砌体结构
一、材料及力学性能
二、计算方法和指标
三、受压构件计算
四、局部受压
五、墙、柱高厚比验算
六、圈梁、过梁与挑梁
七、构造要求
?砌体 —— 是把 块体 (包括粘土砖、空心砖、砌块、
石材等)和 砂浆 通过砌筑而成的结构材料。
?砌体结构 —— 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。
§ 9.1 砌体材料及砌体力学性能
一、砌体材料
A,块材
1.烧结砖
(1)烧结普通砖
原料:粘土、煤矸石、页岩或粉煤灰
标准砖尺寸,240× 115× 53 mm
强度等级,MU30,MU25,MU20,MU15,MU10
适用范围,房屋上部及地下基础等部位
(2)烧结多孔砖
原料:同烧结砖,但孔洞率不小于 25%
尺寸:承重多孔砖目前主要采用 P型砖( 240× 115× 90)
和 M型砖( 190× 190× 90)
多孔砖优点:可节约粘土、减少砂浆用量、提高工效、节省墙
体造价;
可减轻块体自重、增强墙体抗震性能
适用范围,房屋上部结构(不宜用于冻胀地区地下部位)
4.石材
分类:(按容重)重质岩石、轻质岩石
(按其加工后的外形规则程度)可分为料石和毛石
强度等级,MU100,MU80,MU60,MU50~ MU20七级
2.非烧结硅酸盐砖 (包括蒸压灰砂砖和蒸压粉煤灰砖 )
原料:石灰和砂
尺寸:同烧结普通砖
适用范围,不得用于长期受热 200℃ 以上、受急冷急热和有酸性介质
侵蚀的建筑部位,MU15和 MU15以上的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
和干湿交替作用的建筑部位必须使用一等砖
强度等级,MU25,MU20,MU15,MU10
3.砌块
原料:普通混凝土或轻骨料混凝土
主规格尺寸,390× 190× 190mm
空心率,20%~ 50%
强度等级,MU20,MU15,MU10,MU7.5,MU5
B,砂浆
砂浆品种 塑性掺合料 和易保水性 强度 耐久性 耐水性
水泥砂浆 无 差 较高 好 好
混合砂浆 有 好 高 较好 差
非水泥砂浆 有 好 低 差 无
1,砂浆作用
(1)将单个的块体粘结成整体、促使构件应力分布均匀;
(2)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
2,砂浆分类
(1)水泥砂浆 ; (2)混合砂浆; (3)非水泥砂浆(石灰、粘土砂浆)
3,强度等级
按龄期 28天 的 立方体 ( 边长 70.7mm)测得的抗压强度平均值,分为:
M15,M10,M7.5,M5,M2.5五级。
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度
C,砌体材料的选择
1,原则,因地置宜,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于 6m的墙、
柱所用材料的最低强度等级,砖为 MU10,砌块 MU7.5,石材
MU30,砂浆 M5。
3,地面以下或防潮层以下的砌体,潮湿的房间的墙,按规范选择材
料。见 P120表 9-1
A,无筋砌体
1,砖砌体
砌筑方法,一顺一丁、梅花丁和三顺一丁
施工严禁,包心柱和不同强度等级砖块混用
墙体尺寸,240mm(一砖),370mm(一砖半),490mm(二
砖) 620mm(二砖半)
2,砌块砌体
砌筑应选用配套砌块先排块后施工,施工时砌块底面向上反向砌筑。
墙体尺寸,190,200,240,290 mm
砌块砌体为建筑工厂化、机械化、加快建设速度、减轻结构自重开辟
新的途径。我国目前使用最多的是混凝土小型空心砌块砌体。
3,石砌体
因地制宜,在产石地区适用。
石砌体的类型有 料石砌体、毛石砌体和毛石混凝土砌体 。
二、砌体的种类
B,配筋砌体
1,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.配筋砌块砌体
? 砖砌体以受压破坏为主。
受压破坏分为三阶段
三、砌体的力学性能
A,砌体的抗压性能
? 砌体抗压强度低于块体
材料强度
B,影响砌体抗压强度的主要因素
1.块材和砂浆的强度(以 块材强度 为主)
2.块材的尺寸和形状(厚度、表面平整)
3.砂浆铺砌时的流动性(较高流动性,同时保证密实性)
4.砌筑质量和施工速度(灰缝、含水率、速度、养护条件)
§ 9.2 砌体结构的计算方法和计算指标
一、计算方法
? 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
二、计算指标
A,砌体的抗压强度标准值,具有 95%保证率的抗压强度值,查规范
B,砌体的抗压强度设计值:
f
kff
??
