十三章砌體結構學習目標第十三章砌體結構1.了解塊體和砂漿的種類、強度等級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度設計取值，理解影響砌體強度的因素。3.掌握無筋砌體受壓構件承載力計算方法。4.掌握梁端支承處砌體和設置剛性墊塊時砌體的承載力計算方法。5.了解受拉和受彎及受剪構件的承載力計算方法。6.了解各類配筋砌體構件的受力性能和適用范圍。1第十三章1

2第十三章砌體結構7.了解砌體結構房屋墻體承重體系布置的特點和適用情況。8.掌握墻、柱高厚比驗算的方法。9.掌握多層剛性方案房屋承重縱、橫墻的承載力計算方法。10.了解單層單跨房屋墻、柱承載力計算的基本方法和墻、柱的主要構造要求。11.掌握過梁的荷載分析和承載力計算方法。12.了解挑梁承載力計算的要點。學習目標2第十三章2

3第十三章砌體結構第一節概述第二節砌體材料及種類第三節砌體的力學性能第四節砌體構件承載力計算第五節砌體結構房屋墻體設計第六節過梁與挑梁的設計3第十三章3

4第十三章砌體結構第一節概述一、概念

砌體結構：指建筑物的主要受力構件由塊體和砂漿砌筑而成的結構。

塊體：指人工制造的各種磚和砌塊以及天然石材。

砌體結構分類：磚砌體結構、砌塊砌體結構和石砌體結構，4第十三章4

5第十三章砌體結構二、特點1）材料來源廣。2）技術性能好。3）節約水泥和鋼材。4）施工技術簡便。5）結構自重大。6）抗震性能差。7）砌筑工作重。8）考慮對環境影響。5第十三章5

6第十三章砌體結構三、應用范圍1）大量的民用建筑。2）一般的中小型工業建筑。3）一般的工業構筑物。4）中小型水利水電工程。5）道路交通工程。6第十三章6

7第十三章砌體結構四、發展趨勢1）發展高性能塊體。2）發展高性能砂漿。3）充分利用工業廢料。4）研究和應用新的結構體系。5）完善計算理論和方法。《砌體結構設計規范》GB50003-2001(簡稱《規范》)2002年3月1日正式實施。7第十三章7

8第十三章砌體結構第二節砌體材料及種類一、砌體材料1.塊體（1）磚1）燒結普通磚（標準磚）

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

分類：燒結粘土磚、燒結頁巖磚、燒結煤矸石磚、燒結粉煤灰磚。

尺寸：直角六面體，240mm×115mm×53mm。強度等級：MU10、MU15、MU20、MU25和MU30五個強度等級。

應用：房屋的墻、柱、基礎及中小型構筑物。8第十三章8

9第十三章砌體結構2）燒結多孔磚（多孔磚）

原料及生產：主要原料和生產工藝同燒結普通磚，空洞率不小于25%，孔的尺寸小而數量多。

規格：M型和P型，如圖a、b。

尺寸：長度290mm、240mm、190mm，寬度240mm、190mm、180mm、115mm，高度90mm。9第十三章9

10第十三章砌體結構

強度等級：MU10、MU15、MU20、MU25和MU30五個強度等級。

應用：承重部位。

砌筑要求：孔洞垂直于受壓面。10第十三章10

11第十三章砌體結構3）蒸壓灰砂磚（灰砂磚）

原料及生產：石灰和砂為主要原料，經坯料制備、壓制成型、蒸壓養護而成的實心磚。

規格尺寸：同燒結普通磚。

強度等級：MU10、MU15、MU20和MU25四個強度等級。

應用注意：強度等級MU10的灰砂磚不可用于基礎或受凍融和干濕交替作用的建筑部位；不得用于長期受熱200℃以上、受急冷急熱和有酸性介質侵蝕的建筑部位。11第十三章11

12第十三章砌體結構4）蒸壓粉煤灰磚（粉煤灰磚）

原料及生產：粉煤灰、石灰為主要原料，摻加適量石膏和集料，經坯料制備、壓制成型、高壓蒸汽養護而成的實心磚。

規格尺寸：同燒結普通磚。

強度等級：MU10、MU15、MU20和MU25四個強度等級。

應用注意：不得用于長期受熱200℃以上，受急冷急熱和有酸性介質侵蝕的建筑部位，用于基礎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等磚。12第十三章12

