钢筋混凝土结构与砌体结构

钢筋混凝土结构与砌体结构

第一章 绪论

1.1 砌体结构发展概况 1.1.1 砌体结构发展简史

由块体和砂浆砌筑而成的墙、柱作为主要受力构件的结构称为砌体结构； 从材料上分为砖砌体、石砌体、砌块砌体三大类。

混合结构房屋：由两种以及两种以上材料作为主要承重结构的房屋。 1.1.2 我国砌体结构发展概况 (1)应用范围扩大

民用建筑、工业建筑、构筑物、桥梁工程等

(2)新材料、新技术和新结构不断使用承重空心砖发展较快配筋砖砌体和约束砖砌体研究工作不断深入混凝土砌块应用发展很快

(3)砌体结构计算理论和计算方法不断完善 《砖石及钢筋砖石结构设计标准及技术规范》1956 《砖石结构设计规范》（GBJ3-73）1973 《砌体结构设计规范》（GBJ3-88）1988 《砌体结构设计规范》（GB50003-2001）2002 1.1.3 国外砌体结构的发展简介

(1)苏联最早建立较完整的砌体结构理论和设计方法《砖石结构设计标准及技术规范》1939 极限状态设计法 1950s。

(2)瑞士苏黎世空心砖应用； 19层、24层空心砖住宅 1950s (3)砌体材料发展

抗压强度：英国多孔砖35-70MPa、美国商品砖17.2-140MPa、国外砂浆的强度20-30MPa；砖砌体的强度20MPa（1970s）接近甚至超过普通混凝土。预制墙板和配筋砌体研究：美国、新西兰、英国等国都有配筋砌体在地震区兴建的实例 1.2砌体结构的优点及其应用范围 1.2.1 砌体结构的优缺点 优点：

(1)砌体结构材料来源广泛，易于就地取材。

(2)砌体结构有很好的耐火性和较好的耐久性，使用年限长。 (3)砌体特别是砖砌体的保温、隔热性能好，节能效果明显。

(4)采用砌体结构较钢筋混凝土结构可以节约水泥和钢材，并且砌体砌筑时不需要模板及特殊的技术设备，可以节省木材。新砌筑的砌体上即可承受一定荷载，因而可以连续施工。

(5)当采用砌块或大型板材作墙体时，可以减轻结构自重，加快施工进度，进行工业化生产和施工

缺点：

(1)砌体结构自重大。

(2)砌筑砂浆和砖、石、砌块之间和粘结力较弱，因此无筋砌体的抗拉、抗弯及抗剪强度低，抗震及抗裂性能较差。

(3)砌体结构砌筑工作繁重。

(4)砖砌体结构的粘土砖用量很大，往往占用农田，影响农业生产。 1.3 砌体结构以展展望 (1)积极发展新材料

(2)积极推广应用配筋砌体结构

(3)加强对防止和减轻墙体裂缝构造措施的研究 (4)加强对砌体结构理论的研究

(5)提高砌体结构的施工技术水平和施工质量 第二章 砌体及其基本材料力学性能 1.砌结构的应用：

(1)主要用于承受压力的构件；

(2)无筋砌体房屋可建5~7层，配筋砌体房屋可建8~18层； (3)在盛产石材的地区可采用毛石、料石砌筑5层； (4)桥梁、隧道等工程应用也很广； (5)砌体材料广泛用于填充及维护构件； 2.砌体结构发展与展望： (1)积极发展新材料； (2)推广应用配筋砌体；

(3)加强对防止和减轻墙体裂缝构造措施的研究； (4)加强砌体结构理论研究。 (5)提高施工水平和施工质量 2.1 砌体材料及其强度等级 2.1.1 砖

我国目前用于砌体结构的砖主要有烧结普通砖、烧结多孔砖、蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖等四种。 经过烧结的普通砖、粘土空心砖、陶土空心砖等；非烧结硅酸盐砖（煤渣、粉煤灰、生石灰及石膏经蒸压成型）。

普通粘土砖全国统一规格：240x115x53，具有这种尺寸的砖称为标准砖；

空心砖主要分为三种型号：KP1(240x115x90)、KP2 (240x180x115)、KM1 (190x190x90)。前两种可以与标准砖混砌；

K表示空心，M、P为两种型号，P表示普通。

砖的强度等级：

烧结普通砖、烧结多孔砖：MU30、MU25、MU20、MU15、MU10；《规范GB50003-2001》取消了 MU7.5

级

蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖：MU25、MU20、MU15、MU10；

2.1.2 砌块

砌块一般指混凝土空心砌块、加气混凝土砌块脏乱硅酸盐实心砌块。此外还有用粘土、煤矸石等为原料，经焙烧而制成的烧结空心砌块。

混凝土小型空心砌块；轻骨料混凝土空心砌块（火山渣、 浮石等）。 主要尺寸：390x190x190 混凝土砌块:

(1)小型：高度180-350mm (2)中型：高度360-900mm (3)大型：高度大于900mm

砌块的强度等级：

MU20、MU15、MU10、 MU7.5、 MU5；《规范GB50003-2001》取消了 MU3.5级砖与砌块的区别：主要是砌筑方式不同砖砌体只有主砖（有时有配砖），砌筑时可根据实际情况安排砖类型，不能满足时可砍砖。还可通过调整砖的位置来砌成空心和实心墙及改变墙体厚度混凝土小型砌块砌体砌筑复杂，一方面要保证上下皮砌块搭接长度不得小于90，另一方面，要保证空心砌块的孔、肋对齐砌筑。一般在砌筑前要将各配套砌块的排列方式进行设计。 2.1.3 石材

当自重大于18N/m3的称为重石，如花岗石、石灰石、砂石等；当自重小于18N/m3的称为轻石，如凝灰岩、贝壳灰岩等；重石材由于强度大，抗冻性、抗水性、抗汽性均较好，通常用于建筑物的基础和挡土墙等；

石材强度等级：

MU100、MU80、MU60、 MU50、MU40、MU30、MU20。 2.1.4 砂浆

砂浆的作用是将砌体中的块体连成一个整体，并因抹平块体表面面促使应力的分布较为均匀。 对砌体所用砂浆的基本要求为：

(1)在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要求；

(2)砂浆的可塑性，应保证砂浆在砌筑时能很容易且较均匀地铺开，以提高砌体强度和施工劳动效率；

(3)砂浆应具有足够的保水性。

砂浆是由砂、矿物胶结材料与水按合理配比经搅拌而制成的；

砂浆的强度等级：采用边长为70.7mm的立方体标准试块，在温度为20±3oC环境下，水泥砂浆在湿度为90%以上、水泥石灰砂浆在湿度为60%-80%条件下养护28天，具有95%保证率的抗压强度。 砂浆的强度等级：M15、M10、M7.5、M5、M2.5，其中M表示Mortar的缩写； 混凝土砌块砌筑砂浆（专用砂浆）强度等级分为: Mb15，Mb10，Mb7.5，Mb5 砂浆的分类： 水泥砂浆

