《砌体结构讲解》PPT课件.ppt

砌体结构砌体结构 长春建筑学院长春建筑学院 主讲：陈敏杰主讲：陈敏杰第第1章章绪论绪论1.1砌体砌体结结构概述构概述1.2砌体结构的优缺点及应用范围砌体结构的优缺点及应用范围1.3砌体结构发展砌体结构发展方向方向砌体结构定义砌体结构定义砌体砌体：采用砌筑方法用砂浆将单个块体粘结而成的整采用砌筑方法用砂浆将单个块体粘结而成的整体。体。砌体结构砌体结构：由砖、石或各种砌块用砂浆砌筑而成的结：由砖、石或各种砌块用砂浆砌筑而成的结构。也就是由砌体组成的墙、柱等构件作为建筑物或构。也就是由砌体组成的墙、柱等构件作为建筑物或构筑物主要受力构件的结构。构筑物主要受力构件的结构。分类分类：按照块材不同分为：按照块材不同分为砖砌体砖砌体、石砌体石砌体、砌块砌体砌块砌体。1.1砌体结构概砌体结构概述述我国：我国：素有素有“秦砖汉瓦秦砖汉瓦”之说，足见砌体结构有着悠久的历史之说，足见砌体结构有着悠久的历史。考古考古资料表明资料表明：新石器时代新石器时代：就：就有石砌围墙、石砌祭坛和木骨架泥墙建筑；有石砌围墙、石砌祭坛和木骨架泥墙建筑；商代以后商代以后：逐渐：逐渐采用粘土做成板筑墙采用粘土做成板筑墙；西周时代西周时代：已：已有烧结瓦存在；有烧结瓦存在；战国时代战国时代：能：能烧制出大尺寸空心砖烧制出大尺寸空心砖；南北朝南北朝：砖：砖使用已经很普遍了。使用已经很普遍了。秦代秦代：修建：修建的闻名于世的万里长城，是我国砌体结构史上光辉的的闻名于世的万里长城，是我国砌体结构史上光辉的一页。一页。隋代隋代：由：由李春建造的河北赵县安济桥李春建造的河北赵县安济桥（即赵州桥）。（即赵州桥）。砌体结构的发展简史：砌体结构的发展简史：中国万里长城河北赵县安济桥国外国外：古古埃及在尼罗河三角洲的吉萨建成的大金字埃及在尼罗河三角洲的吉萨建成的大金字塔，采用块石建成，工程浩大。塔，采用块石建成，工程浩大。古罗马古罗马建成的罗马角斗场，采用石结构建成，建成的罗马角斗场，采用石结构建成，至今至今仍供人们仍供人们参观参观。人们人们从最初的乱石块发展从最初的乱石块发展为块石为块石，从土坯发，从土坯发展成烧结砖瓦，出现了最早的砌体结构。展成烧结砖瓦，出现了最早的砌体结构。古埃及大金字塔古罗马大角斗场第一阶段：第一阶段：19世纪中叶以前世纪中叶以前砖石结构主要为城墙、佛塔、砖石结构主要为城墙、佛塔、石桥、及佛殿；石桥、及佛殿；第二阶段：第二阶段：19世纪中叶以后到解放前世纪中叶以后到解放前大约大约100年期间，年期间，主要以粘土砖建造承重墙；主要以粘土砖建造承重墙；第三阶段：第三阶段：解放以后解放以后，广泛采用砖砌多层房屋，扩大石，广泛采用砖砌多层房屋，扩大石结构范围，发展新结构，采用新材料新技术结构范围，发展新结构，采用新材料新技术（如（如采用蒸压灰砂砖和粉煤灰砖、混凝土空心砌块、采用蒸压灰砂砖和粉煤灰砖、混凝土空心砌块、采用各种配筋砌体和大型墙板）采用各种配筋砌体和大型墙板）。砌体结构在我国的发展大致分为三个阶段砌体结构在我国的发展大致分为三个阶段：前两个阶段只凭经验设计不作计算，前两个阶段只凭经验设计不作计算，1956年开始使用前苏联年开始使用前苏联砖石及钢砖石及钢筋砖石结构设计标准及技术规范筋砖石结构设计标准及技术规范,该规范采用定值的极限状态设计方法。该规范采用定值的极限状态设计方法。1973年才颁布我国第一部年才颁布我国第一部砖石结构设计规范砖石结构设计规范（GBJ3-73）采用半经）采用半经验半概率极限状态计算方法。验半概率极限状态计算方法。1988年进行修订，颁布了年进行修订，颁布了砌体结构设计规范砌体结构设计规范(GBJ3-88)，增加了砌，增加了砌块结构块结构，该规范采用计算理论是以概率理论为基础的极限状态设计方法。，该规范采用计算理论是以概率理论为基础的极限状态设计方法。2001年年修订修订砌体结构设计规范砌体结构设计规范（GB50003-2001），增加了组合砖），增加了组合砖墙、配筋砌块砌体剪力墙结构及地震区无筋和配筋砌体结构构件设计等内容。墙、配筋砌块砌体剪力墙结构及地震区无筋和配筋砌体结构构件设计等内容。随着砌体新材料、新技术、新结构推广应用及人民生活水平的提高，又修随着砌体新材料、新技术、新结构推广应用及人民生活水平的提高，又修订了新的规范订了新的规范砌体结构设计规范砌体结构设计规范（GB50003-2011）,该规范在原规范该规范在原规范基础上，增加了节能减排、墙材革新要求，增加了提高砌体耐久性的有关规基础上，增加了节能减排、墙材革新要求，增加了提高砌体耐久性的有关规定，增补了防止或减轻因材料变形而引起的墙体开裂措施等。