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1、砌体:由砌体:由块体和砂体和砂浆砌筑而成的整体砌筑而成的整体资料,同混凝土一料,同混凝土一样。 砌体构造又称砌体构造又称为混合构造,砌体构造在混合构造,砌体构造在实践工程中被广泛践工程中被广泛的运用。的运用。优点:点: 较易就地取材。易就地取材。 具有很好的耐久性和耐火性。具有很好的耐久性和耐火性。 与混凝土构造相比可与混凝土构造相比可节约水泥和水泥和钢材。材。 保温隔保温隔热性能好性能好 施工工施工工艺简单。缺陷:缺陷: 构造的自构造的自艰苦。苦。 劳动量大。量大。 砌体的抗拉、抗弯和抗剪砌体的抗拉、抗弯和抗剪强度度较低。低。 抗震性能差。抗震性能差。砌体构造砌体构造 MASONNRY ST
2、RUCTURE MASONNRY STRUCTUREteachba/wangming/1655.html第一节 砌体资料的强度等级及设计要求一、块体的强度等级 块体的强度等级是根据规范实验方法所得到的抗压极限强度划分的。 注:块体的强度等级是根据抗压强度平均值确定的,与混凝土不同。 强度等级用符号MU表示,如MU10,MU表示砌体中的块体强度等级的符号, 其后数字表示块体强度的大小, 单位为N/mm2。 砖的最低强度等级为MU10,最高强度等级为MU30。石材的最低强度等级为MU20。二、砂浆 1.砂浆的种类:水泥砂浆、混合砂浆、石灰砂浆。 2.砂浆的强度等级 砂浆的强度等级用字母M表示,其后
3、的数字表示砂浆强度大小, 单位为N/mm2。砂浆的最低强度等级为M2.5。三、块材及砂浆的选择 在设计时,如何选择资料的强度等级,除了要思索砌体构造的受力和稳定性以外,我国规范对在特定情况下的砌体资料强度还做了最低的规定要求,在设计时要满足规范的要求。 第二节 砌体的力学性能一.砌体受压性能 砌体受压破坏过程分为三个阶段: 1.从加载到个别砖出现裂痕。其特点为不加载,裂痕不开展。 2.构成贯穿的裂痕,特点是不加载裂痕继续开展,最终能够发生破坏。 3.破坏,被竖向裂痕分割成的小柱失稳破坏。 根据实验发现,砌体的抗压强度比块体的抗压强度低。缘由是砌体内的块体要受弯矩、剪力、拉力和应力集中的作用。
4、由于砂浆层高低不平,砌体内块体的受力好像延续梁,如下图。块体的抗拉和抗剪强度比较低,容易开列出现裂痕,因此砌体的抗压强度比块体的抗压强度低。 二、影响砌体抗压强度的主要要素二、影响砌体抗压强度的主要要素 1.块材和砂浆的强度等级块材和砂浆的强度等级 2.砂浆的弹性模量和流动性和易性砂浆的弹性模量和流动性和易性 砂浆的弹性模量越低,砌体的抗压强度越低,缘由是砌砂浆的弹性模量越低,砌体的抗压强度越低,缘由是砌体内的块体遭到的拉力越大。砂浆的和易性好,砌体的强度体内的块体遭到的拉力越大。砂浆的和易性好,砌体的强度高。高。 注:同样强度等级时,混合砂浆砌筑的砌体的抗压强度大于水泥砂浆砌筑的砌体的抗压强
5、度。因此,规定,当用水泥砂浆砌筑时,各类砌体的强度应按保水性能好的砂浆砌筑的砌体强度乘以小于的调整系数。 3.块材高度和块材外形 砌体强度随块材高度添加而添加。 块材的外形比较规那么、砌体强度相对较高。 4.砌筑质量 砌筑质量主要包括灰缝的均匀性和丰满程度。砌体构造施工及验收规范中,要求程度灰缝砂浆丰满度大于80%。对外表平整的块材,砌体抗压强度将随着灰缝厚度的加大而降低。砂浆厚度太薄,砌体的抗压强度也将降低。通常要求砖砌体的程度灰缝厚度为812mm。另外在施工时不得采用包心砌法,也不得干砖上墙。 三、砌体抗压强度 砌体抗压强度根据组成砌体的块体和砂浆的强度等级查表,见教材表5-2到5-7。砌
6、体的受拉、受弯和受剪性能砌体的受拉、受弯和受剪性能一、砌体的轴心抗拉性能一、砌体的轴心抗拉性能一砌体轴心受拉破坏方式一砌体轴心受拉破坏方式 砌体轴心受拉时砌体轴心受拉时, ,有三种破坏方式。有三种破坏方式。 1. 1.沿齿缝截面的破坏沿齿缝截面的破坏 2. 2.沿块体截面的破坏沿块体截面的破坏 3. 3.沿程度灰缝的破坏沿程度灰缝的破坏实验阐明:轴心受拉强度主要取决于砂浆的切向粘实验阐明:轴心受拉强度主要取决于砂浆的切向粘结强度。结强度。二、砌体的弯曲抗拉强度二、砌体的弯曲抗拉强度 砌体受弯破坏方式砌体受弯破坏方式 同砌体受拉一样,砌体受弯曲也有三种破坏方式同砌体受拉一样,砌体受弯曲也有三种破
