第十一章 砌体结构.ppt

第十一章 砌砌 体体 结结 构构砌体结构是指以砖、石或各种砌块是指以砖、石或各种砌块为块材，用砂浆砌筑而成的结构为块材，用砂浆砌筑而成的结构n砌砌 体体墙墙n钢筋混凝土钢筋混凝土梁、板等梁、板等 优优 点点材料来源广泛；隔声、隔热。耐材料来源广泛；隔声、隔热。耐火性能好；施工简单；费用低廉火性能好；施工简单；费用低廉缺缺 点点强度较低；自重较大；劳动量大；强度较低；自重较大；劳动量大；占用农田占用农田称为砖混结构称为砖混结构考核要点考核要点n1.1.了解砌体结构的概念。了解砌体结构的概念。n2.2.了解块材及砂浆的分类，强度等级的划分。了解块材及砂浆的分类，强度等级的划分。理解砌体抗压强度远远低于块材强度的原因，理解砌体抗压强度远远低于块材强度的原因，掌握砌体强度的影响因素，掌握砌体强度设掌握砌体强度的影响因素，掌握砌体强度设计值的调整系数。了解砌体的弹性模量与剪计值的调整系数。了解砌体的弹性模量与剪切模量。切模量。n3.3.掌握矩形截面无筋砌体受压构件承载力计掌握矩形截面无筋砌体受压构件承载力计算，一般了解轴心受拉、受弯、受剪构件计算，一般了解轴心受拉、受弯、受剪构件计算的特点。算的特点。n4.4.了解墙体设计的一般步骤。了解横墙、纵了解墙体设计的一般步骤。了解横墙、纵墙、内框架承重体系的荷载主要传递路线、墙、内框架承重体系的荷载主要传递路线、各承重体系的特点。各承重体系的特点。n5.5.掌握混合结构房屋的静力计算依据横墙间掌握混合结构房屋的静力计算依据横墙间距和楼（屋）盖的类别进行划分，了解各静距和楼（屋）盖的类别进行划分，了解各静力计算方案房屋的受力特点，了解刚性和刚力计算方案房屋的受力特点，了解刚性和刚弹性方案房屋横墙应符合的要求。弹性方案房屋横墙应符合的要求。n6.6.了解柱、墙高厚比验算的目的、以及验算的要求。了解柱、墙高厚比验算的目的、以及验算的要求。掌握影响实心砖砌体允许高厚比的重要因素。掌握掌握影响实心砖砌体允许高厚比的重要因素。掌握墙柱高厚比的验算，其中包括：矩形截面墙、柱高墙柱高厚比的验算，其中包括：矩形截面墙、柱高厚比验算。了解带壁柱墙的高厚比验算的步骤和方厚比验算。了解带壁柱墙的高厚比验算的步骤和方法。法。n7.7.了解刚性方案房屋墙柱的计算方法，了解砌体结了解刚性方案房屋墙柱的计算方法，了解砌体结构的主要构造措施。构的主要构造措施。砌体材料及力学性能砌体材料及力学性能块 材砖砌块石材烧结普通砖 烧结多孔砖蒸压灰砂砖 蒸压粉煤灰砖标准砖：标准砖：24011553mm砖粘土砖页岩砖页岩砖多孔砖多孔砖强度等级符号以强度等级符号以MUMU表示表示如如MU30MU30，表示砖的平均，表示砖的平均抗压强度抗压强度30MPa30MPa分为：分为：MU30 MU25 MU20MU30 MU25 MU20MU15 MU10 MU7.5MU15 MU10 MU7.5划分强度等级依据：平划分强度等级依据：平均抗压强度，平均抗折均抗压强度，平均抗折强度强度(脆性材料脆性材料)砖的弹性模量：砖的弹性模量：103MPa103MPa此外，还应满足此外，还应满足:抗冻性、吸水虑、外观质量抗冻性、吸水虑、外观质量等要求等要求砌砌 块块混凝土砌块混凝土砌块 硅酸盐砌块硅酸盐砌块 加气混凝土砌块加气混凝土砌块n小型砌块：小型砌块：h18kN/m3。这些石材具有强度高，抗冻性能好等优点砌体的砂浆砌体的砂浆 水水 泥泥 砂砂 浆浆由水泥、砂和水拌和而成由水泥、砂和水拌和而成强度高、硬化快、耐久性好强度高、硬化快、耐久性好和易性差、水泥量大和易性差、水泥量大适用于砌筑受力大或潮湿环境中适用于砌筑受力大或潮湿环境中 石石 灰灰 砂砂 浆浆由石灰、砂和水拌和而成由石灰、砂和水拌和而成保水性、流动性好保水性、流动性好强度低、耐久性差强度低、耐久性差适用于低层建筑和不潮湿的适用于低层建筑和不潮湿的地上砌体中地上砌体中 混混 合合 砂砂 浆浆由水泥、石灰、砂和水拌和而成由水泥、石灰、砂和水拌和而成保水性、流动性比水泥砂浆好保水性、流动性比水泥砂浆好强度高于石灰砂浆强度高于石灰砂浆适用于一般性墙、柱砌体中适用于一般性墙、柱砌体中强度等级：立方体标准试块标准养护后测得的抗压强度强度等级符号：以M表示 分为五个等级：M15 M10 M7.5 M5M2.5 当验算施工阶段尚未硬化的当验算施工阶段尚未硬化的新砌砌体承载力时，砂浆强新砌砌体承载力时，砂浆强度应取为零度应取为零 