定，增补了防止或减轻因材料变形而引起的墙体开裂措施等。计算理论和计算方法的发展计算理论和计算方法的发展1.2砌体结构的优缺点及应用范围砌体结构的优缺点及应用范围砌体结构的优缺点砌体结构的优缺点优点优点：就地取材，来源方便，比较经济；（材料来源广泛）就地取材，来源方便，比较经济；（材料来源广泛）良好的耐火性和耐久性；（性能优良）良好的耐火性和耐久性；（性能优良）施工简单；施工简单；保温隔热性能好。保温隔热性能好。缺点缺点：自重大；自重大；抗拉抗剪抗弯强度低，抗震性能差；抗拉抗剪抗弯强度低，抗震性能差；工作量大；工作量大；粘土砖占用良田。粘土砖占用良田。砌体主要用于承受压力的构件砌体主要用于承受压力的构件：房屋的基础、：房屋的基础、墙体、柱。无筋砌体房屋可建墙体、柱。无筋砌体房屋可建57层；配筋砌块层；配筋砌块剪力墙结构可建剪力墙结构可建1018层。层。在工业与民用建筑中在工业与民用建筑中：用于砌筑围护墙和填充：用于砌筑围护墙和填充墙，如住宅、烟囱、管道支架、水池、仓库、跨墙，如住宅、烟囱、管道支架、水池、仓库、跨度不大的厂房、挡土墙等。度不大的厂房、挡土墙等。在交通运输方面在交通运输方面：用于桥梁、隧道工程。：用于桥梁、隧道工程。在水利建设方面在水利建设方面：用石材砌筑坝、堰、渡槽。：用石材砌筑坝、堰、渡槽。砌体结构的应用范围砌体结构的应用范围1.3砌体结构发展展望砌体结构发展展望n1、发展轻质高强的砖和砌块及高粘结强度的砂浆。、发展轻质高强的砖和砌块及高粘结强度的砂浆。n2、推广配筋砌体结构。、推广配筋砌体结构。n3、加强对防止和减轻墙体裂缝构造措施的研究。、加强对防止和减轻墙体裂缝构造措施的研究。n4、提高砌体结构的施工技术水平和施工质量。、提高砌体结构的施工技术水平和施工质量。第第2章章砌体材料及其力学性能砌体材料及其力学性能2.1块材块材2.2砂浆砂浆2.3灌孔混凝土及砌体材料的选择灌孔混凝土及砌体材料的选择2.4砌体种类及其力学性能砌体种类及其力学性能2.5砌体的砌体的强度计算指标强度计算指标2.6砌体的变形性能砌体的变形性能2.1块材块材砌体材料包括：块砌体材料包括：块材和砂浆材和砂浆常用的块常用的块材材砖、砌块、石材砖、砌块、石材类型类型：砖包括：一类是烧结砖（烧结普通砖、烧结多孔砖）砖包括：一类是烧结砖（烧结普通砖、烧结多孔砖）一类是混凝土多孔砖和混凝土普通砖一类是混凝土多孔砖和混凝土普通砖一类是蒸压砖（蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖）一类是蒸压砖（蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖）烧结普通砖烧结普通砖：以粘土、页岩、煤矸石或粉煤灰为主要原料，经过焙烧而成：以粘土、页岩、煤矸石或粉煤灰为主要原料，经过焙烧而成的实心砖或孔洞率小于的实心砖或孔洞率小于25%且外形尺寸符合规定的砖。且外形尺寸符合规定的砖。标准砖尺寸：标准砖尺寸：24011553MM墙体尺寸：（墙体尺寸：（120）、）、240、370、490、620MM强度等级：强度等级：MU30MU30、MU25MU25、MU20MU20、MU15MU15、MU10MU10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烧结多孔砖烧结多孔砖：以粘土、页岩、煤矸石或粉煤灰为主要原料，经过焙烧而成：以粘土、页岩、煤矸石或粉煤灰为主要原料，经过焙烧而成孔洞率超过孔洞率超过25%且不大于且不大于35%砖。孔的尺寸小而数量多，孔洞平行于受力方砖。孔的尺寸小而数量多，孔洞平行于受力方向，主要用于向，主要用于6层以下承重部位的砖，简称多孔砖。层以下承重部位的砖，简称多孔砖。承重多孔砖目前主要采用承重多孔砖目前主要采用P型砖（型砖（24011590）和）和M型砖（型砖（19019090）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、增强墙体抗震性能减轻块体自重、增强墙体抗震性能适用范围：适用范围：房屋上部结构（不宜用于冻胀地区地下部位）房屋上部结构（不宜用于冻胀地区地下部位）2.1.1 砖砖蒸压灰砂砖蒸压灰砂砖：以石灰和砂为主要原料经坯料制备、压制成型、蒸压养护而成：以石灰和砂为主要原料经坯料制备、压制成型、蒸压养护而成的实心砖，简称灰砂砖。的实心砖，简称灰砂砖。