砌體結構4.5房屋水平構件設計

4.14.24.34.44.54.6砌體結構一、砌體結構的發(fā)展 福 佑五年(公元１０５３年)，完成于宋·嘉裕四年(公元 盧溝橋始建于金大定二十九年（1189年）六月，明昌三年（1192年）月建成 四 ，約元2680100胡夫的金塔是座大金146。530又稱大角斗場，是古羅馬時期最有代表性的公共性建筑，建于公元80年—82年，平面為橢圓形，場內有60排座位環(huán)繞著表演區(qū)，能容納觀

此神廟是為雅典娜·帕提為公元前447年—前432建于公元前1400年—前1360年的克索阿蒙神廟，至今尚存巨大的柱廊與內院。精湛的雕刻技藝與宏大 的建筑體量，是古埃及建筑藝術的代表砌體結構一．磚實心分類：燒結普通磚、蒸養(yǎng)（壓）磚燒結普通磚：粘土、頁巖、煤矸石、粉煤灰特點：生產工藝簡單，便于手工砌筑，強度較高、保溫隔熱及耐久性良用途：房屋墻體、地面以下條形基礎 蒸養(yǎng)（壓）磚：工業(yè)廢渣、石灰、砂等經蒸汽燒結多15%。磚強度等級（masonryMPa二．砌采用較大尺寸的砌塊代替小塊磚砌筑砌體，可減輕勞動強度，加施工進分類：混凝土小型砌塊、混凝土中型砌塊、粉煤灰中型集料混凝土制成，尺寸為：390mm×190mm×190mm（簡稱為混凝土二．砌重力密度：15～16KN/m3，以粉煤灰硅酸鹽為主，它是以粉煤重力密度：4～6KN/m3，用加氣混凝土 MU7.5、MU5 砌體結構三．石承重結構中常用石砌體結構四．砂作分按成分可分 強度按標準方法制作的邊長為70.7mm的立方體試塊，在標準條件下養(yǎng)28天，經抗壓試驗所得的強度平均值劃砂漿強度劃分為：M15、M10、M7.5、M5、M2.5對砂漿磚砌在房屋建筑中，磚砌體用作內外承重墻、圍護墻以及隔厚度根據強度及穩(wěn)定性要實砌標準墻的厚度為240mm、370mm、490mm、620mm、740mm砌塊砌砌塊砌體自重輕，保溫隔熱性能好，施工進度快，經濟效果好，具良好應用前砌體結構體、組合磚砌體、筋混凝土構造柱組合墻 aaaa簡a3～4mma組合磚砌體：由磚砌體和鋼筋混凝土面層或砂漿面層組成的可承hhh hhh

均勻配筋砌塊砌體（又稱為配筋砌塊剪力墻），可用于大開間建筑和 筑約束配筋砌塊砌體3、配筋砌體的特點加強砌體的各種強度和抗震性能，擴大砌體結構的使用范圍二、承重結構縱墻承重體

板 橫墻承

外縱墻

樓面 內橫樓梯間山墻樓梯間內縱墻砌體結構墻承重體豎向荷載傳遞路線 梁縱墻樓（屋）面板→橫 →基礎→地適用于教學樓、辦公適用于教學樓、辦公 筑砌體結構內框架承重體外墻、內框架共同承樓（屋）面板

柱柱基

梁板柱梁板柱勻豎向變形，使結構產較大附加應 山砌體結構底層框砌體結構的組成與砌體結構的組砌體結構布置的一般 砌體結構的組成與 砌體結構的組成與 磚砌體房屋，檐口標高為5～8m8m時宜適當增設砌塊及料石砌體房屋，檐口標高為4～5m時應設置一道，檐標高大于5m時宜適當增 抗震設防區(qū)的砌體房屋，其圈梁的設置要求尚應滿足表極限荷載的％～70