13第十三章砌體結構（2）砌塊

定義：指外形尺寸比標準磚大的人造塊體。

生產：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）。

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

強度等級：MU5、MU7.5、MU10、MU15和MU20五個強度等級。13第十三章13

14第十三章砌體結構(3）石材

材質要求：強度高、不風化天然石材。

種類：料石和毛石。料石又分為細料石、半細料石、粗料石和毛料石。

強度等級：MU20、MU30、MU40、MU50、MU60、MU80和MU100。

應用：建筑承重結構。細料石和半細料石一般用于飾面工程。2.砂漿（1）作用將塊體粘結成整體共同承力，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。14第十三章14

15第十三章砌體結構(2)種類和特點1)水泥砂漿

特點：硬化快、強度高、耐久性好、和易性差。

應用：對砂漿強度要求高或處于潮溫環境及水中的砌體。2)混合砂漿

特點：較高的強度與耐久性，較好的和易性。

應用：非潮濕環境中的砌體。15第十三章15

16第十三章砌體結構3）砌塊專用砂漿

標準：《混凝土小型空心砌塊砌筑砂漿》JC860—2000。

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

特點：高粘結、高強度和工作性能好。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：強度低，耐久性差。

應用：僅用于受力小或臨時性建筑。16第十三章16

17第十三章砌體結構(3)強度等級

強度等級：

M2.5、M5、M7.5、M10和M15五個強度等級。砌塊專用砂漿用符號“Mb”表示。

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

標準：《混凝土小型空心砌塊灌孔混凝土》JC861—2000。

組成：由水泥、集料、水以及根據需要摻入的摻和料和外加劑等組分，按一定的配合比例，經機械攪拌而成。

特點：高流態、高強度、低收縮。

強度等級符號：用“Cb”表示。17第十三章17

18第十三章砌體結構4.材料選用對五層及五層以上房屋的墻、受振動或層高大于6m的墻柱、安全等級為一級或設計使用年限大于50年的房屋墻柱、地面以下或防潮層以下的砌體等，所用材料的最低強度等級應符合《規范》或教材所列要求。二、砌體種類1.無筋砌體（1）磚砌體18第十三章18

19第十三章砌體結構1)實心磚砌體

搭砌方式：一順一丁，梅花丁和三順一丁砌法（如圖a、b、c）等。對磚柱則禁止采用包心砌法。19第十三章19

20第十三章砌體結構

砌體尺寸：按半磚進位：240mm（1磚）、370mm（1.5磚）、490mm（2磚）等。

砌體特點：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）多孔磚砌體

砌體尺寸：

90mm、190mm、240mm及290mm的磚墻。

砌體特點：節約能源，自重輕，增加房屋使用面積，工程造價低，應大力推廣使用。20第十三章20

21第十三章砌體結構（2）砌塊砌體

砌體分類：混凝土小型空心砌塊砌體，輕骨料混凝土砌塊砌體。

砌筑方式：空心砌塊應孔對孔、肋對肋砌筑。實心砌塊應分皮錯縫搭砌。

砌體特點：自重輕，保溫隔熱性能好，施工進度快，經濟效益好。21第十三章21

22第十三章砌體結構（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。

毛石混凝土的應用范圍基本同毛石砌體，但承載能力較高。22第十三章22

23第十三章砌體結構2.配筋砌體

配筋砌體可顯著提高砌體的承載力，加強結構的整體性，擴大砌體結構的使用范圍。（1）網狀配筋磚砌體

定義：在磚砌體的水平灰縫中配置鋼筋網的砌體(如圖a、c)。

適用：偏心距較小的受壓構件。

構造要求：詳見《規范》或教材所列。

23第十三章23

24第十三章砌體結構24第十三章24

25第十三章砌體結構（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件。構造要求：詳見《規范》或教材所列。25第十三章25

26第十三章砌體結構2）磚砌體和鋼筋混凝土構造柱組成的組合磚墻。適用：軸心受壓情況。構造要求：詳見《規范》或教材所列。26第十三章26

27第十三章砌體結構（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，同時在砌體的水平灰縫內設置水平鋼筋形成的砌體。

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

構造要求：詳見《規范》或教材所列。27第十三章27

28第十三章砌體結構第三節砌體的力學性能一、砌體的受壓性能1.磚受壓時的應力狀態砌體的抗壓強度總是低于組成其材料的抗壓強度，其原因為：1）磚的平整度和砂漿層的均勻密實性，使磚處于受彎、受剪和局部承壓的應力狀態。28第十三章28

29第十三章砌體結構2）橫向變形大的砂漿對磚產生水平拉力。3）豎向灰縫上的磚產生受拉和受剪的應力集中現象。29第十三章29

30第十三章砌體結構2.影響砌體抗壓強度的因素（1）塊體和砂漿的強度塊體和砂漿強度等級高，砌體的抗壓強度大。（2）塊體的外形尺寸塊體的外形規則、表面平整，灰縫鋪的均勻密實，砌體的抗壓強度較高。塊體的截面高度大，砌體的抗壓強度較大。（3）砂漿的工作性能砂漿的和易性和保水性好，砌體的抗壓強度高。水泥砂漿砌筑的砌體抗壓強度降低10%～20%。30第十三章30

