第11章砌体结构.pptx

4/8/2024第一节砌体结构概述 一、砌体结构的概念及特点一、砌体结构的概念及特点 由块体和砂浆砌筑而成的墙、柱作为建筑物的主要受力由块体和砂浆砌筑而成的墙、柱作为建筑物的主要受力构件的结构称为构件的结构称为砌体结构砌体结构。它是砖砌体、砌块砌体和石砌。它是砖砌体、砌块砌体和石砌体结构的统称。体结构的统称。在工程结构中，主要承重构件由不同的结构材料所构成在工程结构中，主要承重构件由不同的结构材料所构成的结构，称为的结构，称为混合结构混合结构。目前我国大多数多层住宅等常采。目前我国大多数多层住宅等常采用用砌体承重墙、混凝土楼砌体承重墙、混凝土楼(屋屋)盖的砌体一混凝土混合结构盖的砌体一混凝土混合结构。砌体结构主要具有以下优点砌体结构主要具有以下优点:(1)就地取材，造价低。就地取材，造价低。(2)耐久性和耐火性好。耐久性和耐火性好。(3)保温、隔热、隔声性能好。保温、隔热、隔声性能好。(4)施工难度小。施工难度小。下一页返回4/8/2024第一节砌体结构概述 砌体结构的主要缺点是砌体结构的主要缺点是:(1)强度低。强度低。(2)自重大。自重大。(3)整体性较差，受力性能的离散性较大。整体性较差，受力性能的离散性较大。(4)劳动强度高。块体较小，基本为手工操作，砌筑工作劳动强度高。块体较小，基本为手工操作，砌筑工作量大，劳动强度高。量大，劳动强度高。(图片图片)二、砌体材料二、砌体材料 1.块体材料块体材料 (1)块体材料一般分为人工砖石和天然石材两大类。人工块体材料一般分为人工砖石和天然石材两大类。人工砖石有经过焙烧的烧结普通砖、烧结多孔砖砖石有经过焙烧的烧结普通砖、烧结多孔砖;不经过焙烧不经过焙烧的蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖，以及混凝土、粉煤灰砌块的蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖，以及混凝土、粉煤灰砌块等。等。T下一页返回上一页4/8/20244/8/20244/8/20244/8/20244/8/20244/8/2024烧结普通砖是以黏土、页岩、煤矸石为主要原料，烧结普通砖是以黏土、页岩、煤矸石为主要原料，经过焙烧而成的实心或孔洞率不大于经过焙烧而成的实心或孔洞率不大于15%15%的砖。的砖。全全国统一规格的尺寸为国统一规格的尺寸为240mm*115mm*53mm240mm*115mm*53mm。烧结多孔砖是以黏土、页岩、煤矸石为主要原料，烧结多孔砖是以黏土、页岩、煤矸石为主要原料，经过焙烧而成孔洞率不小于经过焙烧而成孔洞率不小于15%15%，孔形可为圆孔或，孔形可为圆孔或非圆孔。孔的尺寸小而多，主要用于承重部分，非圆孔。孔的尺寸小而多，主要用于承重部分，简称多孔砖。分为简称多孔砖。分为p p型砖和型砖和m m型砖。主要尺寸分别型砖。主要尺寸分别为为p p：240*115*90240*115*90m m：190*190*90190*190*90蒸压灰砂砖以石英和石灰为主要原料，粉煤灰砖蒸压灰砂砖以石英和石灰为主要原料，粉煤灰砖则以煤灰为主要原料，加入其他掺和料后，压制则以煤灰为主要原料，加入其他掺和料后，压制成型，蒸压养护而成。使用这种砖时受环境限制。成型，蒸压养护而成。使用这种砖时受环境限制。4/8/20244/8/20244/8/2024砌块是指普通混凝土或轻混凝土以及硅酸砌块是指普通混凝土或轻混凝土以及硅酸盐材料制作的实心和空心块材。盐材料制作的实心和空心块材。纳入砌体结构设计规范的砌块主要有普通纳入砌体结构设计规范的砌块主要有普通混凝土和轻骨料混凝土小型空心砌块（主混凝土和轻骨料混凝土小型空心砌块（主要规格尺寸：要规格尺寸：390*190*190，空心率，空心率25%至至50%）。形状不规则、中部厚度不小于形状不规则、中部厚度不小于200mm的块的块石成为毛石。石成为毛石。4/8/20244/8/20244/8/2024(2)块体材料的强度等级用符号块体材料的强度等级用符号“MU表示，强度等级由表示，强度等级由标准试验方法得出的块体极限抗压强度的平均值确定，单位标准试验方法得出的块体极限抗压强度的平均值确定，单位为为“MPa。其中，因普通砖和空心砖的厚度较小，在砌体。其中，因普通砖和空心砖的厚度较小，在砌体中易因弯剪作用而过早断裂，确定强度等级时还应符合抗折中易因弯剪作用而过早断裂，确定强度等级时还应符合抗折强度的指标。