《砌體結(jié)構(gòu)講義》PPT課件.ppt

砌體結(jié)構(gòu),主講教師：馮云平,第一講.緒論,本課程主要內(nèi)容： 1、砌體及其基本材料力學(xué)性能 2、砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力的計算 3、混合結(jié)構(gòu)房屋墻體設(shè)計 4、配筋砌體構(gòu)件的承載力的計算 5、過梁、圈梁、墻梁、挑梁的計算 6、砌體結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計,一砌體結(jié)構(gòu)的概念種類及應(yīng)用,1概念： 砌體結(jié)構(gòu)是指用磚、石或砌塊為承重塊材，用砂漿砌筑的結(jié)構(gòu)。按照塊材的不同，分為磚砌體、石砌體和砌塊砌體三大類。,2種類：,亂石塊、土塊塊石、條石、土磚（干打壘）燒結(jié)磚（紅磚）頁巖磚、空心紅磚、空心頁巖磚、煤渣磚混凝土砌塊（粉煤灰、煤矸石砌塊）加筋磚、加筋砌塊夾心墻,板筑土磚墻：干打壘,石墻房屋,磚墻房屋,尼羅河三角洲的吉薩建造的三座大金字塔（公元前2723前2563年），是精確的正方錐體，其中最大的胡夫金字塔，塔高146.6米，底邊長230.60米，約用230萬塊重2.5噸的石塊建成。,公元7082年建造的羅馬大斗獸場（科洛西姆圓形競技場）平面為橢圓形，長軸189米，短軸156.4米，高48.5米，分四層，可以容納58萬觀眾，也用塊石砌成。,長城,中國隋朝李春建造的趙州橋是中國最古和當(dāng)時跨徑最大的單孔空腹式石拱橋,西安大雁塔也為磚砌單筒體結(jié)構(gòu)，高60多米，1200多年來，歷經(jīng)數(shù)次地震，仍巍然屹立。,二砌體結(jié)構(gòu)的發(fā)展方向：,1開發(fā)新材料（高強(qiáng)、低密度） 2發(fā)展新技術(shù)（墻體新處理方法） 3提倡環(huán)保、節(jié)約 4引進(jìn)國外、東部的先進(jìn)經(jīng)驗,三、砌體結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn),1優(yōu)點(diǎn)： （1）來源廣泛、易于就地取材 （2）有很好的耐火性、耐久性、使用年限長（相對于鋼木結(jié)構(gòu)） （3）保溫、隔熱性能好，節(jié)能效果明顯 （4）節(jié)約水泥和鋼材，不需要模板及特殊的技術(shù)設(shè)備，造價低 （5）相對于框架結(jié)構(gòu)，平面形式較靈活,2缺點(diǎn)：,（1）自重大 （2）抗拉、抗彎及抗剪強(qiáng)度低，抗震及抗裂性能較差，抗壓強(qiáng)度不太高 （3）砌筑工作繁重、手工勞動、效率低 （4）粘土磚用量大，不利于農(nóng)田 （5）只能建造低層房屋,第二講、砌體及其基本材料力學(xué)性能,一砌體材料及其強(qiáng)度等級 （一）磚 1種類：燒結(jié)普通磚、燒結(jié)多孔磚、蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚 （1）燒結(jié)普通磚(標(biāo)磚)： 尺寸：240*115*53 （2）燒結(jié)多孔磚： 尺寸：240*115*90、190*190*190 空洞率大于15，小于40，孔的尺寸小而數(shù)量多 （3）蒸壓灰砂磚： 尺寸：240*115*53 （4）蒸壓粉煤灰磚：簡稱粉煤灰磚 尺寸：240*115*53,多 孔 磚,2強(qiáng)度等級：,（1）普通磚、多孔磚：Mu30,Mu25,Mu20,Mu15,Mu10， 常用為Mu10，最多不超過 Mu15, 原因:磚砌體房屋層數(shù)（7層）和高度（21M）的限制使采用高強(qiáng)度磚沒有必要 （2）灰砂磚、粉煤灰磚：Mu25,Mu20,Mu15,Mu10,（二）砌塊,1種類：混凝土空心砌塊、加氣混凝土砌塊、硅酸鹽實(shí)心砌塊、燒結(jié)空心砌塊 2優(yōu)點(diǎn)：減輕勞動量、加快施工進(jìn)度、相對強(qiáng)度高、密度低（實(shí)心為1516KN/M3） 3分類： 小型：高度180mm360mm 中型：高度360mm900mm 大型：高度大于900mm 4強(qiáng)度： Mu20,Mu15,Mu10,Mu7.5,Mu5,Mu3.5,砌塊,(三)、石材：,1種類：料石與毛石 2用途：墻下條基、承重墻、橋 3優(yōu)點(diǎn)：強(qiáng)度高、抗凍與抗氣性能好 4缺點(diǎn)：笨重、保溫性能差 5強(qiáng)度： Mu100,Mu80,Mu50,Mu40,Mu30,Mu20,6.其它指標(biāo),(1)表觀密度。與石材的礦物組成及孔隙率有關(guān)，根據(jù)表觀密度可劃分為輕質(zhì)石材與重質(zhì)石材兩大類。 (2) 吸水性。石材吸水后強(qiáng)度降低，抗凍性變差，導(dǎo)熱性增加，耐水性和耐久性下降。表觀密度大的石材，孔隙率小，吸水率也小。,6.其它指標(biāo),(3)耐水性。 石材的耐水性按其軟化系數(shù)值的大小分為三等，即： 高耐水性石材：軟化系數(shù)大于o9； 中耐水性石材：軟化系數(shù)介于07-09； 低耐水性石材：軟化系數(shù)介于06-0，7 (4)抗凍性。石材的抗凍性與吸水率大小有密切關(guān)系。一般吸水率大的石材，抗凍性能較差。另外，抗凍性還與石材吸水飽和程度、凍結(jié)程度和凍融次數(shù)有關(guān)。石材在水飽和狀態(tài)下，經(jīng)規(guī)定次數(shù)的凍融循環(huán)后，若無貫穿縫且重量損失不超過5，強(qiáng)度損失不超過25時，則為抗凍性合格。,（四）、砂漿,1分類： （1） 水泥砂漿（剛性砂漿）能在潮濕環(huán)境中硬化，多用于含水量比較大的地下砌體。 （2） 混合砂漿強(qiáng)度較好，施工方便，常用于地上砌體。 （3） 石灰砂漿、粘土砂漿、石膏砂漿（柔性砂漿）不含水泥,2質(zhì)量控制指標(biāo)：,1）、可塑性 2）、保水性 3）、耐久性 為了適應(yīng)砌塊建筑應(yīng)用的需要，提高砌塊砌體的砌筑質(zhì)量，新規(guī)范提出了砼砌塊專用砂漿，即根據(jù)需要摻入摻合料和外加劑使砂漿具有更好的和易性和粘結(jié)力，其強(qiáng)度等級用Mb表示， Mb30，Mb25，Mb20，Mb15，Mb10，Mb7.5，Mb5。,3.砂漿的強(qiáng)度等級 （1）采用邊長為70.7的立方體標(biāo)準(zhǔn)試塊，在溫度為203C環(huán)境下，水泥砂漿在濕度為90%以上、水泥石灰砂漿在濕度為60%-80%條件下養(yǎng)護(hù)28天，具有95%保證率的抗壓強(qiáng)度。 （2）M15、M10、M7.5、M5、M2.5，M表示砂漿 注：驗算施工階段未硬化的新砌體強(qiáng)度時，按砂漿強(qiáng)度為0計算。