第十六章砌体结构Word格式文档下载.docx

1、蒸压粉煤灰砖以电厂粉煤灰为主要用料，掺配一定比例的石灰、石膏和集料或一些碱性激发剂等。这种砖的抗冻性、长期强度稳定性和防水性能等稍差，可用于一般建筑。这类砖的强度等级划分为：MU25、MU20、MUl5和MUl0。（三）砌块块体尺寸较大时，称为砌块。高度在180-350mm的块体，一般称为小型砌块；高度在360-900mm的块体，一般称为中型砌块。中型砌块尺寸大、重量重，由于生产、运输、砌筑等等方面的原因，近年来我国已很少采用中型砌块的房屋建筑，现行规范也取消了中型砌块的内容，规范中的砌块即指的是小型砌块。我国目前应用的砌块按材料分有两种： 1混凝土空心砌块：由普通混凝土制成，有单排孔的和多排

2、孔的，空心率在2550，主规格尺寸为390rnm190mm190mm。2轻骨料混凝土空心砌块：有单排孔的和多排孔的，用于承重的单排孔砌块材料多为水泥煤渣混凝土和煤矸石混凝土，用于承重的多排孔砌块（空心率不大于35）材料多为陶粒混凝土、火山灰混凝土和浮石混凝土。以上两种砌块简称混凝土砌块或砌块。砌块的长度应满足建筑模数的要求，在竖向尺寸上结合层高与门窗来考虑，力求型号少，组装灵活，便于生产、运输和安装。砌块的厚度及空心率应根据结构的承载力、稳定性、构造与热工要求决定。砌块的强度等级划分为：M20、MUl5、MUl0、MU7.5和MU5。（四）石材在建筑中，常用的有重质天然石（花岗石、石灰石、砂岩

3、）及轻质天然石。重质天然石强度高，耐久，但导热系数大，开采困难，一般用于基础砌体和重要建筑物的贴面，不宜作采暖房屋的墙壁，因其厚度大。石砌体中的石材应选用无明显风化的天然石材。石材按其加工后的外形规则程度，可分为料石和毛石。1料石（1）细料石：通过细加工，外形规则，叠砌面凹人深度不应大于10mm，截面的宽度、高度不宜小于200mm，且不宜小于长度的14。（2）半细料石：规格尺寸同上，但叠砌面凹入深度不应大于15mm。（3）粗料石：规格尺寸同上，但叠砌面凹入深度不应大于20mm。（4）毛料石：外形大致方正，一般不加工或仅稍加修整，高度不应小于200mm，叠砌面凹人深度不应大于25mm。2毛石 形

4、状不规则，中部厚度不应小于200mm。石材的强度等级，可用边长为70mm的立方体试块的抗压强度表示。抗压强度取三个试件破坏强度的平均值。石材的强度等级划分为MUl00、MU80、MU60、MUS0、MU40、MU30和MU20。当采用其他边长的立方体试块时，其强度等级应乘以相应的换算系数。二、砂浆砂浆是由胶结材料（石灰、水泥）和细骨料（砂）加水搅拌而成的混合材料。其作用是将砌体中的砖石连接成整体而共同工作。同时，因砂浆抹平砖石表面使砌体受力均匀，此外，砂浆填满砖石间缝隙，提高了砌体的保温性与抗冻性。砂浆按其配合成分可分为：（1）水泥砂浆：按一定的重量比或体积比由水泥与砂加水拌和而成，它是无塑性

5、掺和料的纯水泥砂浆。（2）混合砂浆：按一定重量比由水泥、掺和料（石灰膏、粘土）与砂加水拌和而成，它是有掺和料的水泥砂浆，如石灰水泥砂浆、粘土水泥砂浆。（3）非水泥砂浆：按一定重量比由胶结材料石灰与砂加水拌和而成，它是不含水泥的砂浆，如石灰砂浆、石灰粘土砂浆。砂浆的强度是由28天龄期的每边长为70.7mm的立方体试件的抗压强度指标为依据，其强度等级符号以“M”表示，划分为M15、M10、M75、M5和M25。验算施工阶段新砌筑的砌体强度，因为砂浆尚未硬化，可按砂浆强度为零确定其砌体强度。砌筑用砂浆除强度和耐久性等要求外，还应具有以下的特性。（1）流动性（或可塑性）在砌筑砌体的过程中，要求块材与砂