尺寸烧结普通砖尺寸烧结普通砖蒸压粉煤灰砖蒸压粉煤灰砖：以粉煤灰、石灰为原料，掺加适量石膏和集料，经坯料制备、：以粉煤灰、石灰为原料，掺加适量石膏和集料，经坯料制备、压制成型、高压蒸汽养护而成的实心砖，简称粉煤灰砖。尺寸烧结普通砖压制成型、高压蒸汽养护而成的实心砖，简称粉煤灰砖。尺寸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200以上、受急冷急热和有酸性介质侵蚀的建以上、受急冷急热和有酸性介质侵蚀的建筑部位，筑部位，MU15和和MU15以上的蒸压灰砂砖可用于基础及其他建筑部位，蒸压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。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。强度等级强度等级：烧结普通砖、烧结多孔砖：烧结普通砖、烧结多孔砖：MU30、MU25、MU20、MU15、MU10；蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖：蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖：MU25、MU20、MU15、MU10；混凝土普通砖、混凝土多孔砖：混凝土普通砖、混凝土多孔砖：MU30、MU25、MU20、MU15类型类型：按大小不同：小型砌块（砌块高度为按大小不同：小型砌块（砌块高度为115-380MM)中型砌块（砌块高度为中型砌块（砌块高度为380-900MM)大型砌块（砌块高度为大型砌块（砌块高度为900MM)按外观不同：按外观不同：实心和空心实心和空心按材料不同：普通混凝土与装饰混凝土小型空心砌块、轻按材料不同：普通混凝土与装饰混凝土小型空心砌块、轻集料混凝集料混凝土小型空心砌块、粉煤灰小型空心砌块、蒸压加气混凝土砌块、免蒸土小型空心砌块、粉煤灰小型空心砌块、蒸压加气混凝土砌块、免蒸加气混凝土砌块和石膏砌块。加气混凝土砌块和石膏砌块。强度等级强度等级：承重承重MU20、MU15、MU10、MU7.5、MU5；自承重轻自承重轻集料混凝土小型空心砌块集料混凝土小型空心砌块MU10、MU7.5、MU5、MU3.5。2.1.2 砌块砌块类型类型：天然石材：当自重大于：天然石材：当自重大于18KN/M3的称为重石，如花的称为重石，如花岗石、石灰石、砂石等；岗石、石灰石、砂石等；当自重小于当自重小于18KN/M3的称为轻石，如凝灰石、贝壳灰岩等；的称为轻石，如凝灰石、贝壳灰岩等；按加工程度：料石和毛石按加工程度：料石和毛石强度等级强度等级：MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30、MU20，石材的强度等级用边长，石材的强度等级用边长70MM的立方体试块的的立方体试块的抗压强度来表示，如果试块为其他尺寸，应乘以规定的换算系抗压强度来表示，如果试块为其他尺寸，应乘以规定的换算系数。数。注：注：MU为块体（为块体（MASONRYUNIT）的缩写。）的缩写。特点：抗压强度高、抗冻性能好，多用于房屋基础的勒脚特点：抗压强度高、抗冻性能好，多用于房屋基础的勒脚2.1.3 石材石材砂浆砂浆：是由砂、矿物胶结材料（以及加入塑性掺和料，如是由砂、矿物胶结材料（以及加入塑性掺和料，如粘土或石灰等）与水按合理配比经搅拌而制成的粘土或石灰等）与水按合理配比经搅拌而制成的。作用作用：使块材与砂浆接触表面产生粘结力和摩擦力，将块：使块材与砂浆接触表面产生粘结力和摩擦力，将块材凝结成整体；抹平块材表面使其应力分布均匀；填塞块材材凝结成整体；抹平块材表面使其应力分布均匀；填塞块材间的缝隙，降低砌体透风性，提高砌体隔热性能。间的缝隙，降低砌体透风性，提高砌体隔热性能。砌体结构对砂浆的基本要求砌体结构对砂浆的基本要求：强度、可塑性（流动性）、：强度、可塑性（流动性）、保水性。保水性。砂浆的强度等级的确定砂浆的强度等级的确定：边长为：边长为70.7MM的立方体试块在的立方体试块在203C的室内自然条件下养护的室内自然条件下养护24小时，拆模后再在同样的小时，拆模后再在同样的条件下养护条件下养护28天，加压所测得的抗压强度极限值。天，加压所测得的抗压强度极限值。砂浆的强度等级砂浆的强度等级：M15、M10、M7.5、M5、M2.5，其中，其中M表示表示MORTAR的缩写；强度为零的砂浆指施工阶段尚未的缩写；强度为零的砂浆指施工阶段尚未硬化或用冻结法施工解冻阶段的砂浆。