第八章砌体结构.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,COMPANY LOGO,第八章 砌体结构,砌体材料及砌体的力学性能,无筋砌体构件承载力计算,网状配筋砌体构件承载力计算,砌体结构房屋的设计,墙、柱的高厚比验算,砌体房屋设计的构造要求,第一节 砌体材料及砌体的力学性能,砌体结构,是指由天然的或人工合成的石材、粘土、混凝土、工业废料等材料制成的,块体,和水泥、石灰膏等胶凝材料与砂、水拌和而成的,砂浆,砌筑而成的墙、柱等作为建筑物主要受力构件的结构。,由烧结普通砖、烧结多孔砖、蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖作为块体与砂浆砌筑而成的结构称为,砖砌体结构,。,由天然毛石或经加工的料石与砂浆砌筑而成的结构称为,石砌体结构,。,第一节 砌体材料及砌体的力学性能,由普通混凝土、轻骨料混凝土等材料制成的空心砌块作为块体与砂浆砌筑而成的结构称为,砌块砌体结构,。,根据需要在砌体的适当部位配置水平钢筋、竖向钢筋或钢筋网作为建筑物主要受力构件的结构则总称为,配筋砌体结构,。,砖砌体结构、石砌体结构和砌块砌体结构以及配筋砌体结构统称,砌体结构,。,8.1.1,砌体的种类,砌体,可按照所用材料、砌法以及在结构中所起作用等方面的不同进行分类。按照所用,材料不同,砌体可分为,砖砌体、砌块砌体,及,石砌体,1,、,砖砌体,（,1,）,无筋砖砌体,由砖和砂浆砌筑而成的整体材料称为砖砌体。在房屋建筑中，砖砌体常用作一般单层和多层工业与民用建筑的内外墙、柱、基础等承重结构以及多高层建筑的围护墙与隔墙等自承重结构等。,实心砖砌体墙常用的砌筑方法有,一顺一丁,(,砖长面与墙长度方向平行的则为顺砖，砖短面与墙长度方向平行的则为丁砖,),、,三顺一丁,或,梅花丁,。,(2),、配筋砌体,1,）、无筋砌体为提高砌体强度、减少其截面尺寸、增加砌体结构,(,或构件,),的整体性，可在砌体中配置钢筋或钢筋混凝土，即采用,配筋砌体,。,在砌体受压时，网状配筋,可约束,和,限制,砌体的,横向变形,以及,竖向裂缝,的,开展,和,延伸,，从而提高砌体的抗压强度。网状配筋砖砌体可用作承受较大轴心压力或偏心距较小的较大偏心压力的墙、柱。,(2),、配筋砌体,2,）、组合砖砌体,；,工程应用上有两种形式，,一种是,采用钢筋混凝土或钢筋砂浆作面层的砌体，这种砌体可以用作承受偏心距较大的偏心压力的墙、柱；,另一种,是在砖砌体的转角、交接处以及每隔一定距离设置钢筋混凝土构柱，并在各层楼盖处设置钢筋混凝土圈梁，使砖砌体墙与钢筋混凝土构造柱、圈梁组成一个共同受力的整体结构。,组合砖砌体建造的多层砖混结构房屋的抗震性能较无筋砌体砖混结构房屋的抗震性能有显著改善，同时它的抗压和抗剪强度亦有一定程度的提高。,(2),、配筋砌体,2),、组合砖砌体,8.1.2,砌体的抗压强度,1,、砌体受压破坏机理,试验研究表明，砌 体 轴心受压从加载直到破坏，,按照裂缝的出现、发展和最终破坏，大致经历三个阶段。,1,、砌体受压破坏机理,第,阶段：,N=,（,0.50.7,）,Nu,特点：荷载不增加，裂缝也不会继续扩展，裂缝仅仅是单砖裂缝。,1,、砌体受压破坏机理,第,II,阶段：,N=,（,0.80.9,）,Nu,特点：若不继续加载，裂缝也会缓慢发展。,1,、砌体受压破坏机理,第,阶段,:N=Nu,特点：荷载增加不多，裂缝也会迅速发展。,2,、砖砌体受压应力状态的分析,(1),砖砌体中的砖非均匀受压,由于砌体中的块体材料本身的形状不完全规则平整、灰缝的厚度不一且不一定均匀饱满密实，故使得,单个块体材料在砌体内受压不均匀,，,且在受压的同时还处于受弯和受剪状态,。由于砌体中的块体的抗弯和抗剪的能力一般都较差，故砌体内,第一批裂缝的出现在单个块体材料内。,2,、砖砌体受压应力状态的分析,（,2,）砖和砂浆横向变形的影响,当砌体受压时，由于砌块与砂浆的弹性模量及横向变形系数并不同，,砌体中块体材料的弹性模量一般均比强度等级低的砂浆的弹性模量大。