砌体结构的材料及力学性能

第十章 砌体结构
10.0.2 砌体结构的力学性能 1 1 o 0.877 2 2 1 1 0.0015 9.68

1 e 1 1 1 12 ( 1) 12 o h 1
2
【例10.1.2】

1 1 1 120.202 ( 1) 12 0.877
习题：
10.1某截面为490×490mm的砖柱，柱计算高度5m，采用强度等级为 MU10的烧结普通砖及M5的水泥砂浆砌筑，柱底承受轴向压力设计值为 N＝180kN，结构安全等级为二级，施工质量控制等级为B级。试验算该 柱底截面是否安全。 10.2一偏心受压柱，截面尺寸为490×620mm，柱计算高度 4.8m，采 用强度等级为MU10蒸压灰砂砖及M2.5混合砂浆砌筑，柱底承受轴向压 力设计值为N＝200kN，弯矩设计值M＝24kN.m（沿长边方向），结构 的安全等级为二级，施工质量控制等极为B级。试验算该柱底截面是否 安全。 10.3带壁柱窗间墙，采用MU10烧结粘土砖、M5的水泥砂浆砌筑，计算 高度 5m，柱底承受轴向力设计值为N＝150kN，弯矩设计值为M＝ 30kN.m，施工质量控制等级为B级，偏心压力偏向于带壁柱一侧，试验 算截面是否安全？
2
1

1 1 1 1 120.283 ( 1) 12 0.930
2
0.388
a fA 0.388 0.91.5 725000 10-3 380kN 150kN
第十章 砌体结构
10.0.2 砌体结构的力学性能 思考题：
怎样计算砌体构件的承载力?

Ho 5 1.2 12.24 h 0.49
o
1 1
2
1 0.816 2 1 0.001512.24
a fA 0.816 0.9 1.5 490 620103 335KN 150KN
第十章 砌体结构
【例10.1.3】 如图所示带壁柱窗间墙，采用MU10烧结粘土 10.0.2 砌体结构的力学性能 砖、M5的水泥砂浆砌筑，计算高度H ＝5m，柱底承受轴
截面面积A＝0.37×0.49＝0.18m2＜0.3m2，调整系数
a A 0.7 0.18 0.7 0.88
H 0 5000 13 .5 h 370
第十章 砌体结构
10.0.2 砌体结构的力学性能
1
【例10.1.1】
1 o 0.785 2 2 1 1 0.001513.5
门窗洞口宽度示意图
第十章 砌体结构
10.0.2 砌体结构的力学性能 10.1.4 墙柱高厚比验算 注：
墙柱容许高厚比
砂浆强度 等级 ≥M7.5 M5 =0 墙

柱
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。
MU10烧结粘土砖与M5水泥砂浆砌筑，查表得
【例10.1.3】
1.0

e 200 Ho 5.0 0.283 1.0 7.07 hT 707 hT 0.707
1 o 0.930 2 2 1 1 0.0015 0.707

1 e 1 1 1 12 ( 1) 12 o h
构件高厚比
的取值： 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。

不同砌体的高厚 比修正系数
矩形截面：偏心方向的边长 Ｔ形截面：h=ht=3.5i
第十章 砌体结构
10.0.2 砌体结构的力学性能 受压构件计算应注意的两个问题：
（1）轴向力偏心距的限值： e0≤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。
第十章 砌体结构
1.50H 1.20H 1.0H 1.0H 1.50H 1.20H
多跨
弹性方案
刚弹性方案
1.25H
1.10H 1.00H
1.0H
1.0H 1.0H 1.0H
1.25H
1.10H 0.4 s+0.2H 0.6s
刚性方案
注：1、s为房屋横墙间距，其长度单位为m； 2、自承重墙的计算高度应根据周边支承或拉接条件确定； 3、当上端为自由端时，计算高度H0=2H。
o
向力设计值N＝150kN，弯矩设计值为M＝30kN〃m，施工 质量控制等级为B级，偏心压力偏向于带壁柱一侧，试验算 截面是否安全？
【解】 （1） 计算截面几何参数
A 2000 240 490 500 725000mm
2
2000 240120 490 500 490 y1 725000 245mm
砌体结构
MASONRY STRUCTURE
0 1 2 3 4
砌体结构的材料及力学性能 砌体结构构件计算 刚性方案房屋计算 砌体房屋构造要求 过梁、挑梁、雨篷
浙江建设职业技术学院 建筑工程系 结构教研室 2006版
第十章 砌体结构
10.0.2 砌体结构的力学性能 10.1 砌体结构构件计算
10.1.1 无筋砌体受压构件承载力计算
第十章 砌体结构
10.0.2 砌体结构的力学性能 砌体承载能力的的特点： 无筋砌体强度设计值：
抗压承载力远大于抗拉、抗弯、抗剪的承载力。
通常压力与剪力共同存在，工程中纯剪的情况几乎不存在。 《砌体规范》中也给出了各类砌体的抗剪强度的设计值fv
第十章 砌体结构
10.0.2 砌体结构的力学性能 1.无筋砖砌体受压破坏三阶段：
y2 740 y1 740 245 495mm
第十章 砌体结构
2000 240 490 500 2 I 2000 240125 12 12 2 8 4 490 500 245 29610 mm
i I A 29610 202mm 725000
在宽度Ｓ范围内的门 窗洞口总宽度 相邻窗间墙、壁柱或 构造柱之间的距离
当计算结果小于0.7时，应取0.7， 当洞口高度等于或小于墙高的1/5时，可取为1.0。
第十章 砌体结构 10.1.4 墙柱高厚比验算 10.0.2 砌体结构的力学性能
bs 2 1 0 .4 s
在宽度Ｓ范围内的门 窗洞口总宽度 相邻窗间墙、壁柱或 构造柱之间的距离
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
第十章 砌体结构
10.0.2 砌体结构的力学性能 2.无筋砌体受压构件承载力计算：
2
0.465
第十章 砌体结构
【例10.1.2】
10.0.2 砌体结构的力学性能 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
191 KN N 150kN
(2)弯矩作用平面外承载力验算
短边方向，按轴压验算
a 0.9
a fA 0.465 0.9 1.5 490 620103
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
第十章 砌体结构
10.0.2 砌体结构的力学性能 砌体承载能力的的特点： 无筋砌体强度设计值：
抗压承载力远大于抗拉、抗弯、抗剪的承载力。
《砌体规范》中给出了各类砌体的轴心抗拉强度设计值ft、 弯曲抗拉强度的设计值ftm
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：
N fA
砌体所受的 轴向力设计值
砌体抗压强度设计值
截面面积，按毛截面计算 高厚比β和轴向力偏心距e 对受压构件承载力的影响系数
第十章 砌体结构
10.0.2 砌体结构的力学性能 2.无筋砌体受压构件承载力计算：

