第12章砌體結(jié)構(gòu)

第12章砌體(qìtǐ)結(jié)構(gòu)的材料共六十三頁12.1概述(ɡàishù)砌體結(jié)構(gòu)(jiégòu)——用磚、石或砌塊為塊材，用砂漿砌筑而成的結(jié)構(gòu)。磚砌體石砌體砌塊砌體共六十三頁砌體結(jié)構(gòu)一般用于工業(yè)與民用建筑的內(nèi)外墻、柱、基礎(chǔ)及過梁。具有以下優(yōu)點：

1、較易就地取材。

2、與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，節(jié)省鋼筋和水泥(shuǐní)，降低造價。

3、具有良好的耐久性、化學(xué)穩(wěn)定性和大氣穩(wěn)定性。

4、具有良好的隔聲、隔熱保溫性。共六十三頁河北定縣開元寺塔于公元1055年建成，是當(dāng)時世界(shìjiè)上最高的砌體結(jié)構(gòu)。它高84.2m，共11層，平面為八邊形，底部邊長9.8m，采用磚砌雙層筒體結(jié)構(gòu)體系。中國(zhōnɡɡuó)是砌體大國，在歷史上有舉世聞名的萬里長城，它是兩千多萬年前用“秦磚漢瓦”建造的世界上最偉大的砌體工程之一；共六十三頁明代建造的南京靈谷寺無梁殿以磚拱券為主體(zhǔtǐ)結(jié)構(gòu)，室內(nèi)空間為一大型磚拱，總長53.5m，總寬37.35m，縱橫兩個方向均為磚砌穹拱，無一根梁。中列最大跨度11.25m，凈高11.4m；前后列跨度5m，凈高7.4m；與列正交的小洞跨度3.85m，凈高5.9m；外部出檐、斗拱、檁、枋等均以磚石仿造木構(gòu)件制作。共六十三頁巴特農(nóng)神廟(shénmiào)共六十三頁砌體結(jié)構(gòu)的缺點也很明顯：1、砌體強度小，自重大，材料用量多。傳統(tǒng)的粘土磚破壞耕地，給環(huán)境影響較差。2、砌體和砂漿之間的粘結(jié)(zhānjié)較弱，強度低，抗震性能差。3、砌筑工作繁重，施工進度慢共六十三頁12.2砌體(qìtǐ)材料及力學(xué)性能12.2.1砌體材料及其強度(qiángdù)

1、磚燒結(jié)磚非燒結(jié)硅酸鹽磚（1）燒結(jié)磚燒結(jié)普通磚（實心磚或空洞率在15%以下） 原料：粘土、煤矸石、頁巖或粉煤灰 標(biāo)準(zhǔn)磚尺寸：240×115×53mm

強度等級：MU30、MU25、MU20、MU15、MU10

適用范圍：房屋上部及地下基礎(chǔ)等部位共六十三頁共六十三頁燒結(jié)多孔磚 原料：同燒結(jié)磚，但孔洞率大于15%

尺寸：承重多孔磚目前主要采用

P型磚（240×115×90）和

M型磚（190×190×90） 多孔磚優(yōu)點：可節(jié)約粘土、減少砂漿用量、提高工效、節(jié)省墻體造價；可減輕塊體自重、增強墻體抗震性能 適用范圍：房屋上部結(jié)構(gòu)（不宜用于凍脹地區(qū)地下(dìxià)部位），多用于圍護結(jié)構(gòu)。共六十三頁（2）非燒結(jié)硅酸鹽磚（包括蒸壓灰砂磚和蒸壓粉煤灰磚） 原料：石灰和砂 尺寸：同燒結(jié)普通磚 適用范圍： 不得用于長期受熱200℃以上、受急冷急熱和有酸性介質(zhì)侵蝕的建筑部位，MU15和MU15以上的蒸壓灰砂磚可用于基礎(chǔ)及其他建筑部位，蒸壓粉煤灰磚用于基礎(chǔ)或用于受凍融和干濕交替(jiāotì)作用的建筑部位必須使用一等磚 強度等級：

MU25、MU20、MU15、MU10共六十三頁2、砌塊(qìkuài)

原料：普通混凝土或輕骨料(ɡǔliào)混凝土主規(guī)格尺寸：390×190×190mm

小型砌塊：高度為180~350mm

中型砌塊：高度為360~900mm

大型砌塊：高度大于900mm孔洞率：25%～50%強度等級：MU20、MU15、MU10、MU7.5、MU5共六十三頁3、石材(shícái)分類：（按其加工后的外形(wàixínɡ)規(guī)則程度）可分為料石和毛石強度等級：MU100、MU80、MU60、MU50~MU20七級特點：抗壓強度高，耐久性好，多用于房屋的基礎(chǔ)部位。共六十三頁4、砂漿(shājiāng)1.

