建筑结构与识图-砌体结构.ppt
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1、第六章 砌体结构,砖砌体砌块砌体石砌体结构,6.1 砌体结构的基础知识,一、块体材料和砂浆,1.块体:通常是指砖、砌块和石材,(1)砖:烧结普通砖 烧结多孔砖,主要原料,经烧结而成,相同点,不同点,强度等级划分个,孔洞率,外观尺寸,适用范围:做承重墙柱,蒸压灰砂砖 蒸压粉煤灰砖,原料经坯料制备压制成型,蒸压养护而成,强度等级划分个,外形尺寸与标准砖尺寸相同,可用于砌筑外墙但不宜用于承受有高温的砌体,耐久性较差,(2)砌块,混凝土砌块,轻骨料混凝土砌块,个强度等级,适用范围:填充墙或承重墙,适用范围:基础、勒脚,及挡土墙不适于作寒冷地区的墙体。,(3)石材:毛石和料石,2.砂浆:水泥砂浆、混合砂
2、浆、非水泥砂浆,(1)水泥砂浆:水泥、砂、水,特点:强度高,耐久性好 和易性、保水性差,适用范围:0.000以下墙体墙基础。,特点:抗压强度高、抗冻性能好但传热性强,特点:强度低耐久性差。,适用范围:常用于一般墙体中,不宜用于潮湿的地方,易风化。,(2)混合砂浆:水泥、砂、水、塑化剂,特点:具有一定的强度和耐久性,和易性、保水性好,对保证砌筑质量和砌体强度有利。,(3)非水泥砂浆:石灰砂浆石膏砂浆粘土砂浆,适用范围:只能用于强度要求不高的简易建筑或临时性建筑中,无筋砖砌体,实心砖砌体:一顺一丁,梅花丁,三顺一丁,(4)砂浆的强度等级:是用龄期为28天,边长为70.7的立方体试块抗压强度来确定的
3、,共5个:M15、M10、M7.5、M5、M2.5。,二、砌体的种类,空斗砖砌体:将部分或全部砖立砌成两边薄壁,中间形成空洞的砌体,叫空斗墙。,配筋砖砌体,水平网状配筋砖砌体,在水平灰缝中隔几皮砖放置一层钢筋网。,M作用方向的柱两个侧面上预留竖向凹槽,在其中配制纵向钢筋和浇注混凝土或砂浆而形成的组合配筋砌体。,砌块砌体,石砌体,三、砌体的抗压强度(指计算指标),砌体,单块块材,砂浆,组合砌筑,=,强度高,强度相对变低,块体的抗压强度在砌体中不能充分发挥。,原因:,砌体的抗压强度(受力性能)不仅取决于单个块材的性能,砂浆的性能,还原取决于块体在砌体中的受力状态,与砌筑质量有密切关系。,结论:,砂
4、浆层的影响,每块砖相当于支承在既不均匀又不饱满的垫层上。当N压力作用在砌体上时,砖块不仅受压,还要受弯、剪,即处于N、M、V复合受力状态下。由于砖的抗拉强度较低,当M、V引起的拉力大于砖的抗拉强度后,砖就会受拉开裂。,砌体材料本身横向变形的影响,砂浆的弹性模量E砖的E砂浆的横向变形系数砖的,竖向灰缝应力集中的影响,竖向灰缝的存在造成了砌体的不连续性,块材截面突变引起应力集中,若灰缝又不饱满则不能保证砌体的完整性,在竖向灰缝处砌体的抗压强度降低。,影响砌体抗压强度的主要因素:,(1)块体的强度、尺寸及形状的影响,(2)砂浆的影响,a、提高砂浆的强度等级,块体和砂浆的横行变形差异就缩小,所以砌体的
5、抗压强度也就提高。,b、砂浆的和易性、保水性越好,则铺砌厚度越易均匀,灰缝饱满度越高,块体在砂浆中受力就越均匀,可减少M、V的作用。所以砌体的抗压强度也就相对较高。,单纯靠提高砂浆强度来提高砌体的强度,其效果远不如提高块体的强度等级更为有效(砂浆强度等级提高,需要增大水泥用量)。,混合砂浆砌筑的砌体强度大于纯水泥砂砌筑的砌体强度(15%-5%)。,注意:,(3)砌筑质量的影响:,a、施工质量控制等级的概念:即根据施工现场的保证体系、材料强度、砌筑工人的技术等级等综合因素,把砌体施工质量划分为A、B、C三个质量控制等级,见下表。,b、灰缝质量:均匀性、饱满度规范规定:水平灰缝的砂浆饱满度不得低于
