《高等砌体结构》PPT课件.ppt

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1、砌体结构（2828学时）学时）姜洪斌姜洪斌哈尔滨工业大学哈尔滨工业大学高等砌体结构 Higher Masonry Structure砌体结构参考教材参考教材 砌体结构巴黎圣母院巴黎圣母院万里长城万里长城砌砌体体结结构构应应用用实实例例砌体结构埃及金字塔埃及金字塔河北赵州桥河北赵州桥罗马角斗场罗马角斗场砌砌体体结结构构应应用用实实例例砌体结构目目 录录第第第第1 1 1 1章章章章 绪论绪论绪论绪论第第第第2 2 2 2章章章章 砌体材料及其力学性能砌体材料及其力学性能砌体材料及其力学性能砌体材料及其力学性能第第第第3 3 3 3章章章章 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的强

2、度计算指标砌体结构的强度计算指标第第第第4 4 4 4章章章章 无筋砌体受压构件承载力计算无筋砌体受压构件承载力计算无筋砌体受压构件承载力计算无筋砌体受压构件承载力计算第第第第5 5 5 5章章章章 混合结构房屋的墙、柱设计混合结构房屋的墙、柱设计混合结构房屋的墙、柱设计混合结构房屋的墙、柱设计第第第第6 6 6 6章章章章 配筋砌体构件的承载力计算配筋砌体构件的承载力计算配筋砌体构件的承载力计算配筋砌体构件的承载力计算第第第第7 7 7 7章章章章 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第第第第8 8 8 8章章章章

3、砌体结构抗震设计砌体结构抗震设计砌体结构抗震设计砌体结构抗震设计砌体结构1-1 砌体结构的特点砌体结构的特点由砖、石或各种砌块用砂浆砌筑而成的结构，称为砌体结构。优点：（1）容易就地取材，造价低廉；（2）良好的耐火性和较好的耐久性；（3）受环境气候和施工条件的影响较小；（4）良好的隔声、隔热和保温性能；（5）采用配筋砌体可提高强度，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；（2）砌体的砌筑施工劳动量大；（3）砌体的抗拉和抗剪强度较抗压强度更低，因此无筋砌体抗震性能较差；（4）粘土砖制造耗用粘土，影响农业生产，不利于环保。第第1 1章章 绪绪 论论砌体结构美国拉

4、斯维加斯美国拉斯维加斯28 层旅馆（配筋混凝土砌块砌体）层旅馆（配筋混凝土砌块砌体）国国外外砌砌块块建建筑筑应应用用实实例例的的图图片片1-2 国内外砌体结构发展现状国内外砌体结构发展现状砌体结构国国外外砌砌块块建建筑筑应应用用实实例例的的图图片片砌体结构（2）发展高强、轻质、高性能的材料）发展高强、轻质、高性能的材料1-3 砌体结构的主要发展方向砌体结构的主要发展方向 （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）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发展非粘土砖和普通砖多孔化；发展非粘土砖和普通砖多孔化；混凝土小型空心砌块

5、的推广混凝土小型空心砌块的推广混凝土小型空心砌块的推广混凝土小型空心砌块的推广；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。完善结构的破坏机理和受力性能，建立更完整的砌体结构理论；完善结构的破坏机理和受力性能，建立更完整的砌体结构理论；加强对配筋砌体结构体系的研究；加强对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。目目目目 录录录录 砌体结构第第2章章 砌体材料及其力学性能砌体材料及其力学性能按

6、按块块材材烧结普通砖烧结普通砖（240*115*53mm)、烧结多孔砖、烧结多孔砖、非烧结硅酸盐砖等。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、粉煤灰小型空心砌混凝土、轻骨料混凝土、粉煤灰小型空心砌块块强度等级：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）建筑物基础或挡建筑物基础或挡土墙。土墙。强度等级：强度等级：MU100,MU80,MU60,MU50,MU40,MU30,MU202-1 2-1 块体块体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）KM

7、1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 砌体结构一、砂浆一、砂浆砂浆：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：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