混合砂浆（如水泥石灰砂浆、水泥粘土砂浆） 非水泥砂浆（如环氧树脂砂浆）； 砌体结构对砂浆的基本要求： 强度、可塑性（流动性）、保水性； 强度：满足建筑强度和耐久性的要求；

可塑性（流动性）：施工时能均匀铺开，提高强度和效率； 保水性：影响砌筑吸水。 2.1.5 砖石和砂浆的选择 强度的要求；

耐久性的要求：耐久性不足时，经冻融循环后会引起砖石剥落和强度降低； 地面以下或防潮层以下的砂浆的最低强度要求：

砖石和砂浆最低强度等级要求

另外有冻胀环境和条件的地区，地面以下或防潮层以下的砌体，不宜采用多孔砖。当采用混凝土砌体时，其孔洞应采用强度等级不低于c20的混凝土灌实。 2.2 砌体种类

可按材料、砌筑形式、作用、配筋程度等分类 2.2.1 砖砌体

在房屋建筑中，砖砌体可用作内外墙、柱、基础等承重结构以及围护墙与隔墙等非承重结构等。 通常用作承重外墙、内墙、砖柱、维护墙及隔墙；注意砌筑方式。

为使砌体整体性好，砌筑时块体必须合理排列；相互搭接，竖向灰缝错开。

490×490mm砖柱的四皮砌筑法

2.2.2 砌块砌体

采用砌块砌体，特别是采用混凝土小型砌块体，是墙体改革的一项重要措施。 新发展：混凝土小型、中型空心砌块砌体、轻骨料混凝土空心砌块；

砌块砌体也应分皮错缝搭接。排列砌块是设计工作中的一个重要环节，要求砌块类型最少，排列规律整齐，避免竖向通缝。排列空心砌块时还应做到对孔，对齐上下皮砌块的肋部，以利于传递荷载。 2.2.3 石砌体

石砌体是由天然石材和砂浆(或混凝土)砌筑而成，可分为料石砌体、毛石砌体和毛石混凝土砌体等

料石砌体可以用作民用房屋的承重墙、柱和基础，还可以用于建造石拱桥、石坝和涵洞。 毛石混凝土砌体由混凝土和毛石交替铺砌而成。

毛石砌体在基础工程中应用较多，也常用于建造挡土墙、路堤和护坡等。

2.2.4 配筋砌体

为提高砌体强度、减少其戴百尺寸、增加砌体结构(或构件)的整体性，可采用配筋砌体。配筋砌体可分为配筋砖体和配筋砌块砌体。

通常分为网状配筋砖砌体、组合砖砌体和配筋砌块砌体。

网状配筋砖砌体是指在砖砌体的水平灰缝内配置钢筋网片或水平钢筋形成的砌体。这种砌体可以提高抗压承载能力及抗震性能，一般在轴心受压或偏心受压构件中应用。

组合砖砌体是砌体外侧预留的竖向凹槽内或外侧配置纵向钢筋，再灌注混凝土或砂浆形成的砌体。

1.外包式组合砖砌体

外包式组合砖砌体指在砖砌体墙或柱外侧配有一定厚度的钢筋混凝土面层或钢筋砂浆面层，以提高砌体的抗压、抗弯和抗剪能力。

2.内嵌式组合砖砌体

砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙是一种常用的内嵌式组合砖砌体。工程实践证明，在砌体墙的纵横墙交接处及大洞口边缘，设置钢筋混凝土构造柱不但可以提高构件的承载力，同时构造柱与房屋圈梁连接组成钢筋混凝土空间骨架，对增强房屋的变形能力和抗倒塌内力十分明显。

配筋混凝土空心砌块砌体

混凝土空心砌块在砌筑中，上下孔洞对齐，在竖向孔中配置钢筋、浇注灌孔混凝土，在横肋凹槽中配置水平钢筋并浇注灌孔混凝土或在水平灰缝配置水平钢筋，所形成的砌体结构称为配筋混凝土空心砌块砌体，简称配筋砌块砌体。

这种配筋砌体自重轻，地震作用小，抗震性能好，受力性能类似于钢筋混凝土结构，但造价较钢筋混凝土结构低。

强调几个概念:

配筋砌体 约束砌体 集中配筋砌体

配筋砌体: 严格意义上的配筋砌体为所配钢筋在墙体破坏时强度达到屈服的砌体。

约束砌体: 通过垂直和水平钢筋砼构件约束砌体，使其在破坏时主要增加墙体的极限水平变形，增强墙体的延性。但钢筋在受力过程中可能达不到屈服。一般来说，不会改变墙体的破坏特征。 集中配筋砌体: 在约束砌体的基础上，除了墙端柱和楼盖处圈梁之外，又增设墙中柱和水平配筋带。不仅增加了对墙体的约束作用，而且增强了墙体的水平承载力和竖向承载力。 2.3 砌体的受压性能

2.3.1 砌体的受压破坏特征

砌体轴心受压从加载到破坏大致经历三个阶段，如图2.3所示

第一阶段：从砌体体受压开始，当压力增大至50%~70%的破坏荷载时，在砌体内某些单块砖在拉、弯、剪复合作用下出现第一批裂缝。在此阶段裂缝细小，未能穿过砂浆层，如果不再增加压力，单块砖内的裂缝也不继续发展。如图2.3a所示。

第二阶段：随着荷载的增加，当压力增大至80%~90%的破坏荷载时，单块砖内的裂缝将不断发展，并沿着竖向灰缝过若干皮砖，在砌钵内逐渐连接成一段段校连续的裂缝。若此时荷载不再增加，裂缝仍会继续发展，砌体已临近破坏，在工程实践中应视为构件处危险状态。如图2.3b所示。

第三阶段：随着荷载的继续增加，则砌体中的裂缝迅速延伸、宽度增大，并连成通缝，连续的竖向贯通裂缝把砌体分割成1/2砖左右的小柱体(个别砖可能压碎)而失稳破坏(如图2.3c所示)。以砌体破坏时的压力除以砌体截面面积所得的应力值称为砌体的极限抗压强度。

2.3.2 砌体的受压应力状态

砌体内单块砖的应力状态有以下特点：

(1)单块砖在砌体内并不是均匀受压，而是处于受弯和受剪状态(图2.4) (2)砌体横向变形时砖和砂浆存在交互作用。 (3)弹性地基梁作用 (4)竖向灰缝上的应力集中。

2.3.3 影响砌体抗压强度的因素

1.块体和砂浆的强度: 一般情况下，砌体强度随块体和砂浆强度的提高而提高；

2..砌体强度与材料强度关系： 砌体强度低于块体强度；

当砂浆强度较低时，砌体强度高于砂浆强度； 当砂浆强度较高时，砌体强度低于砂浆强度。

（1）块体和砂浆的强度: 一般情况下，砌体强度随块体和砂浆强度的提高而提高；

（2）砂浆的性能：砂浆强度越低，变形越大，砖受到的拉应力和剪应力也越大，砌体强度也越低；流动性越大，灰缝越密实，可降低砖的弯剪应力；但流动性过大，会增加灰缝的变形能力，增加砖的拉应力；