6、80%,竖向灰缝的饱满度不得低于60%。,规范直接提供了B级砌体强度值,并明确规定:对一般民用房屋宜按B级控制,当施工质量为C级时,砌体强度设计值应予以降低为0.89;当采用A级时可将强度设计值提高5%。施工中应注明施工质量控制等级。,c、砌法:“三一”施工法,d、砖的含水率,提示:,一、房屋的结构布置及静力计算方案:,1.结构 布置,承重方案,传力体系,荷载传递路线,纵墙承重,横墙承重,纵横墙混合承重,内框架承重,空间灵活、洞口受限、抗侧移能力差,空间受限、洞口灵活、抗侧移能力强,兼有上述两种承重方案的优点,空间灵活、抗侧移能力差,6.2 砌体房屋的构造要求,2.静力计算方案,整个房屋受力体
7、系,力学模型,墙柱的受力状态,承载力计算,三种静力计算方案,刚性方案房屋,多层住宅房屋,弹性方案房屋,单层空旷房屋,刚弹性方案房屋,多层房屋的顶层空旷大房间,三种方案划分的原则,楼、屋盖刚度,横墙间距,1.受压构件承载力分析,(1)3(高厚比小于3)的短柱:,短粗柱轴心受压和偏心受压的极限承载力:,(2)3的细长柱:,住宅横墙:层高H=3.0m.墙厚h=0.24m=3000/240=12.53。,均匀受压破坏,小偏心受压破坏,大偏心受压破坏,受拉(水平通缝),纵向弯曲破坏,整体失稳破坏,二、砌体房屋设计的基本原理,长柱的承载能力需要考虑初偏心、初弯曲及几何尺寸差异等理论中所涉及不到的实际因素的
8、影响。,细长受压构件的承载力计算公式:,2.受压构件的承载力计算公式,综合以上两种情况,可将砌体结构承载力公式统一起来,规范规定:受压构件的承载力按下式计算:,作用在构件截面上的轴向力设计值,受压构件承载力影响系数,与构件的高厚比和纵向力的偏心矩e有关,f 砌体抗压强度的设计值,查表可得,A按毛面积计算的砌体截面面积。,3.计算中需要注意的几个问题,1)高厚比的计算:,对于矩形截面:,对于T形截面:,墙体或砖柱的计算高度查表,不同砌体材料的高厚比修正系数。,h矩形截面轴心力偏心方向的边长,当轴心受压时取截面的小边;hT“T”截面的折算厚度。,2)偏心距:,e=M/N,按荷载的设计值进行 且e0
9、.6y,当e0.6y时即不经济,受力也不合理,就不能采用砌体结构了,需要考虑其他用结构。,y截面重心到轴向力所在偏心方向截面边缘的距离。,3)对矩形截面构件(砖柱):当轴向力偏心方向的截面边长大于另一方向边长时,除按偏心受压计算外,还应对较小边长方向按轴心受压验算 e=0,局部受压的概念:,由于砌体构件(墙、柱)是主要的竖向承重构件,常常与钢筋混凝土大梁、屋架或钢结构屋架共同组成承重体系,支撑面处往往承受较大的压力作用;,概念:当较大的轴向力作用在砌体截面的某一部分上时,砌体受力状态称为局部受压。,基础常常做大放脚,于是交界面处只有局部面积受压,且压力较大。有时局部受压面可能是整个砌体结构中最
10、薄弱的环节。,屋架、大梁端部的砖墙、砖柱顶面,上部墙体与基础交界面处,墙、柱的高厚比验算,材料的最低强度等级,墙、柱的最小截面尺寸,房屋整体性的构造要求,砌块砌体的构造要求,防止或减轻墙体开裂的主要措施,(1)基本计算公式:,1.房屋墙柱高厚比验算,高厚比的定义:墙柱的计算高度与墙后(或柱边长)的比值。,作为受压构件的墙、柱除满足承载力要求外,还须满足高厚比的要求。高厚比验算是保证房屋施工阶段和使用阶段稳定性与刚度的重要构造措施。,三、砌体房屋的构造要求,墙柱高厚比过大,虽然强度满足要求,但可能在施工阶段因过度的偏差倾斜以及施工和使用过程中的偶然撞击、振动等因素而导致丧失稳定;同时,过大的高厚
