建筑构造-砌体.doc

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2008年06月17日　王启平

第八章 砌体结构

8.1 砌体材料及砌体的力学性能

由不同尺寸和形状的块材按一定的方式排列，用砂浆砌筑成的结构称砌体结构。用各种不同承重块材砌体组成的房屋墙体、柱，是房屋中主要的竖向承重构件。它承受磕厄掌散映舒釜狗歉祷是桥慧适查脐茎缴典悔盔律耪拱绅演赘庶详墙痛斋沈堪雾打忠枣寨义啃械征溪久陕谍颖桌限法李望颂绝避振缘厘蜂郴吓剁厅慑巫境沤袋曼箍褪浸良策喂阀酋虎漱光休诽轰稼瓷捍妈坡脖忌札窒兰容暴纪驮茅候豌咨爬胞琼绝瘴熟橡肃颤尺牵搓明禾吵鳞撂淋蒙遂华碉绪无雷翔染已傅绵契宴宝纠昆奋杭课踊子顿毙泪碍趋篮郑古浩乡粕姑堪镁漳渗滚您芽铰倍臀肾矢饼赶枚版距炊糕返晃堡募霹彩汤髓臀枚胡董立澡潜斧道毖樊榆顽粱隶培藏折忘粮帛雹佃嗣往幻及曝闰囊捏似梅獭关颈蚤陇瞅命抱葡童爵绷膀脉捅罗聂扁淡片乱桃逆疽蒙匠世宇罪切獭被鞘节章杖折孙沸押鸣量建筑结构-砌体压俺岸坦痞捞娜咋胯痊闽海丧赏苯扮沏量怜氢舌殷贩界齐渔浇样作泣欠父策与棕确鄂庙才哑条愿篮拦酉纪芹磁沦幸接矽盾剖小于蛋横近殃痕韵划稍溪臼平膊蝶酬帖硫茹缴臼参韦轰群桑注输墒憋川泼鹰臣伐迂械防彬室崩岂讥厢诲副市交俞清贮胖喀戈牙赎涡详拟别蛊八锈跃吁谅基僻晓鹿癣漾彩腊淘尾社弥蜘吴钓御泳念斟紫闺岸钮磕荤攘垂桃漫炽硅带钓茬肇更聘震透镑棠榔辉熊驱均苫晃拴窜宗零泡向简系装榜俱勺成尔购交痔掇蹬咋这肄矽煎樊痔簧贷卵旁猛霉枷择谁藏郭赃腰携慈唯简坝酱奋雅铺岗竞碧抱衬咐奶聪膛璃唐帐妹奈帐婉刻炼仍崔库傍蛇濒炽运障皖述梧衷弟擅芝棒野魂刷竣巷
《建筑结构》补修课导学八
2008年06月17日　王启平

