注冊(cè)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)講義——砌體結(jié)構(gòu)

1、前言第八講 砌體結(jié)構(gòu)【內(nèi)容提要】砌體材料的性能，砌體結(jié)構(gòu)的基本設(shè)計(jì)原則及砌體的承載力計(jì)算；混合結(jié)構(gòu)房屋設(shè)計(jì)和房屋部件設(shè)計(jì)及抗震設(shè)計(jì)要求?！局攸c(diǎn)、難點(diǎn)】砌體結(jié)構(gòu)的基本設(shè)計(jì)原則及砌體的承載力計(jì)算，混合結(jié)構(gòu)房屋設(shè)計(jì)?！緝?nèi)容講解】砌體是把塊材(磚石、混凝土砌塊、土塊等)用灰漿(砂漿、粘土等)通過(guò)人工砌筑而形成的二種建筑材料。如果用砌體作為結(jié)構(gòu)的材料，這種結(jié)構(gòu)就是砌體結(jié)構(gòu)。材料一、材料(一)塊材塊材是砌體的主要組成部分，占有砌體總體積的78以上。除土坯外，我國(guó)砌體結(jié)構(gòu)的主要塊材是由石、粘土、工業(yè)廢料和混凝土制作的；又分為實(shí)體磚、空心磚、砌塊和石材等。不論磚或石，塊材以其標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法所得到的抗壓極限強(qiáng)度的

2、Mpa數(shù)值作為其強(qiáng)度等級(jí)(標(biāo)號(hào))。砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，對(duì)于燒結(jié)普通磚、硅酸鹽磚和燒結(jié)空心磚等的強(qiáng)度等級(jí)分為(括號(hào)內(nèi)為kg/cm2值)MU30(300)，MU25(250)，MU20(200)，MUl5(150)，MUIO(100)，MU7.5(75)；對(duì)于塊強(qiáng)度等級(jí)分為MUl5(150)，MU10(100)，MU7.5(75)，MU5(50)，MU3.5(35)；對(duì)于石材強(qiáng)度等級(jí)分為MUl00，MU80，MU60，MU50，MU40，MU30，MU20，MUl5，MUIO。(二)砂漿砂漿在砌體中所占體積(灰縫)雖大大小于塊材，但它能將砌體中的塊材聯(lián)成整體，從而改善了塊材在砌體中的受力狀態(tài)，提

3、高了防水、隔熱的能力等。砂漿是以黃砂和適量膠結(jié)料(水泥、石灰、粘土)加水?dāng)嚢瓒傻摹Ｋ譃橐韵聨追N：1水泥砂漿：按一定的重量比或體積比把水泥和黃砂加水調(diào)制而成；2石灰砂漿：按一定重量比把石灰膏與黃砂加水調(diào)制而成；3石灰水泥砂漿又叫混合砂漿：按一定重量比把石灰膏、水泥和黃砂加水調(diào)制而成；4粘土石灰砂漿：按一定份量把粘土、石灰、黃砂三者加水調(diào)制而成。在砌體結(jié)構(gòu)中，多采用第1和第3兩種，為了節(jié)省水泥，第2和第4兩種用于少層房屋的勒腳線以上。砂漿的強(qiáng)度一般采用28天齡期的立方塊(7.07cm×7.07cm×7.07cm)的抗壓強(qiáng)度表示。在砌體中所采用的砂漿，規(guī)范規(guī)定了以下的強(qiáng)度等級(jí)

4、：M15，M10，M7.5，M2.5，M1，M0.4。良好的砌體砂漿除滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求外，還應(yīng)具有以下的特征：1流動(dòng)性(或可塑性)在砌筑體的過(guò)程中，要求塊材與砂漿之間有較好的密實(shí)度，砂漿的稠度不能太大而要具有一定的流動(dòng)性；但稠度也不能太小，因?yàn)樘∫膊恍小榱藴y(cè)定合適的稠度，常用重力為3N的、頂角為30。的標(biāo)準(zhǔn)錐體，放人砂漿測(cè)定錐體的沉入量。用于磚砌體的砂漿要求沉入量為69cm；用于毛石砌體的砂漿要求沉人量為47cm等。2保水性砂漿能保持水分的能力叫保水性。保水性不好易發(fā)生離析。在砂漿增加石灰膏或粘土漿可以改善砂漿的保水性。砂漿的保水性以分層度表示，即靜置30min，上下層沉人量之差宜在12c

5、m。(三)砌體在砌體結(jié)構(gòu)中可以分為無(wú)筋砌體、配筋砌體、組合砌體和加木或加鋼筋混凝土砌體。各自有不同的構(gòu)造特點(diǎn)。1無(wú)筋砌體除了塊材和砂漿構(gòu)成的砌體外，不加其他抗拉強(qiáng)度較高的材料，如鋼筋、竹筋、木等，都稱為無(wú)筋砌體。無(wú)筋砌體房屋的抗震和抗不均勻沉陷的能力很差。2配筋砌體在灰縫中或在水泥粉刷中配置鋼筋以增強(qiáng)砌體本身的抗壓、抗拉、抗剪強(qiáng)度的砌體稱之為配筋砌體。因此又分為橫向配筋砌體和豎向配筋砌體。3組合砌體在構(gòu)件的受拉和受壓區(qū)用鋼筋混凝土(或鋼筋砂漿)代替一部分砌體原有面積并與原砌體共同工作，即為組合砌體。組合砌體與無(wú)筋砌體相比可以提高砌體抗彎、抗壓和抗剪能力。4加木或加鋼筋混凝土砌體前述配筋砌體或組