强度的指标。砌体结构设计规范砌体结构设计规范(GB 50003-2001)(以下简称砌以下简称砌体规范体规范)中规定的块体强度等级分别为中规定的块体强度等级分别为:1)烧结普通砖、烧结多孔砖等烧结普通砖、烧结多孔砖等:MU30,MU25,MU20,MU15和和MU10;2)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和和MU10;3)砌块砌块:MU20,MU15,MU10,MU7.5和和MU5;4)石材石材:MU100,MU80,MU60,MU50,MU40,MU30和和MU20。下一页返回上一页4/8/2024 2.砂浆砂浆 砂浆在砌体中的作用是将块材连成整体并使应力砂浆在砌体中的作用是将块材连成整体并使应力均匀分布，保证砌体结构的整体性。此外，由于砂均匀分布，保证砌体结构的整体性。此外，由于砂浆填满块材间的缝隙，减少了砌体的透气性，提高浆填满块材间的缝隙，减少了砌体的透气性，提高了砌体的隔热性及抗冻性。了砌体的隔热性及抗冻性。砂浆按其组成材料的不同，分为水泥砂浆、混合砂浆按其组成材料的不同，分为水泥砂浆、混合砂浆和石灰砂浆。砂浆和石灰砂浆。水泥砂水泥砂浆具有强度高、耐久性好浆具有强度高、耐久性好的特点，但保水性和流动性较差，适用于潮湿环境的特点，但保水性和流动性较差，适用于潮湿环境和地下砌体。和地下砌体。混合砂混合砂浆具有保水性和流动性较好、浆具有保水性和流动性较好、强度较高、便于施工而且质量容易保证的特点，是强度较高、便于施工而且质量容易保证的特点，是砌体结构中常用的砂浆。砌体结构中常用的砂浆。石灰砂浆石灰砂浆具有保水性、流具有保水性、流动性好的特点，但强度低、耐久性差，只适用于临动性好的特点，但强度低、耐久性差，只适用于临时建筑或受力不大的简易建筑。时建筑或受力不大的简易建筑。下一页返回上一页4/8/2024 砂浆的强度等级是用龄期为砂浆的强度等级是用龄期为28天的边长为天的边长为70.7 mm立方体试块所测得的极限抗压强立方体试块所测得的极限抗压强度来确定的，用符号度来确定的，用符号“M”表示，单位为表示，单位为“MPa(N/mm2)”。砂浆强度等级分为砂浆强度等级分为Ml5,M10,M7.5,M5和和M2.5五个等级。五个等级。验算施工阶段砌体结构的承载力时，砂浆验算施工阶段砌体结构的承载力时，砂浆强度取为零。强度取为零。当采用混凝土小型空心砌块时，应采用与当采用混凝土小型空心砌块时，应采用与其配套的砌块专用砂浆其配套的砌块专用砂浆Mb和砌块灌孔混凝和砌块灌孔混凝土土Cb。下一页返回上一页4/8/2024 3.块体和砂浆的选择块体和砂浆的选择 在砌体结构设计中，块体及砂浆的选择既要保证结构的在砌体结构设计中，块体及砂浆的选择既要保证结构的安全可靠，又要获得合理的经济技术指标。一般应按照以下安全可靠，又要获得合理的经济技术指标。一般应按照以下的原则和规定进行选择。的原则和规定进行选择。(1)选择的原则。选择的原则。1)应根据应根据“因地制宜，就地取材因地制宜，就地取材”的原则，尽量选择当的原则，尽量选择当地性能良好的块体和砂浆材料，以获得较好的技术经济指标。地性能良好的块体和砂浆材料，以获得较好的技术经济指标。2)为了保证砌体的承载力，要根据设计计算选择强度等为了保证砌体的承载力，要根据设计计算选择强度等级适宜的块体和砂浆。级适宜的块体和砂浆。3)不但考虑受力需要，而且要考虑材料的耐久性问题。不但考虑受力需要，而且要考虑材料的耐久性问题。4)应考虑施工队伍的技术条件和设备情况，而且应方便应考虑施工队伍的技术条件和设备情况，而且应方便施工。施工。5)应考虑建筑物的使用性质和所处的环境因素。应考虑建筑物的使用性质和所处的环境因素。下一页返回上一页4/8/2024(2)砌体规范砌体规范对块体和砂浆的选择作了如下对块体和砂浆的选择作了如下规定规定:5层、层、5层以上房屋的墙以及受振动或层高大于层以上房屋的墙以及受振动或层高大于6 m的墙、柱所用的块体和砂浆最低强度等级的墙、柱所用的块体和砂浆最低强度等级:砖为砖为MU10,砌块为砌块为MU7.5、石材为、石材为MU30、砂浆为、砂浆为M5。地面以下或防潮层以下的砌体、潮湿房间的墙，所地面以下或防潮层以下的砌体、潮湿房间的墙，所用材料的最低强度等级应符合用材料的最低强度等级应符合表表11-1的要求。的要求。三、砌体的种类三、砌体的种类 砌体砌体是由块材通过砂浆砌筑而成的整体，分为是由块材通过砂浆砌筑而成的整体，分为无无筋砌体筋砌体和和配筋砌体配筋砌体两大类，见两大类，见表表11-2。