7、坏方式: 沿齿缝截面的弯曲受拉破坏、沿块体截面的弯曲受拉沿齿缝截面的弯曲受拉破坏、沿块体截面的弯曲受拉破坏和沿通缝截面的弯曲受拉破坏。破坏和沿通缝截面的弯曲受拉破坏。 砌体的弯曲抗拉强度 实验阐明:轴心受拉强度主要取决于砂浆的切向粘结强度三、砌体的抗剪强度三、砌体的抗剪强度 砌体受剪有两种情况,一种是纯剪,受剪面上只需剪砌体受剪有两种情况,一种是纯剪,受剪面上只需剪力,第二种是受剪面上既有剪应力又有正应力。力,第二种是受剪面上既有剪应力又有正应力。 影响砌体抗剪强度的主要要素有:砂浆的强度、受剪影响砌体抗剪强度的主要要素有:砂浆的强度、受剪面上的垂直压应力。面上的垂直压应力。 砌体轴心抗拉强度
8、、弯曲抗拉和抗剪强度的设计砌体轴心抗拉强度、弯曲抗拉和抗剪强度的设计值可以根据砌体砂浆的强度等级查表求得。值可以根据砌体砂浆的强度等级查表求得。工程中,砌体强度在有些情况下能够会提高,有时需求适当降低,因此计算时需求对砌体强度进展调整。a-砌体强度设计值的调整系数,按以下规定取值: 1有吊车房屋、跨度不小于9m的梁下砖砌体、跨度不小于7.5m的梁下多孔砖、蒸压粉煤灰砖砌体、蒸压灰砂砖砌体和混凝土小型空心砌块砌体, a为0.9。 2对于无筋砌体,构件截面面积A小于0.3m2时, a为其截面面积按m2计加0.7。对配筋砌体,当其中砌体截面面积小于0.2m2 , a为其截面面积按m2计加0.8。 (
9、3)当用水泥砂浆砌筑时,对于抗压强度取0.9,对于抗拉和抗剪强度取0.8。对于配筋砌体当其中的砌体采用水泥沙浆砌筑时,仅对砌体的强度设计值乘以调整系数a 。 (4)当施工质量为C级时, a取0.89。 (5)当验算施工中房屋的构件时, a =1.10。 注:配筋砌体不允许采用C级。第三节 砌体构造房屋墙、柱静力计算方案 砌体构造房屋设计,首先进展墙体布置,然后确定房屋的静力计算方案,进展墙、柱内力分析,验算墙柱承载力。一、 房屋的构造布置方案 混合构造房屋有如下四种承重体系: 1.横墙承重体系(transverse wall bearing system) 横墙承重体系是由横墙直接接受屋面、楼
10、面荷载的构造承重体系。其传力过程:荷载 板 横墙 地基。 横墙承重体系的特点是: 1房屋横向刚度较大, 整体性较好。 2楼盖构造较简单, 便于施工, 楼盖的资料用量较少, 但墙体的用料较多。 3外纵墙不承重, 便于设置较大的门窗。2.纵墙承重体系(longitudinal wall bearing system) 纵墙承重体系是由纵墙直接接受屋楼面荷载的构造承重体系。 其传力过程:荷载板梁屋架 纵墙地基。纵墙承重体系的特点是: 横墙较少, 建筑平面布置较灵敏, 但纵墙接受的荷载较大, 往往要设扶壁柱, 且门窗尺寸和布置遭到一定的限制。 房屋的横向刚度较横墙承重体系差。 楼盖跨度较大、用料较多,
11、 但墙体用料较少, 且房屋的有效空间也较少。3.纵横墙混合承重体系(longitudinal transverse wall hybrid bearing system) 纵横墙承重体系是由纵墙和横墙混合接受屋楼面荷载的构造体系。 这种体系兼有前述两种承重体系的特点, 能顺应房屋平面布置的多种变化, 更为满足建筑功能要求。如点式住宅楼通常采用这种承重体系。4.内框架承重体系(inner frame bearing system) 它是由房屋内部的钢筋混凝土框架和外部砖墙、砖柱构成的承重体系。其特点是: 房屋开间大, 平面布置较为灵敏, 但横墙较少, 房屋空间刚度较差。 与全框架房屋相比, 可利
12、用外墙承重, 节约钢材和水泥。 房屋由两种性能不同的资料组成, 在荷载作用下将产生不的紧缩变形, 从而引起较大的附加内力。注:从构造出发,设计时应选用横墙承重体系和纵横墙混合承重体系 房屋的静力计算方案房屋的静力计算方案static analysis scheme of static analysis scheme of buildingbuilding 在房屋的内力计算时在房屋的内力计算时, , 根据房屋的空间刚度大小分为刚性方根据房屋的空间刚度大小分为刚性方案、刚弹性方案和弹性方案三种静力计算方案,各方案的内力案、刚弹性方案和弹性方案三种静力计算方案,各方案的内力计算方法不同。计算方法不同
