砌体结构(四校第四版)(第15章)

第15章 砌体结构设计 §15.1 概述 砌体结构：块体(砖、砌块及石)+砂浆 现行规范：GB50003-2001

15.1.1 砌体结构的优缺点一.优点：1.就地取材；2.耐火性好；3.节约钢材和水泥。

二.缺点：1.自重大；2.手工劳动不宜控制质量；3.抗拉、抗弯和抗剪强度低；4.普通实心粘土砖会毁可耕地。(武汉市2003年7月1 日起禁止使用，称为“禁实”)1

15.1.2 砌体结构的现状及发展趋向一、现状

1.多层房屋(6层以下，无抗震设防要求);2.小型工业厂房、烟囱、无防渗要求的容器；

3.小型桥梁(拱桥)、涵洞、挡土墙、坝体。二、发展趋势 轻质高强、机械化施工方法。其余自学

§15.2 块体与砂浆的种类和强度等级 15.2.1 块体的种类 块体种类：人工砖石和天然石材。见P.314-316。 15.2.2 块体的强度等级

根据抗压强度并参考抗弯强度确定。见P.316。

15.2.3 砂浆(1)砂浆的作用：将块体连成整体，使之受力均匀

(2)砂浆分类：纯水泥砂浆(水泥+水);混合砂浆(水泥+水+石灰);石灰砂浆(石灰+水) (3)砂浆等级：根据28天的抗压强度确定 (4)砌体结构对砂浆的基本要求：一定的强度；可塑 性；保水性。4

15.2.4 块体和砂浆的选择砌体除强度要求外，必须具有耐久性。

砌体耐久性与环境有关，确定块体等级和砂浆等级参考表15-1。

§15.3 砌体结构的设计方法与砌体的强度设计值15.3.1 砌体结构按近似概率理论的极限状态设计方法 允许应力法—破坏阶段法—半理论、半经验法—近似概率理论的极限 状态设计法(各方法的原理同钢筋混凝土结构相应阶段的设计方法)

结构的极限状态定义、作用效应和抗力的定义、可靠度和可靠指标的定义以及设计表达式均与混凝土结构类似。 见P.318-319。

15.3.2 砌体的强度设计值见附表11-4至11-9及其说明。

15.3.3 砌体的受压性能

1. 砌体受压的受力全过程破坏形态见附图。

2. 砌体受压时块体的受力机理在压力作用下，单块砖在砌体中承受弯剪作用，致使其受拉或

受剪破坏。破坏机理可由如下几方面解释：(1)块体在砌体中处于压、弯、剪的复杂受力状态，水平灰缝的 厚度和密实性不均匀，如图所示：

(2)块体与砂浆间的交互作用

在竖向压力作用下，砖和砂浆将产生变形，设：砖的竖向变形为 y砖 , 横向变形为 x砖 ; 砂浆的竖向变形为 y砂 浆, 横向变形为 x砂 浆; 两种材料的泊松比分别 砖 为

x砖 和 砂 浆 x砂 浆 ; y砖 y砂 浆

试验可知： 砖 砂 浆;

当 y砖 y砂 浆 时，有关系： x砖 y砂 浆;

上式说明砖的横向变形能力小于砂浆，从而可推

出结论：由于 砂浆较大的横向变形趋势使砖横向受拉；由于砖较小的横向变形能 力使砂浆横向受压(或横向受到约束),处于三向受压状态，其强 度有所提高。这种现象称为“交互作用”,在其影响下，砖内出现

附加拉应力，砌体强度会小于块体强度和大于砂浆强度。

3.弹性地基梁的作用，如下图所示：

4.在块体间的竖向灰缝处存在应力集中

3.影响砌体抗压强度的主要因素

(1)块体的种类、强度等级和形状单块砖主要承受压应力；

砌体中的砖主要承受弯剪应力；采用较高抗压强度砖的砌体抗压强度小于采用较高抗弯强度砖 的砌体抗压强度，在选择砖的等级时既要考虑其抗压强度也要考虑 抗弯强度。 (2)砂浆的强度等级、种类和灰缝厚度 砂浆强度低时横向变形率增大，使砌体强度降低。 流动性大有利于砌体密实性，一般采用混合砂浆。10

采用形状相同和强度相同的砖，且要求湿水；

灰缝厚度要求为1-1.2厘米。(3)砌筑质量

标志之一是水平灰缝，要求水平灰缝的饱满程度大于80%。4.砌体抗压强度平均值

砌体平均抗压强度计算公式形式见(15-6)式；公式特点 (1)砌体强度与砌块和砂浆强度有关；(2)公式形式适合各类砌 块构成的砌体；(3)反映了不同砌块对砌体强度的影响；(4)考 虑了低强度砂浆对砌体强度的影响；(5)接近国际标准。11

15.3.4 砌体的轴心抗拉、抗弯和抗剪性能 1.砌体的轴心抗拉性能 2.砌体的弯曲抗拉强度 3.砌体的弯曲抗剪强度 说明：砌体轴心受拉有两种情况，即沿通缝和沿齿缝 受拉，如下图所示，沿通缝的抗拉强度低于沿齿缝的抗拉 强度。

通缝

齿缝12

15.3.5 砌体的变形模量、线膨胀系数和收缩率、 摩擦系数(自学)

§15.4 砌体结构构件的承载力

15.4.1 无筋砌体构件的受压承载力1、受压承载力计算公式

N fA

N为荷载设计值产生的轴 向力；A为截面面积；

2、受压构件承载力影响系数 为影响系数，考虑了偏 心距e、高厚比 以及e与 的相对关系对构件承载力 的影响, 可查附表 11; 1114

15.4.2 无筋砌体局部受压承载力计算砌体局部受压的特点： 砌体结构常常处于局部受压状态，如梁下砌

体。试验指出，此时由于套箍作用，砌体抗压强度将有所提高，提高幅度与受压部位及直接受压 面积的大小有关。

1、砌体局部均匀受压

计算公式为： N l fAAl为局部受压的面积 ;f为砌体抗压强度 ;

l

Nl为作用在局部受压面积 上的轴向压力设计值 ; 为砌体局部受压时抗压 强度的提高系数，由( 15 19)式计算.16

2、梁端局部受压 受力特点见附图 计算公式为： N

N fA0 l l

为上部荷载的折减系数 ; 为梁底面受压应力图形 的完整系数 ;

其余符号的物理意义见 P.333的说明。

3、梁下设有刚性垫块的局部受压

目的：加大梁端底部局部受压面积，提高局压承载力。做法：如图所示。计算见书及说明。N0

钢筋混凝土梁

墙体

Nl

刚性垫块抱壁柱

墙体

刚性垫块

钢筋混凝土梁

4、梁下设有垫梁时的砌体局部受压 思路：扩大梁下垫块，即沿墙体一定长度将垫块延长，见 图15-26。 5、小结 (1)提高墙体局部受压的工程措施 抱壁柱 刚性垫块 钢筋混凝土柱 (2)局压特点：由于套箍作用，局压砌体强度有所提高19

柔性钢筋混凝土梁

15.4.3.砌体轴心受拉、受弯、受剪承载力计算

1、轴心受拉构件N l Af t , f t 要考虑通缝与齿缝的情 况。

2、受弯构件

(1)受弯承载力： Wf t m,符号说明见书。 M(2)受剪承载力： bzfv, V 符号说明见书。20

3、受剪构件

(1)受力情况：如图所示；(2)计算公式：公式15-36至15-38

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