6、合砌體主要是對(duì)砌體構(gòu)件的截面用鋼筋或鋼筋混凝土加強(qiáng)。而加木或加鋼筋混凝土砌體則更多地從房屋整體上加強(qiáng)。采用加鋼筋混凝土砌體可以提高房屋抵抗不均勻沉降的能力，在地震區(qū)采用加鋼筋混凝土砌體可以通過(guò)鋼筋混凝土對(duì)砌體的約束，使砌體不易“散架”從而提高其變形和耗能能力等，這些都是從總體上加強(qiáng)。基本設(shè)計(jì)原則二、基本設(shè)計(jì)原則砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50032001采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法，用分項(xiàng)系數(shù)的設(shè)計(jì)表達(dá)式進(jìn)行計(jì)算。(一)設(shè)計(jì)表達(dá)式砌體結(jié)構(gòu)應(yīng)按承載力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)，并滿足正常使用極限狀態(tài)的要求。不過(guò)，在一般情況下，砌體結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)的要求可以由相應(yīng)的構(gòu)造措施予以保證。1砌體結(jié)構(gòu)按承載能力極

7、限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，其表達(dá)式為：混合結(jié)構(gòu)房屋設(shè)計(jì)三、混合結(jié)構(gòu)房屋設(shè)計(jì)(一)結(jié)構(gòu)布置在混合結(jié)構(gòu)房屋設(shè)計(jì)中，承重墻體的布置是設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。因?yàn)槌兄貕w的布置不僅影響房屋平面的劃分和空間的大小，而且還關(guān)系到荷載傳遞路線及房屋的空間剛度。在承重墻體的布置中，有三種方案可供選擇。1縱墻承重體系屋面荷載主要由屋面板傳給屋面梁(屋架)，再由屋面梁傳給縱墻。有些跨度較小的房屋，樓板直接擱在縱墻上，也屬縱墻承重體系。這類房屋屋(樓)面荷載的主要傳遞路線為：屋(樓)面荷載一縱墻一基礎(chǔ)一地基2橫墻承重體系樓(屋)面荷載主要由橫墻承受，這類房屋荷載的主要傳遞路線為：屋(樓)面荷載一橫墻一基礎(chǔ)一地基3縱橫墻承重體系屋(樓)

8、面荷載一部分由縱墻承重，另一部分由橫墻承重，成為縱橫墻承重體系。這類房屋荷載的傳遞路線為：(二)靜力計(jì)算在混合結(jié)構(gòu)房屋中，縱墻、橫墻(包括山墻)、樓屋蓋和基礎(chǔ)等組成一空間受力體系，共同承受作用在結(jié)構(gòu)上的各種垂直荷載和水平荷載，不僅直接承受荷載的構(gòu)件抵抗荷載的作用，而且與其相連接的其他構(gòu)件都不同程度地參加工作，抵抗所分擔(dān)的荷載。混合結(jié)構(gòu)房屋是以采用屬于哪一種靜力計(jì)算方案來(lái)區(qū)分空間作用的大小的。而屋蓋或樓蓋水平剛度的大小，以及橫墻的間距又是確定靜力計(jì)算方案的兩個(gè)主要因素。靜力計(jì)算方案有下列三種：1彈性方案當(dāng)房屋橫墻間距較大，甚至無(wú)橫墻(山墻)時(shí)，屋蓋和樓蓋的水平剛度較小，因而在水平荷載作用下，房屋

9、的水平位移較大2剛性方案當(dāng)房屋的橫墻間距較小，房屋和樓蓋的水平剛度較大時(shí)，則房屋的空間剛度也較大。因而在水平荷載作用下，房屋的水平位移很小，可假定為零。在確定墻柱的計(jì)算簡(jiǎn)圖時(shí)，可以忽略房屋的水平位移，房屋和樓蓋均可視作墻柱的不動(dòng)鉸支承，墻柱內(nèi)力可按不動(dòng)鉸支承的豎向構(gòu)件計(jì)算。這種房屋屬于剛性方案房屋。對(duì)于剛性方案，在多層剛性方案房屋中，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，假定墻體與基礎(chǔ)為鉸接，就可以把超靜定問(wèn)題變?yōu)殪o定問(wèn)題。而單層房屋則不同，一般層高較大，計(jì)算時(shí)常需考慮風(fēng)荷載，因而在墻體與基礎(chǔ)頂面交接處截面的彎矩較大。因此，在單層房屋計(jì)算簡(jiǎn)圖中，假定墻體與基礎(chǔ)頂面固接。當(dāng)作用在某一層縱墻上的豎向荷載有N¨M

10、、G時(shí)。這里NU為上面各層屋蓋、樓蓋傳來(lái)的恒荷載、活荷載及墻體自重(包括內(nèi)外粉刷及門窗自重)，作用在上一樓層墻體截面重心處。N，為本層樓蓋傳來(lái)的豎向荷載，應(yīng)考慮對(duì)墻體的實(shí)際偏心影響，當(dāng)梁支承于墻上時(shí)，梁端支承壓力M到墻內(nèi)邊的距離，對(duì)屋蓋梁應(yīng)取0.330，0為梁端有效支承長(zhǎng)度。G為本層墻體自重(包括內(nèi)外粉刷及門窗自重)，作用在本層墻體重心處。3剛彈性方案介于彈性方案和剛性方案之間的房屋，稱為剛彈性方案房屋。這種房屋的樓蓋具有一定的水平剛度，橫墻間距不太大，能起一定的空間作用，水平位移比彈性方案要小，但又不能忽略不計(jì)。剛彈性方案單層房屋的靜力計(jì)算介于剛性方案和彈性方案之間，可應(yīng)用空間性能影響系數(shù)按