13、。1.1.刚性方案刚性方案(rigid analysis scheme) (rigid analysis scheme) :房屋的空间刚度比较:房屋的空间刚度比较大,在程度荷在作用下,房屋的位移比较小,在内力计算时,大,在程度荷在作用下,房屋的位移比较小,在内力计算时,可将墙体视为一竖向的梁,楼盖和屋盖为该梁的不动铰支座。可将墙体视为一竖向的梁,楼盖和屋盖为该梁的不动铰支座。2.2.弹性方案弹性方案(elastic analysis scheme) (elastic analysis scheme) :房屋的空间刚度比:房屋的空间刚度比较小,在荷载作用下位移比较大,内力计算时,按屋架与墙柱较小
14、,在荷载作用下位移比较大,内力计算时,按屋架与墙柱铰接的排架或框架计算内力。铰接的排架或框架计算内力。3.3.刚弹性方案刚弹性方案(rigid-elastic analysis scheme) (rigid-elastic analysis scheme) :房屋的空:房屋的空间刚度介于上述两者之间,在荷载作用下,房屋的位移不能忽间刚度介于上述两者之间,在荷载作用下,房屋的位移不能忽略不计,在内力计算时按排架或框架计算,但要添加弹性支座。略不计,在内力计算时按排架或框架计算,但要添加弹性支座。设 pp没有横没有横墙时房屋在程度荷房屋在程度荷载作用下的位移;作用下的位移; ss该房屋在程度荷房屋
15、在程度荷载作用下的真正位移。作用下的真正位移。 思索空思索空间任任务后的后的侧移折减系数,也称移折减系数,也称为空空间性能性能影响系数,可影响系数,可查表。表。 实际分析分析, , 0.33-0.370.33-0.37时, ,为刚性方案性方案, , 0.77-0.820.77-0.82时为弹性方案,性方案,0.33 0.33 0.82 0.82为刚弹性方案。性方案。 房屋的空房屋的空间刚度主要与横度主要与横墙间距及楼屋的方式有关,距及楼屋的方式有关,还可以根据房屋横可以根据房屋横墙的的间距及楼盖和屋盖的方式判距及楼盖和屋盖的方式判别房屋的静力房屋的静力计算方案,如表算方案,如表 作为判别方案的
16、横墙应满足如下条件:1 墙厚不宜小于180mm。2 有洞口时,洞口程度截面积,不超越总截面积的50%。3 单层房屋横墙长度不宜小于其高度,多层房屋横墙长度不宜小于其总高度的1/2。应该留意留意: : 当横当横墙不能同不能同时符合上述要求符合上述要求时, , 应对横横墙的的刚度度进展展验算算, ,如其最大程度位移如其最大程度位移值maxH/4000maxH/4000为横横墙总高高度度时,仍可,仍可视作作刚性或性或刚弹性方案房屋的横性方案房屋的横墙。 凡符合第凡符合第条条刚度要求的一段横度要求的一段横墙或其它构造构件或其它构造构件如框架等如框架等, , 也可也可视作作刚性或性或刚弹性方案房屋的横性
17、方案房屋的横墙。第四节 墙、柱受压承载力计算 一、墙柱受压 无筋砌体受压构件,无论是轴心受压还是偏心受压,也不论是短柱或长柱,均可按以下公式计算:式中式中:N轴向力向力设计值; 高厚比高厚比和和轴向力的偏心距向力的偏心距对受受压构件承构件承载力的影力的影响系数,可响系数,可查GB500032019附附录D的附表或按公式的附表或按公式计算;算; f砌体抗砌体抗压强度度设计值留意有些情况需求留意有些情况需求进展修正;展修正; A截面面截面面积,对各各类砌体均可按毛截面砌体均可按毛截面计算。算。 受受压构件的高厚比,按以下公式构件的高厚比,按以下公式计算:算: H0受受压构件的构件的计算高度,可算高
18、度,可查表表5-15; h矩形截面偏心力方向的矩形截面偏心力方向的边长,当,当为轴心受心受压时,为截截面的短面的短边尺寸;尺寸;对于矩形截面:对于矩形截面:对于对于T T型截面:型截面:高厚比越大构件越高承载力越低。偏心距越大承载力越低。高厚比越大构件越高承载力越低。偏心距越大承载力越低。 hTT形截面的折算形截面的折算厚度,厚度, i回回转半径。半径。二在确定影响系数二在确定影响系数时,为了思索不同种了思索不同种类砌体在受力性能砌体在受力性能上的差上的差别,应先先对构件高厚比构件高厚比分分别乘以以下系数再去乘以以下系数再去查表:表: 1. 1.烧结普通普通砖、烧结多孔多孔砖砌体砌体1.01.