（3） 块材的形状和灰缝厚度：灰缝平整、均匀、等厚可以减小弯剪应力；方便施工的条件下，砌块越大越好；

（4） 砌筑质量：水平灰缝、砖的含水率、搭砌质量等。

测试砌体抗压强度时的试件要求：

普通砖（240×115×53）为240×370×720（厚×宽×高）；中小型砌块为砌块厚度×主规格砌块长度×三皮砌块高（包括灰缝）；

中小型砌块试件要求

砌体的轴心抗压强度平均值：

f1和f2分别为砌块和砂浆的强度平均值；

k1为与块体类别及砌体类别有关的参数，可查表； k2为低强度等级砂浆砌筑的修正参数，可查表； a为与块材类别有关的参数，可查表；

《砌体结构设计规范》 GB50003-2001直接给出不同块材砂浆配合下的强度值。 2.4 砌体的抗拉、抗弯和抗剪性能 2.4.1 砌体的轴心受拉性能

1.砌体的抗压性能要比抗拉、抗弯和抗剪好的多。但工程中也会遇到受拉、受剪情况。

2.4.2 砌体的受弯性能

规范规定砌体沿齿缝与沿通缝截面受弯破坏时的弯曲抗拉强度平均值计算公式为

2.4.3 砌体的受剪性能

（1）砌体的受剪破坏与抗剪强度

规范规定砌体的抗剪强度平均值计算公式为：

（2）影响砌体抗剪强度的主要因素 ①块体与砂浆的强度 ②垂直压应力 ③砌筑质量 ④试验方法 2.5 砌体的弹性模量 2.5.1 砌体的弹性模量

砌体的弹性模量是其应力与应变的比值，主要用于计算机砌体构件在荷载作用下的变形，是衡量砌体抵抗变形能力的一个物理量，其大小主要通过实测砌体的应力-应变曲线求得。

切线模量的定义为:

在实际工程中，按

时的变形模量为砌体的弹性模量。

f—是砌体抗压强度设计值。 2.5.2 砌体的剪变模量

第三章 砌体结构构件承载力的计算 了解结构计算方法的历史发展； 理解极限状态设计方法的基本原理。 掌握受压构件的计算思想；

熟练掌握砌体结构受压、局部受压的计算方法； 理解砌体结构轴心受拉、受弯和受剪的计算方法； 掌握配筋砖砌体构件的计算方法。 理解配筋砌块砌体构件的计算方法。 结构设计方法概述 容许应力设计法：

结构的受力性能不是弹性的；结构中一点达到容许应力，结构即认为失效；

没有考虑结构功能的多样性要求；从安全角度考虑，需要确定其极限受弯承载力；而为控制正常使用阶段的裂缝和挠度变形，需要确定带裂缝工作阶段的受力情况。采用容许应力设计方法，无法统一这两方面的要求。

安全系数是凭经验确定的，缺乏科学依据。 破损阶段设计法：

整个截面达到极限承载力才认为失效，考虑了材料塑性和强度的充分发挥；

极限荷载可以直接由试验验证，构件的总安全度较为明确，但安全系数K仍然凭经验确定； 没有考虑结构功能的多样性要求的问题。 极限状态设计法

除要求对承载力极限状态进行设计外，还包括的挠度和裂缝宽度（适用性）的极限状态的设计，对于承载力极限状态，针对荷载、材料的不同变异性，不再采用单一的安全系数，而采用的多系数表达，

材料强度fck和 fsk 是根据统计后按一定保证率取其下限分位值，反映的材料强度的变异性。 荷载值 qik 也尽可能根据各种荷载的统计资料，按一定保证率取其上限分位值。

荷载系数 kqi ，材料强度系数 kc 和 ks 仍按经验确定，但对于不同荷载的变异大小，可取不同的荷载系数。

以概率理论为基础的极限状态设计法

由于实际结构中的不确定性，因此无论如何设计结构，都会有失效的可能性存在，只是可能性大小不同而已。为了科学定量的表示结构可靠性的大小，采用概率方法是比较合理的。 但对于不同荷载的变异大小，可取不同的荷载系数。 3.1 以概率理论为基础的极限状态设计方法 3.1.1 极限状态设计方法的基本概念

以概率论理论为基础的极限状态设计方法，用可靠指标度量结构的可靠度，用分项系数表达式进行设计。

（1）结构的功能要求

我国《建筑结构设计统一标准》规定，建筑结构必须满足下列功能要求： ①安全性

结构在预定的使用期内（一般为50年），应能承受在正常施工、正常使用情况下可能出现的各种荷载、外加变形（如超静定结构的支座不均匀沉降）、约束变形（如温度和收缩变形受到约束时）等的作用。 在偶然事件（如地震、爆炸）发生时和发生后，结构应能保持整体稳定性，不应发生倒塌或连续破坏而造成生命财产的严重损失。 ②适用性

结构在正常使用期间，具有良好的工作性能。如不发生影响正常使用的过大的变形（挠度、侧移）、振动（频率、振幅），或产生让使用者感到不安的过大的裂缝宽度。 ③耐久性

结构在正常使用和正常维护条件下，应具有足够的耐久性。即在各种因素的影响下，结构的承载力和刚度不应随时间有过大的降低，而导致结构在其预定使用期间内丧失安全性和适用性，降低使用寿命。结构的可靠性——安全性、适用性和耐久性的总称指结构在规定的使用期限内（设计工作寿命=50年），在规定的条件下（正常设计、正常施工、正常使用和维护），完成预定结构功能的能力。 （2）结构的极限状态

结构能够满足功能要求而良好地工作，则称结构是“可靠”的或“有效”的。反之，则结构为“不可靠”或“失效”。

区分结构“可靠”与“失效”的临界工作状态称为“极限状态”

1.极限状态的概念

整个结构或结构的一部分超过某一特定状态时（如到达极限承载力、失稳、变形过大、裂缝过宽等），就不能满足设计规定的某一功能要求，此特定状态称为该功能的极限状态。 2.极限状态的分类 （1）承载力能力极限状态 主要包括以下几个方面：

结构或构件达到最大承载力（包括疲劳）；

结构整体或其中一部分作为刚体失去平衡（如倾覆、滑移）； 结构塑性变形过大而不适于继续使用； （2）正常使用极限状态

指结构或构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值时的状态。

过大的变形、侧移（影响非结构构件、不安全感、不能正常使用（吊车）等）； 过大的裂缝（钢筋锈蚀、不安全感、漏水等）； 过大的振动（不舒适）； 其他正常使用要求.