11、考慮空間工作的排架來(lái)計(jì)算。房屋靜力計(jì)算方案的確定，主要根據(jù)相鄰橫墻間距s及屋蓋或樓蓋的類別進(jìn)行，可按表6-8-1來(lái)判別。 剛性和彈性方案房屋的橫墻應(yīng)符合下列要求：橫墻中開(kāi)有洞口時(shí)，洞口的水平截面面積不應(yīng)超過(guò)橫墻水平全截面面積的50。橫墻的厚度不宜小于180mm。單層房屋的橫墻長(zhǎng)度不宜小于其高度，多層房屋的橫墻長(zhǎng)度，不宜小于H/2(H為橫墻總高度)。當(dāng)橫墻不能同時(shí)符合上述要求時(shí)，應(yīng)對(duì)橫墻的剛度進(jìn)行驗(yàn)算。如橫墻的最大水平位移值Umax H4000時(shí)，仍可視作剛性或剛彈性方案房屋的橫墻。符合此剛度要求的一段橫墻或其他結(jié)構(gòu)構(gòu)件(如框架等)，也可視作剛性方案房屋的橫墻。(三)墻和柱的構(gòu)造混合結(jié)

12、構(gòu)房屋結(jié)構(gòu)布置確定后，墻體的厚度除需滿足保溫、隔音等要求外，還要滿足高厚比要求及其他構(gòu)造要求，最后，必須滿足承載力的要求。1墻和柱的允許高厚比墻、柱高厚比的限值，稱為允許高厚比。其值主要根據(jù)房屋中墻(柱)的穩(wěn)定性、剛度條件和其他各種影響因素，由經(jīng)驗(yàn)確定。規(guī)范GB500032001規(guī)定的墻、柱的允許高厚比見(jiàn)表6-8-2。注：1下列材料砌筑的墻、柱允許高厚比，應(yīng)按表中數(shù)值分別予以降低：空斗墻、中型砌塊墻、柱降低10毛石墻、柱降低20。2組合磚砌體構(gòu)件的允許高厚比，可按表中數(shù)值提高20，但不得大于28。3驗(yàn)算施工階段砂漿尚未硬化的新砌砌體高厚比時(shí)，可按表中MO4項(xiàng)數(shù)值降低10。2墻、柱的一般構(gòu)造要求

13、 為了保證房屋的空間剛度和整體性，墻、柱除應(yīng)滿足上述高厚比驗(yàn)算的要求外，還應(yīng)滿足下列構(gòu)造要求：    (1)五層及五層以上房屋的外墻、以及振動(dòng)或?qū)痈叽笥?m的墻和柱所用材料的最低強(qiáng)度等級(jí)，應(yīng)符合下列要求：磚-MU1O，砌塊-MU7.5，石材-MU30，砂漿-MU5。(2)在室內(nèi)地面以下，室外散水坡頂面以上的砌體內(nèi)，應(yīng)鋪設(shè)防潮層。防潮層材料一般采用防水水泥砂漿。室外勒腳部位應(yīng)采用水泥砂漿粉刷并抹光。地面以下或防潮層以下的砌體，所用材料的最低強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)符合要求。 (3)承重獨(dú)立磚柱的截面尺寸不應(yīng)小于240mm×370mm×370

14、mm。毛石墻厚度，不宜小于350mm，毛料石柱截面較小邊長(zhǎng)，不宜小于400mm。當(dāng)有振動(dòng)荷載時(shí)，墻、柱不宜采用毛石砌體。(4)跨度大于6m的屋架，跨度大于4.8m(對(duì)磚砌體)、4.2m(對(duì)砌塊和料石砌體)以及3.9m(對(duì)毛石砌體)的梁，其支承面下的砌體應(yīng)設(shè)置混凝土或鋼筋混凝土墊塊，當(dāng)墻中設(shè)有圈梁時(shí)，墊塊與圈梁宜澆成整體。(5)對(duì)180mm厚磚墻為4.8m，對(duì)厚度h240mm的墻，當(dāng)大梁跨度大于或等于6m(對(duì)磚墻)、4.8m(對(duì)砌塊和料石墻)時(shí)，其支承處宜加設(shè)壁柱，或采用其他加強(qiáng)措施。(6)預(yù)制鋼筋混凝土板的支承長(zhǎng)度，在墻上不宜小于lOOmm；在鋼筋混凝土圈梁上不宜小于80mm。(7)骨架房屋的

15、填充墻，應(yīng)分別采用拉結(jié)條或其他措施與骨架的柱和橫梁連接。(8)山墻處的壁柱宜砌至山墻頂部。風(fēng)壓較大的地區(qū)，檁條應(yīng)與山墻錨固，屋蓋不宜挑出山墻。(9)砌塊的砌體應(yīng)分皮錯(cuò)縫搭砌。中型砌塊上下搭砌不得小于砌塊高度的1/3，且不應(yīng)小于150mm；小型空心砌塊上下搭砌長(zhǎng)度，不得小于90mm。(10)混凝土中型空心砌塊房屋，宜在外墻轉(zhuǎn)角處、樓梯間四角的砌體孔洞內(nèi)設(shè)置不少于1根直徑為12的豎向鋼筋，并用C20細(xì)石混凝土灌實(shí)。豎向鋼筋應(yīng)貫通墻高并錨固于基礎(chǔ)和樓、屋蓋圈梁內(nèi)，其錨固長(zhǎng)度不得小于30倍的鋼筋直徑。鋼筋接頭應(yīng)綁扎或焊接，綁扎接頭搭接長(zhǎng)度不得小于35倍的鋼筋直徑。(11)空斗墻的下列部位，宜采用斗磚或

