砌体结构--第三章
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《砌体结构》第3章 无筋砌体构件承载力计算
式进行：
• 3.3.3 受剪构件计算 • 沿通缝或齿缝受剪构件的承载力，应按下式计
算。
• 3.3.4 计算示例
• 2)在确定影响系数 时，考虑到不同种类砌体 在受力性能上的差异，应先对构件高厚比分别 乘以下列系数：
• ①粘土砖、空心砖、空斗墙砌体和混凝土中型 空心砌块砌体1.0；
• ②混凝土小型空心砌块砌体1.1；
• ③粉煤灰中型实心砌块、硅ห้องสมุดไป่ตู้盐硅、细料石和 半细料石砌体1.2；
• ④粗料石和毛石砌体1.5。
• 图3.7 局部均匀受压
• 根据试验研究，砌体局部受压可能出现以下三 种破坏形式。
• (1)因纵向裂缝的发展而破坏
• ［图3.9(a)］ • (2)劈裂破坏 • ［图3.9(b)］
• 图3.9 砌体局部均匀受压破坏 • (3)局压面积下砌体的压碎破坏
• 3.2.2 砌体局部均匀受压 • (1)局部抗压强度提高系数 • 砌体的抗压强度为f，局部抗压强度可取为γf，
• (3)梁端支承处砌体局部受压承载力计算
• 根据局部受压承载力计算的原理，梁端砌体局 部受压的强度条件为
• 由梁端支座反力N1在局部受压面上引起的平均 应力为σ= ，于是，(3.28)式可表达为：
• 因此可得梁端支承处砌体的局部受压承载力计 算公式为：
• (4)梁端下设有垫块时砌体的局部受压承载力计 算
• ②当0.7y<e≤0.95y时，除按式(3.16)验算受 压构件的承载力外，为了防止受拉区水平裂缝 的过早出现及开展较大，尚应按下式进行正常 使用极限状态验算。
• ③当e>0.95y时，直接采用砌体强度设计 值计算偏心受拉构件的承载力：
• 3.1.6 计算示例 • 3.2 局部受压 • 3.2.1 概述
• 3.3.3 受剪构件计算 • 沿通缝或齿缝受剪构件的承载力，应按下式计
算。
• 3.3.4 计算示例
• 2)在确定影响系数 时，考虑到不同种类砌体 在受力性能上的差异，应先对构件高厚比分别 乘以下列系数：
• ①粘土砖、空心砖、空斗墙砌体和混凝土中型 空心砌块砌体1.0；
• ②混凝土小型空心砌块砌体1.1；
• ③粉煤灰中型实心砌块、硅ห้องสมุดไป่ตู้盐硅、细料石和 半细料石砌体1.2；
• ④粗料石和毛石砌体1.5。
• 图3.7 局部均匀受压
• 根据试验研究，砌体局部受压可能出现以下三 种破坏形式。
• (1)因纵向裂缝的发展而破坏
• ［图3.9(a)］ • (2)劈裂破坏 • ［图3.9(b)］
• 图3.9 砌体局部均匀受压破坏 • (3)局压面积下砌体的压碎破坏
• 3.2.2 砌体局部均匀受压 • (1)局部抗压强度提高系数 • 砌体的抗压强度为f，局部抗压强度可取为γf，
• (3)梁端支承处砌体局部受压承载力计算
• 根据局部受压承载力计算的原理，梁端砌体局 部受压的强度条件为
• 由梁端支座反力N1在局部受压面上引起的平均 应力为σ= ，于是，(3.28)式可表达为：
• 因此可得梁端支承处砌体的局部受压承载力计 算公式为：
• (4)梁端下设有垫块时砌体的局部受压承载力计 算
• ②当0.7y<e≤0.95y时，除按式(3.16)验算受 压构件的承载力外，为了防止受拉区水平裂缝 的过早出现及开展较大，尚应按下式进行正常 使用极限状态验算。
• ③当e>0.95y时，直接采用砌体强度设计 值计算偏心受拉构件的承载力：
• 3.1.6 计算示例 • 3.2 局部受压 • 3.2.1 概述
第三章配筋砌体结构
同时，网状钢筋延缓了砖块的开裂及其发展， 阻止了竖向裂缝的上下贯通，避免了将砖柱分裂成 半砖小柱导致的失稳破坏。砌体和钢筋的共同工作 可延续到整体砖层被压碎，砌体完全破坏。
1、网状配筋砖砌体受压性能
网状配筋砖砌体受压时也可以分为三个阶段：
①随着荷载的增加，单块砖内出现第一批裂缝。
第一批裂缝与体积配筋率有关 2 As / aSn
如图3.20，当ρ =0.067%-0.334%时，为极限荷 载的0.5-0.86，大于无筋砌体； 当ρ=0.385%-2%时，配筋砌体极限荷载更高， 但第一批裂缝出现在极限荷载的0.37-0.59，小 于无筋砌体，可能是因为砌体配筋过多，反而使 砌体块材在初期受力不利。
②随着荷载的增加，与无筋砌体比较，裂缝数量多而细， 发展缓慢，且纵向裂缝受到横向钢筋的约束，不能沿高 度方向形成连续裂缝，这与无筋砌体受压有较大的区别。
破坏过程
在砖砌体与钢筋混凝土面层或钢筋砂浆面层结合处产生第
一批裂缝
砖砌体内逐渐产生竖向裂缝，（由于
钢筋混凝土（或砂浆）面层对砖砌体具有横向约束作用，
砌体内裂缝的发展较为缓慢）
砌体内的砖和面层
混凝土（或面层砂浆）严重脱落甚至被压碎，或竖向钢
筋在箍筋范围内压屈
破坏。
同时，砖能吸收混凝土中多余的水分，提高混凝土早期的 强度。在加固工程中有较好的效果。
3构造要求
（1） 网状配筋砖砌体中的体积配筋率，不应小于0.1%， 并不应大于1%；
（2） 采用钢筋网时，钢筋的直径宜采用3～4mm；当采 用连弯钢筋网时，钢筋的直径不应大于8mm；
（3） 钢筋网中钢筋的间距，不应大于120mm，并不应 小于30mm；
（4） 钢筋网的竖向间距，不应大于五皮砖，并不应大于 400mm；
1、网状配筋砖砌体受压性能
网状配筋砖砌体受压时也可以分为三个阶段：
①随着荷载的增加，单块砖内出现第一批裂缝。