,4選用原則：,（1）有足夠的強(qiáng)度 （2）有較好的和易性 （3）有較好的保水性 （4）砌體材料（磚石、砌塊）強(qiáng)度等級高于砂漿等級,對于六層及六層以上房屋的外墻、潮濕房間的墻，以及受振動或?qū)痈叽笥?m的墻、柱，從耐久性要求出發(fā)，考慮到強(qiáng)度等級低的材料易腐蝕風(fēng)化，砌體規(guī)范規(guī)定了材料最低強(qiáng)度等級：磚MU10；砌塊MU7.5；石材MU30；砂漿M5。 對于地面以下或防潮層以下的砌體，按其潮濕程度，砌體規(guī)范規(guī)定了用材料的最低強(qiáng)度等級，,二砌體的種類,（一）磚砌體 1砌筑方式：一順一頂、三順一頂、五順一頂、空斗墻等（承重墻已取消空斗墻） 2標(biāo)準(zhǔn)墻厚： 實(shí)心墻120、240、370、490、620、740及180、300、420 空心磚120、200 3砌筑原則：不得出現(xiàn)豎向通縫,(二)、石砌體 料石砌體 毛石砌體 毛石砼砌體在模板內(nèi)交替澆筑不規(guī)則的毛石層及砼層而成的，用于毛石砼中的砼，其含砂量應(yīng)比普通砼高，通常每澆筑120150砼即設(shè)毛石一層。,（三）、配筋砌體 提高砌體強(qiáng)度或當(dāng)構(gòu)件截面尺寸受到限制時，可在砌體砌體內(nèi)配置適量鋼筋或鋼筋砼。 1、配筋磚砌體 （1）網(wǎng)狀配筋磚砌體（橫向配筋磚砌體） 作用：提高磚砌體抗壓強(qiáng)度（因為約束了砌體橫向變形） （2）組合磚砌體（縱向配筋砌體） 作用：提高構(gòu)件抗彎能力。 （3）磚砌體和鋼筋砼構(gòu)造柱組合墻,a.水平網(wǎng)狀配筋砌體， 在水平灰縫中配置鋼筋網(wǎng)片，提高軸心抗壓承載力 b.混凝土或鋼筋砂漿面層組合磚砌體， 偏心距超限的磚砌體外側(cè)配置縱向鋼筋 ，提高偏心抗壓承載力 c.磚砌體和鋼筋混凝土構(gòu)造柱組合墻 ，在房屋墻體中設(shè)置間距不大于4m的構(gòu)造柱，提高磚墻的承載力,2、配筋砌塊砌體 （1）約束配筋砌塊砌體僅在砌體墻體的轉(zhuǎn)角、接頭部位及較大洞口的邊緣設(shè)置豎向鋼筋，并在這些部位設(shè)置一定數(shù)量的鋼筋網(wǎng)片，主要用于中低層建筑 （2）均勻配筋砌塊砌體,三、砌體的受壓性能,1破壞特點(diǎn)：單塊磚出現(xiàn)裂縫豎向連續(xù)裂縫通縫 2.受壓應(yīng)力狀態(tài)： （1）單磚在砌體內(nèi)不是均勻受壓，而是受彎和受剪 （2）砌體橫向變形時磚和砂漿存在交互作用（磚強(qiáng)度降低而砂漿強(qiáng)度增高，砂漿強(qiáng)度越低越容易破壞） （3）彈性地基梁作用（反彎） （4）豎向灰縫上的應(yīng)力集中,3影響砌體抗壓強(qiáng)度的因素：,（1）塊體和砂漿的強(qiáng)度等級 注：砌體強(qiáng)度遠(yuǎn)小于塊體和砂漿的強(qiáng)度等級 （2）塊體的尺寸與形狀 （3）砂漿的流動性、保水性與彈性模量 （4）砌筑質(zhì)量和灰縫的厚度 注：水平灰縫砂漿飽滿度不低于80，豎向不低于60，灰縫的厚度為810mm,4砌體抗壓強(qiáng)度平均值計算公式：,其中f1和f2為塊體和砂漿的抗壓強(qiáng)度平均值，各系數(shù)取值見p20表2.2,四砌體的受拉、受彎、受剪性能,1.特點(diǎn)：砌體的抗彎、抗剪與抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)低于砌體的抗壓強(qiáng)度，這是因為砌體的抗壓強(qiáng)度主要取決于塊材的強(qiáng)度，然而在大多數(shù)情況下，砌體的受彎、受剪與受拉破壞一般均發(fā)生在砂漿與塊材的連接面上。因此，砌體的抗彎、抗剪、與抗拉強(qiáng)度取決于砌縫的強(qiáng)度，亦即取決于砌縫中砂漿的粘結(jié)強(qiáng)度。,鑒于結(jié)構(gòu)構(gòu)件中塊材與砂漿實(shí)際強(qiáng)度值的不同，砌體在受剪、受拉及彎曲受拉時，砌體破壞可分為兩種情況：（1）破壞沿砌體通縫，即破壞系沿砂漿與塊材的粘著面發(fā)生這時，砌體的抗剪、抗拉、及彎曲抗拉是在保證塊材強(qiáng)度大于砂漿強(qiáng)度的情況下，由砂漿標(biāo)號決定；（2）破損沿砌體齒縫截面的砌縫和塊材本身發(fā)生。這時，砌體的抗剪、抗拉強(qiáng)度則主要由塊材強(qiáng)度決定。,四砌體的受拉、受彎、受剪性能,2砌體的軸心抗拉性能 破壞類型：沿齒縫破壞、沿豎向通縫破壞、沿水平通縫破壞 抗拉強(qiáng)度平均值公式： 強(qiáng)度決定因素：塊體和砂漿強(qiáng)度,2砌體的受彎性能,破壞類型：沿齒縫破壞、沿豎向通縫破壞、沿水平通縫破壞 抗彎強(qiáng)度平均值公式： 強(qiáng)度決定因素：塊體和砂漿強(qiáng)度,3砌體的受剪性能,破壞類型：沿齒縫破壞、沿階梯形縫破壞、沿水平通縫破壞 抗剪強(qiáng)度平均值公式： 強(qiáng)度決定因素：（1）塊體和砂漿強(qiáng)度（2）垂直壓應(yīng)力（3）砌筑質(zhì)量,五砌體的彈性模量,1砌體的材料性質(zhì)：彈塑性 2彈性模量：由塊體和砂漿強(qiáng)度決定 P27表2.4,六砌體的強(qiáng)度計算指標(biāo)：,一.砌體的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值、設(shè)計值及其調(diào)整系數(shù)： 1標(biāo)準(zhǔn)值： 對于除毛石砌體以外的各類砌體的抗壓強(qiáng)度，f=0.17,則： 2設(shè)計值：p35 3調(diào)整系數(shù)：p38 （1） 大跨度、有動力荷載 （2） 水泥砂漿 （3） 小面積 （4） 施工質(zhì)量,例.,某工業(yè)廠房吊車梁下一磚柱，截面面積為370mm*490mm，采用Mu10紅磚，M5水泥砂漿，問其抗壓強(qiáng)度設(shè)計值為多少？ 解：磚柱A0.370.490.18m30.3m3 故：a1=0.7+0.18=0.88 查表3.3，有f=1.5Mpa 有吊車a2=0.9 采用水泥砂漿a3=0.9 故：fa=1.5*0.88*0.9*0.9=1.07Mpa 注：凡沒有特別說明施工質(zhì)量控制等級則均為B級,第3章 無筋砌體構(gòu)件的承載力計算,教學(xué)內(nèi)容： 1. 砌體結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計； 2.無筋砌體受壓構(gòu)件（受壓短柱、受壓長柱承載力計算）； 3.無筋砌體局部受壓（砌體局部受壓的特點(diǎn)、砌體局部均勻受壓、梁端局部受壓、梁下設(shè)有鋼筋混凝土墊梁）； 4.