3砌体结构.ppt

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1、建筑结构主主讲讲：蒲蒲 瑜瑜第三章 砌体结构砌体 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。1.砌体结构的主要优点有：2.就地取材，造价低；3.耐火性、耐久性好；4.保温隔热性能好；5.施工简单。第一节第一节 砌体材料及砌体力学性能砌体材料及砌体力学性能一、砌体材料一、砌体材料A.1.块材块材标准砖尺寸：标准砖尺寸：24024011511553 mm53 mm强度等级：强度等级：MU30MU30、MU25MU25、MU20MU20、MU15MU15、MU10MU10适用范围：适用范围：

2、房屋上部及地下基础等部位房屋上部及地下基础等部位尺寸：同烧结普通砖尺寸：同烧结普通砖 2402401151155353 mm mm适用范围：适用范围：不得用于长期受热不得用于长期受热200200以上、受急冷急热和有酸性介质以上、受急冷急热和有酸性介质侵蚀的建筑部位，侵蚀的建筑部位，MU15MU15和和MU15MU15以上的蒸压灰砂砖可用于基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：MU25、MU20、MU15、MU10

3、原料：普通混凝土或轻骨料混凝土原料：普通混凝土或轻骨料混凝土主规格尺寸：主规格尺寸：390390190190190mm190mm空心率：空心率：20%20%50%50%强度等级：强度等级：MU20、MU15、MU10、MU7.5、MU5分类：（按容重）重质岩石、轻质岩石分类：（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（按其加工后的外形规则程度）可分为料石和毛石强度等级：强度等级：MU100、MU80、MU60、MU50MU20七级七级B.2.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（2)砂浆分类

4、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.3.砌体材料的选砌体材料的选择择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。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对于五层及五层以上房屋的墙，以及受振动或层高

5、大于6m的墙、的墙、柱所用材料的最低强度等级：砖为柱所用材料的最低强度等级：砖为MU10，砌块，砌块MU7.5，石材，石材MU30，砂浆，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。料。A.1.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 A.墙体尺寸：240mm（一砖）、370mm（一砖半）、490mm（二砖）620mm（二砖半）B.(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

6、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.B.2.2.配筋砌体配筋砌体(1 1)配筋砖砌体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)筋砌块砌体第一阶段：从砌体开始受压到个别单块砖内出现第一批（条）裂缝。此时，如荷载不增加，裂缝也

7、不扩大。出现第一批（条）裂缝的压力值与砖、砂浆的质量有关，为破坏压力的。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.1.砌体的抗压性能第二阶段：当压力继续增大，单块砖砖砌体的受压破坏内的裂缝不断扩展，个别裂缝将连续起来而形成连续的裂缝，垂直通过若干皮砖，同时也产生新的裂缝。当压力值达到破坏压力的时，可以认为砌体已经历了第二阶段而进入第三阶段。第三阶段：当压力稍微增加，裂缝急剧发展，并连成几条贯通砌体的裂缝，将砌体分成几个半砖的小立柱，这时砌体已向外鼓出，小立柱的受力极不均匀，最后将因小立柱的失稳或压碎而导致砌体的完全破坏。以上是在实验室中施加短期压力下的破坏过程。而砌体在实

8、际工程中所受的压力是长期的。在长期加荷试验中，当压力达到短期破坏压力的时，即使压力不增加，裂缝也仍将继续发展，最后可使砌体完全破坏。2.砌体内单块砖的应力状态及受力特点如下：1.由于砖表面的不平整，灰缝厚度和密实度的不均匀，单块砖在砌体内不是均匀受压的，每块砖不是均匀地支承在整个面上，而是集中支承于几个个别点上，压力通过这些触点来传递。2.砌体横向变形时砖和砂浆的相互作用。即砖受砂浆的影响增大了横向变形，砖内不但受弯、受剪，而且受拉；相反，灰缝内的砂浆层受砖的约束，其横向变形减小，砂浆将处于三向受压的情况下工作，其抗压强度将增高。所以用低强度等级砂浆砌筑的砌体强度较砂浆本身强度高。3.竖向灰缝

9、处的应力集中。砌体的竖向灰缝未能很好地填满，竖向灰缝内砂浆和砖的粘结力也不能保证砌体的整体性。因此，在竖向灰缝处的砖内，将产生拉应力和剪应力的集中，从而加快砖的开裂，引起砌体强度的降低3.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）块体和砂浆的强度是影响砌体抗压强度的主要因素。块体和砂浆的强度高，砌体的抗压强度也高。试验结果证明，提高砖的强度等级比提高砂浆的强度等级对增大砌体抗压强度的效果好。一般情况下的砖砌体，若砖强度等级不变，砂浆强度等级提高一级，则砌体抗压强度只提高约；若砂浆强度等级不变，砖强度等级提高一级，则砌体抗压强度可提高约。2)块材的尺寸和形状（厚度、表面平整