失穩(wěn)破力二、單磚（塊體）力

性高于塊體、低于砂1、砌體內單塊磚處2、砌體內單塊磚與3、磚在豎向灰縫處1、塊材的強度及外形尺寸：平整、厚實2、砂漿的強度：不3、砂漿的變形性能（0）；（）（）（）。1×為4×7×2（）（）；測試砌體抗壓強度時式 fk－砌體的強度標準值 －砌體的強度平均σf—砌體強度的標準差 －砌體強度變異系砌體的抗壓強度設計γf..。規(guī)范規(guī)定，各類砌體的強度設計值f在下列情況下還應乘以調整系數多孔磚、蒸壓粉煤灰體，γa=0.9。這是采取的降低抗力，保砌體截面面積A＜0.3m2時，γa=0.7＋A，這是考慮截面較小的截面面積加a08乘以調整系數當施工質量控制等級為C級時當驗算施工中房屋的構件時，γa=1.l五、砌體的抗拉、抗當 力水灰平砌受縫拉壞此，體拉度要粘豎灰的此，體拉度主； 拉力與水平灰縫垂直時，砌體發(fā)生沿水平通縫截面破壞，時，砌體抗拉強度主砌體的抗彎性能及強砌體發(fā)生受彎破壞砌體的受彎破壞主要有（a）沿齒縫受拉破沿塊材和豎向灰縫的砌體的抗剪性能及強砌體的受剪破壞主要沿水平通縫截面破沿齒縫受拉破沿階梯形灰縫的破忽略豎向灰縫的抗剪作用，則b、c與a砌體沿灰縫 抗拉強度、彎曲抗拉及抗剪強度設計值六、灌孔砌塊砌體的抗壓強度設計fg：灌孔砌體的抗壓強度設計α:砌塊砌體中灌芯混凝δ：砌塊的孔洞彈性模量七、砌體的變形性砌體在短期荷載作用影響砌體在長期荷載1徐變的大小與砌體所承受的不變應力大小有關。當砌體承受的變壓應力在0.6f以下時，徐變大小與不系2徐變大小與加荷時砌體的齡期有關。加荷時齡期過小，會引起大的徐砌體的變形tb對一般砌體，取砌體應力σ=0.43fm（fm為砌體抗壓強度平值）時的割線模量作為砌體的彈性模量砌體的線膨脹當砌體的變形受到約形，其與砌體的線膨砌體的收溫度裂縫和砌體收縮產生的裂縫幾乎占出現裂縫的80%上砌體的摩擦因滑移摩擦阻力的大小靜力計算平面計算模選取計算單元和確定圖豎向荷載的傳遞路→大梁→縱墻→基礎水平荷載的傳遞路線：縱墻基礎→地

計算單元風荷載一部分由縱墻縱墻屋蓋結構山墻山墻基礎

風荷

山墻剛度山墻剛度差屋蓋水平梁支座位移 山墻距離距離大水平位 u縱墻剛度縱墻剛度差水平位對單層房屋，令η=us/up，稱空間性能影響系靜力計根據房屋空間剛度大?。é堑拇笮。o力計算時劃分為三計算方空間剛度大，山墻距離近，us很?。é恰?），剛性方案房屋，無移，屋蓋看作墻體上端的剛性方 剛性方 空間剛度小，us=up(η≈1)，彈性方案，《規(guī)范》規(guī)定：對第一類屋蓋η＜0.33時，按剛性方案計算時，按彈性方案計算；0.33≤η≤0.77時，按剛彈性方案計剛性、(3)橫墻的長度：單層房屋：橫墻長度L≥其高度H；多層房屋橫墻長度L≥0.5橫墻總高度墻應同時砌的剛度進行驗算，若橫墻最大水平位移值umax≤H/4000（H—Pumax（彎曲變形）剪切變形）.

nPH

sssssI型截面型截面HP1= Hn1n1n2承重縱墻的選取計算單下一下一豎向荷載作用下計算簡圖及內力（1）計算簡在豎向荷載作用內，均可簡化為兩端多層剛性方案計算單元及豎向荷載下計算簡圖5-單層剛性單層剛性方案計算單上一單層：（2）內力上荷載N本層p梁荷-N（2）內力上荷載N本層p梁荷-N MΙΙ-Ι二Ⅰ—Ⅰ截面（墻頂截面H底二底MNPeP eN 圖5-多層剛

案房屋縱墻計算簡Ⅱ—Ⅱ截面（墻底截面Ⅱ—Ⅱ截面（墻底截面MNNuNP

MNNuNP梁板支承處合力

ePyePy

yh 1hh心線間距離為：

水平荷載作用下計算簡圖及內力在水平風荷載作用下，計算簡圖仍為一豎向連續(xù)梁，屋蓋、樓蓋為連梁的支承，并假定沿墻高承受均布線荷載qq iMi

0.083qHii其引起的彎矩可近似M

qH

0.083qHii式中q—計算單元每米高墻體iiHi—第層墻高，即第層洞口水平截面面積不超過全截面面積的層高和總高不超過表5-10的規(guī)表5-10外墻不考慮風荷載影響時的最大基本風壓值(kN/m2層高總高對于多層砌塊房屋190mm厚的外墻，當層高不大于2.8m，總高不大于19.6m，基本風壓不大于0.7kN／m2時可不考慮風荷載的影承重橫墻的計算單元：取1m寬墻體中間墻：受壓，偏心受壓。單層剛彈性將反力R乘以η反方向作用于帶彈性鉸支座的排架柱頂，結果相當于在排架柱頂作用ηR將上面兩種情況的內多層剛彈性多層房屋由屋蓋、樓蓋和縱、橫墻組成空間承重體系，除了在縱向平荷載作用下無側移時的內力和各支桿反力Ri(i＝1，2，…，n)(圖-考慮房屋的空間作用，將支桿反力Ri乘以ηi，反向施加于節(jié)點上計算出排架內力(圖5-（3）疊加上述兩種情況下求得的內力，即可得到 =

