第八章 砌体结构构件及混合结构房屋

构件高度H示意图
受压构件的计算高度H0
柱 建筑物类别 排架方 向 垂直排架方向 带壁柱墙或周边拉结墙 S>2H 2H≥S>H S≤H
单跨弹性方案 单跨刚弹性方案
无吊 车的 房屋 多跨弹性方案 多跨刚弹性方案 刚性方案
1.50H 1.20H
1.25H 1.10H 1.0H
1.0H 1.0H
1.0H 1.0H 1.0H 1.0H

楼盖和屋盖用钢筋混凝土结构，而墙体及基础采用砌体结构建造 的房屋通常称为混合结构房屋，它广泛用于各种中小型工业与民 用建筑中，如住宅、办公、商店、学校、仓库等。混合结构房屋 具有构造简单、施工方便、工程总造价低等特点。 墙体是混合结构房屋中的主要承重构件，按墙体在房屋中的位置， 可分为内墙和外墙，按墙体在房屋中的方向，可分为纵墙和横墙； 按墙体在房屋中的受力情况，又有承重墙和自承重墙之分（自承 重墙只承受其本身的自重和水平力；承重墙除承受本身的自重和 水平力外，还承受楼面、屋面传来的垂直荷载），墙体类型见图。
门窗洞口修正系数 μ2=1-0.4 s =0.82 外纵墙墙厚h=400mm, 其高厚比： 5020 H β= h = 400 =12.55>μ1μ2[β]=1×0.82×12.8=10.5 高厚比不满足要求。
0
bs



⑵施工质量差 主要表现在以下几个方面： ①施工时偷工减料极为严重 砂浆中几乎没有水泥，掺了很 多泥土，复检时部分砂浆强度为零，因而墙体粘结极差，裂 缝很多，高厚比更不能满足要求。 ②砌筑质量差 多处有“夹皮墙”现象，砌体整体性更差。 ③施工负责人赶工期 在回填土过程中，已发现基础墙体向 外倾斜，墙体开裂，有失稳的预兆，但施工负责人只求尽早 完工，对可见裂缝用砂浆抹平，仍坚持继续施工。 ⑶其他原因 钢筋混凝土大梁断面太小；填土土侧压力过大等。
二、一般墙、柱高厚比验算 1．一般墙、柱高厚比验算的含义及公式 高厚比β应小于允许高厚比［β］与有关修正系数μ1、 μ2之积。用下面公式表示： β≤μ1μ2[β] 式中 H0———— 墙、柱的计算高度； h ————墙厚或矩形柱与H0 相对应的边长，在进 行柱高厚比验算时，矩形柱用短边边长； μ1————自承重墙修正系数（承重墙μ1=1） μ2————门窗洞口修正系数
1.50H 1.20H
1.25H 1.10H 0.4S+0.2H 0.6S
注:1.表中符号含义:H—构件高度（图8-4），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；在房屋的其他层次，为楼板或其他水平支点间的距离；对于山墙，可取层高加 山墙尖高度的一半；对于山墙壁柱，可取壁柱处的山墙高度。S—房屋相邻横墙的距离。 2.对于上端为自由端的构件H0=2H。 3.对于独立砖柱,当无柱间支撑时,柱在垂直排架方向的H0应按表中数值乘以1.25后采用。



2.若高厚比不满足要求即β＞μ1μ2 ［β］时应采取的措施 ⑴ 降低墙体、柱的高度。 ⑵ 提高砌筑砂浆的强度等级。 ⑶ 减小洞口宽度。 ⑷ 增大墙厚（或柱截面尺寸）h。 ⑸ 采用带壁柱墙（如实际工程中的围墙，带壁柱的厂房等） 或带构造柱墙。 ⑹ 采用组合砖砌体（β可提高20%）。




二、房屋的静力计算方案 试验表明，房屋的空间刚度主要受屋（楼）盖的水平刚度、横墙间距和 墙体本身刚度的影响。根据房屋空间刚度大小的不同，将混合结构房屋 的静力计算方案分为以下三种类型： 1、刚性方案 房屋横墙间距较小，屋（楼）盖水平刚度较大，则房屋的空间刚度也较 大，在水平荷载作用下房屋的水平侧移较小，可将屋盖或楼盖视为纵墙 或柱的不动铰支座，即忽略房屋的水平位移这种房屋称为刚性方案房屋。 2、弹性方案 房屋的横墙间距较大，屋（楼）盖的水平刚度较小，则房屋的空间刚度 也较小，在水平荷载作用下房屋的水平侧移较大这种房屋称为弹性方案 房屋。 3、刚弹性方案 房屋的空间刚度介于刚性方案和弹性方案之间的房屋称为刚弹性方案房 屋。
高厚比是指墙、柱的计算高度H。与墙厚（或矩形柱边长）h的 H (或 )。 比值，用β表示，即有：β= H h h 高厚比β与受压构件长细比λ有类似的物理概念。墙、柱的高厚比 越大，其稳定性就越差，就越容易在砌筑时因墙身略有歪斜或受 到偶然的撞击等影响而产生倒塌。
0 0 T