第一批裂缝与体积配筋率有关 2 As / aSn
如图3.20，当ρ =0.067%-0.334%时，为极限荷 载的0.5-0.86，大于无筋砌体； 当ρ=0.385%-2%时，配筋砌体极限荷载更高， 但第一批裂缝出现在极限荷载的0.37-0.59，小 于无筋砌体，可能是因为砌体配筋过多，反而使 砌体块材在初期受力不利。
②随着荷载的增加，与无筋砌体比较，裂缝数量多而细， 发展缓慢，且纵向裂缝受到横向钢筋的约束，不能沿高 度方向形成连续裂缝，这与无筋砌体受压有较大的区别。
破坏过程
在砖砌体与钢筋混凝土面层或钢筋砂浆面层结合处产生第
一批裂缝
砖砌体内逐渐产生竖向裂缝，（由于
钢筋混凝土（或砂浆）面层对砖砌体具有横向约束作用，
砌体内裂缝的发展较为缓慢）
砌体内的砖和面层
混凝土（或面层砂浆）严重脱落甚至被压碎，或竖向钢
筋在箍筋范围内压屈
破坏。
同时，砖能吸收混凝土中多余的水分，提高混凝土早期的 强度。在加固工程中有较好的效果。
3构造要求
（1） 网状配筋砖砌体中的体积配筋率，不应小于0.1%， 并不应大于1%；
（2） 采用钢筋网时，钢筋的直径宜采用3～4mm；当采 用连弯钢筋网时，钢筋的直径不应大于8mm；
（3） 钢筋网中钢筋的间距，不应大于120mm，并不应 小于30mm；
（4） 钢筋网的竖向间距，不应大于五皮砖，并不应大于 400mm；
砌体结构课件.ppt
N A
1
ey i2
全截面受压或受拉边缘未开裂 受拉边缘未开裂
Nu
1
1
ey i2
Afm
' Afm
' 1
1
ey i2
h'3 Nhomakorabeah 2
e
h 1.5
3e h
' 0.75 1.5 e
h
Nu
1 2
bh'
fm
0.75
1.5
当R、S为正态分布时，Z也为正态分布。 平均值：
标准值：
现取
由公式 pf pZ 0 可得:
结构构件失效概率与可靠指标的关系
可靠度指标和失效概率在数值上一一对应，如下表所示：
3.1.3 概率理论为基础的极限状态设计法
1.承载力极限状态：（达到最大承载力或最大变形）
0S R
即下列公式的最不利组合进行计算：
i2
0.8SG1K
3.1.4 砌体强度设计值
各类砌体的强度标准值和设计值确定方法：
fk fm 11.645 f
f fk
f
《砌体工程施工质量验收规范》将砌体施工质量控制等级
分为A、B、C三个等级，在结构设计中通常按B级考虑，即 γf =1.6，当为C级时,取1.8，当为A级时，取1.5。砌体强度设计值
④当施工质量控制等级为C级（配筋砌体不允许采用C级）时，γa ＝0.89；
⑤当验算施工中房屋的构件时，γa＝1.1；但由于施工阶段砂浆尚
未硬化，砂浆强度可取为零。
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3.2 受压构件
《砌体结构》课后习题答案(本)
第三章 无筋砌体构件承载力的计算3.1柱截面面积A=0.37×0.49=0.1813m 2<0.3 m 2砌体强度设计值应乘以调整系数γa γa =0.7+0.1813=0.8813查表2-8得砌体抗压强度设计值1.83Mpa ，f =0.8813×1.83=1.613Mpa7.1037.06.31.10=⨯==h H βγβ 查表3.1得：ϕ= 0.8525 kN N kN N fA 1403.249103.249101813.0613.18525.036=>=⨯=⨯⨯⨯=ϕ满足要求。
3.2（1）沿截面长边方向按偏心受压验算 偏心距mm y mm N M e 1863106.06.03210350102.1136=⨯=<=⨯⨯== 0516.062032==h e 548.1362070002.10=⨯==h H βγβ 查表3.1得：ϕ= 0.6681 柱截面面积A=0.49×0.62=0.3038m 2＞0.3 m 2 γa =1.0查表2-9得砌体抗压强度设计值为2.07Mpa ， f =1.0×2.07=2.07 MpakN N kN N fA 35015.4201015.420103038.007.26681.036=>=⨯=⨯⨯⨯=ϕ满足要求。
（2）沿截面短边方向按轴心受压验算14.1749070002.10=⨯==h H βγβ 查表3-1得：φ0= 0.6915因为φ0>φ，故轴心受压满足要求。
3.3（1）截面几何特征值计算截面面积A=2×0.24+0.49×0. 5=0.725m 2＞0.3m 2，取γa =1.0 截面重心位置m y 245.0725.025.024.05.049.012.024.021=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯⨯+⨯⨯= y 2=0.74－0.245=0.495m截面惯性矩()()232325.0495.05.049.0125.049.012.0245.024.021224.02-⨯⨯+⨯+-⨯⨯+⨯=I =0.02961m 4截面回转半径 m A I i 202.0725.002961.0=== T 形截面折算厚度h T =3.5i=3.5×0.202=0.707m（2）承载力m y m N M e 147.0245.06.06.01159.0630731=⨯=<=== 164.0707.01159.0==T h e 22.12707.02.72.10=⨯==T h H βγβ 查表3-1得：ϕ= 0.4832 查表2-7得砌体抗压强度设计值f =2.07Mpa则承载力为 kN kN N fA 63016.7251016.72510725.007.24832.036＞=⨯=⨯⨯⨯=ϕ3.4（1）查表2-8得砌体抗压强度设计值f =1.83 Mpa砌体的局部受压面积A l =0.2×0.24=0.048m 2影响砌体抗压强度的计算面积A 0=（0.2+2×0.24）×0.24=0.1632m 2（2）砌体局部抗压强度提高系数 5.1542.11048.01632.035.01135.010＞=-+=-+=l A A γ 取5.1=γ （3）砌体局部受压承载力kNN kN N fA l 13576.1311076.13110048.083.15.136=≈=⨯=⨯⨯⨯=γ%5%46.2%10076.13176.131135＜=⨯- 承载力基本满足要求。