硬化或用冻结法施工解冻阶段的砂浆。2.2 砂浆砂浆砂浆的分类砂浆的分类：1）水泥砂浆：由水泥与砂加水拌合而成，不加掺合料（石）水泥砂浆：由水泥与砂加水拌合而成，不加掺合料（石灰膏、粘土膏）的纯水泥砂浆，其强度高，耐久性较好，灰膏、粘土膏）的纯水泥砂浆，其强度高，耐久性较好，但和易性差但和易性差,适用于强度较高及潮湿环境中的砌体。适用于强度较高及潮湿环境中的砌体。2）混合砂浆：它是有塑性掺合料的水泥砂浆，如水泥石灰）混合砂浆：它是有塑性掺合料的水泥砂浆，如水泥石灰砂浆、水泥粘土砂浆等，具有一定的强度和耐久性，和易砂浆、水泥粘土砂浆等，具有一定的强度和耐久性，和易性和保水性好，一般墙体用混合砂浆，但不宜砌筑潮湿环性和保水性好，一般墙体用混合砂浆，但不宜砌筑潮湿环境的砌体。境的砌体。3）非水泥砂浆：）非水泥砂浆：它是不含水泥的石灰砂浆、石膏砂浆和它是不含水泥的石灰砂浆、石膏砂浆和粘土砂浆，其强度不高耐久性差，只用于受力不大的简易粘土砂浆，其强度不高耐久性差，只用于受力不大的简易建筑物中的砌体。建筑物中的砌体。2.3 砌体材料的选择砌体材料的选择n强度的要求；耐久性的要求。强度的要求；耐久性的要求。n地面以下或防潮层以下的材料的最低强度要求：地面以下或防潮层以下的材料的最低强度要求：p1102.4 砌体种类及力学性能砌体种类及力学性能砌体种类砌体种类1砖砌体：砖砌体：（1）按搭砌方式：一顺一丁、梅花丁、三顺一丁）按搭砌方式：一顺一丁、梅花丁、三顺一丁（2）按砌体类别：）按砌体类别：实心砌体：通常用作承重外墙、内墙以及砖柱；实心砌体：通常用作承重外墙、内墙以及砖柱；空心砌体（轻型砌体）：空斗墙、空气夹层墙、填充墙等；空心砌体（轻型砌体）：空斗墙、空气夹层墙、填充墙等；2砌块砌体：砌块砌体：（1）混凝土小型空心砌块砌体（）混凝土小型空心砌块砌体（2）混凝土中型空心砌块砌体）混凝土中型空心砌块砌体（3）粉煤灰中型实心砌块砌体（）粉煤灰中型实心砌块砌体（4）轻骨料混凝土空心砌块砌体）轻骨料混凝土空心砌块砌体3石砌体：石砌体：（1）料石砌体（细料石、半细料石；粗料石、毛料石）料石砌体（细料石、半细料石；粗料石、毛料石）（2）毛石砌体）毛石砌体4配筋砌体：配筋砌体：（1）网状配筋砌体：钢筋网配在砌体水平灰缝内；）网状配筋砌体：钢筋网配在砌体水平灰缝内；（2）组合砌体：在砌体外侧预留的竖向凹槽内配置纵向钢筋，浇灌混凝土制成。）组合砌体：在砌体外侧预留的竖向凹槽内配置纵向钢筋，浇灌混凝土制成。1砌体的受压性能 砖砌体受压的破坏特征砖砌体受压的破坏特征砌体力学性能砌体力学性能（1）、砌体开始受压到出现第一条（批）裂缝）、砌体开始受压到出现第一条（批）裂缝第一阶段第一阶段第一阶段是指当砖砌体上加的荷载大约为破坏荷载的第一阶段是指当砖砌体上加的荷载大约为破坏荷载的50-70%，单块砖在拉、弯、剪复作用下出现第一条（批单块砖在拉、弯、剪复作用下出现第一条（批)裂缝。裂缝。特点：特点：不再增加压力，裂缝将不会继续发展。不再增加压力，裂缝将不会继续发展。（2）、第二阶段）、第二阶段出现第一条（批）裂缝后的砌体，继续增加压力，单块砖内的出现第一条（批）裂缝后的砌体，继续增加压力，单块砖内的个别裂缝会继续发展，并逐渐扩展连通形成贯通几皮砖的竖向个别裂缝会继续发展，并逐渐扩展连通形成贯通几皮砖的竖向裂缝。此时砌体承受的压力为破坏压力的裂缝。此时砌体承受的压力为破坏压力的80-90%。特点：特点：压力不增加，裂缝有继续开展的趋势。压力不增加，裂缝有继续开展的趋势。（3）、第三阶段）、第三阶段进入第三阶段的砌体，压力稍有增加，砌体中的裂缝将迅速发进入第三阶段的砌体，压力稍有增加，砌体中的裂缝将迅速发展，其中几条主要竖向裂缝上下贯通，将砌体分割成几个小段展，其中几条主要竖向裂缝上下贯通，将砌体分割成几个小段柱。柱。特点：特点：独立小短柱因失稳或压碎而导致整个砌体破坏。独立小短柱因失稳或压碎而导致整个砌体破坏。砌体内单块砖的应力状态和受力特点砌体内单块砖的应力状态和受力特点（1）砖的表面不平整，砂浆的铺砌不可能十分均匀。）砖的表面不平整，砂浆的铺砌不可能十分均匀。（2）砖和砂浆的力学性质不一致。）砖和砂浆的力学性质不一致。（3）竖向灰缝上的应力集中。）竖向灰缝上的应力集中。结论：砌体的抗压强度低于单块砖的抗压强度。结论：砌体的抗压强度低于单块砖的抗压强度。块体块体和砂浆的强度等级和砂浆的强度等级块体的强度高和砂浆的强度高，砌体的强度高。块体的强度高和砂浆的强度高，砌体的强度高。