軸心受拉、受彎和受剪承載力計算； 教學(xué)要求： 1、掌握砌體結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計方法； 2、掌握影響無筋砌體受壓構(gòu)件承載力的主要因素； 3、了解砌體受壓構(gòu)件承載力計算公式的建立，并掌握公式的應(yīng)用； 4、掌握砌體局部受壓破壞的類型，了解公式的建立，掌握公式的應(yīng)用； 5、掌握砌體軸心受拉、受彎、受剪構(gòu)件的計算方法； 重點(diǎn)： 砌體受壓構(gòu)件的承載力計算。,3.1砌體結(jié)構(gòu)的可靠度設(shè)計 3.1.1極限狀態(tài)設(shè)計方法的基本概念 研究砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計方法是為了解決的根本問題是：在結(jié)構(gòu)可靠與經(jīng)濟(jì)之間選擇一種合理平衡，力求最經(jīng)濟(jì)的途徑，使所建結(jié)構(gòu)以適當(dāng)?shù)目煽慷葷M足功能要求。 1、結(jié)構(gòu)的功能要求 （1）安全性在正常設(shè)計、正常施工和正常使用條件下，結(jié)構(gòu)應(yīng)能承受可能出現(xiàn)的各種荷載作用和變形而不發(fā)生破壞；在偶然事件發(fā)生時及發(fā)生后，仍能保持必要的整體性。 （2）適用性在正常使用時，結(jié)構(gòu)應(yīng)具有良好的工作性能。 （3）耐久性在正常維護(hù)條件下，結(jié)構(gòu)應(yīng)在預(yù)定的設(shè)計使用年限內(nèi)滿足各項使用功能的要求，即具有足夠的耐久性。,2、結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài) 可靠或有效：結(jié)構(gòu)在使用期間能夠滿足上述功能要求而良好地工作； 不可靠或失效：結(jié)構(gòu)在使用期間能夠滿足上述功能要求而良好地工作； 區(qū)分結(jié)構(gòu)可靠或失效的標(biāo)志就是“結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)”。 整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)而不能滿足設(shè)計規(guī)定的某一功能的要求時，此特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)。 結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)分為： 承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。,承載力極限狀態(tài)：對應(yīng)于結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到最大承載能力或不適于繼續(xù)承載的變形，主要考慮結(jié)構(gòu)安全性功能。 正常使用極限狀態(tài)：對應(yīng)于結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到正常使用或耐久性能的某項規(guī)定限制。 砌體結(jié)構(gòu)應(yīng)按承載力極限狀態(tài)設(shè)計，并滿足正常使用極限狀態(tài)的要求，砌體結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)，一般情況下可由相應(yīng)的構(gòu)造措施來保證。,3、結(jié)構(gòu)的作用、作用效應(yīng)S、結(jié)構(gòu)抗力R （1）結(jié)構(gòu)上作用使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力、變形、應(yīng)力、應(yīng)變的所有原因。 作用分類： 直接作用施加在結(jié)構(gòu)上的集中荷載和均布荷載。（恒、活、雪、風(fēng)等）； 間接作用引起結(jié)構(gòu)外加變形或約束變形的其他原因（地震、基礎(chǔ)沉降、溫度變化、焊接等） （2）結(jié)構(gòu)的作用效應(yīng)S作用對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的效應(yīng)（內(nèi)力、變形等） （3）結(jié)構(gòu)抗力R指整個結(jié)構(gòu)或構(gòu)件承受作用效應(yīng)的能力。 影響因素：材料性能、幾何參數(shù)、結(jié)構(gòu)計算模式,4、結(jié)構(gòu)的可靠度及可靠指標(biāo) （1）可靠度定義：結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時間及規(guī)定的條件下，完成預(yù)定功能的概率。 （2） 功能函數(shù) z=g(s,k)=R-S Z0可靠狀態(tài) Z0極限狀態(tài) Z0失效狀態(tài) （3）可靠概率Ps完成預(yù)定功能概率； 失效概率Pf不能完成預(yù)定功能的概率。 按概率理論，可知結(jié)構(gòu)失效概率為：Pf=p（Z0） z=R-s,實(shí)際工程中將可靠指標(biāo)作為衡量結(jié)構(gòu)可靠的定量指標(biāo)。建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)結(jié)構(gòu)的安全等級(下表)和破壞類型，規(guī)定了按承載力極限狀態(tài)設(shè)計時的可靠指標(biāo)值。,結(jié)構(gòu)安全等級和結(jié)構(gòu)重要性系數(shù),結(jié)構(gòu)承載力極限狀態(tài)的可靠度指標(biāo),5、砌體結(jié)構(gòu)按承載能力極限狀態(tài) （1）、當(dāng)可變荷載多于一個時： （2）、當(dāng)僅有一個可變荷載時：,結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，對安全等級為一級或設(shè)計使用年限為 50年以上的結(jié)構(gòu)構(gòu)件不應(yīng)小于1.1；對安全等級為二級或設(shè)計 使用年限為50年的結(jié)構(gòu)構(gòu)件不應(yīng)小于1.0；對安全等級為三級或設(shè)計使用年限為5年以下的結(jié)構(gòu)構(gòu)件不應(yīng)小于0.9。,對于第二個組合的第二項系數(shù)為1.40.70.98，可取為1.0 經(jīng)分析表明，采用兩種荷載效應(yīng)組合模式后，提高了以自重為主的砌體結(jié)構(gòu)可靠度，兩個設(shè)計表達(dá)式的界限荷載效應(yīng)（可變荷載效應(yīng)與永久荷載效應(yīng)比值）0.376 0.376，G1.35,Q1.0 0.376,G1.2,Q1.4,（3）、當(dāng)砌體結(jié)構(gòu)作為一個剛體，需要驗證整體穩(wěn)定性時，例如： 傾覆、滑移、漂浮等。 