下一页返回上一页 第十三章第十三章第十三章第十三章 砌体结构砌体结构砌体结构砌体结构1.1.无筋砌体无筋砌体 无筋砌体不配置钢筋，仅由块材和砂浆组成，包括无筋砌体不配置钢筋，仅由块材和砂浆组成，包括砖砌体、砌块砌体和石砌体。砖砌体、砌块砌体和石砌体。无筋砌体抗震性能和抵抗地基不均匀沉降的能力较差。无筋砌体抗震性能和抵抗地基不均匀沉降的能力较差。（1）砖砌体）砖砌体 由砖和砂浆砌筑而成，可用作内外墙、柱、基础等由砖和砂浆砌筑而成，可用作内外墙、柱、基础等承重结构承重结构以及围护墙和隔热等以及围护墙和隔热等非承重结构非承重结构。1919第十三章第十三章第十三章第十三章 砌体结构砌体结构砌体结构砌体结构1)1)实心砖砌体实心砖砌体 搭砌方式：搭砌方式：一顺一丁，梅花丁和三顺一丁砌法一顺一丁，梅花丁和三顺一丁砌法（如图（如图a、b、c）等。）等。对砖柱则对砖柱则禁止禁止采用采用包心砌法包心砌法。（只砌四周不填心的砌（只砌四周不填心的砌法，中间一般用来插钢筋灌混凝土法，中间一般用来插钢筋灌混凝土.).)2020第十三章第十三章第十三章第十三章 砌体结构砌体结构砌体结构砌体结构 砌体尺寸砌体尺寸：按半砖进位：按半砖进位：240mm（1砖）、砖）、370 mm（1.5砖）、砖）、490 mm（2砖）等。砖）等。砌体特点砌体特点：承载能力较高，整体性较好，但自重承载能力较高，整体性较好，但自重较大。目前，工程中普遍采用。较大。目前，工程中普遍采用。2 2）砌块砌体砌块砌体：砂浆：砂浆+砌块，轻体改革重要措施。砌块，轻体改革重要措施。特点：特点：自重轻，保温隔热性能好，施工进度快，经自重轻，保温隔热性能好，施工进度快，经济效益好。济效益好。2222第十三章第十三章第十三章第十三章 砌体结构砌体结构砌体结构砌体结构（3 3）石砌体）石砌体 砌体分类：砌体分类：料石砌体、毛石砌体和毛石混凝土砌体。料石砌体、毛石砌体和毛石混凝土砌体。使用范围：使用范围：料石砌体可用于建造房屋、桥涵、闸坝料石砌体可用于建造房屋、桥涵、闸坝等。等。毛石砌体毛石砌体多用于挡土墙或低层房屋的基础。多用于挡土墙或低层房屋的基础。毛石混凝土毛石混凝土的应用范围基本同毛石砌体，但承载能的应用范围基本同毛石砌体，但承载能力较高。力较高。2323第十三章第十三章第十三章第十三章 砌体结构砌体结构砌体结构砌体结构2.2.配筋砌体配筋砌体 可显著提高砌体的承载力，加强结构的整体性，扩可显著提高砌体的承载力，加强结构的整体性，扩大砌体结构的使用范围。大砌体结构的使用范围。（1 1）网状配筋砖砌体）网状配筋砖砌体（横向配筋砌体）（横向配筋砌体）定义：定义：在砌体在砌体中每隔几皮砖在其中每隔几皮砖在其水平灰缝中配置水平灰缝中配置一一层层钢筋网。钢筋网。方格网式：直径方格网式：直径34mm34mm钢筋钢筋 连弯式：连弯式：直径直径58mm58mm钢筋钢筋 2424第十三章第十三章第十三章第十三章 砌体结构砌体结构砌体结构砌体结构 第十三章第十三章第十三章第十三章 砌体结构砌体结构砌体结构砌体结构（2 2）组合砖砌体）组合砖砌体 1 1）砖砌体和钢筋混凝土面层或钢筋砂浆面层组成）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。的组合砖砌体。适用适用偏心距较大的受压构件偏心距较大的受压构件，或进行增曾改造的墙和柱，或进行增曾改造的墙和柱。第十三章第十三章第十三章第十三章 砌体结构砌体结构砌体结构砌体结构2 2）砖砌体和钢筋混凝土构造柱组成的）砖砌体和钢筋混凝土构造柱组成的组合砖墙组合砖墙。第十三章第十三章第十三章第十三章 砌体结构砌体结构砌体结构砌体结构（3 3）配筋）配筋砌块砌块砌体砌体定义：定义：在混凝土空心砌块砌体的竖向孔洞中在混凝土空心砌块砌体的竖向孔洞中配置竖向钢筋，并用混凝土灌配置竖向钢筋，并用混凝土灌实实，同时在砌体的水平灰缝内设，同时在砌体的水平灰缝内设置水平钢筋形成的砌体。置水平钢筋形成的砌体。书图书图 特点：特点：配筋砌块砌体的力学性能与钢筋混凝土的性能非常相配筋砌块砌体的力学性能与钢筋混凝土的性能非常相近，近，抗震性好，造价低，抗震性好，造价低，主要用于剪力墙和柱。主要用于剪力墙和柱。4/8/2024 四、砌体的力学性能四、砌体的力学性能 1.1.