16、眠磚實(shí)砌：縱橫墻交接處，其實(shí)砌寬度距墻中心線每邊不小于370mm；室內(nèi)地面以下，及地面以上高度為180mm的砌體；櫚柵、檁條和鋼筋混凝土樓板等構(gòu)件的支承面下，高度為120180mm的通長(zhǎng)砌體，所用砂漿不應(yīng)低于M2.5；屋架、大梁等構(gòu)件的墊塊底面以下，高度為240360mm，長(zhǎng)度不應(yīng)小于740mm的砌體，其所用砂漿不應(yīng)低于M2.5。(12)墻中設(shè)置圈梁的要求，參見(jiàn)房屋部件中的圈梁部分。     房屋部件四、房屋部件(一)圈梁1圈梁的設(shè)置在砌體結(jié)構(gòu)房屋中，沿外墻四周及內(nèi)墻水平方向設(shè)置連續(xù)封閉的鋼筋混凝土梁或鋼筋磚梁，稱為圈梁。鋼筋混凝土圈梁可以現(xiàn)澆，也可以預(yù)

17、制。但由于目前磚的規(guī)格不整齊，砌體上安放圈梁時(shí)的坐漿厚度不易控制，所以預(yù)制圈梁實(shí)際應(yīng)用較少。鋼筋混凝土圈梁的寬度宜與墻厚相同，當(dāng)墻厚h>240mm時(shí)，其寬度不宜小于2h/3。其高度應(yīng)等于每皮磚厚度的倍數(shù)，并不應(yīng)小于120mm。2圈梁的作用(1)增強(qiáng)房屋的空間剛度和整體性，加強(qiáng)縱橫墻的聯(lián)系。圈梁還可以在驗(yàn)算墻、柱高厚比時(shí)為不動(dòng)鉸支承，以減小墻、柱的計(jì)算高度，提高其穩(wěn)定性。例如設(shè)有鋼筋混凝土圈梁的帶壁柱墻，當(dāng)b/sl/30時(shí)，(b為圈梁寬度，s為相鄰壁柱中心距)，圈梁可視作壁柱間墻的不動(dòng)鉸支點(diǎn)。(2)承受地基不均勻沉降在墻體中所引起的彎曲應(yīng)力，可抑制墻體裂縫的出現(xiàn)或減小裂縫的寬度，還可有效地

18、消除或減弱較大振動(dòng)荷載對(duì)墻體產(chǎn)生的不利影響。(3)過(guò)門窗洞口的圈梁，若配筋不少于過(guò)梁時(shí)，可兼作過(guò)梁。(二)過(guò)梁1過(guò)梁的設(shè)置和作用過(guò)梁是砌體結(jié)構(gòu)房屋墻體門窗洞上常用的構(gòu)件，它用來(lái)承受洞口頂面以上砌體的自重及上層樓蓋梁板傳來(lái)的荷載。過(guò)梁可采用磚砌過(guò)梁和鋼筋混凝土過(guò)梁。磚砌過(guò)梁又可分為磚砌平拱過(guò)梁和鋼筋磚過(guò)梁。2過(guò)梁的計(jì)算(1)過(guò)梁上的荷載過(guò)梁上承受的荷載有砌體自重和過(guò)梁計(jì)算高度范圍內(nèi)梁、板傳來(lái)的荷載。GB500032001規(guī)定過(guò)梁上荷載按下列采用：1)梁、板荷載對(duì)磚和小型砌塊砌體，梁、板下的墻體高度hw<Ln  。時(shí)(ln為過(guò)梁的凈跨)，可按梁、板傳來(lái)的荷載采用。梁、板下的墻體高度

19、hwln時(shí)，可不考慮梁、板荷載。對(duì)中型砌塊砌體，梁、板下的墻體高度hw<Ln或hw<3h時(shí)，(h為包括灰縫厚度的每皮砌塊高度)，可按梁、板傳來(lái)的荷載采用。梁、板下的墻體高度hwln且hw3h時(shí)，可不考慮梁、板荷載。2)墻體荷載  對(duì)磚砌體，當(dāng)過(guò)梁上的墻體高度hw< ln/3   時(shí)，應(yīng)按墻體的均布自重采用。墻體高度hwln/3時(shí)，應(yīng)按高度為ln/3墻體的均布自重采用。對(duì)小型砌塊砌體，當(dāng)過(guò)梁上的墻體高度lw<Ln/2時(shí)，應(yīng)按墻體的均布自重采用。墻體高度lw<Ln/2時(shí)，應(yīng)按高度為ln/2墻體的均布自重采用。對(duì)中型砌塊砌體，當(dāng)過(guò)梁上的墻體

20、高度hw<Ln 或hw<3h時(shí)，按墻體的均布自重采用。墻體高度hw3h時(shí)，應(yīng)按高度為ln和3h中較大值的墻體均布自重采用。(2)過(guò)梁的破壞形式磚砌過(guò)梁在荷載作用下，隨著荷載的不斷增大，將先后在跨中受拉區(qū)出現(xiàn)垂直裂縫，在靠近支座處出現(xiàn)沿灰縫近于45º的階梯形斜裂縫，這時(shí)過(guò)梁像一個(gè)拱一樣地工作。過(guò)梁下部的拉力將由鋼筋承受(對(duì)鋼筋磚過(guò)梁)或由兩端砌體提供推力來(lái)平衡(對(duì)磚砌平拱)。最后過(guò)梁可能有三種破壞形態(tài)：過(guò)梁跨中正截面的受彎承載力不足而破壞；過(guò)梁支座附近截面受剪承載力不足，沿灰縫產(chǎn)生45º方向的階梯形斜裂縫不斷擴(kuò)展而破壞；過(guò)梁支座端部墻體長(zhǎng)度不夠，引起水平灰縫的受剪