砌块专用砂浆砌块专用砂浆专门用于砌筑混凝土砌块，专门用于砌筑混凝土砌块，MbMb砌体的种类砌体的种类n砖砌体砖砌体半砖墙：半砖墙：120mm一砖墙：一砖墙：240mm一砖半墙：一砖半墙：370mm二砖墙：二砖墙：490mmn此外结合侧砌做成此外结合侧砌做成180mm、300mm、420mm等等n砖砌体砖砌体无筋砖砌体无筋砖砌体配筋砖砌体配筋砖砌体墙厚：墙厚：承载力、稳定承载力、稳定性、保温、隔性、保温、隔热等需要确定热等需要确定砖砌体、砌块砌体和石砌体砖砌体、砌块砌体和石砌体由不同尺寸和形状的块材用砂由不同尺寸和形状的块材用砂浆砌筑而成的墙、柱称为砌体浆砌筑而成的墙、柱称为砌体 砌块砌体砌块砌体石砌体石砌体由砌块和砂浆砌成的砌体由砌块和砂浆砌成的砌体称为砌块砌体。我国目前称为砌块砌体。我国目前采用较多的有混凝土小型采用较多的有混凝土小型砌块空心砌块砌体及轻骨砌块空心砌块砌体及轻骨料混凝土小型砌块砌体。料混凝土小型砌块砌体。砌体砌体，为建筑工厂化砌体砌体，为建筑工厂化机械化，提高劳动生产率机械化，提高劳动生产率，减轻结构自重开辟了新，减轻结构自重开辟了新的途径的途径 硅酸盐砌块砌体硅酸盐砌块砌体石材价格低廉，可就地取材，常用于石材价格低廉，可就地取材，常用于挡土墙、承重墙或基础。但石砌体自挡土墙、承重墙或基础。但石砌体自重大，隔热性能差，作外墙时厚度大重大，隔热性能差，作外墙时厚度大配筋砌体配筋砌体 为了提高砌体的承载为了提高砌体的承载力和减小截面尺寸，可力和减小截面尺寸，可在砌体内配置适量的钢在砌体内配置适量的钢筋形成筋形成配筋砌体配筋砌体混凝土混凝土钢筋钢筋钢筋网钢筋网 横向配筋砖砌体横向配筋砖砌体纵向配筋砖砌体（组合砌体）纵向配筋砖砌体（组合砌体）砌体的破坏形态砌体的破坏形态 1、砖砌体轴心受压时的破坏阶段、砖砌体轴心受压时的破坏阶段2、砖砌体受压时的应力分析、砖砌体受压时的应力分析3、影响砖砌体抗压强度的主要因素、影响砖砌体抗压强度的主要因素4、砌体的轴心抗压强度设计值、砌体的轴心抗压强度设计值5、其他强度、其他强度6、砌体的变形性能、砌体的变形性能第二阶段：第二阶段：裂缝贯通，裂缝贯通，通过若干皮砖，形成通过若干皮砖，形成纵向裂缝，裂缝发展纵向裂缝，裂缝发展稳定稳定第三阶段：第三阶段：荷载增加不荷载增加不多，裂缝亦会很快发展，多，裂缝亦会很快发展，裂缝上下贯通，分割成裂缝上下贯通，分割成若干半砖小柱，小柱失若干半砖小柱，小柱失稳而破坏稳而破坏第一阶段第一阶段：个别砖块上个别砖块上出现细微的裂缝，横向出现细微的裂缝，横向变形小，应力应变成线变形小，应力应变成线性关系，称为弹性阶段性关系，称为弹性阶段三个阶段三个阶段砖砌体轴心受压砖砌体轴心受压时的破坏过程时的破坏过程n由于砖块和砂浆的横向变形由于砖块和砂浆的横向变形的差异，的差异，砖砖受到受到横向拉力横向拉力，砂砂浆浆受到受到横向压力横向压力存在应力集中：竖向灰缝处砂存在应力集中：竖向灰缝处砂浆不可能填实，浆不可能填实，灰缝处灰缝处存在存在应应力集中力集中砖砌体受压时的应力分析砖砌体受压时的应力分析 图图 示示砌体的破坏不是由于砖块强度耗尽，而是形成了半砖小柱，砌体的破坏不是由于砖块强度耗尽，而是形成了半砖小柱，失稳导致破坏，故强度远远低于砖块的强度，甚至可能低失稳导致破坏，故强度远远低于砖块的强度，甚至可能低于砂浆的强度于砂浆的强度影响砖砌体抗压强度的主要因素影响砖砌体抗压强度的主要因素n块材的强度等级；块材的强度等级；强度等级越高，抗折强度越大，可强度等级越高，抗折强度越大，可以提高抗压强度以提高抗压强度n块材的厚度增加；块材的厚度增加；可以增加抗弯抗拉能力，同时可提可以增加抗弯抗拉能力，同时可提高砌体的抗压强度高砌体的抗压强度n块材的外形平整；块材的外形平整；使砌体的抗压强度提高使砌体的抗压强度提高n砂浆的强度等级和性能；砂浆的强度等级和性能；砂浆强度等级提高，横向变砂浆强度等级提高，横向变形小，砖块受到的附加拉力减少，强度提高形小，砖块受到的附加拉力减少，强度提高n砂浆的性能（和易性、保水性）提高；砂浆的性能（和易性、保水性）提高；易于均匀密实，易于均匀密实，砖块受到的抗弯抗剪应力减少，集中应力降低砖块受到的抗弯抗剪应力减少，集中应力降低n砌筑质量；砌筑质量；质量越高，砌体质量越高质量越高，砌体质量越高砌体强度设计值的调整砌体强度设计值的调整 在某些特定情况下，砌体强度设计值需加以调整。在某些特定情况下，砌体强度设计值需加以调整。参见参见砌体规范砌体规范规定规定。