块块材的外形与尺寸材的外形与尺寸块材的外形比较规则、平整，尺寸加大，提高砌体的抗压强度块材的外形比较规则、平整，尺寸加大，提高砌体的抗压强度.砂浆砂浆的流动性、保水性及弹性模量的影响的流动性、保水性及弹性模量的影响砂浆的流动性大和保水性好，铺砌灰缝厚度均匀，提高砌体抗砂浆的流动性大和保水性好，铺砌灰缝厚度均匀，提高砌体抗压强度；砂浆的弹性模量越大，砌体的抗压强度提高。压强度；砂浆的弹性模量越大，砌体的抗压强度提高。砌筑砌筑质量与灰缝的厚度质量与灰缝的厚度砂浆铺砌饱满均匀，改善块体在砌体中的受力性能，使之较均砂浆铺砌饱满均匀，改善块体在砌体中的受力性能，使之较均匀的受压而提高砌体抗压强度。匀的受压而提高砌体抗压强度。砌体施工及验收规范砌体施工及验收规范规定，规定，砌体水平灰缝的砂浆饱满程度不得低于砌体水平灰缝的砂浆饱满程度不得低于80%，砖柱和宽度小于，砖柱和宽度小于1m的窗间墙竖向灰缝的砂浆饱满程度不得低于的窗间墙竖向灰缝的砂浆饱满程度不得低于60%。砂浆的厚度实践证明砂浆的厚度实践证明1012mm为宜。为宜。影响砌体抗压强度的因素影响砌体抗压强度的因素 砌体的抗压强度计算公式砌体的抗压强度计算公式砌体的抗压强度平均值：砌体的抗压强度平均值：如：混凝土小型空心砌块：（表如：混凝土小型空心砌块：（表2.7及注解）及注解）f1和和f2分别为砌块和砂浆的强度。分别为砌块和砂浆的强度。2砌体的抗拉、抗弯和抗剪性能砌体的抗拉、抗弯和抗剪性能n砌体的抗压性能要比抗拉、抗弯和抗剪好的多。但工程砌体的抗压性能要比抗拉、抗弯和抗剪好的多。但工程中也会遇到受拉、受剪情况中也会遇到受拉、受剪情况。n砌体受拉、受弯和受剪破坏可能发生三种破坏：沿齿缝砌体受拉、受弯和受剪破坏可能发生三种破坏：沿齿缝（灰缝）的破坏；沿砖石和竖向灰缝的破坏；沿通缝（灰缝）的破坏；沿砖石和竖向灰缝的破坏；沿通缝（灰缝）的破坏。（灰缝）的破坏。n砌体抗拉、弯曲抗拉及抗剪强度主要取决于灰缝的强度；砌体抗拉、弯曲抗拉及抗剪强度主要取决于灰缝的强度；n粘结力分为：法向粘结力和切向粘结力两种。粘结力分为：法向粘结力和切向粘结力两种。砌体的轴心受拉性能砌体的轴心受拉性能截面破坏截面破坏:当块材的强度低，砂浆的强度高，砂浆与块当块材的强度低，砂浆的强度高，砂浆与块材的切向粘结强度高于砖的抗拉强度时，将沿竖向灰缝材的切向粘结强度高于砖的抗拉强度时，将沿竖向灰缝及砖面发生破坏。及砖面发生破坏。齿缝破坏齿缝破坏:当块材的强度高，砂浆的强度低，砂浆与块当块材的强度高，砂浆的强度低，砂浆与块材间的切向粘结力低于块材的抗拉强度时，将沿灰缝的材间的切向粘结力低于块材的抗拉强度时，将沿灰缝的齿状发生破坏。齿状发生破坏。通缝破坏通缝破坏:力的方向垂直于水平灰缝时，在水平灰缝中力的方向垂直于水平灰缝时，在水平灰缝中产生法向拉应力，由于砂浆与块材间的法向粘结度小，产生法向拉应力，由于砂浆与块材间的法向粘结度小，将沿水平通缝发生破坏。不允许出现此种破坏。将沿水平通缝发生破坏。不允许出现此种破坏。不允许出现沿通缝截面的受拉构件（如图不允许出现沿通缝截面的受拉构件（如图c）水平受拉时，可能沿齿缝破坏（如图水平受拉时，可能沿齿缝破坏（如图b）也可能沿砖和竖向灰缝破坏（如图也可能沿砖和竖向灰缝破坏（如图a）23,fkfmt=砌体沿齿缝截面破坏的轴心抗拉强度平均值计算公式砌体沿齿缝截面破坏的轴心抗拉强度平均值计算公式）砌体轴心抗拉强度平均值砌体轴心抗拉强度平均值Mpa,-mtf）（砂浆的抗压强度平均值砂浆的抗压强度平均值Mpa2-f数数与与块块体类别有关的参块块体类别有关的参k3-砌体的弯曲抗拉破坏砌体的弯曲抗拉破坏在竖向弯曲时，应采用沿通缝的抗拉强度；在竖向弯曲时，应采用沿通缝的抗拉强度；当在水平方向上弯曲时，可能有两种破坏形式：当在水平方向上弯曲时，可能有两种破坏形式：沿齿缝截面和沿竖向灰缝截面。取两种强度较沿齿缝截面和沿竖向灰缝截面。取两种强度较小的计算。小的计算。与块体类别有关的参数与块体类别有关的参数）值（值（砌体弯曲抗拉强度平均砌体弯曲抗拉强度平均-=424Mpakfk,fmtm砌体沿齿缝与沿通缝截面受弯破坏时的砌体沿齿缝与沿通缝截面受弯破坏时的弯曲抗拉强度平均值计算公式为：弯曲抗拉强度平均值计算公式为：,fmtm砌体受剪性能砌体受剪性能砌体中常遇到的受剪构件有门窗过梁、拱过梁以及墙砌体中常遇到的受剪构件有门窗过梁、拱过梁以及墙体过梁。体过梁。砌体常见的受剪工作是沿通缝截面或沿阶梯形截面。砌体常见的受剪工作是沿通缝截面或沿阶梯形截面。