建筑结构-砌体.ppt

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1、建筑结构-砌体 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望砌体砌体是把是把块体块体（包括粘土砖、空心砖、砌块、（包括粘土砖、空心砖、砌块、石材等）和石材等）和砂浆砂浆通过砌筑而成的结构材料。通过砌筑而成的结构材料。砌体结构砌体结构系指将由块体和砂浆砌筑而成的墙、系指将由块体和砂浆砌筑而成的墙、柱作为建筑物主要受力构件的结构体系。柱作为建筑物主要受力构件的结构体系。第一章第一章绪论绪论1 1、砖结构：如古塔、长城、砖穹无梁殿、砖结构：如古塔、长城、砖穹无梁殿、砖

2、结构：如古塔、长城、砖穹无梁殿、砖结构：如古塔、长城、砖穹无梁殿2 2、石结构：如桥梁、金字塔、石结构：如桥梁、金字塔、石结构：如桥梁、金字塔、石结构：如桥梁、金字塔3 3、砖混结构、砖混结构、砖混结构、砖混结构(混合结构混合结构混合结构混合结构)：竖向承重构件竖向承重构件竖向承重构件竖向承重构件由砖、石、砌块砌筑由砖、石、砌块砌筑由砖、石、砌块砌筑由砖、石、砌块砌筑水平承重构件水平承重构件水平承重构件水平承重构件RC(RC(或或或或PC)PC)屋盖、楼盖。屋盖、楼盖。屋盖、楼盖。屋盖、楼盖。区分：区分：区分：区分：木结构：木柱木梁，填充砖墙。木结构：木柱木梁，填充砖墙。木结构：木柱木梁，填充

3、砖墙。木结构：木柱木梁，填充砖墙。砖木结构：砖石墙柱，木楼屋盖。砖木结构：砖石墙柱，木楼屋盖。砖木结构：砖石墙柱，木楼屋盖。砖木结构：砖石墙柱，木楼屋盖。砌体结构的特点 优点：地方材料、降低造价、耐火性好、耐久性较地方材料、降低造价、耐火性好、耐久性较 好；隔热隔声好；对施工技术要求低；好；隔热隔声好；对施工技术要求低；缺点：强度低、抗震性能差、施工费时、占用良强度低、抗震性能差、施工费时、占用良 田、能耗高。田、能耗高。砌体材料性能特点：砌体材料性能特点：抗压强度远大于抗拉、抗剪强度。保护土地资源保护土地资源保护土地资源保护土地资源建筑材料产值中，粘土砖占建筑材料产值中，粘土砖占1/31/3

4、，年产，年产60006000多亿块，多亿块，耗能耗能50%50%以上，毁田以上，毁田1010余万亩，余万亩，耗耗70007000万吨煤。万吨煤。20032003年，年，160160个大中城市禁用粘土砖（个大中城市禁用粘土砖（00以下除外）以下除外）人与自然的关系进程人与自然的关系进程人与自然的关系进程人与自然的关系进程：恐惧：恐惧：恐惧：恐惧利用利用利用利用破坏破坏破坏破坏保护保护保护保护 砌体结构的新进展和发展趋势砌体结构的新进展和发展趋势砌体结构的新进展和发展趋势砌体结构的新进展和发展趋势 块体轻质高强并改善物理性能；块体轻质高强并改善物理性能；块体轻质高强并改善物理性能；块体轻质高强并改

5、善物理性能；砂浆提高强度和粘结度，改善砌体整体性和抗震性；砂浆提高强度和粘结度，改善砌体整体性和抗震性；砂浆提高强度和粘结度，改善砌体整体性和抗震性；砂浆提高强度和粘结度，改善砌体整体性和抗震性；发展各种砌块，节省和利用资源，保护农田；发展各种砌块，节省和利用资源，保护农田；发展各种砌块，节省和利用资源，保护农田；发展各种砌块，节省和利用资源，保护农田；采用配筋砌体（甚至预应力筋），改善抗拉、剪强度；采用配筋砌体（甚至预应力筋），改善抗拉、剪强度；采用配筋砌体（甚至预应力筋），改善抗拉、剪强度；采用配筋砌体（甚至预应力筋），改善抗拉、剪强度；施工方面发展机械化和工业化方法；施工方面发展机械化和

6、工业化方法；施工方面发展机械化和工业化方法；施工方面发展机械化和工业化方法；改善结构布置，避免砌体受拉、弯、剪。改善结构布置，避免砌体受拉、弯、剪。改善结构布置，避免砌体受拉、弯、剪。改善结构布置，避免砌体受拉、弯、剪。19901990年在拉斯维加斯建造的配筋混凝土砌块旅馆年在拉斯维加斯建造的配筋混凝土砌块旅馆 Excalibur 旅馆旅馆旅馆旅馆凯利别墅，密西根州凯利别墅，密西根州G.S.E动力有限公司，纽约上海18层配筋砌块楼镇江恒美嘉园：镇江恒美嘉园：镇江恒美嘉园：镇江恒美嘉园：内墙内墙-190-190承重混凝土空心砌块承重混凝土空心砌块外墙外墙-260-260装饰混凝土承重劈裂装饰混凝