砌体结构构件的承载力计算
3.1
一、局部受压分类
局部受压
1、局部均匀受压 2、局部不均匀受压 3、砌体局部受压的破坏形态： （1）、因纵向裂缝发展而引起的破坏 （2）、劈裂破坏 （3）、与垫板直接接触的砌体局部破坏
套箍强化和应力扩散
二、砌体局部均匀受压
1、砌体的局部抗压强度提高系数
A0 1 0.35 1 Al
(1)、(a)图， (2)、(b)图， (3)、(c)图， (4)、(d)图，
2.5 2.0
1.5
1.25
back
三、梁端局部受压
1、梁端有效支承长度
Nl a0 38 bf tan hc a0 10 f
2、上部荷载对局部抗压强度的影响
A0 3, 0 －－上部荷载的折减系数，当 Al
第三章 砌体结构构件承载力的计算
3.1
以概率理论为基础的极限状态设计方法
一、极限状态设计方法的基本概念
1、结构的功能要求 （1）、安全性 （2）、适用性 （3）、耐久性 2、结构的极限状态 整个结构或结构的一部分超过某一特定状态而不能满足设计规定的 某一功能的要求时，此特定状态称为该功能的极限状态。 结构的极限状态分为： 承载能力极限状态和正常使用极限状态。
垫梁是柔性的，当垫梁置于墙上，在屋面梁或楼面梁的作用下，相 当于承受集中荷载的“弹性地基”上的无限长梁。
• 【例3】试验算房屋处纵墙上梁端支承处砌体局 部受压承载力。已知梁截面200mm×400mm，支 承长度为240mm，梁端承受的支承压力设计值 Nl=80kN，上部荷载产生的轴向力设计值 Nu=260kN，窗间墙截面为1200mm ×370mm • （图14.8），采用MU10烧结普通砖及M5混合砂 浆砌筑。 【解】由表查得砌体抗压强度设计值f=1.5N/mm2。 有效支承长度 a0=163.3mm 局部受压面积 Al=a0b=32660mm2
混凝土结构及砌体结构-第三章混凝土结构的设计原则
第3章 混凝土结构的设计原则
可变荷载的代表值
◎可变荷载组合值 当几种荷载进行组合时，需作适当调整，其中最大荷载 取标准值，其他伴随的荷载采用小于1.0的组合值系数乘以相 应的标准值来表达其荷载代表值，这种经调整后的伴随可变 荷载，称为可变荷载的组合值。 ◎可变荷载频遇值 结构上时而出现的较大荷载的代表值之一，是该可变荷 载标准值和荷载的频遇值系数的乘积。 ◎可变荷载的准永久值 结构上经常作用的可变荷载的代表值之一，是该可变荷 载标准值和荷载的准永久值系数的乘积。
第3章 混凝土结构的设计原则
结构的设计使用年限
结构的设计使用年限是指设计规定的结构或结构构件不 需要进行大修即可按达到其预定功能的使用时期。
设计年限可按《建筑结构可靠度设计统一标准》确定， 也可经过主管部门的批准按业主的要求确定。一般建筑结构 的设计使用年限为50年。 注意：区别建筑物的设计使用年限与建筑物的使用寿命。
荷载效应组合
1.基本组合
（1）可变荷载控制：
S G SGk Q1SQ1k γQi ci SQi k
i 2
n
（2）永久荷载控制
S G SGk γQi ci SQi k
i 2
n
2.简化组合（略）
第3章 混凝土结构的设计原则
3.3.4 按正常使用极限状态计算 S C
M < Mu f < [f]
M = Mu f = [f]
M > Mu f > [f]
wmax< [wmax] wmax= [wmax] wmax> [wmax]
第3章 混凝土结构的设计原则
承载力能力极限状态
超过该极限状态，结构就不能满足预定的安全性功能要求
砌体结构课件-3溷合结构房屋墙和柱的设计
(4) 与横墙承重体系相比，楼盖材料用量相对较多， 墙体的材料用量较少。
纵墙承重方案适用于： 使用上要求有较大空间的房屋(如教学楼、图书馆)
以及常见的单层及多层空旷砌体结构房屋(如食堂、 俱乐部、中小型工业厂房)等。
纵墙承重的多层房屋，特别是空旷的多层房屋， 层数不宜过多，因纵墙承受的竖向荷载较大，若层 数较多，需显著增加纵墙厚度或采用大截面尺寸的 壁柱，这从经济上或适用性上都不合理。因此，当 层数较多、楼面荷载较大时，宜选用钢筋混凝土框 架结构。
外纵墙→外纵墙基础 柱→柱基础
→地基
内框架承重方案的特点如下： (1) 外墙和柱为竖向承重构件，内墙可取消，因此有较
大的使用空间，平面布置灵活。 (2) 由于竖向承重构件材料不同，基础形式亦不同，因
此施工较复杂，易引起地基不均匀沉降。 (3) 横墙较少，房屋的空间刚度较差。
内框架承重方案一般用于多层工业车间、商店等建
第三章 混合结构房屋 墙体设计
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节
墙体结构布置 墙、柱内力分析 墙体构造要求 刚性方案房屋墙、柱计算 弹性和刚弹性方案房屋墙、柱计算 墙、柱基础计算