砌体轴心受压性能砌体轴心受压性能1)1)标准试件标准试件的尺寸为的尺寸为370 mm 370 mm 490 mm 490 mm 970mm 970mm，常用的尺寸常用的尺寸为为240 mm 240 mm 370 mm 370 mm 720 mm 720 mm。为了使试验机的压力能均匀地为了使试验机的压力能均匀地传给砌体试件，可在试件两端各加砌一块混凝土垫块，对于传给砌体试件，可在试件两端各加砌一块混凝土垫块，对于常用试件，垫块尺寸可采用常用试件，垫块尺寸可采用240 mm 240 mm 370 mm 370 mm 200 mm 200 mm，并配有钢筋网片。并配有钢筋网片。砌体轴心受压从加荷开始直到破坏，大致经历三个阶段砌体轴心受压从加荷开始直到破坏，大致经历三个阶段:1)1)当砌体加载达当砌体加载达极限荷载极限荷载的的50%70%50%70%时，单块砖内产生细时，单块砖内产生细小裂缝。此时若停止加载，裂缝亦停止扩展小裂缝。此时若停止加载，裂缝亦停止扩展图图11-8(a)11-8(a)。下一页返回上一页4/8/20242)当加载达当加载达极限荷载的极限荷载的80%90%时，砖内有些裂缝连时，砖内有些裂缝连通起来，沿竖向贯通若干皮砖通起来，沿竖向贯通若干皮砖图图11-8(b)。此时，即。此时，即使不再加载，裂缝仍会继续扩展，砌体实际上已接近破坏。使不再加载，裂缝仍会继续扩展，砌体实际上已接近破坏。3)当压力当压力接近极限荷载接近极限荷载时，砌体中裂缝迅速扩展和贯时，砌体中裂缝迅速扩展和贯通，将砌体分成若干个小柱体，砌体最终因被压碎或丧失稳通，将砌体分成若干个小柱体，砌体最终因被压碎或丧失稳定而破坏图定而破坏图 11-8(c)。(2)根据上述受压试验结果，根据上述受压试验结果，砖抗压强度、弹性模量：砖抗压强度、弹性模量：16 MPa,1.3 104 MPa;砂浆：砂浆：1.36MPa、(0.281.24)104 MPa;砌体：砌体：4.55.4 MPa,(0.180.41)104 MPa。下一页返回上一页4/8/2024可以发现可以发现:1)砖的抗压强度和弹性模量值均大大高于砌体。砖的抗压强度和弹性模量值均大大高于砌体。2)砌体的抗压强度和弹性模量可能高于、也可能低砌体的抗压强度和弹性模量可能高于、也可能低于砂浆相应的数值。于砂浆相应的数值。产生上述结果的原因为产生上述结果的原因为:砌体中的砖处于复合受力状态。砌体中的砖处于复合受力状态。砌体中的砖受有附加水平拉应力。砌体中的砖受有附加水平拉应力。竖向灰缝处存在应力集中。竖向灰缝处存在应力集中。下一页返回上一页4/8/2024(3)影响砌体抗压强度的因素很多，建立一个相当精确的影响砌体抗压强度的因素很多，建立一个相当精确的砌体抗压强度公式是比较困难的。砌体规范采用了一砌体抗压强度公式是比较困难的。砌体规范采用了一个比较完整、统一的表达砌体轴心抗压强度平均值的计算个比较完整、统一的表达砌体轴心抗压强度平均值的计算公式公式 fm=k1f1(1+0.07f2)k2 2.砌体轴心受拉性能砌体轴心受拉性能 (1)与砌体的抗压强度相比，砌体的抗拉强度很低。按照与砌体的抗压强度相比，砌体的抗拉强度很低。按照力作用于砌体方向的不同，砌体可能发生如力作用于砌体方向的不同，砌体可能发生如图图11-10所示所示的三种破坏。的三种破坏。4/8/2024第一节第一节 砌体结构概述砌体结构概述(2)砌体规范砌体规范对砌体的对砌体的轴心抗拉强轴心抗拉强度只考虑度只考虑沿齿缝截沿齿缝截面破坏面破坏的情况，的情况，表表11-4中列出了规范采用的砌体轴心抗拉中列出了规范采用的砌体轴心抗拉强度平均值强度平均值f t,m的计算公式。的计算公式。3.砌体弯曲受拉性能砌体弯曲受拉性能 (1)与轴心受拉相似，砌体弯曲受拉时，也可能发生三种与轴心受拉相似，砌体弯曲受拉时，也可能发生三种破坏形态破坏形态:沿齿缝截面破坏如沿齿缝截面破坏如图图11-11(a)所示所示;沿砖与竖向灰沿砖与竖向灰缝截面破坏，如缝截面破坏，如图图11-11(b)所示所示;沿通缝截面破坏如沿通缝截面破坏如图图11-11(c)所示。砌体的弯曲受拉破坏形态也与所示。砌体的弯曲受拉破坏形态也与块体和砂浆的块体和砂浆的强度等级强度等级有关。有关。(2)砌体规范砌体规范采用的砌体弯曲抗拉强度平均值采用的砌体弯曲抗拉强度平均值f tm,m的的计算公式见计算公式见表表11-5。对砌体的弯曲受拉破坏，规范考虑了。对砌体的弯曲受拉破坏，规范考虑了沿齿缝截面破坏和沿通缝截面破坏沿齿缝截面破坏和沿通缝截面破坏两种情况。两种情况。下一页返回上一页4/8/2024 4.