7、土承重劈裂保温砌块，保温砌块，第二章第二章 砌体材料及砌体力学性能砌体材料及砌体力学性能一、砌体材料一、砌体材料A.块材块材1.1.烧结砖烧结砖(1)(1)烧结普通砖烧结普通砖 （机制砖、八五砖、九五砖）（机制砖、八五砖、九五砖）原料：粘土、煤矸石、页岩或粉煤灰原料：粘土、煤矸石、页岩或粉煤灰标准砖尺寸标准砖尺寸：24011553 24011553 mm强度等级：强度等级：MU30、MU25、MU20、MU15、MU10适用范围：适用范围：房屋上部及地下基础等部位房屋上部及地下基础等部位(2)(2)烧结多孔砖烧结多孔砖原料：同烧结砖，但孔洞率不小于原料：同烧结砖，但孔洞率不小于25%25%尺寸

8、：承重多孔砖目前主要采用尺寸：承重多孔砖目前主要采用 P型：（型：（2401159024011590）M型砖（型砖（1901909019019090）优点：节约粘土、减少砂浆用量、提高工效、节省墙优点：节约粘土、减少砂浆用量、提高工效、节省墙 体造价；减轻块体自重、增强墙体抗震性能。体造价；减轻块体自重、增强墙体抗震性能。强度等级：同强度等级：同烧结普通砖烧结普通砖适用范围：适用范围：房屋上部结构房屋上部结构 （不宜用于冻胀地区地下部位）（不宜用于冻胀地区地下部位）2.2.非烧结硅酸盐砖非烧结硅酸盐砖（包括蒸压灰砂砖和蒸压粉煤灰砖（包括蒸压灰砂砖和蒸压粉煤灰砖 ）原料：石灰和砂原料：石灰和砂尺

9、寸：同烧结普通砖尺寸：同烧结普通砖适用范围：不得用于长期受热适用范围：不得用于长期受热200200以上、受急冷急热和有以上、受急冷急热和有 酸性介质侵蚀的建筑部位，酸性介质侵蚀的建筑部位，MU15MU15和和MU15MU15以上的以上的 蒸压灰砂砖可用于基础及其他建筑部位，蒸压蒸压灰砂砖可用于基础及其他建筑部位，蒸压 粉煤灰砖用于基础或用于受冻融和干湿交替作粉煤灰砖用于基础或用于受冻融和干湿交替作 用的建筑部位必须使用一等砖用的建筑部位必须使用一等砖强度等级：强度等级：MU25、MU20、MU15、MU104.4.石材石材 分类：（按容重）重质岩石、轻质岩石分类：（按容重）重质岩石、轻质岩石

10、（按外形规则程度）可分为料石和毛石（按外形规则程度）可分为料石和毛石强度等级：强度等级：MU100、MU80、MU60、MU50 MU20七级七级3.3.砌块砌块原料：普通混凝土、加气混凝土或轻骨料混凝土原料：普通混凝土、加气混凝土或轻骨料混凝土主规格尺寸：主规格尺寸：390190190390190190mm空心率：空心率：20%20%50%50%强度等级：强度等级：MU20、MU15、MU10、MU7.5、MU5B.砂浆砂浆2.砂浆作用砂浆作用（1）将单个块体粘结为整体，接触面产生粘结力将单个块体粘结为整体，接触面产生粘结力（2）将单个的块体粘结成整体、促使构件应力分布均匀；）将单个的块体粘

11、结成整体、促使构件应力分布均匀；（3）填实块体之间的缝隙，提高砌体的保温和防水性能，）填实块体之间的缝隙，提高砌体的保温和防水性能，增强墙体抗冻性能增强墙体抗冻性能1、定义、定义：由一定比例的胶凝材料由一定比例的胶凝材料(石灰、水泥等石灰、水泥等)和细和细骨料骨料(砂砂)和水配制而成的砌筑材料。和水配制而成的砌筑材料。砂浆品种砂浆品种塑性掺合料塑性掺合料和易保水性和易保水性强度强度耐久性耐久性耐水性耐水性水泥砂浆水泥砂浆无无差差高高好好好好混合砂浆混合砂浆有有好好较高较高较好较好差差非水泥砂浆非水泥砂浆有有好好低低差差无无3.砂浆分类砂浆分类1)水泥砂浆水泥砂浆；2)混合砂浆；混合砂浆；3)非

12、水泥砂浆（石灰、粘土砂浆）非水泥砂浆（石灰、粘土砂浆）4.强度等级强度等级按龄期按龄期28天的立方体（边长天的立方体（边长70.7mm）测得的抗压强度平）测得的抗压强度平均值，分为：均值，分为：M15、M10、M7.5、M5、M2.5五级。五级。施工阶段新砌筑的砌体强度可按砂浆强度为零确定其砌体强施工阶段新砌筑的砌体强度可按砂浆强度为零确定其砌体强度度5.要求：要求：强度、和易性、保水性。强度、和易性、保水性。C.砌体材料的选择砌体材料的选择1、原则：、原则：因地制宜，就地取材，充分利用工业废料，并因地制宜，就地取材，充分利用工业废料，并考虑建筑物耐久性要求、工作环境、受荷性质考虑建筑物耐久性