（3）结构上的作用、作用效应和结构的抗力 1.作用的概念与类型

概念：使结构或构件产生内力(应力)、变形（位移、应变）和裂缝的所有原因。 结构上的作用是指使结构产生内力、变形、应力或应变的所有原因。

作用效应是指各种作用施加在结构上，使结构产生的内力和变形。作用施加于结构引起的效应, 如弯矩M、轴力N、剪力V、扭矩T、挠度 f、裂缝宽度 w 等. S = CQ 如：

。

结构的抗力R是指结构或构件承受内力和变形的能力。如受弯承载力Mu、受剪承载力Vu、容许挠度[f]、容许裂缝宽度[w]等。

R = R(fc, fy, A, h0, As, …)

结构的工作状态：S < R 可靠 ；S = R 极限；S > R 失效S—作用效应 ；R—结构抗力 。 功能函数（结构余力）：Z=R-S=G(R,S) 类型：

按作用的形式：直接作用（荷载）、间接作用

按随时间的变异性不同：永久荷载、可变荷载、偶然荷载。 （4）结构的可靠度与可靠指标

结构的工作状态可以用作用效应S和结构抗力R的关系来描述，如令Z=R-S显然，当Z>0时，结构可靠；当Z<0时，结构失效；当Z=0时，结构处于极限状态。

结构“可靠”或“失效”的程度也只能以概率的意义来衡量，而非一个定值。如果以Pt=p（Z<0）表示结构失效的概率，以Ps=P(Z>0)表示结构可靠的概率。我国《建筑结构设计统一标准》中规定采用近似概率方法，即采用平均值。

（5）设计表达式

可靠指标β

可靠度、失效概率及可靠指标结构可靠度结构在规定的时间内，规定的条件下完成预定功能的可能性大小。失效概率 结构能完成预定功能的概率—“可靠概率”，不能完成预定功能的概率—“失效概率”，失效概率越小，表示结构可靠性越大。由图可知，结构的失效概率与Z 的平均值到原点的距离有关。所以令

则β与Pf之间存在对应关系，β大则Pf小，因此β也可作为衡量结构可靠性的一个指标，故称可靠指标。

目标可靠指标及安全等级

，我国对于一般工程结构，当为延性破坏时，其可靠指标取[β]=3.2（可略小），

对脆性破坏取[β]=3.7。对于重要的工程结构，应提高可靠指标。砌体结构属于脆性破坏，取[β]=3.7 。 达到设计使用年限后（一般为50年）并不是结构就失效，而是失效概率增加。同时，结构失效也并不表示结构倒塌，结构倒塌也不一定造成人员伤亡。

砌体结构构件承载能力极限状态设计表达式

γ0结构的重要性系数：一级或设计年限50年以上的不应小于1.1；二级或设计年限50年的，不应小于1.0；三级或设计年限1-5年的，不应小于0.9；

ψci第i个可变荷载的组合值系数。一般情况下取0.7；对书库、档案库、储藏室或通风机房、电梯机房应取0.9。

砌体作为刚体，验算整体稳定时：

—起有利作用的永久荷载标准值

—起不利作用的永久荷载标准值

3.1.2 砌体强度的标准值和设计值 （1）砌体的强度标准值

砌体的强度标准值是一种特佂值，其取值的原则是在符合规定质量的砌体强度实测总体中，标准值应具

砌体强度标准值的取值:

为砌体受压强度的变异系数砌体强度设计值的取值为:

砌体结构的材料性能分项系数，一般情况下，易按施工控制等级为B级考虑，取为1.6；

有吊车房屋砌体、跨度不小于9米的梁下

各类砌体的强度设计值在下列情况下应乘以调整系数

烧结普通砖砌体、跨度不小于7.5米的梁下烧结多孔砖、蒸压粉灰砖、蒸压粉煤灰砖砌体，混凝土和轻骨料混凝土砌块砌体，

为0.9;对无筋砌体,其截面面积小于0.3m2时，体截面面积小于0.2m2时，

为其截面面积加0.7。对配筋砌体构件，当其中砌

为其截面面积加0.8。构件截面面积以m2计。

为0.9；第3.2.2条表3.2.2

当砌体用水泥砂浆砌筑时，对《规范》第3.2.1条各表中的数值,中的数值，值乘以调整系数

为0.8；对于配筋砌体构件，当其中的砌体采用水泥砂浆砌筑时，仅对砌体的强度的设计

；

为0.89;

当施工质量控制等级为C级时， 当验算施工中的房屋时,3.2 受压构件

为1.1;

当压力作用于构件截面的重心时为轴心受压构件，不作用于重心时为偏心受压构件。

M、N为截面上所受的设计弯矩和轴力；

3.2.1 轴心受压短柱

轴心受压短柱是指高厚比墙厚或矩形截面柱的短边长度。

的轴心受压构件。这里H0为构件的计算长度，h为

试验结果表明：无筋砌体短柱在轴心压力作用下，截面压应力均匀分布。随着压力增大，首先在单砖上出现垂直裂缝，继而裂缝连续、贯通，将构件分成若干竖向小柱，最后竖向砌体小柱因失稳或压碎而发生破坏。轴心受压短柱的承载力计算公式为：

式中：

A——构件的截面面积； f——砌体的抗压强度设计值。 3.2.2 轴心受压长柱

长柱是指其受压承载力不仅与截面和材料有关，还要考虑偏心的不利影响以及高厚比影响的柱。 由于荷载作用位置的偏差、砌体材料的不均匀及施工误差，使轴心受压构件产生附加弯矩和侧向挠曲变形。

当构件的高厚比较小时，附加弯矩引起的侧向挠曲变形很小，可以忽略不计。当构件的高厚比较大时，由附加弯矩引起的侧向变形不能忽略，因为侧向挠曲又会进一步加大附加弯矩，进而又使侧向挠曲增大，致使构件的承载力明显下降。当构件的长细比很大时，还可能发生失稳破坏。

为此，在轴心受压长柱的承载力计算公式中引入稳定系数即

，以考虑侧向挠曲对承载力的影响，

式中稳定系数

为长柱承载力与相应短柱承载力的比值，应用临界应力表达式，得

式中：E——砌体材料的切线模量；

——构件的长细比。

当构件截面为矩形时，f=fm，将此式和切线模量E的表达式代入，并取, 得

式中：

——构件的高厚比；

——考虑砌体变形性能的系数（主要与砂浆强度等级有关，当砂浆强度等级大于或等于M5时，

=0.002， 当砂浆强度等级等于0时，

=0.009 ）。

=0.0015 ；当砂浆强度等级等于M2.5时 3.2.3 偏心受压短柱 偏心受压短柱是指

<=3的偏心受压构件。大量偏心受压短柱的加荷破坏试验证明，当构件上作

用的荷载偏心距较小时，构件全截面受压，由于砌体的弹塑性性能，压应力分布图呈曲线形。

随着荷载的加大，构件首先在压应力较大一侧出现竖向裂缝，并逐渐扩展，最后，构件因压应力较大一侧块体被压碎而破坏。当构件上作用的荷载偏心距增大时，截面应力分布图出现较小的受拉区[图（b）]，破坏特征与全截面受压相似，但承载力有所降低。

进一步增大荷载偏心距，构件截面的拉应力较大，随着荷载的加大，受拉侧首先出现水平裂缝，部分截面退出工作[图（c）]。继而压应力较大侧出现竖向裂缝，最后该侧块体被压碎，构件破坏。