砌体砌体受剪受剪性能性能 (1)砌体的受剪破坏有两种形态砌体的受剪破坏有两种形态:一种是一种是沿通缝截面破坏沿通缝截面破坏图图11-12 (a);另一种是另一种是沿阶梯形截面破坏沿阶梯形截面破坏图图11-12 (b)，其抗剪强度由水平灰缝和竖向灰缝共同决定。如上所，其抗剪强度由水平灰缝和竖向灰缝共同决定。如上所述，由于竖向灰缝不饱满，抗剪能力很低，竖向灰缝强度述，由于竖向灰缝不饱满，抗剪能力很低，竖向灰缝强度可不予考虑。因此，可以认为这两种破坏的砌体抗剪强度可不予考虑。因此，可以认为这两种破坏的砌体抗剪强度相同。相同。(2)影响砌体抗剪强度的因素主要有以下几方面影响砌体抗剪强度的因素主要有以下几方面:1)砂浆和块体的强度砂浆和块体的强度。对于剪摩和剪压破坏形态，由于破。对于剪摩和剪压破坏形态，由于破坏沿砌体灰缝截面发生，所以砂浆强度高，抗剪强度也随坏沿砌体灰缝截面发生，所以砂浆强度高，抗剪强度也随之增大，此时，块体强度影响很小。对于斜压破坏形态，之增大，此时，块体强度影响很小。对于斜压破坏形态，由于砌体沿压力作用方向裂开，所以块体强度高，抗剪强由于砌体沿压力作用方向裂开，所以块体强度高，抗剪强度亦随之提高，此时，砂浆强度影响很小。度亦随之提高，此时，砂浆强度影响很小。下一页返回上一页4/8/2024 2)法向压应力。在法向压应力小于砌体抗压强度法向压应力。在法向压应力小于砌体抗压强度60%的情的情况下，压应力愈大，砌体抗剪强度愈高。况下，压应力愈大，砌体抗剪强度愈高。3)砌筑质量。砌体的灰缝饱满度及砌筑时块体的含水率对砌筑质量。砌体的灰缝饱满度及砌筑时块体的含水率对砌体的抗剪强度影响很大。砌体的抗剪强度影响很大。4)其他因素。其他因素。(3)砌体规范砌体规范采用的砌体抗剪强度平均值采用的砌体抗剪强度平均值f v,m的计算公的计算公式见式见表表11-6。下一页返回上一页 4242第十三章第十三章第十三章第十三章 砌体结构砌体结构砌体结构砌体结构四、砌体的变形系数四、砌体的变形系数1.1.砌体的应力与应变关系砌体的应力与应变关系 砌体受压的应力与应变关系砌体受压的应力与应变关系按曲线规律变化，砌体为弹塑按曲线规律变化，砌体为弹塑性材料。性材料。2.2.砌体的弹性模量砌体的弹性模量E E 一般取一般取A=0.43 fm时，过时，过A A点点的割线正切作为砌体的受压弹的割线正切作为砌体的受压弹性模量性模量E：规范规范给出各类砌体的受压弹性模量给出各类砌体的受压弹性模量 E见见规范规范或教材表所列。或教材表所列。4343第十三章第十三章第十三章第十三章 砌体结构砌体结构砌体结构砌体结构3.3.砌体的剪变模量砌体的剪变模量G G 砌体的线膨胀系数、收缩率和摩擦系数见砌体的线膨胀系数、收缩率和摩擦系数见规范规范或教材表所列。或教材表所列。4.4.砌体的线膨胀系数、收缩率和摩擦系数砌体的线膨胀系数、收缩率和摩擦系数4/8/20245.砌体变形性能砌体变形性能 (1)砌体是弹塑性材料，从受压一开始，应力与砌体是弹塑性材料，从受压一开始，应力与应变就不成直线变化。随着荷载的增加，变形增应变就不成直线变化。随着荷载的增加，变形增长逐渐加快。在接近破坏时，荷载很少增加，变长逐渐加快。在接近破坏时，荷载很少增加，变形急剧增长。所以对砌体来说，应力应变关系是形急剧增长。所以对砌体来说，应力应变关系是一种曲线变化规律。一种曲线变化规律。(2)根据国内外资料，应力应变根据国内外资料，应力应变-曲线符合下列曲线符合下列关系式关系式 (11-2)下一页返回上一页4/8/2024(3)砌体的变形模量反映了砌体应力与应变之间的关系。由于砌体是一种弹塑性材料，曲线上各点应力与应变之间的关系在不断变化。通常用下列三种方式表达砌体的变形模量。1)在砌体受压的应力应变曲线上任意点切线的正切，也即该点应力增量与应变增量的比值，称为该点的切线弹性模量，如图11-17所示中的A点。2)砌体在应力很小时呈弹性性能。3)割线模量是指应力应变曲线上某点(图11-17中A点)与原点所连割线的斜率。4)根据材料力学公式，剪变模量G为 (11-11)下一页返回上一页4/8/2024(4)温度变化引起砌体热胀、冷缩变形。当这种变形受到、温度变化引起砌体热胀、冷缩变形。当这种变形受到、约束时，砌体会产生附加内力、附加变形及裂缝。当计算这约束时，砌体会产生附加内力、附加变形及裂缝。当计算这种附加内力及变形裂缝时，砌体的线膨胀系数是重要的参数。种附加内力及变形裂缝时，砌体的线膨胀系数是重要的参数。