13、要求、工作环境、受荷性质与大小、施工技术水平等。与大小、施工技术水平等。2、对于五层及五层以上房屋的墙，以及受振动或层高大、对于五层及五层以上房屋的墙，以及受振动或层高大于于6m的墙、柱所用材料的最低强度等级：的墙、柱所用材料的最低强度等级：砖为砖为MU10，砌块，砌块MU7.5，石材，石材MU30，砂浆，砂浆M5。3、地面以下或防潮层以下的砌体，潮湿的房间的墙，按、地面以下或防潮层以下的砌体，潮湿的房间的墙，按规范选择材料。规范选择材料。A.无筋砌体无筋砌体B.仅由块体和砂浆组成的砌体仅由块体和砂浆组成的砌体。1.砖砌体砖砌体砌筑方法：砌筑方法：一顺一丁、梅花丁和三顺一丁一顺一丁、梅花丁和三

14、顺一丁施工严禁：施工严禁：包心柱和不同强度等级砖块混用包心柱和不同强度等级砖块混用墙体尺寸：墙体尺寸：240mm（一砖）、（一砖）、370mm（一砖半）、一砖半）、490mm（二砖）、（二砖）、620mm（二砖半）（二砖半）1m高砖墙=16皮砖（所谓“皮”是指砖的层度）二、砌体的种类二、砌体的种类37373737墙的几个砌法墙的几个砌法墙的几个砌法墙的几个砌法2.砌块砌体砌块砌体先排块后施工，施工时砌块底面向上反向砌筑。先排块后施工，施工时砌块底面向上反向砌筑。墙体尺寸：墙体尺寸：190、200、240、290mm砌块砌体为建筑工厂化、机械化、加快建设速度、减轻结砌块砌体为建筑工厂化、机械化、

15、加快建设速度、减轻结构自重开辟新的途径。构自重开辟新的途径。目前使用最多的是混凝土小型空心砌块砌体。目前使用最多的是混凝土小型空心砌块砌体。3.石砌体石砌体（产石地区适用）（产石地区适用）石砌体的类型有石砌体的类型有料石砌体、毛石砌体和毛石混凝土砌体料石砌体、毛石砌体和毛石混凝土砌体。B.B.配筋砌体配筋砌体C.在砌体中设置了钢筋或钢筋混凝土材料的砌体。在砌体中设置了钢筋或钢筋混凝土材料的砌体。1.1.配筋砖砌体配筋砖砌体水平网状配筋砌体混凝土或钢筋砂浆面层组合砖砌体砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙在水平灰缝中配置钢筋网片偏心距超限的砖砌体外侧配置纵向钢筋在房屋墙体中设置间距不大于4m的构造柱提

16、高轴心抗压承载力提高偏心抗压承载力提高砖墙的承载力2.2.配筋砌块砌体配筋砌块砌体砖砌体以受压破坏为主。砖砌体以受压破坏为主。三、砌体的受压性能三、砌体的受压性能砌体抗压强度低于块体砌体抗压强度低于块体材料强度材料强度1、砌体受压试验研究受压破坏分为三阶段：受压破坏分为三阶段：（以普通粘土砖砌体轴心受压为例）（标准试件240mm370mm720mm）（1）（0.5-0.7）Pu时，单砖出现裂缝；（Pu为砌体的极限荷载）（2）单砖裂缝上下开展和延伸，形成上下贯通多皮砖的连续裂缝；（3）（0.8-0.9）Pu时，砌体被贯通的竖向裂缝分割成若干小柱体，发生失稳破坏或局部压碎。思考：某试件采用MU10

17、砖，M5砂浆，实测砌体的抗压强度f=3.30MpaMU10，为什么砖的抗压强度未得到发挥？为什么单砖先出现裂缝？原因：砖表面不平整；砂浆不饱满、不密实；灰缝厚度不均匀。原因：砖与砂浆的横向变形性能不一致，砂浆的泊桑系数砖（1.5-5.0倍），因此，砂浆的横向变形砖的横向变形，使得砖内产生横向拉应力，促使单砖裂缝出现。2、砌体中单砖的受力状态分析（1）单砖的压、弯、剪复合受力（见图）（2）单砖的受拉（见图）（3）竖向灰缝处的应力集中原因：竖向灰缝处的砖内产生较大的横向拉应力和切应力的集中，加速单砖开裂。（4）弹性地基梁作用原因：砖与砂浆的变形模量不一致，砂浆的变形模量E砖，单砖可视为以砂浆和下部

18、砌体为弹性地基的梁，产生弯剪应力，弯曲产生的拉应力和切应力使单砖首先出现裂缝。结论：在上述复杂应力作用下，因抗拉、剪弯强度较小导致单砖出现裂缝，继而裂缝开展。3、影响砌体抗压强度的因素（6方面）（1）块体的强度等级（最主要因素）（2）块体的形状与尺寸：块体外形规则平整，厚度大，砌体的抗压强度越高。（3）砂浆的强度等级：砂浆强度等级较低时，其强度提高，砌体的抗压强度随之提高；较高时其影响不明显。（4）砂浆的变形性能：砂浆的变形性能越大，砌体的抗压强度越低。（5）砂浆的流动性和保水性：砂浆的流动性和保水性越好，砌体的抗压强度越高；但流动性过大，砌体的抗压强度反而降低。如采用纯水泥砂浆，砌体强度降低