第一节 墙体结构布置
在砌体结构房屋的设计中，承重墙、柱的布置十分 重要。因为承重墙、柱的布置直接影响到房屋的平 面划分、空间大小，荷载传递，结构强度、刚度、 稳定、造价及施工的难易。
的H0应按表中数值乘以1.25后采用； 4 s--房屋横墙间距；
5 自承重墙的计算高度应根据周边支承或拉接条件
确定。
表中的构件高度H应按下列规定采用： 1 在房屋底层，为楼板顶面到构件下端支点的距离。
下端支点的位置，可取在基础顶面。当埋置较深且 有刚性地坪时，可取室外地面下500mm处；
纵墙承重方案适用于： 使用上要求有较大空间的房屋(如教学楼、图书馆)
以及常见的单层及多层空旷砌体结构房屋(如食堂、 俱乐部、中小型工业厂房)等。
纵墙承重的多层房屋，特别是空旷的多层房屋， 层数不宜过多，因纵墙承受的竖向荷载较大，若层 数较多，需显著增加纵墙厚度或采用大截面尺寸的 壁柱，这从经济上或适用性上都不合理。因此，当 层数较多、楼面荷载较大时，宜选用钢筋混凝土框 架结构。
外纵墙→外纵墙基础 柱→柱基础
→地基
内框架承重方案的特点如下： (1) 外墙和柱为竖向承重构件，内墙可取消，因此有较
大的使用空间，平面布置灵活。 (2) 由于竖向承重构件材料不同，基础形式亦不同，因
此施工较复杂，易引起地基不均匀沉降。 (3) 横墙较少，房屋的空间刚度较差。
内框架承重方案一般用于多层工业车间、商店等建
第三章 混合结构房屋 墙体设计
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节
墙体结构布置 墙、柱内力分析 墙体构造要求 刚性方案房屋墙、柱计算 弹性和刚弹性方案房屋墙、柱计算 墙、柱基础计算
第一节 墙体结构布置
在砌体结构房屋的设计中，承重墙、柱的布置十分 重要。因为承重墙、柱的布置直接影响到房屋的平 面划分、空间大小，荷载传递，结构强度、刚度、 稳定、造价及施工的难易。
的H0应按表中数值乘以1.25后采用； 4 s--房屋横墙间距；
5 自承重墙的计算高度应根据周边支承或拉接条件
确定。
表中的构件高度H应按下列规定采用： 1 在房屋底层，为楼板顶面到构件下端支点的距离。
下端支点的位置，可取在基础顶面。当埋置较深且 有刚性地坪时，可取室外地面下500mm处；
砌体结构--第三章ppt课件
精选课件
10
单一的荷载效应或荷载 效应组合相对最大值
引入函数Z，令Z=R-S=g (R, S),则结构 的工作状态可用函数Z的不同取值加以描述：
Z=R-S>0，结构处于可靠状态； Z=R-S=0，结构处于极限状态； Z=R-S<0，结构处于失效状态。
在可靠度设计中，一般把Z=g (R, S)称 为功能函数，而Z=0则称为结构或构件的极 限状态方程。
砌体结构
Masonry Structure
王志云 结构教研室
1
精选课件
第3章 砌体结构构件的计算方法
(Design method of masonry structure)
学习要点：
√了解我国规范关于砌体结构设计的可靠度理论； √掌握我国规范的砌体结构概率极限状态设计方法； √掌握砌体强度标准值与设计值的计算原则。
（注：配筋砌体不得用掺盐砂浆施工）
精选课件
45
例题
以截面为240×370mm2的棱柱体为例，该砌 体的砖强度等级为MU10，混合砂浆强度等 级为M5，求该砌体的抗压强度平均值 f m ，
标准值 f k 和设计值 f 。
解：1.抗压强度平均值
fm k 1f1 (1 0 .0 7f2)k2
0.78100.5(10.075)1.0
37孔洞率35的双排孔或多排孔轻骨料混凝土砌块砌体的抗压强度设计值383940单排孔混凝土对孔砌筑时灌孔砌体的抗剪强度设计值055vg41下列情况的各类砌体其砌体强度设计值应乘以调整系数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的梁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这是考虑厂房受吊车动力作用和较大跨度多层房屋墙柱受力情况较为复杂而采取的降低抗力保证安全的措施
砌体结构(第一、二、三章)
第一章 绪论 20 世纪以前，世界上最高的砌体结构办公用楼房是 1891 年在美国芝 加哥建成的莫纳德· 洛克大楼，它长 62m，宽 21m，高 16层。但由于当时 的技术条件限制，其底层承重墙厚 1.8m；瑞士在 50 年代后期用抗压强度 达 60MPa、孔洞率为 28%的多孔砖建成 19层和 24 层高的塔式住宅建筑， 砖墙仅 380mm 厚。
砌体结构
Masonry Structure
第一章 绪论
第一章 绪论
砌体结构的概念 采用砌筑方法，用砂浆将单个块体粘结而成的整体称 为砌体；由砌体组成的墙、柱等构件作为建筑物或构
筑物主要受力构件的结构称为砌体结构。
第一章 绪论
砌体的结构类型 梁（beam） 拱结构（arch） 圆拱（round arch） 尖拱（peaked arch） 平拱（flat arch） 穹（dome） 柱（column, pier） 墙（wall）
第一章 绪论
石柱
The Forum, AD 6 and AD 248, Rome, Italy.
第一章 绪论
砌体墙
第一章 绪论
承重墙与隔断墙
—— Panarese W. C., el. Concrete masonry handbook. Portland cement Association 1991.
