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砌体结构-老而未衰的结构体系砌 体 结 构Masonry Structure砌体结构砌体结构砌体结构 由由砖砌体砖砌体、石砌体石砌体或或砌块砌体砌块砌体建造的结构,称为砌体结构建造的结构,称为砌体结构砌体结构埃及金字塔埃及金字塔(公元前(公元前3000年)年)罗马大角斗场罗马大角斗场(公元(公元72-80年)年)砌砌体体结结构构应应用用实实例例中国长城中国长城(公元前(公元前7世纪)世纪)土耳其君士坦丁堡圣索菲亚大教堂土耳其君士坦丁堡圣索菲亚大教堂(砖砌大跨结构,公元(砖砌大跨结构,公元537年)年)砌体结构巴黎圣母院巴黎圣母院(1345年)年)哥特式教堂哥特式教堂砌砌体体结结构构应应用用实实例例砌体结构对社会发展、历史文化传承发挥了巨大的作用砌体结构对社会发展、历史文化传承发挥了巨大的作用河北赵州桥河北赵州桥(公元(公元595-605年)年)最早跨度最大石拱桥最早跨度最大石拱桥河南嵩岳寺塔河南嵩岳寺塔(公元(公元523年)年)最古老密檐式砖塔最古老密檐式砖塔砌体结构国家已明令禁止使用红砖国家已明令禁止使用红砖不让用红砖不代表不建造砌体结构房屋不让用红砖不代表不建造砌体结构房屋新型的砌体材料:混凝土砌块、蒸压灰砂砖等新型的砌体材料:混凝土砌块、蒸压灰砂砖等新型砌体结构形式:配筋砌体结构新型砌体结构形式:配筋砌体结构抗震性能可满足抗震性能可满足讲砌体结构的意义讲砌体结构的意义 砌体结构施楚贤施楚贤湖南大学教授湖南大学教授我国砌体结构理论的我国砌体结构理论的创立者之一创立者之一在砌体抗震等方面做在砌体抗震等方面做出突出贡献出突出贡献砌体结构专家介绍砌体结构专家介绍砌体结构砌体结构专家介绍砌体结构专家介绍唐岱新唐岱新哈工大教授(一级)哈工大教授(一级)黑龙江固特建筑技术黑龙江固特建筑技术开发有限公司技术总开发有限公司技术总顾问顾问发展了配筋砌体结构发展了配筋砌体结构理论,推广了多高层理论,推广了多高层配筋砌体结构配筋砌体结构砌体结构参考教材参考教材基本理论基本理论抗震抗震基本理论基本理论配筋砌体配筋砌体砌体结构 现代砌体结构的特点现代砌体结构的特点由砖、石或各种砌块用砂浆砌筑而成优点:(1)就地取材,造价低;(2)良好的耐火性和耐久性;(3)隔热和保温性能好;(4)受环境和施工条件的影响较小;(5)采用配筋砌体可改善延性和抗震性能。缺点:(1)与钢和混凝土相比,砌体强度较低,结构自重大; 原因:抗压强度低(MU30+M15C7.5)(2)砌筑施工劳动量大;(3)抗拉和抗剪强度较抗压强度更低,无筋砌体抗震性能较差;(4)粘土砖制造耗用大量粘土,影响农业生产,不利于环保。 0-3 现代砌体结构的特点及展望现代砌体结构的特点及展望 砌体结构(2 2)发展高强、轻质、高性能的砌体材料)发展高强、轻质、高性能的砌体材料(1 1)使砌体结构适应可持续发展的要求)使砌体结构适应可持续发展的要求(3 3)采用新技术、新的结构体系和新的设计理论)采用新技术、新的结构体系和新的设计理论毁损耕地、消耗能源的现状,使毁损耕地、消耗能源的现状,使“禁粘禁粘”成为国家的一项基本国策成为国家的一项基本国策推广混凝土小型空心砌块推广混凝土小型空心砌块推广混凝土小型空心砌块推广混凝土小型空心砌块充分利用工业废料和地方材料(火山渣、陶粒、浮石、粉煤灰)充分利用工业废料和地方材料(火山渣、陶粒、浮石、粉煤灰)采用高强、轻质砌块采用高强、轻质砌块采用配套专用高强砌筑砂浆采用配套专用高强砌筑砂浆依据破坏机理和受力性能,建立更完整的现代砌体结构理论依据破坏机理和受力性能,建立更完整的现代砌体结构理论加强对新型配筋砌体结构体系的研究加强对新型配筋砌体结构体系的研究 采用隔振技术减轻地震作用危害采用隔振技术减轻地震作用危害砌体结构的出路:砌体结构的出路:克服缺点创新发展克服缺点创新发展砌体结构过渡型:过渡型:多孔砖、空心砖多孔砖、空心砖 墙材大致可划分为墙材大致可划分为淘汰型淘汰型、过渡型过渡型和和发展型发展型产品,其划分的原则是产品,其划分的原则是依据产品的技术性、政策性、经济性三大要素。依据产品的技术性、政策性、经济性三大要素。多多孔孔砖砖又又称称烧烧结结多多孔孔砖砖,以以黏黏土土、页页岩岩、煤煤矸矸石石或或粉粉煤煤灰灰为为主主要要原原料料,经经焙焙烧烧而而成成的的具具有有竖竖向向孔孔洞洞(25%孔孔洞洞率率35%,孔孔尺尺寸寸小小数数量量多多)。长长度度为为290、240、190mm,宽宽度度为为240、190、180、175、140、115mm,高度为高度为90mm。型号有。型号有KP1、KP2和和KM1三种。三种。一、近代发展的主要砌体材料一、近代发展的主要砌体材料KP1烧结多孔砖烧结多孔砖24011590 mmKP2烧结多孔砖烧结多孔砖15011590 mmKM1烧结空心砖(非承重)烧结空心砖(非承重)空洞率空洞率40%砌体结构发展型:发展型:蒸压制品(承重)蒸压制品(承重)蒸蒸压压粉粉煤煤灰灰砖砖: :以以粉粉煤煤灰灰为为主主要要原原料料,掺掺配配一一定定比比例例的的石石灰灰、石石膏膏或或其其他他碱碱性性激激发发剂剂,再再加加入入一一定定量量的的炉炉渣渣或或水水淬淬矿矿渣渣作作骨骨料料,经经坯坯料料制制备备、压压制制成成型、高压蒸汽养护而成。型、高压蒸汽养护而成。蒸压粉煤灰砖、蒸压灰砂砖蒸压粉煤灰砖、蒸压灰砂砖蒸蒸压压灰灰砂砂砖砖: :以以石石英英砂砂和和石石灰灰为为主主要要原原料料,可可加加入入颜颜料料和和外外加加剂剂,经经坯坯料料制制备、压制成型、经高压蒸汽养护而成。备、压制成型、经高压蒸汽养护而成。砌体结构发展型:发展型:混凝土小型空心砌块(承重)混凝土小型空心砌块(承重)普普 通通混凝土砌块混凝土砌块浮浮 石石混凝土砌块混凝土砌块火山渣火山渣混凝土砌块混凝土砌块煤矸石煤矸石混凝土砌块混凝土砌块砌体结构新型块材的共有特点:母材强度提高,块材开孔新型块材的共有特点:母材强度提高,块材开孔砌体结构砌体结构 新型砌体块材内的孔洞不管是新型砌体块材内的孔洞不管是“人为人为”主主动形成的,还是意外被动造成的,都可视为实体块内动形成的,还是意外被动造成的,都可视为实体块内的缺陷,它们的存在增加了结构的脆性。的缺陷,它们的存在增加了结构的脆性。砌体结构构造柱构造柱圈梁抗倒塌体系圈梁抗倒塌体系 对对于于传传统统的的砖砖砌砌体体结结构构,在在总总结结地地震震震震害害经经验验的的基基础础上上,提提出出此此抗抗倒倒塌塌体体系系,有有效效增增加加了了结结构构的的整整体体性性、延延性性和和抗抗倒倒塌塌能能力力,成成为为无无筋筋砌砌体体结结构构抗抗震震设设计计的的最最主主要要构构造造措措施施,其其不参与结构计算。不参与结构计算。二、现代砌体结构体系二、现代砌体结构体系砌体结构组合墙组合墙约束砌体结构约束砌体结构加加密密构构造造柱柱圈圈梁梁形形成成约约束束砌砌体体,在在砌砌体体墙墙的的边边缘缘都都设设置置钢钢筋筋混混凝凝土土构构造造柱柱,提高砌体的抗压能力和结构延性。提高砌体的抗压能力和结构延性。底层大开间框剪组合墙底层大开间框剪组合墙4层层子结构拟动力试验子结构拟动力试验砌体结构芯柱芯柱圈梁小砌块多层砌体体系圈梁小砌块多层砌体体系节能、节土;节能、节土;墙体易于开裂;墙体易于开裂;二次装修危害大。二次装修危害大。砌体结构三、现代砌体结构应用技术发展的重点三、现代砌体结构应用技术发展的重点工程造价尽可能降低工程造价尽可能降低工程质量更容易保证工程质量更容易保证工程建设周期尽量短工程建设周期尽量短结构具有更高的抵抗偶然荷载作用的能力结构具有更高的抵抗偶然荷载作用的能力具有更好的延性具有更好的延性无筋砌体无筋砌体配筋砌体配筋砌体多层房屋多层房屋高层房屋高层房屋砌体结构平均能源消耗量节省平均能源消耗量节省 54%四、发展前景四、发展前景 砌块体系的优势砌块体系的优势与传统与传统 “秦砖汉瓦秦砖汉瓦”相比相比: 与现浇等体积混凝土相比与现浇等体积混凝土相比: 节水节水10%15%节约水泥节约水泥7%10%节约石材节约石材30%35%节约砂节约砂70%80%减少废气排放量减少废气排放量30%50%砌体结构砌体结构 墙肢截面高度与厚度之比,即肢厚比在墙肢截面高度与厚度之比,即肢厚比在墙肢截面高度与厚度之比,即肢厚比在墙肢截面高度与厚度之比,即肢厚比在5 58 8之间的配之间的配之间的配之间的配 筋砌块砌体剪力墙筋砌块砌体剪力墙筋砌块砌体剪力墙筋砌块砌体剪力墙五、配筋砌块五、配筋砌块短肢短肢砌体剪力墙结构体系砌体剪力墙结构体系砌体结构 建筑标准层平面布置图建筑标准层平面布置图建筑标准层平面布置图建筑标准层平面布置图五、配筋砌块五、配筋砌块短肢短肢砌体剪力墙结构体系砌体剪力墙结构体系砌体结构 结构标准层平面布置图结构标准层平面布置图结构标准层平面布置图结构标准层平面布置图五、配筋砌块五、配筋砌块短肢短肢砌体剪力墙结构体系砌体剪力墙结构体系砌体结构砌体结构砌体结构哈尔滨阿继科技园哈尔滨阿继科技园18层商住楼层商住楼2001 目前国内最高配筋砌体商住楼目前国内最高配筋砌体商住楼上海园南小区上海园南小区18层住宅层住宅1997国内第一栋配筋砌体高层国内第一栋配筋砌体高层砌体结构大庆奥林国际大庆奥林国际120万平米高层住宅万平米高层住宅20062009配筋砌体结构最大的小区配筋砌体结构最大的小区砌体结构砌体结构砌体结构砌体结构砌体结构砌体结构砌体结构砌体结构就在你我身边就在你我身边砌体结构目目 录录第第1 1章章 砌体力学及物理性能砌体力学及物理性能第第2 2章章 砌体结构可靠度设计原理砌体结构可靠度设计原理第第3 3章章 无筋砌体结构构件无筋砌体结构构件第第4 4章章 砌体结构房屋墙体砌体结构房屋墙体第第5 5章章 墙梁、挑梁及过梁墙梁、挑梁及过梁第第6 6章章 配筋砌体结构配筋砌体结构第第7 7章章 砌体结构房屋抗震砌体结构房屋抗震砌体结构第第1章章 砌体力学及物理性能砌体力学及物理性能块块材材烧结普通砖烧结普通砖(240*115*53mm)、烧结多、烧结多孔砖、非烧结硅酸盐砖等孔砖、非烧结硅酸盐砖等强度等级:强度等级:(MU30), MU25, MU20, MU15, MU10混凝土、轻骨料混凝土、粉煤灰小型空混凝土、轻骨料混凝土、粉煤灰小型空心砌块心砌块强度等级:强度等级:MU20, MU15, MU10, MU7.5, MU5.0天然石材(毛石和料石)天然石材(毛石和料石)建筑物基础建筑物基础或挡土墙或挡土墙强度等级:强度等级:MU100, MU80, MU60, MU50, MU40,MU30, MU201-1 1-1 块体块体砌体结构一、块体的种类一、块体的种类1. 烧结普通砖:烧结普通砖:粘土、非粘土(页岩、煤矸石、粉煤灰)粘土、非粘土(页岩、煤矸石、粉煤灰) 24011553标准砖标准砖684块块/立方米立方米2. 烧结多孔砖:烧结多孔砖:粘土、页岩、煤矸石或粉煤灰等为原料粘土、页岩、煤矸石或粉煤灰等为原料 孔洞率孔洞率25% 35% 承承 重重 孔洞率孔洞率40% 非承重非承重 长度、宽度、高度可为长度、宽度、高度可为290mm,240mm, 190mm, 180mm, 175mm,140mm, 115mm,90mm。砌体结构常用的几种烧结多孔砖常用的几种烧结多孔砖(a)KM1型型 (b) KM1型配砖型配砖 (c)KP1型型 (d) KP2型型 (e)(f) KP2型配砖型配砖 大孔空心砖大孔空心砖 砌体结构3. 非烧结硅酸盐砖:非烧结硅酸盐砖: 蒸压蒸压灰砂砖、灰砂砖、蒸压蒸压粉煤灰砖、炉渣砖、矿渣砖粉煤灰砖、炉渣砖、矿渣砖 *不用烧结不用烧结* 不能用于的部位温度长期超过不能用于的部位温度长期超过200(炉壁、烟囱)(炉壁、烟囱) 急冷、急热急冷、急热 有酸性介质侵蚀有酸性介质侵蚀4. 混凝土小型空心砌块:混凝土小型空心砌块: 390190190mm、壁厚、壁厚30mm、空心率、空心率46%50 普通混凝土空心砌块;浮石、火山渣、陶粒轻集料混凝土空心砌块普通混凝土空心砌块;浮石、火山渣、陶粒轻集料混凝土空心砌块 已取消中型砌块需机械吊装已取消中型砌块需机械吊装5. 天然石材:天然石材: 重石材、轻石材重石材、轻石材; 料石、毛石料石、毛石 应无明显风化应无明显风化砌体结构常用混凝土小型空心砌块常用混凝土小型空心砌块 砌体结构常用混凝土小型空心砌块常用混凝土小型空心砌块 砌体结构二、块体的强度等级二、块体的强度等级砌墙砖试验方法砌墙砖试验方法(GB/T 2542-2003 )试样)试样10块,切断、水泥净浆叠块,切断、水泥净浆叠粘成立方体、经养护后试压破坏。粘成立方体、经养护后试压破坏。强度用强度用“MU”表示表示标准差:标准差:烧结普通砖强度等级(烧结普通砖强度等级(GB 51012003),烧结多孔砖强度等级(),烧结多孔砖强度等级(GB135442011)变异系数:变异系数:1)仅用抗压强度指标评定,向国际看齐;)仅用抗压强度指标评定,向国际看齐;2)取消砖)取消砖“MU7.5”,使最低等级加以提高,目的:提高耐久性;,使最低等级加以提高,目的:提高耐久性;3)强调变异系数)强调变异系数;4)多孔砖是用检测整块砖抗压强度来评定强度等级。)多孔砖是用检测整块砖抗压强度来评定强度等级。砌体结构蒸压灰砂砖强度等级(蒸压灰砂砖强度等级(GB 119452012)蒸压粉煤灰砖强度等级(蒸压粉煤灰砖强度等级(JC 2392001)二、块体的强度等级二、块体的强度等级砌体结构 单块受压、按毛面积计算。单块受压、按毛面积计算。 强度等级:强度等级:MU20MU20、MU15MU15、MU10MU10、MU7.5MU7.5和和MU5MU5石材强度等级的换算系数石材强度等级的换算系数砌块抗压强度等级砌块抗压强度等级试件试件200mm立方体立方体70mm立方体立方体强度等级:强度等级:MU100MU100、MU80MU80、MU60MU60、MU50MU50、MU40MU40、MU30MU30、MU20MU20石材抗压强度等级石材抗压强度等级砌体结构 定义:定义:砂浆:由胶凝材料(水泥、石灰、石膏、粘土)、砂子和水组成。砂浆:由胶凝材料(水泥、石灰、石膏、粘土)、砂子和水组成。 