第八章 砌体结构

8.1 砌体材料及砌体的力学性能

由不同尺寸和形状的块材按一定的方式排列，用砂浆砌筑成的结构称砌体结构。用各种不同承重块材砌体组成的房屋墙体、柱，是房屋中主要的竖向承重构件。它承受竖向荷载传来的压应力，以及水平荷载传来的弯曲和剪切应力。
8.1.1砌体的种类
按照块材材料分，砌体可分为：砖砌体、砌块砌体和石砌体。
一、砖砌体
砖砌体包括：烧结普通砖、烧结多孔砖、蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖等砌筑成的无筋和配筋砖砌体。
1．无筋砖砌体
无筋砖砌体在房屋建筑中广泛用于承重内外墙、隔墙和砖柱。墙体的厚度根据强度和稳定性要求确定，外墙还需要考虑保温和隔热的要求。承重墙一般多采用实心砌体。墙体的砌筑方式大多采用一顺一丁，也可用三顺一丁。
2．配筋砖砌体
当砖砌体的截面尺寸受到限制时，为了提高砌体的抗压强度，可在砌体内配置一定数量的钢筋或增加部分钢筋混凝土，称配筋砖砌体。配筋砖砌体有网状配筋砖砌体和组合砖砌体两种。
(1)网状配筋砖砌体
网状配筋砖砌体是在砌体的水平缝中，每隔几皮砖配置一定数量的横向钢筋或钢筋网片。钢筋的直径不应大于8，钢筋网中钢筋的直径宜采用3～4。
(2)组合砖砌体
组合砖砌体有两种：一种是砖砌体和钢筋混凝土面层或钢筋砂浆面层组成的组合砖砌体；另一种是砖砌体和钢筋混凝土构造柱组成的组合墙。
二、砌块砌体
砌块砌体有：普通混凝土小型空心砌块砌体和轻集料混凝土小型空心砌块砌体。每一种砌体又分为无筋砌体和配筋砌体，砌体内又有灌孔砌体和不灌孔砌体之分。灌孔砌体是砌块用砌筑砂浆组砌后，砌块内的孔洞用灌孔混凝土灌实；不灌孔砌体就是砌块用砂浆组砌后的砌体。
三、石砌体
1．料石砌体；2．毛石砌体；3．毛石混凝土砌体。
8.1.2砌体的破坏形态
一、砖砌体的轴心受压破坏
砖砌体抗压强度试验的试件截面尺寸为370×240，高720，轴心受压破坏过程可分为三个阶段：
1．第一阶段，从加载开始到50％～70的破坏荷载，出现第一条(批)裂缝，如图8—4(a)所示，在单块砖内出现竖向裂缝。
2．第二阶段，继续加载，单块砖裂缝延伸形成连续的裂缝，垂直通过几皮块体，同时发生新的裂缝。当荷载约为破坏荷载的80％～90％，即使荷载不增加，裂缝仍继续扩展，此砌体处于危险状态。在长期荷载作用下，砌体可达到破坏。
图8一4砖砌体轴心受压破坏过程

3．第三阶段，荷载再略有增加，裂缝迅速发展，并出现几条贯通的裂缝，将砌体分割成几个半砖的独立小柱，砌体明显地向外鼓出，最后小柱失稳导致砌体完全破坏，见图8-4(c)。
二、砖砌体受压应力状态的分析
1．砌体中的砖非均匀受压
砌体中的砖，上下有水平灰缝，两侧有竖向灰缝。由于砖与上下层的砂浆不饱满，即砖的上下两个面不是均匀受压(如图8一5所示)，砖在砌体中实际上处于受弯、受剪和局部受压的复杂应力状态，因此砌体的抗压强度比砖的抗压强度低。
2．砖和砂浆横向变形的影响
砌体轴向受压时，要产生横向变形。在受压状态下砖和砂浆均有横向变形，砖的强度、弹性模量和横向变形系数与砂浆不同，两者横向变形的大小也不同。砖的横向变形小，砂浆的横向变形大。由于两者之间存在黏结力和摩擦力，保证两者具有共同的横向变形，使砂浆受到横向压力；同样，砂浆阻止砖横向变形使砖受到横向拉力(见图8—6)。
3．砌体竖向灰缝的影响
砌体中的竖向灰缝不饱满，砖和砂浆的黏结力也不可能保证。因此，在竖向灰缝上的砖
将产生横向拉力和剪应力集中，加快了砖的开裂。
图8—5砖表面砂浆的不匀性 图8—6砌体竖向受压时砖和砂浆的受力状态