3.允许高厚比［β］ 允许高厚比即高厚比的限值。目前规范采用的［β］主要根据实践经验 确定。允许高厚比［β］的大小与砂浆的强度等级、构件类型和砌体种 类等因素有关。



第二节 墙、柱的高厚比验算 一、高厚比的概念及验算目的 1.高厚比验算的目的 混合结构房屋的墙柱除承载力必须满足要求外，还必须保证其稳 定性。《砌体结构设计规范》规定用验算高厚比的方法来进行墙 柱的稳定性验算，其目的是：⑴防止墙柱在施工期间出现的轴线 偏差过大，从而保证施工安全；⑵防止墙柱在使用期间出现的侧 向挠曲变形过大，从而保证结构具有足够的刚度。 2.高厚比β
0 c C C C C
砌体材料类别 细料石、半细料石砌体 混凝土砌块、粗料石、毛 料石、毛石砌体 其他砌体
r 0 1.0 1.5


2、构造柱间墙的高厚比验算 以构造柱作为不动支点，墙长S取相邻构造柱间的距离。这时墙为矩形 截面，墙厚是h，按式（8-1）计算。在确定计算高度H0时，静力计算方 案一律按刚性方案考虑。 例8-1 某混合结构房屋底层层高为4.2m，室内承重砖柱截面尺寸为 370×490mm，采用M2.5混合砂浆砌筑。房屋静力计算方案为刚性方案， 试验算砖柱的高厚比是否满足要求。（砖柱自室内地面至基础顶面距离 为500mm）。 解 由表8-3，当房屋静力计算方案为刚性方案时，砖柱计算高度为： H0=1.0H=1.0×(4.2+0.5)=4.7m 由表8-1, 当砂浆强度等级为M2.5时，柱允许高厚比［β］=15，同时有 μ1=1（承重砖柱），μ2=1（无洞口），由公式（8-1）则： 4700 β= H = =12.7<μ1μ2[β]=1×1×15=15 370 h 高厚比满足要求。




4、影响墙柱稳定性的因素 ⑴ 砂浆强度等级 砂浆强度等级愈高，允许高厚比［β］相应增大， 则砌体构件的侧向刚度和稳定性愈好。 ⑵ 静力计算方案 刚性方案房屋的刚性好，稳定性好；而刚弹性和 弹性方案房屋的稳定性较差。 ⑶ 墙体门窗洞口 门窗洞口对墙体削弱得愈多，对墙体的稳定和侧 向刚性愈不利。 ⑷ 砌体截面厚度 砌体截面厚度愈厚，砌体构件的稳定性和侧向刚 度愈好。 ⑸ 横墙间距 相邻横墙距离愈近，墙体的稳定性和侧向刚度愈好 ⑹ 砌体类型 毛石墙比一般砌体墙允许高厚比低，刚度差；而组合 砌体的刚度好。 ⑺构造柱间距及截面 构造柱间距愈小，截面愈大，对墙体的约束 愈大，因此，墙体的稳定性愈好。 ⑻构件的重要性 自承重构件是房屋的次要构件，允许高厚比可适 当放宽。
混合结构房屋的计算简图

按照上述原则,《砌体结构设计规范》将房屋按屋盖或楼盖的刚度不同划 分为三种类型。实际使用时，由房屋的横墙间距S及屋（楼）盖类别查表 8－1确定其静力计算方案。
表8－1 刚性、刚弹性和弹性方案房屋的横墙间距s（单位：m） 屋盖或楼盖类别 1 刚性方案 S＜32 刚弹性方案 32≤S≤72 弹性方案 S＞72
第八章 砌体结构构件及混合结构 房屋
学习目标： 了解房屋静力计算方案；掌握高厚比的概 念及验算公式；掌握无筋砌体受压承载力计 算方法；了解砌体局部受压应采取的构造措 施；掌握砌体构造要求。
砌体结构在我国历史悠久，如闻名中外的“万里长城”、“河 北赵县安济桥”、“西安大雁塔”等均为砌体结构建造。



三、带壁柱墙高厚比验算 带壁柱墙一般采用T形截面或十字形截面，其高厚比验算分 两步进行：
图8-6 带壁柱墙

1.整片墙高厚比验算 为保证两横墙之间的整体墙身稳定，在高厚比验算时，以横墙作为不 动支点，墙身长度S就是相邻横墙间的距离，按公式计算：

β=
H 0≤ hT
μ1μ2[β]
，I是截面惯性矩， A是 A
I

式中hT是带壁柱墙的折算厚度，hT=3.5i=3.5 截面面积，其余符号意义同前。
(a) T形截面带壁柱墙
(b)十字形截面带壁柱墙 图带壁柱墙的折算厚度
(c) 折算为矩形截面