如下列的情况需要乘如下列的情况需要乘调整系数调整系数无筋砌体面积小于无筋砌体面积小于0.3m2 2,0.7+A水泥砂浆砌筑时，水泥砂浆砌筑时，0.9施工质量控制等级为施工质量控制等级为C级，级，0.89等等砌体的轴心抗压强度设计值砌体的轴心抗压强度设计值n见附录二十：各种砌体强度的标准值见附录二十：各种砌体强度的标准值轴心抗拉、弯曲抗拉强度轴心抗拉、弯曲抗拉强度n强度取决与破坏形式强度取决与破坏形式沿齿缝破坏沿齿缝破坏沿通缝破坏沿通缝破坏沿通缝破坏沿通缝破坏 砌体的抗压强度比抗拉、抗弯、抗剪强度高砌体的抗压强度比抗拉、抗弯、抗剪强度高的多，因此砌体大多用于受压构件，以充分利的多，因此砌体大多用于受压构件，以充分利用其抗压性能。但实际工程中有时也遇到受拉、用其抗压性能。但实际工程中有时也遇到受拉、受弯、受剪的情况。其强度情况参见教材。受弯、受剪的情况。其强度情况参见教材。11.3无筋砌体构件的承载力计算无筋砌体构件的承载力计算承载力验算公式承载力验算公式 N轴向力设计值轴向力设计值；高厚比高厚比和轴向力的偏心距对受压构件承载力的影和轴向力的偏心距对受压构件承载力的影 响系数，可按附表响系数，可按附表22-122-3采用；采用；P501 f 砌体的抗压强度设计值，按附表采用；砌体的抗压强度设计值，按附表采用；A截面面积，对各类砌体均按毛截面计算。截面面积，对各类砌体均按毛截面计算。构件抗压强度调整系数；表构件抗压强度调整系数；表116 P293构件高厚比构件高厚比指构件的指构件的计算高度计算高度 与其相应与其相应的边长的比值的边长的比值 矩形截面：矩形截面：h h为偏心方向的边长，对于轴压构件，为偏心方向的边长，对于轴压构件，为较小边长为较小边长 T T型截面：型截面：h hT T折算厚度折算厚度，h hT T=3.5i,=3.5i,i iT T型截面的回转半径型截面的回转半径,i=(i=(I/A)I/A)1/21/2 矩形截面矩形截面T形截面形截面不同砌体材料不同砌体材料的高厚比修正系数，的高厚比修正系数，按表按表8-3采用，主采用，主要考虑不同类型砌要考虑不同类型砌体受压性能的差异体受压性能的差异 构件承载力影响系数的计算构件承载力影响系数的计算n当e=0,3 3时，时，1 1n当当e0,3 3时，时，n当e=0,33时，时，n当当e0,33时时,查表或者按公式计算查表或者按公式计算e轴向力偏心距按荷载设计值计算，轴向力偏心距按荷载设计值计算，参考阅读参考阅读公式计算较麻烦，公式计算较麻烦，实际应用时按附实际应用时按附表表22221 122223 3查取即可查取即可例题111 P293n注：注：n高厚比计算高厚比计算n的取值的取值(多数情况需要插值多数情况需要插值)nA0.3mA0.3m2 2时时 f f的调整的调整例题112 P294n需分别按长、短需分别按长、短边不同方向验算边不同方向验算n应满足应满足e0.6ye0.6y y为截面形心到轴向力所在偏心方向截面边缘的距离的取值（可能要的取值（可能要纵横插值）纵横插值）e eN Ny yb bh h砌体受压承载力计算例题砌体受压承载力计算例题n1、截面尺寸为、截面尺寸为370490mm的轴心受压砖的轴心受压砖柱，柱的两端为固定端，柱的实际高度为柱，柱的两端为固定端，柱的实际高度为5.5m，采用采用MU10砖和砖和M5混和砂浆砌筑，混和砂浆砌筑，若在柱底作用有轴向力设计值若在柱底作用有轴向力设计值N=100kN,试试验算柱的承载力验算柱的承载力砌体受压承载力计算例题砌体受压承载力计算例题2、截面尺寸为、截面尺寸为370490mm的轴心受压砖柱，的轴心受压砖柱，柱的两端为固定端，柱的实际高度为柱的两端为固定端，柱的实际高度为5.5m，采用采用MU10砖和砖和M5水泥水泥砂浆砌筑，若在柱顶砂浆砌筑，若在柱顶作用有由恒载和活荷载产生轴向力标准值各作用有由恒载和活荷载产生轴向力标准值各为为60kN,试验算柱的承载力。试验算柱的承载力。例题例题3n截面为截面为370490mm的砖柱，采用的砖柱，采用MU10砖和砖和M5混合砂浆砌筑，混合砂浆砌筑，H0=H=4.5m，荷载设计值在柱顶产生荷载设计值在柱顶产生的轴向力为的轴向力为185kN,试验算此柱承载力是试验算此柱承载力是否满足要求。否满足要求。