,在,砌体受压时,块体的横向变形将小于砂浆的横向变形,，但由于砌体中砂浆的硬化粘结，块体材料和砂浆间存在切向粘结力，在此粘结力作用下，,块体将约束砂浆的横向变形，而砂浆则有使块体横向变形增加的趋势，并由此在块体内产生拉应力，故而单个块体在砌体中处于压、弯、剪及拉的复合应力状态，其抗压强度降低,；相反砂浆的横向变形由于块体的约束而减小，因而砂浆处于三向受压状态，抗压强度提高。由于块体与砂浆的这种交互作用，使得砌体的抗压强度比相应块体材料的强度要低很多。,2,、砖砌体受压应力状态的分析,(3),砌体竖向灰缝的影响,砌 体 的竖向灰缝不饱满、不密实，易在竖向灰缝上产生应力集中，同时竖向灰缝内的砂浆和砌 块的粘结力也不能保证砌 体 的整 体 性。因此，,在竖向灰缝上的单个块 体 内将产生拉应力和剪应力的集中，从而加快块体 的开裂，引起砌体 强度的降低。,3,、影响砖砌体抗压强度的因素,（,1,）块体与砂浆的强度,块 体 与砂浆的强度等级是确定砌 体 强度最主要的因素,。一般来说，砌 体 强度将随块 体 和砂浆强度的提高而增高，且单个块 体 的抗压强度在某种程度上决定了砌 体 的抗压强度，块 体 抗压强度高时，砌 体 的抗压强度也较高，但砌 体 的抗压强度并不会与块 体 和砂浆强度等级的提高同比例增高。对于砌 体 结构中所用砂浆，其强度等级越高，砂浆的横向变形越小，砌体 的抗压强度也将有所提高。,3,、影响砖砌体抗压强度的因素,(2),砂浆的性能,除了强度以外，砂浆的保水性、流动性和变形能力均对砌 体 的抗压强度有影响。,砂浆的流动性大与保水性好时，容易铺成厚度均匀和密实性良好的灰缝，可降低单个块 体 内的弯剪应力，从而提高砌 体 强度。,但如用流动性过大的砂浆，如掺入过多塑化剂的砂浆，砂浆在硬化后的变形率大，反而会降低砌 体 的强度。,对于,纯水泥砂浆，其流动性差，且保水性较差，不易铺成均匀的灰缝层，影响砌 体 的强度，所以同一强度等级的混合砂浆砌 筑的砌 体 强度要比相应纯水泥砂浆砌 体 高。,3,、影响砖砌体抗压强度的因素,（,3,）块体的尺寸、形状与灰缝的厚度,块体 的尺寸、几何形状及表面的平整程度对砌体的抗压强度的影响也较为明显。,砌体 强度随块 体高度的增大而加大，随块体 长度的增大而降低。而当块体 的形状越规则，表面越平整时，块体 的受弯、受剪作用越小，单块块体 内的竖向裂缝将推迟出现，故而砌体 的抗压强度可得到提高。,砂浆灰缝的作用在于将上层砌体 传下来的压力均匀地传到下层去。应,控制灰缝的厚度，使其处于既容易铺砌均匀密实，厚度又尽可能的薄。实践证明，对于砖和小型砌块砌 体，灰缝厚度应控制在,8,12mm,。,3,、影响砖砌体抗压强度的因素,（,4,）砌筑质量,砌 筑 质量的影响因素是多方面的，,砌 体 砌 筑时水平灰缝的饱满度，水平灰缝厚度，块 体 材料的含水率以及组砌 方法等关系着砌 体 质量的优劣。,例如，在砌 筑 砖砌体 时，砖应在砌 筑 前提前,1,2,天浇水湿透。砌 体 的抗压强度将随块 体 材料砌 筑时的含水率的增大而提高，而采用干燥的块 体 砌 筑的砌 体 比采用饱和含水率块 体 砌 筑 的砌 体 的抗压强度约下降,15%,。,3,、影响砖砌体抗压强度的因素,砌体工程除与上述砌筑质量有关外，还应考虑,施工现场的技术水平和管理水平等因素的影响。,砌体工程施工质量验收规范,(GB 50203,2002),依据施工现场的质量管理、砂浆和混凝土强度、砌筑工人技术等级综合水平，从宏观上将砌体工程施工质量控制等级分为,A,、,B,、,C,三级，将直接影响到砌体强度的取值,砌体施工质量控制等级,4,、各类砌体抗压强度设计值,f,砌体的强度设计值是在承载能力极限状态设计时采用的强度值，可按下式计算。其中,r,f,砌体材料性能分项系数,施工质量控制等级为,B,级、龄期为,28d,、以毛截面计算的各类砌体的抗压强度设计值、轴心抗拉强度设计值、弯曲抗拉强度设计值及抗剪强度设计值可查表。