31第十三章砌體結構（4）砌筑質量1)施工技術水平施工質量控制等級分為A、B、C三級。A級時，砌體強度設計值提高5%；B級時，砌體強度設計值按《規范》直接取用；C級時，砌體強度設計值降低11%。2)水平灰縫的飽滿度水平灰縫砂漿愈飽滿，砌體抗壓強度愈高。砌體水平灰縫的砂漿飽滿度不得小于80%。31第十三章31

32第十三章砌體結構3)水平灰縫的厚度水平灰縫的厚度應適宜。磚和砌塊砌體應控制在8mm～12mm。4)磚的含水率磚的含水率適宜，有利于提高砌體的強度，便于施工。燒結普通磚和多孔磚宜為10%～15%。32第十三章32

33第十三章砌體結構3.砌體的抗壓強度1）抗壓強度平均值

fm

分析可見：fm與塊體抗壓強度f1、砂漿抗壓強度f2、砌體類別、砌筑方法、塊體高度有關。單排孔混凝土砌塊對孔砌筑，并在砌塊的豎向孔洞內用灌孔混凝土灌實時，其抗壓強度平均值：

或

33第十三章33

34第十三章砌體結構2）砌體抗壓強度標準值fk各類砌體的抗壓強度標準值見《規范》。3）砌體抗壓強度設計值f

γf——砌體結構材料性能分項系數，當施工質量控制等級為B級時，取γf為1.6；當為C級時，取γf為1.8。34第十三章34

35第十三章砌體結構施工質量控制等級為B級、齡期為28d的以毛截面計算的各類砌體抗壓強度設計值f見《規范》或教材表所列。單排孔混凝土砌塊對孔砌筑時，灌孔砌體的抗壓強度設計值：

35第十三章35

36第十三章砌體結構二、砌體的受拉、受彎及受剪性能1.砌體軸心受拉圓形水池在內水壓力作用下，池壁承受軸向拉力作用。1）破壞特征在平行灰縫的軸心拉力作用下，一般將發生沿齒縫破壞。

不允許采用拉力垂直水平灰縫的受拉構件。36第十三章36

37第十三章砌體結構2）軸心抗拉強度平均值ft,m

各類砌體的軸心抗拉強度標準值見《規范》。軸心抗拉強度設計值ft見《規范》或教材表所列。2.砌體彎曲受拉

擋土墻在土壓力作用下，承受彎矩和剪力作用。37第十三章37

38第十三章砌體結構1）破壞特征彎矩作用方向平行于水平灰縫，將發生沿齒縫破壞。彎矩作用方向垂直于水平灰縫時，將發生沿通縫破壞。2）彎曲抗拉強度平均值ftm,m各類砌體的彎曲抗拉強度標準值和設計值ftm分別見《規范》或教材表所列。38第十三章38

39第十三章砌體結構3.砌體受剪1）破壞特征沿通縫破壞和沿齒縫破壞（如圖a、b）。2）抗剪強度平均值fvm各類砌體的抗剪強度標準值和設計fvm分別見《規范》或教材表所列。單排孔混凝土砌塊對孔砌筑時，灌孔砌體的抗剪強度設計值fvg：

39第十三章39

40第十三章砌體結構三、砌體強度設計值調整系數當符合表所列使用情況時，各類砌體的強度設計值應乘以調整系數γa。

砌體強度設計值的調整系數表(轉下頁)40第十三章40

41第十三章砌體結構使用情況γa有吊車房屋砌體、跨度≥9m的梁下燒結普通磚砌體、跨度≥7.5m的梁下燒結多孔磚、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構件截面面積A＜0.3m2的無筋砌體0.7+A構件截面面積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，僅對其強度設計值調整）對表13-4～表13-9中的數值0.9對表13-10中的數值0.8施工質量控制等級為C級時0.89驗算施工中房屋的構件時1.1

砌體強度設計值的調整系數注:表中構件截面面積以m2計。41第十三章41

42第十三章砌體結構四、砌體的變形系數1.砌體的應力與應變關系砌體受壓的應力與應變關系按曲線規律變化，砌體為彈塑性材料。

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

《規范》給出各類砌體的受壓彈性模量E見《規范》或教材表所列。42第十三章42

43第十三章砌體結構3.砌體的剪變模量G

砌體的線膨脹系數、收縮率和摩擦系數見《規范》或教材表所列。4.砌體的線膨脹系數、收縮率和摩擦系數43第十三章43

44第十三章砌體結構第四節砌體構件承載力計算一、砌體結構設計方法采用以概率理論為基礎的極限狀態設計方法，以可靠指標度量結構構件的可靠度，采用分項系數的設計表達式進行計算。承載力極限狀態通過設計計算保證，正常使用極限狀態一般由結構措施保證。1）按承載能力極限狀態設計時，應按下列公式中的最不利組合進行計算：γ0(1.2SGK+1.4SO1K+)≤R(f,ak……)