合力合力N1作用点位置作用点位置n对屋盖梁：合力作对屋盖梁：合力作用点距墙内边缘的用点距墙内边缘的距离为距离为0.33 0.33 a a0 0n对楼盖梁：合力作用对楼盖梁：合力作用点距墙内边缘的距离点距墙内边缘的距离为为0.4 a0.4 a0 0n 楼盖和屋盖等水平承重构件采用钢筋混凝土、木材或钢材，楼盖和屋盖等水平承重构件采用钢筋混凝土、木材或钢材，而内外墙、柱和基础等竖向承重构件采用砌体结构建造的房屋而内外墙、柱和基础等竖向承重构件采用砌体结构建造的房屋通常称为通常称为混合结构房屋混合结构房屋。它具有节省钢材、施工简便、造价较。它具有节省钢材、施工简便、造价较低等特点。因此在一般工业与民用建筑物中被广泛应用低等特点。因此在一般工业与民用建筑物中被广泛应用n 墙体是混合结构建筑物的主要承重构件，同时墙体也起着墙体是混合结构建筑物的主要承重构件，同时墙体也起着围护和分隔的作用围护和分隔的作用。n承重墙 承受自重的同时，还承受屋盖和楼盖传来的荷载承受自重的同时，还承受屋盖和楼盖传来的荷载n非承重墙主要起着围护和分隔的作用且只承受自重的墙主要起着围护和分隔的作用且只承受自重的墙混和结构房屋墙和柱的设计混和结构房屋墙和柱的设计混合结构房屋设计的一个重要任务混合结构房屋设计的一个重要任务墙体、柱的设计墙体、柱的设计混和结构房屋墙和柱的设计混和结构房屋墙和柱的设计 （简（简 介）介）n墙体设计的步骤：墙体设计的步骤：墙柱内力计算及截面承载力验算墙柱内力计算及截面承载力验算墙体构造措施墙体构造措施墙柱高厚比及验算墙柱高厚比及验算房屋的静力计算方案确定房屋的静力计算方案确定承重墙体的布置承重墙体的布置混合结构房屋墙、柱设计n 大多数民用房屋的竖向承重结构是由砌体材料砌筑而成大多数民用房屋的竖向承重结构是由砌体材料砌筑而成的承重墙体，而屋盖和楼板采用钢筋混凝土材料建造，这种由的承重墙体，而屋盖和楼板采用钢筋混凝土材料建造，这种由两种材料作为主要承重结构的房屋称为混合结构房屋。一般中、两种材料作为主要承重结构的房屋称为混合结构房屋。一般中、小型无吊车或吊车吨位很小的工业厂房也可以采用混合结构。小型无吊车或吊车吨位很小的工业厂房也可以采用混合结构。在混合结构房屋中，钢筋混凝土屋盖和楼盖一方面承担在混合结构房屋中，钢筋混凝土屋盖和楼盖一方面承担各种竖向荷载，将其传给承重墙体，另一方面利用钢筋混凝土各种竖向荷载，将其传给承重墙体，另一方面利用钢筋混凝土板的平面刚度，将不同的承重墙体连接成整体，共同承受水平板的平面刚度，将不同的承重墙体连接成整体，共同承受水平荷载，形成整体工作的空间受力结构；承重墙体不但承受楼板荷载，形成整体工作的空间受力结构；承重墙体不但承受楼板传来的竖向荷载，同时还是结构中的抗侧力构件，承担风荷载传来的竖向荷载，同时还是结构中的抗侧力构件，承担风荷载和地震荷载等水平荷载。和地震荷载等水平荷载。混合结构房屋的结构布置n 在混合结构房屋中，墙体通常可以分为承重墙体、在混合结构房屋中，墙体通常可以分为承重墙体、自承重墙体和分隔墙体。承重墙体是指承受自重及楼自承重墙体和分隔墙体。承重墙体是指承受自重及楼板传来的竖向荷载的墙体。自承重墙体是指仅承受墙板传来的竖向荷载的墙体。自承重墙体是指仅承受墙体自重的墙体。分隔墙体是指砌筑在梁或楼板上，为体自重的墙体。分隔墙体是指砌筑在梁或楼板上，为在建筑平面内分割不同的使用功能而每层单独设置的在建筑平面内分割不同的使用功能而每层单独设置的墙体。墙体。在建筑平面中，一般来说，沿房屋平面较短方向在建筑平面中，一般来说，沿房屋平面较短方向布置的墙体称为横墙；沿房屋较长方向布置的墙体称布置的墙体称为横墙；沿房屋较长方向布置的墙体称为纵墙。混合结构房屋设计时，建筑设计的功能分区为纵墙。混合结构房屋设计时，建筑设计的功能分区与结构设计的承重方案选择是需要密切配合的两个方与结构设计的承重方案选择是需要密切配合的两个方面，从结构设计的角度出发，按承重墙体布置方式的面，从结构设计的角度出发，按承重墙体布置方式的不同，可将多层混合结构房屋的承重体系划分为不同，可将多层混合结构房屋的承重体系划分为横墙横墙承重方案承重方案、纵墙承重方案纵墙承重方案、纵横墙棍合承重方案纵横墙棍合承重方案、内内框架承重方案框架承重方案和和底部框架承重方案底部框架承重方案。上述承重方案的。上述承重方案的传力路径不同，结构整体性能也有差异，对建筑使用传力路径不同，结构整体性能也有差异，对建筑使用功能的影响也不一样。功能的影响也不一样。