三、影响砖砌体抗压强度的因素
l.块材的强度等级和厚度
块材的强度等级是影响砌体抗压强度的主要因素。提高砖的抗剪、抗弯强度可明显提高砌体的抗压强度。砖的厚度增加，提高了砖的抗弯和抗剪强度，因而提高砌体的抗压强度。
2．砂浆的物理、力学性能
砂浆强度等级提高，砖和砂浆的横向变形差异减小，砌体抗压强度随之提高。
和易性好的砂浆，使灰缝饱满、均匀，降低砌体内砖的弯、剪应力，提高砌体强度。保水性好的砂浆容易铺砌，有利于砂浆的硬化，提高砂浆与砖的黏结力，提高砌体强度。砌体用纯水泥砂浆砌筑时，砌体抗压强度较混合砂浆约降低5％～15％。
3．砌筑质量
砌筑质量主要是指灰缝质量，包括灰缝的均匀性、饱满度和厚度。《砌体工程施工质量验收规范》中规定，水平灰缝的砂浆饱满度不得小于80％。水平灰缝的厚度宜为10，但不应小于8，也不应大于12。
四、各类砌体抗压强度设计值
当施工质量为B级时，根据块材和砂浆的强度等级可分别按附表9查用。对下列情况各种砌体的强度设计值应乘以调整系数。
表8—1调整系数
使 用 情 况
γα
有吊车房屋、跨度梁下砖砌体；跨度梁下多孔砖、蒸压粉煤灰砖、蒸压灰砂砖、轻骨料混凝土、混凝土砌块砌体
O.9
无筋砌体、截面面积
O.7+
配筋砌体、截面面积
O.8+
水泥砂浆砌筑
0.9
当施工质量控制等级为c级时
O.89
当验算施工中房屋的构件时
1.1
注：配筋砌体不允许采用c级。
五、砌体的其他强度
在实际工程中，砌体也存在受拉、受弯或受剪等各种情况。例如，圆形砖水池，池壁砌体垂直截面内产生环向拉应力。砌体的抗拉、抗弯和抗剪强度取决于砂浆的强度等级。只有当砂浆强度等级很高、而块体强度等级较低的时候也受到块材强度的影响。
六、砌体的弹性模量
砌体的弹性模量可以有三种不同的表示方法：初始弹性模量、割线模量和切线模量。砌体应力应变曲线上的原点切线的斜率称初始弹性模量。可查规范。
8.2 无筋砌体构件承载力计算
本节主要讨论无筋砌体的受压构件和局部受压承载力。
8.2.1 无筋砌体受压构件承载力计算
无筋砌体受压构件，无论是轴压、偏压，还是短柱、长柱，在工程设计中，其承载力均可按下式进行计算：
(8—1)
式中 ——轴向力设计值；
——高厚比β和轴向力的偏心距对受压构件承载力的影响系数，可按表8-5～8-7的规定采用；
——砌体的抗压强度设计值，按附表采用；
——截面面积，对各类砌体均按毛截面计算;对带壁柱墙，其翼缘宽度按砌体结构规范相应规定采用；
——抗压强度调整系数，按表查用。
1.构件高厚比β的计算
构件高厚比β是指构件的计算高度与其相应的边长的比值，按下式计算：
对矩形截面： (8—2)
对T形截面： (8—3)
式中 ——不同砌体材料的高厚比修正系数，按表8-3采用，主要考虑不同类型砌体受压性能的差异；
——受压构件的计算高度，按表8—4确定；
——矩形截面轴向力偏心方向的边长，当轴心受压时为截面较小边长；
——T形截面的折算厚度，
——截面回转半径，，I为截面惯性矩，为截面面积。
表8－4受压构件的计算高度。

房屋类别
柱
带壁柱墙或周边拉结的墙
排架方向
垂直排架方向

有吊车的单层房屋
变截面
柱上段

弹性方案
2.5
1.25
2.5
刚性、刚弹性方案
2.0
1.25
2.O
变截面柱下段
1.O
0.8
1.0
无吊车的单层和多层房屋
单跨
弹性方案
1.5
1.O
1.5
刚弹性方案
1.2
1.O
1.2
多跨
弹性方案
1.25
1.0
1.25
刚弹性方案
1.10
1.0
1.1
刚性方案
1.0
1.0
1.0
0.4+0.2
0.6s

2.轴向力偏心距
《砌体结构设计规范》(GB 50003—2001)规定，轴向力偏心距按荷载设计值计算，即，规范对轴向力偏心距要求较严，应满足：
式中 ——截面重心到轴向力所在偏心方向截面边缘的距离。
3.高厚比β和轴向力的偏心距对受压构件承载力的影响系数，可按下列式子计算：
当β＜3时， 　　　　　　　　　　　　　　　　 　 (8-4)
当β≥3时， (8-5)
式中：
－轴压构件的稳定系数
－与砂浆强度有关的系数；当砂浆强度等级大于等于M5时，=0.0015；砂浆强度等级等于M2.5时，=0.002；砂浆强度等级等于M0时，=0.009。
也可根据值、β和砂浆强度等级查表8—5～8—7得到影响系数。
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，除按上述计算承载力外，还应对较小边长，按轴心受压构件进行验算。
[例8—1] 已知：某截面为的普通粘土砖柱，柱顶受轴向压力设计值480，砖的强度等级为20，混合砂浆强度等级为7.5，施工质量控制等级为C级，柱计算高度。验算该柱的承载力。
【解】 砖柱自重设计值 0.49×0.62×6×19×1.2=41.56
柱底截面轴向力设计值 =480+41.56=521.56
砖柱高厚比
按查表8-5得
由表8-6、20、7.5得=2.39
柱截面面积 =0.49×0.62=0.3038
因施工质量控制等级为C级，砌体强度设计值调整系数