γ0(1.35SGK+1.4)≤R(f,ak……)

44第十三章44

45第十三章砌體結構2）當砌體結構作為一個剛體，需驗算整體穩定性（傾覆、滑移、漂浮等），應按下式進行驗算：γ0(1.2SG2K+1.4SQ1K+)≤0.8SG1K

式中SG1K——起有利作用的永久荷載標準值的效應；

SG2K——起不利作用的永久荷載標準值的效應。45第十三章45

46第十三章砌體結構二、無筋砌體受壓構件1.影響受壓構件承載力的因素構件的截面面積A；砌體的抗壓強度設計值f；軸向力的偏心距e=M/N；構件的高厚比β=H0/h。46第十三章46

47第十三章砌體結構2.短柱偏心距對承載力的影響β≤3時稱為短柱，短柱的承載力可不考慮β的影響。短柱隨偏心距增大，截面壓應力的分布和極限承載力Nui的變化如圖。47第十三章47

48第十三章砌體結構

分析可見，砌體受壓構件的承載力隨軸向力的偏心距增大而顯著降低。根據試驗研究結果，對矩形、T形及十字形截面受壓短柱，偏心距對承載力的影響系數φ的計算公式為式中i——截面回轉半徑，I，A——截面慣性距和截面面積。48第十三章48

49第十三章砌體結構當為矩形截面時，影響系數φ按下列式計算：

式中h——矩形截面沿軸向力偏心方向的邊長，軸心受壓時為截面較小邊長。當為T形或十字形截面時，影響系數φ按下式計算：

式中hT——T形或十字形截面的折算厚度，hT=3.5i。49第十三章49

50第十三章砌體結構3.長柱側向變形對承載力的影響（1）軸心受壓長柱β＞3稱為長柱。軸心受壓長柱在軸向壓力作用下產生縱向彎曲而破壞，承載力較同條件的短柱減小，用穩定系數φ0來考慮，其計算公式為

當β≤3時，φ0=1.0；當砂漿強度等級大于或等于M5時，α=0.0015；當砂漿強度等極等于M2.5時，α=0.002；當砂漿強度為0時，α=0.009。50第十三章50

51第十三章砌體結構

（2）偏心受壓長柱偏心受壓長柱因縱向彎曲產生側向變形，引起附加偏心距ei，使得構件的軸向力偏心距增大為（e+ei），加速了構件的破壞。經推導，矩形截面受壓構件承載力的影響系數φ的計算公式為對T形或十字形截面受壓構件將式中的h用hT代替即可。51第十三章51

52第十三章砌體結構

討論：當式中e=0時，可得φ=φ0，即為軸心受壓構件的穩定系數；當式中β≤3，φ0=1時，即得受壓短柱的承載力影響系數。可見，上式是計算無筋砌體受壓構件承載力影響系數的統一公式。影響系數φ已制成表格，可根據砂漿強度等級、β及e/h或e/hT查表得。4.受壓構件的承載力計算（1）計算公式N≤φfA

52第十三章52

53第十三章砌體結構

（2）注意的問題1）矩形截面構件，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。2）計算影響系數φ或查φ表時，構件高厚比β按下列公式確定：對矩形截面對T形截面3）軸向力的偏心距e不超過0.6y。53第十三章53

54第十三章砌體結構

三、局部受壓1.局部均勻受壓（1）砌體局部抗壓強度提高系數γ考慮局部受壓時壓應力的擴散和非直接受壓部分的約束作用，砌體的局部抗壓強度可取γf。γ稱為砌體局部抗壓強度提高系數，按下式計算：式中Al——局部受壓面積；

A0——影響砌體局部抗壓強度的計算面積，按規定采用。54第十三章54

55第十三章砌體結構

（2）局部均勻受壓承載力計算Nl≤γfAl

式中Nl

——局部受壓面積Al上的軸向力設計值。55第十三章55

56第十三章砌體結構

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

當A0/Al≥3時取ψ=0。56第十三章56

57第十三章砌體結構

（2）梁端有效支承長度考慮梁受力變形翹曲和支座內邊緣處砌體壓縮變形較大，梁的末端部分與砌體脫開，梁端有效支承長度a0計算公式為梁端有效支承長度a0大于支承長度a時，取a0=a；hc為梁的截面高度。57第十三章57