砂浆作用:砂浆作用: (1 1)将单个的块体粘结成整体、促使构件应力分布均匀;)将单个的块体粘结成整体、促使构件应力分布均匀; (2 2)填实块体之间的缝隙,提高砌体的保温与隔热、防水、抗冻性能。)填实块体之间的缝隙,提高砌体的保温与隔热、防水、抗冻性能。 对砂浆的性能要求:对砂浆的性能要求: (1 1) 强度;(强度;(2 2) 流动性流动性 ;(;(3 3) 保水性。保水性。 1-2 1-2 砂浆砂浆砌体结构砌体结构配配筋筋方方式式砖砌体、砌块砌体和石砌体。一般配砖砌体、砌块砌体和石砌体。一般配筋率筋率0.07%抗震不利,用于抗震不利,用于少少层或多层建筑层或多层建筑。横向配筋砖砌体,组合砖砌体横向配筋砖砌体,组合砖砌体在砌筑中,上下孔洞对齐,在竖向孔中配在砌筑中,上下孔洞对齐,在竖向孔中配置钢筋、置钢筋、在横肋凹槽中配置水平钢筋并浇在横肋凹槽中配置水平钢筋并浇注灌孔混凝土或在水平灰缝配置水平钢筋注灌孔混凝土或在水平灰缝配置水平钢筋 。1-3 1-3 砌体的分类和应用砌体的分类和应用在砌体构件或结构的某些部位配置一定的在砌体构件或结构的某些部位配置一定的预应力钢筋,通过张拉预应力钢筋使砌体预应力钢筋,通过张拉预应力钢筋使砌体获得预应力。获得预应力。 砌体结构(a a)料石砌体)料石砌体 (b b)毛石砌体)毛石砌体 (c c)毛石混凝土砌体)毛石混凝土砌体 砖的砌筑方式砖的砌筑方式 石砌体的几种类型石砌体的几种类型 砌体结构设置钢筋混凝土设置钢筋混凝土构造柱构造柱构造柱构造柱构造柱构造柱横向配筋砖砌体灰缝中设置钢筋网片钢筋网片钢筋网片钢筋网片钢筋混凝土面层或钢筋砂浆面层 外包式组合砖砌体墙 砖墙两侧设置钢筋混凝土面层或钢筋砂浆面层砌体结构钢筋连接的空腔墙钢筋连接的空腔墙 或或90砌块面层砌块面层砌块孔洞中配筋并灌注混凝土砌块孔洞中配筋并灌注混凝土芯柱芯柱砌体结构一、一、 砌体受压试验研究砌体受压试验研究(a)出现单砖裂缝出现单砖裂缝 (b)形成贯通竖向裂缝形成贯通竖向裂缝 (c)极限状态极限状态房屋的实际破坏阶段房屋的实际破坏阶段短期荷载下的破坏阶段短期荷载下的破坏阶段1)单块块材先开裂)单块块材先开裂2)砌体的抗压强度砌体的抗压强度总是总是低于低于所用所用块材的抗压强度块材的抗压强度1-4 1-4 砌体的力学性能砌体的力学性能1) 单砖裂缝单砖裂缝(0.50.7)Nu2) 贯穿裂缝贯穿裂缝(0.80.9)Nu(加固征兆)(加固征兆)3) 破坏分割为小柱、失稳破坏分割为小柱、失稳砌体结构块材块材砂浆砂浆块材处于块材处于拉拉、压压应力状态应力状态砂浆处于砂浆处于受压受压应力状态应力状态二、单砖在砌体中的受力状态分析二、单砖在砌体中的受力状态分析 在均匀压力作用下,在均匀压力作用下,砌体内的块材并非均匀砌体内的块材并非均匀受压,处于受压,处于弯曲弯曲弯曲弯曲、剪切剪切剪切剪切的共同作用。的共同作用。E砂浆砂浆块材的横向变形块材的横向变形砌体结构F块体与砂浆的强度等级;块体与砂浆的强度等级;三、影响砌体抗压强度的因素三、影响砌体抗压强度的因素F块体的尺寸与形状及其表面的规则与平整程度;块体的尺寸与形状及其表面的规则与平整程度;F施工砌筑质量。施工砌筑质量。F砂浆的流动性、保水性及变形性能(弹性模量);砂浆的流动性、保水性及变形性能(弹性模量);F砌筑质量与灰缝厚度(水平灰缝饱满度砌筑质量与灰缝厚度(水平灰缝饱满度80,厚度,厚度812mm)砂浆的变形性能;砂浆的变形性能;砌体结构fm 砌体轴心抗压强度平均值;砌体轴心抗压强度平均值; f1 、f2 块材和砂浆抗压强度平均值;块材和砂浆抗压强度平均值;k1 与块材类别和砌筑方法有关的系数;与块材类别和砌筑方法有关的系数; k2 砂浆强度影响的修正系数;砂浆强度影响的修正系数; a 与块材高度有关的系数;与块材高度有关的系数;四四、各类、各类砌体抗压强度平均值砌体抗压强度平均值 轴心抗压强度平均值轴心抗压强度平均值轴心抗压强度平均值轴心抗压强度平均值f fmm(N/mm(N/mm(N/mm(N/mm2 2 2 2) ) ) )中各种系数中各种系数中各种系数中各种系数砌砌 体体 种种 类类k1ak2烧结普通砖烧结普通砖,烧结多孔砖烧结多孔砖,蒸压灰砂砖蒸压灰砂砖,蒸压粉煤灰砖蒸压粉煤灰砖0.780.5当当f21时,时,k2=0.6+0.4f2混凝土小型空心砌块混凝土小型空心砌块0.460.9当当f2 = 0时,时,k2=0.8毛毛 料料 石石0.790.5当当f21时,时,k2=0.6+0.4f2毛毛 石石0.220.5当当f210N/mm2时,应乘系数时,应乘系数 1.10.01f2,MU20的砌体应乘系数的砌体应乘系数0.95,且满足,且满足f1f2,f120N/mm2。砌体结构1-5 砌体抗拉、抗弯、抗剪性能砌体抗拉、抗弯、抗剪性能受拉构件的三种破坏情况受拉构件的三种破坏情况砌体受拉、受弯、受剪强度取决于砂浆与块体的粘结强度砌体的粘结强度砌体的粘结强度砌体的粘结强度砌体的粘结强度 水平灰缝水平灰缝水平灰缝水平灰缝的粘结强度:的粘结强度:切向切向切向切向粘结强度和粘结强度和法向法向法向法向粘结强度粘结强度 竖向灰缝竖向灰缝竖向灰缝竖向灰缝的粘结强度:强度较弱,设计中不予考虑。的粘结强度:强度较弱,设计中不予考虑。一、砌体的抗拉性能一、砌体的抗拉性能一、砌体的抗拉性能一、砌体的抗拉性能轴心受拉轴心受拉轴心受拉轴心受拉 沿沿齿缝截面齿缝截面齿缝截面齿缝截面破坏;破坏; 沿沿块体与竖向灰缝截面块体与竖向灰缝截面块体与竖向灰缝截面块体与竖向灰缝截面破坏破坏限制低强度块材的使用,该破坏可避免;限制低强度块材的使用,该破坏可避免; 沿沿通缝通缝通缝通缝的破坏的破坏法向粘结力不宜保证,实际工程不允许应用。法向粘结力不宜保证,实际工程不允许应用。 砌体结构二、砌体的抗弯性能二、砌体的抗弯性能二、砌体的抗弯性能二、砌体的抗弯性能沿沿齿缝截面齿缝截面齿缝截面齿缝截面破坏破坏 (a)沿沿块体与竖向灰缝截面块体与竖向灰缝截面块体与竖向灰缝截面块体与竖向灰缝截面破坏破坏(b),限制低强度块材的使用,该破坏可避免;限制低强度块材的使用,该破坏可避免;沿沿通缝截面通缝截面通缝截面通缝截面破坏破坏(c)砌体结构三、砌体的抗剪性能三、砌体的抗剪性能三、砌体的抗剪性能三、砌体的抗剪性能 沿沿通缝截面通缝截面通缝截面通缝截面破坏破坏沿沿齿缝截面齿缝截面齿缝截面齿缝截面或或阶梯形截面阶梯形截面阶梯形截面阶梯形截面破坏破坏试验表明:一般情况下,不同形式的受剪破坏,其抗剪强度基本相同。试验表明:一般情况下,不同形式的受剪破坏,其抗剪强度基本相同。(a) 沿水平灰缝破坏沿水平灰缝破坏 (b) 沿齿缝破坏沿齿缝破坏 (c) 沿阶梯形缝破坏沿阶梯形缝破坏砌体受剪破坏特征砌体受剪破坏特征 砌体结构轴心抗拉强度弯曲抗拉强度抗剪强度0.1880.1130.075毛毛 石石0.0690.0560.0810.069混凝土小型空心砌混凝土小型空心砌块0.090.090.180.09蒸蒸压灰砂灰砂砖、蒸、蒸压粉煤灰粉煤灰砖0.1250.1250.2500.141烧结普通普通砖、烧结多孔多孔砖沿通沿通缝沿沿齿缝K K5 5K K4 4K K3 3砌体种砌体种类轴心抗拉强度平均值、弯曲抗拉强度平均值和抗剪强度平均值中各种系数轴心抗拉强度平均值、弯曲抗拉强度平均值和抗剪强度平均值中各种系数轴心抗拉强度平均值、弯曲抗拉强度平均值和抗剪强度平均值中各种系数轴心抗拉强度平均值、弯曲抗拉强度平均值和抗剪强度平均值中各种系数 规范规范规范规范对于各类砌体的拉、弯、剪对于各类砌体的拉、弯、剪对于各类砌体的拉、弯、剪对于各类砌体的拉、弯、剪强度平均值强度平均值强度平均值强度平均值采用统一的计算模式采用统一的计算模式采用统一的计算模式采用统一的计算模式砌体结构1-6 1-6 砌体的变形性能砌体的变形性能一、砌体的弹性模量一、砌体的弹性模量一、砌体的弹性模量一、砌体的弹性模量 砌体受压时应力砌体受压时应力-应变呈曲线关系,材料明显呈应变呈曲线关系,材料明显呈弹塑性,应力弹塑性,应力-应变关系可近似按对数规律采用:应变关系可近似按对数规律采用: 工程上工程上实际应用用时取取取取 =0.43=0.43f fmm时的变形模量作为砌体的弹性模量时的变形模量作为砌体的弹性模量时的变形模量作为砌体的弹性模量时的变形模量作为砌体的弹性模量,这样,这样规定是为了比较符合砌体在使用受力状态下的工作性能规定是为了比较符合砌体在使用受力状态下的工作性能 。 砌体的弹性模量受砂浆影响大砌体的弹性模量受砂浆影响大砌体的弹性模量受砂浆影响大砌体的弹性模量受砂浆影响大二、砌体的剪切变形模量二、砌体的剪切变形模量二、砌体的剪切变形模量二、砌体的剪切变形模量砌体的泊松比砌体的泊松比: 砖砌体取砖砌体取=0.15;砌块砌体;砌块砌体=0.3剪变模量:剪变模量: G=0.4E 与砂浆强度和块材品与砂浆强度和块材品种有关的系数种有关的系数 砌体结构 砌体的弹性模量(砌体的弹性模量(砌体的弹性模量(砌体的弹性模量(N/mmN/mm2 2)序序号号砌体种类砌体种类砂浆强度等级砂浆强度等级M10M7.5M5M2.51烧结普通砖、烧结多孔砖烧结普通砖、烧结多孔砖1600f1600f1600f1390f2蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖1060f1060f1060f960f3混凝土小型空心砌块混凝土小型空心砌块1700f1600f1500f 4粗、毛料石、毛石粗、毛料石、毛石73005650400022505细料石、半细料石细料石、半细料石2200017000120006750三、砌体的线膨胀系数和收缩率三、砌体的线膨胀系数和收缩率三、砌体的线膨胀系数和收缩率三、砌体的线膨胀系数和收缩率 温度变化引起砌体的热胀冷缩,当这种变形受到约束时,砌体会产生温度变化引起砌体的热胀冷缩,当这种变形受到约束时,砌体会产生附附附附加内力加内力加内力加内力和和附加变形及裂缝附加变形及裂缝附加变形及裂缝附加变形及裂缝。当需要计算这种附加内力和变形裂缝时,线膨胀。当需要计算这种附加内力和变形裂缝时,线膨胀系数是重要的参数。系数是重要的参数。 砌体中含水率降低时,会产生较大的砌体中含水率降低时,会产生较大的干缩变形干缩变形干缩变形干缩变形,当这种变形受到约束时,当这种变形受到约束时,砌体会产生干燥收缩裂缝。砌体会产生干燥收缩裂缝。砌体结构第第2 2章章 砌体结构的强度计算指标砌体结构的强度计算指标 砌体结构设计规范砌体结构设计规范砌体结构设计规范砌体结构设计规范(GB50003(GB500032001)2001)采用以概率理论为基础的采用以概率理论为基础的采用以概率理论为基础的采用以概率理论为基础的极极极极限状态设计方法限状态设计方法限状态设计方法限状态设计方法,用,用,用,用可靠指标可靠指标可靠指标可靠指标度量结构的可靠度,用度量结构的可靠度,用度量结构的可靠度,用度量结构的可靠度,用分项系数分项系数分项系数分项系数设计表达式设计表达式设计表达式设计表达式进行设计。进行设计。进行设计。进行设计。 对一般的砌体结构属于脆性破坏,当其安全等级为二级时,允许可靠对一般的砌体结构属于脆性破坏,当其安全等级为二级时,允许可靠对一般的砌体结构属于脆性破坏,当其安全等级为二级时,允许可靠对一般的砌体结构属于脆性破坏,当其安全等级为二级时,允许可靠度指标度指标度指标度指标 =3.7=3.7。 砌体结构针对砌体结构自重较大的特点,增加了以自重为砌体结构针对砌体结构自重较大的特点,增加了以自重为砌体结构针对砌体结构自重较大的特点,增加了以自重为砌体结构针对砌体结构自重较大的特点,增加了以自重为主的荷载效应组合计算公式主的荷载效应组合计算公式主的荷载效应组合计算公式主的荷载效应组合计算公式: :2-1 2-1 砌体结构的可靠度砌体结构的可靠度荷载效应组合模式荷载效应组合模式砌体结构由可变荷载控制的组合:可变荷载主要是楼面(屋面)活荷一项;由可变荷载控制的组合:可变荷载主要是楼面(屋面)活荷一项;由可变荷载控制的组合:可变荷载主要是楼面(屋面)活荷一项;由可变荷载控制的组合:可变荷载主要是楼面(屋面)活荷一项;由永久荷载控制的组合:组合系数为由永久荷载控制的组合:组合系数为由永久荷载控制的组合:组合系数为由永久荷载控制的组合:组合系数为0.70.7,则,则,则,则 1.4*0.7=0.981.4*0.7=0.98,可简化为,可简化为,可简化为,可简化为1.01.0。砌体结构注意:注意:规范规范中规定各类砌体强度设计中规定各类砌体强度设计值在一些情况下需要乘以调整系数值在一些情况下需要乘以调整系数砌体强度设计值调整系数砌体强度设计值调整系数使使 用用 情情 况况a有吊车房屋;有吊车房屋;跨度跨度9m的梁下烧结普通砖砌体;的梁下烧结普通砖砌体;跨度跨度7.5m的梁下烧结多孔砖、蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖砌体、的梁下烧结多孔砖、蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖砌体、混凝土和轻骨料混凝土砌块砌体混凝土和轻骨料混凝土砌块砌体0.9截面面积截面面积A(单位:(单位:m2)无筋砌体小于无筋砌体小于0.3 m20.7A配筋砌体小于配筋砌体小于0.2 m20.8A砌筑采用水泥砂浆砌筑采用水泥砂浆砌体抗压强度设计值砌体抗压强度设计值0.9砌体轴心抗拉、弯曲抗拉和砌体轴心抗拉、弯曲抗拉和抗剪强度设计值抗剪强度设计值0.8施工质量控制等级为施工质量控制等级为C级级0.89验算施工中房屋的构件验算施工中房屋的构件1.1砌体结构2-2 2-2 砌体抗压强度设计值砌体抗压强度设计值砌体抗压强度砌体抗压强度砌体抗压强度砌体抗压强度平均值平均值平均值平均值与与与与设计值设计值设计值设计值的关系:的关系:的关系:的关系:取砌体抗压强度变异系数为0.17(毛石除外)砌体材料的分项系数1.6(施工质量为B级时) 为便于设计,根据为便于设计,根据块体和砂浆强度等级块体和砂浆强度等级可直接查表获得砌可直接查表获得砌体的抗压强度设计值体的抗压强度设计值 。对各类砌体拉、弯、剪强度的变异系数为对各类砌体拉、弯、剪强度的变异系数为0.2(毛石砌体为(毛石砌体为0.26) 。