砂漿作用(1)將單個的塊體粘結(jié)成整體、促使構(gòu)件應(yīng)力分布均勻；(2)填實塊體之間的縫隙，提高砌體的保溫和防水(fánɡshuǐ)性能，增強墻體抗凍性能砂漿品種塑性摻合料和易保水性強度耐久性耐水性水泥砂漿無差較高好好混合砂漿有好高較好差非水泥砂漿有好低差無2.砂漿分類(1)水泥砂漿；(2)混合砂漿；(3)非水泥砂漿（石灰、粘土砂漿）共六十三頁3.強度等級 按齡期(línɡqī)28天的立方體（邊長70.7mm）測得的抗壓強度平均值，分為：M15、M10、M7.5、M5、M2.5五級。 施工階段新砌筑的砌體強度可按砂漿強度為零確定其砌體強度

共六十三頁12.3砌體(qìtǐ)的分類根據(jù)砌體的作用，分為：承重砌體與非重砌體根據(jù)砌筑方法及材料(cáiliào)不同，分為：實心砌體與空斗砌體，磚砌體、石砌體、無筋砌體與配筋砌體。共六十三頁12.3.1無筋砌體1.磚砌體砌筑方法：一順(yīshùn)一丁、梅花丁和三順一丁墻體尺寸：240mm（一磚）、370mm（一磚半）、490mm（二磚）620mm（二磚半）2.砌塊砌體砌筑應(yīng)選用配套砌塊先排塊后施工，施工時砌塊底面向上反向砌筑。墻體尺寸：190、200、240、290mm

砌塊砌體為建筑工廠化、機械化、加快建設(shè)速度、減輕結(jié)構(gòu)自重(zìzhòng)開辟新的途徑。我國目前使用最多的是混凝土小型空心砌塊砌體。共六十三頁