当施工质量控制等级为,C,级时，表中数值应乘以,1.6/1.8,=0.89,的系数；当施工质量控制等级为,A,级时，可将表中数值乘以,1.05,的系数。,砌体强度设计值的调整,考虑实际工程中各种可能的不利因素，各类砌体的强度设计值，当符合表 中所列使用情况时，应乘以调整系数,a,。,第二节 无筋砌体构件承载力计算,一、,无筋砌体受压构件承载力计算,轴压、偏压，短柱、长柱，其承载力均按下式计算：,N,ra.f.A,1,、构件高厚比,的计算,矩形截面：,r,.H,0,h,T,形截面：,r,.,H,0,h,T,一、无筋砌体受压承载力计算,在砌体结构中，最常用的是受压构件，例如，墙、柱等。砌体受压构件的承载力主要与构件的截面面积、砌体的抗压强度、轴向压力的偏心距以及构件的高厚比有关。构件的,高厚比,是构件的计算高度,H,0,与相应方向边长,h,的比值，用,表示，即,=,H,0/,h,。当构件的,3,时称为短柱,，,反之称为长柱,。对短柱的承载力可不考虑构件高厚比的影响。,对轴心受压情况,，其截面上的压应力为均匀分布，当构件达到极限承载力时，截面上的压应力达到砌体抗压强度,f,。,对偏心距较小的情况,，此时虽为全截面受压，但因砌体为弹塑性材料，截面上的压应力分布为曲线，构件达到极限承载力时，轴向压力侧的压应力,b,大于砌体抗压强度,f,。,随着轴向压力的偏心距继续增大,，截面由出现小部分受拉区大部分为受压区，逐渐过渡到受拉区开裂且部分截面退出工作的受力情况。此时，截面上的压应力随受压区面积的减小、砌体材料塑性的增大而有所增加，但构件的极限承载力减小。当受压区面积减小到一定程度时，砌体受压区将出现竖向裂缝导致构件破坏。,一、无筋砌体受压承载力计算,一、无筋砌体受压承载力计算,2,、轴向力偏心距,e,按荷载设计值计算，即,e=M/N e0.6y,当轴向力的偏心距,e,超过,0.6,y,时，宜采用组合砖砌体构件；亦可采取减少偏心距的其他可靠工程措施。,3,、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,可按下列公式计算：,当,3,时,当,3,时，按公式（,8-5,）计算,注意的问题,(1),对矩形截面构件，当轴向力偏心方向的截面边长大于另一方向的边长时，除按偏心受压计算外，还应对较小边长方向按轴心受压进行验算。,(2),由于砌体材料的种类不同，构件的承载能力有较大的差异，因此，计算影响系数或查表时，构件高厚比,按下列公式确定。,高厚比修正系数,例,一轴心受压砖柱，截面尺寸为,370mmX490mm,，采用,MU10,烧结普通砖及,M2.5,混合砂浆砌筑，荷载引起的柱顶轴向压力设计值为,N=155kN,，柱的计算高度为,H,0,=4.2m,。试验算该柱的承载力是否满足要求。,解：考虑砖柱自重后，柱底截面的轴心压力最大，取砖砌体重力密度为,19kN/m,3,，则砖柱自重为,柱底截面上的轴向力设计值,砖柱高厚比,查附表，项，得,因为 ，砌体设计强度应乘以调整系数,查附表，,MU10,烧结普通砖，,M2.5,混合砂浆砌体的抗压强度设计值,该柱承载力不满足要求。,例,已知一矩形截面偏心受压柱，截面尺寸为,490mmX740mm,，采用,MU10,烧结普通砖及,M5,混合砂浆，柱的计算高度,H0=5.9m,，该柱所受轴向力设计值,N=320kN,（已计入柱自重），沿长边方向作用的弯矩设计值,M=33.3kN,m,，试验算该柱的承载力是否满足要求。,解：（,1,）验算柱长边方向的承载力,偏心距,相对偏心距,高厚比,查附表，则,查附表，,满足要求。,（,2,）验算柱短边方向的承载力,由于弯矩作用方向的截面边长,740mm,大于另一方向的边长,490mm,，故还应对短边进行轴心受压承载力验算。,高厚比,查附表，,满足要求。,查附表，,第二节 无筋砌体构件承载力计算,二、砌体局部受压承载力计算,当轴向力仅作用在砌体的部分面积上时，即为砌体的,局部受压,。它是砌体结构中常见的一种受力形式。如果砌体的局部受压面积上受到的压应力是均匀分布的，称为,局部均匀受压,；否则，为,局部非均匀受压,。