2-3 2-3 砌体的轴心抗拉、弯曲抗拉及抗剪强度设计值砌体的轴心抗拉、弯曲抗拉及抗剪强度设计值砌体结构灌孔砌块砌体的灌孔砌块砌体的灌孔砌块砌体的灌孔砌块砌体的抗压强度抗压强度抗压强度抗压强度灌孔砌块砌体的灌孔砌块砌体的抗剪强度抗剪强度灌孔砌块砌体的灌孔砌块砌体的弹性模量弹性模量灌孔混凝土灌孔混凝土灌孔混凝土灌孔混凝土CbCb,具有较大的流动性,坍落度在,具有较大的流动性,坍落度在,具有较大的流动性,坍落度在,具有较大的流动性,坍落度在200200250mm250mm 砌筑砂浆砌筑砂浆砌筑砂浆砌筑砂浆Mb Mb 2-4 2-4 灌孔砌块砌体的抗压强度和抗剪强度设计值灌孔砌块砌体的抗压强度和抗剪强度设计值 砌体结构3-1 受压构件承载力计算受压构件承载力计算一、一、一、一、 偏心受压短柱偏心受压短柱偏心受压短柱偏心受压短柱( ( ( (3)3)矩形截面矩形截面1 1 偏心矩偏心矩 e 对受压构件承载力的影响系数;对受压构件承载力的影响系数; e e 为轴向力偏心距为轴向力偏心距 i i ,I 为截面的回转半径;截面沿偏心方向的惯性矩为截面的回转半径;截面沿偏心方向的惯性矩 h h 为矩形截面在偏心方向的边长为矩形截面在偏心方向的边长 第第3 3章章 无筋砌体受压构件无筋砌体受压构件无筋砌体受压构件无筋砌体受压构件承载力计算承载力计算砌体偏心受压构件的砌体偏心受压构件的1与与e/i关系曲线关系曲线 砌体结构高厚比高厚比33,构件的,构件的纵向弯曲对承载力影响很小,可忽略。纵向弯曲对承载力影响很小,可忽略。砌体短柱受压时应力的变化砌体短柱受压时应力的变化砌体结构二、二、二、二、 偏心受压长柱偏心受压长柱偏心受压长柱偏心受压长柱 当构件的高厚比当构件的高厚比33时,时,纵向弯曲的影响已不可忽视纵向弯曲的影响已不可忽视,需考虑其对承载力的,需考虑其对承载力的影响;影响; 采用了附加偏心距法,即采用了附加偏心距法,即增加由纵向弯曲产生的附加偏心距增加由纵向弯曲产生的附加偏心距增加由纵向弯曲产生的附加偏心距增加由纵向弯曲产生的附加偏心距e e e ei i i i 由边界条件确定附加偏心矩由边界条件确定附加偏心矩e ei i ,即,即为轴心受压构件的为轴心受压构件的纵向弯曲系数纵向弯曲系数砌体结构 为与砂与砂浆强强度等度等级有关的系数:当砂有关的系数:当砂浆强强度等度等级M5时, =0.0015; 为为M2.5时,时, =0.002;当砂浆强度为零时,;当砂浆强度为零时, =0.009。 构件的高厚比,构件的高厚比,为轴心受压构件的纵向弯曲系数为轴心受压构件的纵向弯曲系数 矩形截面矩形截面 随着试件高厚比的增大,轴心受压砌体构件的纵向弯曲现象随着试件高厚比的增大,轴心受压砌体构件的纵向弯曲现象显著,同时块材与砂浆等因素也对纵向弯曲程度产生影响。显著,同时块材与砂浆等因素也对纵向弯曲程度产生影响。 砌体结构受压构件的高厚比:受压构件的高厚比:构件的构件的计算高度计算高度H0与截面在偏心方向的与截面在偏心方向的截面高度截面高度h的比值的比值房屋类别房屋类别柱柱带壁柱墙或周边拉结墙带壁柱墙或周边拉结墙排架方向排架方向垂直排架方垂直排架方向向S2H2H3SHSH有吊车的有吊车的单层房屋单层房屋变截面柱上变截面柱上段段弹性方案弹性方案2.5Hu1.25Hu2.5Hu刚性、刚弹刚性、刚弹性方案性方案2.0Hu1.25Hu2.0Hu变截面柱下段变截面柱下段1.0Hl0.8Hl1.0Hl无吊车的单无吊车的单层和多层房层和多层房屋屋单跨单跨弹性方案弹性方案1.5H1.0H1.5H刚弹性方案刚弹性方案1.2H1.0H1.2H多跨多跨弹性方案弹性方案1.25H1.0H1.25H刚弹性方案刚弹性方案1.10H1.0H1.1H刚性方案刚性方案1.0H1.0H1.0H0.4S +0.2H0.6S受压构件受压构件受压构件受压构件的计算高度的计算高度H H0 0砌体结构 砌体材料类别砌体材料类别烧结普通砖、烧结多孔砖烧结普通砖、烧结多孔砖1.0混凝土及轻骨料砌块混凝土及轻骨料砌块1.1蒸压灰砂砖、粉煤灰砖、细蒸压灰砂砖、粉煤灰砖、细料石、半细料石料石、半细料石1.2粗料石和毛石粗料石和毛石1.5 高厚比高厚比和偏心矩和偏心矩e对受压构件承载力的影响系数;对受压构件承载力的影响系数;计算计算计算计算相当麻烦,因此也可直接查附表相当麻烦,因此也可直接查附表 为了反映不同砌体类型受压性能为了反映不同砌体类型受压性能的差异,计算影响系数的差异,计算影响系数 时,应先对时,应先对构件高厚比构件高厚比乘以修正系数乘以修正系数 y截面重心到轴力所在偏心方向截面边缘的距离截面重心到轴力所在偏心方向截面边缘的距离偏心受压构件的偏心距过大,构件的承载力下降明显偏心受压构件的偏心距过大,构件的承载力下降明显偏心受压构件的偏心距过大,构件的承载力下降明显偏心受压构件的偏心距过大,构件的承载力下降明显; ;偏心距过大可能使截面受拉边出现较大的水平裂缝。偏心距过大可能使截面受拉边出现较大的水平裂缝。偏心距过大可能使截面受拉边出现较大的水平裂缝。偏心距过大可能使截面受拉边出现较大的水平裂缝。 矩形截面矩形截面T T形截面形截面砌体结构3-2 3-2 砌体局部受压计算砌体局部受压计算纵向裂缝发展引起的破坏纵向裂缝发展引起的破坏劈裂破坏劈裂破坏 砌体结构常与钢筋混凝土结构、钢结构组成混合结构,会出现大梁、屋架等的支反力作用在砌体墙、柱截面中的局部面积上局压。 局部面积上的压力加大,可能成为整个结构中的薄弱环节。局压特点:压应力不断扩散; 直接受压的局部范围内,砌体抗压强度比均匀受压时有所提高局部受压平面位置局部受压平面位置应力分布应力分布砌体结构一、砌体局部面积上均匀受压一、砌体局部面积上均匀受压N Nl l局部受压面积上的轴向力设计值;局部受压面积上的轴向力设计值; 砌体局部抗压强度提高系数;砌体局部抗压强度提高系数;A A0 0 影响砌体局部抗压强度的计算面积;影响砌体局部抗压强度的计算面积;Al 砌体局部受压面积;砌体局部受压面积; 只要存在未直接受荷的面积就有力的扩散现象,也就能在不同程度上提高直接受荷部分的砌体强度套箍作用; 为避免发生脆性的劈裂破坏,应限制局部抗压强度提高系数的最大值。砌体结构对于未灌实的混凝土小型空心砌块砌体=1.0 局部荷载位置限值注局部受压(a+c+h)h2.5图 (a)边部局部受压(b+2h)h2.0图 (b)角部局部受压(a+h)h+(b+h1-h)h11.5图 (c)端部局部受压(a+h)h1.25图 (d) 影响局部抗影响局部抗压强强度的度的计算面算面积和强度提高系数限值和强度提高系数限值 局压面积局压面积局压面积局压面积计算面积计算面积计算面积计算面积砌体结构二、梁端有效支承长度二、梁端有效支承长度作用在梁端砌体上的轴向力包括:梁端支承压力作用在梁端砌体上的轴向力包括:梁端支承压力N Nl l和上部轴向力和上部轴向力N N0 0梁端有效支承长度梁端有效支承长度N Nl l作用点距墙内作用点距墙内表面表面0.40.4a a0 0砌体结构上部荷载对局压影响上部荷载对局压影响 三、梁端砌体局部受压三、梁端砌体局部受压 当有上部荷载时(例如多层砖房楼盖梁支承处),梁当有上部荷载时(例如多层砖房楼盖梁支承处),梁端底面处不但有梁上传来局压荷载产生的局压应力,而且端底面处不但有梁上传来局压荷载产生的局压应力,而且还有上部墙体传来的竖向压应力。但试验表明,砌体局压还有上部墙体传来的竖向压应力。但试验表明,砌体局压破坏时这两种应力并不是简单的叠加。当梁上荷载增加时、破坏时这两种应力并不是简单的叠加。当梁上荷载增加时、由于梁端底部砌体局部变形增大,砌体内部产生应力重分由于梁端底部砌体局部变形增大,砌体内部产生应力重分布,使梁端顶面附近砌体由于上部荷载产生的应力逐渐减布,使梁端顶面附近砌体由于上部荷载产生的应力逐渐减小,墙体逐渐以内拱作用传递荷载。小,墙体逐渐以内拱作用传递荷载。 上部墙体传来的荷载,一部上部墙体传来的荷载,一部分压于梁尾端形成一定的约束,分压于梁尾端形成一定的约束,另一部分通过墙体的悬臂作用卸另一部分通过墙体的悬臂作用卸掉了。掉了。 悬臂卸荷悬臂卸荷 砌体结构 上部荷载的折减系数,当上部荷载的折减系数,当A0/Al3时,取时,取 =0 N0局部受压面积内的上部轴向力设计值;局部受压面积内的上部轴向力设计值;Nl梁端荷载设计值产生的支座压力;梁端荷载设计值产生的支座压力;s s0上部荷载设计值产生的平均压应力;上部荷载设计值产生的平均压应力;h h 梁端底面受压应力图形的完整性系数,一般可取梁端底面受压应力图形的完整性系数,一般可取h h=0.7;对于过梁和墙梁可取;对于过梁和墙梁可取h h=l.0。Al梁端支承处局部受压面积;梁端支承处局部受压面积;A0影响砌体局部抗压强度的计算面积;影响砌体局部抗压强度的计算面积;a0梁端有效支承长度梁端有效支承长度(mm) (mm) ,a0a, , a 梁端实际支承长度梁端实际支承长度(mm)(mm) ;hc、b 梁的截面高度和截面宽度梁的截面高度和截面宽度(mm)(mm);f 砌体抗压强度设计值砌体抗压强度设计值(N/mm(N/mm2 2) )由于砌体的内拱卸荷作用,由于砌体的内拱卸荷作用,A0/Al3.03.0时,可以不考虑上部荷载的作用时,可以不考虑上部荷载的作用砌体结构刚性垫块的作用刚性垫块的作用:增大砌体的局压面积:增大砌体的局压面积垫块种类垫块种类:预制、现浇;:预制、现浇;刚性垫块的构造要求刚性垫块的构造要求: 高度高度t tb b不宜小于不宜小于180mm180mm 挑出梁边的长度不宜大于垫块高度挑出梁边的长度不宜大于垫块高度t tb b 带壁柱墙垫块伸入翼墙内的长度不应小于带壁柱墙垫块伸入翼墙内的长度不应小于120mm120mm;四、刚性垫块时的砌体局部受压四、刚性垫块时的砌体局部受压ab垫块伸入墙内的长度垫块伸入墙内的长度bb垫块的宽度垫块的宽度a0刚性垫块上表面梁端有效长度刚性垫块上表面梁端有效长度1刚性垫块影响系数;刚性垫块影响系数;剖面剖面剖面剖面平面平面平面平面梁高梁高梁高梁高梁宽梁宽梁宽梁宽梁端有效支承长度:梁端有效支承长度:壁柱壁柱壁柱壁柱 0 0/ / / /f f00.20.40.60.8 15.45.76.06.97.8砌体结构N N0 0垫块面积垫块面积Ab内上部轴向力设计值,内上部轴向力设计值,N0=0Ab;Nl垫块上压力设计值;垫块上压力设计值;垫块上垫块上N0及及Nl合力的影响系数,应取合力的影响系数,应取3.0时时值值 ;1垫块外砌体面积的有利影响系数,垫块外砌体面积的有利影响系数,1应取为应取为0.8,但不小于,但不小于1.0。 为砌体局部抗压强度提高系数,以为砌体局部抗压强度提高系数,以Ab替代替代Al计算;计算;Ab垫块面积;垫块面积;A0计算面积,在带壁柱墙的壁柱上设置刚性垫块时,计算面积计算面积,在带壁柱墙的壁柱上设置刚性垫块时,计算面积A0应取壁柱应取壁柱 面积,不应计入墙体翼缘面积;面积,不应计入墙体翼缘面积; 忽略砌体内拱卸荷作用的有利影响。忽略砌体内拱卸荷作用的有利影响。 考虑了荷载偏心距对砌体承载力的影响;考虑了荷载偏心距对砌体承载力的影响;刚性垫块下的砌体局部受压验算公式:刚性垫块下的砌体局部受压验算公式:梁与梁垫整浇梁与梁垫整浇砌体结构垫梁作用:扩散梁端的集中力垫梁作用:扩散梁端的集中力垫梁下的压应力分布形态:分布长度垫梁下的压应力分布形态:分布长度 S=hS=h0 0 范围内范围内(h(h0 0为垫梁的折算高度为垫梁的折算高度),),柔性垫梁下的压应力分布形态可近似视为三角形分布。柔性垫梁下的压应力分布形态可近似视为三角形分布。五、柔性垫梁下体局部受压五、柔性垫梁下体局部受压圈梁圈梁圈梁圈梁砌体墙砌体墙砌体结构式中,式中,N0 垫梁上部轴向力设计值垫梁上部轴向力设计值2当荷载在墙厚上均匀分布时当荷载在墙厚上均匀分布时2取取1.0, 不均匀时不均匀时2取取0.8;bb 垫梁在墙厚方向的宽度垫梁在墙厚方向的宽度(mm);0上部荷载设计值产生的平均压应力;上部荷载设计值产生的平均压应力;h0 垫梁折算高度垫梁折算高度(mm)Eb、Ib分别为垫梁的弹性模量和截面惯性矩;分别为垫梁的弹性模量和截面惯性矩;hb垫梁高度垫梁高度(mm);E 砌体弹性模量;砌体弹性模量;h 墙厚墙厚(mm)应考虑应考虑N Nl l在墙厚上不均匀分布的在墙厚上不均匀分布的压应力影响,为此,引入垫梁底压应力影响,为此,引入垫梁底面压应力分布系数面压应力分布系数2 2局压应力三维分布局压应力三维分布 砌体结构3-3 3-3 砌体受拉、受弯、受剪承载力计算砌体受拉、受弯、受剪承载力计算一、轴心受拉构件一、轴心受拉构件 二、受弯构件二、受弯构件 1 1、受弯构件的承载力、受弯构件的承载力抗弯承载力抗弯承载力计算:计算: 2 2、受弯构件的、受弯构件的抗剪剪承载力抗剪剪承载力计算:计算: 式中:式中:式中:式中: f ft t 砌体的轴心抗拉强度设计值,按附表砌体的轴心抗拉强度设计值,按附表砌体的轴心抗拉强度设计值,按附表砌体的轴心抗拉强度设计值,按附表17-717-717-717-7采用采用采用采用 f ftmtm 砌体的弯曲抗拉强度设计值,应按附表砌体的弯曲抗拉强度设计值,应按附表砌体的弯曲抗拉强度设计值,应按附表砌体的弯曲抗拉强度设计值,应按附表17-717-7中的较小值采用。中的较小值采用。中的较小值采用。中的较小值采用。 WW 截面抵抗矩截面抵抗矩截面抵抗矩截面抵抗矩 f fv v 砌体的抗剪强度设计值,应按附表砌体的抗剪强度设计值,应按附表砌体的抗剪强度设计值,应按附表砌体的抗剪强度设计值,应按附表17-717-7采用;采用;采用;采用; b b 截面宽度;截面宽度;截面宽度;截面宽度; Z Z 内力臂,当截面为矩形时取内力臂,当截面为矩形时取内力臂,当截面为矩形时取内力臂,当截面为矩形时取Z Z等于等于等于等于2h/32h/3; I I 截面惯性矩;截面惯性矩;截面惯性矩;截面惯性矩; S S 截面面积矩;截面面积矩;截面面积矩;截面面积矩; h h 截面高度。截面高度。截面高度。截面高度。砌体结构三、三、受剪受剪构件构件 F纯剪情况很少,一般处于有竖向荷载作用下的剪压复合受力状态;纯剪情况很少,一般处于有竖向荷载作用下的剪压复合受力状态;F剪摩理论剪摩理论:认为砌体复合受力的抗剪强度是:认为砌体复合受力的抗剪强度是砌体的粘结强度砌体的粘结强度与与法向压力产法向压力产生的摩阻力生的摩阻力之和,即之和,即 式中:式中:式中:式中: A A 构件水平截面面积。