11、比,还可能使墙体发生过大的变形而影响使用。故应满足,砌体规范中墙、柱允许高厚比的确定:根据我国长期的工程实践经验,经过大量调查研究得到,同时也进行了理论校核。,砌体墙柱的允许高厚表,(2)墙、柱高厚比验算,墙柱高厚比应按下式验算:,影响墙柱稳定的主要因素是:砂浆强度等级;横墙间距;静力计算方案;砌体截面形式;构建的重要性。,为了保证砌体房屋的耐久性和整体性,砌体结构和结构构件在设计使用年限内(通常按50年考虑)和正常维护下,必须满足砌体结构正常使用极限状态的要求,一般可由相应的构造措施来保证。,&.砌体材料强度等级与房屋耐久性有关。五层和五层以上房屋的墙,及受振动或层高大于6m的墙柱所用材料的
12、最低强度等级,应符合:砖采用Mu10;砌块采用Mu7.5;石材采用Mu30;砂浆采用M5。,材料的最低强度等级,&.对安全等级为一级或设计使用年限大于50年的房屋,墙、柱所用材 料的最低强度等级应至少提高一级。,&.地面以下或防潮层以下的砌体、潮湿房间的墙,应符合规范要求。,墙、柱的截面尺寸过小,不仅稳定性差而且局部缺陷影响承载力。对于承重的独立砖柱,截面尺寸不应小于240mm370mm。毛石墙的厚度不宜小于350mm;毛料石柱较小边长不宜小于400mm振动荷载时,墙、柱不宜采用毛石砌体。,墙、柱的最小截面尺寸,预制钢筋混凝土板的支承长度,在墙上不宜小于100mm,在钢筋混凝土圈梁上不宜小于8
13、0mm;预制钢筋混凝土梁在墙上的支承长度,不宜小于240mm。,&.跨度大于6m的屋架和跨度大于下列数值的梁:砖砌体为4.8m;砌块和料石砌体为4.2m;毛石砌体为3.9m,应在支承处设置混凝土和钢筋混凝土垫块;当墙中设有圈梁时,垫块与圈梁宜浇成整体。,&.当梁跨度大于或等于下列数值时:240m厚砖墙为6m;180mm厚砖墙为4.8m;砌块、料石墙为4.8m,其支承处宜加设壁柱或采取其他加强措施。,房屋整体性的构造要求,&.预制钢筋混凝土板的支承长度,在墙上不宜小于100mm;在钢筋混凝土圈梁上不宜小于80mm;当利用板端伸出钢筋拉结和混凝土灌缝时,其支承长度可为40mm,但板端缝宽不小于80
14、mm,灌缝混凝土不宜低于Cb20。,&.支承在墙、柱上的吊车梁、屋架及跨度大于或等于下列数值的预制梁:砖砌体为9m、砌块和料石砌体为7.2m,其端部应采用锚固件与墙、柱上的垫块锚固。,&.填充墙、隔墙应采取措施与周边构件可靠连接。如在钢筋混凝土骨架中预埋拉结钢筋,砌砖时将拉结筋嵌入墙体的水平缝内。,&.山墙处的壁柱宜砌至山墙顶部,屋面构件应与山墙有可靠拉结。,&.五层及五层以下房屋的墙,以及受振动或层高大于6m的墙、柱所用材料的最低强度等级,应符合下列要求:砖MU10;砌体MU7.5;石材MU30;砂浆M5。,&.地面以下或防潮层以下的砌体,潮湿房间的墙,所用材料的最低强度等级应符合的要求。,
15、砌块砌体的构造要求,&.跨度大于6m的屋架和跨度大于下列数值的梁:对砖砌体为4.8m,对砌块和料石砌体为4.2m,对毛石砌体为3.9m,支承面下应设置混凝土或钢筋混凝土垫块,墙中设有圈梁时,垫块与圈梁宜浇成整体。,#支承在墙、柱上的吊车梁、屋架及跨度l9m(支承在砖砌体),或l7.2m(支承在砌块和料石砌体上)的预制梁的端部,应采用锚固件与墙、柱上的垫块锚固。,#骨架房屋的填充墙及维护墙,宜用钢筋与骨架连接。一般是在钢筋混凝土骨架中预埋拉结筋,砌砖时嵌入墙体的水平灰缝内。,#山墙处的壁柱宜砌至山墙顶部。风压较大的地区,檩条与山墙锚固,屋盖不宜挑出山墙。,#砌块砌体应分皮错缝搭砌。上下皮搭砌长度