例如：支承轴心受压柱的砌体基础为局部均匀受压；梁端支承处的砌体一般为局部非均匀受压。,1,、砌体局部受压的破坏形态,通过大量的试验发现，,砌体局部受压可能有三种破坏形态,。,二、砌体局部受压承载力计算,1),纵向裂缝发展而破坏,图,(a),所示为一在中部承受局部压力作用的墙体，当砌体的,截面面积,A,0,与局部受压面积,Al,的比值较小时,，在局部压力作用下，试验钢垫板下,1,或,2,皮砖以下的砌体内产生第一批纵向裂缝；随着压力的增大，纵向裂缝逐渐向上和向下发展，并出现其他纵向裂缝和斜裂缝，裂缝数量不断增加。当其中的部分纵向裂缝延伸形成一条主要裂缝时，试件即将破坏。,开裂荷载一般小于破坏荷载。,在砌体的局部受压中，,这是一种较为常见的破坏形态。,二、砌体局部受压承载力计算,2),劈裂破坏,当砌体的,截面面积,A0,与局部受压面积,Al,的比值相当大时,，在局部压力作用下，砌体产生数量少但较集中的纵向裂缝,(,如图,(b),所示,),；而且纵向裂缝一出现，砌体很快就发生犹如刀劈一样的破坏，,开裂荷载一般接近破坏荷载,。,在大量的砌体局部受压试验中，,仅有少数为劈裂破坏情况。,二、砌体局部受压承载力计算,3),局部受压面积处破坏,在实际工程中，当,砌体的强度较低,或,局压面积,A1,很小,，但所支承的墙梁的高跨比较大时，有可能发生,梁端支承处砌体局部被压碎而破坏,。在砌体局部受压试验中，这种破坏极少发生。,二、砌体局部受压承载力计算,2,、局部均匀受压,试验表明：局部受压时的砌体抗压强度大于全部受压时的砌体抗压强度：,Nlu,N u,，,Nlu,的大小取决,原有砌体抗压强度,f,周围砌体对局部区的约束,在局部均匀受压承载能力计算公式中用,砌体局部抗压强度提高系数,来表达。,2,、局部均匀受压,（,1,）局部均匀受压承载力计算公式,2,、局部均匀受压,（,2,）砌体局部受压抗压强度提高系数,式中：,A,l,为局部受压面积，,A0,为对局部抗压强度提高有影响的计算面积,根据受力情况按图示计算。且,不得超过图示数值。,max,3,、梁端支承处无垫块砌体的局部受压,梁端破坏特点,1.,破坏应力图形接近于三角形,2.,有效受压面的长度为,a,0,.,3.,由梁传来的梁端非均匀压力为,N,l,。,4.,上部墙体传来的均匀压力为,N,0,，但,实际上由于内拱的作用会比,N,0,要小，用,值折减。,5.,最大压应力在支撑边缘处,3,、梁端支承处无垫块砌体的局部受压,（,1,）梁端有效支承长度,a,0,有效支撑长度，按下式计算，当,a,0,a,时，取,a,0,=a,；,hc,梁截面高度,3,、梁端支承处无垫块砌体的局部受压,（,2,）上部荷载对砌体局部抗压强度的影响,式中：,上部荷载折减系数，当,A,0,/A,l,3,时，不考虑上部荷载 的作用，,=0,；,A,l,=a,0,b,b,为梁宽；,3,、梁端支承处无垫块砌体的局部受压,（,3,）梁端支承处砌体局部受压承载力计算,N,0,=,0,A,l ,0,上部荷载平均压应力设计值；,A,l,=a0b,b,为梁,局部受压提高系数，,应力图形折换系数。可取,0.7,，对于过梁和墙梁可取,1.0.,4,、梁端支承处设垫块砌体局部受压,刚性垫块下砌体的局部受压,梁端支承处的砌体局部受压承载力不满足要求时，可在梁端下的砌体内设置垫块。,通过垫块可增大局部受压面积，减少其上的压应力,，有效地解决砌体的局部承载力不足的问题。,（,1,）刚性垫块的构造要求,实际工程中常采用刚性垫块。刚性垫块按施工方法不同分为,预制刚性垫块,和与,梁端现浇成整体的刚性垫块,。垫块一般采用,素混凝土,制作，当荷载较大时，也可为,钢筋混凝土的。,4,、梁端支承处设垫块砌体局部受压,4,、梁端支承处设垫块砌体局部受压,刚性垫块的构造应符合下列规定,。,(1),垫块的高度,t,b,180mm,，自梁边缘算起的垫块挑出长度不宜大于垫块的高度,t,b,。,(2),在带壁柱墙的壁柱内设置刚性垫块时，其,计算面积应取壁柱范围内的面积,，而不应计算翼缘部分，同时壁柱上垫块伸入翼墙内的长度不应小于,120mm,。