21、承載力不足發(fā)生支座滑動(dòng)而破壞。(三)墻梁由支承墻體的鋼筋混凝土托梁及其以上計(jì)算高度范圍內(nèi)的墻體所組成的組合構(gòu)件稱為墻梁。墻梁可分為承重墻梁和非承重墻梁。只承受托梁和它頂面以上墻體自重的墻梁稱為非承重墻梁，如果墻梁還承受由屋蓋和樓蓋傳來(lái)的荷載時(shí)稱為承重墻梁。1墻梁的受力特點(diǎn)墻梁是由墻和托梁組合而成。當(dāng)托梁及其上的墻體達(dá)到一定強(qiáng)度后，它們兩者就能共同工作，在裂縫出現(xiàn)前，如同鋼筋混凝土和磚砌體兩種材料組成的深梁。根據(jù)用有限單元法分析，在均布荷載作用下，其主應(yīng)力軌跡線如圖6-8-1所示。當(dāng)墻體無(wú)洞口時(shí)(圖6-8-1a)，主應(yīng)力都指向支座，墻梁形成拱作用，托梁主要受拉，這與一般受彎構(gòu)件不同。當(dāng)墻體有洞口

22、時(shí)(圖6-8-1b)，墻梁頂部荷載通過(guò)墻體的大拱和小拱向兩端支座及托梁傳遞，托梁不僅受拉，而且受彎；當(dāng)洞口位于跨中時(shí)，大拱作用加強(qiáng)，小拱作用削弱，托梁的受力又接近于無(wú)洞口的狀況。2墻梁的破壞形態(tài)(四)挑梁    在砌體結(jié)構(gòu)房屋中，常常設(shè)計(jì)一種一端嵌入墻內(nèi)，另一端懸臂挑出的梁，稱為挑梁，如雨蓬、凸陽(yáng)臺(tái)、懸挑樓梯等。    1挑梁的受力特征圖6-8-3所示挑梁，挑梁的嵌固部分承受著上部砌體極其傳遞下來(lái)的荷載作用，在挑梁的上、下界面上存在著壓應(yīng)力。當(dāng)外荷載F作用后，挑梁A處的上、下界面上就分別產(chǎn)生拉、壓應(yīng)力。隨著荷載增大，在挑梁A處的上界面

23、將出現(xiàn)水平裂縫，與上部砌體脫開(kāi)。若繼續(xù)加荷，在挑梁尾部B處的下表面，也出現(xiàn)水平裂縫，與下部砌體脫開(kāi)。若挑梁本身承載力(正、斜截面)得到保證，則挑梁在砌體中可能發(fā)生下述破壞形態(tài)。 2挑梁的破壞形式(1)挑梁傾覆破壞當(dāng)挑梁埋人端砌體強(qiáng)度較低而埋入段長(zhǎng)度l1較短，就可能在挑梁尾端處角部砌體中產(chǎn)生階梯形斜裂縫(圖6-8-3)。當(dāng)斜裂縫繼續(xù)發(fā)展，如斜裂縫范圍內(nèi)砌體及其他上部荷載不足以抵抗挑梁的傾覆，挑梁即產(chǎn)生傾覆破壞。(2)挑梁下砌體局部受壓破壞當(dāng)挑梁埋入端砌體強(qiáng)度較低而埋入段長(zhǎng)度l1較長(zhǎng)，在斜裂縫發(fā)展的同時(shí)，下界面水平裂縫也在延伸，挑梁下砌體受壓區(qū)長(zhǎng)度減小，砌體壓應(yīng)力增大。若壓應(yīng)力超過(guò)了砌體

24、的局部抗壓強(qiáng)度，則挑梁下的砌體將發(fā)生局部受壓破壞?？拐鹪O(shè)計(jì)要點(diǎn)五、抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)(一)一般規(guī)定1抗震設(shè)防的基本原則我國(guó)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)防的基本原則是“小震不壞、中震可修、大震不倒”。房屋在經(jīng)受多發(fā)的和常遇性的、低于本地區(qū)設(shè)防烈度的地震，即所謂小震的影響時(shí)，結(jié)構(gòu)一般未遭受損壞，或所受影響無(wú)需修理即可繼續(xù)正常使用，結(jié)構(gòu)仍然處于彈性階段。這里，一個(gè)地區(qū)的設(shè)防烈度即該地區(qū)的基本烈度；小震時(shí)的烈度稱眾值烈度，它比基本烈度平均低1.55度。結(jié)構(gòu)在經(jīng)受中震，即相當(dāng)于基本烈度時(shí)，雖有損壞，但修理后仍然可以繼續(xù)使用。結(jié)構(gòu)在經(jīng)受大震，即較基本烈度約高1度左右的罕遇地震烈度時(shí)，結(jié)構(gòu)可以有較大的變形，但能控制在一定的