空斗墻砌筑方法(fāngfǎ)(a)一眠一斗(b)一眠多斗(c)無眠空斗

一順(yīshùn)一丁

梅花丁

三順一丁

共六十三頁3.石砌體因地制宜，在產(chǎn)石地區(qū)適用。石砌體的類型有料石(liàoshí)砌體、毛石砌體和毛石混凝土砌體。共六十三頁12.3.2配筋砌體(qìtǐ)1.配筋磚砌體(qìtǐ)共六十三頁2.配筋砌塊(qìkuài)砌體共六十三頁共六十三頁12.4砌體(qìtǐ)的力學(xué)性能實際工程砌體(qìtǐ)結(jié)構(gòu)常做受壓構(gòu)件，分析受壓性能1.磚砌體的受壓破壞特征軸心受壓柱破壞分為三階段第一階段：破壞荷載0.5-0.7第一條裂縫出現(xiàn)第二階段：破壞荷載0.8-0.9裂縫貫通若干皮磚第三階段：小柱體失穩(wěn)破壞共六十三頁影響(yǐngxiǎng)砌體抗壓強度的因素1）、塊體與砂漿的強度等級2)、塊體的尺寸與形狀3)、砂漿的流動性、保水性及彈性模量的影響4)、砌筑質(zhì)量與灰縫的厚度共六十三頁2.砌體(qìtǐ)的抗拉、抗彎、抗剪強度砌體(qìtǐ)的抗拉性能：軸心受拉構(gòu)件的主要破壞形式為沿齒縫截面破壞，主要取決于塊材與砂漿連接面的粘結(jié)強度，所以可由砂漿的強度等級來決定。砌體的受彎性能：受力特征為沿齒縫截面受彎破壞、沿通縫截面受彎破壞和沿塊體與豎向灰縫截面受彎破壞。共六十三頁砌體(qìtǐ)的抗剪性能：破壞特征均為沿灰縫的破壞，其抗剪強度主要取決于水平灰縫中砂漿與塊體的粘結(jié)強度。共六十三頁第13章砌體構(gòu)件(gòujiàn)的承載力計算共六十三頁13.1概述(ɡàishù)13.2受壓構(gòu)件13.3局部受壓共六十三頁承載力計算(jìsuàn)計算公式適用(shìyòng)于軸心受壓、偏心受壓特別注意：對矩形截面，當(dāng)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行驗算共六十三頁計算(jìsuàn)要點1、的取值，通過(tōngguò)查表或計算均可，但均需要先算高厚比2、砌體抗壓強度設(shè)計值需根據(jù)實際工況（施工質(zhì)量、截面面積、或水泥砂漿砌筑等）調(diào)整。共六十三頁例題(lìtí)磚柱截面為490mm×370mm，采用粘土磚MU10，混合砂漿M5砌筑，柱計算高度H0=5m，承受(chéngshòu)軸心壓力設(shè)計值為170kN（包括自重），試驗算柱底截面強度。解：確定砌體抗壓強度設(shè)計值計算構(gòu)件的承載力影響系數(shù)驗算磚柱承載力共六十三頁已知某受壓磚柱，承受軸向力設(shè)計(shèjì)值沿截面長邊方向的彎矩設(shè)計值柱的計算高度H0=5.9m，采用MU10普通燒結(jié)粘土磚和M5混合砂漿砌筑，截面尺寸為，施工質(zhì)量控制等級為B級。試驗算該柱的承載力是否滿足要求。共六十三頁無筋砌體(qìtǐ)的受壓承載力計算無筋砌體高厚比的驗算相關(guān)構(gòu)造要求共六十三頁無筋砌體(qìtǐ)高厚比的驗算

矩形(jǔxíng)截面墻柱高厚比驗算帶壁柱墻高厚比驗算帶構(gòu)造柱強高厚比驗算共六十三頁

矩形(jǔxíng)截面墻柱高厚比驗算

墻、柱的高厚比應(yīng)符合下列(xiàliè)條件：μ1——自承重墻允許高厚比的修正系數(shù)；μ2——有門窗洞口墻允許高厚比的修正系數(shù)。

[]——墻、柱允許高厚比——墻、柱的計算高度h——墻厚或矩形柱與相對應(yīng)的邊長。共六十三頁墻柱計算高度(gāodù)確定混合結(jié)構(gòu)房屋(fángwū)的靜力計算方案和構(gòu)件兩端約束條件對墻、柱的承載力計算和高厚比驗算有影響，用H0表示，它是由墻、柱的實際高度H，并根據(jù)房屋類別和構(gòu)件兩端的約束條件來確定的。

共六十三頁房屋類型柱帶壁柱墻或周邊拉結(jié)的墻排架方向垂直排架方向s＞2H2H≥s＞Hs≤H有吊車的單層房屋變截面柱上段彈性方案2.5Hu1.25Hu2.5Hu剛性、剛彈性方案2.0Hu1.25Hu2.0Hu變截面柱下段1.0Hl0.8Hl1.0Hl無吊車的單層房屋和多層房屋單跨彈性方案1.5H1.0H1.5H剛彈性方案1.2H1.0H1.2H多跨彈性方案1.25H1.0H1.25H剛彈性方案1.10H1.0H1.10H剛性方案1.0H1.0H1.0H0.4s+0.2H0.6s受壓構(gòu)件(gòujiàn)的計算高度H0共六十三頁1）保證構(gòu)件不致因過于細(xì)長，在荷載作用(zuòyòng)下喪失穩(wěn)定，在滿足強度要求的同時具有足夠的穩(wěn)定性；2）通過高厚比控制，使墻、柱有足夠剛度，避免出現(xiàn)過大的側(cè)向變形；3）保證施工中安全。允許(yǔnxǔ)高厚比共六十三頁

墻、柱高厚比的允許極限值稱允許高厚比，用[]表示；[]值與墻、柱砌體材料的質(zhì)量和施工技術(shù)水平等因素有關(guān)；隨著科學(xué)技術(shù)的進步，在材料強度(qiángdù)日益增高，砌體質(zhì)量不斷提高的情況下，[]值將有所增大。砂漿強度等級墻柱M2.52215M5.02416≥M7.52617共六十三頁