19、0。 2. 2.混凝土及混凝土及轻骨料混凝土砌骨料混凝土砌块砌体砌体1.11.1。 3. 3.蒸蒸压灰砂灰砂砖、蒸、蒸压粉煤灰粉煤灰砖、细料石和半料石和半细料石砌体料石砌体1.21.2。 4. 4.粗料石和毛石砌体粗料石和毛石砌体1.51.5。 承载力计算时应留意的几个问题 一对于矩形截面构件,当轴向力偏心方向的截面边长大于另一方向的边长时, 除按偏心受压构件计算外,还应对较小边方向,按轴向受压进展验算,即还应满足: 三三轴向力的偏心距向力的偏心距应符合以下限符合以下限值要求即要求即 e0.6y e0.6y e=M/N e=M/N式中式中y y为截面重心至截面重心至轴向力所在偏心方向截面受向力
20、所在偏心方向截面受压边缘的的间隔。隔。 轴向力的偏心距超越上述向力的偏心距超越上述规定限定限值时, , 应思索采取适当措施思索采取适当措施, , 减小偏心距。如梁或屋架端部支承反力的偏心距减小偏心距。如梁或屋架端部支承反力的偏心距较大大时, , 可在可在其端部下的砌体上其端部下的砌体上设置具有置具有“中心安装的中心安装的垫块或缺口或缺口垫块。例例题:截面尺寸:截面尺寸为370490mm370490mm的的砖柱,柱,砖的的强度等度等级为MU10MU10,混合砂,混合砂浆强度等度等级为M5M5,柱高,柱高3.2M,3.2M,两端两端为不不动铰支座。支座。柱柱顶接受接受轴向向压力力规范范值 Nk=1
21、60KN Nk=160KN其中永久荷其中永久荷载130KN130KN,已包括已包括砖柱的自重,柱的自重,实验算柱的承算柱的承载力。力。例例2 2 某带壁柱的窗间墙,截面尺寸如图,壁柱高某带壁柱的窗间墙,截面尺寸如图,壁柱高5.4M5.4M,计算,计算高度为高度为6.48M6.48M,用,用MU10MU10粘土砖及粘土砖及M2.5M2.5混合砂浆砌筑。控制截混合砂浆砌筑。控制截面内力为面内力为N=320KNN=320KN,M=41KNmM=41KNm,弯矩方向是翼缘受压,实验算,弯矩方向是翼缘受压,实验算该墙体的承载力。该墙体的承载力。截面折算厚度:截面折算厚度:解解: :截面面截面面积:A=2
22、000240+380490=666200mm2,截面重心位置:截面重心位置:截面惯性矩:截面惯性矩: 回转半径:回转半径: 查表得:=0.38, fA=0.3856662001.3 =333.43KN320KN例例 由混凝土小型空心砌由混凝土小型空心砌块砌筑独立柱截面尺寸砌筑独立柱截面尺寸为400600mm,砌,砌块的的强度度等等级MU10,混合砂,混合砂浆强度等度等级Mb5,柱高,柱高3.6M,两端,两端为不不动铰支座。柱支座。柱顶接受接受轴向向压力力规范范值Nk=225KN其中永久荷其中永久荷载180KN,已包括柱自重,已包括柱自重,验算柱的承算柱的承载力。力。 解解: :以恒以恒载为主的
23、主的组合:合:N=1.35180+0.71.445=288KN 由于为砌块砌体,查表时应先对由于为砌块砌体,查表时应先对 进展修正,修正系数为进展修正,修正系数为1.1,即,即 为为9.9,查表得,查表得= 0.87, 截面面截面面积:A=0.40.6=0.24m2288KN 平安平安部分受压计算部分受压计算一局压分类一局压分类 1. 1.均匀部分受压:局压面积上的压应力均匀分布。均匀部分受压:局压面积上的压应力均匀分布。 2. 2.梁端部分受压:大梁下的部分受压,也称为非均梁端部分受压:大梁下的部分受压,也称为非均匀部分受压。匀部分受压。 3. 3.垫块下部分受压:垫块下部分受压: 4. 4
24、.垫梁下部分受压:垫梁下部分受压: 1、 均匀部分受压计算均匀部分受压计算式中:Nl作用于部分受压面积上的纵向力设计值; Al部分受压面积 f砌体抗压强度设计值,可不思索强度调整系数的影响 砌体部分抗压强度提高系数,可按下式计算 A0影响部分抗压强度的面积,按以下图计算: 为了防止砌体一开裂就了防止砌体一开裂就发生脆性破坏,生脆性破坏,规范范对 的取的取值做了限制,即做了限制,即对图a情况情况(砌体中部局砌体中部局压) 2.5对于于图b情况窗情况窗间墙部分受部分受压 2.0对于于图c情况拐角情况拐角处部分受部分受压 1.5对于于图d情况情况墙体端部部分受体端部部分受压 1.25对于多孔于多孔砖