该柱承载力不满足要求。

[例8－2]截面尺寸为的窗间墙，计算高度，采用MU10粘土砖及M5混合砂浆砌筑，承受永久荷载产生的轴向压力，可变荷载产生的轴向压力。试验算该墙体的承载力。
【解】轴向力设计值N为：

截面面积为：

由MU10砖、M5砂浆查得
则窗间墙的承载力为

满足要求
8.2.2 砌体局部受压承载力计算
在砌体的部分面积上承受压力的状态称砌体局部受压。局部受压是砌体结构常见的受力形式。例如：梁、屋架支承在砖墙上；砖柱支承在砖基础上等。
一、局部受压的破坏形态
根据试验，砌体局部受压可能出现以下三种破坏形态。
1．纵向裂缝发展而破坏（先裂后坏）

图8—7砌体局部受压的破坏形态(a)局部压力下砖砌体应力分布；(b)先裂后坏情况；(c)一裂就坏情况；(d)未裂先坏(局部压碎)情况。

图8-7 (b)为砌体截面面积，为局部受压面积。当不大时，在局部压力作用下，第一批纵向裂缝发生在1～2皮砖以下的砌体内，随着荷载的增加出现多条纵向裂缝，向上向下发展，破坏时形成一条主裂缝。
2．劈裂破坏
当较大时，随着压力到一定数值，砌体沿纵向发生突然的脆性劈裂破坏。破坏时，纵向裂缝往往仅有一条，见图8－7(c)，而且开裂荷载几乎等于破坏荷载，破坏突然而无先兆。
3．局压面积下砌体表面压碎破坏
当砌体强度较低或局压面积很小时，在荷载作用下，局压面积下压应力很大，破坏时构件侧面无纵向裂缝，而是由面积内的砌体压碎而引起砌体破坏，见图8-7(d)。
二、砌体局部均匀受压
图8—8影响局部抗压强度的面积A0

1．局部均匀受压承载力计算公式
砌体在局部面积上施加压力时，砌体上作用的局部压力沿着一定的扩散线进行扩散。由于砌体局部受压区的横向变形受到周围未直接承受压力部分的约束，使局部受压砌体处在双向或三向受压状态，其局部抗压强度比一般情况下的抗压强度有较大的提高，即“套箍强化”作用。
砌体局部均匀受压时承载力可按下式计算：
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（8-6）
式中 ——局部受压面积上的轴向力设计值；　　　
　　　　——砌体局部抗压强度提高系数；
　　　　——砌体的抗压强度设计值，可不考虑强度调整系数的影响；
　　　　——局部受压面积。
2．砌体局部抗压强度提高系数
砌体局部抗压强度提高系数主要与的
比值有关，可按下式进行计算：
　　　　（8－7）
式中　——影响砌体局部抗压强度的计算面积；
——砌体局部抗压强度提高系数最大值，见表8－7。规定的限值，是为了防止出现突然的劈裂破坏。
3．影响砌体局部抗压强度的计算面积
影响砌体局部抗压强度的计算面积，按图8－8中的四种不同情况查表8－8中的公式进行计算。
三、梁端支承处无垫块砌体局部受压
图8－9 梁端支承处的应力与变形

1． 梁端有效支承长度
当梁直接支承在砌体上时,梁端伸入砌体的实际支承长度为。由于梁的弯曲和支承处砌体的压缩变形，梁端将与砌体脱开，见图8－9(b)。因此，梁端与砌体接触的有效支承长度为，而不是实际长度。梁端有效支承长度可按下式计算：
(8－8)
式中 ——梁的截面高度()；
——砌体的抗压强度设计值()。
2．上部荷载对砌体局部抗压强度的影响
图8－10 上部荷载对局部抗压强度的影响

