砌体结构

1.砌体结构的定义：是指由块材通过砂浆铺砌而成的结构。

块材包括了砖、石和各种砌块，
砂浆包括了水泥砂浆、石灰砂浆、混合砂浆，以及砌块专用砂浆。

砌体结构包括砖砌体、石砌体、砌块砌体。

砌体结构的优点：1）、取材方便2）、性能优良3）、施工简单4）、造价低廉
砌体结构的缺点：1）、强度较低2）、自重较大3）、劳动量大4）、占用农田
基于这些特点，砌体结构的使用受一定的限制，主要适用于受压构件。

如：用作住宅、办公楼、学校、旅馆、小型礼堂、小型厂房的墙柱基础等。

《砌体结构设计规范》（GB50003-2001）
1、砌体抗压强度远小于块材强度的原因以及影响砌体抗压强度的主要因素
2、砌体的受压承载力计算
3、梁直接支撑在砌体上的局压验算
4、高厚比的验算
5、单层及多层刚性方案房屋计算；
6、砌体房屋的构造要求；
7、过梁、挑梁、墙梁、雨蓬的受力特点及构造要求。

2.无筋砖砌体受压破坏三阶段：
第一阶段：加载→单块砖内出现细小裂缝N1=50%～70%Nu
第二阶段：细小裂缝→穿过几皮砖的连续裂缝N2=80%～90%Nu
第三阶段：若干皮砖的连续裂缝→贯通整个构件的纵向裂缝，形成半砖小柱，失稳破坏。

N3=Nu
3受压破坏特征复杂的原因分析
∙水平灰缝厚度和密实度不均匀
砖表面力分布不均匀且上下不对应
∙横向变形时相互约束
受压时横向膨胀，砖和砂浆
横向变形系数不同，相互约束。

∙弹性地基梁作用
砂浆层受压将产生压缩变形，
砖就象在弹性地基上的梁，
其内部将产生弯曲应力和剪应力
∙竖向灰缝处的应力集中
4.为什么有时砌体的强度高于砂浆的强度？
1、砂浆表面不平整：块体不仅受压而且受弯和剪；
2、竖向受压时，产生横向变形：砂浆的变形比砖大，由于粘接力的存在，砂浆横向受压，砌块横向受
拉。

砂浆强度提高（套箍作用）；
3、砌体的灰缝不可能充满：截面面积有所减少；在垂直裂缝截面上的砖内产生横向拉应力和剪应力的
应力集中，引起砌体结构的降低。

5.影响砌体抗压强度的因素
1）、块材和砂浆的强度越大，砌体的抗压强度越大；
2）、块材的尺寸越大，砌体的抗压强度越高；
3）、块材形状越平整，砌体的抗压强度越高；
4）、砂浆强度和砌筑质量越高，砌体的抗压强度越高；
5）、砂浆的和易性、保水性越好，砌体的抗压强度越高。

砖砌体灰缝厚度一般应控制在8～12mm
《砌体工程施工质量验收规范》GB50203-2002规定，水平灰缝的砂浆饱满度不得小于80%，并根据质保体系、砂浆强度、混凝土强度、砌筑工人技术等综合水平将施工技术水平划分为A、B、C三个等级。

A 级施工质量，砌体强度设计值提高5%，
B 级施工质量，砌体强度设计值按表采用，
C 级施工质量，砌体强度设计值应降低。

6.砌体抗压强度计算
各类砌体轴心抗压强度平均值取决于： （1）块体的抗压强度平均值 f 1 （2）砂浆的抗压强度平均值 f 2
砌体的抗压强度标准值 fk 与平均值fm 的关系
7.砌体承载能力的的特点：
抗压承载力远大于抗拉、抗弯、抗剪的承载力。

抗拉强度取决于：灰缝与块材间的粘结强度，破坏在界面上发生 砌体的受拉、受弯、受剪性能
主要取决于：块体与砂浆连接面的粘结强度 粘结分类 法向粘结力 切向粘结力 • 砌体强度设计值的调整系数 • 有吊车房屋和跨度不小于9m 的房屋， γa ＝0.9 • 构件截面面积A<0.3m 2时，γa ＝0.7＋A • 用水泥砂浆砌筑时，抗压强度的调整系数γa ＝0.85；弯曲抗拉强度和抗剪强度的调整系数γa ＝0.5 粉煤灰中型实心砌块
γa ＝0.75 其他砌体 • 验算施工中房屋的构件时，γa ＝1.1 • ◆ 结构能够满足功能要求而良好地工作，则称结构是“可靠”的或“有效”的。