19、10%20%。（6）砌筑质量 灰缝的厚度：灰缝的厚度太厚或太薄都会使f降低，标准8-12mm，（10/20/30，f=1.0/0.78/0.64）。砂浆的饱满度：合格80%。（从80%降到65%时，f 下降20%）砖的含水率：砖的含水率太大或太小都会使f降低（如干砖f下降20%，适宜10-15%）组砌方式：要求内外搭砌，上下错缝，不留通缝。垂直灰缝饱满度施工质量控制等级（A/B/C），f=1.05/1.0/0.89，取决于现场质量保证体系、材料强度、工人技术水平。4、砌体的抗压强度设计值f 及其调整系数a（1）砌体截面面积A0.3m2时，a=0.7+A；（2）采用水泥砂浆砌筑时，a=0.9；（

20、3）0号砂浆，f 0，冬季施工、砂浆未凝固四、四、砌体的抗拉、抗弯和抗剪性能砌体的抗拉、抗弯和抗剪性能1.砂浆和块体的粘结强度（见图）法向粘结强度S：与轴向拉力垂直的灰缝(垂直灰缝)中砂浆与块体的粘结力切向粘结强度T：与轴向拉力平行的灰缝(水平灰缝)中砂浆与块体的粘结力。TTSS2.砌体的轴心抗拉性能（1）沿齿缝截面破坏：块体MU较高，砂浆M较低时发生（2）沿块体和竖向灰缝截面破坏：块体抗拉强度较低时发生（3）沿水平通缝截面破坏：轴向拉力与水平灰缝垂直时发生1212333.砌体的弯曲抗拉性能（1）沿齿缝截面的弯曲受拉破坏：拉应力水平灰缝（2）沿水平通缝截面的弯曲受拉破坏：拉应力水平灰缝4.砌体

21、的抗剪性能（1）沿水平通缝截面的剪切破坏（2）沿齿缝截面的剪切破坏砌体的轴心抗拉、弯曲抗拉及抗剪强度设计值ft、ftm、fv可查表。五、砌体的弹性模量、线膨胀系数、收缩率和摩擦系数五、砌体的弹性模量、线膨胀系数、收缩率和摩擦系数五、砌体的弹性模量、线膨胀系数、收缩率和摩擦系数五、砌体的弹性模量、线膨胀系数、收缩率和摩擦系数1.1.线膨胀系数线膨胀系数当温度变化时，砌体发生热胀冷缩变形，这种变当温度变化时，砌体发生热胀冷缩变形，这种变形受到约束时产生温度裂缝。如砖砌体形受到约束时产生温度裂缝。如砖砌体510510-6-6/，混凝土结，混凝土结构构10101010-6-6/，1 1 2 2。2.2

22、.收缩率收缩率当砌体含水量降低时，发生干缩变形，这种变形收到当砌体含水量降低时，发生干缩变形，这种变形收到约束时，产生干燥收缩裂缝。如砖砌体约束时，产生干燥收缩裂缝。如砖砌体0.1mm/m0.1mm/m，在砌体中，温度裂缝和干燥收缩裂缝几乎占可遇裂缝的在砌体中，温度裂缝和干燥收缩裂缝几乎占可遇裂缝的8080以以上。上。第三章 砌体结构的计算方法和计算指标（自学）一、计算方法一、计算方法砌体结构与混凝土结构相同，也采用砌体结构与混凝土结构相同，也采用以概率论为基础的极限状态法以概率论为基础的极限状态法二、计算指标二、计算指标A.砌体的抗压强度标准值：砌体的抗压强度标准值：具有具有95%保证率的抗

23、压强度值，查规范保证率的抗压强度值，查规范B.砌体的抗压强度设计值：砌体的抗压强度设计值：龄期为龄期为28d砌体毛截面强度的设计值砌体毛截面强度的设计值，根据块体和砂浆强度等，根据块体和砂浆强度等级可直接查表获得砌体的抗压强度设计值。级可直接查表获得砌体的抗压强度设计值。C.砌体强度设计值的调整系数砌体强度设计值的调整系数三、砌体结构设计的荷载效应组合三、砌体结构设计的荷载效应组合荷载效应组合公式见建筑结构可靠度设计统一标准当仅有一个可变荷载时：（1）由永久荷载控制：S=1.35恒+1.0活可变荷载分项系数为1.4，组合值系数在一般情况下为0.7，1.40.71.0。（2）由可变荷载控制：S=

24、1.2恒+1.4活第四章无筋砌体受压构件的承载力计算e=0Nu00=f砌体短柱砌体短柱轴心受压时Nu0=Af无筋砌体适用范围无筋砌体适用范围：墙、柱等受压构件：墙、柱等受压构件一、无筋砌体单向偏心受压构件 1、受压构件截面应力分析（与材料力学基本相同）n n材料力学材料力学材料力学材料力学中的偏压短柱中的偏压短柱中的偏压短柱中的偏压短柱eNuf材料力学计算方法截面应力分布特点截面应力分布特点?砌体短柱偏心受压时,截面上应力随偏心变化而不同.e2Nu2Nu3e3eb)c)2Nu1e1a)13结论：结论：材料力学计算方法不适用。n nN Nu0u0 N Nu1u1N Nu2u2N Nu3 u3；有