25、砌体和要求灌砌体和要求灌实的砌的砌块砌体砌体 1.5,未,未灌孔混凝土砌灌孔混凝土砌块砌体砌体=1.0 部分受部分受压时砌体抗砌体抗压强度提高的度提高的缘由由为周周围砌体的砌体的约束作用,砌体三向束作用,砌体三向受受压和和压应力的分散。力的分散。 2 、梁端部分受压 梁端部分受压时有两个特点:(1)梁端下的部分受压面积上不仅受梁传来的荷载Nl梁的支座反力,而且还要受上部砌体传到梁端的压力N0 ,但根据实验发现,上部墙体传到梁端又传到局压面积上的荷载不是固定的而是一个变量。(2)(2)梁端存在一个有效支承梁端存在一个有效支承长度,而且在度,而且在 有效支承有效支承长度上由于梁度上由于梁传来的荷来
26、的荷载所所产生的生的压应力不是均匀分布的,而力不是均匀分布的,而为曲曲线型分布。型分布。aa设计时梁的支承梁的支承长度;度;a0a0有效支承有效支承长度;度; 根据实验得到,梁端的有效支承根据实验得到,梁端的有效支承长度可按下式计算:长度可按下式计算:式中式中:hc:hc梁的截面高度;梁的截面高度; f f砌体抗砌体抗压强度度设计值。由于梁存在一个有效支承长度,因此局压面积为由于梁存在一个有效支承长度,因此局压面积为: : 梁的支座反力到墙边的间隔,不论楼面梁还是屋面梁均为梁的支座反力到墙边的间隔,不论楼面梁还是屋面梁均为0.4a00.4a0梁端局压强度计算:梁端局压强度计算: 设由上部砌体传
27、来的作用于局压面积上的压应力设由上部砌体传来的作用于局压面积上的压应力为为 0 0 ,不等于上部砌体传来的荷载在梁底截面处,不等于上部砌体传来的荷载在梁底截面处产生的压应力产生的压应力 0 0 ,大梁传来的荷载在局压面积边,大梁传来的荷载在局压面积边缘处产生的压应力为缘处产生的压应力为 l l ,应力丰满系数为,应力丰满系数为 ,也,也称完好系数,那么有:称完好系数,那么有:式中式中:N0:N0按平均按平均压应力力计算的上部荷算的上部荷载传来的作用于局来的作用于局压面面积上的荷上的荷载设计值; ; 0 上部砌体上部砌体传来的来的设计荷荷载在梁底截面在梁底截面处产生的生的平均平均压应力;力; 上
28、部荷上部荷载的折减系数,的折减系数, 压应力丰力丰满系数,系数,对于普通的梁取于普通的梁取0.70.7,对于于过梁和梁和墙梁,取梁,取1.01.0。 ,f ,f 的意的意义同前。同前。3、垫块下部分受压 垫块普通都做成刚性的。所谓刚性垫块,要求垫块从梁边挑出的长度不大于垫块的厚度。 刚性垫块下砌体的局压承载力可按偏心受压构件计算,其强度计算公式为:式中: N0上部砌体传来的作用于垫块面积上纵向荷载设 计值,N0=0Ab Ab垫块的面积, Ab= ab bb; ab,bb垫块的长度和宽度; 垫块上N0和Nl的合力偏心距对承载力的影响系数,可查表,查表时3; 1=0.8 ;大梁在垫块上的支承长度可
29、按下式计算大梁在垫块上的支承长度可按下式计算: :式中式中:h:h梁的截面高度;梁的截面高度; 11刚性性垫块的影响系数,按下表取的影响系数,按下表取值;垫块的构造要求:垫块的构造要求:1 1垫块的厚度不宜小于垫块的厚度不宜小于180mm180mm。2 2在带壁柱墙的壁柱内设置垫块时,其局压承载力降低,在带壁柱墙的壁柱内设置垫块时,其局压承载力降低,因此其计算面积不思索翼缘部分,只取壁柱范围内的面积。因此其计算面积不思索翼缘部分,只取壁柱范围内的面积。同时壁柱上垫块深化翼墙的长度不应小于同时壁柱上垫块深化翼墙的长度不应小于120mm120mm。 (3) (3)但现浇垫块与梁整浇时,垫块可在梁高
30、范围内设置但现浇垫块与梁整浇时,垫块可在梁高范围内设置4、垫梁下的部分受压计算梁下设有长度大于h0的垫梁下的砌体部分受压承载力应按以下公式计算:式中:式中:N0N0垫梁上部梁上部轴向力向力设计值; bb bb垫梁在梁在墙厚方向的厚方向的宽度;度; 22当荷当荷载沿沿墙厚方向均匀分布厚方向均匀分布时取取1.0 ,1.0 ,不均匀分不均匀分 布布时取取0.8;0.8; h0 h0垫梁折算厚度;梁折算厚度; Eb Eb、IbIb分分别为垫梁的混凝土梁的混凝土弹性模量和截面性模量和截面惯性性 矩;矩; hb hb垫梁的高度;梁的高度; E E砌体的砌体的弹性模量;性模量; h h墙厚。厚。 垫梁上梁端