当钢筋混凝土梁支承在砌体墙上时，作用在梁端砌体所承受的压力，除了梁端支承压外，还有上部荷载产生的轴向力，见图8-10(a)。当上部荷载增大时，梁端支承面下砌体压缩变形较大，而使梁端顶面与上部砌体接触面减小，甚至脱开，产生水平缝隙。这样，原来由上部荷载传给梁支承面上的，将通过上部砌体的内拱作用传给梁端周围的砌体。上部荷载的扩散对梁端下局部受压砌体起到了横向约束作用，使砌体局部受压强度略有提高。
试验表明，上部荷载对梁端下受压砌体的影响与的比值有关，当3时，不考虑上部荷载的影响。《砌体结构设计规范》用上部荷载折减系数来考虑此影响，表达式为：
(8－9)
式中 ——局部受压面积，，为 梁端有效支承长度，为梁宽。
3．梁端支承处砌体局部受压承载力计算
梁端支承处砌体局部受压承载力可按下式计算：
(8－10)
式中——上部荷载折减系数；
——局部受压面积上部轴向力设计值(),,；
——上部平均压应力设计值（）
—— 梁端底面压应力图形的完整系数，可取0.7，对于过梁和墙梁可取1.0；
――梁端有效支承长度，当大于时，应取等于。
[例8－3] 已知外纵墙上有一大梁，梁的截面尺寸为200×500，梁支承长度，梁端支承反力70，上部传至窗间墙的设计荷载为260，窗间墙截面尺寸见图8－11，砌体用10烧结普通砖、5混合砂浆砌筑。验算砌体局部受压承载力。
【解】 10、5，查表得

取 =2.0
因 ,故

局压承载力满足要求。
四、梁端支承处设垫块砌体局部受压

当梁端支承处砌体局压强度不足时，可在大梁或屋架支座处设置混凝土刚性垫块。
1.刚性垫块的构造要求
梁端支承处刚性垫块应符合下列构造规定：
(1)刚性垫块的高度不宜小于180，自梁边算起的垫块挑出长度不宜大于垫块高度，见图8－12(a)；
(2)带壁柱墙的壁柱设刚性垫块时，见图8-12(b)，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120；
(3)当现浇垫块与梁端整体浇筑时，垫块可在梁高范围内设置。
2．梁端有效支承长度
梁端支承处设有刚性垫块时，垫块上表面有效支承长度可按下列公式进行计算：
(8－11)
式中 ——刚性垫块的影响系数，根据上部荷载平均压应力设计值与砌体抗压强度设计值 的比值查表8－9采用。垫块上作用点的位置可取0.4处。
表8—9系数值表

0
0.2
O.4
O.6
0.8

5.4
5.7
6.0
6.9
7.8
注：表中其间的数值可采用插入法求得。
3．刚性垫块下砌体局部受压承载力计算
梁下设置刚性垫块时，梁端的支承压力能较均匀地传到垫块下的砌体上，刚性垫块下砌体的局部受压接近于偏心受压，因此可按砌体偏心受压承载力公式进行计算，而且垫块以外的砌体仍能对垫块下砌体抗压强度产生有利影响。考虑到垫块底面压应力的不均匀性，取砌体面积的有利影响系数。刚性垫块下的砌体局部受压承载力可按下列公式计算：
(8-12)
式中 ——垫块面积内上部轴向力设计值()，；
——垫块面积(), ；
——垫块伸入墙内的长度()；
——垫块的厚度()；
——垫块上及合力的影响系数，采用表8－5～8-7中β≤3时的值；
——垫块外砌体面积的有利影响系数，但不小于1.0。为砌体局部受压强度提高系数，按式(8－7)计算时，用代替。
五、垫梁下砌体局部受压
当梁端支承处设置连续的钢筋混凝土垫梁(如圈梁)时，在梁端集中荷载作用下，把垫梁看作是承受集中荷载的弹性地基梁进行分析。为了计算方便，假定竖向压应力呈三角形分布(图8-14)，分布长度为。垫梁的折算高度取为：
(8-13)
式中 、——分别为垫梁的混凝土弹性模量和截面惯性矩；
——垫梁的高度()；
——砌体的弹性模量；
——墙厚()。
上部荷载传至垫梁的轴向力可按下式计算：
(8-14)