6、浆之间有较好的密实度，应使砂浆容易而且能够 均匀地铺开，也就是有合适的稠度，以保证它有一定的流动性。砂浆的可塑性，采用重 （力）3N、顶角300的标准锥体沉人砂浆中的深度来测定，锥体的沉人深度根据砂浆的用途规定为：用于砖砌体的为70-lOOmm；用于砌块砌体的为50-70mm；用于石砌体的为30-50mm。（2）保水性 砂浆能保持水分的能力叫做保水性；砂浆的质量在很大程度上决定于其保水性。在砌 筑时，砖将吸收一部分水分，如果砂浆的保水性很差，新铺在砖面上的砂浆的水分很快被吸去，则使砂浆难于铺平，而使砌体强度有所下降。砂浆的保水性以分层度表示，即将砂浆静止30min，上下层沉人量之差宜在1020

7、mm。在砂浆中掺人适量的掺和料，可提高砂浆的流动性和保水性，既能节约水泥，又可提高砌筑质量。纯水泥砂浆的流动性与保水性比混合砂浆差，因此，混合砂浆砌筑的砌体比同等级的水泥砂浆砌筑的砌体强度要高。为了提高砌块砌体的砌筑质量，根据需要在水泥砂浆中掺人一定比例的掺和料和外加剂，采用机械搅拌制成，专门用于砌筑馄凝土砌块的砌筑砂浆，简称砌块专用砂浆，使砂浆具有更好的和易性和粘结力，其强度等级用Mb表示。同理，由水泥、集料、水以及根据需要掺入的掺和料和外加剂等组分，按一定比例混合，采用机械搅拌后，用于浇注混凝土砌块砌体芯柱或其他需要填实的孔洞部位的混凝土，简称砌块灌孔混凝土，其强度等级用Mb表示。三、砌体

8、由块体和砂浆砌筑而成的整体结构称为砌体。（一）无筋砌体1砖砌体在房屋建筑中，砖砌体用作内外承重墙或围护墙及隔墙。其厚度是根据承载力及高厚 比的要求确定的，但外墙厚度往往还需考虑到保暖及隔热的要求。砖砌体一般多砌成实砌的，有时也可砌成空斗的，砖柱则应实砌。按照砖的搭砌方式，实砌砌体通常采用一顺一顶、梅花顶和三顺一顶砌合法。对上下两层顶砖间的顺砖愈多，则宽为240mm的两片半砖墙之间的联系愈弱，其承载能力有所下降。实砌标准砖墙的厚度为120mm （半砖）、240mm（1砖）、370mm（1.5专砖）、490mm（2砖）、620mm（2专砖）、740mm（3砖）等。如果墙厚度不按半砖而按0.25砖进

9、位，则需加砌一块侧砖而使厚度为180mm、300mm、420mm等。2砌块砌体目前采用的砌块砌体有普通混凝土小型空心砌块砌体、轻骨料混凝土小型空心砌块砌 体。用小型砌块可砌成190mm、90mm等不同厚度的墙体。3；石砌体由石材和砂浆或石材和混凝土砌筑而成的整体结构称为石砌体，石砌体分为料石砌体、毛石砌体和毛石混凝土砌体。（二）配筋砌体1网状配筋砖砌体 在砖柱或墙体的水平灰缝内配置网状钢筋或水平钢筋，则构成网状配筋砌体。2组合砌体 由砖砌体和钢筋混凝土面层或钢筋砂浆面层组成的砌体称为组合砌体。这种砌体用于承受偏心压力较大的墙和柱。3配筋砌块砌体在对孔砌筑的混凝土砌块的竖向孔洞中设置竖向钢筋，并