8、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：对砂浆的性能要求：对砂浆的性能要求：（1 1）强度；（强度；（2 2）和易性和易性 ；（；（3 3）保水性。保水性。强度等级：强度等级：强度等级：强度等级：M15,M10,M7.5,M5.0,M2.5,M0 砂浆分类：砂浆分类：砂浆分类：砂浆分类：（1 1）水泥砂浆；（）水泥砂浆；（2 2）混合砂浆；（）混合砂浆；（3 3）非水泥砂浆（石灰、粘土砂浆）。）非水泥砂浆（石灰、粘土砂浆）。2-2 2-2 砂浆和灌孔混凝土砂浆和灌孔混凝土二、灌孔混凝土二、灌孔混凝土 灌孔混凝土由水泥、砂子、碎石（豆石）、水以及根据需要加入

9、的掺合料和外加剂等按一定比例配制机械搅拌而成，碎石直径一般不大于10mm。灌孔混凝土应具有较大流动性，其坍落度应控制在200mm250mm左右。灌孔混凝土的强度等级用“Cb”表示。砌体结构配配筋筋方方式式砖砌体、砌块砌体和石砌体。一般配筋砖砌体、砌块砌体和石砌体。一般配筋率率0.07%抗震不利，用于抗震不利，用于少层或少层或多层建筑多层建筑。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，在竖向孔中配置钢在砌筑中，上下孔洞对齐，在竖向孔中配置钢筋、筋、在横肋凹槽中配置水平钢筋并浇注灌孔混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凝土或在水平灰缝

10、配置水平钢筋 。2-3 2-3 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预应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获得预应力钢筋，通过张拉预应力钢筋使砌体获得预应力。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 砌体结构中的几种配筋方式：砌体结构中的几种配筋方式：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横向配筋砖砌

11、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2-4 2-4 砌体的受压性能砌体的受压性能砌体结构块材块材砂浆

12、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受砌体内的块材并非均匀受压，处于压，处于弯曲弯曲弯曲弯曲、剪切剪切剪切剪切的共的共同作用。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

13、模量）的影响；砂浆的流动性、保水性及变形性能（弹性模量）的影响；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

14、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，

15、且满足f1f2，f120N/mm2。砌体结构2-5 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

16、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当限制了低强度块材的使用，该破坏可避免；当限制了低强度块材的使用，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)，当限制了低强度块材的使用，该破坏可避免；当限制了低强度块材的

17、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，其抗剪强度基本一样。试验表明：一般情况下，不同形式的受剪破坏，其抗剪强度基本一样。(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0.1880.113

18、0.075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块0.090.090.180.09蒸蒸压压灰砂灰砂砖砖、蒸、蒸压压粉煤灰粉煤灰砖砖0.1250.1250.2500.141烧结烧结普通普通砖砖、烧结烧结多孔多孔砖砖沿通沿通缝缝沿沿齿缝齿缝K K5 5K K4 4K K3 3砌体种砌体种类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

19、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2-6 2-6 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，材料明显呈弹应变呈曲线关系，材料明显呈弹塑性，其应力塑性，其应力-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实际应用用时时取取取取 =0.43=0.43f fmm时的变形模量作

20、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，这样规定，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种与砂浆强度和块材品种有关的系数有关的系数 砌体结构 砌体的

21、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）序号序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

22、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，砌体会产生附加内力附加内力附加内力附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，线膨胀系数是重要的。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。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，砌体，当这种变形受到约束时，砌体会产生干燥收缩裂缝。会产生干燥收缩裂缝。目目目目 录录录录

23、砌体结构第第3 3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限状态极限状态极限状态极限状态设计方法设计方法设计方法设计方法，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进行设计。设计表达式进行设计。设计表达式进行设计。设计表达式进行设计。对一般的砌体结构属于脆

24、性破坏，当其安全等级为二级时，允许可靠度指标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 =3.7=3.7。砌体结构针对砌体结构自重较大的特点，增加了以自重为主的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荷载效应组合计算公式荷载效应组合计算公式荷载效应组合计算公式:3-1 3-1 砌体结构的可靠度砌体结构

25、的可靠度一、荷载效应组合模式一、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。二二、其它几项可靠度因素的调整其它几项可靠度因素的调