－－自承重墻的高厚比的修正系數(shù)(xìshù)。－－有門窗洞口墻允許高厚比修正系數(shù)。共六十三頁無筋砌體(qìtǐ)高厚比的驗算

矩形(jǔxíng)截面墻柱高厚比驗算帶壁柱墻高厚比驗算帶構(gòu)造柱強高厚比驗算共六十三頁帶壁柱墻和構(gòu)造(gòuzào)柱墻1）整片墻高厚比驗算(yànsuàn)2）壁柱間墻高厚比驗算：不論房屋屬于何種靜力計算方案，一律按剛性方案選用.共六十三頁無筋砌體(qìtǐ)高厚比的驗算

矩形截面墻柱高厚比驗算(yànsuàn)帶壁柱墻高厚比驗算帶構(gòu)造柱強高厚比驗算共六十三頁帶構(gòu)造(gòuzào)柱強高厚比驗算

墻中設(shè)鋼筋混凝土構(gòu)造(gòuzào)柱時，可提高墻體使用階段的穩(wěn)定性和剛度。施工過程中大多數(shù)是先砌墻后澆筑構(gòu)造柱，應(yīng)采取措施，保證構(gòu)造柱、墻在施工階段的穩(wěn)定性——系數(shù)。對細(xì)料石、半細(xì)料石砌體，取為0；對混凝土砌塊、粗料石、毛料石及毛砌體，取為1.0；其他砌體，取為1.5。

共六十三頁無筋砌體的受壓承載力計算無筋砌體高厚比的驗算相關(guān)(xiāngguān)構(gòu)造要求共六十三頁一、一般構(gòu)造(gòuzào)要求承重獨立磚柱的截面尺寸不應(yīng)小于240mm×370mm。毛石墻的厚度不宜小于350mm，毛料石柱較小邊長不宜小于400mm。當(dāng)有振動荷載時，墻柱不宜采用毛石砌體。屋架跨度大于6m或梁跨度分別大于4.8m(磚砌體)、4.2m(砌塊和料石砌體)、3.9m(毛石砌體)時，應(yīng)在其支承處砌體上設(shè)置(shèzhì)混凝土或鋼筋混凝土墊塊。當(dāng)墻中有圈梁時，墊塊宜與圈梁澆成整體。共六十三頁

厚度240mm墻上梁的跨度大于或等于6m、砌塊或料石墻以及厚度小于240mm磚墻上梁的跨度大于或等于4.8m時，宜在梁支座下設(shè)壁柱或構(gòu)造柱，或采取其他加強(jiāqiáng)措施。預(yù)制鋼筋混凝土板的支承長度在墻上不宜小于100mm，在鋼筋混凝土圈梁上不宜小于80mm；當(dāng)利用板端伸出鋼筋拉結(jié)并用混凝土灌縫時，其支承長度可為40mm，但板端縫寬不宜小于80mm，灌縫混凝土強度等級不宜低于C20。共六十三頁砌塊墻與后砌隔墻(ɡéqiánɡ)交接處，應(yīng)沿墻高每400mm在水平灰縫內(nèi)設(shè)置不少于2φ4的焊接鋼筋網(wǎng)片。共六十三頁砌塊砌體應(yīng)分皮錯縫搭砌，上下皮搭砌長度不得小于90mm。不滿足上述要求時，應(yīng)在水平灰縫內(nèi)設(shè)置不于2φ4的焊接鋼筋(gāngjīn)網(wǎng)片(橫向鋼筋的間距不宜大于200mm)，網(wǎng)片每端均應(yīng)超過該垂直縫，其長度不得小于300mm。