10、）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）3.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）当块体的外表面歪曲不平时，将砌成厚度不均的灰缝，引起较大的弯剪应力，从而使砌体强度降低。另外，块体的高度越大，弯矩和剪力在块材中引起的拉应力就越小。加之水平灰缝数量减少后，砂浆横向变形的不利影响也相应减弱，从而使砌体的抗压强度得到相应的提高。随着块体的高度增加，一般其长度也应相应增大，竖缝数量随之减少，这对提高砌体强度也是有利的。3)砂浆铺砌时的流动性（较高流动性，同时保证密实性）4

11、)砌筑质量和施工速度（灰缝、含水率、速度、养护条件）3.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）和易性好的砂浆，容易铺成厚度及密实性均匀的灰缝，因而可以减少上面所述的单块砖内的弯剪应力，提高砌体强度。试验结果表明，当采用水泥砂浆时，由于砂浆的保水性、和易性差，砌体抗压强度将比采用相同强度等级的混合砂浆的砌体低。但也应注意到，如果砂浆的流动性过大，硬化后的变形率也大，因此会使砌体的强度反而降低。4)砌筑质量和施工速度（灰缝、含水率、速度、养护条件）3.影响砌体抗压强度的主要因素影响砌

12、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）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）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）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）砌筑质量和施工速度（灰缝、含水率、速度、养护条件）从应力状态的分析中可见，水平灰缝的均匀性对砌体强度的影响很大，而砌筑质量的标志从应力状态的分析中可见，水平灰缝的均匀性对砌体强度的影响很大，而砌筑质量的标志之一即为灰缝的质量，这包括灰缝的均匀性及其饱满程度。研究结果表明，水平灰缝愈

13、之一即为灰缝的质量，这包括灰缝的均匀性及其饱满程度。研究结果表明，水平灰缝愈均匀，砂浆愈饱满，砌体的抗压强度愈高。当水平灰缝砂浆的饱满度为时，砌体均匀，砂浆愈饱满，砌体的抗压强度愈高。当水平灰缝砂浆的饱满度为时，砌体的抗压强度可达到规定的强度指标。枟砖石工程施工及验收规范枠中要求，水平灰缝砂的抗压强度可达到规定的强度指标。枟砖石工程施工及验收规范枠中要求，水平灰缝砂浆的饱满度应大于。另外，水平灰缝的厚度也影响砌体的强度。砌体内水平灰缝浆的饱满度应大于。另外，水平灰缝的厚度也影响砌体的强度。砌体内水平灰缝愈厚，砂浆横向变形愈大，砖内横向拉应力也愈大，砌体内的复杂应力状态也随之加剧，愈厚，砂浆横向

14、变形愈大，砖内横向拉应力也愈大，砌体内的复杂应力状态也随之加剧，砌体的抗压强度也降低。但若砖的表面不平整，水平灰缝太薄，不足以改善砌体内的复砌体的抗压强度也降低。但若砖的表面不平整，水平灰缝太薄，不足以改善砌体内的复杂应力状态时，砌体的抗压强度也将降低。通常要求砖砌体的水平灰缝厚度为杂应力状态时，砌体的抗压强度也将降低。通常要求砖砌体的水平灰缝厚度为。四、四、四、四、砌体结构的计算方法和计算指标砌体结构的计算方法和计算指标砌体结构的计算方法和计算指标砌体结构的计算方法和计算指标一一）计算方法计算方法砌体结构与混凝土结构相同，也采用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以概率

15、论为基础的极限状态法二二）计算指标计算指标A.砌体的抗压强度标准值砌体的抗压强度标准值：具有具有95%保证率的抗压强度值，查规范保证率的抗压强度值，查规范B.砌体的抗压强度设计值砌体的抗压强度设计值：龄期为龄期为28d砌体毛截面强度的设计值砌体毛截面强度的设计值，根据块体和砂浆强度等，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。表级可直接查表获得砌体的抗压强度设计值。表9-22-7C.砌体强度设计值的调整系数砌体强度设计值的调整系数三）受压构件的计算（无筋砌体）u计算公式计算公式无筋砌体适用范围：墙、柱等受压构件无筋砌体适用范围：墙、柱等受压构件（与截面尺寸，砌体强度和（与截面尺

16、寸，砌体强度和高厚比有关）高厚比有关）适用于适用于轴心受压、偏心受压轴心受压、偏心受压例题1砖柱截面为砖柱截面为490mm370mm，采用粘土砖，采用粘土砖MU10，混合砂浆，混合砂浆M5砌筑，柱计算高度砌筑，柱计算高度H0=5m，承受轴心压力设计值为，承受轴心压力设计值为170kN（包括自（包括自重），试验算柱底截面强度。重），试验算柱底截面强度。解：解：解：解：1.确定砌体抗压强度设计值确定砌体抗压强度设计值2.计算构件的承载力影响系数计算构件的承载力影响系数3.验算砖柱承载力验算砖柱承载力四）四）局部受压局部受压局部受压分类 局部均匀受压 局部不均匀受压 (a)局部均匀受压(b)局部不均