当有孔洞时,取砌体净截面面积;构件水平截面面积。当有孔洞时,取砌体净截面面积;构件水平截面面积。当有孔洞时,取砌体净截面面积;构件水平截面面积。当有孔洞时,取砌体净截面面积; f fv v 砌体的抗剪强度设计值,对灌孔的混凝土砌块砌体取砌体的抗剪强度设计值,对灌孔的混凝土砌块砌体取砌体的抗剪强度设计值,对灌孔的混凝土砌块砌体取砌体的抗剪强度设计值,对灌孔的混凝土砌块砌体取f fvgvg;a a修正系数,当修正系数,当修正系数,当修正系数,当 GG= 1.2 = 1.2 时,对砖砌体取时,对砖砌体取时,对砖砌体取时,对砖砌体取0.600.60,对混凝土砌块砌体取,对混凝土砌块砌体取,对混凝土砌块砌体取,对混凝土砌块砌体取0.640.64; 当当当当 GG= 1.35= 1.35时,时,时,时,对对对对砖砌体取砖砌体取砖砌体取砖砌体取0.640.64,对对对对混凝土砌块砌体取混凝土砌块砌体取混凝土砌块砌体取混凝土砌块砌体取0.660.66; 0 0永久荷载标准值产生的水平截面平均压应力;永久荷载标准值产生的水平截面平均压应力;永久荷载标准值产生的水平截面平均压应力;永久荷载标准值产生的水平截面平均压应力; 剪压复合受力影响系数。剪压复合受力影响系数。剪压复合受力影响系数。剪压复合受力影响系数。砌体结构(1)(1) 横墙横墙承重方案承重方案(2)(2) 纵墙纵墙承重方案承重方案(3)(3) 纵横墙混合纵横墙混合承重方案承重方案(4)(4) 内框架内框架承重方案承重方案(5)(5) 底部框架上部混合结构底部框架上部混合结构的承重方案的承重方案“混合结构混合结构”房屋定义:房屋定义: 墙体、柱等竖向结构构件采用砌体材料,而楼盖、屋盖等墙体、柱等竖向结构构件采用砌体材料,而楼盖、屋盖等水平结构构件采用钢筋混凝土或木材,这种房屋称为混合结构。水平结构构件采用钢筋混凝土或木材,这种房屋称为混合结构。 4-2 4-2 混合结构房屋的结构布置混合结构房屋的结构布置混合结构房屋的结构布置混合结构房屋的结构布置第第4 4章章 混合结构房屋的墙、柱设计混合结构房屋的墙、柱设计 4-1 4-1 概述概述概述概述砌体结构1、横墙承重体系、横墙承重体系竖向荷载传力路线:竖向荷载传力路线:竖向荷载传力路线:竖向荷载传力路线:屋(楼)面荷载屋(楼)面荷载 横墙横墙 基础基础 地基地基横墙承重体系特点:横墙承重体系特点:横墙承重体系特点:横墙承重体系特点: 横墙为承重墙,间距较小(横墙为承重墙,间距较小(3 34.5m4.5m),),结构整体性好结构整体性好,空间刚度大,空间刚度大,有利于抵抗水平作用和调整地基的不均匀沉降。有利于抵抗水平作用和调整地基的不均匀沉降。 纵墙作为围护、纵墙作为围护、立面处理立面处理比比较灵活较灵活,且可保证横墙的侧向稳定。,且可保证横墙的侧向稳定。 楼板的材料用量较少,但楼板的材料用量较少,但墙体的用料较多墙体的用料较多 ; 因横樯间距小,因横樯间距小,适用于宿舍、住宅、旅馆等居住建筑等。适用于宿舍、住宅、旅馆等居住建筑等。砌体结构竖向荷载传力路线:竖向荷载传力路线:竖向荷载传力路线:竖向荷载传力路线:屋(楼)面荷载屋(楼)面荷载 屋(楼)面粱屋(楼)面粱 纵墙纵墙 基础基础 地基地基纵墙承重体系特点:纵墙承重体系特点:纵墙承重体系特点:纵墙承重体系特点:纵墙为承重墙,横墙数量相对较少,承重墙间距一般较大,房屋的空间刚度纵墙为承重墙,横墙数量相对较少,承重墙间距一般较大,房屋的空间刚度比横墙承重体系小;纵墙上门窗洞口的大小和位置受到限制;比横墙承重体系小;纵墙上门窗洞口的大小和位置受到限制;房屋的划分比较灵活;房屋的划分比较灵活;墙体的材料用量较少;墙体的材料用量较少;适用于教学楼、图书馆、食堂、俱乐部、中小型工业厂房等单层和多层空旷适用于教学楼、图书馆、食堂、俱乐部、中小型工业厂房等单层和多层空旷房屋。房屋。 2、纵墙承重体系、纵墙承重体系砌体结构竖向荷载传力路线:竖向荷载传力路线:竖向荷载传力路线:竖向荷载传力路线:屋(楼)面荷载屋(楼)面荷载 纵墙纵墙 基础基础 地基地基 横墙横墙 纵横墙承重体系特点:纵横墙承重体系特点:纵横墙承重体系特点:纵横墙承重体系特点:兼有横墙和纵横墙承重体系的特点,房屋平面布置比较灵活,空间刚度较好。兼有横墙和纵横墙承重体系的特点,房屋平面布置比较灵活,空间刚度较好。 适用于住宅、教学楼、办公楼及医院等建筑。适用于住宅、教学楼、办公楼及医院等建筑。3、纵横墙承重体系、纵横墙承重体系砌体结构竖向荷载传力路线:竖向荷载传力路线:竖向荷载传力路线:竖向荷载传力路线:屋(楼)面屋(楼)面荷载荷载 (梁梁)外墙外墙 基基础础地基地基 梁梁框架柱框架柱 内框架承重体系特点:内框架承重体系特点:内框架承重体系特点:内框架承重体系特点:1.1.室内空间较大,梁的跨度并不相应增大;室内空间较大,梁的跨度并不相应增大;2.2.由于横墙少,房屋的空间刚度和整体性较差;由于横墙少,房屋的空间刚度和整体性较差;3.3.由于钢筋混凝土柱和砖墙的压缩性能不同,结构易产生不均匀竖向变形。由于钢筋混凝土柱和砖墙的压缩性能不同,结构易产生不均匀竖向变形。4、多排柱内框架承重体系、多排柱内框架承重体系钢筋混凝土柱钢筋混凝土柱砌体结构5、底层框架承重体系、底层框架承重体系竖向荷载传力路线:竖向荷载传力路线:竖向荷载传力路线:竖向荷载传力路线:屋(楼)面荷载屋(楼)面荷载 上层墙体上层墙体 墙墙梁梁 框架柱框架柱 基础基础 地基地基墙梁:由托梁和其上部一定计算高度墙梁:由托梁和其上部一定计算高度墙梁:由托梁和其上部一定计算高度墙梁:由托梁和其上部一定计算高度范围内的墙体所组成的组合结构称为范围内的墙体所组成的组合结构称为范围内的墙体所组成的组合结构称为范围内的墙体所组成的组合结构称为墙梁墙梁墙梁墙梁底层框架承重体系特点:底层框架承重体系特点:底层框架承重体系特点:底层框架承重体系特点:底层使用空间较大;底层使用空间较大;由于底层墙体较少,沿房屋高度方由于底层墙体较少,沿房屋高度方向,结构空间刚度将发生变化;向,结构空间刚度将发生变化;适用于上部住宅,底层商店或车库适用于上部住宅,底层商店或车库类房屋。类房屋。砌体结构无山墙结构:无山墙结构:屋盖结构比拟为屋盖结构比拟为横梁横梁;计算单元墙比拟为计算单元墙比拟为排架柱排架柱;基础看作柱的固定端,屋基础看作柱的固定端,屋盖结构和墙的连接视为铰接;盖结构和墙的连接视为铰接; 无山墙结构无山墙结构无山墙结构无山墙结构的计算的计算的计算的计算单元受力状态为单元受力状态为单元受力状态为单元受力状态为平面排平面排平面排平面排架架架架。 砌体结构为复杂的砌体结构为复杂的砌体结构为复杂的砌体结构为复杂的空间结构体系空间结构体系空间结构体系空间结构体系,为分析,为分析,为分析,为分析其墙柱的内力,需确定其墙柱的内力,需确定其墙柱的内力,需确定其墙柱的内力,需确定合理简便的计算方案。合理简便的计算方案。合理简便的计算方案。合理简便的计算方案。无山墙无山墙 4-3 4-3 混合结构房屋按空间刚度的分类混合结构房屋按空间刚度的分类混合结构房屋按空间刚度的分类混合结构房屋按空间刚度的分类砌体结构将楼(屋)盖视作支承在山(横)墙上的大梁。将楼(屋)盖视作支承在山(横)墙上的大梁。根据横墙和楼(屋)盖对计算单元约束程度,将砌体结根据横墙和楼(屋)盖对计算单元约束程度,将砌体结构静力计算方案分为构静力计算方案分为刚性刚性、刚弹性刚弹性和和弹性弹性计算方案。计算方案。有山墙有山墙刚性方案:刚性方案:刚弹性方案:刚弹性方案:弹性方案弹性方案: + + 山墙的侧移山墙的侧移山墙的侧移山墙的侧移 楼(屋)盖大梁的最大水平位移楼(屋)盖大梁的最大水平位移楼(屋)盖大梁的最大水平位移楼(屋)盖大梁的最大水平位移砌体结构表表4-2 房屋静力计算方案的确定房屋静力计算方案的确定屋盖或楼盖类别屋盖或楼盖类别刚性刚性方案方案刚弹性刚弹性方案方案弹性弹性方案方案1 1整体式、装配整体和装配式无檩体系钢筋混凝土屋盖或钢筋整体式、装配整体和装配式无檩体系钢筋混凝土屋盖或钢筋混凝土楼盖混凝土楼盖s3s72s722 2装配式有檩体系钢筋混凝土屋盖、轻钢屋盖和有密铺望板的装配式有檩体系钢筋混凝土屋盖、轻钢屋盖和有密铺望板的木屋盖或木楼盖木屋盖或木楼盖s2s48s483 3冷摊瓦木屋盖和石棉水泥瓦轻钢屋盖冷摊瓦木屋盖和石棉水泥瓦轻钢屋盖s1s36s36S S为房屋横墙间距,其长度单位为为房屋横墙间距,其长度单位为m m;对无山墙或伸缩缝处无横墙的房屋,应按弹性方案考;对无山墙或伸缩缝处无横墙的房屋,应按弹性方案考虑。虑。房屋的静力计算方案房屋的静力计算方案为保证横墙具有足够抗侧刚度,为保证横墙具有足够抗侧刚度,为保证横墙具有足够抗侧刚度,为保证横墙具有足够抗侧刚度,刚性刚性刚性刚性和和和和刚弹性刚弹性刚弹性刚弹性方案的房屋方案的房屋方案的房屋方案的房屋横墙横墙横墙横墙应同时符合下列条件:应同时符合下列条件:应同时符合下列条件:应同时符合下列条件: 横墙中开有洞口时,洞口的水平截面面积不应超过横墙截面面积的横墙中开有洞口时,洞口的水平截面面积不应超过横墙截面面积的50%50%; 横墙的厚度不宜小于横墙的厚度不宜小于180mm180mm; 单层房层的横墙长度不宜小于其高度,多层房屋的横墙长度不宜小于横墙总高度单层房层的横墙长度不宜小于其高度,多层房屋的横墙长度不宜小于横墙总高度的一半。的一半。 当横墙不能同时符合上述要求时,应对横墙的刚度进行验算。要求横墙保证墙顶当横墙不能同时符合上述要求时,应对横墙的刚度进行验算。要求横墙保证墙顶最大水平位移最大水平位移 平面传力:平面传力:水平荷载水平荷载 外纵墙外纵墙 基础基础 地基地基空间传力:空间传力:水平荷载水平荷载 外纵墙外纵墙 基础基础 地基地基 屋盖屋盖 山墙(横墙)山墙(横墙) 山墙或横墙基础山墙或横墙基础 地地基基砌体结构一、一、竖向荷载作用下承重竖向荷载作用下承重纵墙纵墙的计算的计算外墙计算单元及计算简图外墙计算单元及计算简图墙体在每层高度范围内墙体在每层高度范围内为为两端铰支两端铰支的竖向构件的竖向构件 墙体被削弱,墙体被削弱,偏于安全偏于安全铰接铰接轴力比弯矩大的多轴力比弯矩大的多铰接处理铰接处理4 44 4 砌体房屋墙、柱设计算砌体房屋墙、柱设计算砌体结构N Nl l 本层楼盖传来的永久荷载及可本层楼盖传来的永久荷载及可变荷载;变荷载; N Nl l 至墙内皮的距离等于至墙内皮的距离等于至墙内皮的距离等于至墙内皮的距离等于0.4a0.4a0 0N Nu u 以上各层楼板、屋盖传来的以上各层楼板、屋盖传来的永久荷载(包括自重)及可变荷载,永久荷载(包括自重)及可变荷载,N Nu u 作用于上层墙截面的重心;作用于上层墙截面的重心;作用于上层墙截面的重心;作用于上层墙截面的重心;最不利截面位置:最不利截面位置:最不利截面位置:最不利截面位置: 楼盖大梁底面楼盖大梁底面- ; 窗口上端窗口上端- ; 窗台窗台- ; 下层楼盖大梁底面下层楼盖大梁底面 -截面面积偏于安全均以截面面积偏于安全均以窗间墙窗间墙窗间墙窗间墙计算计算。截面承载力计算截面承载力计算截面承载力计算截面承载力计算:求出最不利截面的求出最不利截面的竖向力竖向力N和竖向力和竖向力偏心距偏心距e之后就可按受压构件承载力公式之后就可按受压构件承载力公式计算计算 剖面图剖面图砌体结构 刚性方案多层房屋的外墙同时符刚性方案多层房屋的外墙同时符合下列要求时,合下列要求时,可不考虑水平风荷可不考虑水平风荷载的影响,仅按竖向荷载计算载的影响,仅按竖向荷载计算: 洞口水平截面积不超过全截面洞口水平截面积不超过全截面面积的面积的2/32/3; 层高和总高不超过下表规定;层高和总高不超过下表规定; 屋面自重不小于屋面自重不小于0.8kN/m0.8kN/m2 2。基本风压基本风压值(值(kN/m2)层高层高(m)总高总高(m)0.44.0280.54.0240.64.0180.73.518第第i i层纵墙跨中及支座的最大弯矩为:层纵墙跨中及支座的最大弯矩为: 式中:式中:H H 楼层高度;楼层高度; q q 沿竖直方向每单位长度风荷载值。沿竖直方向每单位长度风荷载值。二、二、 刚性方案多层房屋刚性方案多层房屋外墙外墙在在水平荷载水平荷载作用下的计算作用下的计算 风荷载作用下产生的弯矩应与竖向荷载作用下的弯矩进行组合,风荷载取正风风荷载作用下产生的弯矩应与竖向荷载作用下的弯矩进行组合,风荷载取正风压(压力)还是取负风压(吸力),应以组合后弯矩的代数和增大为原则来决定。压(压力)还是取负风压(吸力),应以组合后弯矩的代数和增大为原则来决定。砌体结构三、三、竖向荷载作用下承重竖向荷载作用下承重横墙横墙的计算的计算取宽度为取宽度为1m1m的横墙作为的横墙作为计算单元计算单元;每层横墙视为每层横墙视为两端铰支两端铰支的竖向构件;的竖向构件;刚性方案中各层横墙可按刚性方案中各层横墙可按轴心受压构件轴心受压构件计算(因轴力大,偏心弯矩小)计算(因轴力大,偏心弯矩小)。山(横)墙计算单元及计算简图山(横)墙计算单元及计算简图砌体结构一、墙柱的允许高厚比一、墙柱的允许高厚比高厚比验算目的:高厚比验算目的: 保证墙柱构件在施工阶段和使用期间保证墙柱构件在施工阶段和使用期间稳定性稳定性;(防止施工偏差、施工阶段和使用期间的偶然撞击和振动使墙柱丧失稳定)(防止施工偏差、施工阶段和使用期间的偶然撞击和振动使墙柱丧失稳定) 为墙、柱承载力计算确定计算参数;为墙、柱承载力计算确定计算参数;4-5 4-5 砌体房屋的构造措施砌体房屋的构造措施 高厚比:高厚比:高厚比:高厚比: 指构件的计算高度指构件的计算高度H0与在偏心方向的截面高度与在偏心方向的截面高度h的比值:的比值:砌体结构式中:式中:b b墙柱的允许高厚比,按表取值;墙柱的允许高厚比,按表取值;1自承重墙允许高厚比的修正系数;自承重墙允许高厚比的修正系数;当墙厚当墙厚h=240mm时,时, 1 =1.2 =1.2;h h=90mm=90mm时,时,时,时, 1 =1.5 =1.5;240mm240mmh h90mm90mm, 1 =1.2 =1.21.51.5的插值。