圖5-9剛彈性方案計算簡圖在多層房屋中，當下面各層作為、墻較少。對上柔下剛多層房屋的內力分析，頂層可近似按單層房屋計算，仍單層房屋的空間性能影響系數，下面各層則按剛性方案計算在多層房屋中，當底層用作商店、、室，而上部各層用1()砌體房屋的抗震分析1）多層砌體房 （1）剛性 （2）柔性（3）中等剛性2）其它砌體房屋的水 砌體房屋墻體墻、柱的受控制截面的選I—I，該截面承受彎矩M1和軸力N1，因此需進行偏下截面可取墻體下部位于i最大，僅考慮豎向荷載時彎矩為零按軸向受壓計i

M

qH 213IMmaxNminMuNpMmaxNn3在確定控制截面的內（1）1.2×恒荷載的內力標準值＋1.4×其中一項活荷載的內力標準（2）1.35×恒荷載的內力標難值+4.4.3墻、柱高厚比1）高厚比驗

12

H0—墻、柱計算高度，按表5－13hT—墻、柱的折算厚度hT

12I（對于矩形截面A[β]—允許高厚比，見表μ2表5－13受壓構件的計算高度柱s2Hss4.4.3墻、柱高厚比驗表5－14墻、柱的允許高厚比砂漿強度等墻柱注（1）毛石墻、柱高厚比應按表中數值降低組合磚砌體構件的允許高厚比，可按表中數值提高20％，但得大于11。4.4.3墻、柱高厚比驗2）影響墻砂漿砌體截面剛砌體構件重要性和房屋使 4.4.3墻、柱高厚比驗構造柱間距及橫墻間距支撐條4.4.3墻、柱高厚比驗 bs—在寬度sbbGZbsGZ用0.7；當洞口高度等于或小于墻高的l／5時GZbsGZu2=1.0。當與墻連接的相鄰兩橫墻間的距離

s12

c11.5l式中例－mm＋6.0mmmm20mm2 1）確定計算墻間距s=36m，查表5-8，屬圖如圖5-15所示2）計算截面特征 (2.40.49)*0.24*0.120.49*0.62*1

y2=0.62-截面慣 I

1.91*0.24*0.1960.1220.49*折算hT（3）墻體高厚比驗

初步選M5混合砂漿，查表5－14，允許高厚比24 mm0.s0.×63.m例樓面梁的截面尺寸為200mm×500mm，墻內240mm。4.5.1作用發(fā)展沿革過梁的計 鋼筋磚過梁 過梁

砂 M M 1

f 2.5~ f1

1

6

3~二．過梁上的hw≥ln時，可不考慮

此梁、板荷載要考過此梁、板荷載要考過對磚砌體，當過梁上的墻體高度hw＜ln/3時(ln為過梁的凈跨)，應按墻體的均布自hw≥ln/3時，應按高度為ln/3對混凝土砌塊砌體，當過梁上的墻體高度hw＜ln/2時，應按墻體的均布自重計算。當墻體高度hw≥ln/2按高度為ln/2墻體的均布自重計算

lln/2(砌塊砌體ln/3(磚砌體

三．過磚砌過梁的破壞過梁可能發(fā)生下列三種破（1）過梁跨中截面因受彎承載過梁支座附近截面因受剪承載力不足，沿灰縫產生450外墻端部因端部墻體寬度不夠，引起水平灰縫的受剪承載力不足而支座滑動破 ASf ASf根據過梁的工作特性和破壞形態(tài)，磚砌平拱應進行跨中承載力和支座斜截面的受剪承載力計算跨中正截面受彎承載力計M

（5-ftm—砌體的彎曲抗拉強度設計值，采用沿齒縫截面的彎曲支座截面的受剪承載力計VfvbzfV—砌體的抗剪強度設

（5-表4.1磚砌平拱允許均布荷載設計值設計值墻厚砂漿等允許荷11056MM669l22 8q8.18N/mm8.18kN/qq11.7kN/n123vvnl23h0.1123Vfbz＝fb受彎承載力計算公MAsfyh0d式中M—按簡支梁計算的跨中As—受拉鋼筋的截面面積fy—受拉鋼筋的強度設計值h0—過梁截面的有效高

h0hh—過梁的截面計算高度，取過梁底面以上的墻體高度，但ln3；當慮梁、板傳來的荷載時a—受拉鋼筋截面面積中心至截面下as對于M5~取d

的砂漿，d0.1~ 。為安全起見，受剪計算

M0.85h0fyV

（5-（5-鋼筋混凝土過。例5-已知ln=1.5m，磚MU10，混合砂漿M7.5，在離窗口600mm高度處作用板荷載設計值15.94kN/m，試設計該過解：1.荷載梁板荷載位于高度小于跨度范圍內，hw＜ln，故必須 M8

pl

8

4.94kN00M0.85h0fy yh0hy

，hh0ha60015

210N/0M08

pl

15.948

4.94kNAs

0.85h0f

選用V fv0.14N/mz2h2600 V15.941.5752bzfv2404000.1413.44kNV墻梁的計算與概(a)簡支墻粱 (b)框支墻梁 (c)連續(xù)墻4.5.2

