[VIP专享]砌体结构例题

1.砌体结构定义

由砖、石或各种砌块用砂浆砌筑而成的结构。由于过去大量应用的是砖砌体和石砌体，所以习惯上称为砖石结构

2.砌体结构的特点

优点：易就地取材，造价低，耐火性好，且具有良好的保温、隔热性能，操作简单快捷，使得它有广泛的应用范围。

缺点：自重大，抗弯、抗拉性能差，强度较低，因此限制了它在某些场合下的应用与农田争地。

3.砌体结构的主要发展方向是积极发展新材料，研究具有轻质、高强、低耗的块体材料；

研究具有高强度，特别是高粘结强度的砂浆；充分利用工业废料，发展节能墙体

3-1 砌体有哪些种类？对块体与砂浆有何基本要求？

可分为无筋砌体、配筋砌体、预应力砌体。块体与砂浆的强度等级见P19表3-2，其中

砌筑用砂浆除强度要求外，还应具有流动性和保水性。

3-2轴心受压砌体破坏的特征如何？影响砌体抗压强度的因素有哪些？

轴心受压砌体从加载到破坏大致经历三个阶段，①当砌体加载到极限荷载的50%~70%时，单块砖内产生细小裂缝，此时若停止加载，裂缝也停止扩展。②当加载达极限荷载的80%～90%时，砖内的有些裂缝连通起来，沿竖向贯通若干皮砖，即使不再加载，裂缝仍

会继续发展，砌体实际上已接近破坏。③当压力接近极限荷载时，砌体中裂缝迅速扩展和

贯通，将砌体分成若干个小柱体，砌体被压碎或丧失稳定而破坏。

影响抗压强度的主要因素有：1、块体的强度及外形尺寸2、砂浆的强度3、砂浆的变形性

能4、砂浆的保水性和流动性5、施工砌筑质量

3-3 如何解释砌体抗压强度远小于块体的强度等级而又大于砂浆强度等级较小时的砂浆强度等级？

可从受压砌体复杂的应力状态予以解释

（1）砌体中的单砖处于拉、弯、剪、复合应力状态，单块砖在砌体内并不是均匀受压，而是处于同时受压、受弯、受剪甚至受扭的复合应力状态，砖的抗拉强度低，一旦拉应力超

过砖的抗拉强度，就会引起砖的开裂

（2）砌体中砖与砂浆的互相作用使砖承受水平拉应力。

砌体中的砖受有附加水平力，砖和砂浆的弹性模量及横向变形系数不同，当砂浆强度较低时，砖的横向变形比砂浆小，在砂浆粘着力与摩擦力的影响下，砖将阻止砂浆的横向变形，从而使砂浆受到横向压力，砖就受到了横向拉力，加快了砖裂缝的出现

（3）竖向灰缝处应力集中使砖处于不利受力状态。

竖向灰缝处存在应力集中，在位于竖向灰缝上、下端的砖内产生横向拉应力和剪应力的集中，加快砖的开裂

3-5 水平灰缝和竖向灰缝对砌体的设计强度影响如何？

在竖向灰缝内，由于砂浆未能很好地填满及砂浆硬化时的收缩，大大地削弱甚至完全

破坏两者的粘结，在计算中不考虑竖向灰缝的粘结强度

在水平灰缝中，当砂浆在其硬化过程中收缩时，砌体不断发生沉降，因此，灰缝中砂

浆和砖石的粘结不断地提高，在计算中仅考虑水平灰缝的粘结强度。

了解3-6 在哪些情况下，需对砌体强度设计值进行调整？为什么？

（1）有吊车房屋砌体，跨度不小于9m的梁下烧结普通砖砌体及跨度不小于7.5m梁下烧

结多孔砖、蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖砌体和混凝土砌块砌体，其γa（调整系数）为

0.9。这是考虑厂房受吊车动力影响而且柱的受力情况较为复杂而采取的降低抗力、保证安全的措施。

（2）对无筋砌体构件，其截面面积小于0.3㎡时，γa为其截面面积加0.7.对配筋砌体构件，截面面积小于0.2㎡时，γa为其截面面积加0.8.这是考虑截面较小的砌体构件，局部碰损或缺陷对强度影响较大而采用的调整系数，截面面积以㎡计算。

（3）当砌体用水泥砂浆时，对附录3-1中各表的数值，γa为0.9，对附录3-2表3-7的数值γa为0.8；对配筋砌体，当其中的砌体采用水泥砂浆砌筑时，仅对砌体的强度设计值