第一章 绪论
罗马角斗场（公元75～80年）：50000座位， 186 155m。
第一章 绪论
瑞士Landwasser Gorge 桥（1909）：跨度55m， 高33m。
第一章 绪论
我国著名砌体结构
中国古代砖石 结构的伟大成就。
第一章 绪论
在 1400 年前由料石修建的现存河北赵县的安济桥，这是世界上最早的 单孔敞肩式石拱桥，净跨为 37.02m，宽约 9m，为拱上开洞，既可节约石 材，且可减轻洪水期的水压力，它无论在材料使用、结构受力、艺术造型和 经济上，都达到了相当高的成就，该桥已被美国土木工程学会选入世界第 12 个土木工程里程碑。 明代建造的南京灵谷寺无梁殿以砖拱为主体结构，因建殿时不用寸木， 不设梁柱，俗称"无梁殿"。室内空间为一大型砖拱，总长53.5m，总宽 37.35m，纵横两个方向均为砖砌穹拱。
砌体结构(第三章)
砌体结构在历史上有着悠久的应用， 是人类建筑文明的重要组成部分。
特性
1
砌体结构具有较好的抗压性能，能够承受较大的 轴向压力。
2
由于砌体的抗拉、抗剪、抗弯强度较低，砌体结 构一般不适用于承受拉力、剪力和较大弯矩的部 位。
3
砌体结构的保温、隔热性能较好，适用于寒冷地 区。
砌体结构的分类
根据块体的不同，砌体结构可分为砖砌体、石砌 体、砌块砌体等。
根据所使用的砂浆的不同，砌体结构可分为水泥 砂浆砌体、石灰砂浆砌体等。
根据施工方法的不同，砌体结构可分为手工砌筑 和机械施工的砌体结构。
02 砌体结构的材料粘Fra bibliotek砖01
02
03
04
粘土砖是最常见的砌体结构材 料之一，主要由粘土制成。
它具有较高的抗压强度、耐久 性和防火性能，因此在建筑中
广泛应用。
粘土砖的生产需要大量的粘土 资源，对环境有一定的影响， 因此需要合理利用和保护土地
预制装配技术
通过预制装配技术实现砌体结构的快速安装和拆卸，提高施工效率，减少对环 境的影响。
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THANKS
其他材料
其他常见的砌体结构材料还包括加气 混凝土、泡沫混凝土、玻璃纤维增强 混凝土等。
这些材料具有不同的性能特点和使用 范围，因此在选择时需要根据具体需 求进行评估和比较。
03 砌体结构的施工工艺
施工前的准备
01
02
03
现场勘查
对施工现场进行实地勘察， 了解现场的实际情况，以 便制定合理的施工方案。
材料准备
根据设计要求和施工需要， 准备足够的砌体材料，并 对材料进行质量检查，确 保符合要求。
技术交底
对施工人员进行技术交底， 明确施工要求和注意事项， 确保施工质量和安全。
特性
1
砌体结构具有较好的抗压性能，能够承受较大的 轴向压力。
2
由于砌体的抗拉、抗剪、抗弯强度较低，砌体结 构一般不适用于承受拉力、剪力和较大弯矩的部 位。
3
砌体结构的保温、隔热性能较好，适用于寒冷地 区。
砌体结构的分类
根据块体的不同，砌体结构可分为砖砌体、石砌 体、砌块砌体等。
根据所使用的砂浆的不同，砌体结构可分为水泥 砂浆砌体、石灰砂浆砌体等。
根据施工方法的不同，砌体结构可分为手工砌筑 和机械施工的砌体结构。
02 砌体结构的材料粘Fra bibliotek砖01
02
03
04
粘土砖是最常见的砌体结构材 料之一，主要由粘土制成。
它具有较高的抗压强度、耐久 性和防火性能，因此在建筑中
广泛应用。
粘土砖的生产需要大量的粘土 资源，对环境有一定的影响， 因此需要合理利用和保护土地
预制装配技术
通过预制装配技术实现砌体结构的快速安装和拆卸，提高施工效率，减少对环 境的影响。
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其他材料
其他常见的砌体结构材料还包括加气 混凝土、泡沫混凝土、玻璃纤维增强 混凝土等。
这些材料具有不同的性能特点和使用 范围，因此在选择时需要根据具体需 求进行评估和比较。
03 砌体结构的施工工艺
施工前的准备
01
02
03
现场勘查
对施工现场进行实地勘察， 了解现场的实际情况，以 便制定合理的施工方案。
材料准备
根据设计要求和施工需要， 准备足够的砌体材料，并 对材料进行质量检查，确 保符合要求。
技术交底
对施工人员进行技术交底， 明确施工要求和注意事项， 确保施工质量和安全。
砌体结构第三章
H s ≤ H 时， 0 = 0.6s
5）变截面柱高厚比验算 变截面柱，可按上、下截面分别验算高厚比； 变截面柱，可按上、下截面分别验算高厚比； 验算上柱高厚比时， 可按表中数值乘以 可按表中数值乘以1.3 验算上柱高厚比时， [β]可按表中数值乘以 后确定。 后确定。
19
二、无筋砌体受压承载力
1、单向偏心受压短柱
h = 240 : 1 = 1.2 h ≤ 90 : 1 = 1.5
中间按线性差值
2 ——有门窗洞口时修正系数。 有门窗洞口时修正系数。 有门窗洞口时修正系数
bs 2 = 1 0.4 S
9
10
柱与墙的比值[ ]近似为0.7 0.7， 2 ≥ 0.7 柱与墙的比值[β]近似为0.7，有 门窗洞口时，极限情况为柱。 门窗洞口时，极限情况为柱。
2)计算高度 2)计算高度
3
砌体受压构件的计算高度H 砌体受压构件的计算高度 0
4
4．墙柱高厚比验算 1）影响因素 （1）砂浆强度 弹性模量 稳定性、 稳定性、刚度
砂浆强度
稳定性
允许高厚比
5
6
（2）横墙间距
s
（3）支承条件 结构整体刚度
稳定性
计算高度
稳定性
计算高度
7
惯性矩 （4）截面型式 洞口
45
四、梁端下设有刚性垫块时支承处砌体的局部 受压承载力计算 1、按前述设计，局部受压承载力不满足时， 按前述设计，局部受压承载力不满足时， 可设刚性垫块 刚性垫块； 可设刚性垫块； 垫块可以预制，也可以与梁整浇； 2、垫块可以预制，也可以与梁整浇； 梁支撑在独立砖柱上必须设垫块； 3、梁支撑在独立砖柱上必须设垫块； 4、刚性垫块必须满足构造要求： 刚性垫块必须满足构造要求： 垫块高度
5）变截面柱高厚比验算 变截面柱，可按上、下截面分别验算高厚比； 变截面柱，可按上、下截面分别验算高厚比； 验算上柱高厚比时， 可按表中数值乘以 可按表中数值乘以1.3 验算上柱高厚比时， [β]可按表中数值乘以 后确定。 后确定。
19
二、无筋砌体受压承载力
1、单向偏心受压短柱
h = 240 : 1 = 1.2 h ≤ 90 : 1 = 1.5
中间按线性差值
2 ——有门窗洞口时修正系数。 有门窗洞口时修正系数。 有门窗洞口时修正系数
bs 2 = 1 0.4 S