31、有效支承梁上梁端有效支承长度按下式度按下式计算算: :第五节 构造措施 墙体除了要满足强度要求外,还要采取合理的构造措施确保构造的平安和正常运用。一、墙、柱高厚比验算 矩形截面墙、柱高厚比应按下式验算:式中:H0墙柱的计算高度,可查规范5.3.1条,或按表5-15取值; h墙厚或与矩形柱较小边长; 1墙厚小于等于240mm的非承重墙允许高厚比修正系数; 当h=240mm时,11.2; 当h=90mm时,11.50。中间数值按内插取值。 墙柱的允许高厚比可查下表。 注:表中为相邻横墙间的间隔;为构件的实践高度;为变截面柱的上段高度;为变截面柱的下段高度。表中受压构件的高度按以下规定取值:(1)
32、在房屋的底层,为楼板顶面到构件下端的支点的间隔。下端支点的位置,可取在根底顶面。当根底埋深比较深且有刚性地坪时,可取室外地面下500mm处;(2在房屋其他层次,为楼板或其他程度支点间的间隔;(3)对于无壁柱的山墙,可取层高加山墙尖高度的1/2;对于带壁柱的山墙可取壁柱处的山墙高度。2有门窗洞口墙允许高厚比修正系数;按下式计算: bs在宽度为S范围内的门窗洞口宽度; S相邻窗间墙或壁柱之间的间隔或验算墙片的总长度。 当洞口高度小于等于墙高的1/5时,取 2 =1.0,当算得的小于0.7时,取0.7。二、带壁柱墙的高厚比验算二、带壁柱墙的高厚比验算 带壁柱墙除了要验算整片墙的高厚比外,还要验算壁柱
33、间带壁柱墙除了要验算整片墙的高厚比外,还要验算壁柱间墙的高厚比。墙的高厚比。 1. 1.整片墙的高厚比验算整片墙的高厚比验算 由于带壁柱墙的计算截面为形截面,故其高厚比验算公由于带壁柱墙的计算截面为形截面,故其高厚比验算公式为:式为: I,A分分别为带壁柱壁柱墙截面的截面的惯性矩和面性矩和面积。 确定确定带壁柱壁柱墙的的计算高度算高度时,墙长S取相取相邻横横墙的的间隔隔式中:hT带壁柱墙截面的折算厚度; i带壁柱墙截面的回转半径; 计算截面回转半径计算截面回转半径i时,带壁柱墙截面的翼缘宽度包括时,带壁柱墙截面的翼缘宽度包括承载力验算中确定截面面积承载力验算中确定截面面积A时,应按以下规定取用
34、:时,应按以下规定取用: 对于多层房屋,当有门窗洞口时,取窗间墙宽度;当无对于多层房屋,当有门窗洞口时,取窗间墙宽度;当无门窗洞口时,每侧翼墙宽度可取壁柱高度的门窗洞口时,每侧翼墙宽度可取壁柱高度的1/3,但不大于,但不大于取相邻壁柱间的间隔;取相邻壁柱间的间隔; 对于单层房屋,壁柱翼缘宽度可取对于单层房屋,壁柱翼缘宽度可取bf =b+2H/3 b为壁柱宽度,为壁柱宽度,H为墙高,但不大于相邻窗间墙的宽度或相为墙高,但不大于相邻窗间墙的宽度或相邻壁柱间的间隔。邻壁柱间的间隔。 2. 2.壁柱间墙的高厚比验算壁柱间墙的高厚比验算 验算壁柱间墙的高厚比时,按矩形截面墙验算。验算壁柱间墙的高厚比时,
35、按矩形截面墙验算。 计算计算H0H0时,墙长时,墙长S S取壁柱间的间隔。而且,不伦带壁柱墙取壁柱间的间隔。而且,不伦带壁柱墙体的房屋静力计算属何种计算方案,体的房屋静力计算属何种计算方案,H0H0的值一概按表的值一概按表5-155-15中中刚性方案一栏选用。刚性方案一栏选用。三三. .设置构造柱墙的高厚比验算设置构造柱墙的高厚比验算 1. 1.整片墙验算整片墙验算 当构造柱截面宽度不小于墙厚时,可按下式验算:当构造柱截面宽度不小于墙厚时,可按下式验算:式中:h为墙体厚,在确定墙体高度时,S取横墙之间的间隔;c墙体允许高厚比修整系数;式中:系数,对于细料石、半细料石砌体 =0;对于混凝土砌块、