注意：偏心受压短柱随偏心距的增大，构件边缘最大压应变及最大压应力均大于轴心受压构件，但截面应力分布越不均匀，以及部分截面受拉退出工作，其极限承载力较轴心受压构件明显下降。 在大量试验研究的基础上提出偏心受压短柱的承载力计算公式如下

式中：

——偏心影响系数[偏心受压短柱承载力与轴心受压短柱承载力的比值]。

下图为我国所作的矩形截面、T形截面及环形截面短柱偏心受压破坏试验的散点图。图中纵坐标为构件偏心受压承载力与轴心受压承载力（fA）比值

，横坐标为偏心率，即偏心距e和截面回转半径i

是小于1的系数，称为偏心距e对受压

之比，由图可以明显看出受压承载力随偏心距增大而降低，即短柱承载力的影响系数。

为了建立

的计算公式，假设偏心受压构件从加荷至破坏截面应力呈直线分布，按材料力学公式

计算截面边缘最大应力为

式中：

y ——截面形心至最大压应力一侧边缘的距离；

i——截面的回转半径；

I——截面沿偏心方向的惯性矩； A——截面面积。

若设有截面边缘最大应力为强度条件，则有

图中虚线为按上式计算

的值。可以看出，按材料力学公式计算，考虑全截面参加工作的偏心受

压构件承载力，由于没有计入材料的弹塑性性能和破坏时边缘应力的提高，计算值均小于试验值

当偏心距较大时，尽管截面的塑性性能表现得更为明显，但由于随偏心距增大受拉区截面退出工作的面积增大，使按上式算得的承载力与试验值逐渐接近。为此，《砌体规范》对上式进行修正，

图中实线为按上式计算偏心受压构件。

的值。可以看出，它与试验结果符合较好。上式可用于任意形式截面的

对于矩形截面，

则

式中，h为矩形截面荷载偏心方向的边长。对于T 形截面偏心受压短柱， 计算公式为

式中，hT为T形截面的折算高度，可近似取hT＝3.5i。 3.2.4 偏心受压长柱 高厚比

>3的偏心受压柱称为偏心受压长柱。该类柱在偏心压力作用下，须考虑纵向弯曲变形（侧

向挠曲）产生的附加弯矩对构件承载力的影响。很显然，在其他条件相同时，偏心受压长柱较偏

试验与理论分析证明，除高厚比很大（一般超过30）的细长柱发生失稳破坏外，其他均发生纵向弯曲破坏。破坏时截面的应力分布图形及破坏特征与偏心受压短柱基本相同。因此，其承载力计算公式可用类似于偏心受压短柱公式的形式，即心受压短柱的承载力进一步降低。

式中：

――考虑纵向弯曲的偏心距影响系数； ――附加偏心距。

可根据边界条件确定，即e=0 时，

=

0，

0为轴心受压稳定系数，将这一条件代入得

e=0时，

=

0，代入上式

则

对于矩形截面，

3.2.5 无筋砌体受压构件承载力计算

《砌体规范》对无筋砌体受压构件，不论是轴心受压或偏心受压，也不论是短柱或长柱，统一的承载力设计计算公式为

式中：N ——轴向压力设计值；

f ——砌体抗压强度设计值（可查表）； A ——截面面积（对各类砌体按毛面积计算）

——高厚比 和轴向力偏心距e对受压构件承载力影响系数（可计算也可查表）。

注意：

（1）在用公式计算或查表确定

时，偏心距按下式计算：

式中，M、N分别为作用在受压构件上的弯矩、轴向力设计值。

（2）在计算承载力影响系数性能的差异。即

或查表时，高厚比

应乘以调整系数

，以考虑不同类型砌体受压

对矩形截面

对T形截面 式中：

――不同砌体材料的高厚比修整系数（可查表）；

H0――受压构件的计算高度（可查表）；

h ――矩形截面在轴向力偏心方向的边长，当轴心受压时为截面较小边长； hT――T形截面的折算厚度（可近似按hT＝3.5 i计算，i为截面回转半径）。

高厚比调整系数

（3）偏心受压构件的偏心距过大，构件的承载力明显下降，既不经济又不合理。另外，偏心距过大，可使截面受拉边出现过大水平裂缝，给人以不安全感。因此，《砌体规范》规定，轴向力偏心距e不应超过0.6y，y为截面中心到轴向力所在偏心方向截面边缘的距离。

（4） 当偏心受压构件的偏心距超过规范规定的允许值，可采用设有中心装置的垫块或设置缺口垫块调整偏心距，也可采用砖砌体和钢筋混凝土面层（或钢筋砂浆面层）组成的组合砖砌体构件。

受压小结

（1） 无筋砌体受压构件按照高厚比的不同以及荷载作用偏心距的有无，可分为轴心受压短柱、轴心受压长柱、偏心受压短柱和偏心受压长柱。在截面尺寸和材料强度等级一定的条件下，在施工质量得到保证的前提下，影响无筋砌体受压承载力的主要因素是构件的高厚比和相对偏心距。《砌体规范》用承载力影响系数考虑以上两种因素的影响。

（2） 在设计无筋砌体偏心受压构件时，偏心距过大，容易在截面受拉边产生水平裂缝，致使受力截面减小，构件刚度降低，纵向弯曲影响增大，构件的承载力明显降低，结构既不安全又不经济，所以《砌体规范》限制偏心距不应超过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）。为了减小轴向力的偏心距，可采用设置中心垫块或设置缺口垫块等构造措施。 3.3 局部受压

3.3.1 砌体局部受压特点

当竖向压力作用在砌体的局部面积上时称为砌体局部受压。砌体局部受压按照竖向压力分布不同可分为两种情况，即砌体局部均匀受压和砌体局部非均匀受压。砌体局部均匀受压是指竖向压力均匀作用在砌体的局部受压面积上，例如轴心受压钢筋混凝土柱（材料强度高于下部砌体）作用于下部砌体的情况。 砌体局部非均匀受压主要指钢筋混凝土梁端支承处砌体的受压情况。另外，嵌固于砌体中的悬挑构件在竖直荷载作用下梁的嵌固边缘砌体、门窗洞口钢筋混凝土过梁、墙梁等端部支承处的砌体也处于局部非均匀受压的情况。

砌体局部受压是砌体结构中常见的受力形式，由于局部受压面积小，而上部传下来的荷载往往很大，当设计或施工不当时，均可酿成极其严重的工程事故。 1. 砌体局部均匀受压的破坏形态

通过对砌体墙段中部施加均匀局部压力的实验研究，发现砌体局部均匀受压一般有以下三种破坏形态：

(1) 竖向裂缝发展引起的破坏。如上图（a）所示墙体，当局部压力达到一定数值时，在离局压垫板下2～3皮砖处首先出现竖向裂缝。随着局部压力的增大，竖向裂缝竖向增多的同时，在局压垫两侧附近还出现斜向裂缝。部分竖向裂缝向上、向下延伸并开展形成一条明显的主裂缝使砌体丧失承载力而破坏。这是砌体局压破坏中的基本破坏形式。