? 龄期为 28d砌体毛截面强度的设计值,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。表 9-2~2-7
C,砌体强度设计值的调整系数
§ 9.3 受压构件的计算(无筋砌体)
? 计算公式
fAN ??
? 无筋砌体适用范围:墙、柱等受压构件 (与截面尺寸,砌体强度和
高厚比有关)
适用于 轴心受压、偏心受压
f
N N
f??
e
截面面积。
砌体抗压强度设计值
采用影响系数。按表
对受压构件承载力的和偏心距高厚比
轴向力设计值
?
?
?
??
?
A
f
e
h
H
N
99
0
?
???
例题 9-1
砖柱截面为 490mm× 370mm,采用粘土砖 MU10,混合砂浆 M5
砌筑,柱计算高度 H0=5m,承受轴心压力设计值为 170kN(包括自
重),试验算柱底截面强度。
解:
1,确定砌体抗压强度设计值
2,计算构件的承载力影响系数
3,验算砖柱承载力
88.07.018.07.0
3.018.037.049.0 22
?????
????
A
mmA
a?则,强度调整系数
截面面积
aMPfMMU 5.1510 ??? ?? 查表,砂浆砖
782.005.133705000
1
0 ?????
?
??
?
查表,且因为轴心受压,
查表,
h
e
h
H
a
满足,1 7 0 0 0 01 8 7 1 4 53704905.188.0782.0 NfAa ?????????
[习题 ]
一承受轴心压力砖柱的截面尺寸为 370mm× 490mm,采用 MU10
烧结普通砖,M2.5混合砂浆砌筑,轴心力设计值 154kN(包括自重),
柱的计算高度取其实际高度 3.5m。试验算该柱承载力。
[解 ]
高厚比,查表 φ= 0.846
查得 f=1.29N/mm2
因柱截面面积 A=0.37× 0.49=0.18m2<0.3m2,应考虑强度调整系数
γa=0.7+A=0.7+0.181=0.881
Nu=φγafA=0.846× 0.881× 1.29× 181000= 174kN>154kN
满足要求。
46.937035000 ??? hH?
§ 9.4 局部受压
? 局部受压分类
① 局部均匀受压
② 局部不均匀受压
(a)局部均匀受压 (b)局部不均匀受压? 局部受压的处理措施
① 提高砌体局部受压处强度;
② 采用刚性垫块,增大砌体的局部受压面积
③ 采用柔性垫梁,扩散梁端的集中力
? 垫块种类:预制、现浇;刚性、柔性;
? 刚性垫块的构造要求:
① 高度 tb不宜小于 180mm
② 挑出梁边的长度不宜大于垫块高度 tb
③ 带壁柱墙垫块伸入翼墙内的长度不应
小于 120mm;
壁柱上设有垫块时梁端局部受压
§ 9.5 墙、柱高厚比验算
? 定义,墙、柱的计算高度 H0和墙厚 h(或柱边长)的比值
? 高厚比验算目的
① 保证构件不致因过于细长而在荷载作用下丧失稳定,在满足
强度要求的同时具有足够的稳定性;
② 通过高厚比控制,使墙、柱有足够刚度,避免出现过大的侧
向变形;
③保证施工中安全。
? 验算对象:
① 承重的柱
② 无壁柱墙
③ 带壁柱墙
④ 带构造柱墙
⑤ 自承重墙(非承重墙)
一、墙柱的允许高厚比
二、墙、柱高厚比验算
? ????? 210 ?? hH
A,无壁柱墙和矩形柱截面
? ????? 210 ??