起有利作用的永久荷載內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值 起不利作用的永久荷載內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值,4.1無筋砌體受壓構(gòu)件,砌體結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是抗壓能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過抗拉，所以在工程上往往作為承重墻和柱。當(dāng)壓力作用于構(gòu)件截面重心時為軸心受壓構(gòu)件；不作用于截面重心，但作用于截面的一根對稱軸上時，為偏心受壓構(gòu)件。如果構(gòu)件上有軸心壓力N，同時有彎矩M作用時，也可視為偏心受壓構(gòu)件，其偏心矩e=M/N。 一、受壓短柱 二、受壓長柱 三、受壓構(gòu)件承載力計算 四、雙向偏心受壓,一.短柱受壓承載力 1、短柱:3 2、磚砌體受壓短柱的試驗研究,試驗結(jié)果的分析： 截面的壓應(yīng)力圖形呈曲線分布； 隨水平裂縫的發(fā)展受壓面積逐漸減小，壓力合力偏心距也逐漸減小 隨著偏心距的增大，構(gòu)件所能承擔(dān)的軸向壓力明顯下降。 3、偏壓短柱承載力計算公式：,4、偏心影響系數(shù)1試驗點(diǎn)的分布和回歸得到的 1與e/i的關(guān)系曲線,式中， e軸向力偏心距， ； M、N截面彎矩和軸力設(shè)計值； i截面的回轉(zhuǎn)半徑,5、偏心影響系數(shù),h 矩形截面在軸向力偏心受壓方向的邊長 T型、十字型截面：,返回,二、長柱受壓承載力 細(xì)長柱在偏心壓力作用下，構(gòu)件產(chǎn)生縱向彎曲變形，即產(chǎn)生側(cè)向擾度ei，側(cè)向擾度產(chǎn)生附加彎矩Nei ，所以，側(cè)向擾度ei稱為附加偏心距 砌體材料非勻質(zhì)性、構(gòu)件尺寸偏差、 軸心壓力實(shí)際作用位置的偏差 偶然偏心 構(gòu)件縱向彎曲側(cè)向變形 附加彎矩 截面抗壓承載力降低,1、附加偏心距法,2、軸心受壓彎曲系數(shù)0計算：,受壓構(gòu)件承載力計算,1、無筋砌體受壓構(gòu)件的承載力計算公式： NfA 高厚比和軸向力偏心距對受壓構(gòu)件承載力的影響系數(shù)。 考慮不同砌體種類受附加偏心距影響程度的不同，對不同塊體材料的砌體，應(yīng)在計算影響系數(shù)時對高厚比值乘以修正系數(shù) ：,h矩形截面沿軸向力偏心方向的邊長；軸心受壓時為截面短邊邊長。 H0受壓構(gòu)件計算高度； 計算高度的確定條件 墻柱端部約束支承情況 墻柱高度、截面尺寸及位置 計算高度的確定 構(gòu)件高度H： 房屋底層為樓頂面到基礎(chǔ)頂面或剛性室外地面以下500mm； 其他層為樓板或其他水平支點(diǎn)間的距離； 無壁柱的山墻取層高加山墻尖高度的1/2； 帶壁柱山墻可取壁柱處的山墻高度。, 墻柱受壓構(gòu)件計算高度的確定，表3-10,注：1.表中Hu為變截面柱的上段高度，Hl為變截面的下段高度； 2.上端為自由端的構(gòu)件，H0=2H; 3.無柱間支撐的獨(dú)立磚柱在垂直排架方向的H0應(yīng)按表中數(shù)值乘以1.25后采用； 4.S為房屋橫墻間距； 5.自承重墻的計算高度應(yīng)根據(jù)周邊支承或拉結(jié)條件確定。,2、注意： （1）對矩形截面構(gòu)件，當(dāng)軸向力偏心方向邊長大于另一邊的邊長時，除按偏心受壓計算外，還應(yīng)對較小邊方向按軸心受壓驗算。 （2）偏心受壓構(gòu)件的偏心距過大，構(gòu)件的承載力明顯下降，從經(jīng)濟(jì)性和合理性角度看都不宜采用，此外，偏心距過大可能使截面受拉邊出現(xiàn)過大的水平裂縫。因此，規(guī)范規(guī)定軸向力偏心距e不應(yīng)超過0.6y，y為截面重心到受壓邊緣的距離。,例1一承受軸心壓力磚柱的截面尺寸為370mm490mm，采用MU10燒結(jié)普通磚、M2.5混合砂漿砌筑，荷載設(shè)計值(其中僅有一個活荷載)在柱頂產(chǎn)生的軸向力140kN，柱的計算高度取其實(shí)際高度3.5m。試驗算該柱承載力。 解 磚柱自重 1.2180.370.493.5=13.7kN 柱底截面的軸心壓力 N = 13.7+140=153.7kN 高厚比 ，查表= 0.846 查得f=1.3N/mm2 因柱截面面積A=0.370.49=0.181153.7kN 滿足要求。,例2一矩形截面單向偏心受壓柱的截面尺寸bh=490mm620mm，計算高度5m，承受軸力和彎矩設(shè)計值N=160kN，M=18kNm，彎矩沿截面長邊方向。用MU10燒結(jié)多孔磚及M2.5混合砂漿砌筑(f =1.29 N/mm2)。試驗算柱的承載力。 解 (1)驗算柱長邊方向承載力,(2)驗算柱短邊方向承載力 由于軸向力偏心方向的截面邊長為長邊，故應(yīng)對短邊方向按軸心受壓進(jìn)行承載力驗算。,例3房屋柱距4m，帶壁柱窗間墻尺寸如圖。計算高度H0=6.5m，用MU10燒結(jié)多孔磚及M5混合砂漿砌筑(f =1.48 N/mm2)，由荷載產(chǎn)生的軸向力設(shè)計值N =280kN，偏心距e=120mm，荷載偏向截面翼緣。試驗算壁柱墻的承載力。 解 (1)求折算厚度 A=20.24+0.490.38=0.6660.3m2,返回,hT=3.5i=3.5162 =567mm,（2）受壓承載力計算 e = 120 0.6y1= 0.6207=124mm =24，1= 1.0， 2=1-0.4bs/S =1-(0.42)/4 = 0.8 12 = 1.00.824=19.2,Nu=fA= 0.421.48666000= 414kN280kN 滿足要求。,返回,4.1.3. 雙向偏心受壓構(gòu)件 根據(jù)湖南大學(xué)的試驗研究，規(guī)范建議采用附加偏心距法計算雙向偏心受壓構(gòu)件承載力：,試驗表明：偏心距eh、eb的大小對砌體豎向、水平向裂縫的出現(xiàn)、發(fā)展及破壞形態(tài)有著不同的影響： 當(dāng)兩個方向的偏心距均很?。ㄆ穆蔱b /h，eh /b小于0.2）：砌體受力、開裂以至破壞均類似于軸心受壓構(gòu)件的三個受力階段。 當(dāng)一個方向偏心距很大（偏心率達(dá)0.4），而另一個方向偏心距很小（偏心率小于0.1），砌體的受力性能與單向偏心受壓類似。 當(dāng)兩個方向的偏心率達(dá)0.2-0.3，砌體內(nèi)水平裂縫和豎向裂縫幾乎同時出現(xiàn)。 當(dāng)兩個方向偏心率達(dá)0.3-0.4時，砌體內(nèi)水平裂縫較豎向裂縫出現(xiàn)早。