乘以γa。

（4）当施工质量控制等级为C级时，γa为0.89。0.89为B级和C级γf的比值。

砂浆的作用

使块体和砂浆表面产生粘结力和摩擦力，从而把散放的块体材料凝结成整体以承受荷载。

垫平块体上、下表面，使块体应力分布较均匀，提高砌体强度。

砂浆填满块体间缝隙，减少了砌体的透气性，从而提高了砌体的隔热性能和抗冻性能。

. 砂浆的基本要求

关于强度及抵抗风雨侵蚀方面，砂浆应符合砌体强度及建筑物耐久性的要求。

砂浆的可塑性，应在砌筑时能将砂浆很容易且较均匀的铺开，以提高砌体强度和砌筑工人的劳动生产率。

砂浆应具有足够的保水性。

砂浆的强度等级

等级分为5级：

M15、M10、M7.5、M5和M2.5

.砂浆的分类

水泥砂浆、混合砂浆、非水泥砂浆

第一阶段，由开始加荷起，到个别单砖出现细微可见裂缝止，称为第一阶段，此时荷载约为破坏荷载的50~70%。（与砌筑砌体所用的砂浆有关）

特点：裂缝细小，如果停止加载，单砖裂缝不会发展。

第二阶段，继续加载，单块砖内的个别裂缝将连接起来而形成连续的裂缝，垂直通过若干皮砌体，同时发生新的裂缝，此时荷载达到破坏荷载的80~90%。

特点：如果荷载不再增加，裂缝仍不断发展。因为房屋是处在长期荷载作用下工作，应认为砌体已临近破坏，在工程中视构件处于危险状态。

其第三阶段，当荷载继续增加，则裂缝随荷载的增加而迅速发展，加大、加宽，形成几条贯通的竖向裂缝，将砌体分割成几个宽度为半砖左右的小柱体，整个砌体明显向外突出。因为各小立柱受力极不均匀，最后将会由于某些小柱的失稳或压碎而导致整个砌体的破坏。

破坏形态有三种可能；沿齿缝截面破坏、沿砖和竖向灰缝截面破坏或沿通缝截面弯曲受拉而破坏。

\\砌体受压破坏的两个重要特点：

破坏总是从单砖出现裂缝开始；

砌体的强度低于砖（块材）的强度。

为什么砖砌体抗压强度低于单砖?

从轴心受压的破坏过程看，砌体抗压强度远低于所用砖的抗压强度，砖的抗压强度在砌体中得不到充分发挥的主要原因在于：

当砌体压应力还远远小于砖的抗压强度时，砖已在砌体中过早开裂，并最终导致整个砌体破坏。

砖本身的外形尺寸不可能十分平整；

※铺砌砂浆的厚度不可能非常均匀；

※水平灰缝的砂浆饱满度往往不太高。

1、为什么要限制单向偏心受压距e？如何限制？

因为偏心距相当大时，承载能力值很离散且较低，可靠度难以保证。

e <=0.6y（y为截面重心到轴向力所在偏心方向截面边缘的距离。）

局部受压可能发生三种破坏：竖向裂缝发展引起的破坏、劈裂破坏和直接与垫板接触的砌体的局压破坏。其中，竖向裂缝发展引起的破坏是局部受压的基本破坏形态；劈裂破坏由于发生突然，在设计中应避免发生这种破坏；第三种破坏仅在砌体材料强度过低时发生，一般通过限制材料的最低强度等级，可避免发生这种破坏。