的插值。的插值。的插值。 2有门窗洞口墙允许高厚比的修正系数;有门窗洞口墙允许高厚比的修正系数; bs宽度宽度S范围内的门窗洞口宽度;范围内的门窗洞口宽度; S 相邻窗间墙或壁柱间的距离。相邻窗间墙或壁柱间的距离。 影响墙、柱允许高厚比影响墙、柱允许高厚比 b b 的因素:的因素: 砂浆强度;砂浆强度;影响砌体弹性模量影响砌体弹性模量 砌体截面形式;砌体截面形式;影响惯性矩影响惯性矩 横墙间距;横墙间距; 支承条件;支承条件;由计算方案决定由计算方案决定 房屋构件重要性。房屋构件重要性。砂浆强度砂浆强度等级等级柱柱墙墙M7.52617M5.02416M2.52215墙、柱允许高厚比墙、柱允许高厚比b b墙、柱高厚比的验算公式:墙、柱高厚比的验算公式:砌体结构式中:式中:系数。对细料石、半细料石砌体,系数。对细料石、半细料石砌体, =0;对混凝土砌块、粗料石、毛料;对混凝土砌块、粗料石、毛料石及毛石砌体,石及毛石砌体, =1.0;其它砌体,;其它砌体, =1.5; bc 构造柱沿墙长方向的宽度;构造柱沿墙长方向的宽度; l 构造柱的间距。构造柱的间距。 设置设置构造柱构造柱墙的高厚比验算:墙的高厚比验算: 为考虑设置构造柱后的有利作用,可将墙的允许高厚比为考虑设置构造柱后的有利作用,可将墙的允许高厚比 乘以提高系数乘以提高系数c c 当当bc/l0.25时时,取取bc/l0.25;当当bc/l0.05时,取时,取bc/l=0 考虑构造柱有利作用的高厚比验算考虑构造柱有利作用的高厚比验算不适用于施工阶段验算不适用于施工阶段验算施工阶段是先砌墙后浇柱。施工阶段是先砌墙后浇柱。 设有钢筋混凝土圈梁的带构造柱墙(或带壁柱),当设有钢筋混凝土圈梁的带构造柱墙(或带壁柱),当b/s1/30时(时(b b为圈梁为圈梁宽度,宽度,s s为构造柱间距或壁柱间距),圈梁可以作为墙的不动铰支点(因为圈梁为构造柱间距或壁柱间距),圈梁可以作为墙的不动铰支点(因为圈梁水平方向刚度较大,能够限制壁柱间或构造柱间墙体的侧向变形),以降低墙水平方向刚度较大,能够限制壁柱间或构造柱间墙体的侧向变形),以降低墙体高度。体高度。 砌体结构1、平屋顶下外墙的水平裂缝与包角裂缝、平屋顶下外墙的水平裂缝与包角裂缝主要原因:顶板保温隔热层失效,温度变化,对砌体墙产生推力主要原因:顶板保温隔热层失效,温度变化,对砌体墙产生推力 二、防止和减轻墙体开裂的主要措施二、防止和减轻墙体开裂的主要措施砌体抗拉强度低,抗裂性能差,易产生裂缝。砌体抗拉强度低,抗裂性能差,易产生裂缝。砌体抗拉强度低,抗裂性能差,易产生裂缝。砌体抗拉强度低,抗裂性能差,易产生裂缝。墙体开裂墙体开裂原因原因:荷载作用荷载作用、收缩与温度变形收缩与温度变形、基础的不均匀沉降基础的不均匀沉降 混凝土线膨胀系数为混凝土线膨胀系数为1.0105/; 砖砌体砖砌体 0.5105/; 收缩与温度变形引起的典型裂缝:收缩与温度变形引起的典型裂缝:收缩与温度变形引起的典型裂缝:收缩与温度变形引起的典型裂缝:砌体结构3、房屋错层处墙体的局部垂直裂缝(收缩和降温引起)、房屋错层处墙体的局部垂直裂缝(收缩和降温引起)4、房屋的长度过长引起墙体开房屋的长度过长引起墙体开裂裂 2、内外纵、横墙的八字裂缝、内外纵、横墙的八字裂缝 主要原因:屋顶板沿长度方向伸长量比砌体墙大,内纵墙裂缝比外纵墙主要原因:屋顶板沿长度方向伸长量比砌体墙大,内纵墙裂缝比外纵墙明显。明显。砌体结构防止由于防止由于收缩和温度变形收缩和温度变形引起墙体开裂采取下列措施:引起墙体开裂采取下列措施:(1 1)设置温度设置温度伸缩缝伸缩缝伸缩缝伸缩缝;将过长的房屋用温度将过长的房屋用温度缝分隔成几个独立的单元,使每个单元因收缩和缝分隔成几个独立的单元,使每个单元因收缩和温度变化而产生的拉应力小于抗拉强度温度变化而产生的拉应力小于抗拉强度(2 2)顶层宜设置圈梁;顶层宜设置圈梁;(3 3)有效保温层、隔热层;有效保温层、隔热层;(4 4)保温隔热层、刚性面层、砂浆找平层应设置保温隔热层、刚性面层、砂浆找平层应设置分隔缝;分隔缝;(5 5)顶屋及女儿墙砂浆强度等级不低于顶屋及女儿墙砂浆强度等级不低于M5M5;(6 6)房屋顶层端部墙体内适当增设构造柱;房屋顶层端部墙体内适当增设构造柱;(7 7)非烧结硅酸盐砖、砌块严格控制出厂时间,非烧结硅酸盐砖、砌块严格控制出厂时间,避免现场雨淋;避免现场雨淋;(8 8)屋面板设置水平滑动层;屋面板设置水平滑动层;原则:降低温度与干缩的大小及其对砌体的影响(原则:降低温度与干缩的大小及其对砌体的影响(原则:降低温度与干缩的大小及其对砌体的影响(原则:降低温度与干缩的大小及其对砌体的影响(防、放防、放防、放防、放);增强);增强);增强);增强墙体抵抗能力(墙体抵抗能力(墙体抵抗能力(墙体抵抗能力(抗抗抗抗)。)。)。)。砌体结构 砌体房屋温度伸缩缝的间距(砌体房屋温度伸缩缝的间距(砌体房屋温度伸缩缝的间距(砌体房屋温度伸缩缝的间距(m m m m) 屋屋 盖盖 或或 楼楼 盖盖 类类 别别间距间距(m)(m)整体式或装配整体式钢筋混凝土结构整体式或装配整体式钢筋混凝土结构有保温层或隔热层的屋盖、楼盖有保温层或隔热层的屋盖、楼盖5050无保温层或隔热层的屋盖无保温层或隔热层的屋盖4040装配式无檩体系钢筋混凝土结构装配式无檩体系钢筋混凝土结构有保温层或隔热层的屋盖、楼盖有保温层或隔热层的屋盖、楼盖6060无保温层或隔热层的屋盖无保温层或隔热层的屋盖5050装配式有檩体系钢筋混凝土结构装配式有檩体系钢筋混凝土结构有保温层或隔热层的屋盖有保温层或隔热层的屋盖7575无保温层或隔热层的屋盖无保温层或隔热层的屋盖6060粘土瓦或石棉水泥瓦屋盖、木屋盖或楼盖、砖石屋盖或楼盖粘土瓦或石棉水泥瓦屋盖、木屋盖或楼盖、砖石屋盖或楼盖100100注:注:(1 1)对烧结普通砖、多孔砖、配筋砌块砌体,取表中数值;对石砌体、蒸压灰砂砖、蒸压粉)对烧结普通砖、多孔砖、配筋砌块砌体,取表中数值;对石砌体、蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖和混凝土砌块房屋取表中数值乘以煤灰砖和混凝土砌块房屋取表中数值乘以0.80.8。(2 2)层高大于)层高大于5 5米的混合结构单层房屋,温度伸缩缝间距可按表中数值乘以米的混合结构单层房屋,温度伸缩缝间距可按表中数值乘以1.31.3后采用,但当后采用,但当墙体采用蒸压灰砂砖或混凝土砌块砌筑时,不得大于墙体采用蒸压灰砂砖或混凝土砌块砌筑时,不得大于7575米。米。(3 3)严寒地区不采暖房屋及构筑物和温差较大且变化频繁地区,墙体的温度伸缩缝间距应按)严寒地区不采暖房屋及构筑物和温差较大且变化频繁地区,墙体的温度伸缩缝间距应按表中数值予以适当减小后取用。表中数值予以适当减小后取用。(4 4)墙体的伸缩缝应与其他结构的变形缝相重合。)墙体的伸缩缝应与其他结构的变形缝相重合。(5 5)当有实践经验和可靠根据时,可不按本表的规定。)当有实践经验和可靠根据时,可不按本表的规定。砌体结构防止由于防止由于地基的不均匀沉降地基的不均匀沉降引起墙体开裂的主要措施引起墙体开裂的主要措施(1 1) 设置沉降缝;设置沉降缝;(2 2) 设置圈梁,增加墙体的稳定性和整体刚度;设置圈梁,增加墙体的稳定性和整体刚度;(3 3) 体形应力求简单,横墙间距不宜过大;不宜采用对不均匀沉降较敏感的体形应力求简单,横墙间距不宜过大;不宜采用对不均匀沉降较敏感的内框架结构。内框架结构。(4 4) 合理安排施工程序,宜先建较重单元,后建较轻单元。合理安排施工程序,宜先建较重单元,后建较轻单元。基础不均匀沉降引起的裂缝:基础不均匀沉降引起的裂缝:沉降缝沉降缝和和温度缝温度缝不同:前者自基础断开,后者是地面以上结构断开,沉不同:前者自基础断开,后者是地面以上结构断开,沉降缝也可兼温度缝。降缝也可兼温度缝。温度缝的宽度温度缝的宽度一般不小于一般不小于30mm30mm,沉降缝的宽度沉降缝的宽度一般大于一般大于50mm50mm。 圈梁以设置在圈梁以设置在基础顶面基础顶面和和檐口部位檐口部位对抵抗不均匀沉降的作用最为有对抵抗不均匀沉降的作用最为有效。效。砌体结构钢筋能阻止砌体在纵向受压时横向变形的发展;当砌体出现竖向裂缝后,钢筋能起横向拉结作用。提高了砌体的承载力提高了砌体的承载力。 第第5 5章章 配筋砌体构件的承载力计算配筋砌体构件的承载力计算n高厚比高厚比、轴向力的、轴向力的偏心距偏心距、配筋率配筋率对网状配筋砖砌体受压构件承载力的影响系数;对网状配筋砖砌体受压构件承载力的影响系数; A截面面积;截面面积; fn网状配筋砖砌体的抗压强度设计值;网状配筋砖砌体的抗压强度设计值; 方格网方格网方格网方格网 连弯钢筋网连弯钢筋网连弯钢筋网连弯钢筋网(交错布置)(交错布置)(交错布置)(交错布置) (钢筋直径(钢筋直径(钢筋直径(钢筋直径3 34mm4mm) (钢筋直径(钢筋直径(钢筋直径(钢筋直径8mm8mm)5-1 5-1 网状配筋砖砌体网状配筋砖砌体砌体结构on 网状配筋砌体构件的稳定系数;网状配筋砌体构件的稳定系数;e 纵向力的偏心距;纵向力的偏心距;fy 钢筋的抗拉强度设计值钢筋的抗拉强度设计值 fy320MPa320MPa ; 钢筋网体积配箍率;钢筋网体积配箍率;Sn同一方向同一方向同一方向同一方向钢筋网的间距。钢筋网的间距。可直接查表求得;可直接查表求得; 不用修正。不用修正。网状配筋网状配筋砌体结构网状配筋砖砌体的限制条件及构造网状配筋砖砌体的限制条件及构造1. 1.网状配筋网状配筋网状配筋网状配筋砖砌体砖砌体砖砌体砖砌体中的体积配筋率应在中的体积配筋率应在中的体积配筋率应在中的体积配筋率应在0.1%1%0.1%1%之间;之间;之间;之间;2. 2.采用钢筋网时,采用钢筋网时,采用钢筋网时,采用钢筋网时,d d采用采用采用采用34mm34mm;连弯钢筋网;连弯钢筋网;连弯钢筋网;连弯钢筋网d d不大于不大于不大于不大于8mm8mm;3. 3.钢筋网中的钢筋间距不应大于钢筋网中的钢筋间距不应大于钢筋网中的钢筋间距不应大于钢筋网中的钢筋间距不应大于120mm120mm,也不应小于,也不应小于,也不应小于,也不应小于30mm30mm;4. 4.钢筋网的间距,不应大于钢筋网的间距,不应大于钢筋网的间距,不应大于钢筋网的间距,不应大于5 5皮砖,也不应大于皮砖,也不应大于皮砖,也不应大于皮砖,也不应大于400mm400mm;5. 5.应设置于水平灰缝中,且保证钢筋上下至少有应设置于水平灰缝中,且保证钢筋上下至少有应设置于水平灰缝中,且保证钢筋上下至少有应设置于水平灰缝中,且保证钢筋上下至少有2mm2mm厚的厚的厚的厚的 砂浆层;砂浆强度等级不应低于砂浆层;砂浆强度等级不应低于砂浆层;砂浆强度等级不应低于砂浆层;砂浆强度等级不应低于M7.5M7.5。当当 时不宜采用网状配筋时不宜采用网状配筋试验表明:试验表明:偏压构件中随着荷载的偏压构件中随着荷载的偏心距增大偏心距增大,钢筋网钢筋网的加强的加强作用逐渐减弱作用逐渐减弱;过于过于细长的受压构件细长的受压构件中也会由于纵向弯曲产生附加偏心,使构件截面处在中也会由于纵向弯曲产生附加偏心,使构件截面处在较大偏心的受力状态,较大偏心的受力状态,钢筋网的作用减弱钢筋网的作用减弱。 砌体结构5-2 5-2 组合砖砌体构件组合砖砌体构件u在砖砌体内配置纵向钢筋或设置部分钢筋混凝土或钢筋砂浆以共同工作都是组合砖砌体。它不但能显著提高砌体的抗弯能力和延性,而且也能提高其抗压能力,具有和钢筋混凝土相近的性能。u轴向力偏心距超过无筋砌体偏压构件的限值时宜采用组合砖砌体。u对于砖墙与组合砌体一同砌筑的T形截面构件,为简化计算可按矩形截面组合砌体计算。组合砖柱截面组合砖柱截面组合砖柱截面组合砖柱截面 组合砖柱截面组合砖柱截面 组合砖砌体轴心受压构件的承载力:组合砖砌体轴心受压构件的承载力:砌体结构5-3 5-3 砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙u构造柱设置目的主要是为了加强墙体的整体性,增加墙体抗侧延性,和一定程度构造柱设置目的主要是为了加强墙体的整体性,增加墙体抗侧延性,和一定程度上利用其抵抗侧向地震力的能力。上利用其抵抗侧向地震力的能力。 u砖混结构墙体设计中,有时会遇到砖墙竖向承载力不足又不愿意为此增大墙体厚砖混结构墙体设计中,有时会遇到砖墙竖向承载力不足又不愿意为此增大墙体厚度,往往在墙体中设钢筋混凝土柱予以加强,柱的厚度与墙厚一样,也可以被视为度,往往在墙体中设钢筋混凝土柱予以加强,柱的厚度与墙厚一样,也可以被视为构造柱。构造柱。 u构造柱在墙体中的位置,可以设在墙面的两端,也可以在墙体中部,或且两者兼构造柱在墙体中的位置,可以设在墙面的两端,也可以在墙体中部,或且两者兼而有之;而有之;u构造柱不但自身可以承受一定荷载,而且与圈梁组成了构造柱不但自身可以承受一定荷载,而且与圈梁组成了“构造框架构造框架”对墙体有一对墙体有一定约束作用,此外,混凝土构造柱提高了墙体的受压稳定性。定约束作用,此外,混凝土构造柱提高了墙体的受压稳定性。 砌体结构国国内内砌砌块块建建筑筑应应用用实实例例的的图图片片哈尔滨阿继科技园哈尔滨阿继科技园18层住宅层住宅上海上海18层砌块塔楼层砌块塔楼 5-4 5-4 配筋砌块砌体构件配筋砌块砌体构件砌体结构配筋砌块砌体剪力墙结构:配筋砌块砌体剪力墙结构: 配筋并注芯后的混凝土砌块配筋并注芯后的混凝土砌块墙体具有与钢筋混凝土剪力墙相墙体具有与钢筋混凝土剪力墙相似的受力性能,可看成似的受力性能,可看成“装配整装配整体式体式”混凝土剪力墙结构。混凝土剪力墙结构。 是是融砌体和混凝土性能于一融砌体和混凝土性能于一体体的新型结构体系的新型结构体系 ,强度高、,强度高、抗震性能好抗震性能好可建造中高层。可建造中高层。配筋砌块墙体构造配筋砌块墙体构造芯柱中设置芯柱中设置 竖向钢筋竖向钢筋水平凹槽中设置水平凹槽中设置水平钢筋水平钢筋配置水平及竖向钢筋,灌孔率配置水平及竖向钢筋,灌孔率50,用于中、高层结构。,用于中、高层结构。砌体结构1 1、节土、生产能耗低:、节土、生产能耗低:砌块以混凝土为原料,不破坏土地、砌块以混凝土为原料,不破坏土地、不需要烧结。