25、效受压区面积不同。有效受压区面积不同。n n截面应力分布特点为曲线，且截面应力分布特点为曲线，且 f122H2HsHsH有吊车的单层房屋变截面柱上段弹性方案2.5Hu1.25Hu2.5Hu刚性方案、刚弹性方案2.0Hu1.25Hu2.0Hu变截面柱下段1.0Hl0.8Hl1.0Hl无吊车的单层或多层房屋单跨弹性方案1.5H1.0H1.5H刚弹性方案1.2H1.0H1.2H多跨弹性方案1.25H1.0H1.25H刚弹性方案1.10H1.0H1.10H刚性方案1.0H1.0H1.0H0.4 s+0.2H0.6 s注：1、表中Hu为变截面柱的上段高度，Hl 为变截面柱的下段高度。2、对于上端为自由端

26、的构件，H0=2H；3、独立砖柱，无柱间支撑时，柱在垂直排架方向的H0应按表中数值乘以1.25后采用。4、s-房屋横墙间距。3.3.受压构件承载力的计算公式受压构件承载力的计算公式（1）计算公式NNuNu=f A 式中：N荷载产生的轴向压力设计值Nu受压承载力设计值 f砌体抗压强度设计值（注意强度调整系数a）A受压构件的截面面积高厚比和轴向力偏心矩对受压构件承载力的影响系数（查表4-3）对于轴心受压构件：的取值：的取值：当砂浆强度等级M5时，0.0015；当砂浆强度等级为M2.5时，0.002；当砂浆强度为零时，0.009。计算时，要乘以修正系数：烧结普通砖、烧结多孔砖砌体为1.0；混凝土小型

27、空心砌块砌体1.1；蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖、细料石和半细料石砌体1.2；粗料石和毛石砌体1.5。对于偏心受压构件：当3时(不计影响)，当3时，取值同（2 2）设计注意）设计注意公式适用条件：e0.6y；对矩形截面，当偏心方向为长边（h）时，还应对短边（b）方向按轴心受压验算。4.砌体结构设计的荷载效应组合砌体结构设计的荷载效应组合（p.32）当仅有一个可变荷载时：当仅有一个可变荷载时：（1 1）由永久荷载控制：）由永久荷载控制：S=1.35S=1.35恒恒+1.0+1.0活活可变荷载分项系数为可变荷载分项系数为1.41.4，组合值系数在一般情况下为组合值系数在一般情况下为0.70.7，1.4

28、0.71.01.40.71.0。（2 2）由可变荷载控制：）由可变荷载控制：S=1.2S=1.2恒恒+1.41.4活活二、双向偏心受压构件二、双向偏心受压构件1 1、试验研究、试验研究、试验研究、试验研究（1 1）当一方向）当一方向e/he/h很大很大(0.4),(0.4),另一方向另一方向e/he/h很小很小(0.1)0.1)时，时，砌体受力性能与单向偏心受压类似；砌体受力性能与单向偏心受压类似；（2 2）当两方向）当两方向e/he/h达达0.20.30.20.3时，砌体水平裂缝与竖向裂缝几时，砌体水平裂缝与竖向裂缝几乎同时出现乎同时出现.（3 3）当两方向）当两方向e/he/h达达0.30

29、.40.30.4时，砌体水平裂缝比竖向裂缝出时，砌体水平裂缝比竖向裂缝出现早现早.（4 4）砌体接近破坏时，截面四边的实测）砌体接近破坏时，截面四边的实测应变值应变值应变值应变值接近线性分布。接近线性分布。2 2、承载力计算、承载力计算三三.例题分析例题分析 例1某轴心受压柱，bh=370490mm，采用MU10粘土砖和M7.5混合砂浆砌筑，柱顶作用标准值G0k=108kN，Q0k=40kN，H0=H=3500mm，试验算其受压承载力。解：(1)基本参数f=1.69N/mm2（查表3-3）A=0.370.49=0.1813m20.3m2，a=0.7+A=0.7+0.1813=0.8813(2)

30、影响系数 =H0/h=1.03500/370370=9.46（砂浆强度M5，=0.0015）G0k=108kNQ0k=40kN3500(3)承载力验算取柱底为控制截面（柱底轴力比柱顶轴力大）柱自重标准值：G1k=0.370.493.519=12.06kN（砖砌体自重密度为19kN/m3）按恒荷载控制：N1=1.35（108+12.06）+1.040=202.1kN按活荷载控制：N2=1.2（108+12.06）+1.440=200.1kNN=(N1，N2)max=N1=202.1kN Nu=(af )A =0.882(0.88131.69)0.1813106=238.2kNN=202.1kN（

31、安全）例例2 2 在例题1中柱顶长边方向长边方向作用设计值为M=11.15kNm的 弯矩，按恒载控制的组合计算，其它条件不变，试验 算其受压承载力。解:(1)基本参数同上 (2)影响系数 柱顶轴力设计值：N=1.35108+1.040=185.8kN e=M/N=11.15/185.8=0.060m =H0/h 1.03500/4904907.14 e/h=60/490=0.122 G1k=108kNQk=40kNM=11.15kN.m3500 改进措施改进措施：提高砂浆强度等级M7.5为M10；或加大截面尺寸为bh=490490mm；或采取降低偏心矩的措施。(3)柱顶柱顶承载力验算承载力验算