国内外试验研究表明，砌体的线膨胀系数与砌体种类有关，国内外试验研究表明，砌体的线膨胀系数与砌体种类有关，砌体规范规定的各类砌体的线膨胀系数见砌体规范规定的各类砌体的线膨胀系数见表表11-8。砌体材料的含水率降低时，会产生较大的干缩变形，这砌体材料的含水率降低时，会产生较大的干缩变形，这种变形受到约束时，砌体中会出现干燥收缩裂缝。对于烧结种变形受到约束时，砌体中会出现干燥收缩裂缝。对于烧结制品砌体，其干燥收缩变形较小，而非烧结块体砌体会产生制品砌体，其干燥收缩变形较小，而非烧结块体砌体会产生较大的收缩变形。这种变形裂缝有时是相当严重的，在设计、较大的收缩变形。这种变形裂缝有时是相当严重的，在设计、施工以及使用过程中，均不可忽视砌体干燥收缩造成的危害。施工以及使用过程中，均不可忽视砌体干燥收缩造成的危害。各类砌体的收缩率见表各类砌体的收缩率见表11-8。返回上一页 4444第十三章第十三章第十三章第十三章 砌体结构砌体结构砌体结构砌体结构第二节 砌体构件承载力计算一、砌体结构设计方法一、砌体结构设计方法 1）按承载能力极限状态设计时，应按下列公式中）按承载能力极限状态设计时，应按下列公式中的最不利组合进行计算：的最不利组合进行计算：0(1.2SGK+1.4SO1K+)R(f,ak)0(1.35SGK+1.4)R(f,ak)4545第十三章第十三章第十三章第十三章 砌体结构砌体结构砌体结构砌体结构 2）当砌体结构作为一个刚体，需验算整体稳定性）当砌体结构作为一个刚体，需验算整体稳定性（倾覆、滑移、漂浮等），应按下式进行验算：（倾覆、滑移、漂浮等），应按下式进行验算：0(1.2SG2K+1.4SQ1K+)0.8SG1K 式中式中 SG1K起有利作用的永久荷载标准值的效应；起有利作用的永久荷载标准值的效应；SG2K起不利作用的永久荷载标准值的效应。起不利作用的永久荷载标准值的效应。4646第十三章第十三章第十三章第十三章 砌体结构砌体结构砌体结构砌体结构二、无筋砌体受压构件二、无筋砌体受压构件1.1.影响受压构件承载力的因素影响受压构件承载力的因素l 构件的截面面积构件的截面面积A；l 砌体的抗压强度设计值砌体的抗压强度设计值f；l 轴向力的偏心距轴向力的偏心距e=M/N；l 构件的高厚比构件的高厚比=H0/h。4747第十三章第十三章第十三章第十三章 砌体结构砌体结构砌体结构砌体结构2.2.短柱偏心距对承载力的影响短柱偏心距对承载力的影响 3时称为短柱，短柱的承载力可不考虑时称为短柱，短柱的承载力可不考虑的影响。的影响。短柱随偏心距增大，截面压应力的分布和极限承短柱随偏心距增大，截面压应力的分布和极限承载力载力Nui 的变化如图。的变化如图。4848第十三章第十三章第十三章第十三章 砌体结构砌体结构砌体结构砌体结构 分析可见，分析可见，砌体受压构件的承载力随轴向力的偏砌体受压构件的承载力随轴向力的偏心距增大而显著降低。心距增大而显著降低。根据试验研究结果，对矩形、根据试验研究结果，对矩形、T形及十字形截面受形及十字形截面受压短柱，偏心距对承载力的影响系数压短柱，偏心距对承载力的影响系数的计算公式为的计算公式为式中式中 i截面回转半径，截面回转半径，I，A截面惯性距和截面面积。截面惯性距和截面面积。4949第十三章第十三章第十三章第十三章 砌体结构砌体结构砌体结构砌体结构 当为矩形截面时，影响系数当为矩形截面时，影响系数 按下列式计算：按下列式计算：式中式中 h矩形截面沿轴向力偏心方向的边长，轴心矩形截面沿轴向力偏心方向的边长，轴心受压时为截面较小边长。受压时为截面较小边长。当为当为T形或十字形截面时，影响系数形或十字形截面时，影响系数按下式计算：按下式计算：式中式中 hTT形或十字形截面的折算厚度，形或十字形截面的折算厚度，hT=3.5i。5050第十三章第十三章第十三章第十三章 砌体结构砌体结构砌体结构砌体结构3.3.长柱侧向变形对承载力的影响长柱侧向变形对承载力的影响（1 1）轴心受压长柱）轴心受压长柱 3称为长柱。轴心受压长柱在轴向压力作用称为长柱。轴心受压长柱在轴向压力作用下产生纵向弯曲而破坏，承载力较同条件的短柱减下产生纵向弯曲而破坏，承载力较同条件的短柱减小，用稳定系数小，用稳定系数0来考虑，其计算公式为来考虑，其计算公式为 当当3时，时，0=1.0；当砂浆强度等级大于或等于；当砂浆强度等级大于或等于M5时，时，=0.0015；当砂浆强度等极等于；当砂浆强度等极等于M2.5时，时，=0.002；当砂浆强度为；当砂浆强度为0时，时，=0.009。