2.壁柱间墙高厚比验算 为保证两壁柱之间的墙身稳定，在高厚比验算时，以壁柱作 为不动支点，这时墙为矩形截面，墙厚是h，按式（8-1）计 算。在确定计算高度H0时，静力计算方案一律按刚性方案考 虑，墙长S取相邻壁柱间的距离。
整体式、装配整体式和装配式 无檩体系钢筋混凝土屋盖或钢 筋混凝土楼盖
装配式有檩体系钢筋混凝土屋 盖、轻钢屋盖和有密铺望板的 木屋盖或木楼盖 瓦材屋面的木屋盖和轻钢屋盖
2 3
S＜20 S＜16
20≤S≤48 16≤S≤36
S＞48 S＞36
注：横墙必须同时满足下列要求： 1、横墙中开有洞口时，洞口的水平截面面积不应超过横墙截面面积的50%; 2、横墙的厚度不宜小于180㎜； 3、单层房屋的横墙长度不宜小于其高度，多层房屋的横墙长度不宜小于其总高度的一半。

四、带构造柱墙的高厚比验算（图8-9）
图8-9 带构造柱墙
Leabharlann Baidu
表8-5
系数r



1、整片墙的高厚比验算 大量实验证明：墙中设钢筋混凝 土构造柱时可提高墙体使用阶段 的稳定性和刚度。其高厚比验算 公式为： β= H ≤μ1μ2μc [β] (8-2) h 式中 μc——带构造柱墙允许高厚 比提高系数，按下式计算: μC=1+ bl （8-3） 式中 γ——系数，见表8-5； bC——构造柱沿墙长方向 的宽度； l ——构造柱的间距。 b b b 当 >0.25时取 l =0.25，当 l l <0.05 时取 bl =0。其余符号意义 同(8-1) 。
0




五、砌体结构因高厚比不满足要求倒塌事故案例 1．工程概况：南方地区某混合结构食堂，毛石墙体承重， 现浇钢筋混凝土楼盖，砌筑砂浆为M0.4混合砂浆，平剖面如 图示，在施工到二层时，突然倒塌，在场施工人员4人死亡， 6人受伤，经济损失3万元左右。 2．倒塌原因分析： ⑴底层外纵墙高厚比不满足要求 由图看出：最大横墙间距S=10m,查附表知，属于刚性计算 方案。 又H=3.5+1.6=5.1m 则2H=2×5.1=10.2 m >S=10 m >H=5.1 m 查表 H0=0.4S+0.2H=0.4×10+0.2×5.1=4+1.02=5.02m 承重墙修正系数 μ1=1 砌筑砂浆M0.4混合砂浆，毛石砌体允许高厚比［β］=12.8 （旧规范）
墙体承重体系 3.纵横墙承重方案 楼板一部分搁置在横墙上，另一部分搁置在大梁上，而大梁搁置在纵墙上，纵墙 和横墙均为承重墙，则为纵横墙承重方案。其荷载传递路线为：楼（屋）盖荷载 →板→梁→纵墙→纵墙基础 → 地基 。 横墙→横墙基础 这类布置方案的特点介于前述两种承重方案之间。一般适用于点式住宅楼、教学 楼、医院等。




第三节 受压构件 一、无筋砌体受压构件承载力计算公式 1.基本计算公式 试验表明：在轴心压力作用下，短粗的构件其截面应力 分布均匀，破坏时的最大压力就是砌体的抗压强度f。同 样在轴心压力作用下，细长构件的承载力随高厚比的加 大而减小；而在偏心压力作用下，细长构件还会发生侧 向挠曲，其承载力会进一步减小。砌体受压承载力的基 本计算公式为： N≤ fA （8－5） 式中 N——轴向力设计值； f——砌体抗压强度设计值，按附表采用； A——砌体截面面积，对各类砌体可按毛截面计算； ——承载力影响系数，≤1。
图墙体类型


第一节 墙体承重体系及房屋的静力计算方案 一、墙体承重体系 根据结构的承重体系及荷载传递路线的不同，房屋承重墙体 的布置一般有以下三种方案。 1.横墙承重方案 楼（屋）盖荷载主要由横墙承受，纵墙主要起围护、隔断和 将横墙连成整体的作用。其荷载传递路线是：楼（屋）盖荷 载→板→横墙→基础→地基。这类结构布置方案的优点是： 楼盖横向刚度较大，整体性很好，施工方便。一般适用于住 宅、宿舍等开间较小的房屋。 2.纵墙承重方案楼板铺设在大梁上，大梁则支承在纵墙上， 楼（屋）盖荷载大部分由纵墙承受。其荷载传递路线为：楼 （屋）盖荷载→板→梁→纵墙→基础→地基。这类布置方案 的优点是：结构平面布置灵活，室内空间较大。一般适用于 教学楼、实验楼等要求建筑空间较大、横墙间距较大的建筑。