2.5砌体的砌体的强度计算指标强度计算指标砌体抗压强度设计值砌体抗压强度设计值砌体轴心抗拉强度、弯曲抗拉强度、抗剪强度设计值砌体轴心抗拉强度、弯曲抗拉强度、抗剪强度设计值砌体抗压强度调整系数砌体抗压强度调整系数砌体强度和稳定性验算砌体强度和稳定性验算各类砌体的强度设计值在下列情况下应乘以调整系数各类砌体的强度设计值在下列情况下应乘以调整系数a a 对无筋配筋砌体对无筋配筋砌体,其截面面积小于其截面面积小于0.3m0.3m2 2时时,a a为其截面面为其截面面积加积加0.70.7。对配筋砌体构件，当其中砌体截面面积小于。对配筋砌体构件，当其中砌体截面面积小于0.2m0.2m2 2时时,a a为其截面面积加为其截面面积加0.80.8。构件截面面积以。构件截面面积以m m2 2计。计。当砌体用强度等级小于当砌体用强度等级小于M5M5的水泥砂浆砌筑时，对表中的的水泥砂浆砌筑时，对表中的数值数值,a a 为为0.90.9；对表；对表2-82-8的数值的数值,a a 为为0.80.8；当验算施工中的房屋时当验算施工中的房屋时,a a 为为1.1;1.1;2.6砌体的砌体的变形性能变形性能砌体的变形性能包括砌体的变形性能包括：砌体的应力和应变关系、砌体的应力和应变关系、砌体的受压弹性模量、砌体的受压弹性模量、剪变模量、剪变模量、线膨胀系数、线膨胀系数、收缩率、收缩率、摩擦系数等。摩擦系数等。砌体的弹性模量砌体的弹性模量根据国内外资料根据国内外资料,砌体的砌体的应力和应变关系曲线为应力和应变关系曲线为:为与砂浆强度和块体品为与砂浆强度和块体品种有关的系数种有关的系数弹性模量的定义为弹性模量的定义为:在实际工程中，按在实际工程中，按时的变形模量为砌体的弹时的变形模量为砌体的弹性模量。性模量。砌体的弹性模量砌体的弹性模量砌体种类砌体种类砂浆强度等级砂浆强度等级M10M7.5M5M2.5烧烧结结普普通通砖砖、烧烧结结多多孔孔砖砌体砖砌体1600f1600f1600f1390f蒸蒸压压粉粉砂砂砖砖、蒸蒸压压粉粉煤煤灰砖砌体灰砖砌体1060f1060f1060f-混凝土砌块砌体混凝土砌块砌体1700f1600f1500f-粗粗料料石石、毛毛料料石石、毛毛石石砌体砌体-565040002250细料石、半细料石砌体细料石、半细料石砌体-17000120006750f是砌体抗压强度设计值。是砌体抗压强度设计值。第第3章章无筋砌体构件无筋砌体构件教学目的：教学目的：通过本课的学习使大家掌握受压砌体的通过本课的学习使大家掌握受压砌体的承载力计算方法并能熟练计算。承载力计算方法并能熟练计算。教学重点：教学重点：计算公式的运用。计算公式的运用。教学难点：教学难点：偏心距影响系数。偏心距影响系数。砌体结构可靠度设计方法的改革砌体结构可靠度设计方法的改革一一.直接经验阶段直接经验阶段二二.安全系数阶段安全系数阶段三三.以概率论为基础的设计阶段以概率论为基础的设计阶段3.1以概率理论为基础的极限状态设计方法以概率理论为基础的极限状态设计方法3.1.1极限状态设计方法的基本概念极限状态设计方法的基本概念1.结构的功能要求结构的功能要求：（安全性、适用性、耐久性）（安全性、适用性、耐久性）安全性、适用性、耐久性可概括成为结构的可靠性。安全性、适用性、耐久性可概括成为结构的可靠性。2.结构的极限状态：承载能力极限状态和正常使用极结构的极限状态：承载能力极限状态和正常使用极限限状态状态根据砌体结构特点（截面尺寸往往较大），砌体结根据砌体结构特点（截面尺寸往往较大），砌体结构正常构正常使用极限状态的要求，一般情况下可由相应使用极限状态的要求，一般情况下可由相应的构造措施保证。的构造措施保证。3.结构上的作用、作用效用和结构的抗力结构上的作用、作用效用和结构的抗力4.结构的可靠度与可靠指标结构的可靠度与可靠指标5、设计表达式、设计表达式砌体结构按承载能力极限状态设计时，应按下砌体结构按承载能力极限状态设计时，应按下列公式进行最不利组合：列公式进行最不利组合：结构的重要性系数：一级或设计年限结构的重要性系数：一级或设计年限50年以上年以上的不应小于的不应小于1.1；二级或设计年限；二级或设计年限50年的，不应年的，不应小于小于1.0；三级或设计年限；三级或设计年限1-5年的，不应小年的，不应小0.9。第第i i个可变荷载的组合值系数。一般情况下取个可变荷载的组合值系数。一般情况下取0.7；对书库、档案库、储藏室或通风机房、电梯；对书库、档案库、储藏室或通风机房、电梯机房应取机房应取0.9。