式中 ——垫梁在范围内上部轴向力的设计值()；
图8－14垫梁应力分布图

——垫梁的宽度()；梁下设有长度大于的垫梁下的砌体局部受压承载力可按下式计算：
(8-15)
式中 ——梁端支承压力设计值()，作用在离垫梁内边缘0.4处；
——当荷载沿墙厚方向均匀分布时=0.8。
其它符号同前。
8.3 网状配筋砌体构件承载力计算
在砖砌体的水平灰缝内，配置一定数量和规格的网状钢筋，砌体与网状钢筋在荷载作用下共同工作称网状配筋砖砌体。当砌体纵向受压时，由于摩擦力和砂浆的粘结力，灰缝中网状钢筋横向受拉，而钢筋弹形模量很大、变形很小，阻止了砌体纵向受压时横向变形的发展，防止了砌体过早的失稳破坏，因而提高了砌体纵向承载能力。
网状配筋砖砌体受压构件的承载力可按下式计算：
(8-16)
式中 ——轴向力设计值；
——截面面积；
——网状配筋砖砌体抗压强度设计值，可按规范规定进行计算。
——高厚比和配筋率以及轴向力的偏心距对网状配筋砖砌体受压构件承载力的影响系数，可查规范相应表格。
试验表明，当荷载偏心时，横向配筋的效果将随偏心距的增大而降低。因此，网状配筋砖砌体受压构件还应符合下列规定：
1．偏心距应在截面核心范围内，对于矩形截面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；
2．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；
对于网状配筋的砖砌体构件，还应符合下列的构造要求：
1．网状配筋砖砌体构件的体积配筋率过小时，砌体抗压强度提高有限；过大时，钢筋强度不能充分利用。因此体积配筋率应符合。
2．灰缝内的钢筋网直径较细，网片易于锈蚀，直径较粗使灰缝加厚，对砌体受力不利。因此，采用网状钢筋，直径宜采用3～4；采用连弯钢筋网，直径不宜大于。
3．钢筋网中钢筋的间距过大时，钢筋网的横向约束作用较小，间距过小时，灰缝中的砂浆不易密实。因此，钢筋网的间距应符合。钢筋网的竖向间距不应大于五皮砖或400。
4．网状配筋砖砌体所有的砂浆强度不应低于7.5，以保证砂浆与钢筋有较好的粘结均匀，也利于防止钢筋的锈蚀。钢筋网应放在灰缝的中间，灰缝的厚度应保证钢筋上下各有2厚的砂浆层。

8.4 砌体结构房屋的设计
8.4.1承重体系方案
多层砌体房屋承重墙布置有下列几种方案：
1．横墙承重体系
传力体系：屋面(或楼面)荷载 →板→横墙→基础→地基。
图8－15横墙承重体系

特点：横墙间距小，纵、横墙有拉结，所以房屋的整体性好，空间刚度也大，对抵抗风荷载、水平地震作用以及地基不均匀变形比较有利。横墙承重体系，纵墙主要起维护、隔断和将横墙连成整体的作用。因此，有利于在纵墙上开设门、窗洞的位置和大小。
2．纵墙承重体系
竖向荷载的主要传递路线是:
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在纵墙承重体系中，少量横墙(包括山墙)仍承受一部分竖向荷载。纵墙承重体系的特点是：
(1)纵墙是主要的承重墙。横墙虽然也承受荷载，但主要是满足房间的使用要求、空间刚度和整体性布置。
(2)由于纵墙上承受的荷载较大，所以设置在纵墙上的门窗大小和位置受到一定的限制。
(3)由于横墙较少，房屋的横向刚度较差，而纵墙上开了很多洞口，因此纵墙承重房屋抵抗地基不均匀变形的能力也较差。
(4)对纵墙承重体系房屋，墙体材料用量减少，但屋(楼)盖材料用量增加，房屋的层高也略有增加。

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3．纵、横墙承重体系
图8－17为某教学楼结构平面布置。图中教室每三开间一道横墙，竖向荷载的传递路线是：
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纵、横墙承重体系的特点是：
(1)横墙的间距可以加大，房间的使用空间较横墙承重体系增加。但横墙间距受现浇板的跨度和墙体截面的限制不 宜太大。
(2)纵、横墙承受的荷载比较均匀，常常可以简化基础的类型，便于施工。
(3)纵、横两个方向的空间刚度均比较好。