,(3),现浇垫块与梁端整体浇筑时，垫块可在梁高范围内设置。,4,、梁端支承处设垫块砌体局部受压,（,2,）梁端有效支承长度,当梁端设有刚性垫块时，梁端有效支承长度,a,0,考虑刚性垫块的影响，按下式计算,刚性垫块的影响系数,1,4,、梁端支承处设垫块砌体局部受压,（,3,）刚性垫块下砌体局部受压承载力计算,试验表明垫块底面积以外的砌体对局部受压范围内的砌体有约束作用，使垫块下的砌体抗压强度提高，但考虑到垫块底面压应力分布不均匀，偏于安全，取垫块外砌体的有利影响系数,=0.8,，,但不小于,1,；同时，垫块下砌体的受力状态接近偏心受压情况。故垫块下砌体局部受压承载力可按上式计算,垫块上的,N0,及,Nl,合力的影响系数，可根据,e,/a,b,查附表中,3,的值,a,b,垫块伸入墙内的长度,5,、梁端柔性垫梁下砌体局部受压,在实际工程中，常在梁或屋架端部下面的砌体墙上设置连续的钢筋混凝土梁，如圈梁等。此,钢筋混凝土梁可把承受的局部集中荷载扩散到一定范围的砌体墙上起到垫块的作用，故称为垫梁。,根据试验分析，当垫梁长度大于,h,0,时，在局部集中荷载作用下，垫梁下砌体受到的竖向压应力在长度,h,0,范围内分布为三角形。此时，,垫梁下的砌体局部受压承载力可按下列公式计算,3,8.3,、网状配筋砌体承载力计算,网状配筋砖砌体构件,在轴向压力作用下，不但发生纵向压缩变形，同时也发生横向膨胀。由于钢筋、砂浆层与块体之间存在着摩擦力和粘结力，钢筋被完全嵌固在灰缝内与砖砌体共同工作；当砖砌体纵向受压时，钢筋横向受拉，因钢筋的弹性模量比砌体大，变形相对小，可,阻止砌体的横向变形发展，防止砌体因纵向裂缝的延伸而过早失稳破坏,，从而间接地提高网状配筋砖砌体构件的承载能力，故这种配筋有时又称为间接配筋。试验表明，,砌体与横向钢筋之间足够的粘结力是保证两者共同工作，充分发挥块体的抗压强度，提高砌体承载力的重要保证。,试验表明，网状配筋砖砌体在轴心压力作用下，从开始加荷到破坏，类似于无筋砖砌体，也可分为,3,个受力阶段,，但其,破坏特征和无筋砖砌体不同,。,第一个阶段和无筋砖砌体一样,，在单块砖内出现第一批裂缝，此时的荷载约为,60%,75%,的破坏荷载，较无筋砖砌体高。,继续加荷，纵向裂缝的数量增多，但发展很缓慢,；由于,受到横向钢筋的约束，很少出现贯通的纵向裂缝,；这是与无筋砖砌体明显的不同之处。当接近破坏时，一般也,不会,出现像无筋砌体那样被纵向裂缝分割成若干,1/2,砖的小立柱而,发生失稳破坏的现象,。在最后破坏时，可能发生,个别砖被完全压碎脱落,。,当采用无筋砖砌体受压构件的截面尺寸较大，不能满足使用要求时,，,可采用网状配筋砖砌体,。但试验表明，网状配筋砖砌体构件在轴向力的偏心距,e,较大或构件高厚比,较大时，钢筋难以发挥作用，构件承载力的提高受到限制。故当偏心距超过截面核心范围，对矩形截面即,e/h,0.17,时；或偏心距虽未超过截面核心范围，但构件的高厚比,16,时，均不宜采用网状配筋砖砌体构件。,适用范围,承载力计算,网状配筋砖砌体受压构件的承载力按下列公式计算,对矩形截面，也应对较小边长方向按轴心受压进行验算。,构造要求,网状配筋砖砌体构件的构造应符合下列规定。,(1),网状配筋砖砌体中的体积配筋率不应小于,0.1%,，且不应大于,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,a,，不应大于,120mm,，且不应小于,30mm,。,(4),钢筋网的竖向间距,S,n,，不应大于,5,皮砖，且不应大于,400mm,；当采用连弯钢筋网时，网的钢筋方向应互相垂直，沿砌体高度交错设置，,Sn,为同一方向网的间距。,(5),网状配筋砖砌体所用的砂浆强度等级不应低于,M7.5,；钢筋网应设置在砌体的水平灰缝中，灰缝厚度应保证钢筋上下至少各有,2mm,厚的砂浆层。,8.4,、砌体结构房屋的设计,一、房屋结构布置方案,1,、横墙承重体系,特点：,1.,横墙为主要承重墙,2.,横墙间距小,3.,结构简单施工方便,4.,横向刚度大，抵抗风、地震等水平荷载的能力较纵墙承重体系好。