32、长边方向承载力验算（偏心受压）N=185.8kN,M=11.15kN.m 则Nu=(af）A =0.672(0.88131.69)0.1813106 =181.5kN N=185.8kN （不安全）短边方向(轴心受压)承载力验算（略）(4)柱底柱底承载力验算承载力验算(轴心受压)：同例题1。作业：1.某柱，bh=370490mm，采用MU10砖和M7.5混合砂浆砌筑，柱顶作用轴向力标准值如右图所示，试按活荷载控制验算其受压承载力。（H0=1.0H，用公式计算。）2.某轴心受压柱，柱顶作用轴向力设计值 195kN，柱高5.1m，H0=1.0H，采用MU10砖和M5混合砂浆砌 筑，砖砌体自重密度为

33、19kN/m3，试确定柱截面尺寸(按恒荷 载控制)，要求安全、经济并符合常规砖墙厚度尺寸。G1k=100kNQk=50kNG2k=20kN3300200一、基本概念1、局部受压的形式局部受压分类：局部受压分类：局部均匀受压局部均匀受压局部不均匀受压局部不均匀受压局部受压的受力状态按部位和应力状态可分为：中心局部受压：如砖柱支承于基础上（见图）中部局部受压：如梁支承于墙体上（见图）端部局部受压：如梁支承于墙体上（见图）第五章第五章砌体局部受压计算砌体局部受压计算2、砌体局压破坏形态竖向裂缝发展破坏（先裂后坏）劈裂破坏（一裂即坏）：A大，Al 较小时发生局部压碎（未裂先坏）：块材强度很低时由计算防

34、止；由构造措施防止。局部受压的处理措施局部受压的处理措施 提高砌体局部受压处强度；提高砌体局部受压处强度；采用刚性垫块：增大砌体的局部受压面积采用刚性垫块：增大砌体的局部受压面积 采用柔性垫梁：扩散梁端的集中力采用柔性垫梁：扩散梁端的集中力3、砌体局部抗压强度ff 为砌体抗压强度设计值为砌体局部抗压强度提高系数式中：A0影响砌体局部抗压强度的计算面积Al局部受压面积 为了避免为了避免A 0/A l大于某一限值时会出现危险的大于某一限值时会出现危险的劈裂破坏劈裂破坏，对对值应规定值应规定上限上限.A0hac hbhA0=(a+c+h)h 2.5Ala)hahA0AlA0=(a+h)h 1.25d

35、)AlA0h1bhah1c)A0=(a+h)h+(b+h1-h)h11.5hA0=(2h+b)h 2.0hhbA0Alb)h三、梁端支承处砌体局部受压承载力计算 1、梁端有效支承长度a0（见图）（a0a时，取a0a）式中：hc梁的截面高度（mm）f砌体抗压强度设计值（N/mm2）故:局部受压面积局部受压面积Ala0b梁端支承压力Nl的作用点到墙内边距离取为0.4a0。二.、砌体截面局部均匀受压承载力计算Nl Nuf Al式中：Nl局部受压面积上轴向力设计值 Nu砌体局部受压承载力a0hcal2、内拱卸荷作用3、梁端支承处砌体局部受压承载力、梁端支承处砌体局部受压承载力计算公式式中：N0局部受压

36、面积(Al)上由墙体上部荷载产生的轴向力设计值，N00Al，0为上部荷载在局部受压面上产生的平均压应力设计值，Ala0b；Nl局部受压面积上由梁上荷载q产生的梁端支承压力设计值-上部荷载的折减系数，（当A0/Al3时，0）梁端底面压应力图形的完整系数，的取值如下：对于简支梁底面非均匀受压，0.7；对于过梁、墙梁，1.0（均匀局压）00NlNlN0l0四、垫块下砌体局部受压承载力计算垫块种类：预制、现浇；刚性、柔性*刚性垫块刚性垫块：梁支座处设置混凝土垫块（预制式、现浇式）：梁支座处设置混凝土垫块（预制式、现浇式）刚性垫块的构造要求：高度tb不宜小于180mm挑出梁边的长度不宜大于垫块高度tb带

37、壁柱墙设置的刚性垫块伸入翼墙内的长度不应小于120mm，局压计算面积只计算壁柱范围的面积；*柔性垫块柔性垫块：钢筋混凝土圈梁：钢筋混凝土圈梁 l6m的屋架，的屋架，l4.8m的梁均应设垫块。的梁均应设垫块。bpbb tb tb120hp11刚性垫块刚性垫块钢筋砼梁钢筋砼梁翼墙翼墙壁柱壁柱1-10.4 a0tbNlN0ab刚性垫块刚性垫块钢筋砼梁钢筋砼梁壁柱壁柱翼墙翼墙 预制预制刚性垫块下砌体局部受压承载力计算公式刚性垫块下砌体局部受压承载力计算公式 式中：N0垫块面积(Ab)上由墙体上部荷载产生的轴向力设计值，N00Ab，0为上部荷载在局部受压面上产生的平均压应力设计值，Ababbb；Nl 梁