n在混合结构中，一般将平行于房屋长向的墙体称为纵墙，平行于房屋短向的墙体称为横墙，房屋四周与外界相隔的墙体称为外墙，其余称内墙横墙横墙外纵墙外纵墙纵向纵向横向横向内纵墙内纵墙一、横墙承重方案n 结构布置时，将钢筋混凝土楼板结构布置时，将钢筋混凝土楼板(及屋面板及屋面板)沿房屋纵向仅支沿房屋纵向仅支承在横墙上，而外纵墙不承担楼面荷载，是自承重墙体，楼面荷承在横墙上，而外纵墙不承担楼面荷载，是自承重墙体，楼面荷载经由横墙传给基础，这种结构布置方式称为横墙承重方案载经由横墙传给基础，这种结构布置方式称为横墙承重方案.n其特点是：其特点是：n(1)(1)承受竖向荷载时，横墙是主要的承重构件，纵墙主要起围护、承受竖向荷载时，横墙是主要的承重构件，纵墙主要起围护、隔断和将横墙联成整体的作用。这样，外纵墙立面处理较方便，隔断和将横墙联成整体的作用。这样，外纵墙立面处理较方便，可以开设较大的门、窗洞口。可以开设较大的门、窗洞口。n(2)(2)由于楼板受跨度限制，使得横墙间距不宜过大，一般每开间设由于楼板受跨度限制，使得横墙间距不宜过大，一般每开间设置一道，再通过纵墙的纵向拉结，因此房屋的空间刚度很大，整置一道，再通过纵墙的纵向拉结，因此房屋的空间刚度很大，整体性很好。体性很好。(3)(3)在承重横墙上布置短向板对楼板在承重横墙上布置短向板对楼板(屋盖屋盖)结构来说比结构来说比较经济，能节约钢材和水泥。较经济，能节约钢材和水泥。这种方案的缺点是：这种方案的缺点是：n横墙太多导致建筑布置和房间的使用功能受到限制，而且北方寒横墙太多导致建筑布置和房间的使用功能受到限制，而且北方寒冷地区外纵墙由于保温要求不能太薄，只作为自承重结构，其强冷地区外纵墙由于保温要求不能太薄，只作为自承重结构，其强度不能充分利用。再就是砌体材料用量相对较多。度不能充分利用。再就是砌体材料用量相对较多。横墙承重体系横墙承重体系（布置形式）（布置形式）n横墙承重方案由横墙承重方案由于横墙间距密，于横墙间距密，房间大小固定，房间大小固定，适用于宿舍、住适用于宿舍、住宅等居住建筑。宅等居住建筑。二、纵墙承重方案n 采用纵墙承重方案时，钢筋混凝土楼板(及屋面板)的布置有两种方式：一种是楼板沿横向扣置，仅支承在纵墙上，如图5儿所示；另一种是楼板沿纵向布置支承在横向布置的钢筋混凝土梁上，而钢筋混凝土梁支承在纵墙上。山墙虽然也是承重的，但它仅承受墙身一侧的一小部分荷载，荷载主要的传递路径是板、梁经由纵墙传至基础，因此称之为纵墙承重方案。n其特点是：n(1)承受竖向荷载时，纵墙是主要的承重构件，横墙的设置主要为了满足房屋空间刚度和整体性的要求，它的间距可以比较大；这种承重方案房间的空间较大，有利于使用功能的灵活布置。n(2)由于纵墙承受的荷载较大，在纵墙上开门、开窗的大小和位置都要受到一定限制。n(3)相对于横墙承重方案，楼盖的材料用量较多，墙体的材料用量较少。纵墙承重方案适宜于使用上要求有较大空间的房屋，或分隔墙位置可能变化的房间，如教学楼、实验楼、办公楼、医院等；纵墙承重体系纵墙承重体系（布置形式）（布置形式）n纵墙为主要承重墙体，纵墙为主要承重墙体，横墙的设置主要是满横墙的设置主要是满足空间刚度和整体性足空间刚度和整体性的要求，间距大，室的要求，间距大，室内空间大内空间大n纵墙上的门窗位置和纵墙上的门窗位置和大小受到一定限制大小受到一定限制n墙体材料用量较少，墙体材料用量较少，楼盖屋盖材料用量多楼盖屋盖材料用量多n适用与有较大空间要适用与有较大空间要求的房屋，如教学楼求的房屋，如教学楼等等屋架屋架三、纵横墙混合承重方案n 结构布置时，钢筋混凝土楼板结构布置时，钢筋混凝土楼板(或屋面板或屋面板)既可以支承在横墙既可以支承在横墙上，又可以支承在纵墙上，依建筑使用功能的不同而灵活设置，上，又可以支承在纵墙上，依建筑使用功能的不同而灵活设置，其楼面荷载通过纵横墙传给基础，这种结构布置方式称为纵横墙其楼面荷载通过纵横墙传给基础，这种结构布置方式称为纵横墙混合承重方案，如图混合承重方案，如图51c51c所示。所示。n其特点是：其特点是：n(1)(1)纵横墙均作为承重构件，使得结构受力较为均匀，能避免局部纵横墙均作为承重构件，使得结构受力较为均匀，能避免局部墙体承载过大。墙体承载过大。n(2)(2)由于钢筋混凝土楼板由于钢筋混凝土楼板(及屋面板及屋面板)可以依据建筑设计的使用功能可以依据建筑设计的使用功能灵活布置，较好地满足使用要求，结构的整体性能也较好。灵活布置，较好地满足使用要求，结构的整体性能也较好。纵横墙混合承重方案适宜于建筑使用功能较为多样的房屋，纵横墙混合承重方案适宜于建筑使用功能较为多样的房屋，如综合楼等。