,适用于：,宿舍、住宅、宾馆、办公室等小开间房屋,传力路线：,屋（楼）面荷载,横墙 基础 地基,一、房屋结构布置方案,2,、纵墙承重体系,特点：,1.,纵墙为主要承重墙,2.,纵墙上的门窗设置要受到限制,3.,空间刚度相对横墙承重体系差,4.,楼（屋）盖用材较多、墙体用材较少。,5.,房间空间较大,适用于：,食堂、俱乐部、厂房等,传力路线：,屋（楼）面荷载 纵墙 基础,地基,一、房屋结构布置方案,3,、纵、横墙承重体系,特点：,1.,纵横墙均为主要承重墙,2.,空间刚度较好,3.,房间布置较为灵活,4.,有上述两种承重墙的优点,适用于：,多层房屋,传力路线：,屋（楼）面荷载,横墙,纵墙,基础,地基,一、房屋结构布置方案,4,、内框架结构承重体系,特点：,1.,内墙较少，可获得较大空间,2.,空间刚度差，对抗震不利,3.,由于采用了不同的材料，因而容易引起地基的不均匀沉降,4.,施工不便,适用于：,仓库等有较大空间要求的房屋,传力路线：,外纵墙外纵墙基础,板梁 地基,柱柱基础,当沿街住宅底部为公共房时，在底部也可以用,钢筋混凝土框架结构同时取代内外承重墙体，相关部位形成结构转换层，成为底部框架承重方案,。此时，梁板荷载在上部几层通过内外墙体向下传递，在结构转换层部位，通过钢筋混凝土梁传给柱，再传给基础。,底部框架承重方案的特点如下,：,(1),墙和柱都是主要承重构件。以柱代替内外墙体，在使用上可获得较大的使用空间。,(2),由于底部结构形式的变化，其抗侧刚度发生了明显的变化，成为上部刚度较大，底部刚度较小的上刚下柔结构房屋。,底部框架承重方案,二、砌体结构房屋的静力计算方案,房屋的静力计算方案,概述,混合结构中的纵墙、横墙、楼盖、屋盖和基础组成了一个空间受力体系，同时承受垂直荷载和水平荷载的作用，受力十分复杂，为了方便计算，一般要简化成平面受力简图，对于空间性能的影响可用,空间性能影响系数,来反映。,可查表，,越大房屋刚性越差,房屋各层空间性能影响系数,i,楼（屋）盖的类别划分可查表,二、砌体结构房屋的静力计算方案,1,、静力计算方案,（,1,）分类,根据楼盖的类别及横墙间距分为：,刚性方案、弹性方案、刚弹性方案,房屋的静力计算方案表,二、砌体结构房屋的静力计算方案,（,2,）计算简图,刚性方案,0.33,0.37,弹性方案,0.77,0.82,刚弹性方案,0.33,0.82,（,3,）,刚性和刚弹性方案房屋对横墙的要求,刚性和刚弹性方案房屋的横墙应符合下列要求,1,）横墙中开有洞口时，洞口的水平截面面积不应超过横墙水平截面面积的,50%,；,2,）横墙的厚度不宜小于,180mm,；,3),横墙的长度、高度应满足：,单层房屋的横墙长度应大于横墙的高度,多层房屋的横墙长度应大于横墙总高度的,1/2,如不能同时满足上面要求，应对横墙的刚度进行验算，,u,max,H/4000,，仍可视作刚性和刚弹性方案房屋的横墙。,H,8.5,、墙和柱的高厚比验算,为何要验算墙和柱的高厚比,？,1.,为了保证砌体的稳定性；,2.,避免受力后产生过大的横向变形；,3.,防止施工中出现过大的轴线偏差。,墙柱计算高度,H,0,的确定,承载力计算及高厚比验算所采用的高度叫计算高度,，按下表查得。,它是由墙、柱的实际高度,H,，并根据房屋类别和构件两端的约束条件来确定的。,受压构件的计算高度,H0,一、高厚比的影响因素,影响墙、柱,允许高厚比,的因素比较复杂，难以用理论推导的公式来计算，,规范,规定的限值是综合考虑以下各种因素确定的,。,1),砂浆强度等级,砂浆强度直接影响砌体的弹性模量，而砌体弹性模量的大小又直接影响砌体的刚度。所以砂浆强度是影响允许高厚比的重要因素。,砂浆强度愈高，允许高厚比亦相应增大。,2),砌体类型,毛石墙,比一般砌体墙刚度差，,允许高厚比要降低,，而,组合砌体,由于钢筋混凝土的刚度好，,允许高厚比可提高,。,3),横墙间距,横墙间距愈小，墙体稳定性和刚度愈好；横墙间距愈大，墙体稳定性和刚度愈差。