不需要烧结。2 2、自重轻:、自重轻:孔洞率孔洞率4646,墙厚,墙厚190mm190mm,利于地基处理。,利于地基处理。3 3、增加使用面积:、增加使用面积:比砖墙(比砖墙(240mm240mm,370mm370mm,490mm490mm)薄,增)薄,增加使用面积加使用面积3 35 5。4 4、施工快、节省砂浆:、施工快、节省砂浆:1 1块砌块体积相当于块砌块体积相当于9.69.6实心砖。实心砖。5 5、能适应现代建筑的基本要求:、能适应现代建筑的基本要求:能克服砖砌体的缺点满足能克服砖砌体的缺点满足节能保温、抗震、防裂等要求;节能保温、抗震、防裂等要求;6 6、节约钢筋:、节约钢筋:这是因为混凝土砌块是在工厂预先生产的,这是因为混凝土砌块是在工厂预先生产的,并有规定的停放期,砌块上墙时,其收缩量已完成并有规定的停放期,砌块上墙时,其收缩量已完成40,因,因此不需要像现浇混凝土剪力墙那样为防止产生收缩裂缝而设此不需要像现浇混凝土剪力墙那样为防止产生收缩裂缝而设置双排构造钢筋置双排构造钢筋 配筋砌块剪力墙建筑的特点配筋砌块剪力墙建筑的特点砌体结构水平钢筋水平钢筋 竖向钢筋竖向钢筋 砌体结构墙体排块图墙体排块图砌体结构砌砌砌砌块块块块墙墙墙墙体体体体竖竖竖竖向向向向钢钢钢钢筋筋筋筋锚锚锚锚固固固固, , , ,搭搭搭搭接接接接及及及及插插插插筋筋筋筋砌体结构砌体结构 采用本结构与钢筋混凝土结构相比,可降低工程造价采用本结构与钢筋混凝土结构相比,可降低工程造价10-18%10-18%,节省钢材节省钢材30-50%30-50%,施工期可缩短,施工期可缩短1/31/3,墙体不用模板。砌块建筑应用,墙体不用模板。砌块建筑应用外墙保温技术,可以达到国家建筑节能外墙保温技术,可以达到国家建筑节能50%50%的要求,可以增加建筑使的要求,可以增加建筑使用面积用面积5%5%以上。砌块建筑墙体薄了,重量轻了,对地基的荷载降低以上。砌块建筑墙体薄了,重量轻了,对地基的荷载降低了,既减少了工程成本。了,既减少了工程成本。竣工配筋砌块剪力墙项目经济效益竣工配筋砌块剪力墙项目经济效益项目目编号号项目名称目名称建建设面面积m2造价造价节比例比例省()省()用用钢量量节省省比例()比例()节省省资金投金投入万元入万元1阿阿继13层1200017.1139246.38 2阿阿继18层2850012.0843447.563祥祥阁12层2145015.050386.104蓝调国国际16层1980013.8347.2342.295东湖高湖高层小区小区11500018.2142.12408.27合合 计1967503830.60砌体结构轴压受压构件轴压受压构件轴压受压构件轴压受压构件配筋砌块砌体剪力墙结构正截面受压承载力,其计算方法与钢筋混凝土剪力墙相似,亦分为轴压构件、大偏心和小偏心受压构件。N 轴向力设计值;轴向力设计值;fg 灌孔砌体的抗压强度设计值;灌孔砌体的抗压强度设计值;fy 钢筋的抗压强度设计值钢筋的抗压强度设计值 ;As 全部竖向钢筋的截面面积;全部竖向钢筋的截面面积;构件的高厚比,为构件的计算高度构件的高厚比,为构件的计算高度H0/h。轴心受压构件的稳定系数轴心受压构件的稳定系数无水平钢筋时,此项为无水平钢筋时,此项为0配筋砌块剪力墙正截面承载力计算配筋砌块剪力墙正截面承载力计算砌体结构偏心受压构件偏心受压构件大偏压计算简图大偏压计算简图 大偏压的基本假定:大偏压的基本假定:1截面符合平截面假定;截面符合平截面假定;2 远离中和轴的受拉、受压钢筋都达到屈服;远离中和轴的受拉、受压钢筋都达到屈服;3不考虑受压区分布筋作用;不考虑受压区分布筋作用;4砌体受压区应力图形为矩形;砌体受压区应力图形为矩形;5受拉区分布钢筋考虑在(受拉区分布钢筋考虑在(h01.5x)范围内达)范围内达屈服,屈服, 这是根据试验时的情况,并参考钢筋混凝这是根据试验时的情况,并参考钢筋混凝土剪力墙的取法而确定的。土剪力墙的取法而确定的。砌体结构小偏压计算简图小偏压计算简图 小偏压的基本假定:小偏压的基本假定:1.截面符合平截面假定;截面符合平截面假定;2 .受压钢筋已达到屈服;受压钢筋已达到屈服;3.不考虑受拉分布筋作用;不考虑受拉分布筋作用;4.砌体受压区应力图形可等效为矩形;砌体受压区应力图形可等效为矩形;5.受拉钢筋或应力较小侧钢筋的未屈受拉钢筋或应力较小侧钢筋的未屈服。服。砌体结构配筋砌块剪力墙斜截面承载力计算配筋砌块剪力墙斜截面承载力计算 剪力墙的截面限制条件 剪力墙在偏心受拉时的受剪承载力 剪力墙在偏心受压时的受剪承载力砌体结构一、圈梁作用和布置一、圈梁作用和布置 地震中,尽管房屋的局部可能有损伤,地震中,尽管房屋的局部可能有损伤,芯柱(构造柱芯柱(构造柱 structural concrete column)和圈梁)和圈梁可保证房屋整体不散架,不塌落。从而有效地提高了房屋的可保证房屋整体不散架,不塌落。从而有效地提高了房屋的抗抗震能力震能力。圈梁不是。圈梁不是“梁梁”,构造柱也不是,构造柱也不是“柱柱”,在抗震中它主要起捆绑作用,在抗震中它主要起捆绑作用,从本质上讲,都只是个拉杆。从本质上讲,都只是个拉杆。 主要设置结果:使结构有足够的延性与变形能力,在主要设置结果:使结构有足够的延性与变形能力,在大震作用下裂而不倒。大震作用下裂而不倒。 增强房屋的整体性和空间刚度;增强房屋的整体性和空间刚度; 防止地基不均匀沉降而使墙体开裂;防止地基不均匀沉降而使墙体开裂; 减少振动作用对房屋产生的不利影响;减少振动作用对房屋产生的不利影响; 与构造柱配合有助于提高砌体结构的抗震性能。与构造柱配合有助于提高砌体结构的抗震性能。 第第6 6章章 混合结构房屋其他结构构件设计混合结构房屋其他结构构件设计 6-1 6-1 圈梁圈梁砌体结构1对空旷的单层房屋,如车间、仓库、食堂等,应按下列规定设置圈梁:对空旷的单层房屋,如车间、仓库、食堂等,应按下列规定设置圈梁: 砖砌体房屋,当檐口标高为砖砌体房屋,当檐口标高为58m时,应设置圈梁一道;当檐口标高大于时,应设置圈梁一道;当檐口标高大于8m时,时,宜适当增设。宜适当增设。 砌块及料石砌体房屋,当檐口标高为砌块及料石砌体房屋,当檐口标高为45m时;应设置圈梁一道;当檐口标高时;应设置圈梁一道;当檐口标高大于大于5m时,宜适当增设。时,宜适当增设。 对有电动桥式吊车或较大振动设备的单层工业房屋,除在檐口或窗顶标高处设对有电动桥式吊车或较大振动设备的单层工业房屋,除在檐口或窗顶标高处设置现浇钢筋混凝土圈梁外,尚宜在吊车梁标高处或其他适当位置增设。置现浇钢筋混凝土圈梁外,尚宜在吊车梁标高处或其他适当位置增设。2对多层砌体民用房屋,如住宅、宿舍、办公楼等建筑,当房屋层数为对多层砌体民用房屋,如住宅、宿舍、办公楼等建筑,当房屋层数为34层时,层时,应在檐口标高处设置圈梁一道;当层数超过应在檐口标高处设置圈梁一道;当层数超过4层时,应从底层开始在包括顶层在内层时,应从底层开始在包括顶层在内的所有纵横墙上隔层设置圈梁。的所有纵横墙上隔层设置圈梁。3对多层砌体工业房屋,宜每层设置现浇混凝土圈梁,对有较大振动设备的多层对多层砌体工业房屋,宜每层设置现浇混凝土圈梁,对有较大振动设备的多层房屋,应每层设置现浇圈梁。房屋,应每层设置现浇圈梁。 4对设置墙梁的多层砌体结构房屋,为保证使用安全,应在托梁和墙梁顶面、每对设置墙梁的多层砌体结构房屋,为保证使用安全,应在托梁和墙梁顶面、每层楼面标高和檐口标高处设置现浇钢筋混凝土圈梁层楼面标高和檐口标高处设置现浇钢筋混凝土圈梁 。根据房屋的层数及使用要求对圈梁的设置位置、道数进行规定;根据房屋的层数及使用要求对圈梁的设置位置、道数进行规定;如有抗震设防要求的砌体结构,则圈梁的设置要求更为严格。如有抗震设防要求的砌体结构,则圈梁的设置要求更为严格。砌体结构二、圈梁的构造要求二、圈梁的构造要求 圈梁宜连续地设在同水平面上,沿纵横墙方向应形成圈梁宜连续地设在同水平面上,沿纵横墙方向应形成封闭封闭状。当圈梁被门状。当圈梁被门窗洞口截断时,应在洞口上部增设相同截面的附加圈梁。附加圈梁与圈梁的窗洞口截断时,应在洞口上部增设相同截面的附加圈梁。附加圈梁与圈梁的搭接长度不应小于其中垂直间距的二倍,且不得小于搭接长度不应小于其中垂直间距的二倍,且不得小于1m。 钢筋混凝土圈梁的宽度宜与墙厚相同。当墙厚钢筋混凝土圈梁的宽度宜与墙厚相同。当墙厚h240mm时,其宽度不宜时,其宽度不宜小于小于2h/3 。圈梁高度不应小于。圈梁高度不应小于120mm。纵向钢筋不宜少于。纵向钢筋不宜少于410,绑扎接头,绑扎接头的搭接长度按受拉钢筋考虑。箍筋间距不宜大于的搭接长度按受拉钢筋考虑。箍筋间距不宜大于300mm。现浇混凝土强度。现浇混凝土强度等级不应低于等级不应低于C20。 圈梁兼作过梁时,过梁部分圈梁兼作过梁时,过梁部分的钢筋应按计算用量另行增配。的钢筋应按计算用量另行增配。圈梁的搭接圈梁的搭接砌体结构纵横墙交接处圈梁连接构造纵横墙交接处圈梁连接构造 砌体结构 6-2 6-2 过梁过梁一、过梁的类型及其适用范围一、过梁的类型及其适用范围 为承担门窗洞口上部墙体的重量及楼为承担门窗洞口上部墙体的重量及楼( (屋屋) )盖荷载,在门窗上设置的梁。盖荷载,在门窗上设置的梁。(1 1)钢筋混凝土过梁)钢筋混凝土过梁(2 2)砖砌过梁)砖砌过梁 : 钢筋砖过梁;钢筋砖过梁; 砖砌平拱过梁砖砌平拱过梁(b)钢筋砖过梁 (a)钢筋混凝土过梁 钢筋直径钢筋直径5mm,间距,间距120mm,砂浆层厚度砂浆层厚度30mm 砌体结构 (c)砖砌平拱过梁 当遇到下列情况时,当遇到下列情况时,宜采用钢筋混凝土过梁宜采用钢筋混凝土过梁 :1.1.过梁跨度超过砖砌过梁限值时;过梁跨度超过砖砌过梁限值时;2.2.对有较大振动或可能产生不均匀沉降的房屋。对有较大振动或可能产生不均匀沉降的房屋。3.3.楼盖梁(板)支承在过梁的构造高度范围以内,或有较大的集中力作用时楼盖梁(板)支承在过梁的构造高度范围以内,或有较大的集中力作用时4.4.为了便于现场施工,也常采用预制钢筋混凝土过梁。为了便于现场施工,也常采用预制钢筋混凝土过梁。 (d)砖砌弧拱过梁 砌体结构二、过梁上的荷载二、过梁上的荷载竖向的分类:竖向的分类:竖向的分类:竖向的分类: 墙体的重量;墙体的重量; 由楼板传来的荷载由楼板传来的荷载试验表明:试验表明:试验表明:试验表明:过梁上墙体形成过梁上墙体形成内拱内拱而产生卸荷作用。为了简化计算,仍按而产生卸荷作用。为了简化计算,仍按简支简支梁梁计算,并通过计算,并通过调整荷载调整荷载的办法来考虑共同工作的有利影响。的办法来考虑共同工作的有利影响。 规范规范规定过梁上的荷载按下列规定采用:规定过梁上的荷载按下列规定采用:1 1 1 1梁、板荷载梁、板荷载梁、板荷载梁、板荷载 当梁、板下的墙体高度当梁、板下的墙体高度h hw wl ln n时(时(ln为过梁的净跨),应计入梁、板传来的荷为过梁的净跨),应计入梁、板传来的荷载;载; 当梁、板下的墙体高度当梁、板下的墙体高度h hw wlln n时,可时,可不考虑梁、板荷载。不考虑梁、板荷载。砌体结构2 2墙体荷载墙体荷载(1)对砖砌体对砖砌体对砖砌体对砖砌体,当过梁上的墙体高度,当过梁上的墙体高度h hw wl ln n/ /3 3时,应按墙体的均布自重计算;时,应按墙体的均布自重计算; 当当h hw wlln n/ /3 3时时, , 应按高度为应按高度为l ln n/3/3墙体的均布自重计算;墙体的均布自重计算;砌体结构2 2墙体荷载墙体荷载(1)对砖砌体对砖砌体对砖砌体对砖砌体,当过梁上的墙体高度,当过梁上的墙体高度h hw wl ln n/ /3 3时,应按墙体的均布自重计算;时,应按墙体的均布自重计算; 当当h hw wlln n/ /3 3时时, , 应按高度为应按高度为l ln n/3/3墙体的均布自重计算;墙体的均布自重计算;(2)对砌块砌体对砌块砌体对砌块砌体对砌块砌体,当过梁上的墙体高度,当过梁上的墙体高度h hw wl ln n/2/2时,应按墙体的均布自重计算;时,应按墙体的均布自重计算; 当当h hw wlln n/2/2时时, , 应按高度为应按高度为l ln n/2/2墙体的均布自重计算。墙体的均布自重计算。砌体结构三、过梁的承载力计算和构造有要求三、过梁的承载力计算和构造有要求1 1砖砌平拱的计算砖砌平拱的计算跨中正截面受弯承载力支座斜截面受剪承载力2 2钢筋砖过梁的计算钢筋砖过梁的计算跨中正截面受弯承载力(对压力合力点取矩)支座斜截面受剪承载力(不考虑钢筋在支座处的有利作用)式中:式中:W 过梁计算截面的抵抗矩;过梁计算截面的抵抗矩;ftm 砌体的弯曲抗拉强度设计值;砌体的弯曲抗拉强度设计值; b 截面宽度,即为墙厚;截面宽度,即为墙厚; z 截面内力臂,一般取计算高度的截面内力臂,一般取计算高度的2/3;fv 砌体抗剪强度设计值砌体抗剪强度设计值 ; h0 过梁截面有效高度,一般取过梁截面有效高度,一般取h0 h-a s, a s =1520mm=1520mm;h 过梁截面高度,取过梁底面以上的墙体高度,但不大于过梁截面高度,取过梁底面以上的墙体高度,但不大于ln/3;当考虑梁板荷载时,;当考虑梁板荷载时,则取梁板底面到过梁底的高度作为计算高度;则取梁板底面到过梁底的高度作为计算高度; As、fy 钢筋的截面面积与抗拉强度设计值钢筋的截面面积与抗拉强度设计值 。砌体结构四、过梁的构造要求四、过梁的构造要求1、砖砌过梁截面计算高度内砂浆不宜低于、砖砌过梁截面计算高度内砂浆不宜低于M5;2、砖砌平拱过梁用竖砖砌筑部分的高度不应小于、砖砌平拱过梁用竖砖砌筑部分的高度不应小于240mm;3、钢筋砖过梁底面砂浆层处的钢筋,其直径不应小于、钢筋砖过梁底面砂浆层处的钢筋,其直径不应小于5mm,间距不宜大,间距不宜大于于120mm,钢筋伸入支座砌体内的长度不宜小于,钢筋伸入支座砌体内的长度不宜小于240mm,砂浆层的厚度,砂浆层的厚度不宜小于不宜小于30mm。4、钢筋混凝土过梁端部的支承长度,不宜小于、钢筋混凝土过梁端部的支承长度,不宜小于240mm。3 3钢筋混凝土过梁的计算钢筋混凝土过梁的计算钢筋混凝土过梁的计算钢筋混凝土过梁的计算按钢筋混凝土受弯构件按钢筋混凝土受弯构件进行跨中正截面受弯和支座斜截面受剪承载力计算。