36、粗料石、毛料石及毛石砌体,=1.0;其他砌体 =1.5。 bc构造柱沿墙长方向的宽度; l构造柱的间距。当bc/l0.25时,取bc/l=0.25,当bc/l0.05时,取 bc/l=0。注:思索构造柱有利作用的高厚比验算不适用于施工阶段。 2.构造柱间墙的高厚比验算 同壁柱间墙的高厚比验算,在确定墙体计算高度时,取构造柱之间的间隔。 设置钢筋混凝土圈梁的带壁柱墙或带构造柱墙,当b/s1/30时,圈梁可视为壁柱间墙或构造柱间墙的不动铰支座b为圈梁的宽度。第六节 刚性方案房屋的墙、柱计算一、刚性方案房屋承重纵墙计算 1.单层刚性方案房屋承重纵墙的计算(1)计算单元:计算时取一段计算(取一个开间,
37、计算这一段的内力,然后验算其强度,假设该段满足,那么以为整个墙体满足,这一段墙那么为计算单元。 2 2计算简图:在荷载作用下,墙、柱可视为上端不动计算简图:在荷载作用下,墙、柱可视为上端不动铰支承于屋盖,下端嵌固于根底的竖向构件,那么得到计算铰支承于屋盖,下端嵌固于根底的竖向构件,那么得到计算简图。简图。 所受荷载包括屋面荷载、风荷载和墙体自重。所受荷载包括屋面荷载、风荷载和墙体自重。 计算简图作用荷载 (3) (3)荷载作用下内力计算:荷载作用下内力计算: 屋面荷载:包括恒载和活荷载。设传给纵墙的荷载为屋面荷载:包括恒载和活荷载。设传给纵墙的荷载为NlNl,其偏心距为,其偏心距为e e,那么
38、在墙体内所产生的内力为:,那么在墙体内所产生的内力为: 风荷载:风载可看做由两部分组成,一部分是屋面上的风风荷载:风载可看做由两部分组成,一部分是屋面上的风荷载简化为集中荷载,另一部分为墙面上的风载简化为均布荷载简化为集中荷载,另一部分为墙面上的风载简化为均布荷载,集中荷载在墙体内不产生内力,均布荷载产生的内力荷载,集中荷载在墙体内不产生内力,均布荷载产生的内力可按下式计算:可按下式计算:墙体自重:按墙体自重:按实践情况思索。实践情况思索。(4)控制截面及内力控制截面及内力组合合控制截面即最危控制截面即最危险的截面:控制截面有三个即的截面:控制截面有三个即顶部部,在,在风荷荷载作用下弯矩最大的
39、截面作用下弯矩最大的截面,下端,下端。(5)计算算单元截面元截面宽度度 开有洞口那么取窗开有洞口那么取窗间墙的截面的截面积。无洞口。无洞口时,取,取计算算单元元的的宽度,当度,当设计壁柱壁柱时,对于于单层房屋,壁柱翼房屋,壁柱翼缘宽度可取度可取bf=b+2h/3b为壁柱壁柱宽度,度,H为墙高,但不大于相高,但不大于相邻窗窗间墙的的宽度或相度或相邻壁柱壁柱间的的间隔。隔。 2.多层刚性方案房屋承重纵墙的计算(1)计算单元:同单层房屋。般取一个开间为计算单元。(2)确定计算简图: 在竖向荷载作用下,假定墙体为以楼盖作为程度不动铰支座的竖向延续构件,如下图。缘由是楼板深化到墙体内,使墙体遭到减弱,不
40、能承当弯矩,所以简化为铰,下端轴向力较大,弯矩小,也可简化为铰。 对于风荷载,简化为一条竖向的延续梁,但对于刚性方案对于风荷载,简化为一条竖向的延续梁,但对于刚性方案的房屋,当满足以下要求时,可不思索风荷载对外墙、柱的的房屋,当满足以下要求时,可不思索风荷载对外墙、柱的内力影响:内力影响: 洞口程度截面面积不超越全截面面积的洞口程度截面面积不超越全截面面积的2/3。 层高和高度不超越表层高和高度不超越表3-3所规定的数值。所规定的数值。 屋面自重不小于屋面自重不小于0.8KN/m2。当必需思索风荷载时,风荷载引起的弯矩,可按下式计算: W沿楼层高均布荷载设计值。 Hi层高。 (3)计算单元截面
41、宽度:同单层。(4)竖向荷载作用下的控制截面: 控制截面为每层的顶部和底部,即截面和截面。截面弯矩较大,截面轴力较大。 对于梁跨度大于对于梁跨度大于9m9m时,还应按梁端约束力矩作用思索,计时,还应按梁端约束力矩作用思索,计算时,梁端按固结计算弯矩,思索到节点变形等要素乘以修算时,梁端按固结计算弯矩,思索到节点变形等要素乘以修整系数整系数 后作为弯矩计算,然后按线刚度分配到上层墙体的底后作为弯矩计算,然后按线刚度分配到上层墙体的底部和下层墙体的上部。部和下层墙体的上部。 值按下式计算:值按下式计算:式中:a为梁端搭接长度; h为支承墙厚度。(5)竖向荷载作用下控制截面内力计算截面:二、承重横墙