,式中，eb、eh軸向力在截面重心x軸、y軸方向的偏心距， eb、eh應(yīng)分別小于0.5x、0.5y； x、y自截面重心沿x軸、y軸至軸向力所在偏心方 向截面邊緣的距離； eib、eih軸向力在截面重心x軸、y軸方向的附加偏心 距；,試驗表明，當(dāng)偏心距eb0.3b和eh0.3h時，隨著荷載的增加，砌體內(nèi)水平裂縫和豎向裂縫幾乎同時發(fā)生，甚至水平裂縫早于豎向裂縫出現(xiàn)，因而設(shè)計雙向偏心受壓構(gòu)件時，規(guī)定偏心距限值為eb0.5x和eh0.5y。 當(dāng)偏心距較大時，可采取設(shè)置缺口墊塊等方法以減少壓力偏心距。 分析表明，當(dāng)一個方向的偏心率不大于另一方向偏心率的5%時，可簡化按另一方向的單向單向偏心受壓(eh/h)計算；,3.3砌體局部受壓,一、砌體局部受壓的特點(diǎn) 二、局部均勻受壓 三、梁端局部受壓 四、梁端下設(shè)有剛性墊塊時的砌體局部受壓 五、柔性墊梁下砌體局部受壓,3.3.1、砌體局部受壓的特點(diǎn) 1、分類 局部均勻受壓：砌體截面上作用局部均勻壓力； 局部不均勻受壓：砌體截面上作用非均勻壓力時。,2、破壞形式 （1） 因縱向裂縫發(fā)展而破壞 （2） 劈裂破壞 （3） 局壓面積處局部破壞,3、砌體局部受壓分析 局部受壓時，直接受壓的局部范圍內(nèi)的砌體抗壓強(qiáng)度有很大程度的提高。 套箍強(qiáng)化 應(yīng)力擴(kuò)散,力的擴(kuò)散作用圖,局壓試件應(yīng)力分布,3.3.2、砌體局部均勻受壓 1、砌體局部抗壓強(qiáng)度提高系數(shù),砌體局部抗壓強(qiáng)度提高系數(shù) 式中，A0影響砌體局部抗壓強(qiáng)度的計算面積； Al局部受壓面積； 砌體局部抗壓強(qiáng)度的計算面積A0可按下表確定 為避免發(fā)生脆性的劈裂破壞，應(yīng)限制局部抗壓強(qiáng)度提高系數(shù)的最大值,局部受壓面積本身砌體的抗壓強(qiáng)度,非局部受壓面積A0-Al所提供的側(cè)壓力的影響,砌體局部抗壓強(qiáng)度提高系數(shù)表,Ao=( a+h )h +( b+hlh ) hl ，1.5；,Ao=( a+c+h )h ， 2.5 ；,Ao=( b + 2h )h，2.0；,2、砌體局部均勻受壓承載力計算公式： NlfAl 式中，Nl局部受壓面積上的軸向力設(shè)計值； f 砌體抗壓強(qiáng)度設(shè)計值，但與面積有關(guān)的強(qiáng)度調(diào)整系數(shù)a可不考慮，因此處局部受壓面積小反而有利； Al局部均勻受壓面積。,3.3.3、梁端局部受壓 1、梁端有效支承長度 當(dāng)梁直接支承在砌體上時，由于梁的彎曲，使梁的末端有脫開砌體的趨勢。將梁端底面沒有離開砌體的長度稱為有效支承長度a0，因此，a0不一定都等于梁端搭入砌體的長度a。梁端局部受壓面積Al由a0與梁寬b相乘而得，所以，a0的取值直接影響砌體局部受壓承載力。,梁截面高度,砌體抗壓強(qiáng)度設(shè)計值,2、上部荷載對局部抗壓的影響 規(guī)范規(guī)定，A0/Al3.0時，可以不考慮上部荷載的作用,3、梁端支承處砌體的局部受壓承載力計算,上部荷載折減系數(shù),局部受壓面積內(nèi)上部荷載設(shè)計值產(chǎn)生的軸向力,梁端荷載設(shè)計值產(chǎn)生的支承壓力,梁端底面應(yīng)力圖形完整系數(shù)，一般可取0.7，對于過梁、墻梁可取1.0,上部平均壓應(yīng)力設(shè)計值,例：外縱墻上大梁跨度5.8m，截面尺寸bh= 200mm400mm，支承長度a=190mm，支座反力Nl =79kN。梁底墻體截面上的上部荷載設(shè)計值Nu240kN，窗間墻截面1200 mm190mm。墻體用MU10單排孔混凝土小型砌塊、Mb7.5砌塊砌筑砂漿砌筑(f=2.22N/mm2)，并灌注Cb20混凝土(fc=9.6N/mm2)，孔洞率30%，灌孔率33%。試驗算梁端支承處砌體的局部受壓承載力。 解 梁端有效支承長度 局部受壓面積 Al=a0b= 134200=26800mm2 影響砌體局部抗壓強(qiáng)度的計算面積 A0= 190(2190+200)=110200mm2,故取上部荷載折減系數(shù) =0 局部抗壓強(qiáng)度提高系數(shù),灌孔混凝土面積和砌體毛面積的比值 =0.300.33=0.10 灌孔砌體的抗壓強(qiáng)度設(shè)計值 fgf0.6fc2.22+0.60.109.6=2.80 N/mm2Nl=79kN 滿足要求。,3.3.4、梁端下設(shè)有剛性墊塊時的砌體局部受壓,目的：改善梁或屋架支座下面砌體的局部受壓性能，即通過放大梁端支承面積，以解決受壓承載力不足。 墊塊種類： 預(yù)制、現(xiàn)澆； 剛性、柔性； 1、剛性墊塊： 高度tb不宜小于180mm 挑出梁邊的長度不宜大于墊塊高度tb 帶壁柱墻墊塊伸入翼墻內(nèi)的長度不應(yīng)小于120mm；,考慮荷載偏心距的影響，不計墊塊縱向彎曲對受壓承載力的影響，不考慮砌體內(nèi)拱卸荷作用的有利影響，剛性墊塊下的砌體局部受壓驗算公式： N0墊塊面積Ab內(nèi)上部軸向力設(shè)計值，N0=0Ab Nl墊塊上壓力設(shè)計值； 墊塊上N0及Nl合力的影響系數(shù)(即偏心影響系數(shù))，應(yīng)取 3.0時的值；且Nl合力點(diǎn)為0.4a0時的值 ； 1墊塊外砌體面積的有利影響系數(shù)，1應(yīng)取為0.8，但不小于1.0。為砌體局部抗壓強(qiáng)度提高系數(shù)，以Ab替代Al計算； Ab墊塊面積；在帶壁柱墻的壁柱上設(shè)置剛性墊塊時，計算面積A0應(yīng)取壁柱面積，不應(yīng)計入墻體翼緣面積； ab墊塊伸入墻內(nèi)的長度 bb墊塊的寬度,a0剛性墊塊上表面梁端有效長度 1剛性墊塊影響系數(shù)；,3.3.5、柔性墊梁下砌體局部受壓,E、I分別為墊梁的混凝土彈性模量和截面慣性矩； E、h砌體的彈性模量、墻厚,砌體受拉構(gòu)件、受彎構(gòu)件和受剪構(gòu)件的承載力計算，實(shí)質(zhì)上是利用材料力學(xué)公式計算構(gòu)件控制截面上的最大應(yīng)力設(shè)計值，使之不超過相應(yīng)砌體強(qiáng)度設(shè)計值。 一、軸心受拉構(gòu)件 二、受彎構(gòu)件 三、受剪構(gòu)件 四、本章小結(jié),3.4砌體受拉、受彎及受剪承載力計算,一、軸心受拉構(gòu)件 適用范圍：小型磚砌水池和筒倉,軸心受拉構(gòu)件承載力，可表達(dá)為,Nl軸心拉力設(shè)計值；,ft砌體軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計值,例1、某圓形水池采用MU15燒結(jié)普通磚和M7.5水泥砂漿砌筑。其中某1m高的池壁作用有環(huán)向拉力N=62kN。試選擇該段池壁的厚度。 解 可查得該池壁沿灰縫截面破壞的軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計值為0.16N/mm2。