38、端支承压力设计值；垫块上N0与Nl的合力对垫块形心的偏心距影响系数，按3查受压构件系数表4-2表4-4，其中e/h按e/ab计算(ab为垫块伸入墙内的长度)；1垫块外砌体面积对局压强度的提高系数，1=0.8 (11.0)Ab刚性垫块的面积，Ababbb要求:aba0tb a0刚性垫块上表面梁端有效支承长度，为刚性垫块影响系数（按 查表4-5）式中：A0=h(2h+bb)，h为墙厚，bb为垫块宽度；A0设壁柱时只计算壁柱截面面积；以Ab 代替Al计算。注意：垫块厚度tb180mm，且自梁边算起的垫块挑出 长度ctb比较：无垫块时局部受压面积：Ala0b有垫块时局部受压面积：AlAbabbb比较：

39、无垫块时计算面积：A0h(2hb)有垫块时计算面积：A0h(2hbb)（2）与梁整浇的刚性垫块 Ala0bb（预制时的Alabbb）五、柔性垫梁下砌体局部受压承载力计算 如梁支承于现浇钢筋混凝土圈梁上，梁垂直于墙时：如梁支承于现浇钢筋混凝土圈梁上，梁垂直于墙时：Nlhbh0Nl0.4a0bbh垫梁垫梁aaa-a式中：式中：N0垫梁在垫梁在0.5h0bb范围内上部荷载产生的轴向力设计范围内上部荷载产生的轴向力设计 值，值，N00.5h0bb0；Nl梁端荷载产生的支承压力设计值；梁端荷载产生的支承压力设计值；bb、hb垫梁的宽度和高度；垫梁的宽度和高度；h0垫梁垫梁折算高度；折算高度；E Eb b

40、、I Ib b垫梁的弹性模量和截面惯性矩；垫梁的弹性模量和截面惯性矩；E E、h h砌体的弹性模量和厚度；砌体的弹性模量和厚度；沿墙厚方向应力不均匀系数，沿墙厚方向应力不均匀系数，应力不均匀时，应力不均匀时，0.80.8；应力均匀时，；应力均匀时，1.01.0。整理后得：解：六、例题分析 例例1 某窗间墙，采用MU10砖和M5混合砂浆砌筑，钢筋混凝土梁bh250600mm，支承于砖墙上，如图所示，梁端支承压力设计值Nl100kN，上部荷载设计值 N50kN，试验算梁端支承处局部受压承载力。大梁NlN02406002401200475250475例题例题2按例题1条件，增设预制刚性垫块tbabb

41、b240240650mm，试验算垫块下砌体局压承载力。2401200650225240250225240 大梁NlN0600240240加垫块计算简图 例题例题3按例题1条件，梁端下设240240mm钢筋混凝土圈梁，混凝土C20，试求砌体局压承载力。Nl240h0垫梁aaNl0.4a0a-a240垫梁加垫梁计算简图解：(1)基本参数 f1.50N/mm2N0Nl27.1100127.1kN（安全）例题例题3按例题1条件，梁端下设240240mm钢筋混凝土圈梁，混凝土C20，试求砌体局压承载力。(1)基本参数混凝土C20，其弹性模量：Eb2.55104N/mm2砌体M5砂浆，其弹性模量：E160

42、0f16001.502.4103N/mm2垫梁惯性矩：Nl240h0垫梁aaNl0.4a0a-a240垫梁加垫梁计算简图垫梁折算高度：(2)上部荷载计算 00.174N/mm2（同前）0.5h0bb范围内上部荷载产生的轴向力设计值：N00.5h0bb0=0.53.144612400.174=30.2kN(3)垫梁下砌体局压承载力N0Nl30.2100130.2kN=2.42404611.500.8=318.6kN（安全）布置作业二：某370mm厚外纵墙，MU10砖和M7.5砂浆砌筑，钢筋混凝土梁（bh=200600mm）支承于窗间墙（宽1200mm）上，支承长度370mm，梁端支承压力设计值N

43、l=120kN，上部荷载设计值=150kN。试按下列三种情况分别验算砌体局部受压承载力：(1)不设垫块；(2)设预制刚性垫块tbabbb=240370650mm；(3)设圈梁，混凝土C20，bh=370180mm。应绘制出必要的简图。第六章第六章 配筋砌体构件的承载力计算配筋砌体构件的承载力计算一、配筋砌体的种类网状配筋砖砌体组合砖砌体砖砌体和构造柱组合墙配筋砌块砌体水平网状配筋砌体混凝土或钢筋砂浆面层组合砖砌体砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙在水平灰缝中配置钢筋网片偏心距超限的砖砌体外侧配置纵向钢筋在房屋墙体中设置间距不大于4m的构造柱提高轴心抗压承载力提高偏心抗压承载力提高砖墙的承载力二、水

44、平网状配筋砖砌体1.受压性能（1）第一阶段（0.60.75）Pu时开裂，与无筋砌体相比，延缓了裂缝出现。（2）第二阶段钢筋网阻止了裂缝发展。（3）第三阶段部分砖压碎破坏，但不形成小柱体。（由于钢筋网的弹性模量大于砌体的弹性模量，故能阻止砌体横向变形，避免被竖向裂缝分割成小柱体而发生失稳破坏。）aasn2.受压承载力计算NNufnA式中：fn水平网状配筋砌体抗压强度设计值式中fy为钢筋抗拉强度设计值，当fy320N/mm2时，取fy320N/mm2钢筋网体积配筋率（0.11.0）、e/h对网状配筋砌体受压构件承载力的影响系数（查表6-1）3.适用范围(1)对于矩形截面：e/h0.17；(2)高厚