• 反之，则结构为“不可靠”或“失效”。

• ◆ 区分结构“可靠”与“失效”的临界状态称为“极限状态” • 承载能力 极限状态 • 正常使用 极限状态 • 砌体结构正常使用极限状态的要求，一般采用相应的构造措施。

• F ——作用 使结构产生内力和变形的原因 • S ——作用效应 结构上的作用引起的效应 • R ——结构抗力 结构抵抗作用效应的能力 • S < R 可靠 S = R 极限状态 S > R 失效 •
9.无筋砌体受压构件承载力计算：
将轴向力偏心距和构件高厚比对受压构件承载力的 影响采用同一系数来考虑。

砌体轴压承载力和偏压承载力的通用公式：
2211)07.01(κ
καf f f m +=fA
N ϕ≤2
)11
(
1211211⎥
⎦
⎤⎢⎣⎡-+
+=
o
h
e ϕϕ
无筋砌体受压构件承载力计算
的取值：当砂浆强度等级大于或等于M5时，等于0.0015； 当砂浆强度等级等于M2.5时，等于0.002； 当砂浆强度等级等于0时，等于0.009 。

取值：采用烧结普通砖、烧结多孔砖、灌孔混凝土砌块时，取值1.0； 采用混凝土及轻骨料混凝土砌块时，取值1.1；
采用蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖、细料石、半细料石时，取1.2 采用粗料石、毛石时，取值1.5。

10.受压构件计算应注意的两个问题： （1）轴向力偏心距的限值： e 0≤0.6y
y 为截面重心到轴向力所在偏心方向截面边缘的距离 （2）矩形截面受压构件，
偏心方向截面边长>非偏心方向截面边长时， 除按偏心受压计算外，还应对小边长方向， 按轴压重新计算。

11.局部受压
局部受压破坏特点
（1）纵向裂缝发展引起的破坏； （2）劈裂破坏；
（3）垫板下砌体局部破坏。

砖砌体局部受压的三种破坏形态
1）因纵向裂缝的发展而破坏：在局部压力作用下 有纵向裂缝，斜向裂缝，其中部分裂缝逐渐向上或向下延伸并在破坏时连成一条主要裂缝；
2）劈裂破坏：在局部压力作用下产生的纵向裂缝少而集中，且初裂荷载与破坏荷载很接近，在砌体局部面积大而局部受压面积很小时，有可能产生这种破坏形态；
3）与垫板接触的砌体局部破坏：墙梁的墙高与跨度之比较大，砌体强度较低时，有可能产生梁支承附近砌体被压碎的现象。

局部均匀受压 （1）套箍作用
◊作用：外围对内部的横向约束作用 ◊应力：外部受拉，内部三向受压
◊效果：强度提高
（2）影响套箍效果的因素
◊影响局部抗压强度的计算面积A 0与局部受压面积A l 之比 ◊提高系数的取值： 梁端局部受压
1、有效支承长度的概念
有效支承长度a 0，一般小于搁置长度a
211αβϕ+=
o h H o β
γβ=1
35.010
-+=l A A γ
◊一般情况取值
◊简支砼梁的简化
2、上部荷载对梁端局部受压的作用
◊上部荷载传递特点：部分通过拱作用传至梁侧，形成拱的作用。

实际效应 局部受压承载力计算公式
梁下设有刚性垫块
分类：预制垫块、现浇垫块和垫梁 预制刚性垫块设计要点
刚性垫块：自梁边算起的垫块挑出长度不大于垫块厚度 配筋砌体承载力计算
1．配筋砌体的概念：配筋砌体是在砌体中设置了钢 筋或钢筋混凝土材料的砌体。