26、整1、住宅楼面活荷由、住宅楼面活荷由1.5kN/m2调整为调整为2.0kN/m2;2、结构可靠度与施工质量相联系：施工质量控制等级、结构可靠度与施工质量相联系：施工质量控制等级B级时级时 f=1.6，施工质量控施工质量控制等级制等级C级时级时,f=1.8；3、风荷载由、风荷载由30年一遇，改为年一遇，改为50年一遇；年一遇；4、偏压构件偏心距限值由、偏压构件偏心距限值由0.7y调整为不应超过调整为不应超过0.6y（y为截面重心到受压边缘的距离）为截面重心到受压边缘的距离）；5、取消较低的材料强度等级，砖的最低强度等级为、取消较低的材料强度等级，砖的最低强度等级为MU10；砌块为；砌块为MU5；

27、砂浆为；砂浆为M2.5；6、材料分项系数、材料分项系数由由由由 f=1.5 1.5调整为调整为调整为调整为1.6 1.6 新规范的设计可靠度指标以住宅为例，其可靠度水平比新规范的设计可靠度指标以住宅为例，其可靠度水平比新规范的设计可靠度指标以住宅为例，其可靠度水平比新规范的设计可靠度指标以住宅为例，其可靠度水平比8888规范提高规范提高规范提高规范提高1616。砌体结构注意：注意：规范规范中规定各类砌体强度设计值在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

28、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、混凝土和轻的梁下烧结多孔砖、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

29、体结构3-2 3-2 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取砌体抗压强度变异系数为0.170.17（毛石除外）（毛石除外）砌体材料的分项系数砌体材料的分项系数1.61.6（施工质量为（施工质量为B B级时）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体的可直接查表获得砌体的抗压强度设计值抗压强度设计值。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

30、（毛石砌体为0.26)。3-3 3-3 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灌孔砌块砌体的灌孔砌块砌体的抗剪强度抗剪强度抗剪强度抗剪强度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弹性模量弹性模量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，其坍落度在，具有较大的流动性，其坍落度在，具有较大的流动性，其坍落度在，具有较大的流动性，其坍落度在200200250mm250mm。砌筑砂

31、浆砌筑砂浆砌筑砂浆砌筑砂浆Mb;Mb;3-4 3-4 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 目目目目 录录录录 砌体结构4-1 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4 4章章 无筋砌

32、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 砌体结构高后比高后比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 当构件的高后比当构件的高后比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影响；，需考虑其对承载力的影响；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

33、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纵为轴心受压构件的纵向弯曲系数向弯曲系数砌体结构 为为与砂与砂浆浆强强度等度等级级有关的系数：当砂有关的系数：当砂浆浆强强度等度等级级M5时时，=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显著

34、，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。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：受压构件的高厚比：受压构件的高厚比：指构件的指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2.0

35、Hu1.25Hu2.0Hu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、细料蒸压

36、灰砂砖、粉煤灰砖、细料石、半细料石石、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的为了反映不同砌体类型受压性能的差异，计算影响系数差异，计算影响系数 时，应先对构件高时，应先对构件高厚比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

37、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4-2 4-2 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

38、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

39、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压强强度的度的计计算面算面积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

40、距墙内表作用点距墙内表面面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），梁端底当有上部荷载时（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，而且还有上部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，砌体局压破坏时这两种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、由于梁端底部砌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布

41、，使梁端顶面附近体局部变形增大，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小，墙体逐渐以内拱作用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。传递荷载。内拱卸荷内拱卸荷 上部墙体传来的荷载，一部分上部墙体传来的荷载，一部分压于梁尾端形成一定的约束，另一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掉了。部分通过墙体的悬臂作用卸掉了。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

42、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

43、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

44、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

45、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

46、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：在分布长度垫梁下的压应力分布形态：在分布长度 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(m

47、m)；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压在墙厚上不均匀分布的压应力影响，为此，引入垫梁底面压应力影响，为此，引入垫梁底面压应力分布系数应力分布系数2 2局压应力三维分布局压应力三维分布 砌体结构4-3 4-3 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

48、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

49、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

50、 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生的摩法向压力产生的摩阻力阻力之和，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