10、配以水平分布钢筋和箍筋，然后灌注灌孔混凝土形成配筋砌块砌体。四、砌体的受压性能影响砌体抗压强度的因素很多，其中主要为块体和砂浆的强度，此外如搭缝方式、砂 浆和块体的粘结力、竖向灰缝饱满程度以及构造方式等等也有一定的影响。将我国历年各地众多砌体抗压强度的试验数据进行统计和回归分析，并经多次校核， 我国规范提出了一个比较完整、统一的表达砌体抗压强度平均值计算公式。即 fm=k1（1+0.07f2） k2 （1611）式中： fm砌体轴心抗压强度平均值（MPa）； kl砌体种类和砌筑方法等因素对砌体抗压强度的影响系数； a与块体高度有关的参数； f1块体（砖、石、砌块）抗压强度平均值（MPa）； f

11、2砂浆抗压强度平均值（MPa）； k2-砂浆强度不同时，砌体抗压强度的影响系数。根据建筑结构设计统一标准GB 50068的规定，砌体抗压强度标准值是取抗压强度平均值fm的概率密度分布函数0.05的分位值，则材料强度的标准值和设计值分别为 fk= fm（11.645f） （161-2） f= （16-1-3）式中 f -砌体强度的变异系数，其值通过试验结果统计确定； f-砌体结构的材料性能分项系数，当砌体施工质量控制等级达到砌体工程施工及验收规范GB50203-98中规定的B级（在设计计算中，通常按B级考虑）水平时，取f =1.6；当施工控制等级为C时，f =1.8，即强度设计值调整系数a =1

12、618=089（见本节七、4）；当为A级时，可取a =1.05，即将砌体强度设计值提高5。至于灌孔混凝土砌块砌体，经试验证实，空心砌块砌体能与灌孔混凝土形成的芯柱共同工作，其抗压强度由未灌孔的空心砌体和灌孔混凝土两者组成，但考虑施工因素要将灌孔混凝土的强度调低。于是可得单排孔混凝土砌块对孔砌筑时，灌孔砌体的抗压强度设计值fg，应按下列公式计算： fg=f+十0.6afc （16-1-4） a= （1615）式中fg灌孔砌体的抗压强度设计值，并不应大于未灌孔砌体抗压强度设计值的2倍；f未灌孔砌体的抗压强度设计值，应按相应表格采用；fc灌孔混凝土的轴心抗压强度设计值；a砌块砌体中灌孔混凝上面积和砌

13、体毛面积的比值；混凝土砌块的孔洞率；棍凝土砌块砌体的灌孔率，系截面灌孔混凝土面积和截面孔洞面积的比值，不应小于33。砌块砌体的灌孔混凝土强度等级不应低于Cb20，也不宜低于两倍的块体强度等级。注：灌孔混凝土的强度等级Cbx x等同于对应的混凝土强度等级Cxx的强度指标。五、砌体的受拉性能砌体受轴心拉力时，按照力作用于砌体方向的不同，砌体可能会发生沿齿缝截面、也可能沿块体和竖向灰缝截面、或者沿通缝截面破坏。砌体的轴心受拉承载力主要取决于块体与砂浆之间的粘结强度，一般与砂浆的粘结强度有关。竖向灰缝一般不饱满，粘结不可靠，故计算中仅考虑水平灰缝的粘结强度。因法向粘结强度往往不能保证，故设计时应避免采

14、用沿通缝截面的轴心受拉构件。砌体沿齿缝截面的轴心抗拉强度平均值按下式计算： ft,m=k3 （1616）式中 ft,m砌体轴心抗拉强度平均值； k3系数，可按块体类别查用规范现成表格中数据，下同 f2砂浆抗压强度平均值。砌体弯曲受拉破坏时，也有沿齿缝截面、沿块体与竖向灰缝截面、以及沿通缝截面三种破坏形态。砌体沿齿缝和沿通缝截面的弯曲抗拉强度按下式计算： ftm,m=k4 （1617）式中 ftm,m-砌体弯曲抗拉强度平均值； k4系数。六、砌体的受剪性能受纯剪时，砌体可能沿通缝、或沿阶梯形截面破坏，因为竖向灰缝的抗剪能力很低，所以可取二者的抗剪强度相等。但在压弯受力状态下，砌体可能发生剪摩破坏