如综合楼等。n特点介于纵向承重体系特点介于纵向承重体系和横向承重体系之间，和横向承重体系之间，其平面布置灵活，能更其平面布置灵活，能更好的满足建筑物使用功好的满足建筑物使用功能上的要求，适用于点能上的要求，适用于点式住宅、教学楼等式住宅、教学楼等纵、横墙承重体系纵、横墙承重体系（布置形式）（布置形式）四、内框架承重方案n 民用房屋有时由于使用上要求，往往采用钢筋混凝土柱代替民用房屋有时由于使用上要求，往往采用钢筋混凝土柱代替内承重墙，以取得较大的使用空间，如图内承重墙，以取得较大的使用空间，如图51d51d所示，这时，梁板所示，这时，梁板的荷载一部分经由外纵墙传给墙基础，一部分经由柱子传给柱墓的荷载一部分经由外纵墙传给墙基础，一部分经由柱子传给柱墓础。这种结构既不是全框架承重础。这种结构既不是全框架承重(全由柱子承重全由柱子承重)，也不是全由墙，也不是全由墙体承重，称为内框架承重方案。体承重，称为内框架承重方案。n它的特点是：它的特点是：n(1)(1)墙和柱都是主要承重构件。以柱代替内承重墙在使用上可以取墙和柱都是主要承重构件。以柱代替内承重墙在使用上可以取得较大的空间。得较大的空间。n(2)(2)由于横墙较少，房屋的空间刚度较差。由于横墙较少，房屋的空间刚度较差。(3)(3)由于柱和墙的材料由于柱和墙的材料不同，施工方法不同，给施工带来一定的复杂性。不同，施工方法不同，给施工带来一定的复杂性。内框架承重方案一般用于食堂、旅馆、商店等建筑。内框架承重方案一般用于食堂、旅馆、商店等建筑。内框架承重体系内框架承重体系（布置形式）（布置形式）n墙和柱都是承重构件，取墙和柱都是承重构件，取消承重内墙，室内空间很消承重内墙，室内空间很大大n容易产生不均匀沉降，施容易产生不均匀沉降，施工难度增加工难度增加n横墙较少，空间刚度较差，横墙较少，空间刚度较差，抗震性能也较差抗震性能也较差n适用与旅馆商店等空间要适用与旅馆商店等空间要求很大的建筑物求很大的建筑物框架柱框架柱框架梁框架梁五、底部框架承重方案n当沿街住宅底部为公共房时，在底部也可用钢筋当沿街住宅底部为公共房时，在底部也可用钢筋混凝土框架结构同时取代内外承重墙体，相关部位形混凝土框架结构同时取代内外承重墙体，相关部位形成结构转换层，成为底部框架承重方案，此时，梁板成结构转换层，成为底部框架承重方案，此时，梁板荷载在上部几层通过内外墙体向下传递，在结构转换荷载在上部几层通过内外墙体向下传递，在结构转换层部位，通过钢筋混凝土梁传给柱，再传给基础。层部位，通过钢筋混凝土梁传给柱，再传给基础。n它的特点是：它的特点是：n(1)(1)墙和柱都是主要承重构件。以柱代替内外墙体，在墙和柱都是主要承重构件。以柱代替内外墙体，在使用上可以取得较大的使用空间。使用上可以取得较大的使用空间。n(2)(2)由于底部结构型式的变化，其抗侧刚度发生了明显由于底部结构型式的变化，其抗侧刚度发生了明显的变化，成为上部刚度较大，底部刚度较小的上刚下的变化，成为上部刚度较大，底部刚度较小的上刚下柔结构房屋。柔结构房屋。墙体的承重体系的荷载传递路径墙体的承重体系的荷载传递路径横墙承重体系横墙承重体系 板板 横墙横墙 基础基础纵墙承重体系纵墙承重体系 板板 纵墙纵墙 基础基础纵、横墙纵、横墙 板板 梁梁 纵梁纵梁 承重体系承重体系 横墙横墙 基础基础内框架承重体系内框架承重体系 板板 梁梁 外纵墙外纵墙 基基础础 柱柱 柱基础柱基础荷载主要荷载主要传递路径传递路径楼楼（屋屋）盖盖荷荷载载静力计算方案静力计算方案n 进行房屋墙体内进行房屋墙体内力计算之前，首先力计算之前，首先要确定其计算简图，要确定其计算简图，因此也就需要确定因此也就需要确定房屋的静力计算方房屋的静力计算方案。混合结构房屋案。混合结构房屋中，屋盖、楼盖、中，屋盖、楼盖、纵墙、横墙和基础纵墙、横墙和基础等构件相互联系组等构件相互联系组成一空间受力体系成一空间受力体系n 房屋的空间刚度房屋的空间刚度n 在外荷载作用下，不仅直接承受荷载的构件在工在外荷载作用下，不仅直接承受荷载的构件在工作，而且与其相连的其他构件也都不同程度地会参与作，而且与其相连的其他构件也都不同程度地会参与工作。这些构件参加共同工作的程度体现了房屋的空工作。这些构件参加共同工作的程度体现了房屋的空间刚度。房屋在间刚度。