9
10
柱与墙的比值[ ]近似为0.7 0.7， 2 ≥ 0.7 柱与墙的比值[β]近似为0.7，有 门窗洞口时，极限情况为柱。 门窗洞口时，极限情况为柱。
2)计算高度 2)计算高度
3
砌体受压构件的计算高度H 砌体受压构件的计算高度 0
4
4．墙柱高厚比验算 1）影响因素 （1）砂浆强度 弹性模量 稳定性、 稳定性、刚度
砂浆强度
稳定性
允许高厚比
5
6
（2）横墙间距
s
（3）支承条件 结构整体刚度
稳定性
计算高度
稳定性
计算高度
7
惯性矩 （4）截面型式 洞口
45
四、梁端下设有刚性垫块时支承处砌体的局部 受压承载力计算 1、按前述设计，局部受压承载力不满足时， 按前述设计，局部受压承载力不满足时， 可设刚性垫块 刚性垫块； 可设刚性垫块； 垫块可以预制，也可以与梁整浇； 2、垫块可以预制，也可以与梁整浇； 梁支撑在独立砖柱上必须设垫块； 3、梁支撑在独立砖柱上必须设垫块； 4、刚性垫块必须满足构造要求： 刚性垫块必须满足构造要求： 垫块高度
砌体结构-第3章受压构件
【解】(1)弯矩作用平面内承载力验算
e M 20 0.125m <0.6y＝0.6×310=186mm
N 160
满足规范要求。
MU10蒸压灰砂砖及M5水泥砂浆砌筑，查表得
＝1.2；
由
HO h
1.2 5 0.62
9.68
及
e 125mm
查表得
0.465
查表得，MU10蒸压灰砂砖与M5水泥砂浆砌筑的砖砌体 抗压强度设计值f=1.5MPa。
柱底截面承载力为：
a fA
＝0.465×1.0×1.5×490×620×10－3＝211.9kN＞150kN。
(2)弯矩作用平面外承载力验算 对较小边长方向，按轴心受压构件验算，此时
将
HO h
1.2 5 0.49
12.24
e0
查表得 0.816
则柱底截面的承载力为
a fA ＝0.816×1.0×1.5×490×620×10 -3＝371.9kN＞150kN
轴心受压长柱承载力： Nu 0 fm A
0 轴心受压稳定系数
长柱承载力
0
A cr
Af m
短柱承载力
0
cr
fm
2E f m 2
cr --长柱发生纵向弯曲破坏时的临界应力； cr
E 砌体材料的切线模量；
2EI
AH
2 0
2Ei
H
2 0
2
构件的长细比。2 12 2
H0
i
E
fm
3.1.3 偏心受压短柱 高厚比 H0 3 的偏心受压构件。
h 1 破坏特征：
Nu
f
由于砌体的弹塑性性能，构件边缘最大压应力及最大压应变 均大于轴心受压构件。 偏心受压短柱承载力较轴心受压短柱明显下降
砌体结构 第三章 3.5
3.5配筋砖砌体构件3.5.1 网状配筋砖砌体受压构件网状配筋砌体是在砌筑时，将时先制作好的钢筋网片按照一定的间距设置在砖砌体的水平灰缝内。
在竖向荷载作用下，由于摩擦力和砂浆的粘结作用，钢筋网片被完全嵌固在灰缝内与砌体共同工作。
这时砖砌体纵向受压，钢筋横向受拉，因钢筋的弹性模量很大，变形很小，可以阻止砌体在受压时横向变形的发展，防止了砌体因纵向裂缝的延伸过早失稳而破坏，从而间接地提高了受压承载力。
3.5配筋砖砌体构件3.5.1 网状配筋砖砌体受压构件←当在砖砌体上作用有轴向压力时，砖砌体在发生纵向压缩时，同时也产生横向膨胀变形，如果能用任何方式阻止砌体横向变形的发展，则构件承受轴向压力的能力将大大提高。
←网状配筋又称间接配筋。
间接配筋一般有网片式和连弯式两种。
←砌体和这种横向间接钢筋的共同工作可一直维持到砌体完全破坏。
3.5配筋砖砌体构件网状配筋砖砌体的受压破坏特征第一阶段：随着荷载的增加，单块砖内出现第一批裂缝，此阶段的受力特点和无筋砌体相同，但出现第一批裂缝时的荷载约为破坏荷载的60%~75%，较无筋砌体高。
第二阶段：随着荷载的继续增大，裂缝数量增多，但裂缝发展缓慢．纵向裂缝受到横向钢筋的约束，不能沿砌体高度方向形成连续裂缝，这与无筋砌体受压时有较大的不通。
第三阶段：当荷载接近破坏荷载时，砌体内部分砖严重开裂甚至被压碎，最后导致砌体完全破坏．此阶段一般不会像无筋砌体那样形成1／2砖的竖向小拄体，砖的强度得以比较充分的发挥。
无筋砖砌体的受压破坏特征第一阶段：从砌体受压开始，当压力增大至50%～70%的破坏荷载时：在砌体内某些单块砖在拉，弯，剪复合作用下出现第一批裂缝。
在此阶段裂缝细小，未能穿过砂浆层，如果不再增加压力，但块砖内的裂缝也不继续发展。
第二阶段：随着荷载的增加，当压力增大至80%～90%的破坏荷载时：单块砖内的裂缝将不断发展，并沿着坚向灰缝通过若干皮砖，在砌体内逐渐接成一段段较连续的裂缝。
砌体结构课件3
按照上式计算结构构件，使其满足最大承载力以及最大变形的要 求。
3.1.3 概率理论为基础的极限状态设计法
2.正常使用极限状态: 按照承载力极限状态设计结构构件后，再按正常使用极限状 态来验算构件正常使用或耐久性的某项要求（裂缝宽度)，在 一般情况下，正常使用极限状态可由相应的构造措施予以保证。
有时也需要进行必要的倾覆和滑移等稳定性验算，公式如下：
方法二: 采用相应公式计算φ。
1 o 0.785 2 2 1 1 0.0015 13.5
1
a fA 0.785 0.88 1.5 0.1810 187.38KN
3
N 140KN a fA 187.38KN
所以，柱底截面安全。
结构可靠度：在规定的时间和条件下，工程结构完成预定 功能的概率，是工程结构可靠性的概率度量。目的：将工程 结构的作用效应与结构抗力之间建立一个平衡（经济安全）。 1.直接经验阶段 依靠工匠们代代相传的经验，认为不夸不塌就是安全可靠。 2.安全系数阶段 允许应力设计法：砌体视为各向同性的理想弹性体，采用 弹性理论的允许应力设计法：σ≤[σ]， [σ]以凭经验判断。按 上述公式计算的承载力远小于实际承载力（不经济）。
【例2】已知一矩形截面偏心受压柱，截面为490mm×620mm， 采用强度等级为MU10烧结普通砖及M5混合砂浆，柱的计算高度 H0=5m，该柱承受轴向力设计值N=240kN，沿长边方向作用的弯 矩设计值M=26kN· m，试验算其承载力。
【解】1. 验算长边方向的承载力 （1） 计算偏心距
M 26 620 e 0.108m 108mm 0.6 y 0.6 186mm N 240 2
=1.6，当为C级时,取1.8，当为A级时，取1.5。砌体强度设计值
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精品课件
0 1 .2 S G k 1 .4 S Q 1 kn Q i ciS Q ik Rf,a k,...