58第十三章砌體結構

（3）梁端支承處砌體局部受壓承載力計算根據梁端支承處砌體應力狀態和砌體強度條件得：

ψN0+Nl≤ηγAlf

式中N0——局部受壓面積內上部軸向力設計值，

N0=σ0Al；σ0——上部平均壓應力設計值；η——梁端底面壓應力圖形的完整系數，一般取0.7，對于過梁和墻梁可取1.0；Al——局部受壓面積，Al=a0b；b——梁寬。58第十三章58

59第十三章砌體結構

梁端砌體局部受壓承載力不滿足的要求時，可在梁端下的砌體內設置墊塊。（1）剛性墊塊分類①預制剛性墊塊；②與梁端現澆成整體的剛性墊塊。3.梁端墊塊下砌體局部受壓59第十三章59

60第十三章砌體結構

（2）剛性墊塊的構造要求墊塊的高度tb≥180mm，自梁邊緣算起的墊塊挑出長度不宜大于墊塊的高度tb。在帶壁柱墻的壁柱內設置剛性墊塊時（如圖），其計算面積應取壁柱范圍內的面積，不應計算翼緣部分，同時壁柱上墊塊伸入翼墻內的長度不應小于120mm。現澆墊塊與梁端整體澆筑時，墊塊可在梁高范圍內設置。60第十三章60

61第十三章砌體結構

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

N0+Nl≤φγ1fAb

式中N0——墊塊面積Ab內上部軸向力設計值，

N0=σ0Ab，σ0的意義同前；

φ——墊塊上的N0及Nl合力的影響系數，可根據e/ab查φ值表中β≤3的值，

e=[Nl(ab/2－0.4a0)]/N0+Nl；61第十三章61

62第十三章砌體結構

γ1——墊塊外砌體面積的有利影響系數，

γ1=0.8γ，但不小于1.0；γ——砌體局部抗壓強度提高系數，計算時以Ab代替式中Al；Ab——墊塊面積，Ab=ab.bb。（4）梁端有效支承長度考慮剛性墊塊的影響，梁端有效支承長度a0按下式計算：δ1為剛性墊塊的影響系數，按表采用。梁端支承壓力設計值Nl距墻內邊緣的距離可取0.4a0。62第十三章62

63第十三章砌體結構

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算：N0+Nl≤2.4δ2fbbh0

式中符號意義及取值見《規范》或教材。

可起墊塊作用的連續鋼筋混凝土梁，稱為墊梁。63第十三章63

64第十三章砌體結構

四、軸向受拉和受彎及受剪構件1.軸向受拉構件工程中可按軸向受拉構件計算的有小型圓形水池或筒倉等。軸心受拉構件的承載力按下式計算：

Nt≤ftA

2.受彎構件工程中常見的砌體受彎構件有磚砌平拱過梁及擋土墻等。對受彎構件，除進行受彎承載力計算外，還應進行受剪承載力計算。64第十三章64

65第十三章砌體結構

1)受彎承載力計算公式M≤ftmW

2)受剪承載力計算公式

V≤fvbz

3.受剪構件砌體拱型結構在拱的支座截面處，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度提高。65第十三章65

66第十三章砌體結構

砌體沿通縫或沿階梯形截面破壞時受剪構件承載力計算公式為

V≤(fv+αμб0)A

當γG=1.35時，μ=0.23－0.065式中符號意義及取值見《規范》或教材。

當γG=1.2時，μ=0.26－0.08266第十三章66

67第十三章砌體結構

五、配筋砌體構件

1.網狀配筋磚砌體構件（1）受力性能1）鋼筋直接承受拉力。2）鋼筋阻止砌體的橫向變形，間接提高砌體的承載能力。3）砌體與鋼筋可共同工作到砌體破壞，塊體的抗壓強度可充分利用。（2）適用范圍1）偏心距不超過截面核心范圍，對矩形截面e/h＜0.17；2）構件高厚比β＜16時。67第十三章67

68第十三章砌體結構

式中符號意義及取值見《規范》或教材。（3）承載力計算公式

N

≤

φnfnA

68第十三章68

69第十三章砌體結構

2.組合磚砌體構件

（1）受力性能1）軸心受壓時，混凝土或砂漿面層被壓碎，豎向鋼筋在箍筋間壓屈，組合磚砌體破壞。水泥砂漿面層中的受壓鋼筋應力達不到屈服強度，用受壓鋼筋的強度系數來考慮。2）偏心受力時,受力性能與鋼筋混凝土構件相近，具有較高的承載能力和延性。（2）適用范圍采用無筋磚砌體不能滿足要求或軸向力偏心距e超過0.6y時。69第十三章69