16、不得小于90mm。当搭砌长度不满足上述要求时,应在水平灰缝内设置不少于24的焊接钢筋网片,网片每端均应超过该垂直缝,其长度不得小于300mm。,#砌块墙与后砌隔墙交接处,应沿墙高每400mm在水平灰缝内设置不少于24的焊接钢筋网片。,#混凝土砌块房屋,宜在纵横墙交接处、距墙中心线每边不小于300mm范围内的孔洞,采用不低于Cb20的混凝土灌实,灌实高度应为墙身全高。,#混凝土砌块墙体的下列部位,如未设圈梁或混凝土垫块,应采用不低于Cb20的混凝土将孔洞灌实:,(1)搁栅、檩条和钢筋混凝土楼板的支承面下,高度不应小于200mm的砌体;,(2)屋架、梁等构件的支承面下,高度不应小于600mm,长度
17、不应小于600mm 的砌体;,(3)挑梁支承面下距墙中心线每边不小于300mm,高度不应小于600mm的砌体。,屋架、吊车梁与墙连接,墙与骨架拉结,山墙与檩条连接,砌块墙与后砌隔墙交接处钢筋网片,过梁:砌体结构门窗洞口上常用构件,用以承受门窗洞口以上砌体自重及其上梁板传来的荷载。,形式:钢筋混凝土过梁、钢筋砖过梁、砖砌平拱过梁和砖砌弧拱过梁.,过梁的分类及构造要求,由于砖砌过梁延性较差,跨度不宜过大,因此对有较大振动荷载或可能产生不均匀沉降的房屋,应采用钢筋混凝土过梁。钢筋混凝土过梁端部支承长度不宜小于240mm。,砖砌平拱过梁跨度不应超过1.2m,其厚度等于墙厚。竖砖砌筑部分高度不应小于24
18、0mm。,钢筋砖过梁:跨度不应超过1.5m,过梁底面砂浆层厚度不宜小于30mm,砂浆层内配置不少于5120的纵向受力钢筋,钢筋锚固于支座内的长度不宜小于240mm。砂浆不宜低于M5。,挑梁:在砌体结构房屋中,为了支承挑廊、阳台、雨篷等,常设有埋入砌体墙内的钢筋混凝土悬臂构件。,雨篷抗倾覆荷载取值范围:,圈梁:水平封闭构件。为了增强砌体房屋的整体刚度,防止由于地基不均匀沉降或较大振动荷载等对房屋引起的不利影响,应根据地基情况、房屋的类型、层数以及所受的振动荷载等情况设置圈梁。,1.车间、仓库、食堂等空旷的单层房屋应按下列规定设置圈梁,(1)砖砌体房屋,檐口标高为58m时,应在檐口设置圈梁一道,檐
19、口标高大于8m时,宜适当增设。(2)砌块及料石砌体房屋,檐口标高为45m时,应在檐口设置圈梁一道,檐口标高大于5m时,宜适当增设。(3)对有吊车或较大振动设备的单层工业厂房,除在檐口或窗顶标高处设置现浇钢筋混凝土圈梁外,尚宜在吊车梁标高处或其他适当位置增设。,2.多层砌体工业厂房,宜每层设置现浇钢筋混凝土圈梁,3.住宅、宿舍、办公楼等多层砌体民用房屋,层数为34层时,在檐口标高处设圈梁。当层数超过四层时,应在所有纵横墙上隔层设置圈梁。,4.设置墙梁的多层砌体房屋,应在托梁、墙梁顶面和檐口标高处设置现浇钢筋混凝土圈梁,其他楼盖处宜在所有纵横墙上每层设置圈梁,5.采用钢筋混凝土楼(屋)盖的多层砌体
20、结构房屋,当层数超过5层时,除在檐口标高处设置一道圈梁外,可隔层设置圈梁,并与楼(屋)面板一起现浇。未设置圈梁的楼面板嵌入墙内的长度不宜小于120mm,沿墙长设置的纵向钢筋不应小于210。,6.建筑在软弱地基或不均匀地基上的砌体房屋,除应按以上有关规定设置圈梁外,尚应符合国家现行标准建筑地基基础设计规范(GBJ7-89)的有关规定,圈梁的构造要求,1.圈梁宜连续地设在同一水平面上,并形成封闭状。当圈梁被门窗洞口截断时,应在洞口上部增设相同截面的附加圈梁。附加圈梁和圈梁的搭接长度不应小于其垂直间距的2倍,且不得小于1m。,2.纵横墙交接处的圈梁应有可靠的连接。刚弹性和弹性方案房屋,圈梁应与屋架、
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