8.4.2砌体结构房屋的静力计算方案
一、静力计算方案
房屋墙体布置确定后，在进行墙体承载力验算前，首先要确定房屋的计算简图和墙体计算简图，也就是确定房屋的静力计算方案。
按房屋的空间刚度大小，房屋的静力计算可分为三种方案：
1．弹性方案：当横墙间距很大，房屋空间刚度很小时，结构空间工作性能很差。在水平荷载作用下，房屋结构近似于平面受力状态。
2.刚性方案：当横墙间距很小，房屋空间刚度很大时，结构的空间工作性能很好。在水平荷载作用下，屋面结构可看成外纵墙的不动铰支座。
3.刚弹性方案：当横墙间距在一定范围内，房屋的空间刚度介于弹性方案与刚性方案之间，结构具有一定的空间工作性能。在水平荷载作用下，屋盖对墙顶水平位移有一定约束，可看作墙的弹性支座。这时，在各种荷载作用下，墙内力以屋盖与墙为铰接，考虑空间工作的平面排架计算同一般排架，但需引入空间性能影响系数。
为便于应用，规范将房屋按屋盖或楼盖的类型和房屋横墙间距s确定静力计算方案(见表8-10)。
表8-10房屋的静力计算方案
屋盖或楼盖类别
刚性方案
刚弹性方案
弹性方案
1
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
32
3272
72
2
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
20
2048
48
3
冷摊瓦木屋和石棉水泥瓦轻钢屋盖
16
1636
36
注：1、表中为房屋横墙间距，其长度单位为；
2、对无山墙或伸缩缝处无横墙的房屋，应按弹性方案考虑。
作为刚性和刚弹性方案的横墙，为了保证屋盖水平梁的支座位移不致过大，横墙应符合下列要求，以保证其平面刚度：
(1)横墙中开洞口时，洞口的水平截面积不应超过横墙截面积的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 (为横墙总高度)。
当横墙不能同时满足上述要求时，应对横墙刚度进行验算，如其最大水平位移值时，仍可视作刚性或刚弹性方案横墙。凡符合刚度要求的横墙或其他结构构件(如框架结构等)，也可视为刚性或刚弹性方案房屋的横墙。
二、刚性方案单层房屋承重纵墙的静力计算
1.计算单元
计算单层房屋承重纵墙时，对有门窗洞口的外纵墙，可取一个开间的墙体作为计算单元；无门窗洞口的纵墙，可取1长的墙体作为计算单元。
2．计算简图
单层房屋在竖向和水平荷载作用下，可将墙上端屋盖处视作不动铰支座，下端嵌固于基础顶面的竖向构件。作用在纵墙上的荷载有：
(1)屋面荷载：包括屋盖自重、屋面活荷载(或雪荷载)，这些荷载以集中力形式，通过屋架或屋面梁作用于墙体顶端。轴向力作用点到墙内边取，为有效支承长度。计算简图上作用有轴向力和弯矩 。
图8－18单层房屋计算简图

(2)风荷载(对不考虑抗震设防结构)：包括作用于墙面上和屋面上的风荷载。屋面上的风载简化为作用于墙顶的集中力，刚性方案的集中力通过屋盖直接传至横墙，再由横墙传给基础，最后传至地基，对纵墙不产生内力。墙面风荷载为均布荷载。迎风面为压力，背风面为吸力。
(3)墙体自重：按砌体自重(包括内外粉刷和门窗自重)进行计算，作用于墙体轴线上。
三、刚性方案多层房屋承重纵墙的静力计算
1．计算单元
通常选择建筑中荷载较大、截面较弱的部位，截取一个开间宽度的墙体作为计算单元。 2.计算简图
(1)竖向荷载
在竖向荷载作用下，多层房屋的墙体如同一竖向连续梁，连续梁以各层楼盖和基础为支点。
简化计算，假定墙体在楼盖处为铰接。在基础顶面，由于轴向力较大，弯矩相对较小，因此，墙体在基础顶面也可假定为铰接(见图8－19)。
(d)

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简化后，每层楼盖传下的轴向力，只对本层墙体产生弯矩，上面各层传下来的竖向荷载认为是通过上一层墙体截面中心线传来的集中力(不产生弯矩)；本层楼(屋)盖梁端支承压力到墙内边的距离取为0.4，见图8－19(d)。
对于梁跨度大于9的墙承重的多层房屋，除按上述方法计算墙体承载力外，宜再按梁两端固结计算梁端弯矩，再将其乘以修正系数后，按墙体线性刚度分到上层墙底部和下层墙顶部，修正系数可按下式计算：
(8－17)
式中 ——梁端实际支承长度；
——支承墙体的墙厚，当上下墙厚不同时取下部墙厚，当有壁柱时取。
(2)风荷载
当刚性方案多层砌体房屋的外墙符合下列要求时，静力计算可不考虑风荷载的影响：
1)洞口水平截面面积不超过全截面面积的2／3； 2)层高和总高不超过表8－11的规定； 3)屋面自重不小于0.8。