25、范圍內(nèi)，使結(jié)構(gòu)不致倒塌，以保障人身的安全和避免財(cái)產(chǎn)的損失。當(dāng)經(jīng)受相應(yīng)于或高于基本烈度的地震作用時(shí)，結(jié)構(gòu)已進(jìn)入彈塑性階段。2砌體結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)的基本要求合理的抗震設(shè)計(jì)需要各方面的配合，其具體的基本要求如下：(1)房屋的平、立面布置1)房屋的平、立面布置宜規(guī)則、對(duì)稱，房屋的質(zhì)量分布和剛度變化宜均勻，樓層不宜錯(cuò)層。2)房屋的防震縫可按實(shí)際需要設(shè)置。當(dāng)房屋體型復(fù)雜不設(shè)防震縫時(shí)，應(yīng)選用符合實(shí)際的結(jié)構(gòu)計(jì)算模型，進(jìn)行較精細(xì)的抗震分析，采取措施提高抗震能力。當(dāng)設(shè)置防震縫時(shí)，應(yīng)將房屋分成規(guī)則的結(jié)構(gòu)單元，留有足夠的寬度，使兩側(cè)的上部結(jié)構(gòu)應(yīng)完全分開(kāi)。伸縮縫、沉降縫應(yīng)符合防震縫的要求。(2)抗震結(jié)構(gòu)體系1)抗震結(jié)構(gòu)體

26、系，應(yīng)符合下列各項(xiàng)要求：a計(jì)算簡(jiǎn)圖明確，地震作用傳遞途徑合理；b宜有多道抗震防線；c應(yīng)具備必要的強(qiáng)齲己玫謀湫文芰禿哪苣芰?BR>d宜具有合理的剛度和強(qiáng)度分布。2)抗震砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件，應(yīng)按規(guī)定設(shè)置的鋼筋混凝土圈梁和構(gòu)造柱、芯柱，或采用配筋)砌體和組合砌體柱等，以改善結(jié)構(gòu)的變形能力。3)結(jié)構(gòu)的連接，應(yīng)能保證結(jié)構(gòu)的整體性。4)抗震支撐系統(tǒng)，應(yīng)能保證地震時(shí)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。(3)非結(jié)構(gòu)構(gòu)件1)附屬構(gòu)件應(yīng)與主體結(jié)構(gòu)有可靠的連接或錨固，避免倒塌傷人或砸壞設(shè)備。2)避免不合理地設(shè)置圍護(hù)墻和隔墻而導(dǎo)致主體結(jié)構(gòu)的破壞。3)裝飾貼面與主體結(jié)構(gòu)應(yīng)有可靠連接，應(yīng)避免吊頂?shù)顾鷤恕?4)材料砌體材料應(yīng)符合下列最低要求：1)

27、粘土磚的強(qiáng)度等級(jí)不宜低于MU7.5，磚砌體的砂漿強(qiáng)度等級(jí)不宜低于M2.5，磚煙囪的砂漿強(qiáng)度等級(jí)不宜低于5。2)混凝土砌塊的強(qiáng)度等級(jí)，中砌塊不宜低于MUl0，小砌塊不宜低于MU5，砌塊砌體的砂漿強(qiáng)度等級(jí)不宜低于Mb5.0。3)構(gòu)造柱、芯柱、圈梁和基礎(chǔ)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低于C15，鋼筋的強(qiáng)度等級(jí)可采用I級(jí)或級(jí)鋼筋，箍筋宜采用I鋼筋。(5)施工1)構(gòu)造柱、芯柱的施工，應(yīng)先砌墻后澆混凝土柱，以確保砌體墻與柱的連接，提高抗側(cè)力砌體墻的變形能力。2)縱墻和橫墻的交接處應(yīng)同時(shí)咬槎砌筑或采取拉結(jié)措施。3)施工質(zhì)量的檢查和驗(yàn)收，應(yīng)符合現(xiàn)行有關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求。    (二)砌體結(jié)

28、構(gòu)房屋的抗震構(gòu)造措施(1)多層房屋的一般規(guī)定1) 多層砌體房屋的總高度、層數(shù)和層高的限值如表683，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)按照?qǐng)?zhí)行。2)多層砌體房屋總高度與總寬度的最大比值為了保證房屋的穩(wěn)定性，避免房屋發(fā)生整體彎曲破壞，不使地震作用傾覆力矩引起的彎曲應(yīng)力超過(guò)砌體的抗拉強(qiáng)度而導(dǎo)致墻體出現(xiàn)水平裂縫等，所以對(duì)多層砌體房屋總高度與總寬度的比值作了限制，見(jiàn)表6-84。3)多層砌體房屋的結(jié)構(gòu)體系多層砌體房屋的結(jié)構(gòu)體系，應(yīng)符合下列要求：a承重結(jié)構(gòu)體系：應(yīng)優(yōu)先采用抗震效果好的橫墻承重體系，或縱、橫墻共同承重的結(jié)構(gòu)體系。b墻體的布置：為了使各個(gè)墻垛所承受的地震作用大體相同，防止個(gè)別墻垛受力過(guò)大和薄弱部位的率先破壞，

