建筑结构-高职5.

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1、第五章 砌体结构基础知识,5.1 砌体材料及力学性质 5.2 无筋砌体受压构件的承载力计算 5.3 墙、柱高厚比验算和构造要求 5.4 砌体房屋的抗震措施,砌体结构是指由块材通过砂浆铺砌而成的结构。块材包括砖、石和各种砌块，砂浆包括水泥砂浆、石灰砂浆、混合砂浆，以及砌块专用砂浆。,5.1 砌体材料及力学性质 一、砌体材料,1、块体材料（占砌体总体积的78%以上）,（1）砖 按抗压强度，分为 MU30、MU25、MU20、MU15、MU10五个等级。 烧结普通砖 非烧结硅酸盐砖 （蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖、炉渣砖等） 烧结多孔砖,烧结普通砖：简称普通砖，指以黏土、页岩、煤矸石、粉煤灰为主要原料，

2、经过焙烧而成的实心的或孔洞率不大于规定值且外形尺寸符合规定的砖，分烧结黏土砖、烧结页岩砖、烧结煤矸石砖、烧结粉煤灰砖等。尺寸为240mm115mm53mm。,非烧结硅酸盐砖：以硅酸盐材料、石灰、砂石、矿渣、粉煤灰等为主要材料压制成型后经蒸汽养护制成的实心砖。常用的有蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖、炉渣砖、矿渣砖等。 蒸压灰砂砖简称灰砂砖，是以石灰和砂为主要原料，经坯料置备、压制成型、蒸压养护而成的实心砖。,蒸压粉煤灰砖简称粉煤灰砖，又称烟灰砖，是以粉煤灰、石灰为主要原料，掺配适量的石膏和集料，经坯料制备、压制成型、高压蒸汽养护而成的实心砖。,烧结多孔砖简称多孔砖，是指以黏土、页岩、煤矸石或粉煤灰为主

3、要原料，经焙烧而成的具有竖向孔洞，且孔洞率不小于25的砖。 （具有水平孔洞者称为烧结空心砖，用于非承重隔墙）,P型烧结多孔砖 尺寸：240X115X90（mm）,粉煤灰烧结多孔砖,页岩烧结多孔砖,煤矸石烧结砖,烧结页岩多孔砖,炉渣空心砖,（2）砌块 分为小型、中型、大型三类，最常用的是混凝土小型砌块 MU20、MU15、MU10、MU7.5、MU5 五个等级。,加气混凝土砌块,砌块一般用混凝土或水泥炉渣浇制而成，也可用粉煤灰蒸养而成。主要有混凝土空心砌块、加气混凝土砌块、水泥炉渣空心砌块、粉煤灰硅酸盐砌块。 混凝土小型空心砌块的主规格尺寸为90190190mm。,混凝土空心砖砌体,加气混凝土砌

4、块,蒸压加气混凝土砌块,（3）石材 特点：石材抗压强度高，抗冻性、抗水性及耐久性均较好。花岗岩、砂岩、石灰岩等石材强度等级共分七级：MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30、MU20。,石材按加工后的外形规则程度分为料石和毛石两种。 料石 细料石：通过细加工、外形规则，叠砌面凹入深度不应大于10mm，截面的宽度、高度不应小于200mm，且不应小于长度的1/4。 半细料石、粗料石：规格尺寸同上，但叠砌面凹入深度不应大于15mm。 毛料石：外形大致方正，一般不加工或稍加修整，高度不应小于200mm，叠砌面凹入深度不应大于25mm。 毛石 形状不规则，中部厚度不应小于200mm的

5、石材。,2、砂浆 由无机胶结料、细骨料、水组成，胶结料有水泥、石灰、石膏等。 砂浆强度等级采用70.7立方毫米的试块测得。分为M15、M10、M7.5、M5、M2.5五个等级。,（1）水泥砂浆（水泥+砂+水） 强度高、硬化快、耐久性好，但保水性和流动性差、水泥用量大。适用于地下结构或经常受水侵蚀的砌体部位。,砂浆搅拌机,（2）水泥混合砂浆（水泥+石灰膏+砂+水） 耐久性、流动性和保水性比水泥砂浆好，强度比石灰砂浆高，易于砌筑，适用于砌筑一般的墙、柱等结构构件。,（3）石灰砂浆 （石灰+砂+水） 保水性、流动性较好、但强度低、耐久性差、通常用于地上砌体。,（4）混凝土砌块砌筑砂浆 （水泥+砂+水