i 2
设 算计 ：《0 时规1.，范35 应》SG 按中k 下对1.列4 砌i n 公体1 式结ciS 中构Q i最按k 不承利R 载组力f,合极ak 进限,...行状计态
绝对安全的，因为这两
条曲线还有相互交叉的
mR
部分，这就说明存在
R<S的概率，所谓结构
的可靠度是指R≧S这一
事件的概率。
精品课件
失效概率
f (z)
即阴影部分面积zpf0 Nhomakorabeamz
0
pf P(Z0)f(z)dz
精品课件
1 pf
z
设计统一标准中规定采用近似概率法，并规定
采似用的平估均定值 结和构标的准可值靠及度可。靠指标代mz替失m效R概m率S 来近
精品课件
砌体结构按承载力极限状态设计时，在 考虑结构重要性调整后的荷载效应应≤结构 抗力，即
0 S R
式中， 0 —结构重要安安性全全系等等数级级；为为二三一级级
S —内力设计或或值设设；计计使使用用年年限限 R —结构构件为件构为构抗5，1件5构0~0力年，5年件年0的以，0的结1上结0.0构的.构91构结.1
精品课件
承载力极限状态
这种极限状态对应于结构或结构构件达 到最大承载力或不适于继续承载的变形。
在砌体结构设计中，对任何承载的结构 或构件都需要按承载力极限状态进行计算， 以保证各个控制截面不发生破坏。
精品课件
当结构或构件出现下列状态之一时， 即认为超过了承载力极限状态：
﹡整个结构物或结构物的一部分作为刚体失 去平衡；(如倾覆等)
精品课件
§3.2极限状态设计方法 (Limit state design method)
§3.2.1结构的极限状态
整个结构物或结构物的一部分超过 某一特定状态时就不能满足设计规定的 某一功能要求，此特定状态称为该功能 的极限状态。 设计统一标准中规定，结构的极限状态 分为两类：承载力极限状态和正常使用 极限状态。
精品课件
我国1973年颁布的《砖石结构设计规范》规 定砖石结构设计计算应按材料平均强度的单 一安全系数进行，而安全系数k则是采用多 系数分析、单一系数表达的半统计、半经验 的方法确定的；
根据国家颁布的《建筑结构可靠度设计统一 标准》GB50068-2001规定的，采用近似概 率理论为基础的极限状态设计方法。
精品课件
§3.2.3 结构的可靠度和可靠指标 （Reliability index）
结构物在规定的时间内，在规定 的条件下，完成预定功能的概率，称 为结构的可靠度。
精品课件
单一的荷载效应或荷载 效应组合相对最大值
引入函数Z，令Z=R-S=g (R, S),则结构 的工作状态可用函数Z的不同取值加以描述：
砌体结构
Masonry Structure
王志云 结构教研室
精品课件
第3章 砌体结构构件的计算方法
(Design method of masonry structure)
学习要点：
√了解我国规范关于砌体结构设计的可靠度理论； √掌握我国规范的砌体结构概率极限状态设计方法； √掌握砌体强度标准值与设计值的计算原则。
精品课件
§3.1历史的回顾
起初砖石结构截面尺寸的确定全是凭经验的， 而后逐渐采用弹性理论的许可应力计算方法 进行计算；
20世纪30年代后期，前苏联注意到弹性理论 计算和试验结果不符的问题。而对偏心受压 构件计算，开始采用了修正系数；
我国1952年已开始照前苏联1943年规定，对偏 心受压计算采用修正系数以较正确的估算承 载力，以后又采用破坏阶段和三系数计算方 法；
精品课件
§3.2.2 结构的作用效应S和结构抗力R
结构的作用效应S：作用对结构产生的效应 （内力）等。
结构抗力R：是指整个机构构件而言，即结 构构件所能抵抗的内力。 由于作用效应S和结构抗力R都不是确 定性变量，而随荷载、材料强度、计算模式 及几何尺寸等的变异具有明显的随机性，应 采用随机变量或随机过程加以描述。
精品课件
0 1 .2 S G k 1 .4 S Q 1 kn Q i c iS Q ik Rf,a k,...
i 2
S 式中，S
G Q
k 1
k
—永久荷载标准值的效应；
—在基本组合中起控制作用的一个可
S Q ik 变荷载标准值的效应；
R ( ) —第i个可变荷载标准值的效应；
Q i —结构构件的抗力函数；
精品课件
§3.2.4 设计表达式（Design equation）
规范采用以概率为基础的极限状态方 程，以可靠指标度量结构构件的可靠度。 值计算复杂，需要大量的统计信息，直接在 设计中应用很不方便。规范的做法是采用分 项系数的实用设计表达式，设计人员可不必 直接计算可靠指标，只需按规范给定的各分 项系数进行计算。
mz z
z R2 S2
一求般 按 3标.7准，差相正应态的分失布效函概数率，p对f 脆1性1破0坏4。一般要
精品课件
为使设计者能针对所设计的结构的重要 程度，正确选择适当的可靠度，设计统一标 准将建筑结构的安全等级划分为三级：
注：1.对于特殊的建筑物，其安全等级根据具体情况另行确定； 2.对于地震区的砌体结构设计，应按照《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。
﹡结构构件或连接因材料强度被超过而破坏； (包括疲劳破坏)
﹡结构变为机动体系； ﹡结构或结构构件丧失稳定。(如压曲等)
精品课件
正常使用极限状态
这种极限状态对应于结构或结构构件达 到正常使用或耐久性能的某项规定极限。如 变形过大、裂缝过大、振动过大等影响正常 使用，即超过了正常使用极限状态。
在砌体结构设计中，对于正常使用极限 状态，主要通过构造措施加以保证，一般不 进行验算。仅仅在个别情况下，才需要对构 件进行变形验算。
Z=R-S>0，结构处于可靠状态； Z=R-S=0，结构处于极限状态； Z=R-S<0，结构处于失效状态。
在可靠度设计中，一般把Z=g (R, S)称 为功能函数，而Z=0则称为结构或构件的极 限状态方程。
精品课件
f
S 0
mS
由m图R 可知，当R的平m均S
R
值 大于S的平均值
时，并不能说明结构是
0 1 .2 S G k 1 .4 S Q 1 kn Q i ciS Q ik Rf,a k,...