5151第十三章第十三章第十三章第十三章 砌体结构砌体结构砌体结构砌体结构 （2 2）偏心受压长柱）偏心受压长柱 偏心受压长柱因纵向弯曲产生侧向偏心受压长柱因纵向弯曲产生侧向变形，引起附加偏心距变形，引起附加偏心距ei，使得构件的，使得构件的轴向力偏心距增大为（轴向力偏心距增大为（e+ei），加速了），加速了构件的破坏。构件的破坏。经推导，经推导，矩形截面受压构件承载矩形截面受压构件承载力的影响系数力的影响系数的计算公式为的计算公式为 对对T形或十字形截面受压构件将式中的形或十字形截面受压构件将式中的h用用hT代代替即可。替即可。5252第十三章第十三章第十三章第十三章 砌体结构砌体结构砌体结构砌体结构 讨论：讨论：当式中当式中e=0时，可得时，可得=0，即为轴心受压构，即为轴心受压构件的稳定系数；件的稳定系数；当式中当式中3，0=1时，即得受压短柱的承载力影响系数。时，即得受压短柱的承载力影响系数。可见，可见，上式是计算无筋砌体受压构件承载力影响上式是计算无筋砌体受压构件承载力影响系数的统一公式。系数的统一公式。影响系数影响系数已制成表格，可根据砂浆强度等级、已制成表格，可根据砂浆强度等级、及及e/h或或e/hT查表得。查表得。4.4.受压构件的承载力计算受压构件的承载力计算（1）计算公式）计算公式 NfA 5353第十三章第十三章第十三章第十三章 砌体结构砌体结构砌体结构砌体结构 （2）注意的问题）注意的问题 1）矩形截面构件，除按偏心受压计算外，还应对）矩形截面构件，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。较小边长方向按轴心受压进行验算。2）计算影响系数）计算影响系数或查或查表时，构件高厚比表时，构件高厚比按下按下列公式确定：列公式确定：对矩形截面对矩形截面 对对T形截面形截面 3）轴向力的偏心距）轴向力的偏心距e不超过不超过0.6y。4/8/2024 二、局部受压二、局部受压 1.受压特点受压特点 (1)局部受压是砌体结构中常见的一种受力状态，其特点局部受压是砌体结构中常见的一种受力状态，其特点在于轴向力仅作用于砌体的部分截面上。如承受上部柱或在于轴向力仅作用于砌体的部分截面上。如承受上部柱或墙传来的压力的基础顶面墙传来的压力的基础顶面;支撑梁或屋架的墙柱，在梁或屋支撑梁或屋架的墙柱，在梁或屋架端部支撑处的砌体截面上，均产生局部受压。作用在局架端部支撑处的砌体截面上，均产生局部受压。作用在局部受压面积上的应力可能均匀分布，也可能不均匀分布。部受压面积上的应力可能均匀分布，也可能不均匀分布。当砌体截面上作用局部均匀压力，称为局部均匀受压。当当砌体截面上作用局部均匀压力，称为局部均匀受压。当砌体截面上作用局部非均匀压力，称为局部不均匀受压。砌体截面上作用局部非均匀压力，称为局部不均匀受压。(2)局部均匀受压，可分为中心局部受压局部均匀受压，可分为中心局部受压图图11-20 (a)、边缘局部受压、边缘局部受压图图11-20(b)、中部局部受压、中部局部受压图图11-20(c)、端部局部受压、端部局部受压图图11-20(d)、角部局部受压、角部局部受压图图11一一20(e)。下一页返回上一页4/8/2024 (3)局部不均匀受压状态，主要是由梁端传来的压力偏心局部不均匀受压状态，主要是由梁端传来的压力偏心作用于墙上，如作用于墙上，如图图11-21所示。所示。2.局部受压计算局部受压计算(1)局部均匀受压承载力应按下列公式计算局部均匀受压承载力应按下列公式计算 (11-22)Nt-局部受压面积上的轴力设计值局部受压面积上的轴力设计值;-砌体局部抗压强度提高系数砌体局部抗压强度提高系数;f-砌体抗压强度设计值，可不考虑强度调整系砌体抗压强度设计值，可不考虑强度调整系 数数a的影响的影响;At-局部受压面积。局部受压面积。下一页返回上一页 5656第十三章第十三章第十三章第十三章 砌体结构砌体结构砌体结构砌体结构 2.2.梁端支承处砌体局部受压梁端支承处砌体局部受压（1）上部荷载对砌体局部抗压的影响）上部荷载对砌体局部抗压的影响 上部荷载对砌体局部抗压的影响如图所示，用上上部荷载对砌体局部抗压的影响如图所示，用上部荷载的折减系数部荷载的折减系数来考虑，来考虑，按下式计算：按下式计算：当当A0/Al3时取时取=0。