房屋在竖向竖向和和水平水平荷载作用下工作，与它的荷载作用下工作，与它的空间刚度空间刚度密切相关密切相关n 三种静力计算方案的三种静力计算方案的简简 图图房屋的计房屋的计算简图和墙体的计算简图，即静力计算方案按照空间刚度大小，房算简图和墙体的计算简图，即静力计算方案按照空间刚度大小，房屋的静力计算方案分三种：屋的静力计算方案分三种：弹性静力计弹性静力计算方案算方案刚性静力刚性静力计算方案计算方案刚弹性静力刚弹性静力计算方案计算方案弹性方案弹性方案横墙间距很大，空间刚度横墙间距很大，空间刚度 很差，在水平荷载下近似于平面受力状很差，在水平荷载下近似于平面受力状态，横墙及屋盖对外纵墙起不到任何帮态，横墙及屋盖对外纵墙起不到任何帮助作用，其助作用，其最大最大刚性方案刚性方案横墙间距很小房屋空间刚横墙间距很小房屋空间刚度很大时，在水平荷载下看成不动铰支度很大时，在水平荷载下看成不动铰支座的结构，座的结构，可看作为零可看作为零刚弹性方案刚弹性方案介于两者之间，水平荷介于两者之间，水平荷载下，屋面可看成是墙体的弹性支座载下，屋面可看成是墙体的弹性支座0 0房屋静力计算方案的划分房屋静力计算方案的划分n规范规范根据屋盖（楼盖）的类别和根据屋盖（楼盖）的类别和横墙横墙间距进行静力计算方案的划分间距进行静力计算方案的划分注意三个要求注意三个要求（见下页）（见下页）房屋静力计算方案房屋静力计算方案 刚性和刚弹性静力计算方案房屋的横刚性和刚弹性静力计算方案房屋的横墙应满足墙应满足三个要求三个要求1 1、横墙中开有洞口时，洞口的水平截面面、横墙中开有洞口时，洞口的水平截面面积不超过横墙截面面积的积不超过横墙截面面积的50502 2、横墙的厚度不宜小于、横墙的厚度不宜小于180mm180mm3 3、单层：横墙长度不小于其高度，多层：、单层：横墙长度不小于其高度，多层：不小于不小于H/2H/2不满足上述要求，则不满足上述要求，则不视其为横墙对待不视其为横墙对待砌体受压构件的砌体受压构件的计算高度计算高度 H0先确定静力计算方先确定静力计算方案，然后根据类别确定案，然后根据类别确定计算高度（可查表）计算高度（可查表）刚性刚性方案房屋墙体承载力计算方案房屋墙体承载力计算 （要要 点点）n计算单元选取：计算单元选取：受力较大的有代表性的一段受力较大的有代表性的一段n竖向荷载作用下的计算简图：竖向荷载作用下的计算简图：每层墙体假设每层墙体假设 为单独的两端铰支的竖向构件，每层楼盖的为单独的两端铰支的竖向构件，每层楼盖的偏心荷载只在本层内产生弯距。偏心荷载只在本层内产生弯距。n风荷载作用下的验算：风荷载作用下的验算：视为一纵向连续梁视为一纵向连续梁 同时满足同时满足3条条件时，可不考虑风荷载影响条条件时，可不考虑风荷载影响n墙体计算截面：墙体计算截面：楼层梁支撑面的下部及上部楼层梁支撑面的下部及上部 两个截面两个截面 对墙、柱高厚比的要求对墙、柱高厚比的要求n所设计的墙柱高厚比不超过允许高所设计的墙柱高厚比不超过允许高厚比厚比【】n高厚比的定义：墙柱某一方向的计高厚比的定义：墙柱某一方向的计算高度算高度H H0 0与相应方向边长的比值与相应方向边长的比值 H H0 0/h/h墙柱高厚比的验算墙柱高厚比的验算n高厚比验算的目的高厚比验算的目的：墙、墙、柱等受压构件除了满足柱等受压构件除了满足承载力要求外，还必须承载力要求外，还必须保证其稳定性。高厚比保证其稳定性。高厚比验算就是为防止墙、柱验算就是为防止墙、柱在施工和使用阶段因砌在施工和使用阶段因砌筑质量、轴线偏差、意筑质量、轴线偏差、意外横向冲撞和振动等原外横向冲撞和振动等原因引起侧向挠曲和倾斜因引起侧向挠曲和倾斜而产生过大变形而产生过大变形墙柱的允许高厚比墙柱的允许高厚比【】n影响因素：影响因素：砂浆强度等级、砌体类型、横墙砂浆强度等级、砌体类型、横墙间距、支承条件、砌体的截面形式、构件重间距、支承条件、砌体的截面形式、构件重要性和房屋使用情况要性和房屋使用情况 砌体规范砌体规范规定的墙、柱允许高厚比规定的墙、柱允许高厚比 允许高厚比允许高厚比值表值表砂浆强度等级砂浆强度等级墙墙柱柱M2.5M5M222426151617高厚比验算公式高厚比验算公式单片墙体或柱的高厚比验算公式：单片墙体或柱的高厚比验算公式：1 1非承重墙允许非承重墙允许高厚比的修正系数高厚比的修正系数2 2有门窗洞口墙有门窗洞口墙允许高厚比的修正系数允许高厚比的修正系数带壁柱墙的高厚比验算公式：带壁柱墙的高厚比验算公式：1、整体墙体验算：整体墙体验算：2、壁柱间墙体高厚比验算壁柱间墙体高厚比验算修正系数的确定修正系数的确定n非承重墙允许高厚比的修正系数非承重墙允许高厚比的修正系数 