i 2
设 算计 ：《0 时规1.，范35 应》SG 按中k 下对1.列4 砌i n 公体1 式结ciS 中构Q i最按k 不承利R 载组力f,合极ak 进限,...行状计态
绝对安全的，因为这两
条曲线还有相互交叉的
mR
部分，这就说明存在
R<S的概率，所谓结构
的可靠度是指R≧S这一
事件的概率。
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失效概率
f (z)
即阴影部分面积zpf0 Nhomakorabeamz
0
pf P(Z0)f(z)dz
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1 pf
z
设计统一标准中规定采用近似概率法，并规定
采似用的平估均定值 结和构标的准可值靠及度可。靠指标代mz替失m效R概m率S 来近
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砌体结构按承载力极限状态设计时，在 考虑结构重要性调整后的荷载效应应≤结构 抗力，即
0 S R
式中， 0 —结构重要安安性全全系等等数级级；为为二三一级级
S —内力设计或或值设设；计计使使用用年年限限 R —结构构件为件构为构抗5，1件5构0~0力年，5年件年0的以，0的结1上结0.0构的.构91构结.1
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承载力极限状态
这种极限状态对应于结构或结构构件达 到最大承载力或不适于继续承载的变形。
在砌体结构设计中，对任何承载的结构 或构件都需要按承载力极限状态进行计算， 以保证各个控制截面不发生破坏。
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当结构或构件出现下列状态之一时， 即认为超过了承载力极限状态：
﹡整个结构物或结构物的一部分作为刚体失 去平衡；(如倾覆等)
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§3.2极限状态设计方法 (Limit state design method)
§3.2.1结构的极限状态
整个结构物或结构物的一部分超过 某一特定状态时就不能满足设计规定的 某一功能要求，此特定状态称为该功能 的极限状态。 设计统一标准中规定，结构的极限状态 分为两类：承载力极限状态和正常使用 极限状态。
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我国1973年颁布的《砖石结构设计规范》规 定砖石结构设计计算应按材料平均强度的单 一安全系数进行，而安全系数k则是采用多 系数分析、单一系数表达的半统计、半经验 的方法确定的；
根据国家颁布的《建筑结构可靠度设计统一 标准》GB50068-2001规定的，采用近似概 率理论为基础的极限状态设计方法。
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§3.2.3 结构的可靠度和可靠指标 （Reliability index）
结构物在规定的时间内，在规定 的条件下，完成预定功能的概率，称 为结构的可靠度。
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单一的荷载效应或荷载 效应组合相对最大值
引入函数Z，令Z=R-S=g (R, S),则结构 的工作状态可用函数Z的不同取值加以描述：
砌体结构
Masonry Structure
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第3章 砌体结构构件的计算方法
(Design method of masonry structure)
学习要点：
√了解我国规范关于砌体结构设计的可靠度理论； √掌握我国规范的砌体结构概率极限状态设计方法； √掌握砌体强度标准值与设计值的计算原则。
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§3.1历史的回顾
起初砖石结构截面尺寸的确定全是凭经验的， 而后逐渐采用弹性理论的许可应力计算方法 进行计算；
20世纪30年代后期，前苏联注意到弹性理论 计算和试验结果不符的问题。而对偏心受压 构件计算，开始采用了修正系数；
我国1952年已开始照前苏联1943年规定，对偏 心受压计算采用修正系数以较正确的估算承 载力，以后又采用破坏阶段和三系数计算方 法；
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§3.2.2 结构的作用效应S和结构抗力R
结构的作用效应S：作用对结构产生的效应 （内力）等。
结构抗力R：是指整个机构构件而言，即结 构构件所能抵抗的内力。 由于作用效应S和结构抗力R都不是确 定性变量，而随荷载、材料强度、计算模式 及几何尺寸等的变异具有明显的随机性，应 采用随机变量或随机过程加以描述。
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i 2
S 式中，S
G Q
k 1
k
—永久荷载标准值的效应；
—在基本组合中起控制作用的一个可
S Q ik 变荷载标准值的效应；
R ( ) —第i个可变荷载标准值的效应；
Q i —结构构件的抗力函数；
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§3.2.4 设计表达式（Design equation）
规范采用以概率为基础的极限状态方 程，以可靠指标度量结构构件的可靠度。 值计算复杂，需要大量的统计信息，直接在 设计中应用很不方便。规范的做法是采用分 项系数的实用设计表达式，设计人员可不必 直接计算可靠指标，只需按规范给定的各分 项系数进行计算。
mz z
z R2 S2
一求般 按 3标.7准，差相正应态的分失布效函概数率，p对f 脆1性1破0坏4。一般要
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为使设计者能针对所设计的结构的重要 程度，正确选择适当的可靠度，设计统一标 准将建筑结构的安全等级划分为三级：
注：1.对于特殊的建筑物，其安全等级根据具体情况另行确定； 2.对于地震区的砌体结构设计，应按照《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。
﹡结构构件或连接因材料强度被超过而破坏； (包括疲劳破坏)
﹡结构变为机动体系； ﹡结构或结构构件丧失稳定。(如压曲等)
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正常使用极限状态
这种极限状态对应于结构或结构构件达 到正常使用或耐久性能的某项规定极限。如 变形过大、裂缝过大、振动过大等影响正常 使用，即超过了正常使用极限状态。
在砌体结构设计中，对于正常使用极限 状态，主要通过构造措施加以保证，一般不 进行验算。仅仅在个别情况下，才需要对构 件进行变形验算。
Z=R-S>0，结构处于可靠状态； Z=R-S=0，结构处于极限状态； Z=R-S<0，结构处于失效状态。
在可靠度设计中，一般把Z=g (R, S)称 为功能函数，而Z=0则称为结构或构件的极 限状态方程。
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f
S 0
mS
由m图R 可知，当R的平m均S
R
值 大于S的平均值
时，并不能说明结构是