1 e 1 1 1 12 ( 1) 12 o h
2
轴向力的偏心距Leabharlann Baidu
矩形截面：偏心方向的边长 Ｔ形截面：h=ht=3.5i
轴心受压构件的稳定系数
第十章 砌体结构
10.0.2 砌体结构的力学性能 2.无筋砌体受压构件承载力计算：
o
轴压构件 稳定系数
1 1
8
10.0.2 砌体结构的力学性能 3
【例10.1.3】
3
hT 3.5i 3.5 3.5 202 707mm
M 30 e 0.2 200mm N 150 满足规范要求 0.6y 0.6 495 297mm
第十章 砌体结构
10.0.2 砌体结构的力学性能 （2）承载力验算
第十章 砌体结构
10.0.2 10.1.4 砌体结构的力学性能 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 和使用阶段稳定性与刚度的一项重要构造措施。
自承重墙允许高厚 比的修正系数 有门窗洞口墙允许高 厚比的修正系数
Ho 1 2 h
高厚比： 砌体墙或柱计算高度 与厚度的比值 允许高厚比
第十章 砌体结构
10.1.4 砌体结构的力学性能 墙柱高厚比验算 10.0.2 1 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。
bs 2 1 0 .4 s
2 取值时应注意：
2
与砂浆强度等级 有关的系数
构件高厚比
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 。
的取值：
第十章 砌体结构
10.0.2 砌体结构的力学性能 2.无筋砌体受压构件承载力计算：
Ho h
受压构件计算高度
26（24）17（15） 24（22）16（14） 14 11
第十章 砌体结构
10.1.4 砌体结构的力学性能 墙柱高厚比验算 10.0.2
受压构件计算高度H0 （无吊车的单层和多层房屋）
柱 房屋类别 单 跨
弹性方案 刚弹性方案
带壁柱墙 或周边拉结的墙
平行 垂直 s＞2H 2H≥s＞H s≤H 排架方向 排架方向
【例10.1.1】某截面为 370×490mm的砖柱，柱计算高度为 10.0.2 砌体结构的力学性能 5m，采用强度等级为MU10的烧结普通砖及M5的混合砂浆
砌筑，柱底承受轴向压力设计值为N＝150kN，结构安全等 级为二级，施工质量控制等级为B级。试验算该柱底截面是 否安全。
【解】 查表得MU10的烧结普通砖与M5的混合砂浆砌筑的砖 砌体的抗压强度设计值f=1.5MPa。
【解】(1)弯矩作用平面内承载力验算
M 20 490 e 0.125 m 125 mm 0.6 y 0.6 147 mm N 160 2
MU10蒸压灰砂砖及M5水泥砂浆砌筑，查得 1.2
Ho 5 e 125 1.2 9.68 0.202 h 0.62 h 620
a fA 0.785 0.881.5 0.1810 187KN
3
N 150KN a fA 187KN
柱底截面安全
第十章 砌体结构
【例10.1.2】一偏心受压柱，截面尺寸为 490×620mm，柱 10.0.2 砌体结构的力学性能 计算高度＝＝5m，采用强度等级为MU10蒸压灰砂砖及M5 水泥砂浆砌筑，柱底承受轴向压力设计值为N＝160kN，弯 矩设计值M＝20kN.m（沿长边方向），结构的安全等级为 二级，施工质量控制等极为B级。试验算该柱底截面是否安 全。