(2) 劈裂破坏。当砌体面积大而局部受压面积很小时，初裂荷载和破坏荷载很接近，砌体内一旦出现竖向裂缝，就立即成为一个主裂缝而发生劈裂破坏。这种破坏为突然发生的脆性破坏，危害很大，在设计中应避免出现这种破坏。

(3) 与垫板直接接触的砌体局部破坏。当块体强度很低时，会出现垫板下块体受压破坏。

2. 砌体局部受压应力状态分析

局部受压实验证明，砌体局部受压的承载力大于砌体抗压强度与局部受压面积的乘积，即砌体局部受压强度较普通受压强度有所提高。这是由于砌体局部受压时未直接受压的外围砌体对直接受压的内部砌体的横向变形具有约束作用，同时力的扩散作用也是提高砌体局部受压强度的重要原因。

由砌体局部受压应力状态理论分析和实验测试可得出一般墙段在中部局压荷载作用下，试件中线上横向应力 和竖向应力 的分布以及竖向应力扩散分别如上图所示。由图（a）可以看出横向应力 在钢垫板下面一段为压应力，此段受局部压力的砌体处于双向或三向（当中心局压时）受力状态，因而提高了该处砌体的抗压强度。横向应力 在垫板下最大，向下很快变小至零进而转为横向拉应力。

当横向拉应力超过砌体的抗拉强度时即出现竖直裂缝。横向拉压力的最大值一般在垫板下2～3皮砖处，这与试验中竖向裂缝首先在垫板下2～3皮砖处出现是一致的。在试件中线上产生横向压应力和拉应力的原因，可从图（b）竖向应力扩散现象给出解释。图中0点是力线的拐点，其上面曲线向内凹，说明有内向的压应力存在；拐点以下力线向外凹，说明有向外的拉应力存在。

可以看出，当第一条竖向裂缝出现时，砌体并没有破坏，因为仅在小范围内砌体达到抗拉强度。随着荷载的增加，竖向裂缝向上、下发展并有新的竖向裂缝和斜裂缝产生，将砌体分割为许多条带，当条带达到其竖向承载能力时砌体破坏。

当砌体面积很大而局部受压面积很小时，砌体内横向拉应力分布趋于均匀，即沿着纵向较长的一段同时达到砌体抗拉强度致使砌体发生突然的劈裂破坏。 3.3.2 砌体的局部均匀受压

1. 砌体局部抗压强度提高系数 y

砌体局部抗压强度提高系数y为砌体局部抗压强度与砌体抗压强度的比值。砌体的抗压强度为f，则砌体的局部抗压强度为yf。通过对各种均匀局部受压砌体的试验研究，砌体局部抗压强度提高系数y用下式计算：

式中：

A0 ——影响砌体局部抗压强度的计算面积 Al ——局部受压面积。

上式有着明确的物理意义，等号右边第一项可视为砌体处于一般受压状态下的抗压强度系数，第二项可视为砌体由于局部受压而提高的抗压强度系数。可以看出，影响砌体局部抗压强度的主要因素为影响砌体局部抗压强度的计算面积A0与砌体局部受压面积Al的比值A0/Al。A0/Al越大局部抗压强度提高越多。 由试验和理论分析知道A0/Al过大时，砌体灰发生突然的劈裂破坏。为了防止劈裂破坏和局部受压验算的安全，《砌体规范》规定按上式计算的局部抗压强度系数值y应符合下列规定。

2. 局部受压承载力计算

砌体均匀局部受压承载力按下式计算：

式中 :

Nl——局部压力设计值；

yf——砌体局部抗压强度提高系数； Ai——局部受压面积；

f ——砌体抗压强度设计值（不考虑构件截面面积过小强度调整系数的影响）。 3.3.3 梁端支承处砌体局部受压

梁端支承处砌体局部受压是砌体结构中最常见的局部受压情况。梁端支承处砌体局部受压面上压应力的分布与梁的刚度和支座的构造有关。

多层砌体结构中的墙梁或钢筋混凝土过梁，由于梁与其上砌体共同工作，形成刚度很大的组合梁，弯曲变形很小，可认为梁底面压应力为均匀分布[图（a）] ；

桁架或大跨度的梁的支座处为了传力可靠及受力合理，常在支座处设置中心传力构造装置[图（b）]，其压应力分布也可视为均匀分布。

当梁端支承处砌体处于均匀受压时，其局部受压承载力按均匀受压公式计算。

支承在砌体墙或柱上的普通梁，由于其刚度较小，在上部荷载作用下均发生明显的挠曲变形。下面着重讨论梁端下砌体处于不均匀受压状态时的局部受压承载力的计算问题。

1. 梁支承在砌体墙或柱上时，梁端的有效支承长度a0支承在砌体墙或柱上的梁发生弯曲变形时梁端有脱离砌体的趋势，将梁端底面没有离开砌体的长度称为有效支承长度a0。梁端局部承压面积则为Al＝a0b（b为梁截面宽度）。一般情况下a0小于梁在砌体上的搁置长度a，但也可能等于a，如图所示。 试验证明梁端有效支承长度与梁端局部受压荷载的大小、梁的刚度、砌体的强度、砌体的变形性能及局压面积的相对位置等因素有关。为了简化计算，假设梁下局部受压砌体各点的压缩变形与压应力成正比，砌体的变形系数为K（N/mm3）,梁端转角为，则支承内边缘的压缩变形为a0tan。该处的压应力为Ka0tan。由于砌体的塑性性能，在承载力极限状态假设压应力分布如图所示的抛物线形曲线，并设压应力不均匀系数为，由力的平衡条件可写出方程：

通过大量试验结果的反算，发现K/f变化幅度不大，可近似取为0.7mm-1；对于均匀荷载q作用下的简支梁，取；

考虑到混凝土梁裂缝以及长期荷载对刚度的影响，混凝土梁的刚度近似取Bc=0.3EcIc；最后可得a0的近似计算公式如下：

式中：

a0 ——梁端有效支承长度（当a0 >a时，取a0 =a） hc ——梁的截面高度； f——砌体的抗压强度设计值。 2. 上部荷载对局部抗压的影响

多层砌体房屋楼面梁端底部砌体局部受压面上承受的荷载一般由两部分组成，一部分为由梁传来

的局部压力Nl，另一部分为梁端上部砌体传来的压力N0。设上部砌体内作用的平均压应力为

，假设梁与墙上下界面紧密接触，那么梁端底部承受的上部砌体传来的压力N0=Al。由于一般梁不可

避免要发生弯曲变形，梁端下部砌体局部受压区在不均匀压应力作用下发生压缩变形，梁顶面局部和砌体脱开， 使上部砌体传来的压应力通过拱作用由梁两侧砌体向下传递，从而减小了梁端直接传递的压力，这种内力重分布现象对砌体的局部受压是有利的，将这种工作机理称为砌体的内拱作用。 将考虑内拱作用上部砌体传至局部受压面积上的压力用时，内拱作用消失，即上部压力N0应全部考虑。