70第十三章砌體結構

（3）承載力計算

1）軸心受壓構件計算公式：

N≤φcom（fA+fcAc+ηsfy′As′）式中符號意義及取值見《規范》或教材。2）偏心受壓構件計算公式：N≤fA′+fcAc′+ηsfy′As′－σsAs

或NeN≤fSs+fcSc,s+ηsfy′As′(h0－as′)70第十三章70

71第十三章砌體結構

組合磚砌體鋼筋As的應力σs以正值為拉應力，負值為壓應力，按下列規定計算：此時受壓區的高度x可按下列公式計確定：fSN+fcSc,N+ηs

fy′As′eN′－σsAseN=0eN=e+ea+(h/2－as)eNˊ=e+ea－(h/2－as′)71第十三章71

72第十三章砌體結構

小偏心受壓時,即ξ＞ξb

σs=650－800ξ

-fy′≤σs≤fy

大偏心受壓時，即ξ≤ξb

σs=fy

組合磚砌體構件受壓區相對高度的界限值ξb，采用HPB235級鋼筋時取0.55；采用HRB335級鋼筋時取0.425。式中符號意義及取值見《規范》或教材。72第十三章72

73第十三章砌體結構

（4）構造要求除本章第二節所述外，還應符合如下幾點要求：1）豎向受力鋼筋的混凝土保護層最小厚度應符合《規范》或教材所列表要求。2）受壓鋼筋一側的配筋率，對砂漿面層不宜小于0.1%；對混凝土面層不宜小于0.2%。受拉鋼筋的配筋率不應小于0.1%。73第十三章73

74第十三章砌體結構

3）豎向受力鋼筋在一側多于4根時應設置附加箍筋或拉結鋼筋。對混凝土或砂漿面層組合墻，應采用穿通墻體的拉結鋼筋作為箍筋，同時設置水平分布鋼筋。水平分布鋼筋的豎向間距及拉結鋼筋的水平間距均不應大于500mm（如圖）。74第十三章74

75第十三章砌體結構

3.組合磚墻（1）受力性能豎向荷載作用下，磚砌體承擔的荷載減少，而構造柱承擔荷載增加。圈梁與構造柱對砌體有一定的約束作用，可提高墻體的承載能力。構造柱間距在2m左右時，柱的作用可得到較好的發揮；當為4m時，作用較小。（2）承載力計算公式N≤φcom[fAn+η(fcAc+fy′As′)]式中符號意義及取值見《規范》或教材。75第十三章75

76第十三章砌體結構

（3）構造要求除本章第二節所述外，尚應符合下列規定：1）柱內豎向受力鋼筋的混凝土保護層厚度，應符合《規范》或教材所列表要求。2）構造柱的豎向受力鋼筋應在基礎和樓層圈梁中錨固，并應符合受拉鋼筋的錨固要求。3）組合磚墻砌體結構房屋應在基礎頂面、有組合墻的樓層處設置現澆鋼筋混凝土圈梁。圈梁的截面高度不宜小于240mm；縱向鋼筋不宜小于4φ12，并伸入構造柱內符合受拉鋼筋的錨固要求；圈梁的箍筋宜采用φ6@200。76第十三章76

77第十三章砌體結構

4）磚砌體與構造柱的連接應砌成馬牙槎，并沿墻高每隔500mm設2φ6拉結鋼筋，且每邊伸入墻內不宜小于600mm。（1）承載力計算配筋砌塊砌體柱在軸心壓力作用下的受力性能與鋼筋混凝土軸心受壓構件基本相近，因此，軸心受壓柱的承載力按下列公式計算：

N≤φog(fgA+0.8fy′As′

)

4.配筋砌塊砌體軸心受壓柱77第十三章77

78第十三章砌體結構

（2）構造要求除符合本章第二節中有關配筋砌塊砌體的材料強度等級要求外，還應符合下列規定：1）柱截面邊長不宜小于400mm，柱高度與截面短邊之比不宜大于30。2）柱的縱向鋼筋的直徑不宜小于12mm，數量不少于4根，全部縱向受力鋼筋的配筋率不宜小于0.2%。78第十三章78

79第十三章砌體結構

3）柱中箍筋的設置應根據下列情況確定：當縱向鋼筋的配筋率大于0.25%，且柱承受的軸向力大于受壓承載力設計值的25%時，應設箍筋；當配筋率不大于0.25%時，或柱承受的軸向力小于受壓承載力設計值的25%時，可不設箍筋；箍筋直徑不宜小于6mm，間距不應大于16倍的縱向鋼筋直徑、48倍箍筋直徑及柱截面短邊尺寸中較小者；箍筋應為封閉式，端部應彎鉤；箍筋應設置在灰縫或灌孔混凝土中。79第十三章79