15、、剪压破坏和斜压破坏等三种剪切破坏形态。砌体材料强度、试件尺寸、加载周期、竖向压应力的大小、截面是否开洞削弱等因素都有影响。砌体抗剪强度按下式计算： fv,m=k5 （16-18） 式中 fv,m-砌体抗剪强度平均值； k5-系数；对于单排孔混凝土砌块对孔砌筑时，灌孔砌体的抗剪强度设计值fvg，应按下式计算： fvg=0.2 （1619） 式中 fg灌孔砌体的抗压强度设计值。七、各类砌体的强度设计值和强度设计值调整系数a龄期为28d的以毛截面计算的各类砌体抗压、轴心抗拉、弯曲抗拉和抗剪强度设计值，当施工质量控制等级为B级时，砌体结构设计规范GB50003-2001中已列有详细表格供采用。但在下

16、列情况的各类砌体，其砌体强度设计值应乘以调整系数a1考虑吊车对厂房的动力影响和柱受力的不利因素，对有吊车房屋砌体、跨度不小于9m的梁下烧结普通砖砌体、跨度不小于75m的粱下烧结多孔砖、蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖砌体，混凝土和轻骨料混凝土砌块砌体，a为09；2当构件截面较小时，若有局部缺陷或遇碰损，则对强度影响较大。故而对无筋砌体构件，其截面面积小于03m2时，a为其截面面积加0.7。对配筋砌体构件，当其中砌体截面面积小于02m2时，a为其截面面积加08。构件截面面积均以m2计；3由于水泥砂浆的流动性和保水性较差，当砌体用水泥砂浆砌筑时，对各类砌体的抗压强度设计值数值，a为0.9；对各类砌体的轴心

17、抗拉、弯曲抗拉和抗剪强度设计值数值，a为08；对配筋砌体构件，当其中的砌体采用水泥砂浆砌筑时，仅对砌体的强度设计值乘以调整系数ya；4当施工质量控制等级为C级（注：配筋砌体不允许采用C级）时，a为0.89；5当验算施工中房屋的构件时，a为1.1。八、砌体的弹性模量砌体的弹性模量正，是根据砌体受压时的应力一应变图确定的。根据应力、应变取值的不同，砌体的弹性模量有原点弹性模量E0、割线模量E、和切线模量E三种表达方式。规范GB 50003-2001规定，砌体的弹性模量取为应力应变曲线上应力为0.43fm点的割线模量，即E=0.8E0。根据采用砂浆强度的不同、并考虑了块材强度以及影响砌体强度的因素，

18、规范规定了各类砌体受压弹性模量的数值供查用。砌体的剪变模量可取G=0.4E。此外，砌体的线膨胀系数和收缩率以及摩擦系数等计算指标，规范中也列有给定的数 据。第二节 基本设计原则砌体结构设计规范GB 50003-2001采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，以可靠指标度量结构构件的可靠度，采用分项系数的设计表达式进行计算。可参见第十四章第二节的有关内容。一、设计表达式砌体结构应按承载能力极限状态设计，并满足正常使用极限状态的要求。不过，在一 般情况下，砌体结构正常使用极限状态的要求可以由相应的构造措施予以保证。1砌体结构按承载能力极限状态设计时，其表达式为： 0SR （1621） S=GCGG

19、K+Q1CQ1Q1K + （1622）并应按下列公式中最不利组合进行计算： 0（1.2SGK+1.4SQ1K+）R（f,ak） （162-4） 0（1.35ScK十1.4）R（f,ak） （1625）式中 0-结构重要性系数。对安全等级为一级或设计使用年限为50年以上的结构构件，不应小于1.1,对安全等级为二级或设计使用年限为50年的结构构件，不应小于1.0；对安全等级为三级或设计使用年限为1-5年的结构构件，不应小于0.9；SGk-永久荷载标准值的效应；SQ1K-在基本组合中起控制作用的一个可变荷载标准值的效应；SQiK-第i个可变荷载标准值的效应；R（.）结构构件的抗力函数；YQi第i个可