N0表示，试验表明内拱作用的大小与A0

/Al比值有关，当A0 /Al 2时，内拱的卸荷作用很明显，当A0 /Al<2，内拱作用逐渐减弱，当A0 /Al=1

3. 梁端下部砌体非均匀局部受压承载力

试验还表明，砌体局部受压承载力与上部砌体的平均压应力大小相关。为了简化计算，

过大

对局压承载力的影响在《砌体规范》中未加考虑。这样梁下砌体局部受压的承载力计算公式可用式表示：

式中：——上部荷载折减系数（0；）；

N0——局部受压面积内上部轴向力设计值，

，当

时，取

＝

——上部平均压应力设计值；

Al ——局部受压面积。

——梁端有效支承长度；

b——梁的截面宽度；

Nl ——梁端支承压力设计值；

——梁端底面压应力图形完整系数（一般可取0.7；对于过梁和墙梁可取1.0）；

y——砌体局部抗压强度提高系数； f——砌体的抗压强度设计值。

3.3.4 刚性垫块下的砌体局部受压承载力计算

当梁下砌体的局部抗压强度不满足承载力要求或当梁的跨度较大时，常在梁端设置预制刚性垫块。

预制刚性垫块是指厚度tb>=180mm，且挑出梁边的长度不大于厚度tb的预制混凝土块体。

在带壁柱墙的壁柱内设预制刚性垫块时，其计算面积应取壁柱范围内的面积，而不应计算翼缘部分，同时壁柱上垫块深入翼墙内的长度不应小于120mm。

梁下设置预制刚性垫块不但增大了局部承压面积，而且还可使梁端的压力较均匀的传到垫块下砌体截面。

试验表明预制刚性垫块下的砌体即具有局部受压的特点，也具有偏心受压的特点。由于处于局部受压状态，垫块外砌体面积的有利影响应当考虑，但是考虑到垫块底面压应力的不均匀性，为偏于安全，垫块外砌体面积的有利影响系数 取为0.8 。由于垫块下的砌体又处于偏心受压状态，所以可借用偏心受压短柱的承载力计算公式进行垫块下砌体局部受压的承载力计算，即

垫块面积Ab上由上部荷载设计值产生的轴压力

垫块上N0和Nl的轴向力影响系数，不考虑纵向弯曲影响，取

<=3的

值。

基本上是偏心受压公式。

y1垫块外砌体面积的有利影响系数，y1=0.8y但不小于1.0，y为砌体局部抗压强度提高系数，以Ab代替Al；

Ab垫块面积（mm2）；

垫块伸入墙内的长度（mm）； 垫块的宽度（mm）。

垫块上Nl合力作用点取0.4a0处

梁端设有钢性垫块时，梁端的有效支承长度

按下式计算： 刚性垫块的影响系数。

3.3.5 梁端设有长度大 当梁支承在长度大于

的垫梁

的垫梁时，如利用与梁同时现浇的钢筋混凝土圈梁作为垫梁，垫梁可将

梁端传来的压力分散到较大范围的砌体墙上。在分析垫梁下砌体的局部受压时，可将垫梁视为承受集中荷载的弹性地基梁，而砌体墙为支承弹性地基梁的弹性地基。作用在垫梁上的局部荷载可分为沿砌体墙厚均匀分布和沿墙厚不均匀分布两种情况，前者如等跨连续梁中支座下的砌体局部受压；后者如单跨简支梁或连续梁端部支座下砌体的局部受压。

沿砌体墙厚均匀作用在垫梁上的梁端传来的压力可简化为一个沿垫梁厚和墙厚方向对称作用的集中荷载。假设垫梁宽度

等于墙厚h，由弹性力学分析可知，弹性地基梁下压应力分布与垫梁的抗弯刚度 以

为

及砌体的压缩刚度有关，梁下压应力分布如图所示，其压应力峰值

式中：

E——墙砌体的弹性模量； h——墙厚；

——梁端支承压力设计值；

——垫梁的混凝土弹性模量和截面惯性矩。

假设墙厚与垫梁宽度相同，将墙视为一半无限薄板，在板上边缘作用一集中力Nl。由弹性理论可知板应力沿深度逐渐扩散在较大的范围，而集中力下的应力峰值在逐渐减小。在深度h0为处的应力峰值[图（b）]为

令深度h0处的峰值应力与垫梁下峰值应力相等

式中，h0为将钢筋混凝土垫梁换算成墙体的“折算高度”。

为了简化计算，将图（b）用图（c）所示的三角形代替，并假定应力分布宽度为s，由静力平衡条件

试验结果表明，垫梁下砌体达到其局部受压承载力极限状态时，按弹性理论计算的垫梁下砌体应力峰值 与砌体抗压强度之比均在1.5以上，故可取垫梁下砌体局部受压强度提高系数为1.5，当垫梁上还有上部墙体传来的均布压应力 为时，局部受压承载力验算条件为

支撑在砌体墙上的单跨简支梁和连续梁的端部支座，垫梁上作用的局部压力沿墙厚显然是不均匀的。由弹性理论分析表明，沿墙厚不均匀分布的局压荷载，将引起砌体内三维不均匀分布应力，此时的峰值应力是局压荷载沿墙厚均匀分布情况的3倍，而砌体的抗压强度是局压荷载均匀分布情况的1.5倍，也就是说，当垫梁上作用的局部压力沿墙厚不均匀分布时梁下砌体的局压较局部压力沿墙厚均匀分布时更为不利。为了简化计算且偏于安全考虑，《砌体规范》将以上两种受力情况的垫梁下砌体局压承载力计算公式取为下列的统一表达式

No垫梁上部轴向力设计值（kN）；

垫梁在厚度方向的宽度（mm）； 当荷载沿厚度方向均匀分布时

取1.0，不均匀分布时

=0.8;ho垫梁折算高度;

墙厚（mm）

分别为垫梁的混凝土弹性模量和截面惯性矩; hb垫梁的高度(mm) ；E砌体的弹性模量；H

3.4 轴心受拉、受弯、受剪构件

对圆形水池或筒仓，在液体或松散材料的侧压力下，壁内只产生环向拉力时，可采用砌体结构。

轴心受拉构件承载力应按下列公式计算：

式中：

——轴心拉力设计值；

——砌体的轴心抗拉强度设计值。

3.4.1 受弯构件承载力计算

在弯矩作用下的砌体，如砖砌平拱过梁和挡土墙等，均属受弯构件，其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。此外在构件支座处还存在较大的剪力，因此还应进行受剪承载力验算。 1．受弯构件承载力计算公式为