80第十三章砌體結構

第五節砌體結構房屋墻體設計

砌體結構房屋：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。

墻體的設計步驟：確定墻體采用的材料；選擇合理的墻體承重體系；進行墻體的結構布置；確定房屋的靜力計算方案；進行高厚比驗算和內力分析以及承載力計算；符合墻體的有關構造要求。80第十三章80

81第十三章砌體結構

、墻體的承重體系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，再傳給基礎及地基。81第十三章81

82第十三章砌體結構

3）特點①縱墻是主要的承重墻，縱墻上設置門窗受到一定的限制。②橫墻的間距可適當增大。4）應用要求室內空間較大的房屋。如教學樓、圖書館、倉庫及中小型單層廠房等。82第十三章82

83第十三章砌體結構

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及地基。83第十三章83

84第十三章砌體結構

3）特點①橫墻是主要的承重墻，縱墻上開設門窗洞口較方便。②房屋的空間剛度大，整體性好，對抗水平力和調整地基不均勻沉降有利。4）應用主要用于住宅、宿舍、旅館等開間較小的房屋。84第十三章84

85第十三章砌體結構

1）承重體系布置2）荷載傳遞路線板承受的荷載分別傳給縱、橫墻及其下基礎和地基.3）特點①縱橫墻均為主要的承重墻。②墻體、基礎和地基受力較均勻，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85第十三章85

86第十三章砌體結構

4.內框架承重體系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和地基。86第十三章86

87第十三章砌體結構

3）特點①墻和柱都是主要的承重構件。②可獲得較大的使用空間，房屋整體剛度較差。③結構易產生不利的附加內力。4）應用商店、多層工業建筑等。87第十三章87

88第十三章砌體結構

二、砌體結構房屋的靜力計算方案根據房屋的空間工作性能，砌體結構房屋的計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，縱墻頂端產生側移up情況。88第十三章88

89第十三章砌體結構

分析可見，水平荷載的傳遞路線為由縱墻到縱墻基礎，結構為平面受力體系；up主要與縱墻平面外的剛度有關。（2）空間受力體系圖示兩端具有山墻的單層房屋，承受水平荷載作用，縱墻頂端中點處的側移us情況。89第十三章89

90第十三章砌體結構

分析可見，水平荷載的一部分由縱墻傳至縱墻基礎。另一部分則經由屋蓋傳給山墻及其下基礎，結構為空間受力體系；us決于橫墻的間距及其自身平面內的剛度和屋（樓）蓋的水平剛度。us<up90第十三章90

91第十三章砌體結構

房屋的空間工作性能可用空間性能影響系數η表示：η值接近于1.0，則房屋的側移接近于平面受力體系房屋，房屋的空間剛度就小。η值接近于0，則房屋的空間剛度較大。η值可作為確定靜力計算方案的依據，由橫墻的間距和屋蓋或樓蓋的類別查表得到。由于考慮房屋的空間工作性能側移減小，故η又稱為側移折減系數。91第十三章91

92第十三章砌體結構

2.房屋靜力計算方案的確定靜力計算方案可按表確定。屋蓋或樓蓋類別剛性方案剛彈性方案彈性方案1整體式、裝配整體和裝配式無檁體系鋼筋混凝土屋蓋或鋼筋混凝土樓蓋s＜3232≤s≤72s＞722裝配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s＜2020≤s≤48s＞483瓦材屋面的木屋蓋和輕鋼屋蓋s＜1616≤s≤36s＞3692第十三章92

93第十三章砌體結構

（1）剛性方案1)定義指房屋的空間剛度較大，在荷載作用下，房屋的空間性能影響系數η＜0.33~0.37，墻、柱頂端的水平位移很小，可假定為零的房屋。2)計算簡圖屋蓋和樓蓋均可視作墻、柱的不動鉸支承，墻、柱按不動鉸支承的豎向構件進行靜力計算。單層和多層剛性方案房屋墻體的計算簡圖分別如圖a、b。93第十三章93

94第十三章砌體結構

（2）彈性方案1)定義指房屋的空間剛度較小，在荷載作用下，房屋的空間性能影響系數η＞0.77~0.82，墻、柱頂端的水平位移較大而必須考慮的房屋。2）計算簡圖對單層房屋，墻、柱的計算簡圖為墻、柱上端與屋架或屋面梁鉸接，下端嵌固于基礎頂面，并按不考慮空間工作的有側移平面排架進行靜力計算。單層彈性方案房屋墻體的計算簡圖如圖。實際工程中，一般不采用多層砌體結構彈性方案房屋。94第十三章94