5757第十三章第十三章第十三章第十三章 砌体结构砌体结构砌体结构砌体结构 （2）梁端有效支承长度）梁端有效支承长度 考虑梁受力变形翘曲和支座内边缘处砌体压缩变考虑梁受力变形翘曲和支座内边缘处砌体压缩变形较大，梁的末端部分与砌体脱开，梁端有效支承长形较大，梁的末端部分与砌体脱开，梁端有效支承长度度a0计算公式为计算公式为 梁端有效支承长度梁端有效支承长度 a0大于支承长度大于支承长度a时，取时，取a0=a；hc为梁的截面高度。为梁的截面高度。5858第十三章第十三章第十三章第十三章 砌体结构砌体结构砌体结构砌体结构 （3）梁端支承处砌体局部受压承载力计算）梁端支承处砌体局部受压承载力计算 根据梁端支承处砌体应力状态和砌体强度条件得：根据梁端支承处砌体应力状态和砌体强度条件得：N0+NlAl f 式中式中 N0局部受压面积内上部轴向力设计值，局部受压面积内上部轴向力设计值，N0=0Al；0上部平均压应力设计值；上部平均压应力设计值；梁端底面压应力图形的完整系数，一般梁端底面压应力图形的完整系数，一般 取取0.7，对于过梁和墙梁可取，对于过梁和墙梁可取1.0；Al局部受压面积，局部受压面积，Al=a0b；b梁宽。梁宽。5959第十三章第十三章第十三章第十三章 砌体结构砌体结构砌体结构砌体结构 梁端砌体局部受压承载力不满足的要求时，可在梁端砌体局部受压承载力不满足的要求时，可在梁端下的砌体内设置垫块。梁端下的砌体内设置垫块。（1）刚性垫块分类）刚性垫块分类 预制刚性垫块；预制刚性垫块；与梁端现浇成整体与梁端现浇成整体的刚性垫块。的刚性垫块。3.3.梁端垫块下砌体局部受压梁端垫块下砌体局部受压 6161第十三章第十三章第十三章第十三章 砌体结构砌体结构砌体结构砌体结构 （3）垫块下砌体局部受压承载力计算）垫块下砌体局部受压承载力计算 考虑垫块底面以外的砌体对局部受压范围内的砌考虑垫块底面以外的砌体对局部受压范围内的砌体有约束作用，但垫块底面压应力分布不均匀，故取体有约束作用，但垫块底面压应力分布不均匀，故取垫块外砌体的有利影响系数垫块外砌体的有利影响系数1=0.8；计算公式为；计算公式为 N0+Nl1fAb 式中式中 N0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，0的意义同前；的意义同前；垫块上的垫块上的N0及及Nl合力的影响系数，可合力的影响系数，可 根据根据e/ab查查值表中值表中 3的值，的值，e=Nl(ab/20.4a0)/N0+Nl；6262第十三章第十三章第十三章第十三章 砌体结构砌体结构砌体结构砌体结构 1垫块外砌体面积的有利影响系数，垫块外砌体面积的有利影响系数，1=0.8，但不小于，但不小于1.0；砌体局部抗压强度提高系数，计算时以砌体局部抗压强度提高系数，计算时以Ab 代替式中代替式中Al；Ab 垫块面积，垫块面积，Ab=ab.bb。（4）梁端有效支承长度）梁端有效支承长度 考虑刚性垫块的影响，梁端有效支承长度考虑刚性垫块的影响，梁端有效支承长度a0按下按下式计算：式计算：1为刚性垫块的影响系数，按表采用。为刚性垫块的影响系数，按表采用。梁端支承压力设计值梁端支承压力设计值Nl距墙内边缘的距离可取距墙内边缘的距离可取0.4a0。6363第十三章第十三章第十三章第十三章 砌体结构砌体结构砌体结构砌体结构 4.4.梁端垫梁下砌体局部受压梁端垫梁下砌体局部受压 垫梁下的砌垫梁下的砌体局部受压承载体局部受压承载力可按下列公式力可按下列公式计算：计算：N0+Nl2.42 f bbh0 式中符号意义及取值见式中符号意义及取值见规范规范或教材。或教材。可起垫块作用的连续钢筋混凝土梁，称为可起垫块作用的连续钢筋混凝土梁，称为垫梁垫梁。4/8/2024三、轴心受拉构件三、轴心受拉构件 由于砌体的抗拉性能很差，所以在实际工程中很少采用由于砌体的抗拉性能很差，所以在实际工程中很少采用砌体作为轴心受拉构件。只有由砌体构成的圆形水池或筒砌体作为轴心受拉构件。只有由砌体构成的圆形水池或筒状料仓，在液体或松散物料的侧压力作用下，砌体壁内才状料仓，在液体或松散物料的侧压力作用下，砌体壁内才会出现拉力，如会出现拉力，如图图11-27所示。所示。轴心受拉构件承载力应按下式计算轴心受拉构件承载力应按下式计算 NtftA 四、受弯构件四、受弯构件(1)受弯构件承载力计算公式受弯构件承载力计算公式 MftmW (2)受弯构件的受剪承载力计算公式受弯构件的受剪承载力计算公式 Vfvbz,z=I/S 返回上一页4/8/2024第三节第三节 配筋砌体构件配筋砌体构件 一、网状配筋砖砌体一、网状配筋砖砌体 1.1.网状配筋砖砌体构件的配筋方式网状配筋砖砌