1、混合结构房屋的承重体系有哪几种？各有什么特点？

纵墙承重方案

建筑平面布置灵活；

纵墙门窗洞口的大小和位置受限；

房屋横向刚度较小，整体性较差。

适用于使用上要求有较大空间的房屋，如食堂、仓库或中小型工业厂房等

横墙承重方案

纵墙门窗开洞灵活；

空间刚度大，整体性好；

施工方便，但墙体材料用量较多。

适用于宿舍、住宅、旅馆等居住建筑和由小房间组成的办公楼。

纵横墙承重方案

平面布置灵活，可以有较大的空间；

有较大的空间刚度；

结构受力较为均匀。

适用于教学楼、办公楼、医院、图书馆等建筑。

内框架承重方案

可获得较大空间；

横墙较少，空间刚度较差；

墙、柱材料不同，其基础沉降量不一致，结构易出现不均匀变形。

2、什么叫房屋的空间刚度？什么叫房屋的空间性能影响系数？有哪些主要影响因素？

空间刚度：与空间工作对应的房屋整体刚度称为空间刚度，其取决于屋盖或楼盖的类别和房屋中横墙的间距以及刚度的大小。

h是指所取单元在水平荷载作用下，考虑空间作用求得的位移u s与不考虑空间作用求得的位移u p的比值

h 越小，房屋的空间作用越大；

h越大，房屋的空间作用越小；

故h又称为考虑空间工作后的侧移折减系数

横墙间距s是影响房屋刚度或侧移大小的重要因素，不同横墙间距的各类单层房屋的屋盖空间性能影响系数h 可按公式计算或查表得知。

多层房屋的空间性能影响系数比单层的数

值偏小，但为简便或偏于安全，《规范》

取多层房屋与单层房屋相同的系数值。

3、混合结构房屋有哪三种静力计算方案？各有什么特点？试以单层房屋为例，绘出相应的三种计算简图。

刚性方案

当房屋的空间刚度很大时，在水平荷载作用下u s≈0，这时屋盖可视为纵向墙体上端的不动铰支座，墙柱内力可按上端有不动铰支座支承的竖向构件进行计算，这类房屋称为刚性方案房屋。

弹性方案

若房屋的空间刚度很小，在水平荷载作用下u s≈u p ，这时墙柱内力可按不考虑空间作用的平面排架或框架计算，这类房屋称为弹性方案房屋。

刚弹性方案

若房屋的空间刚度介于上述两种方案之间，在水平荷载作用下0

4墙、柱高厚比验算的目的是什么？

、《规范》中规定用验算墙、柱高厚比的方法进行墙、柱稳定性的验算。这是保证砌体结构在施工阶段和使用阶段稳定性的一项重要构造措施。

5、如何进行带壁柱墙的高厚比验算？

高厚比系指砌体墙、柱的计算高度H0和墙厚或边长h的比值，其验算包括两方面：允许高厚比的限值

墙、柱实际高厚比的确定

6、多层刚性方案承重墙的计算简图有哪些假定？为什么？

7、影响墙、柱高厚比的主要因素

1）砂浆强度等级

2）砌体类型

3）横墙间距

4）支承条件

5）墙体截面刚度

6）构件重要性和房屋的使用情况

7）构造柱间距

承载力计算

规范公式：n n N Af ?≤221100n y e f f f y ρ??=+- ??

?

适用范围构造要求：

钢筋间距直径等

适用范围：

?(1)当砖砌体受压构件的截面尺寸受限制时可采用网状配筋砌体。

?(2)偏心距不超过截面核心范围，对矩形截面。

?(3)构件高厚比β≤16。

网状配筋砖设计注意事项：

?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。

?

当网状配筋砖砌体下端与无筋砌体交接时，尚应验算交接处无筋砌体的局部受压承载力。

构造要求

(1)网状配筋砖砌体中的配筋率，不应小于0.1%，也不应大于1%，因为配筋率过小或过大，对砌体的承载力影响很小。

(2) 当采用方格钢筋网时，钢筋的直径宜采用3mm-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，不应大于120mm ，并不应小于30mm 。

(4) 钢筋网的竖向间距，不应大于5皮砖，并不应大于400mm 。

(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。

(6)砌体内所用的方格钢筋网或连弯钢筋网，不得用分离放置的单根钢筋代替。

(7)

采用连弯钢筋网时，两个连弯钢筋网的钢筋方向应相互垂直，沿砌体高度交错设置。n ?=021131667n ?ρβ=++0.17e h

≤16β≤0.1%1%

ρ≤≤

7-4墙梁有哪些破坏形态？

答：弯曲破坏、剪切破坏、局压破坏

7-8挑梁有哪几种类型？挑梁设计中应考虑哪些问题？

答：分为刚性挑梁和柔性挑梁。

设计要求：①纵向受力钢筋至少有1/2的钢筋面积伸入梁尾部，且不少于2Ф12；其他钢筋伸入支座的长度≥。13

2l ②挑梁埋入砌体长度与挑出长度的比值≤1.2；当挑梁上无砌体时，。1l l 21>l

l 7-9什么是挑梁的计算倾覆点？应如何确定挑梁的抗倾覆荷载？答：①当墙体无洞口时，对和的情况，取面积为范围的本层砌13l l ≤13l l >h l h l A 3121+

=体和楼盖恒载标准值。

②当轻体有洞口时，若洞口内边至挑梁埋入端>370mm ，面积范围为A 减洞口面积；否则只考虑墙外边至洞口外边范围的本层砌体和楼盖恒载标准值；

③对雨篷等垂直于墙段悬挑的构件，所算范围如图7—25.