,高厚比验算时用改变墙体的计算高度来考虑这一因素,，,柱子没有横墙联系，其允许高厚比应比墙小些,。这一因素，在,计算高度和相应高厚比的计算中考虑。,4),砌体截面刚度,砌体截面惯性矩较大，稳定性则好。,当墙上门窗洞口削弱较多时，允许高厚比值降低，可以,通过有门窗洞口墙允许高厚比的修正系数,来考虑此项影响。,5),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，因此墙体稳定性愈好，允许高厚比可提高。,通过修正系数来考虑,。,6),支承条件,刚性方案房屋,的墙柱在屋盖和楼盖支承处假定为不动铰支座，,刚性好,；而,弹性和刚弹性房屋,的墙柱在屋,(,楼,),盖处侧移较大，,稳定性差,。,验算时用改变其计算高度来考虑这一因素,。,7),构件重要性和房屋使用情况,对次要构件,，如自承重墙允许高厚比可以增大，,通过修正系数考虑,；对于使用时,有振动的房屋则应酌情降低,。,墙、柱高厚比的允许极限值称允许高厚比，用,表示,，可按下表采用。需要指出，,值与墙、柱砌体材料的质量和施工技术水平等因素有关，随着科学技术的进步，在材料强度日益增高，砌体质量不断提高的情况下，,值将有所增大。,允许高厚比及其修正,墙、柱允许高厚比,值,二、矩形截面墙、柱高厚比验算,无壁柱墙和矩形柱截面,当,h=180mm,时，,1=1.32,当,h=120mm,时，,1=1.44,当,h=90mm,时，,1=1.5,当,h=240mm,时，,1=1.2,1,自承重墙允许高厚比的修正系数；,2,有门窗洞口墙允许高厚比的修正系数,。,当按上式计算的,2,值小于,0.7,时，应采,0.7,；当洞口高度等于或小于墙高,1/5,时，取,2,=1.0,。,三、带壁柱墙的高厚比验算,1),整片墙高厚比验算,带壁柱墙的计算高度,H,0,应取,s,为相邻横墙间的距离,；,在确定截面回转半径,i,时，带壁柱墙的计算截面翼缘宽度,b,f,可按规定采用,(,取小值,),。,三、带壁柱墙的高厚比验算,T,形截面的计算翼缘宽度,bf,：,多层有门窗洞口墙段取窗间墙宽度；,多层无门窗洞口每侧翼缘可取壁柱高度的,1/3,；,单层房屋中可取壁柱宽加,2/3,墙高，且不大于窗间墙宽度和相邻壁柱间距离；,带壁柱墙的计算高度,H,0,应取,s,为相邻横墙间的距离,；,三、带壁柱墙的高厚比验算,2),壁柱间墙的高厚比验算,壁柱间墙的高厚比可按无壁柱墙公式进行验算。此时可将壁柱视为壁柱间墙的不动铰支座。,因此计算,H0,时，,s,应取相邻壁柱间距离,，而且不论带壁柱墙体的房屋的静力计算采用何种计算方案，,H0,一律按刚性方案取用,对于设有钢筋混凝土圈梁的带壁柱墙，当,b,（圈梁的宽度）,S/30,时，圈梁可视作壁柱间墙的不动铰支点，即此时墙的计算高度取圈梁的间距。,砌体材料的选择,原则：,因地置宜，就地取材，充分利用工业废料，并考虑建筑物耐久性要求、工作环境、受荷性质与大小、施工技术水平等。,对于五层及五层以上房屋的墙，以及受振动或层高大于,6m,的墙、柱所用材料的最低强度等级：,砖为,MU10,，砌块,MU7.5,，石材,MU30,，砂浆,M5,。,地面以下或防潮层以下的砌体，潮湿的房间的墙，按规范选择材料。见,P157,表,8-13,8.6,、砌体房屋设计的构造要求,8.6,、砌体房屋设计的构造要求,承重独立砖柱的,截面尺寸,不应小于,240mm370mm,。毛石墙的,厚度,不宜小于,350mm,，毛料石柱较小边长不宜小于,400mm,。当有振动荷载时，墙柱不宜采用毛石砌体。,屋架跨度,大于,6m,或梁跨度分别,大于,4.8m,(,砖砌体,),、,4.2m(,砌块和料石砌体,),、,3.9m(,毛石砌体,),时，应在其支承处砌体上,设置混凝土,或,钢筋混凝土垫块,。当墙中有圈梁时，垫块宜与圈梁浇成整体。,厚度,240mm,墙上梁的跨度大于或等于,6m,、砌块或料石墙以及厚度小于,240mm,砖墙上梁的跨度大于或等于,4.8m,时，宜在,梁支座下设壁柱或构造柱，或采取其他加强措施。