进行跨中正截面受弯和支座斜截面受剪承载力计算。砌体结构工作机理:工作机理: 带拉杆的拱带拉杆的拱 梁拱联合机构梁拱联合机构 墙梁的应力分布墙梁的应力分布墙梁的组合作用墙梁的组合作用墙梁:由托梁和其上部一定计算高度范围内的墙体所组成的组合结构称为墙梁。墙梁:由托梁和其上部一定计算高度范围内的墙体所组成的组合结构称为墙梁。 6-3 6-3 墙梁墙梁砌体结构墙梁破坏形式墙梁破坏形式(a)弯曲破坏弯曲破坏 (b)斜拉破坏斜拉破坏 (c)劈裂破坏劈裂破坏 (d),(e)斜压破坏斜压破坏 (f)局压破坏局压破坏砌体结构墙梁类别墙梁类别墙体总墙体总高度高度(m)跨跨度度 (m)墙高墙高 hw/l0i托梁托梁高高hb/l0i洞宽洞宽 bh/l0i洞高洞高 hh承重墙梁承重墙梁自承重墙梁自承重墙梁18189120.41/31/101/150.30.85hw/6且且hwhh0.4m墙梁的一般规定墙梁的一般规定 墙梁的适用条件墙梁的适用条件hw 墙体计算高度;墙体计算高度;h b 托梁截面高度;托梁截面高度;l0i 墙梁第墙梁第 i 跨的计算跨度;跨的计算跨度;bh 洞宽;洞宽;hh 洞高,对窗洞取洞顶至托梁顶面距离。洞高,对窗洞取洞顶至托梁顶面距离。砌体结构框支墙梁的计算简图框支墙梁的计算简图框支墙梁的计算简图框支墙梁的计算简图洞边至支座中心距洞边至支座中心距ai 边支座不小于边支座不小于0.15l0i 中支座中支座不小于不小于0.07l0i 砌体结构托梁计算内容托梁计算内容1 1托梁跨中截面按偏拉构件计算托梁跨中截面按偏拉构件计算2 2托梁支座截面应按受弯构件计算托梁支座截面应按受弯构件计算 对简支墙梁:对简支墙梁:对简支墙梁:对简支墙梁: 对连续墙梁和框支墙梁:对连续墙梁和框支墙梁:对连续墙梁和框支墙梁:对连续墙梁和框支墙梁: 3 3托梁受剪承载力计算托梁受剪承载力计算 这些系数由有限元分析结果经这些系数由有限元分析结果经回归并简化得到。回归并简化得到。砌体结构挑梁:嵌固在砌体中的钢筋混凝土悬臂梁。挑梁:嵌固在砌体中的钢筋混凝土悬臂梁。挑梁:嵌固在砌体中的钢筋混凝土悬臂梁。挑梁:嵌固在砌体中的钢筋混凝土悬臂梁。设计计算内容:挑梁的抗倾覆验算设计计算内容:挑梁的抗倾覆验算 挑梁下砌体局压的承载力验算挑梁下砌体局压的承载力验算 6-4 6-4 挑梁挑梁挑梁的三个受力阶段和破坏挑梁的三个受力阶段和破坏(a)弹性阶段 (b)带裂缝工作阶段 (c)倾覆破坏 (d)局压破坏 砌体结构挑梁的设计挑梁的设计 (一)挑梁的抗倾覆验算(一)挑梁的抗倾覆验算砌体墙中钢筋混凝土挑梁的抗倾覆应按下列公式计算:砌体墙中钢筋混凝土挑梁的抗倾覆应按下列公式计算:式中式中M0v挑梁的荷载设计值对计算倾覆点产生的倾覆力矩。计算倾覆点挑梁的荷载设计值对计算倾覆点产生的倾覆力矩。计算倾覆点至墙外边缘的距离至墙外边缘的距离x0按下列公式计算:按下列公式计算: 当当l12.2hb 时时x0 = 0.3hb 且不大于且不大于0.13 l1; 当当l1ll1 1 (c) (c) 洞口在洞口在洞口在洞口在l l1 1之内之内之内之内 (d) (d) 洞在洞在洞在洞在l l1 1之外之外之外之外砌体结构雨篷的抗倾覆荷载雨篷的抗倾覆荷载 雨篷的抗倾覆计算仍按上述公式进行。但其中抗倾覆荷雨篷的抗倾覆计算仍按上述公式进行。但其中抗倾覆荷载载Gr的取值范围见下图所示的阴影部分。的取值范围见下图所示的阴影部分。砌体结构(二)挑梁下砌体的局部受压验算(二)挑梁下砌体的局部受压验算挑梁下砌体的局部受压承载力按下式验算挑梁下砌体的局部受压承载力按下式验算: 式中:式中: Nl挑梁下的支承压力。根据试验结果,由倾覆荷载和抗倾覆荷载产生挑梁下的支承压力。根据试验结果,由倾覆荷载和抗倾覆荷载产生的挑梁下砌体的支承压力与倾覆荷载的平均值为的挑梁下砌体的支承压力与倾覆荷载的平均值为2.184。01规范规范规定规定Nl = 2R,R为挑梁的倾覆荷载设计值;为挑梁的倾覆荷载设计值;梁端底面压应力图形完整系数,可取梁端底面压应力图形完整系数,可取0.7。 砌体局部抗压强度提高系数,对图砌体局部抗压强度提高系数,对图a可取可取1.25;图;图b可取可取1.5。 Al挑挑梁下砌体局部受压面积,可取梁下砌体局部受压面积,可取= 1.2bhb,b为挑梁的截面宽度,为挑梁的截面宽度,hb为挑梁的截面高度。为挑梁的截面高度。 砌体结构(三)挑梁的承载力计算(三)挑梁的承载力计算挑梁应按钢筋混凝土受弯构件进行正截面受弯承载力和斜截面受剪承载力计算。挑梁应按钢筋混凝土受弯构件进行正截面受弯承载力和斜截面受剪承载力计算。计算正截面受弯承载力时最大弯矩设计值取为:计算正截面受弯承载力时最大弯矩设计值取为:计算斜截面受剪承载力时,最大剪力设计值取为:计算斜截面受剪承载力时,最大剪力设计值取为:Vmax = V0式中:式中:V0挑梁的荷载设计值在挑梁墙外边缘处截面产生的剪力。挑梁的荷载设计值在挑梁墙外边缘处截面产生的剪力。(四)挑梁的构造(四)挑梁的构造 1 1纵向受力钢筋至少应有纵向受力钢筋至少应有1/2的钢筋面积伸入梁尾端,且不少于的钢筋面积伸入梁尾端,且不少于212。其余钢筋伸入支座的长度不应小于其余钢筋伸入支座的长度不应小于2l1/3。2 2挑梁埋入砌体的长度挑梁埋入砌体的长度l1与挑出长度之比宜大于与挑出长度之比宜大于1.2;当挑梁上无砌体;当挑梁上无砌体时,时,l1与挑出长度之比宜大于与挑出长度之比宜大于2。砌体结构第第7 7章章 砌体结构抗震设计砌体结构抗震设计7-1 7-1 砌体结构的震害分析与概念设计砌体结构的震害分析与概念设计 人们通过对砌体结构房屋抗震原理及抗震性能的研究,总结出许多关于人们通过对砌体结构房屋抗震原理及抗震性能的研究,总结出许多关于房屋抗震的正确思想和思维方法,用这种正确思想和思维方法指导设计称为房屋抗震的正确思想和思维方法,用这种正确思想和思维方法指导设计称为概念设计。概念设计主要包括以下方面:概念设计。概念设计主要包括以下方面: (一)建筑物的平面、立面及结构布置(一)建筑物的平面、立面及结构布置建筑物的平面、立面宜规则、对称,防止局部有过大的突出或凹进。建筑物的平面、立面宜规则、对称,防止局部有过大的突出或凹进。 表表1 房屋抗震横墙最大间距(房屋抗震横墙最大间距(m)房房 屋屋 类类 别别烈烈 度度6789多层多层砌体砌体现浇或装配整体式钢筋混凝土楼、屋盖现浇或装配整体式钢筋混凝土楼、屋盖18181511装配式钢筋混凝土楼、屋盖装配式钢筋混凝土楼、屋盖1515117木楼、屋盖木楼、屋盖111174底部框底部框架架-抗震抗震墙墙上部各层上部各层 同多层砌体房屋同多层砌体房屋- 底层或底部两层底层或底部两层211815-多排柱内框架多排柱内框架252118-注:注:1.多层砌体房屋的顶层,最大横墙间距可适当放宽;多层砌体房屋的顶层,最大横墙间距可适当放宽;2.表中木楼、屋盖的规定,不适用于小砌块砌体表中木楼、屋盖的规定,不适用于小砌块砌体房屋。房屋。砌体结构(二)多层砌体房屋总高度及层数的限值(二)多层砌体房屋总高度及层数的限值历次地震表明,在一般地基条件下,砌体结构房屋层数越多,高度越高,震历次地震表明,在一般地基条件下,砌体结构房屋层数越多,高度越高,震害越严重。害越严重。 抗震规范抗震规范对各类砌体房屋的层数和高度规定了限值,见下表。对各类砌体房屋的层数和高度规定了限值,见下表。 表表2 砌体房屋的层数和高度限值砌体房屋的层数和高度限值(m)房房 屋屋 类类 别别最小墙最小墙体厚度体厚度(m)烈烈 度度6789高度高度层数层数高度高度层数层数高度高度层数层数高度高度层数层数多层砌多层砌体房屋体房屋普通砖普通砖240248217186124 多孔砖多孔砖240217217186124 多孔砖多孔砖 190 217186155- 小砌块小砌块 190 21 7217186-底部框架底部框架抗震墙抗震墙240227227196-多排柱内框架多排柱内框架240165165134-砌体结构(三)多层砌体房屋高宽比限值(三)多层砌体房屋高宽比限值当房屋的高宽比过大时,地震作用下会因过大的整体弯曲导致墙体出现水平当房屋的高宽比过大时,地震作用下会因过大的整体弯曲导致墙体出现水平裂缝或发生严重破坏。因此,裂缝或发生严重破坏。因此,抗震规范抗震规范规定了在不同地震设防烈度下的规定了在不同地震设防烈度下的高宽比限值,见下表。高宽比限值,见下表。表表3 多层砌体房屋高宽比限值多层砌体房屋高宽比限值部部 位位烈烈 度度6789承重窗间墙最小宽度承重窗间墙最小宽度1.01.01.21.5承重外墙尽端至门窗洞边的最小距离承重外墙尽端至门窗洞边的最小距离1.01.01.21.5非承重外墙尽端至门窗洞边的最小距离非承重外墙尽端至门窗洞边的最小距离1.01.01.01.0内墙阳角至门窗洞边的最小距离内墙阳角至门窗洞边的最小距离1.01.01.52.0无锚固女儿墙(非出入口处)的最大高度无锚固女儿墙(非出入口处)的最大高度0.50.50.50.0 设计中当局部尺寸不足时可采取局部加强措施弥补;出入口处的女儿墙设计中当局部尺寸不足时可采取局部加强措施弥补;出入口处的女儿墙应有锚固;多层多排柱内框架房屋的纵向窗间墙宽度,不应小于应有锚固;多层多排柱内框架房屋的纵向窗间墙宽度,不应小于1.5m。砌体结构1.烧结普通粘土砖和烧结多孔粘土砖的强度等级不应低于烧结普通粘土砖和烧结多孔粘土砖的强度等级不应低于MU10,其砌筑砂,其砌筑砂浆强度等级不应低于浆强度等级不应低于M5;2.混凝土小型空心砌块的强度等级不应低于混凝土小型空心砌块的强度等级不应低于MU7.5,其砌筑砂浆强度等级,其砌筑砂浆强度等级不应低于不应低于Mb7.5;3.钢筋混凝土框支梁、框支柱的混凝土强度等级不应低于钢筋混凝土框支梁、框支柱的混凝土强度等级不应低于C30;构造柱、芯;构造柱、芯柱、圈梁及其它各类混凝土构件强度等级不应低于柱、圈梁及其它各类混凝土构件强度等级不应低于C20;4.钢筋混凝土构件中纵向受力钢筋宜选用钢筋混凝土构件中纵向受力钢筋宜选用HRB400和和HRB335级热轧钢筋,级热轧钢筋,箍筋宜选用箍筋宜选用HRB335、HRB400 和和HPB235级热轧钢筋。级热轧钢筋。(五)砌体结构材料的最低强度等级(五)砌体结构材料的最低强度等级(六)砌体结构的施工要求(六)砌体结构的施工要求砌体结构施工质量的检查和验收,应符合现行有关国家标准要求。砌体结构施工质量的检查和验收,应符合现行有关国家标准要求。砌体结构 (六)承载力抗震调整系数(六)承载力抗震调整系数RERE 砌体材料是一种弹塑性材料,与其它大量的弹塑性材料一样,在短促快速的动力砌体材料是一种弹塑性材料,与其它大量的弹塑性材料一样,在短促快速的动力作用下其强度高于静力作用下的强度。地震作用是一种短促的动力作用,同时又是一作用下其强度高于静力作用下的强度。地震作用是一种短促的动力作用,同时又是一种偶然作用,地震作用组合的砌体结构构件与非地震组合构件的安全度应有所区别。种偶然作用,地震作用组合的砌体结构构件与非地震组合构件的安全度应有所区别。另外,对不同材料、不同受力性能的构件抗震安全度加以区别是比较合理的。另外,对不同材料、不同受力性能的构件抗震安全度加以区别是比较合理的。11规规范范定的各种砌体构件的承载力抗震调整系数见表定的各种砌体构件的承载力抗震调整系数见表4。表表4 承载力抗震调整系数承载力抗震调整系数结构构件类别结构构件类别受力状态受力状态 RE无筋、网状配筋和水平配筋砖砌体剪力墙无筋、网状配筋和水平配筋砖砌体剪力墙受剪受剪1.0两端均设构造柱、芯柱的砌体剪力墙两端均设构造柱、芯柱的砌体剪力墙受剪受剪0.9组合砖墙、配筋砌块砌体剪力墙组合砖墙、配筋砌块砌体剪力墙偏心受压、受拉和受剪偏心受压、受拉和受剪0.85自承重墙自承重墙受剪受剪0.75无筋砖柱无筋砖柱偏心受压偏心受压0.9组合砖柱组合砖柱偏心受压偏心受压0.85砌体结构7-2 7-2 多层砌体房屋抗震构造措施多层砌体房屋抗震构造措施一、钢筋混凝土圈梁的设置一、钢筋混凝土圈梁的设置二、钢筋混凝土构造柱及芯柱的设置二、钢筋混凝土构造柱及芯柱的设置 表表5 砖房现浇钢筋混凝土圈梁设置要求砖房现浇钢筋混凝土圈梁设置要求墙墙 类类 别别烈烈 度度6、789外墙和内纵墙外墙和内纵墙屋盖处及每层楼盖处屋盖处及每层楼盖处屋盖处及每层楼盖处屋盖处及每层楼盖处屋盖处及每层楼盖处屋盖处及每层楼盖处内内 横横 墙墙同上;屋盖处间距不应大同上;屋盖处间距不应大于于7m;楼盖处间距不应大;楼盖处间距不应大于于15m;构造柱对应部位;构造柱对应部位同上;屋盖处沿所有横墙,且同上;屋盖处沿所有横墙,且间距不应大于间距不应大于7m;楼盖处间;楼盖处间距不应大于距不应大于7m;构造柱对应;构造柱对应部位。部位。同上;各层所有横墙同上;各层所有横墙构造柱构造柱构造柱构造柱,是指先砌筑墙体,而后在墙体两端或纵横墙交接处现浇的钢筋混凝土柱。多,是指先砌筑墙体,而后在墙体两端或纵横墙交接处现浇的钢筋混凝土柱。多层砌体房屋设置了钢筋混凝土构造柱,可以明显提高房屋的变形能力。构造柱与圈梁层砌体房屋设置了钢筋混凝土构造柱,可以明显提高房屋的变形能力。构造柱与圈梁连结在一起,形成强劲的骨架,约束和阻止了砌体墙的裂缝开展和延伸,增强了房屋连结在一起,形成强劲的骨架,约束和阻止了砌体墙的裂缝开展和延伸,增强了房屋的整体性,提高了房屋在地震时的抗倒塌能力。的整体性,提高了房屋在地震时的抗倒塌能力。 芯柱芯柱芯柱芯柱是指小型砌块砌体房屋墙体中,在一定部位预留的上下贯通的孔洞中,插入钢筋是指小型砌块砌体房屋墙体中,在一定部位预留的上下贯通的孔洞中,插入钢筋浇注混凝土而形成的柱体。试验研究表明,在混凝土小型砌体房屋墙体中设置钢筋混浇注混凝土而形成的柱体。试验研究表明,在混凝土小型砌体房屋墙体中设置钢筋混凝土芯柱,可以提高墙体的抗剪能力;可以约束砌块墙体中地震作用引起的裂缝的开凝土芯柱,可以提高墙体的抗剪能力;可以约束砌块墙体中地震作用引起的裂缝的开展和延伸;可以提高房屋的变形能力,增加房屋的整体性。展和延伸;可以提高房屋的变形能力,增加房屋的整体性。