45、比：16构造要求(如钢筋直径、间距等)。4.例题分析 已知砖柱490490mm，H05.88m，MU10、M5混合砂浆，轴心压力设计值为500kN，试验算其受压承载力。（1）不配筋 f1.50MPa(查表3-3)，A0.4920.2401m20.3m2a0.7A0.70.24010.9401，H0/h5880/49012 Nu=(af)A=0.822(0.94011.50)0.2401106278.3kNN500kN(不安全)（2）配筋采用b4冷拔带肋钢筋（fy340MPa，取320MPa）方格网a=60mm，每3皮砖一层（Sn180mm）查表6-1：e/h0，12，0.233插入得：0.73

46、3 NufnA0.7332.990.2401106526.4kNN500kN（安全）(1)(2)比较：fn/f=2.99/1.502.0Nu2/Nu1=526.4/278.31.9砖、石、砌块砌成墙、柱砖、石、砌块砌成墙、柱竖向承重构件竖向承重构件 砖混结构砖混结构 钢筋砼或预应力砼屋钢筋砼或预应力砼屋(楼楼)盖盖水平承重构件水平承重构件(混合结构混合结构)竖向荷载和水平荷载的传递竖向荷载和水平荷载的传递?墙体占总重的墙体占总重的6060，占总造价的，占总造价的4040。一、一、结构布置方案结构布置方案满足建筑、工艺要求，按重力荷载的主要传递方向分为：满足建筑、工艺要求，按重力荷载的主要传递方

47、向分为：1.1.横墙承重方案横墙承重方案荷载传力路线：荷载传力路线：板板横墙横墙基础（基础（见图见图）适用范围：适用范围：适用于小开间，如宿舍、住宅等。适用于小开间，如宿舍、住宅等。特点特点：横墙间距较小、较密，使房屋的空间刚度大，侧向抗横墙间距较小、较密，使房屋的空间刚度大，侧向抗震、震、抗风能力强；楼盖布置简单、节约钢材和水泥。抗风能力强；楼盖布置简单、节约钢材和水泥。第七章 砖混结构房屋的墙体设计屋面大梁屋面板外纵墙山墙横墙承重纵墙承重纵横墙承重山墙屋面大梁屋面板外纵墙柱内框架承重2.纵墙承重方案 荷载传力路线：荷载传力路线：板板 梁梁 纵墙纵墙 基础（基础（见图见图）适用范围：适用范围

48、：适用于大空间，如单层厂房、食堂等。适用于大空间，如单层厂房、食堂等。特点特点：纵墙可能存在开洞与承载的矛盾，可设置壁柱或构纵墙可能存在开洞与承载的矛盾，可设置壁柱或构 造柱；横墙少，侧向刚度弱；楼屋盖造价较大。造柱；横墙少，侧向刚度弱；楼屋盖造价较大。3.3.纵横墙承重方案纵横墙承重方案荷载传力路线：荷载传力路线：板板 梁梁 纵墙纵墙/横墙横墙 基础（基础（见图见图）适用范围：适用于办公楼、教学楼、实验楼等。适用范围：适用于办公楼、教学楼、实验楼等。特点特点：综合横、纵墙承重的优点，建筑平面布置灵活，空间综合横、纵墙承重的优点，建筑平面布置灵活，空间 刚度较好，但纵墙缺陷仍可能存在。刚度较好

49、，但纵墙缺陷仍可能存在。4.4.内框架承重方案内框架承重方案荷载传力路线：板荷载传力路线：板(次梁次梁)主梁主梁 柱柱/外纵墙外纵墙 基基础础 适用范围：适用于空间较大的房屋，如旅馆、商店等。适用范围：适用于空间较大的房屋，如旅馆、商店等。特点特点：横墙较少，房屋的空间刚度较差。横墙较少，房屋的空间刚度较差。5.5.底部框架结构底部框架结构适用范围：适用范围：适用于建筑功能底部与上部不同的房屋。适用于建筑功能底部与上部不同的房屋。特点特点：底部为钢筋混凝土框架结构，空间较大，抗侧刚底部为钢筋混凝土框架结构，空间较大，抗侧刚 度较差，抗震设计时限两层；上度较差，抗震设计时限两层；上 部为砌体结构

50、，部为砌体结构，抗侧刚度较大。（上刚下柔结构）抗侧刚度较大。（上刚下柔结构）二、砌体结构的静力计算方案目的：确定空间结构的计算模型目的：确定空间结构的计算模型1.1.概述概述均布水平作用的传递均布水平作用的传递（1）不设山墙）不设山墙 墙顶水平位移墙顶水平位移up；平面传力体系：平面传力体系：水平荷载水平荷载 纵墙纵墙 基础基础；空间作用为零，空间作用为零，按平面单元计算，按平面单元计算，计算模型如图所示。计算模型如图所示。a）b）c）d）（2）设山墙墙顶水平位移u2山墙顶水平位移屋面水平梁跨中水平位移；（u2up）纵墙下端嵌于基础，上端支承于屋盖，承受水平荷载并传递给屋盖和基础，墙顶水平位移