由于用水泥砂漿砌筑，a=0.8，故取0.160.8=0.128N/mm2。 選取池壁厚度490mm(兩磚厚)。,二、受彎構(gòu)件 適用范圍：磚砌過梁、擋土墻 磚砌體受彎構(gòu)件的破壞形態(tài)： 沿齒縫、沿磚塊和豎向灰縫截面彎曲受拉破壞 沿通縫截面彎曲受拉破壞 支座處受剪破壞,1. 受彎承載力驗算公式 MftmW 式中，M 彎矩設(shè)計值； ftm砌體彎曲抗拉強(qiáng)度設(shè)計值； W 截面抵抗矩 矩形截面 W=bh2/6,2. 受剪承載力驗算公式： Vfvbz 式中，V 剪力設(shè)計值； fv砌體抗剪強(qiáng)度設(shè)計值； b 截面寬度； z 內(nèi)力臂長度， z=I/S。 當(dāng)截面為矩形時取z=2h/3； I 截面慣性矩； S 截面面積矩； h 矩形截面高度。,例2、某懸臂式水池池壁壁高1.5m，采用MU15燒結(jié)普通磚和M7.5水泥砂漿砌筑。已算得池壁底端截面的彎矩設(shè)計值M=6.19kNm，剪力設(shè)計值V=12.38kN。試驗算池壁底端截面的承載力(取截面寬度1m計算)。,解 由于用水泥砂漿砌筑，砌體的彎曲抗拉強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度都應(yīng)乘以調(diào)整系數(shù)0.8。 查得沿通縫截面的彎曲抗拉強(qiáng)度設(shè)計值為0.14N/mm2，取0.140.8=0.112 N/mm2；而沿齒縫的彎曲抗拉強(qiáng)度設(shè)計值為0.29/mm2。應(yīng)取其中的較小值計算。 W =bh2/6= 10006202/6 = 64106mm3 Mu = ftm W = 0.11264106 = 7.16kNm 6.19kNm 查得抗剪強(qiáng)度設(shè)計值為0.14N/mm2，取0.140.8=0.112N/mm2。 Vu = fv bz = 0.1121000(2620)/3= 46.29kN 12.38kN 滿足要求。,三、受剪構(gòu)件 砌體在受剪時，可發(fā)生沿階梯形截面的受剪破壞、沿通縫截面的受剪破壞及沿塊體截面或灰縫的受剪破壞。,試驗研究表明： 在豎向壓應(yīng)力作用下，由于灰縫粘接強(qiáng)度和摩擦力的共同作用，砌體抗剪承載力有明顯的提高。 墻體在復(fù)合應(yīng)力作用下將出現(xiàn)剪摩、剪壓和斜壓破壞。 受剪構(gòu)件沿通縫或階梯形截面承載力驗算公式： V(fv+0)A 剪壓復(fù)合受力影響系數(shù)； 當(dāng)G=1.2時， 當(dāng)G=1.35時，,V 剪力設(shè)計值； fv砌體抗剪強(qiáng)度設(shè)計值，對砌塊灌孔砌體取fvG； A 構(gòu)件水平截面面積。當(dāng)有孔洞時，取砌體凈截面面積； 修正系數(shù)： 當(dāng)G=1.2時，磚砌體取0.60；砌塊砌體取0.64； 當(dāng)G=1.35時，磚砌體取0.64；砌塊砌體取0.66； 0永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的水平截面平均壓應(yīng)力； f 砌體抗壓強(qiáng)度設(shè)計值。 0 f軸壓比，且不大于0.8。,例3、磚砌筒拱如圖，用MU10燒結(jié)普通磚和M10水泥砂漿砌筑。沿縱向取1m寬的筒拱計算，拱支座截面的水平力為60kN，永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的水平截面平均壓力為50kN。試驗算拱支座截面的受剪承載力。,解 由于用水泥砂漿砌筑，砌體的抗剪強(qiáng)度都應(yīng)乘以調(diào)整系數(shù)0.8。查得抗剪強(qiáng)度設(shè)計值為0.17N/mm2，取0.170.8=0.136N/mm2；查得砌體抗壓強(qiáng)度設(shè)計值為1.87N/mm2，取1.870.9=1.78N/mm2。 0= 50103 / (0.371000) = 0.135N/mm2 =0.3110.1180/f = 0.311(0.1180.135) / 1.78= 0.3 Vu=(fv+0)A=(0.136+0.650.30.135)1000370 =60.06kN60kN 滿足要求。,第4章 配筋砌體構(gòu)件承載力計算,本章教學(xué)內(nèi)容： 配筋磚砌體： 網(wǎng)狀配筋磚砌體 組合磚砌體 磚砌體和鋼筋混凝土構(gòu)造柱組合墻 配筋砌塊砌體： 本章教學(xué)要求： 理解配筋磚砌體受力特點(diǎn)，計算方法和構(gòu)造要求。 理解配筋砌塊砌體構(gòu)件受力特點(diǎn)，承載力計算方法及構(gòu)造。 本章教學(xué)重點(diǎn)： 配筋磚砌體構(gòu)件承載力計算 本章教學(xué)難點(diǎn)： 合理選擇配筋砌體的類型，并進(jìn)行承載力計算。,4.1配筋磚砌體構(gòu)件 4.1.1網(wǎng)狀配筋磚砌體,一、定義 二、受力性能 三、承載力計算 四、應(yīng)用網(wǎng)狀配筋磚砌體應(yīng)注意問題 五、構(gòu)造措施,一、定義： 網(wǎng)狀配筋磚砌體（橫向配筋磚砌體） 在磚砌體的水平灰縫內(nèi)設(shè)置一定數(shù)量和規(guī)格的鋼筋網(wǎng)以共同工作。,二、網(wǎng)狀配筋磚砌體受壓性能 第一階段： 單塊磚內(nèi)出現(xiàn)第一批裂縫（6075破壞荷載）； 第二階段： 繼續(xù)增加荷載，裂縫發(fā)展很緩慢，由于被橫向鋼筋所遮斷，很少出現(xiàn)貫通的豎裂縫； 第三階段： 臨破壞時，不像無筋砌體那樣被豎向裂縫分割成幾個小柱失穩(wěn)而破壞，而是個別磚被壓碎脫落。,為什么網(wǎng)狀配筋磚砌體能提高砌體抗壓承載力？ 約束砂漿和磚的橫向變形，間接提高砌體豎向抗壓承載力； 延緩磚塊的開裂及其裂縫的發(fā)展； 阻止豎向裂縫的上下貫通，避免磚砌體被分裂成小柱導(dǎo)致失穩(wěn)破壞。提高磚砌體小偏心抗壓承載力 。,三、受壓承載力計算,fn網(wǎng)狀配筋磚砌體抗壓強(qiáng)度設(shè)計值,fy鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計值，當(dāng)fy320N/mm2，取fy320N/mm2,鋼筋網(wǎng)配筋率，,或,A截面面積,高厚比、配筋率及軸向力偏心距對網(wǎng)狀配筋磚砌體受壓構(gòu)件承載力 的影響系數(shù)。,四、網(wǎng)狀配筋磚砌體構(gòu)件的應(yīng)用注意問題 偏心距超過截面核心范圍，不宜采用網(wǎng)狀配筋磚砌體構(gòu)件；（矩形截面e/h0.17；e/h16） 矩形截面軸向力偏心方向的截面邊長大于另一方向的邊長時，除按偏心受壓計算外，還應(yīng)對較小邊長方向按軸心受壓進(jìn)行驗算； 當(dāng)網(wǎng)狀配筋磚砌體下端與無筋砌體交接時，尚應(yīng)驗算無筋砌體的局部受壓承載力 。