砌体结构表表6 砖房构造柱设置要求砖房构造柱设置要求 房房 屋屋 层层 数数设设 置置 部部 位位6度度7度度8度度9度度四、五四、五三、四三、四二、三二、三外墙四角,错层部外墙四角,错层部位横墙与外纵墙交接处位横墙与外纵墙交接处,大房间内外墙交接处,大房间内外墙交接处,较大洞口两侧,较大洞口两侧7、8度时,楼、电梯间的四角;隔度时,楼、电梯间的四角;隔15m或单或单元横墙与外纵墙交接处元横墙与外纵墙交接处六、七六、七五五四四二二隔开间横墙(轴线)与外墙交接处,山墙与隔开间横墙(轴线)与外墙交接处,山墙与内纵墙交接处;内纵墙交接处;79度时,楼电梯间的四角度时,楼电梯间的四角八八六、七六、七五、六五、六三、四三、四内墙(轴线)与外墙交接处,内墙的局部较内墙(轴线)与外墙交接处,内墙的局部较小墙垛处;小墙垛处;79度时,楼、电梯间四角。度时,楼、电梯间四角。9度度时内纵墙与横墙(轴线)交接处时内纵墙与横墙(轴线)交接处构造柱应满足以下构造要求构造柱应满足以下构造要求 l构造柱的最小截面尺寸可采用构造柱的最小截面尺寸可采用240mm180mm,纵向钢筋宜,纵向钢筋宜采用采用412,箍筋间距不宜大于,箍筋间距不宜大于250mm。l在构造柱两端在构造柱两端400500mm范围箍筋应适当加密。房屋四角范围箍筋应适当加密。房屋四角的构造柱,其截面和配筋可适当加大。的构造柱,其截面和配筋可适当加大。l构造柱必须先砌墙、后浇注,与墙体连接处应砌成马牙槎,构造柱必须先砌墙、后浇注,与墙体连接处应砌成马牙槎,并应沿墙高每隔并应沿墙高每隔500设设26拉结钢筋,拉结钢筋每边伸入墙内拉结钢筋,拉结钢筋每边伸入墙内不宜小于不宜小于1m。l构造柱可不单独设置基础,但应伸入室外地面下构造柱可不单独设置基础,但应伸入室外地面下500mm,或与埋深小于或与埋深小于500mm的基础圈梁相连。的基础圈梁相连。 构造柱与墙体连接构造柱与墙体连接砌体结构表表7 混凝土小型砌块砌体房屋芯柱设置要求混凝土小型砌块砌体房屋芯柱设置要求房房 屋屋 层层 数数设设 置置 部部 位位设设 置置 数数 量量6度度7度度8度度四、五四、五三、四三、四二、三二、三外墙转角,楼梯间四角;大房间内外墙交接外墙转角,楼梯间四角;大房间内外墙交接处;隔处;隔15m或横墙与外纵墙交接处或横墙与外纵墙交接处外墙转角,灌实外墙转角,灌实3个孔;内外墙个孔;内外墙交接处,灌实交接处,灌实4个孔。个孔。六六五五四四外墙转角,楼梯间四角,大房间内外墙交接外墙转角,楼梯间四角,大房间内外墙交接处,山墙与内纵墙交接处,隔开间横墙(轴处,山墙与内纵墙交接处,隔开间横墙(轴线)与外纵墙交接处线)与外纵墙交接处七七六六五五处墙转角,楼梯间四角处墙转角,楼梯间四角;各内墙(轴线)与各内墙(轴线)与外纵墙交接处;外纵墙交接处;8、9度时,内纵墙与横墙度时,内纵墙与横墙(轴线)交接处和洞口两侧(轴线)交接处和洞口两侧外墙转角,灌实外墙转角,灌实5个孔;内外墙个孔;内外墙交接处,灌实交接处,灌实4个孔;内墙交接个孔;内墙交接处,灌实处,灌实45个孔;洞口两侧各个孔;洞口两侧各灌实灌实1个孔个孔七七六六同上同上横墙内芯柱间距不宜大于横墙内芯柱间距不宜大于2m外墙转角,灌实外墙转角,灌实7个孔;内外墙个孔;内外墙交接处,灌实交接处,灌实5个孔;内墙交接个孔;内墙交接处,灌实处,灌实45个孔;洞口两侧,个孔;洞口两侧,各灌实各灌实1个孔个孔钢筋混凝土芯柱的构造要求钢筋混凝土芯柱的构造要求 l芯柱截面不宜小于芯柱截面不宜小于120mm120mm;芯柱混凝土强度等级不应低于;芯柱混凝土强度等级不应低于C20;l芯柱竖向钢筋应贯通墙身且与圈梁连接;插筋不应小于芯柱竖向钢筋应贯通墙身且与圈梁连接;插筋不应小于112,7度时超过五层、度时超过五层、8度度时超过四层和时超过四层和9度时,插筋不应小于度时,插筋不应小于114;l伸入室外地面下伸入室外地面下500mm或与埋深小于或与埋深小于500mm的基础圈梁相连;芯柱最大净距不宜大的基础圈梁相连;芯柱最大净距不宜大于于2.0m。l砌块砌体房屋墙体交接处或芯柱与墙体连接处应设置拉接钢筋网片,网片可采用直砌块砌体房屋墙体交接处或芯柱与墙体连接处应设置拉接钢筋网片,网片可采用直径径4mm的钢筋点焊而成,沿墙高每隔的钢筋点焊而成,沿墙高每隔600mm设置,每边深入墙内不宜小于设置,每边深入墙内不宜小于1m。砌体结构7-3 无筋砌体多层房屋抗震承载力计算多层砌体结构房屋质量和刚度沿高度多层砌体结构房屋质量和刚度沿高度多层砌体结构房屋质量和刚度沿高度多层砌体结构房屋质量和刚度沿高度分布比较均匀,且以剪切变形为主,分布比较均匀,且以剪切变形为主,分布比较均匀,且以剪切变形为主,分布比较均匀,且以剪切变形为主,可采用底部剪力法计算地震作用。结可采用底部剪力法计算地震作用。结可采用底部剪力法计算地震作用。结可采用底部剪力法计算地震作用。结构底部截面的总水平地震作用标准值构底部截面的总水平地震作用标准值构底部截面的总水平地震作用标准值构底部截面的总水平地震作用标准值 F FEKEK按下式计算:按下式计算:按下式计算:按下式计算: 表表8 水平地震影响系数最大值水平地震影响系数最大值 地震影响地震影响6 度度7度度8度度9度度多遇地震多遇地震0.040.08 (0.12)0.16 (0.24)0.32注:括号中数值分别用于设计基本地震加速度为注:括号中数值分别用于设计基本地震加速度为0.15g和和0.30g的地区。的地区。 Geq结构等效总重力荷载。取总重力荷载代表值的结构等效总重力荷载。取总重力荷载代表值的85%。即。即 1相相应于于结构基本自振周期的水平地震影响系数。多构基本自振周期的水平地震影响系数。多层砌体砌体结构房屋由于构房屋由于墙体多、体多、刚度大,基本周期度大,基本周期较短,短,抗震抗震规范范规定,定, 1取取 max, max见下表:见下表:多层房屋的计算简图多层房屋的计算简图 一、计算简图和地震作用计算一、计算简图和地震作用计算砌体结构 水平地震作用及地震剪力分布水平地震作用及地震剪力分布 各质点水平地震作用标准值各质点水平地震作用标准值Fi 作用在第作用在第i层的地震剪力层的地震剪力Vi为为i层层以上各层地震作用之和,即以上各层地震作用之和,即 二、地震剪力的分配二、地震剪力的分配1.刚性楼盖刚性楼盖第第i层第层第m道道横墙所分配的地震剪力横墙所分配的地震剪力Vim为:为: 刚性楼盖的计算简图刚性楼盖的计算简图 砌体结构2.柔性楼盖柔性楼盖横墙所承担的地震剪力可按各墙承受的重力荷载代表值的比例进行分配,横墙所承担的地震剪力可按各墙承受的重力荷载代表值的比例进行分配,即即3.中等刚度楼盖中等刚度楼盖4. 多洞口墙体中各墙段地震剪力的分配多洞口墙体中各墙段地震剪力的分配 带洞口墙体中各墙段的水平侧移相等,因此,墙段承担的地震剪力按各墙段的带洞口墙体中各墙段的水平侧移相等,因此,墙段承担的地震剪力按各墙段的抗侧刚度比例进行分配,即抗侧刚度比例进行分配,即柔性楼盖计算简图柔性楼盖计算简图 砌体结构三、无筋砌体墙体抗震承载力验算三、无筋砌体墙体抗震承载力验算(一)砌体抗震抗剪强度设计值(一)砌体抗震抗剪强度设计值 fV非抗震设计的砌体抗剪强度设计值;非抗震设计的砌体抗剪强度设计值;N N砌体抗震抗剪强度的正应力影响系数。砌体抗震抗剪强度的正应力影响系数。 (二)多层砌体结构房屋墙体抗震承载力验算(二)多层砌体结构房屋墙体抗震承载力验算1.烧结普通砖、烧结多孔砖、蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖墙和石墙的抗震受烧结普通砖、烧结多孔砖、蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖墙和石墙的抗震受剪承载力按下式验算:剪承载力按下式验算:2.混凝土砌块墙体的截面抗震受剪承载力按下式进行验算混凝土砌块墙体的截面抗震受剪承载力按下式进行验算砌体结构一、网状配筋或水平配筋烧结砖墙的截面抗震受剪承载力验算一、网状配筋或水平配筋烧结砖墙的截面抗震受剪承载力验算7-4 7-4 配筋砖砌体墙抗震承载力验算和构造要求配筋砖砌体墙抗震承载力验算和构造要求二、砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙的截面抗震受剪承载力验算二、砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙的截面抗震受剪承载力验算 中部构造柱参与工作系数;居中设一根时取中部构造柱参与工作系数;居中设一根时取0.5,多于一根时取,多于一根时取0.4;c墙体约束修正系数;一般情况取墙体约束修正系数;一般情况取1.0,构造柱间距不大于,构造柱间距不大于2.8m时取时取1.1。 S钢筋参与工作系数钢筋参与工作系数 表表9 钢筋参与工作系数钢筋参与工作系数S 墙体高宽比墙体高宽比0.40.60.81.01.2 S0.100.120.140.150.12砌体结构7-5 7-5 配筋砌块砌体剪力墙抗震承载力计算及构造要求配筋砌块砌体剪力墙抗震承载力计算及构造要求设防烈度设防烈度6度度7度度8度度高高 度(度(m)242424242424抗震等级抗震等级四四三三三三二二 二二一一表表10 配筋砌块砌体剪力墙抗震等级配筋砌块砌体剪力墙抗震等级表表11 配筋砌块砌体剪力墙房屋适用的最大高度(配筋砌块砌体剪力墙房屋适用的最大高度(m) 最小墙厚最小墙厚6度度7度度 8度度190mm544530二、配筋砌块砌体剪力墙抗震承载力计算二、配筋砌块砌体剪力墙抗震承载力计算 (一)配筋砌块砌体剪力墙正截面承载力计算(一)配筋砌块砌体剪力墙正截面承载力计算 考考虑地震作用地震作用组合的配筋砌合的配筋砌块砌体剪力砌体剪力墙可能可能为偏心受偏心受压构件,也可能构件,也可能为偏心受拉构件,其正截面承偏心受拉构件,其正截面承载力力计算可采用本算可采用本书第第6章有关的静力章有关的静力计算公算公式,但在公式右端式,但在公式右端应除以承除以承载力抗震力抗震调整系数整系数RERE。 一、配筋砌块砌体剪力墙的结构布置一、配筋砌块砌体剪力墙的结构布置砌体结构(二)配筋砌块砌体剪力墙斜截面受剪承载力计算(二)配筋砌块砌体剪力墙斜截面受剪承载力计算底部加强区的截面组合剪力设计值底部加强区的截面组合剪力设计值Vw按以下规定调整:按以下规定调整:一级抗震等级一级抗震等级 Vw=1.6V一级抗震等级一级抗震等级 Vw=1.4V一级抗震等级一级抗震等级 Vw=1.2V一级抗震等级一级抗震等级 Vw=1.0V2.配筋砌块砌体剪力墙的截面尺寸应满足以下要求配筋砌块砌体剪力墙的截面尺寸应满足以下要求 1.剪力设计值的确定剪力设计值的确定 当剪跨比大于当剪跨比大于2时:时:当剪跨比小于或等于当剪跨比小于或等于2时时 砌体结构(三)配筋砌块砌体剪力墙连梁抗震承载力计算(三)配筋砌块砌体剪力墙连梁抗震承载力计算1.正截面承载力计算正截面承载力计算n计算亦可采用钢筋混凝土受弯构件的正截面计算公式,但应采用配筋砌块砌体的相应计算亦可采用钢筋混凝土受弯构件的正截面计算公式,但应采用配筋砌块砌体的相应计算参数和指标。连梁的正截面承载力应除以相应的承载力抗震调整系数。计算参数和指标。连梁的正截面承载力应除以相应的承载力抗震调整系数。 由于地震由于地震的往复作用性,在设计连梁时往往使截面上、下纵筋对称设置,即全部弯矩由截面上、的往复作用性,在设计连梁时往往使截面上、下纵筋对称设置,即全部弯矩由截面上、下的钢筋承受。下的钢筋承受。2.斜截面受剪承载力计算斜截面受剪承载力计算 剪力设计值的调整:当剪力墙的抗震等级为一、二、三级时,剪力设计值应按以剪力设计值的调整:当剪力墙的抗震等级为一、二、三级时,剪力设计值应按以下公式调整;四级可不调整下公式调整;四级可不调整3.偏心受压配筋砌块砌体剪力墙斜截面受剪承载力应按下式计算偏心受压配筋砌块砌体剪力墙斜截面受剪承载力应按下式计算4偏心受拉配筋砌块砌体剪力墙,其斜截面受剪承载力计算公式如下:偏心受拉配筋砌块砌体剪力墙,其斜截面受剪承载力计算公式如下:砌体结构当采用配筋砌块砌体连梁时,连梁的截面应符合下列要求:当采用配筋砌块砌体连梁时,连梁的截面应符合下列要求:当跨高比大于当跨高比大于2.5时时当跨高比小或等于当跨高比小或等于2.5 配筋砌块砌体连梁的斜截面受剪承载力按下列公式计算:配筋砌块砌体连梁的斜截面受剪承载力按下列公式计算:当跨高比大于当跨高比大于2.5时时当跨高比小于或等于当跨高比小于或等于2.5时时 砌体结构三、配筋砌块砌体剪力墙的构造要求三、配筋砌块砌体剪力墙的构造要求表表12 剪力墙水平分布钢筋的配筋构造剪力墙水平分布钢筋的配筋构造抗震等级抗震等级最小配筋率(最小配筋率(%)最大间距最大间距(mm) 最小直径最小直径(mm)一般部位一般部位加强部位加强部位一级一级0.130.134008二级二级0.110.136008三级三级0.100.136006四级四级0.070.106006表表13 剪力墙竖向分布钢筋的配筋构造剪力墙竖向分布钢筋的配筋构造抗震等级抗震等级最小配筋率(最小配筋率(%)最大间距最大间距(mm)最小直径最小直径(mm)一般部位一般部位加强部位加强部位一级一级0.130.1340012二级二级0.110.1360012三级三级0.100.1060012四级四级0.070.1060012砌体结构表表14 剪力墙边缘构件构造配筋剪力墙边缘构件构造配筋抗震等级抗震等级底部加强区底部加强区其它部位其它部位箍筋或拉筋直径和间距箍筋或拉筋直径和间距一级一级320(416)318(416)8200二级二级318(416)316(414)8200三级三级314(412)314(412)8200四级四级312(412)312(412)6200表表15 连梁箍筋构造要求连梁箍筋构造要求抗震等级抗震等级箍筋加密区箍筋加密区箍筋非加密区箍筋非加密区长度长度箍筋间距箍筋间距直径直径间距间距直径直径一级一级2h1001020010二级二级1.5h20082008三级三级1.5h20082008四级四级1.5h20082008
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