,预制钢筋混凝土板,的支承长度在墙上不宜小于,100mm,，在钢筋混凝土圈梁上不宜小于,80mm,；当利用板端伸出钢筋拉结并用混凝土灌缝时，其支承长度可为,40mm,，但板端缝宽不宜小于,80mm,，灌缝混凝土强度等级不宜低于,C20,。,一、一般构造要求,砌块砌体的构造要求,(,1),砌块砌体应分皮错缝搭砌,；上下皮搭砌长度不得小于,90mm,；当搭砌长度不满足这个要求时，应在水平灰缝内设置不少于,24,的焊接钢筋网片,(,横向钢筋的间距不宜大于,200mm),，网片每端均应超过该垂直缝，其长度不得小于,300mm,。,(2),砌块墙与后砌隔墙交接外,，应沿墙高每,400mm,在水平灰缝内设置不少于,24,，横筋间距不大于,200mm,的焊接钢筋网片。,(3),混凝土砌块房屋宜将纵横墙交接处，,距墙中心线每边不小于,300mm,范围内的孔洞，采用不低于,Cb20,灌孔混凝土灌实，灌实高度应为墙身全高。,砌块砌体的构造要求,（,4,）混凝土砌块墙体的下列部位，如果没有设置圈梁或混凝土垫块，,应采用不低于,Cb20,的灌孔混凝土将孔洞灌实。,搁栅、檩条和钢筋混凝土楼板的支承面下，高度不应小于,200mm,的砌体。,屋架、梁等构件的支承面下，高度不应小于,600mm,，长度不应小于,600mm,的砌体。,挑梁支承面下，距墙中心线每边不应小于,300mm,，高度不应小于,600mm,的砌体。,二、防止或减轻墙体开裂的主要措施,a),温度裂缝,(b),沉降裂缝,砌体房屋常见裂缝形态,受力裂缝沉降裂缝温度裂缝干缩裂缝,裂缝对房屋性能的影响：,外观,防水、防渗、保温性能,整体性、承载能力、耐久性和抗震性能,裂缝形成原因,设计,施工,材料,干缩裂缝,环境温度变化,温度裂缝,地基不均匀沉降,沉降裂缝,防止或减轻墙体开裂的原理,合理的结构布置,加强房屋结构的整体刚度,设置沉降缝,设置收缩缝,防止或减轻墙体开裂的措施,在保证收缩缝间距的基础上，为了防止或减轻房屋顶层墙体的裂缝，可根据房屋具体情况分别采取“,防、放、抗,”措施：,1.,为减少屋面与顶层墙体温差，防止墙顶产生裂缝，屋面应设置,保温、隔热层,。,2.,为释放或降低温差应力，屋面保温（隔热）层或屋面刚性面层及砂浆找平层应设置,分隔缝,，分隔缝间距不宜大于,6m,，并与女儿墙隔开，其缝宽不小于,30mm,。,3.,受温差影响较大地区可适当选用装配式有檩体系钢筋混凝土屋盖和瓦材屋盖。在钢筋混凝土屋面板与墙体圈梁的接触面处设置,水平滑动层,，滑动层可采用两层油毡夹滑石粉或橡胶片等；对于,长纵墙,，可只在其,两端的,2,3,个开间内设置,，对于,横墙,可只在,其两端各,l/4,范围内设置,（,l,为横墙长度）。,屋面滑动层构造详图,针对墙体不同区域，可采取下列构造措施加强其抗裂能力,：,（,1,）顶层屋面板下设置,现浇钢筋混凝土圈梁,，并沿内外墙拉通，房屋两端圈梁下的墙体内宜适当设置,水平筋,；,（,2,）顶层挑梁末端下墙体灰缝内设置,3,道焊接钢筋网片,（纵向钢筋不宜少于,24,，横筋间距不宜大于,200mm,）或,26,钢筋，钢筋网片或钢筋应自挑梁末端伸入两边墙体不小于,1m,；,梁下一皮砖灰缝,屋面挑梁构造详图,12,f4,钢筋网片或,2f6,钢筋,梁下一皮砖灰缝,当房屋刚度较大时，可在窗台下或窗台角处墙体内设置,竖向控制缝,。在墙体高度或厚度突然变化处也宜设置竖向控制缝，或采取其它可靠的防裂措施。竖向控制缝的构造和嵌缝材料应能满足墙体平面外传力和防护的要求。,空心砌块房屋的控制缝,灰砂砖、粉煤灰砖砌体宜采用粘结性好的砂浆砌筑，混凝土砌块砌体应采用,砌块专用砂浆砌筑,。,三、,圈梁、,圈梁作用,增强房屋的整体性和空间刚度,防止地基不均匀沉降而使墙体开裂,减少振动作用对房屋产生的不利影响,与构造柱配合有助于提高砌体结构的抗震性能,附加圈梁与圈梁的搭接,附加圈梁与圈梁的搭接,现浇圈梁连接构造,现浇圈梁的连接构造,Thank 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