2．特点：配筋砌体的抗压、抗剪和抗弯承载力高于无筋砌体，并有较好的抗震性能。

网状配筋砌体 受力特点
当砖砌体受压构件的承载力不足而截面尺寸又受到限制时，可以考虑采用网状配筋砌体，
砌体承受轴向压力时，除产生纵向压缩变形外，还会产生横向膨胀，当砌体中配置横向钢筋网时，由于钢筋的弹性模量大于砌体的弹性模量，因此，钢筋能够阻止砌体的横向变形，同时，钢筋能够连接被竖向裂缝分割的小砖柱，避免了因小砖柱的过早失稳而导致整个砌体的破坏，从而间接的提高了砌体的抗压强度，因此，这种配筋也称为间接配筋。

砌体结构常用的结构体系及其特点？ • 横向承重方案 • 纵向承重方案 • 纵横向承重方案 • 内框架承重方案 • 底部框架承重方案
变形缝设置和承重墙体布置的一般原则 • 伸缩缝：防止墙体产生过大的温度应力和收缩应力而产生竖向裂缝。

设置在平面转折和体形变化处，房屋中部以及错层处。

• 沉降缝：消除地基过大的不均匀沉降而造成的危害。

设置在建筑平面转折处；地基压缩性有显著差异处；房屋高度或荷载差异较大处；分期建造房屋的交界处；建筑结构、地基或基础类型不同的交界处。

沉降缝将建筑物从屋盖到基础全部断开。

• 防震缝：防止地震时相邻单元相互碰撞。

房屋立面高差在6m 以上；房屋有错层，且楼板高差较大；各部分结构刚度、质量截然不同时需设置防震缝。

房屋的静力计算方案 • 《砌体结构设计规范》考虑屋盖刚度和横墙间距两个主要因素的影响，按房屋空间刚度(作用)大小，将混合结构房屋静力计算方案分为三种： • 1. 刚性方案 • 房屋的空间刚度大。

在荷载作用下，墙、柱顶端的相对位移很小，可视墙、柱顶端水平位移等于零。

这类房屋称为刚性方案房屋，其静力计算简图将承重墙视为一根竖向构件，屋盖或桂
θηt an 0kb N a l =
f h
a 10
0=05.05.10
≥-=l
A A ψ0l l N N fA
ϕηγ+≤
盖作为墙体的不动铰支座。

<0.33时可按刚性方案计算。

• 2. 弹性方案
• 房屋的空间刚度较差，在荷载作用下，墙顶的最大水平位移接近于平面结构体系，其墙柱内力计算应按不考虑空间作用的平面排架或框架计算。

>0.77时可按弹性方案计算。

• 3. 刚弹性方案
•
房屋的空间刚度介于上述两种方案之间，在荷载作用下，纵墙顶端水平位移比弹性方案要小，但又不可忽略不计，这类房屋称为刚弹性方案。

静力计算时，可根据房屋空间刚度的大小，将其水平荷载作用下的反力进行折减，然后按平面排架或框架进行计算，即计算简图相当于在屋(楼)盖处加一弹性支座。

房屋静力计算方案的划分 • 《规范》根据屋盖（楼盖）的类别和横墙间距进行静力计算方案的划分 • 刚性和刚弹性静力计算方案房屋的横墙应满足三个要求
1、横墙中开有洞口时，洞口的水平截面面积部超过横墙截面面积的50％
2、横墙的厚度不宜小于180mm
3、单层：横墙长度不小于其高度，多层：不小于H/2 墙柱高厚比验算
墻、柱的高厚比验算是保证砌体房屋施工阶段
的取值：
墙体厚度h=240mm 时，取1.2；
墙体厚度h=90mm 时，取1.
５；中间插值。

h=190mm μ1=1.3 ； h=120mm μ1=1.4。

值时应注意：
当计算结果小于0.7时，应取0.7，
墙柱高厚比验算 墙柱高厚比验算 注：
1、毛石墙、柱的容许高厚比应降低20%；
2、组合砖砌体构件的容许高厚比，可提高20%，但不得大于28；
3、验算施工阶段砂浆尚未结硬的新砌体时，允许高厚比墙取14，柱取11；
4、括号内数值为墙体厚度h=190mm 时的允许高厚比。

墙柱容许高厚比
砂浆
强
度
等级
墙柱≥
M 7 . 526
（2
4）
17（15）
M524
（2
2）
16（14）
=01411。