Th
H
B,带壁柱墙和构造柱墙
A
Iii
ih T
??
?
截面回转半径,
5.3
?T形截面的计算翼缘宽度 bf:
① 多层有门窗洞口墙段取窗间墙宽度;
② 多层无门窗洞口每侧翼缘可取壁柱高度的 1/3;
③ 单层房屋中可取壁柱宽加 2/3墙高,且不大于窗间墙宽度和
相邻壁柱间距离;
?带壁柱墙的计算高度 H0应取 s为相邻横墙间的距离;
μ1—— 自承重墙允许高厚比的修正系数;
μ2—— 有门窗洞口墙允许高厚比的修正系数。
§ 9.6 圈梁、过梁和挑梁
一、圈梁
?圈梁作用
① 增强房屋的整体性和空间刚度
② 防止地基不均匀沉降而使墙体开裂
③ 减少振动作用对房屋产生的不利影响
④ 与构造柱配合有助于提高砌体结构的抗震性能
? 附加圈梁与圈梁的搭接
附加圈梁与圈梁的搭接
现浇圈梁连接构造
? 现浇圈梁的连接构造
二、过梁
? 过梁分类:
( 1)钢筋混凝土过梁
( 2)砖砌过梁:
钢筋直径> 5mm,间距 120mm,根数> 2,砂浆层厚度 ≥30mm
① 钢筋砖过梁
② 砖砌平拱过梁,砂浆 ≥M5
③ 砖砌弧拱过梁
a.钢筋混凝土过梁
b.钢筋砖过梁 c.砖砌平拱过梁 d.砖砌弧拱过梁
? 过梁的受力特性
砖砌过梁:受弯构件(墙体上部受压、下部受拉)
钢筋砖过梁:三铰拱(钢筋受拉,上部墙体受压)
a.砖砌平拱 b.钢筋砖过梁
? 过梁的破坏形态
? 过梁三种破坏:
① 跨中截面受弯破坏 (竖向裂缝 )
② 支座附近受剪破坏 (阶梯形斜裂缝)
③ 过梁支座滑动破坏 (在墙端水平裂缝)
? 过梁荷载的取值
(a) 梁、板荷载;
(b) 墙体荷载;
1.梁、板荷载
对砖和砌块砌体,当梁、板下的墙体高度 hw< ln时( ln为过梁
的净跨),应计入梁、板传来的荷载;当梁、板下的墙体高度 hw≥ln时,
可不考虑梁、板荷载。
2.墙体荷载
( 1)对砖砌体,当过梁上的墙体高度 hw< ln/3时,应按墙体
的均布自重计算;当 hw≥ln/3时,应按高度为 ln/3墙体的均布自重计算;
( 2)对砌块砌体,当过梁上的墙体高度 hw< ln/2时,应按墙
体的均布自重计算;当 hw≥ln/2时,应按高度为 ln/2墙体的均布自重计
算。
? 定义,挑梁是埋置于砌体中的悬
挑受力构件。
? 适用范围,房屋雨篷、阳台和悬
挑楼梯
? 混凝土挑梁的构造要求:
① 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
2φ12;其它钢筋伸入支座的长度不应小于 2l1/3 。
② 挑梁埋入砌体长度 l1与挑出长度 l之比宜大于 1.2;当挑梁上无
砌体时,宜使 l1/ l>2 。
三、挑梁
§ 9.7 砌体结构的构造要求
一、一般构造要求
? 承重独立砖柱的 截面尺寸 不应小于 240mm× 370mm。毛石墙的
厚度不宜小于 350mm,毛料石柱较小边长不宜小于 400mm。当
有振动荷载时,墙柱不宜采用毛石砌体。
? 屋架跨度 大于 6m或梁跨度分别 大于 4.8m(砖砌体 ),4.2m(砌块
和料石砌体 ),3.9m(毛石砌体 )时,应在其 支承处砌体上设置混凝
土或钢筋混凝土垫块 。当墙中有圈梁时,垫块宜与圈梁浇成整体。