,五、構(gòu)造規(guī)定 網(wǎng)狀配筋磚砌體中的體積配筋率，不應(yīng)小于0.1%，并不應(yīng)大于1%。 采用方格鋼筋網(wǎng)時，鋼筋的直徑宜采用34mm；當(dāng)采用連彎鋼筋網(wǎng)時，鋼筋的直徑不應(yīng)大于8mm；當(dāng)采用連彎鋼筋網(wǎng)(圖6-1b)時，網(wǎng)的鋼筋方向應(yīng)互相垂直，沿砌體高度交錯布置，Sn取同一方向網(wǎng)的間距。 鋼筋網(wǎng)中鋼筋的間距不應(yīng)大于120mm，并不應(yīng)小于30mm。 鋼筋網(wǎng)的間距，不應(yīng)大于5皮磚，并不應(yīng)大于400mm。 網(wǎng)狀配筋磚砌體所用砂漿不應(yīng)低于M7.5；鋼筋網(wǎng)應(yīng)設(shè)置在砌體 的水平灰縫中，灰縫厚度應(yīng)保證鋼筋上下至少各有2mm厚的砂漿層。,4.1.2、組合磚砌體,一、組合磚砌體的定義及應(yīng)用范圍 二、軸心受壓組合磚砌體承載力計算 三、偏心受壓組合磚砌體承載力計算 四、組合磚砌體的構(gòu)造措施,一、組合磚砌體的定義及應(yīng)用范圍,1、定義： 由磚砌體和其表面鋼筋混凝土面層或鋼筋砂漿面層組成。 2、應(yīng)用范圍： 組合磚砌體，不但能顯著提高抗彎能力和延性，也能提高抗壓能力，因此當(dāng)受壓構(gòu)件偏心距較大（e0.6）時，適采用組合磚砌體。,二、軸心受壓組合磚砌體承載力計算,fc混凝土或砂漿面層的軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計值，砂漿的軸心抗壓強(qiáng)度可取同強(qiáng)度混凝土軸心抗壓強(qiáng)度的70，當(dāng)砂漿為M10，其值取3.5MPa;當(dāng)砂漿為M7.5時取2.6MPa.,A磚砌體的截面面積；,Ac混凝土或砂漿面層的截面面積,受壓鋼筋的強(qiáng)度系數(shù)，混凝土面層取1.0，砂漿面層取0.9,組合磚砌體的穩(wěn)定 系數(shù)，表62,三、偏心受壓組合磚砌體承載力計算,組合磚砌體偏心受壓構(gòu)件，其承載力和變形性能與鋼筋混凝土構(gòu)件相似，破壞形式亦分為大偏心和小偏心兩種。 小偏壓： 受壓區(qū)混凝土和部分受壓砌體受壓破壞； 大偏壓： b 距軸向力較遠(yuǎn)一側(cè)鋼筋首先屈服，然后受壓區(qū)混凝土和部分受壓砌體受壓破壞。,四、構(gòu)造要求,（1）面層混凝土強(qiáng)度等級宜采用C15或C20，面層水泥砂漿強(qiáng)度等級不宜低于M7.5，砌筑砂漿不宜低于M5，磚不低于MU10。 （2）豎向受力鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度，不應(yīng)小于表6-3中的規(guī)定。豎向受力鋼筋距磚砌體表面的距離不應(yīng)小于5mm。 注：當(dāng)面層為水泥砂漿時，對于柱，保護(hù)層厚度可減小5mm。,（3）砂漿面層的厚度，可采用3045mm。當(dāng)面層厚度大于45mm時，其面層宜采用混凝土。 （4）豎向受力鋼筋宜采用HPB235級鋼筋，對于混凝土面層，亦可采用HRB335級鋼筋。受壓鋼筋一側(cè)的配筋率，對砂漿面層，不宜小于0.1%，對混凝土面層，不宜小于0.2%。受拉鋼筋的配筋率，不應(yīng)小于0.1%。豎向受力鋼筋的直徑，不應(yīng)小于8mm，鋼筋的凈間距，不應(yīng)小于30mm。,（5）箍筋的直徑，不宜小于4mm及0.2倍的受壓鋼筋直徑，并不宜大于6mm。箍筋的間距，不應(yīng)大于20倍受壓鋼筋的直徑，及500mm，并不應(yīng)小于120mm。 （6）當(dāng)組合磚砌體構(gòu)件一側(cè)的豎向受力鋼筋多于4根時，應(yīng)設(shè)置附加箍筋或拉結(jié)鋼筋。 （7）對于截面長短邊相差較大的構(gòu)件如墻體等，應(yīng)采用穿通墻體的拉結(jié)鋼筋作為箍筋，同時設(shè)置水平分布鋼筋。水平分布鋼筋的豎向間距及拉結(jié)鋼筋的水平間距，均不應(yīng)大于500mm。 （8）組合磚砌體構(gòu)件的頂部及底部，以及牛腿部位，必須設(shè)置鋼筋混凝土墊塊。受力鋼筋伸入墊塊的長度，必須滿足錨固要求。,4.1.3磚砌體和鋼筋混凝土構(gòu)造柱組合墻,一、定義及應(yīng)用場合 二、組合墻軸心受壓承載力計算公式 三、構(gòu)造措施,一、定義及應(yīng)用場合,1、定義： 在磚墻中間隔一定距離設(shè)置鋼筋砼構(gòu)造柱，并在各層樓蓋處設(shè)置鋼筋砼圈梁（約束梁），使磚砌體墻和鋼筋砼和圈梁組成一個整體結(jié)構(gòu)共同受力。 2、應(yīng)用場合： 磚墻豎向承載力不足又不愿意增大墻厚，往往在墻體中設(shè)鋼筋混凝土柱予以加強(qiáng)。,二、組合墻軸心受壓承載力計算公式,組合墻穩(wěn)定系數(shù),磚砌體凈截面面積,強(qiáng)度系數(shù) 當(dāng)l/bc小于4，取l/bc等于4。,三、組合磚墻的構(gòu)造要求,（1）砂漿的強(qiáng)度等級不應(yīng)低于M5，構(gòu)造柱的混凝土強(qiáng)度等級不宜低于C20。 （2）柱內(nèi)豎向受力鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度，應(yīng)符合表6-3的規(guī)定。 （3）構(gòu)造柱的截面尺寸不宜小于240mm240mm，其厚度不應(yīng)小于墻厚；邊柱、角柱的截面寬度宜適應(yīng)加大。柱內(nèi)豎向受力鋼筋，對于中柱，不宜少于412；對于邊柱、角柱，不宜少于 414。其箍筋，一般部位宜采用6200，樓層上下500mm范圍內(nèi)宜采用6100。構(gòu)造柱的豎向受力鋼筋應(yīng)在基礎(chǔ)梁和樓層圈梁中錨固，并應(yīng)符合受拉鋼筋的錨固要求。 （4）組合磚墻砌體結(jié)構(gòu)房屋，應(yīng)在縱橫墻交接處、墻端部和較大洞口的洞邊設(shè)置構(gòu)造柱，其間距不宜大于4m。各層洞口宜設(shè)置在相同的位置，并宜上下對齊。 （5）組合磚墻砌體結(jié)構(gòu)房屋應(yīng)在基礎(chǔ)頂面、有組合墻的樓層處設(shè)置現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁。圈梁的截面高度不宜小于240mm；縱向鋼筋不宜小于412，縱向鋼筋應(yīng)伸入構(gòu)造柱內(nèi)，并應(yīng)符合受拉鋼筋的錨固要求；圈梁的箍筋宜采用6200。 （6）磚砌體與構(gòu)造柱的連接處應(yīng)砌成馬牙槎，并應(yīng)沿墻高每隔500mm設(shè)26拉結(jié)鋼筋，且每邊伸入墻內(nèi)不宜小于600mm。 （7）組合磚墻的施工程序應(yīng)為先砌墻后澆混凝土構(gòu)造柱。