砌体的强度标准值和设计值砌体的强度标准值和设计值1、砌体抗压强度标准值的取值、砌体抗压强度标准值的取值:为砌体受压强度的变异系数。为砌体受压强度的变异系数。2、砌体抗压强度设计值的取值为、砌体抗压强度设计值的取值为:为砌体结构的材料性能分项系数，一般情况下，为砌体结构的材料性能分项系数，一般情况下，易按施工控制等级为易按施工控制等级为B级考虑，取为级考虑，取为1.6；当为；当为C级级时，取时，取1.8。注意注意：当施工：当施工质量控制等量控制等级为C级时，表中系数，表中系数应乘以乘以调整系数整系数0.89；当施工当施工质量控制等量控制等级为A级时，表中系数，表中系数应乘以乘以调整系数整系数1.05。3.2受压构件受压构件受压的类型受压的类型：轴心受压、偏心受压和局部受压。轴心受压、偏心受压和局部受压。3.2.1受压构件的高厚比受压构件的高厚比受压构件的高厚比受压构件的高厚比：是指构件的计算高度：是指构件的计算高度H0与截面与截面在偏心方向的高度在偏心方向的高度h的比值。的比值。构件高厚比的计算公式构件高厚比的计算公式：对于矩形截面：对于矩形截面：对于对于T形截面：形截面：为不同砌体材料的高厚比修正系数为不同砌体材料的高厚比修正系数3.2.2.受压构件承载力计算受压构件承载力计算（1）受压短柱）受压短柱当柱的高厚比当柱的高厚比3时，构件的纵向弯曲对承载力时，构件的纵向弯曲对承载力的影响很小，可以不加考虑，该柱称为的影响很小，可以不加考虑，该柱称为受压短柱受压短柱。1）轴心受压：）轴心受压：（e=03）此时砌体截面的应力是均匀分布的，破坏时截面此时砌体截面的应力是均匀分布的，破坏时截面承受的最大压应力达到砌体的轴心抗压强度。承受的最大压应力达到砌体的轴心抗压强度。轴心受压短柱的承载力设计值可按下式计算：轴心受压短柱的承载力设计值可按下式计算：2）偏心受压：（）偏心受压：（e03）当压力作用于构件截面的重心时为轴心受压构，不作当压力作用于构件截面的重心时为轴心受压构，不作用于重心时为偏心受压构件。用于重心时为偏心受压构件。两种情况两种情况:即纵向压力有较大偏心（一侧受拉，一侧受即纵向压力有较大偏心（一侧受拉，一侧受压）以及有较小偏心（不均匀压应力）时。此时受压区压应压）以及有较小偏心（不均匀压应力）时。此时受压区压应力的合力将与所施加的偏心压力保持平衡。力的合力将与所施加的偏心压力保持平衡。偏压短柱的承载力设计值可按下式计算：偏压短柱的承载力设计值可按下式计算：N-为轴向力设计值；为轴向力设计值；A-为截面面积，按毛截面计算；为截面面积，按毛截面计算；f-砌体的抗压强度设计值；砌体的抗压强度设计值；-偏心影响系数偏心影响系数,指偏心受压构件与轴心受压构件承载能力的比值指偏心受压构件与轴心受压构件承载能力的比值.对于矩形截面，对于矩形截面，则，则当截面为当截面为T形或其他形状时，形或其他形状时，h用折算厚度用折算厚度代替，而代替，而仍按仍按计算。计算。（2）受压长柱）受压长柱时，构件纵向弯曲的影响不能忽略，时，构件纵向弯曲的影响不能忽略，需考虑其对承载力的影响。需考虑其对承载力的影响。偏压长柱的承载力设计值可按下式计算：偏压长柱的承载力设计值可按下式计算：的计算：的计算：附加偏心距附加偏心距可由：可由：的边界条件确定，的边界条件确定，可得：可得：其中，其中，为轴心受压的纵向弯曲系数，为轴心受压的纵向弯曲系数，偏心受压长柱影响系数：偏心受压长柱影响系数：在实际计算时，可直接查表在实际计算时，可直接查表适用条件：适用条件：当偏心距过大时，构件截面受拉边将出现当偏心距过大时，构件截面受拉边将出现过大的水平裂缝，导致截面面积过大的水平裂缝，导致截面面积A减小，构件减小，构件承载力显著降低，承载力显著降低，规范规范规定：规定：e0.6y。y-截面重心到轴向力所在偏心方向截面边缘的截面重心到轴向力所在偏心方向截面边缘的距离。距离。其中其中M、N为截面上所受的弯矩为截面上所受的弯矩和轴力设计值。和轴力设计值。统一公式：统一公式：注意：注意：1、fraf2、e0.6y3、查表查表e/h4、矩形截面：偏心方向边长为长边时，除了沿长边、矩形截面：偏心方向边长为长边时，除了沿长边方向按偏心受压计算外，还应沿短边按轴心受压计算方向按偏心受压计算外，还应沿短边按轴心受压计算例题例题截面尺寸为截面尺寸为370*490mm的砖柱，砖的强度等级的砖柱，砖的强度等级为为MU7.5，混合砂浆的强度等级为混合砂浆的强度等级为M2.5，柱高柱高为为3.2m，两端为不动铰支座。，两端为不动铰支座。