? 厚度 240mm墙上梁的跨度大于或等于 6m、砌块或料石墙以及厚
度小于 240mm砖墙上梁的跨度大于或等于 4.8m时,宜在梁支座
下 设壁柱或构造柱,或采取其他加强措施。
? 预制钢筋混凝土板的支承长度 在墙上不宜小于 100mm,在钢筋混
凝土圈梁上不宜小于 80mm;当利用板端伸出钢筋拉结并用混凝土
灌缝时,其支承长度可为 40mm,但板端缝宽不宜小于 80mm,
灌缝混凝土强度等级不宜低于 C20。
? 砌块墙与后砌隔墙 交接处,应沿墙高每 400mm在水平灰缝内设置
不少于 2φ4的焊接 钢筋网片 。
? 砌块砌体应 分皮错缝搭砌,上下皮搭砌长度不得小于 90mm。不满
足上述要求时,应在水平灰缝内设置不少于 2φ4的焊接钢筋网片
(横向钢筋的间距不宜大于 200mm),网片每端均应超过该垂直缝,
其长度不得小于 300mm。
二、防止或减轻墙体开裂的主要措施
a) 温度裂缝 (b) 沉降裂缝
? 砌体房屋常见裂缝形态
? 裂缝对房屋性能的影响:
① 外观
② 防水、防渗、保温性能
③ 整体性、承载能力、耐久
性和抗震性能
? 裂缝形成原因
① 设计
② 施工
③ 材料 → 干缩裂缝
④ 环境温度变化 → 温度裂缝
⑤ 地基不均匀沉降 → 沉降裂

? 防止或减轻墙体开裂的原理
① 合理的结构布置
② 加强房屋结构的整体刚度
③ 设置沉降缝
④ 设置收缩缝
? 防止或减轻墙体开裂的措施
在保证收缩缝间距的基础上,为了防止或减轻房屋顶层墙体的裂缝,
可根据房屋具体情况分别采取,防、放、抗,措施:
1,为减少屋面与顶层墙体温差,防止墙顶产生裂缝,屋面应设置 保
温、隔热层 。
2,为释放或降低温差应力,屋面保温(隔热)层或屋面刚性面层及
砂浆找平层应设置 分隔缝,分隔缝间距不宜大于 6m,并与女儿墙
隔开,其缝宽不小于 30mm。
3,受温差影响较大地区可适当选用装配式有檩体系钢筋混凝土屋盖和
瓦材屋盖。在钢筋混凝土屋面板与墙体圈梁的接触面处设置 水平滑动
层,滑动层可采用两层油毡夹滑石粉或橡胶片等;对于 长纵墙,可只
在其 两端的 2~ 3个开间内设置,对于 横墙 可只在 其两端各 l/4范围内设
置 ( l为横墙长度)。
屋面滑动层构造详图
? 针对墙体不同区域,可采取下列构造措施加强其抗裂能力:
( 1) 顶层屋面板下设置 现浇钢筋混凝土圈梁,并沿内外墙拉
通,房屋两端圈梁下的墙体内宜适当设置 水平筋 ;
( 2) 顶层挑梁末端下墙体灰缝内设置 3道焊接钢筋网片 (纵向
钢筋不宜少于 2φ4,横筋间距不宜大于 200mm)或 2φ6钢筋,
钢筋网片或钢筋应自挑梁末端伸入两边墙体不小于 1m;
梁下一皮砖灰缝
屋面挑梁构造详图 1— 2f4钢筋网片或 2f6钢筋
梁下一皮砖灰缝
? 当房屋刚度较大时,可在窗台下或窗台角处墙体内设置 竖向控制缝 。
在墙体高度或厚度突然变化处也宜设置竖向控制缝,或采取其它可
靠的防裂措施。竖向控制缝的构造和嵌缝材料应能满足墙体平面外
传力和防护的要求。
空心砌块房屋的控制缝
? 灰砂砖、粉煤灰砖砌体宜采用粘结性好的砂浆砌筑,混凝土砌块砌
体应采用 砌块专用砂浆砌筑 。
THE
END
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