共六十三頁

對于五層及五層以上房屋的墻，以及受振動或?qū)痈叽笥?m的墻、柱所用材料的最低強度(qiángdù)等級：磚為MU10，砌塊MU7.5，石材MU30，砂漿M5。共六十三頁地面以下或防潮層以下的砌體(qìtǐ)，潮濕的房間的墻，按規(guī)范選擇材料?；恋某睗癯潭葻Y(jié)普通磚、蒸壓灰砂磚混凝土砌塊石材水泥砂漿嚴(yán)寒地區(qū)一般地區(qū)稍濕的MU10MU10MU7.5MU30M5很濕的MU15MU10MU7.5MU30M7.5含水飽和的MU20MU15MU10MU40M10注：在凍脹地區(qū)，地面以下或防潮層以下的砌體，當(dāng)采用(cǎiyòng)多孔磚時，其孔洞應(yīng)用水泥砂漿灌實；當(dāng)采用(cǎiyòng)混凝土砌塊時，其孔洞應(yīng)采用(cǎiyòng)強度等級不低于Cb20的混凝土灌實。共六十三頁二、防止或減輕(jiǎnqīng)墻體開裂的主要措施a)溫度裂縫(b)沉降裂縫砌體房屋常見(chánɡjiàn)裂縫形態(tài)裂縫對房屋性能的影響：

①外觀

②防水、防滲、保溫性能

③整體性、承載能力、耐久性和抗震性能裂縫形成原因

①設(shè)計

②施工

③材料→干縮裂縫

④環(huán)境溫度變化→溫度裂縫

⑤地基不均勻沉降→沉降裂縫共六十三頁防止(fángzhǐ)或減輕墻體開裂的原理

①合理的結(jié)構(gòu)布置

②加強房屋結(jié)構(gòu)的整體剛度

③設(shè)置沉降縫

④設(shè)置收縮縫防止或減輕墻體開裂的措施 在保證收縮縫間距的基礎(chǔ)上，為了防止或減輕房屋頂層墻體的裂縫，可根據(jù)房屋具體情況分別采取“防、放、抗”措施：

1.為減少屋面與頂層墻體溫差，防止墻頂產(chǎn)生裂縫，屋面應(yīng)設(shè)置保溫、隔熱層。

2.為釋放或降低溫差應(yīng)力，屋面保溫（隔熱）層或屋面剛性面層及砂漿找平層應(yīng)設(shè)置分隔(fēngé)縫，分隔縫間距不宜大于6m，并與女兒墻隔開，其縫寬不小于30mm。共六十三頁3.受溫差影響較大地區(qū)可適當(dāng)選用裝配式有檁體系鋼筋混凝土屋蓋和瓦材屋蓋。在鋼筋混凝土屋面板與墻體圈梁的接觸面處設(shè)置水平滑動(huádòng)層，滑動層可采用兩層油氈夾滑石粉或橡膠片等；對于長縱墻，可只在其兩端的2～3個開間內(nèi)設(shè)置，對于橫墻可只在其兩端各l/4范圍內(nèi)設(shè)置（l為橫墻長度）。屋面滑動層構(gòu)造詳圖共六十三頁針對墻體不同區(qū)域，可采取下列構(gòu)造措施(cuòshī)加強其抗裂能力：

（1）頂層屋面板下設(shè)置現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁，并沿內(nèi)外墻拉通，房屋兩端圈梁下的墻體內(nèi)宜適當(dāng)設(shè)置水平筋； （2）頂層挑梁末端下墻體灰縫內(nèi)設(shè)置3道焊接鋼筋網(wǎng)片（縱向鋼筋不宜少于2φ4，橫筋間距不宜大于200mm）或2φ6鋼筋，鋼筋網(wǎng)片或鋼筋應(yīng)自挑梁末端伸入兩邊墻體不小于1m；梁下一皮磚灰縫屋面挑梁構(gòu)造詳圖1—2f4鋼筋網(wǎng)片或2f6鋼筋梁下一皮磚灰縫共六十三頁當(dāng)房屋剛度(ɡānɡdù)較大時，可在窗臺下或窗臺角處墻體內(nèi)設(shè)置豎向控制縫。在墻體高度或厚度突然變化處也宜設(shè)置豎向控制縫，或采取其它可靠的防裂措施。豎向控制縫的構(gòu)造和嵌縫材料應(yīng)能滿足墻體平面外傳力和防護的要求?？招钠鰤K房屋的控制縫灰砂磚、粉煤灰磚砌體宜采用粘結(jié)性好的砂漿砌筑，混凝土砌塊(qìkuài)砌體應(yīng)采用砌塊專用砂漿砌筑。共六十三頁11.4局部(júbù)受壓一、局部受壓分類1、局部均勻(jūnyún)受壓2、局部不均