柱顶承受设计轴柱顶承受设计轴心压力心压力N=117kN(已考虑荷载分项系数，不包括已考虑荷载分项系数，不包括柱自重柱自重)，试验算柱的承载力。，试验算柱的承载力。解解先计算柱底压力设计值，砖的标准容重为先计算柱底压力设计值，砖的标准容重为19kN/m3，则，则N=117+=117+1.2*0.37*0.49*19*3.2=130kN查表查表柱截面面积为柱截面面积为A=0.37*0.49=0.18m20.17；e/h16）矩形截面轴向力偏心方向的截面边长大于另一方向的边长时，矩形截面轴向力偏心方向的截面边长大于另一方向的边长时，除按偏心受压计算外，还应对较小边长方向按轴心受压进行除按偏心受压计算外，还应对较小边长方向按轴心受压进行验算；验算；当网状配筋砖砌体下端与无筋砌体交接时，尚应验算无筋砌当网状配筋砖砌体下端与无筋砌体交接时，尚应验算无筋砌体的局部受压承载力体的局部受压承载力。四、构造规定四、构造规定网状配筋砖砌体中的体积配筋率，不应小于网状配筋砖砌体中的体积配筋率，不应小于0.1%，并不应大，并不应大于于1%。采用方格钢筋网时，钢筋的直径宜采用采用方格钢筋网时，钢筋的直径宜采用34mm；当采用连；当采用连弯钢筋网时，钢筋的直径不应大于弯钢筋网时，钢筋的直径不应大于8mm；当采用连弯钢筋网；当采用连弯钢筋网时，网的钢筋方向应互相垂直，沿砌体高度交错布置，时，网的钢筋方向应互相垂直，沿砌体高度交错布置，Sn取取同一方向网的间距。同一方向网的间距。钢筋网中钢筋的间距不应大于钢筋网中钢筋的间距不应大于120mm，并不应小于，并不应小于30mm。钢筋网的间距，不应大于钢筋网的间距，不应大于5皮砖，并不应大于皮砖，并不应大于400mm。网状配筋砖砌体所用砂浆不应低于网状配筋砖砌体所用砂浆不应低于M7.5；钢筋网应设置在砌；钢筋网应设置在砌体体的水平灰缝中，灰缝厚度应保证钢筋上下至少各有的水平灰缝中，灰缝厚度应保证钢筋上下至少各有2mm厚厚的砂浆层。的砂浆层。组合砖砌体构件组合砖砌体构件混凝土或钢筋砂浆面层组合砖砌体混凝土或钢筋砂浆面层组合砖砌体当荷载偏心距较大时，无筋砖砌体承载力不足而截面尺寸又当荷载偏心距较大时，无筋砖砌体承载力不足而截面尺寸又受到限制时，可采用砖砌体和钢筋混凝土面层或钢筋砂浆面层组成受到限制时，可采用砖砌体和钢筋混凝土面层或钢筋砂浆面层组成的组合砖砌体构件。的组合砖砌体构件。砖体和钢筋混凝土构造柱组合墙砖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，是在砖墙中间隔一定砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙，是在砖墙中间隔一定离设置钢筋混凝土构造柱，并在各楼层处设置钢筋混凝土圈离设置钢筋混凝土构造柱，并在各楼层处设置钢筋混凝土圈梁，使砖砌体墙于钢筋混凝土构造柱和圈梁组成一个整体结梁，使砖砌体墙于钢筋混凝土构造柱和圈梁组成一个整体结构共同受力。构共同受力。3.6配筋砌块砌体构件配筋砌块砌体构件配筋砌块砌体构件配筋砌块砌体构件是在砌体中配置一定数量的竖向和水平钢筋，竖向钢筋一般是在砌体中配置一定数量的竖向和水平钢筋，竖向钢筋一般是插入砌块砌体上下贯通的孔中，用灌孔混凝土灌实使钢筋是插入砌块砌体上下贯通的孔中，用灌孔混凝土灌实使钢筋充分锚固，配筋砌体的灌孔率一般大于充分锚固，配筋砌体的灌孔率一般大于50%，水平箍筋一般，水平箍筋一般可设置在水平灰缝中或设置箍筋，竖向和水平钢筋使砌块砌可设置在水平灰缝中或设置箍筋，竖向和水平钢筋使砌块砌体形成一个共同的整体。体形成一个共同的整体。混合结构房屋墙体设计混合结构房屋墙体设计第四章 4.1 4.1 混合结构房屋的组成及结构布置方案混合结构房屋的组成及结构布置方案混合结构房屋的组成混合结构房屋的组成混合结构房屋混合结构房屋:是指主要承重构件由不同的材料所组成的建是指主要承重构件由不同的材料所组成的建筑物。其中竖向构件如房屋的墙、柱、基础等采用砌体结筑物。其中竖向构件如房屋的墙、柱、基础等采用砌体结构材料；而水平构件如楼盖及屋盖等，则采用钢筋砼或其构材料；而水平构件如楼盖及屋盖等，则采用钢筋砼或其他材料（木材、轻钢结构）建造。他材料（木材、轻钢结构）建造。混合结构房屋的混合结构房屋的结构设计结构设计主要包括主要包括楼（屋）盖设计楼（屋）盖设计、墙体墙体、基础设计基础设计等方面的内容，由于楼（屋）盖广泛采用钢筋砼等方面的内容，由于楼（屋）盖广泛采用钢筋砼梁板结构，在砼结构中已有详细介绍，基础也要系统学习，梁板结构，在砼结构中已有详细介绍，基础