20、变荷载的分项系数；Ci第i个可变荷载的组合值系数。一般情况下应取0.7；对书库、档案库、储藏室或通风机房、电梯机房应取0.9；f-砌体的强度设计值，f=fk/ffk _砌体的强度标准值，fk= fm1.645ff砌体结构的材料性能分项系数，一般情况下，宜按施工控制等级为B级考虑，取f =1.6；当为C级时，取f =1.8；fm砌体的强度平均值；f砌体强度的标准差；k几何参数标准值。1当楼面括荷载标准值大于4kNm2时，式中系数1.4应为1.3；2施工质量控制等级划分要求应符合砌体工程施工质量验收规范）GB 50203的规定。2当砌体结构作为一个刚体，需验算整体稳定性时，例如倾覆、滑移、漂浮等，

21、应按下列设计表达式进行验算： 0（1.2SG2K+1.4SQ1K+）0.8R SG1K （1626）式中 SG1K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。二、材料性能分项系数 f= （1627） 式中 f砌体结构变异系数。砌体结构的材料性能分项系数f为砌体强度标准值fK与强度设计值几的比值。材料强度标准值经考虑材料性能分项系数后，即为材料强度设计值。材料强度设计值较材料强度标准值在数值上又小许多，因而也有更大的保证率，它大约相应于构件在非正常使用情况下强度可能的最小值。我国标准GBJ 6884曾取f =15。而现行的砌体结构设计规范则适当提高了安 全度的水

22、准，并根据现场质量管理、砂浆和混凝土强度、砂浆拌和方式、砌筑工人水平等项目对结构安全度的影响，按照施工质量控制等级的规定，将砌体结构材料性能分项系数f划分为A、B、C三个等级，见式（16-13）下说明。三、设计使用年限砌体结构和结构构件在设计使用年限内，在正常维护下，必须保持适合使用，而不需 大修加固。设计使用年限可按国家标准建筑结构可靠度设计统一标准确定。四、建筑结构的安全等级根据建筑结构破坏可能产生的后果（危及人的生命、造成经济损失、产生社会影响等）的严重性，建筑结构应按表1621划分为三个安全等级，设计时应根据具体情况适当选用。安全等级破坏后果建筑物类型一级很严重重要的房屋二级严重一般的

23、房屋三级不严重次要的房屋1对于特殊的建筑物，其安全等级可根据具体情况另行确定； 2对地震区的砌体结构设计，应按现行国家标准（建筑抗震设防分类标准）GB50223根据建筑物重要性区分建筑物类别。例：砌体沿齿缝截面破坏的抗拉强度,主要是由（ ）决定的。A.块体强度B.砂浆强度C.砂浆和块体的强度D.上述A、B、C均不对解：由砌体的性能可知,砌体轴心抗拉强度主要取决于块体与砂浆之间的粘结强度,一般与砂浆粘结强度有关;当沿齿缝截面破坏时,其抗拉强度ft.m与砂浆抗压强度有关,故应选B项。验算截面尺寸为240mm1000mm的砖柱,采用水泥砂浆砌筑,施工质量为A级,则砌体抗压强度的调整系数a应取（ ）。

24、A. 0.9 X （0.24+0.7） B. （0.24十0.7） X1.00C. 0.9 X （0.24+0.7） X 1. 05 D.上述A、B、C均不对水泥砂浆调整系数为0.9;施工质量为A级,计算时不调整a,又截面面积0.24X1=0.24m23时，实际的偏心距已为e+ei，ei为附加偏心距。 当轴心受压时，偏心距e=0 0= ei= （163-2）于是可求得矩形截面的影响系数为： （163-3）式中 0轴心受压构件的稳定系数，按式（16-3-4）计算。 （1634）式中 当3时，取甲0=1 a=与砂浆强度等级有关的系数：当砂浆强度等级大于或等于M5时，a=0.0015；当砂浆强度等级等于M25时，a=0.002；当砂浆强度等级f2=0时，a=0.009。2T形或十形截面计算T形或十字形截面受压构件的时，应以折算厚度hT=3.5i代替式（1633） 中的h。式中 i截面的回转半径，i=（三）受压构件的承载力计算根据以上分析，受压构件的承载力应按下式计算： NfA （1635）式中 N_荷载设计值产生的轴向力，即轴向力设计值； 高厚比和轴向力的偏心距e对受压构件承载力的影响系数； f-砌体抗压强度设计值； A-截面面积，对各类砌体均可按毛截面计算；对带壁柱墙，其翼缘