,4.3配筋砌塊砌體構(gòu)件,（一）正截面受壓承載力計算 1、軸心受壓,（1）平截面假定：配筋砌塊砌體受力變形后，其截面仍然保持平面； （2）砌體和灌孔混凝土的抗拉強(qiáng)度在截面設(shè)計時不考慮； （3）砌體受壓區(qū)的應(yīng)力圖形可簡化為矩形； （4）砌體和灌孔混凝土的極限壓應(yīng)變?yōu)?.003；鋼筋的極限拉應(yīng)變不超過0.01。,配筋砌塊砌體偏心受壓構(gòu)件，其承載力和變形性能與鋼筋混凝土構(gòu)件相似，破壞形式亦分為大偏心和小偏心兩種。,教學(xué)內(nèi)容： 1. 房屋的結(jié)構(gòu)布置和承重體系，房屋的靜力計算方案（房屋靜力計算簡圖、剛性、剛彈性方案房屋的橫墻要求、空間性能影響系數(shù)）； 2. 墻、柱的高厚比驗算（墻柱計算高度的確定、墻柱的高厚比驗算）； 3. 單層房屋的墻體計算（彈性、剛性、剛彈性方案房屋墻、柱設(shè)計）； 4. 多層剛性方案房屋墻體計算、評講例題。,第5章混合結(jié)構(gòu)房屋墻、柱設(shè)計,教學(xué)要求： 、掌握混合結(jié)構(gòu)房屋承重體系的類型、特點(diǎn)及使用范圍； 、了解混合結(jié)構(gòu)房屋空間工作性質(zhì)，掌握房屋靜力計算方案劃分的依據(jù)； 、掌握墻、柱高厚比的計算方法； 、掌握各種靜力計算方案單層混合結(jié)構(gòu)房屋的墻體設(shè)計； 、掌握剛性方案多層混合結(jié)構(gòu)房屋墻體的設(shè)計； 6、了解彈性及剛彈性方案多層混合結(jié)構(gòu)房屋墻體的設(shè)計。,概述,（1）混合結(jié)構(gòu)房屋： 屋蓋、樓蓋等水平承重結(jié)構(gòu)的構(gòu)件采用鋼筋砼或木材，而墻、柱、基礎(chǔ)等豎向承重構(gòu)件采用砌體的房屋。 （2）無筋砌體的特性： 墻體抗壓性能較好，抗拉性能較差。 （3）砌體房屋結(jié)構(gòu)靜力設(shè)計： 承重結(jié)構(gòu)體系選擇及結(jié)構(gòu)布置，結(jié)構(gòu)計算簡圖及內(nèi)力分析，墻、柱高厚比驗算及承載力驗算，構(gòu)造措施。,（4）承重墻體的布置,結(jié)構(gòu)布置，包括墻、柱（含構(gòu)造柱）、梁、板、樓梯、雨蓬、圈梁、過梁等結(jié)構(gòu)構(gòu)件的平面布置，結(jié)構(gòu)布置是否合理，影響到房屋的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定、造價及設(shè)計與施工的難易程度。,51混合結(jié)構(gòu)房屋的結(jié)構(gòu)布置和承重體系 混合結(jié)構(gòu)房屋墻體分類 按承重墻體布置方式不同：,承重墻體,自承重墻體,分隔墻體,橫墻承重方案,縱墻承重方案,縱橫墻承重方案,內(nèi)框架承重方案,底部框架承重方案,1、橫墻承重方案,（1）荷載傳遞路徑： 板 橫墻 基礎(chǔ) 地基 （2）特點(diǎn)： 橫墻為主要承重墻； 橫向空間剛度大，整體性好； 結(jié)構(gòu)簡單，施工方便； 房間大小固定。 適用于宿舍、住宅、旅館等居住建筑和由小房間組成的辦公樓等,2、縱墻承重方案,（1）荷載傳遞路徑： 板 梁 縱墻 基礎(chǔ) 地基。 （2）特點(diǎn)： 縱墻承重，橫墻間距不受限制，建筑平面布置靈活； 門窗洞口大小和位置受到限制； 橫向剛度小，整體性差。 適用于教學(xué)樓、圖書館、食堂、俱樂部、中小型工業(yè)廠房等單層和多層空曠房屋。,3、縱橫墻承重方案,（1）荷載傳遞路徑 樓（屋）面板 基礎(chǔ) 地基 （2）特點(diǎn)： 房間布置靈活； 空間剛度和整體性好。 適用于住宅、教學(xué)樓、辦公樓及醫(yī)院等建筑。,梁 縱墻 橫墻,4、內(nèi)框架承重方案,（1）豎向荷載傳力路線：,路線：,（2）內(nèi)框架承重體系特點(diǎn)： 室內(nèi)空間較大，梁的跨度并不相應(yīng)增大 由于橫墻少，房屋的空間剛度和整體性較差 由于鋼筋混凝土柱和磚墻的壓縮性能不同，結(jié)構(gòu)易產(chǎn)生不均勻的豎向變形 框架和墻的變形性能相差較大，在地震時易由于變形不協(xié)調(diào)而破壞,5. 底層框架承重方案,（1）豎向荷載傳力路線： 屋（樓）面荷載 上層墻體 墻梁 框架柱 基礎(chǔ) 地基 （2）底層框架承重體系特點(diǎn)： 底層使用空間較大，梁的尺度并不相應(yīng)增大 由于底層墻體較少，沿房屋高度方向，結(jié)構(gòu)空間剛度將發(fā)生變化； 經(jīng)過合理設(shè)計，可獲得使用和抗震性能較好的底層框架結(jié)構(gòu)體系，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)柱弱梁的目標(biāo)。 適用于上部住宅底層商店或車庫類房屋。,以上是從大量工程實(shí)踐中概括出來的幾種承重方案，設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)不同的使用要求，以及地質(zhì)、材料、施工等條件，按照安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的原則，對幾種可能的承重方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，正確選用比較合理的承重方案。,52房屋的靜力計算方案,5.2.1、房屋靜力計算簡圖 第一種情況（房屋中間無橫墻、兩端無山墻）：一單層房屋，外縱墻承重，屋蓋為裝配式鋼筋砼樓蓋，兩端無山墻。 水平風(fēng)荷載傳遞路線： 風(fēng)荷載 縱墻 縱墻基礎(chǔ) 地基,這類房屋中，荷載作用下的墻頂位移主要取決于縱墻的剛度，而屋蓋結(jié)構(gòu)的剛度只是保證傳遞水平荷載時兩邊縱墻位移相等。,第二種情況：兩端有山墻的單層房屋。,這時，縱墻頂部的水平位移（us）不僅與縱墻本身剛度有關(guān)，而且與屋蓋結(jié)構(gòu)水平剛度和山墻的剛度有很大的關(guān)系，因此墻頂水平位移：,山墻頂面水平位移，取決于山墻的剛度,屋蓋平面內(nèi)產(chǎn)生的彎曲變形，取決于屋蓋剛度及橫（山）墻間距，屋蓋剛度愈大，橫（山）墻間距愈小，v越小,以上分析表明，由于山墻或橫墻的存在，改變了水平荷載的傳遞路線，使房屋有了空間作用，而且，兩端山墻距離越近，或增加越多的橫墻，屋蓋的水平剛度越大，房屋的空間作用越大，即空間性能越好，則水平位移越小。,砌體房屋靜力計算方案的確定,根據(jù)房屋空間性能影響系數(shù)，為簡化房屋內(nèi)力計算，砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB500032001，按照橫墻間距S和樓屋蓋類別確定了砌體房屋計算方案。,房屋靜力計算方案的確定,5.2.2剛性和剛彈性方案的房屋時橫墻,為保證橫墻具有足夠抗側(cè)剛度 1、橫墻中開有洞口時，洞口的水平截面面積