h=240mm 11.2 h=90mm 11.5 其他，线性内插其他，线性内插n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 210.4bs/s0.7 bs门窗洞口宽度门窗洞口宽度 S相邻窗间墙或壁柱间距离相邻窗间墙或壁柱间距离n例题例题1111 P321 体会验算步骤体会验算步骤n例题例题1112 P321 分别对：分别对：外纵墙、内纵墙、横墙、隔墙验算外纵墙、内纵墙、横墙、隔墙验算高厚比验算例题高厚比验算例题1 某单层食堂，横墙间距某单层食堂，横墙间距S26.4m，为刚性方案，为刚性方案，H0=H，外纵墙承重且每外纵墙承重且每3.3m开间有一个开间有一个15003600mm的的窗洞，墙高窗洞，墙高H=5.5m，墙厚墙厚240mm，砂浆采用砂浆采用M2.5。试验算外纵墙的高厚试验算外纵墙的高厚比是否满足要求。比是否满足要求。高厚比验算例题高厚比验算例题2某办公楼会议室外纵墙，每某办公楼会议室外纵墙，每4m设一设一2m宽宽的窗子，横墙间距的窗子，横墙间距16m，纵横墙厚均为纵横墙厚均为240mm，用，用M5沙浆砌筑，墙高沙浆砌筑，墙高4.6m。试验算纵墙高厚比。（提示：试验算纵墙高厚比。（提示：24，刚性方案）刚性方案）墙体构造措施墙体构造措施n承重的砖柱最小截面尺寸：承重的砖柱最小截面尺寸：240370mm240370mmn跨度大于跨度大于6m6m的屋架和跨度大于的屋架和跨度大于6m6m的梁，的梁，其支承面下的砖砌体应设置砼或钢筋砼其支承面下的砖砌体应设置砼或钢筋砼垫块垫块n一般构造要求（参见教材一般构造要求（参见教材 P337P337）n防止或减轻墙体开裂的主要措施防止或减轻墙体开裂的主要措施n应设置一定数量的圈梁应设置一定数量的圈梁防止或减轻墙体开裂的主要措施n 一、防裂措施原则注释一、防裂措施原则注释n 1 1、裂缝的主要表征、裂缝的主要表征n 引起砌体结构墙体裂缝的因素很多，既有地基、温度、干缩，也有设计疏忽、不合理，施工质量、引起砌体结构墙体裂缝的因素很多，既有地基、温度、干缩，也有设计疏忽、不合理，施工质量、材料不合格及缺乏经验等，但最为常见的，也是砌体规范着力要解决的则为材料不合格及缺乏经验等，但最为常见的，也是砌体规范着力要解决的则为“温度裂缝温度裂缝”、“干缩裂缝干缩裂缝”，以及，以及“温度和干缩裂缝温度和干缩裂缝”。n温度裂缝温度裂缝n 主要由屋盖和墙体间温度差异变形应力过大产生的砌体房屋顶层两端墙体上的裂缝，如门窗洞边的主要由屋盖和墙体间温度差异变形应力过大产生的砌体房屋顶层两端墙体上的裂缝，如门窗洞边的正八字斜裂缝，平屋顶下或屋顶圈梁下沿砖（块）灰缝的水平裂缝及水平包角裂缝（含女儿墙）。这类正八字斜裂缝，平屋顶下或屋顶圈梁下沿砖（块）灰缝的水平裂缝及水平包角裂缝（含女儿墙）。这类裂缝，在所有块体材料的墙上均很普遍，即不论是低干缩性的烧结块材，还是高干缩性的非烧结类块材，裂缝，在所有块体材料的墙上均很普遍，即不论是低干缩性的烧结块材，还是高干缩性的非烧结类块材，裂缝形态无本质区别，仅有程度上不同，而且分布位置也较集中，在房屋上层的两侧。因此裂缝形态无本质区别，仅有程度上不同，而且分布位置也较集中，在房屋上层的两侧。因此砌体结构砌体结构设计规范设计规范6.3.26.3.2条专门提出了有关防止或减轻端部墙体开裂的构造措施。条专门提出了有关防止或减轻端部墙体开裂的构造措施。n干缩裂缝干缩裂缝n 主要由干缩性较大的块材，如蒸压灰砂砖、粉煤灰砖、混凝土砌块，随着含水率的降低，材料会产主要由干缩性较大的块材，如蒸压灰砂砖、粉煤灰砖、混凝土砌块，随着含水率的降低，材料会产生较大的干缩变形。干缩变形早期发展较快，以后逐步变慢。但干缩后遇湿又会膨胀，脱水后再次干缩，生较大的干缩变形。干缩变形早期发展较快，以后逐步变慢。但干缩后遇湿又会膨胀，脱水后再次干缩，但干缩值较小，约为第一次的但干缩值较小，约为第一次的80%80%左右。这类干缩变形引起的裂缝，在建筑上分布广、数量多，开裂的左右。这类干缩变形引起的裂缝，在建筑上分布广、数量多，开裂的程度也较严重。最有代表性的裂缝分布为在建筑物底部一至二层窗台部位的垂直裂缝或斜裂缝，在大片程度也较严重。最有代表性的裂缝分布为在建筑物底部一至二层窗台部位的垂直裂缝或斜裂缝，在大片墙面上出现的底部重上部较轻的竖向裂缝，以及不