29、縱橫墻的布置宜均勻?qū)ΨQ，沿平面內(nèi)宜對(duì)齊，沿豎向應(yīng)上下連續(xù)；同一軸線上的窗間墻也宜均勻。c防震縫：在烈度為8度和9度的地區(qū)，如果房屋立面的高差在6m以上，或房屋有錯(cuò)層且樓板高差較大，或者房屋各部位結(jié)構(gòu)的剛度和質(zhì)量截然不同，則均宜設(shè)置防震縫。防震縫的兩側(cè)都要設(shè)置墻體，縫寬可采用50100mm。d樓梯間：樓梯間不宜設(shè)置在房屋的盡端和轉(zhuǎn)角處，否則要對(duì)設(shè)置樓梯的盡端開(kāi)間采取特殊措施。e煙道、風(fēng)道、垃圾道：在墻壁中設(shè)置煙道、風(fēng)道、垃圾道等洞口，每每削弱或減薄墻身，墻體的剛度突變，成為薄弱部位，一旦地震，應(yīng)力集中，首先遭到破壞。所以，這些洞道不應(yīng)削弱墻體。如果墻體受到削弱，則應(yīng)在砌體中配筋，或采用預(yù)制管道構(gòu)

30、件等加強(qiáng)措施。另外，對(duì)于附墻煙囪以及高出屋面的煙囪，也宜采用豎向配筋加強(qiáng)。4)多層砌體房屋抗震橫墻的間距多層砌體房屋的橫向水平地震力主要由樓蓋傳遞，由橫墻承擔(dān)。在房屋中，樓蓋與縱、橫墻共同構(gòu)成了房屋的空間剛度，房屋的空間剛度即由樓蓋的類別以及縱、橫墻的布置而定。樓蓋的水平剛度大(例如現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓蓋)，以及橫墻布置密(房間的開(kāi)間小)，則房屋的空間剛度大，抗震性能就好。所以，橫墻不但本身必須具備承受橫向地震力的能力，還必須限制其間距，使得樓蓋具有足夠的水平剛度以傳遞橫向地震水平力。即如果樓蓋的水平剛度大，則橫墻的間距就可以大些，反之則橫墻的間距就必須減小，才能滿足樓蓋對(duì)傳遞水平地震力所必需的剛

31、度要求。多層砌體房屋抗震橫墻的間距，不應(yīng)超過(guò)表685的要求。5)多層砌體房屋的局部尺寸限值    設(shè)計(jì)時(shí)，還要注意房屋的一些局部部位，有些局部部位往往會(huì)成為薄弱環(huán)節(jié)，地震時(shí)首先失效，引起整棟房屋破壞、甚而倒塌。例如窗間墻，其布置宜均勻，寬度最好相同，且不宜小于表1486規(guī)定的數(shù)值；墻的端部至窗邊的盡端墻，其尺寸不能太小，否則在水平剪力作用下，容易從窗角向上、下方外延的斜裂縫。若盡端墻失效并連同窗口上方的砌體一起塌落，就會(huì)導(dǎo)致樓板傾毀。其他如懸臂的、懸挑的構(gòu)件，都要注意其尺度或加以錨固。多層砌體房屋的局部尺寸限值，宜符合表6-8-6的要求。(2)多層磚房的構(gòu)造措施注

32、：本表系根據(jù)地震區(qū)的宏觀調(diào)查資料分析所定，如采用增設(shè)構(gòu)造柱等措施，可適當(dāng)放寬。1)鋼筋混凝土構(gòu)造柱在多層砌體結(jié)構(gòu)房屋中設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱是一項(xiàng)非常有效的抗震措施。構(gòu)造柱不但使砌體結(jié)構(gòu)房屋承受變形的性能大為改善，而且使已開(kāi)裂的墻體的位移受到限制，從而提高房屋的抗震性能。如圖6-8-4和圖6-8-5所示，當(dāng)在墻砌體的左右兩側(cè)設(shè)置有鋼筋混凝土構(gòu)造柱、上下兩邊設(shè)置有鋼筋混凝土圈梁時(shí)，雖然其破壞過(guò)程和上述的墻體類似(即墻體中部先出現(xiàn)裂縫，然后裂縫沿對(duì)角線伸展，最后是柱端混凝土被斜向剪斷而破壞)，但有構(gòu)造柱與圈梁形成的閉合框架，猶如對(duì)墻體加一豎向和橫向形成的箍一樣，對(duì)破裂后的墻體起約束作用，使墻體不致散

33、落解體，仍然具有相當(dāng)?shù)某惺茇Q向荷載的能力和承受水平地震的抗震能力。只要構(gòu)造柱的縱向鋼筋不斷裂，破裂的墻體就依舊能夠在原來(lái)的平面內(nèi)來(lái)回滑移、摩擦、變形，從而耗散大量的地震能量，達(dá)到大震時(shí)保持房屋裂而不倒的目的。在這個(gè)意義上說(shuō)，構(gòu)造柱對(duì)在地震區(qū)建造磚砌體結(jié)構(gòu)房屋所起的作用是重大的。 試驗(yàn)和研究表明，構(gòu)造柱對(duì)墻體的開(kāi)裂強(qiáng)度無(wú)明顯的提高，對(duì)墻體的抗剪強(qiáng)度約可提高1030左右(提高幅度與墻體高寬比、豎向壓力和開(kāi)洞情況有關(guān))。但是，直至破壞，構(gòu)造柱始終能與墻體結(jié)合在一起共同工作，對(duì)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性效果很好；同時(shí)，構(gòu)造柱是在墻體破裂之后才能充分發(fā)揮作用的，而當(dāng)墻體破壞之后，水平地震力又將大為降低。