6、+掺和料+外加剂） 机械拌和制成，专门用于砌筑混凝土砌块的砌筑砂浆。,1、砖砌体,砖砌体包括实心砖砌体和空斗墙，实心砖砌体的砌合方式有一顺一丁、梅花丁、三顺一丁等。,无筋砌体由块体和砂浆组成，包括砖砌体、砌块砌体和石砌体。无筋砌体房屋抗震性能和抗不均匀沉降能力较差。,二、砌体的种类及力学性能 （一）砌体的种类（分为无筋砌体和配筋砌体两类）,空斗砖砌体 （因整体性较差现在已较少采用）,2、砌块砌体,由砌块和砂浆砌筑而成的结构。自重轻，保温隔热性好，施工进度快，经济效果好，具有优良的环保性能。,3、石砌体,石砌体建筑（饭店）,石砌体可分为料石砌体、毛石砌体、毛石混凝土砌体等。料石砌体可用作房屋的墙

7、、柱等，毛石砌体一般用作挡土墙、基础。,毛石基础,毛石挡土墙,配筋砌体 配筋砌体是指在砌体内配置适量的钢筋或钢筋混凝土的砌体。 网状配筋砌体：在砖柱或墙体的水平灰缝内配置直径为34mm的方格网式钢筋网片，或直径68mm的连弯式钢筋网片，在砌体受压时，网状配筋可约束砌体的横向变形，从而提高砌体的抗压强度。又称为横向配筋砌体。,组合砖砌体：在竖向灰缝内或预留的竖槽内配置纵向钢筋，并浇筑混凝土，形成组合砖砌体，也称为纵向配筋砌体。 组合砖砌体分为两种， 在砌体外侧预留的竖向凹槽内配置纵向钢筋，再浇筑混凝土面层或钢筋砂浆面层构成的。 砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙，在砖砌体中每隔一定距离设置钢筋混凝土

8、构造柱，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和圈梁组成一个构件（弱框架）共同受力。,配筋混凝土砌块砌体是在砌块墙体上下贯通的竖向孔洞中插入竖向钢筋，并用灌孔混凝土灌实，使竖向和水平钢筋与砌体形成一个共同工作的整体。由于这种墙体主要用于中高层或高层房屋中起剪力墙作用，故又称配筋砌块剪力墙。,第一阶段：施加的荷载大约达到破坏荷载的50%70%时，个别砌块体内产生细小裂缝。此时停止施加荷载，裂缝不会继续发展。 第二阶段：荷载增加至破坏荷载的80%90%时，已有裂缝不断扩展，同时产生新的裂缝，并贯通竖向灰缝形成连续的竖向裂缝。此时停止施加荷载，这些裂缝仍会继续发展。 第三阶段

9、：随着荷载的增加，裂缝迅速发展，宽度增加，连续的贯通裂缝将砌体分割成几个小柱体（个别砌块可能被压碎），随着小柱体受压失稳，砌体向外鼓出导致构件的破坏。,（二）砌体的力学性能 1、砌体的受压破坏特征 试验研究表明，砌体从加载开始到破坏，大致经历三个阶段。,试验表明，砖砌体的抗压强度远小于砖的抗压强度，且砌体中的砖块在荷载不大时已出现竖向裂缝。 这是由于砖的表面不平整，砂浆铺砌不均匀，砂浆与砖的横向变形系数不同，竖向灰缝不饱满等原因，使砖块处于压缩、弯曲、剪切、局部受压、横向拉伸等复杂应力状态，而砖本身的抗弯、抗剪、抗拉强度很低，所以砌体中的砖在抗压强度尚未得到充分利用的情况下已经产生裂缝从而导致

10、砌体发生破坏。,2、影响砌体抗压强度的主要因素,5.3 墙、柱高厚比验算和构造要求,1、墙体的一般构造措施 （1）材料强度要求； （2）墙、柱截面尺寸要求； （3）梁端设置垫块的要求； （4）梁端支承长度要求； （5）构件的连接和锚固要求； （6）砌体中留槽洞及埋设管道的要求。,三、一般构造要求,2、防止墙体开裂的主要措施 （1）墙体开裂的主要原因和部位 墙体开裂的主要原因主要是由于温度变化和地基不均匀沉降引起的。墙体开裂的主要部位大多在：房屋的高度、重量、刚度有较大变化处；地质条件变化处；基础底面或埋深变化处；房屋平面形状复杂的转角处。,平屋顶下边外墙的水平裂缝和包角裂缝,内外纵墙和横墙的八

11、字裂缝,房屋错层处的局部垂直裂缝,（2）防止温度引起的墙体开裂的措施 设置温度伸缩缝；在房屋顶层宜设置钢筋混凝土圈梁；优先采用装配整体式有檩体系钢筋混凝土瓦材屋盖、装配式无檩体系钢筋混凝土屋盖或加气混凝土屋盖；屋盖结构的上层设置保温层或隔热层；当房屋的楼盖或屋盖不在同一标高时，较低的屋盖或楼盖与顶层较高的部分的墙体脱开做成变形缝。,5.4 砌体房屋的抗震措施,一、震害特点,不同烈度时的破坏部位变化不大，破坏程度有显著差别，层数与总高度是影响砌体房屋震害的最重要因素，房屋的底层、四角、大房间、楼梯间的墙体是薄弱部位。,1、结构体系不合理引起的震害,唐山市柴油机厂办公楼 特点：扇形平面，门厅高出两