17、匀受压 局部受压的处理措施 提高砌体局部受压处强度；采用刚性垫块：增大砌体的局部受压面积 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：高度tb不宜小于180mm 挑出梁边的长度不宜大于垫块高度tb 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 五、房屋静力计算方案屋盖或楼盖类别刚性方案刚、弹性方案弹性方案 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屋盖S72 装配式有檩体系钢筋混凝土屋盖、轻钢屋盖和有密铺板的木屋盖或木屋盖S48 瓦材屋面的木屋盖和轻钢屋盖S36六、受压构件的计算高度七、墙、柱高厚比验算定

18、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 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；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；保证施工中安全。验算对象：承重的柱 无壁柱墙 带壁柱墙 带构造柱墙 自承重墙（非承重墙）一）墙柱的允许高厚比A.无壁柱墙和矩形柱截面1自承重墙允许高厚比的修正系数；h=240mm,1=1.2h=180mm,1=1.32h=120mm,1=1.44h=90mm,1=1.52有门窗洞口墙允许高厚比的修正系数。20.7二）墙、柱高厚比验算墙、柱的允许高厚比砂浆强度等级墙柱M2.52215M5.

19、02416M7.52617B.带壁柱墙和构造柱墙T形截面的计算翼缘宽度bf：多层有门窗洞口墙段取窗间墙宽度；多层无门窗洞口每侧翼缘可取壁柱高度的1/3；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；八、圈梁、过梁和挑梁一）圈梁圈梁作用 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 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门窗洞口处的圈梁可兼作过梁,以承受其上墙体的重量和楼(屋)盖传来的荷载。附加圈梁与圈梁的搭接附加圈梁与圈梁的搭接(1)对车间、仓库、食堂等空旷的单层房屋:砖砌

20、体房屋,檐口标高为58m时,应在檐口标高处设置圈梁一道,檐口标高大于8m时宜适当增设;砌块及料石砌体房屋,檐口标高为45m时,应在檐口标高处设置圈梁一道,檐口标高大于5m时,宜适当增设;对有吊车或有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圈梁外,尚宜在吊车梁标高处或其他适当位置增设。(2)宿舍、办公楼等多层砌体民用房屋,且层数为34层时,应在檐口标高处设置圈梁一道。当层数超过4层时,应在所有纵横墙上隔层设置。多层砌体工业房屋,应每层设置现浇钢筋混凝土圈梁。设置墙梁的多层砌体房屋应在托梁、墙梁顶面和檐口标高处设置现浇钢筋混凝土圈梁,其他楼层应在所有纵横墙上每层设置。(3)建在软弱地基

21、或不均匀地基上的砌体房屋,除按上述规定设置圈梁外,尚应符合现行基础设计规范的有关规定。圈梁的布置现浇圈梁连接构造现浇圈梁连接构造现浇圈梁的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 钢筋砖过梁 砖砌平拱过梁：砂浆M5 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 跨中截面受弯破坏(竖向裂缝)支座附近受剪破坏（阶梯形

22、斜裂缝）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hwln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hwln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hwln/3时，应按墙体的均布自重计算；当hwln/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hwln/2时，应按墙体的均布自重计算；当hwln/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

23、梁的构造要求：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212；其它钢筋伸入支座的长度不应小于2l1/3。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/l2。三、挑梁九、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240mm370mm。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

24、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24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24的焊接钢筋网片(横向钢筋的间距不宜大于20

25、0mm)，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：外观 防水、防渗、保温性能 整体性、承载能力、耐久性和抗震性能裂缝形成原因 设计 施工 材料 干缩裂缝 环境温度变化 温度裂缝 地基不均匀沉降 沉降裂缝防止或减轻墙体开裂的原理防止或减轻墙体开裂的原理 合理的结构布置合理的结构布置 加强房屋结构的整体刚度加强房屋结构的整体刚度 设置沉降缝设置沉降缝 设置收缩缝设置收缩缝防止或减轻墙体开裂的措施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，在保证收

26、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可根据房屋具体情况分别采取“防、放、抗防、放、抗”措施：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，屋面应设置保保温、隔热层温、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砂浆找平层应设置分隔缝分隔缝，分隔缝间距不宜大于，分隔缝间距不宜大于6m，并与女儿墙，并与女儿墙隔开，其缝宽不小于隔开，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

27、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23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24，横筋间距不宜大于200mm）或26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12f4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。