95第十三章砌體結構

（3）剛彈性方案1）定義指房屋的空間剛度介于上述兩種方案之間，在荷載作用下，房屋的空間性能影響系數0.33＜η＜0.82，墻、柱頂端的水平位移較彈性方案小，但不可忽略的房屋。2）計算簡圖墻、柱的靜力計算，可按屋架、大梁與墻、柱鉸接，并按考慮空間工作側移折減后的平面排架或框架進行計算。95第十三章95

96第十三章砌體結構

單層和多層剛彈性方案房屋墻體的計算簡圖分別如圖a、b。在實際工作中，砌體結構房屋應盡可能設計成剛性方案。96第十三章96

97第十三章砌體結構

（4）剛性、剛彈性方案房屋對橫墻的要求橫墻中開有孔洞口時，洞口的水平截面面積不應超過橫墻截面面積的50%。橫墻的厚度不宜小于180mm。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為橫墻的總高度。當橫墻不能同時符合上述要求時，應對橫墻的剛度進行驗算。97第十三章97

98第十三章砌體結構

三、砌體受壓構件的計算高度H01)影響計算高度H0的因素房屋的靜力計算方案；構件兩端的支承條件；構件的高度H等。2)計算高度H0的取值可查表采用。98第十三章98

99第十三章砌體結構

3)構件的高度H取值規定在房屋底層，H為樓板頂面到構件下端支點的距離。下端支點的位置，可取在基礎頂面。當基礎埋置較深且有剛性地坪時，可取室外地面下500mm處。在房屋其它層次，H為樓板或其它水平支點間的距離。無壁柱的山墻，可取層高加山墻尖高度的1/2；對帶壁柱的山墻可取壁柱處的山墻高度。99第十三章99

100第十三章砌體結構

四、墻、柱的高厚比驗算

驗算目的：防止在施工或使用過程中墻、柱喪失穩定。1.墻、柱的允許高厚比（1）墻、柱允許高厚比[β]取值[β]可查表采用。（2）影響[β]的因素1）砂漿強度等級砂漿強度等級較高時，砌體的彈性模量大，則剛度也大，穩定性好，[β]可適當增大。2）砌體種類毛石砌體的剛度、穩定性較其它砌體差，[β]應適當降低；組合磚砌體則可適當增大。100第十三100

101第十三章砌體結構

3）構件的受力狀況自承重墻（隔墻和隔斷等）的穩定性較好，[β]值乘以修正系數μ1提高。μ1按下列規定采用：當墻厚h=240mm時，μ1=1.2；當墻厚h=90mm時，μ1=1.5；當墻厚240mm>h>90mm時，μ1可按插入法取值。對承重墻，μ1=1.0。101第十三101

102第十三章砌體結構

4）門窗洞口的影響開有門窗洞口的墻，其剛度下降，[β]值乘以修正系數μ2降低。μ2按下式計算：按式計算的μ2值小于0.7時，采用0.7。當洞口高度等于或小于墻高的1/5時，取μ2等1.0。對無洞口的墻，μ2=1.0。102第十三102

103第十三章砌體結構

2.墻、柱的高厚比驗算（1）矩形截面墻、柱的高厚比驗算公式

當與墻連接的相鄰兩橫墻間的距離s≤u1μ2[β]h時，墻的高度可不受上式限制。（2）帶壁柱墻的高厚比驗算公式≤μ1μ2[β]1）整片墻≤μ1μ2[β]103第十三103

104第十三章砌體結構

2）壁柱間墻視壁柱為橫墻，按矩形截面墻公式驗算。確定H0時，取相鄰壁柱間的距離s，并按剛性方案查表采用。（3）帶構造柱墻的高厚比驗算按矩形截面墻公式驗算；確定H0時，s取相鄰橫墻間的距離；墻的允許高厚比[β]可乘以提高系數μc：

104第十三104

105第十三章砌體結構

五、多層剛性方案房屋承重縱墻的承載力計算從墻體中選取可代表該墻受力狀態的一段進行計算，稱為計算單元（如下圖）。對縱墻通常取一個開間的豎向墻體作為計算單元。對橫墻通常取1m的豎向墻體作為計算單元。1.計算單元105第十三105

106第十三章砌體結構

106第十三106

107第十三章砌體結構

2.豎向荷載作用下的內力計算（1）計算簡圖以屋蓋和每層樓蓋及基礎為支點的豎向連續梁。考慮到支承處可傳遞的彎距很小，每層墻體可按豎向簡支受壓構件單獨進行內力分析。