12、翼一层。 破坏：门厅顶层倒塌两翼严重破坏。,工程：都江堰市中医院住院部 特点：L形平面。 破坏：住院部L型一翼倒塌。,2、墙体承载能力不足引起的墙体破坏,绵竹市汉旺镇，5层砖混 （窗下墙X形裂缝）,映秀漩口中学严重破坏的教学楼 （窗间墙X形裂缝）,多层砌体结构纵向开有较多的门窗洞口，抗震能力低，地震时易开裂破坏，裂缝发生在窗间或窗下墙部位，且贯穿整个墙段。,3、整体性不足引起的震害,纵横墙连接薄弱，地震中致使外纵墙大片闪落，唐山大地震此类震害较为明显。目前砌体结构抗震设计中重视了纵横墙连接，震害减少，但农村自建房中仍有此类震害发生。,唐山地震资料照片,预制空心板无任何拉结,汶川地震中某教学楼大

13、部分倒塌，仅存楼梯间部分。,预制空心板间如无可靠连接，楼屋盖整体性差，地震破坏严重。,4、房屋局部部位的破坏,墙肢尺寸不足,山墙开洞过多,转角部位应力集中,5、局部突出构件、围护结构的破坏,女儿墙偏高，无任何拉结措施，或拉结措施不当，地震时易开裂或闪落。,6、楼梯间破坏,江油市某办公楼设置在建筑尽端的楼梯间倒塌。,汉旺某中学四层砖混教学楼，设置在房屋尽端的楼梯间倒塌。,7、其他震害,独立砖柱 钢筋砖过梁,构造柱对于提高砖墙抗剪承载力的作用有限，但构造柱与圈梁一起，分片将砖墙围箍起来，对墙体形成约束作用。在地震中砖墙与构造柱的约束能限制砌体的 变形和裂缝的发展，在 使砖墙维持竖向承载能 力的同时

14、，继续吸收地 震能量，避免墙体倒塌。,二、抗震构造措施 （一）多层砖房的抗震构造措施,1、设置钢筋混凝土构造柱,（2）构造柱构造要求 构造柱最小截面可采用240mm180mm，纵向钢筋宜采用412，箍筋间距不宜大于250mm，且在柱上下端宜适当加密；7度时超过六层、8度时超过五层和9度时，构造柱纵向钢筋宜采用414，箍筋间距不应大于200mm；房屋四角的构造柱可加大截面及配筋。 构造柱与墙连接处应砌成马牙槎，并应沿墙高每隔500mm设26拉结钢筋，每边伸入墙内不宜小于1m。 构造柱与圈梁连接处，构造柱的纵筋应穿过圈梁，保证构造柱纵筋上下贯通。,构造柱的做法,2、设置钢筋混凝土圈梁 （1）钢筋混

15、凝土圈梁设置部位及构造要求 装配式钢筋混凝土楼、屋盖或木楼、屋盖的砖房，横墙承重时应按 p.110 表5-15 的要求设置圈梁；纵墙承重时每层均应设置圈梁，且抗震横墙上的圈梁间距应比表内要求适当加密。 现浇或装配整体式钢筋混凝土楼、屋盖与墙体有可靠连接的房屋，可不另设圈梁，但楼板沿墙体周边应加强配筋，并应与相应的构造柱钢筋可靠连接。,（2）圈梁的截面尺寸及配筋 圈梁截面高度一般不应小于120mm，配筋应符合下表的要求。,3、楼、屋盖构件具有足够的搭接长度和可靠的连接； 4、横墙较少砖房的有关规定与加强措施； 5、墙体之间的连接； 6、加强楼梯间的整体性； 7、采用同一类型的基础。,（二）多层砌

16、块房屋的抗震构造措施 1、设置钢筋混凝土芯柱,（2）芯柱的构造要求, 截面不宜小于120mm120mm。 混凝土强度等级不应低于C20。 芯柱的竖向插筋应贯通墙身且与圈梁连接；插筋不应小于112，7度时超过五层、8度时超过四层和9度时，插筋不应小于114。 芯柱应伸入室外地面下500mm或与埋深小于500mm的基础圈梁相连。 为提高墙体抗震受剪承载力而设置的芯柱，宜在墙体内均匀布置，最大净距不宜大于2.0m。,2、砌块房屋的钢筋混凝土构造柱,（1）构造柱最小截面可采用190mm190mm，纵向钢筋宜采用412，箍筋间距不宜大于250mm，且在柱上下端宜适当加密；7度时超过五层、8度时超过四层和9度时，构造柱纵向钢筋宜采用414，箍筋间距不应大于200mm；外墙转角的构造柱可适当加大截面及配筋。 （2）构造柱与砌块墙连接处应砌成马牙槎，与构造柱相邻的砌块孔洞，6度时宜填实，7度时应填实，8度时应填实并插筋；沿墙高每隔600mm应设拉结钢