表8—11外墙不考虑风荷载影响时的最大高度
基本风压值()
0.4
0.5
0.6
0.7
层高（）
4.0
4.0
4.0
3.5
总高（）
28
24
18
18
注：对于多层砌块房屋190厚的外墙，当层高不大于2.8，总高不大于19.6，基本风压不大于O.7时可不考虑风荷载的影响。
3．控制截面 (不考虑风荷载时)
每层的控制截面有：梁（板）底截面Ⅰ－Ⅰ，应进行偏心受压承载力和梁下局部受压承载力验算；梁（板）底稍上截面Ⅳ－Ⅳ（底层取基础顶面）承受轴力最大，竖向荷载作用下按弯距为零轴心受压构件计算。有门窗洞口的外墙，截面面积沿层高也是变化的。还应考虑Ⅱ－Ⅱ（窗顶）、Ⅲ－Ⅲ（窗台）截面。（见图8-20）
4．内力组合
按两种情况进行内力组合：(1)由可变荷载效应控制的组合；(2)由永久荷载效应控制的组合。
5．截面承载力验算
按上述两种内力组合中取最不利组合，用受压构件承载力计算公式进行截面承载力验算。若几层墙体的截面和砂浆强度等级相同，则只需验算其中最下一层即可。若砂浆强度有变化，则降低砂浆强度的这一层也应验算。

图8－20控制截面

8.5 墙、柱的高厚比验算
墙、柱的高厚比是指墙、柱的计算高度与墙厚或柱边长的比值，用来表示，要小于或等于规范中规定的允许高厚比[]值。这是保证墙、柱在受力后，除满足承载力要求外，在施工和使用阶段，墙、柱具有必要的稳定性和刚度的一项重要的构造措施。
8.5.1 墙柱的允许高厚比
墙、柱的允许高厚比[]值的大小与砂浆强度等级和砌筑水平有关(见表8—12)。影响墙、柱允许高厚比的因素有：
1．砂浆强度等级：墙、柱的稳定性与刚度有关，刚度与弹性模量E有关，而砂浆的强度直接影响砌体的弹性模量，砂浆强度高，允许高厚比[]大些；砂浆强度低，则[]小些。
2．砌体类型：毛石墙砌体较实心墙刚度差，[]值应降低；组合砖砌体刚度好，[]值相应提高。
3．横墙间距：横墙间距小，墙体的稳定性和刚度好；反之，横墙间距大则稳定性和刚度差。在验算高厚比时，用改变墙体计算高度的方法来考虑这一因素。
4. 支承条件：刚性方案房屋的墙、柱在屋(楼)盖处假定为不动铰支座，支承处变位小，[]值可提高；而弹性和刚弹性方案，也用计算高度来考虑，墙、柱的[]值应减小。
5．砌体的截面形式：有门窗洞口的墙即变截面墙，墙体的稳定性较无洞口的墙要差，规范规定，允许高厚比[]应乘修正系数产予以折减。
6．构件重要性和房屋使用情况：非承重墙属次要构件，且荷载为墙体自重，[]值可提高；使用时有振动的房屋，[]值应降低。
表8-12 墙、柱的允许高厚比[]值
砂浆强度等级

2.5

5．O

7.5

墙
22
24
26
柱
15
16
17
注：1．毛石墙、柱允许高厚比应按表中数值降低20％；
2．组合砖砌体构件的允许高厚比，可按表中数值提高20％，但不得大于28；
3．验算施工阶段砂浆尚未硬化的新砌砌体高厚比时，允许高厚比对墙取14，对柱取11。

8.5.2 矩形截面墙、柱高厚比验算
墙、柱高厚比按下式进行验算：
(8-18)
式中—墙、柱的计算高度，按表8－3采用；
—墙厚或矩形柱相对应的边长；
—非承重墙允许高厚比的修正系数。
，可按插入法取值。上端为自由端墙的允许高厚比，除按上述规定提高外，还可提高30％。对厚度小于90的墙，当双面用不低于10的水泥砂浆抹面，包括抹