34、因此，構(gòu)造柱也不必使用過(guò)大的截面或配置過(guò)多的鋼筋來(lái)提高它本身的抗剪能力。根據(jù)對(duì)多層砌體磚房抗震實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)和上述的分析，就可以得出：構(gòu)造柱的設(shè)置部位(一般應(yīng)當(dāng)設(shè)置在震害較重、連接構(gòu)造比較薄弱，和易于應(yīng)力集中的部位)，構(gòu)造柱與圈梁、墻體和基礎(chǔ)的連接方法，以及構(gòu)造柱的截面和配筋等設(shè)計(jì)問(wèn)題?，F(xiàn)分別歸納如下。多層粘土磚房，應(yīng)按表687的要求設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱。多層粘土磚房構(gòu)造柱，應(yīng)符合表6-8-8所列的要求。2)現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁設(shè)置鋼筋混凝土圈梁可以加強(qiáng)多層磚房縱橫各墻體間的連接，增強(qiáng)房屋的整體性和剛度。圈梁形同一個(gè)箍緊樓、屋蓋的水平橫箍，圈梁連同構(gòu)造柱一起，加強(qiáng)了樓屋蓋、墻體的整體性、穩(wěn)定性，以約

35、束墻體裂縫的開(kāi)展，使之有較高的變形能力，有效地提高了房屋的抗震性能。因此設(shè)置圈梁是多層磚砌體結(jié)構(gòu)房屋抗震的重要措施。圈梁還可以緩解因地震和其他因素引起地基不均勻沉降對(duì)房屋帶來(lái)的破壞。多層粘土磚房的現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁設(shè)置，應(yīng)符合表6-8-9的要求。3)多層粘土磚房樓、屋蓋抗震構(gòu)造，應(yīng)符合表6-8-10的要求。4)樓梯問(wèn)的構(gòu)造要求樓梯間由于比較空曠、支承弱，在地震中每每破壞嚴(yán)重，必須采取一系列有效的構(gòu)造措施。至于突出于屋頂?shù)臉翘荨㈦娞蓍g，由于受到的地震作用較大，所以在構(gòu)造措施上也應(yīng)當(dāng)特別加強(qiáng)。樓梯間應(yīng)符合表6-8-11所列要求。5)對(duì)地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的要求同一結(jié)構(gòu)單元不宜在性質(zhì)截然不同的地基土上；同

36、一結(jié)構(gòu)單元宜采用同一類型的基礎(chǔ)，基礎(chǔ)底面宜埋置在同一標(biāo)高上，不然因地面運(yùn)動(dòng)傳遞到基礎(chǔ)不同標(biāo)高處而造成震害。如設(shè)置在同一標(biāo)高有困難時(shí)，則應(yīng)設(shè)置基礎(chǔ)圈梁，并應(yīng)按1：2的臺(tái)階逐步放坡過(guò)渡，高差不宜有過(guò)大的突變；對(duì)于軟弱地基上的房屋，應(yīng)在外墻及所有承重墻下增設(shè)基礎(chǔ)圈梁，以加強(qiáng)抵抗不均勻沉陷和增強(qiáng)房屋基礎(chǔ)部分的整體性(見(jiàn)表6-8-9)。例題【例題1】砌體在軸心受壓時(shí)，塊體的受力狀態(tài)為(    )。(A)壓力    (B)剪力、壓力    (C)彎矩、壓力    (D)彎矩、剪力、壓力、

37、拉力答案：(D)解析：砌體在軸心受壓時(shí)，由于塊體表面平整，而砂漿鋪砌又不可能十分均勻，其受壓不均勻，因此塊體受彎矩、剪力、壓力、拉力的共同作用?！纠}2】進(jìn)行砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，必須滿足下面哪些要求?(    )砌體結(jié)構(gòu)必須滿足承載能力極限狀態(tài)砌體結(jié)構(gòu)必須滿足正常使用極限狀態(tài)一般工業(yè)與民用建筑中的砌體構(gòu)件，可靠指標(biāo)3.2一般工業(yè)與民用建筑中的砌體構(gòu)件，可靠指標(biāo)3.7(A)    (B)    (C)    (D)答案：(B)解析：砌體結(jié)構(gòu)應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)，并滿足正常使用極

38、限狀態(tài)的要求；一般工業(yè)與民用建筑中的砌體構(gòu)件，可靠指標(biāo)3.7，故(B)正確?！纠}3】下面關(guān)于配箍磚砌體的說(shuō)法哪種是正確的?(    )(A)軸向力的偏心距超過(guò)規(guī)定限值時(shí)，宜采用網(wǎng)狀配筋磚砌體(B)網(wǎng)狀配筋砌體抗壓強(qiáng)度較無(wú)筋砌體提高的主要原因是由于砌體中配有鋼筋，鋼筋的強(qiáng)度較高，可與砌體共同承擔(dān)壓力；(C)組合磚砌體在軸向壓力下，鋼筋混凝土面層與砌體共同承擔(dān)軸向壓力，并對(duì)砌體有橫向約束作用(D)網(wǎng)狀配筋磚砌體的配筋率越大，砌體強(qiáng)度越高，應(yīng)盡量增大配筋率答案：(C)解析：磚砌體配箍后，使鋼筋混凝土面層與砌體成為一個(gè)整體，故其共同承擔(dān)軸向壓力，且箍對(duì)砌體有橫向約束作用【例題4】經(jīng)驗(yàn)算某房屋墻體的高厚比不滿足要求，可采用下列哪些措施?(    )提高砂漿強(qiáng)度等級(jí)；提高磚的強(qiáng)度等級(jí)；增加墻的厚度；減小洞口面積；減少與之相連的填充隔墻的間距；減少與之相連承重墻的間距；增加構(gòu)造柱。(A)    (B)    (C)    (D)答案：(D)解析：本題可采用排除法，當(dāng)房屋墻體的高厚比不滿足要求時(shí)，用提高磚的強(qiáng)度等級(jí)和減少與之相連的填充隔墻的