42、计算二、承重横墙计算 1. 1.计算单元计算单元 承载横墙取承载横墙取1.0m1.0m宽为计算单元。宽为计算单元。 2. 2.计算简图:同纵墙。计算简图:同纵墙。 3. 3.控制截面:下部截面为控制截面。控制截面:下部截面为控制截面。 4. 4.控制截面内力:控制截面内力: Nrc本层右侧传来的荷载 Nlc本层左侧传来的荷载第七节 过梁、墙梁及挑梁一、过梁的分类和运用范围 常用的过梁有砖砌过梁和钢筋砼过梁,砖砌过梁按其构造不同又分为砖砌平拱、砖砌弧拱和钢筋砖过梁等几种方式。 1.砖砌平拱 将砖竖立和侧立成跨越窗洞口的过梁称砖砌平拱。其厚度等于墙厚,高普通为240mm和370mm,净跨度不应超越
43、1.2m,砖的强度等级不应低于MU10,砂浆强度等级不低于M5。2.钢筋砖过梁 钢筋砖过梁净跨不应超越1.5m。二过梁上的荷载二过梁上的荷载 作用在过梁上的荷载有砌体自重和过梁计算跨度范围内的作用在过梁上的荷载有砌体自重和过梁计算跨度范围内的梁、板荷载。梁、板荷载。1.1.墙体荷体荷载 对砖砌体,当砌体,当过梁上的梁上的墙体高度体高度hwhwln/3ln/3时(ln(ln为净跨跨) ),按全部按全部墙体的均布自重体的均布自重设计值采用。当采用。当hw ln/3hw ln/3时,那么,那么按高度按高度为ln/3ln/3墙体的均匀自重体的均匀自重设计值采用。采用。 对混凝土砌混凝土砌块砌体,当砌体
44、,当过梁上的梁上的墙体高度体高度hw ln /2 时,按全部,按全部墙体的均布自重体的均布自重设计值采用。当采用。当 hw ln /2时,那么按高度那么按高度为 ln /2墙体的均布自重体的均布自重设计值采用。采用。 2梁、板荷梁、板荷载 对砖和混凝土砌和混凝土砌块砌体,梁、板下的砌体,梁、板下的墙体高度体高度 hw ln 时,按梁板,按梁板传来的荷来的荷载采用。梁板下的采用。梁板下的墙体高度体高度 hw ln 时,可不思索梁、板荷,可不思索梁、板荷载。挑梁挑梁的破坏方式 假设挑梁本身的强度足够,挑梁及其周围砌体有两种破坏的能够,挑梁倾覆破坏和挑梁下砌体的部分受压破坏。 在满足承载力和变形同时
45、,构造上要求L/L1宜大于1.2,当挑梁上无砌体时易大于2。墙梁及构造要求墙梁及构造要求一一. .墙梁及其运用墙梁及其运用 由混凝土托梁及支承在托梁上的计算高度范围内的砌体墙由混凝土托梁及支承在托梁上的计算高度范围内的砌体墙所组成的组合构件,称为墙梁。所组成的组合构件,称为墙梁。 墙梁分为承重墙梁和自承重墙梁两类。承重墙梁除接受托墙梁分为承重墙梁和自承重墙梁两类。承重墙梁除接受托梁和墙体自重外,还接受楼面和屋面传来的荷载。托梁有简梁和墙体自重外,还接受楼面和屋面传来的荷载。托梁有简支梁、延续梁和框架梁。支梁、延续梁和框架梁。第八节 刚性根底刚性根底:不需求配置钢筋的墙下条形根底或柱下独立基 础
46、,根底的底面位于刚性角范围内。刚性角:作用在根底上的荷载向地基传送时,压应力分布线构成的夹角。刚性角随根底资料不同而不同。刚性根底设计时,往往经过控制根底台阶的宽度与高度比来确保根底底面在刚性角的范围内。b根底底面宽度 b0_根底顶面的砌体宽度H0根底高度 tga根底台阶宽高比允许值根底接受的荷载很大,由地基承载力确定的根底地面宽度b也较大,相应的H0较大。常用的刚性根底类型:砖根底、毛石根底、混凝土根底根底的埋置深度:不宜小于0.5米根底计算:轴心荷载作用:偏心荷载作用: 主要内容一、砌体的种类及优点。二、砌体的抗压强度。 1、砌体受压破坏过程。 2、影响砌体抗压强度的主要要素。三、砌体受拉和受弯破坏方式。四、砌体受压构件强度计算。五、砌体的部分受压计算。 1、梁端的部分受压计算。 2、垫块下的部分受压计算。六、房屋的净力计算方案及判别方法;作为判别方案的横墙应满足什么条件。 七、墙柱的高厚比验算七、墙柱的高厚比验算八、刚性方案房屋的计算八、刚性方案房屋的计算简图简图九、刚性方案房屋的内力九、刚性方案房屋的内力计算计算十、过梁作用、种类,荷十、过梁作用、种类,荷载取值的原那么载取值的原那么十一、墙梁的根本知识十一、墙梁的根本知识十二、挑梁的破坏方式及十二、挑梁的破坏方式及构造措施构造措施十三、刚性根底的定义十三、刚性根底的定义