表4.3墻梁的一般規(guī)墻梁類總高跨墻hw/托梁hb/洞bh/洞承重墻15hwbhwhh11loibhhh4.5.2二．墻梁的受力特點和破壞簡支墻體無洞口時

洞口居中圖5.6墻梁的

洞口偏4.5.2（hw/l0 ）、托梁高跨比（hb/l0 4.5.2彎曲破的現象。破壞時，托梁中段受4.5.2剪切破當托梁配筋較強，砌體強度相對較弱時，一 hw/l00.75~則由于支座上方砌體出現斜裂縫，并延伸至托梁而發(fā)生壞。剪切破壞又可分為兩由于砌體沿齒縫的抗拉強度不足以抵抗主拉應力而形成沿灰縫階梯上升的比較平緩的斜裂縫，圖b示。一般當hw

0.35~比較接近，破壞突然，屬脆性破壞4.5.2由于砌體斜向抗壓強度不足以抵抗主壓應力而引起的組合拱肋斜向壓破壞是很的。 板4.5.2板且且hw/l0彎曲由于托梁或柱中縱筋(圖5.8a4.5.2剪切破在托梁和柱的縱筋未屈服的情況下發(fā)生墻體或托梁剪切8．)。4.5.2彎剪破托梁跨中縱筋屈服的同時上部鋼筋屈服而形成托梁彎曲破壞機構(圖5.8d4.5.2連續(xù)墻斜拉沿階梯形斜裂縫的剪切破壞，斜裂縫傾角約400～600，發(fā)生于較小構件(圖5.9a邊支座墻4.5.2斜壓破沿階梯形斜裂縫的剪切破壞，斜裂縫傾角約構件(圖5.9b支座墻體

，發(fā)生于較大4.5.2剪切-局壓墻體剪切破壞的同時或稍后，沿中支座墻體輻射形斜裂形成800倒梯形局壓破壞區(qū)(圖5.9a中區(qū)墻體4.5.2三.墻梁的四.墻梁的一般材托梁混凝土≮C25，墻體塊體≮MU10，砂漿≮墻計算高度范圍的墻體，每天砌筑高度托最小配筋率≮0.5%；最小錨固長4.5.31342F1342FFF(-(-4.5.3挑梁最后可能發(fā)生下述三抗傾覆力矩小于傾覆力矩而使挑梁圍繞傾覆點發(fā)生傾覆破壞(圖挑梁下砌體局部受壓破壞(圖挑梁傾覆點附近正截面受彎破壞或斜截面受剪破壞FFFF（a）傾覆（a）傾覆（b）局部受壓破4.5.3砌體墻中鋼筋混凝土挑梁可按下式進行抗傾覆驗算Mov

M

M式 —挑梁的荷載設計值對計算傾覆點產生的傾覆力矩MMr—挑梁的抗傾覆力矩設4.5.3處。挑梁下壓應力分布為上凸曲線，壓應力合力距墻邊約為0.25a，a壓應力分布長度。根據試

a1.2hbaa(-(-F4.5.3（1）當l1 x0（2）當l1 x0

（4.17）

x0x x bhb公式4.5.32213Mr0.8Gr

x0式中Gr—挑梁的抗傾覆荷載，為圍（其水平長度為l3 l2 Gr作用點至墻外邊的距4.5.3應按下列原則取無洞口：當l3l1時，取實際擴展的長度(圖4.18a)；當l3l1時，l31圖4.18b）22132131(a)l3(a)l3時時

4.5.3梁設應按下列原則取值2222131(c)洞口(d)洞口l14.5.3挑梁下砌體局部受壓承載力試驗表明，挑梁下砌體局Nl

式中Nl—挑梁下的支承壓力，可取Nl＝2R，R為挑梁的傾覆荷載設計—梁端底面壓應力圖形的完整系數，可取Al—挑梁下砌體局部受壓面

A1.2bh

為挑梁的截 寬度，hb為挑梁的截面高—砌體局部抗壓強度提高系數，對矩形截面墻段(一字墻 1.25；對T形截面墻段(丁字墻 ＝1.5(圖(圖4.5.3梁設bb bb(b)(b)挑梁支承在丁字(a)挑粱支承在一字挑梁下砌體局