式中 ：

M——弯矩设计值；

——砌体弯曲抗拉强度设计值；

W——截面抵抗矩；

2．受弯构件的受剪承载力计算 其计算公式为

式中：

V ——剪力设计值；

——砌体抗剪强度设计值；

b——截面宽度；

z——内力臂(z＝I／S，对于矩形截面,取z=2h／3); I——截面惯性矩； S——截面面积矩； h——矩形截面高度。 3.4.3 受剪构件承载力计算

在无拉杆拱的支座截面处，由于拱的水平推力，将使支座沿水平灰缝受剪。在受剪构件中，除水平剪力外，往往还作用有垂直压力。

因此，砌体沿水平灰缝的抗剪承载力，取决于沿砌体灰缝截面破坏时的抗剪承载力和作用在截面上的垂直压力所产生摩擦力的总和。试验研究表明，当构件水平截面上作用有压应力时，砌体抗剪承载力有明显地提高，计算时应考虑剪压的复合作用。

沿通缝或阶梯截面破坏时受剪构件的承载力应按下式计算 :

式中:

V——剪力设计值；

A——构件水平截面面积。当有孔洞时，取砌体净 截面面积；

——砌体抗剪强度设计值，对灌孔的混凝土砌块 砌体取 ; ——修正系数;

——剪压复合受力影响系数；

——永久荷载设计值产生的水平截面平均压应力；

沿通缝或阶梯截面破坏时受剪构件的承载力应按下式计算 :

式中: 当 当

——修正系数;

=1.2时，砖砌体取0.60，混凝土砌块砌体取0.64； =1.35时，砖砌体取0.64，混凝土砌块砌体取0.66； ——剪压复合受力影响系数；

当 当

=1.2时，=1.35时，

=0.26-0.082=0.23-0.065

/f /f

——永久荷载设计值产生的水平截面平均压应力；

f ——砌体抗压强度设计值；

/f——轴压比，且不大于0.8。

小 结

（1） 无筋砌体受压构件按照高厚比的不同以及荷载作用偏心距的有无，可分为轴心受压短柱、轴心受压长柱、偏心受压短柱和偏心受压长柱。在截面尺寸和材料强度等级一定的条件下，在施工质量得到保证的前提下，影响无筋砌体受压承载力的主要因素是构件的高厚比和相对偏心距。《砌体规范》用承载力影响系数考虑以上两种因素的影响。

（2） 在设计无筋砌体偏心受压构件时，偏心距过大，容易在截面受拉边产生水平裂缝，致使受力截面减小，构件刚度降低，纵向弯曲影响增大，构件的承载力明显降低，结构既不安全又不经济，所以《砌体规范》限制偏心距不应超过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）。为了减小轴向力的偏心距，可采用设置中心垫块或设置缺口垫块等构造措施。

（3）局部受压分为局部均匀受压和局部非均匀受压两种情况，前者如柱下砌体局部受压，后者如梁端下部砌体的局部受压。通过对砌体局部受压破坏的试验表明，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。

（4） 砌体在局部受压时，由于未直接受压砌体对直接受压砌体的约束作用以及力的扩散作用，使砌体的局部受压强度提高。局部受压强度用局部抗压强度提高系数 乘以砌体抗压强度f（即yf）表示。为了避免砌体截面较大而局压面积过小时引起的劈裂破坏，应限制y不能过大（y<=Ymax）。 （5）当局部受压承载力不满足要求时，一般采用设置刚性混凝土垫块的方法，满足设计要求。其中在梁端设置预制刚性垫块是应用最广泛的情况，垫块下的砌体局部承压可按不考虑纵向弯曲影响的偏心受压构件验算。当梁端设有现浇刚性垫块时，为了简化计算，采取与预制垫块相同的方法验算垫块下砌体的局部受压承载力。

（6）当梁端砌体局部受压承载力不足时，也可在梁端设置长度大于 柔性垫块，也称垫梁。例如与梁整浇的圈梁可作为垫梁。垫梁下砌体的局部受压承载力可按集中力作用下半无限弹性地基梁计算。 （7）砌体受拉、受弯构件的承载力按材料力学公式进行计算，受弯构件的弯曲抗拉强度的取值应根据构件的破坏特征取其相应的设计强度。受剪构件（实际是剪压复合构件）承载力计算采用变系数的“剪摩理论”。

主拉应力理论：主拉应力达到砌体抗拉强度既破坏；

剪摩理论：抗剪强度为粘结强度与法向力产生的摩阻力之和。

【例1】截面490×620mm的砖柱，采用MU10烧结普通砖及M2.5水泥砂浆砌筑，计算高度H0＝5.6m，柱顶承受轴心压力标准值Nk＝189.6kN（其中永久荷载135 kN，可变荷载54.6 kN）。试验算核柱截面承载力。

解: 由可变荷载控制组合该柱柱底截面

N=1.2×（18×0.49×0.62×5.6＋135）＋ 1.4×54.6 =275.18kN 由永久荷载控制组合该柱柱底截面

N=1.35×（18×0.49×0.62×5.6＋135）＋1.0×54.6=278.19 kN 取该柱底截面上轴向力设计值为N＝278.19 kN

例1】截面490×620mm的砖柱，采用MU10烧结普通砖及M2.5水泥砂浆砌筑，计算高度H0＝5.6m，柱顶承受轴心压力标准值Nk＝189.6kN（其中永久荷载135 kN，可变荷载54.6 kN）。试验算核柱截面承载力。

解: 由可变荷载控制组合该柱柱底截面

N=1.2×（18×0.49×0.62×5.6＋135）＋ 1.4×54.6 =275.18kN 由永久荷载控制组合该柱柱底截面

N=1.35×（18×0.49×0.62×5.6＋135）＋1.0×54.6=278.19 kN 取该柱底截面上轴向力设计值为N＝278.19 kN

砖柱高厚比体强度设计值的调整系数

，查表，＝0.86

根据砖和砂浆的强度等级查表，得砌体轴心抗压强度f=1.30 N/mm2。砂浆采用水泥砂浆，取砌

【例2】 一矩形截面偏心受压柱，截面尺寸490×620mm，柱的计算高度H0＝5.0m，采用MU10烧结粘土砖和M5混合砂浆砌筑.柱截面承受轴向力设计值N=160 kN，长边方向承受弯矩设计值M=13.55kN.m。试验算柱的承载力。

解: 1．验算长边方向柱的承载力 荷载偏心距（按内力设计值计算）

2．验算短边方向柱的承载力

由于纵向偏心方向的截面边长620mm大于另一方向的边长490mm,故还应对较小边长方向按轴心受压进行验算。

【例3】 一单层单跨无吊车工业厂房窗间墙截面如图，计算高度H0=7m，墙体用MU10烧结普通粘土砖及M7.5混合砂浆砌筑(f=1.69N/mm2)，承受轴力设计值N=155kN,M=22.44 kN.m,荷载偏向肋部。试验算该窗间墙承载力是否满足要求。

解：1．截面几何特征

截面面积 A＝2200×240＋370×380=668600mm2=0.67m2>0.3m2 截面形心位置

4．承载力计算

砌体的抗压强度设计值

该墙安全。

【例4】钢筋混凝土大梁截面尺寸b×h=250mm×600mm，l0=6.5m,支承于带壁柱的窗间墙上，如图。窗间墙截面上的上部荷载值为Nu=245 kN，Nl=110kN。墙体用MU10烧结多孔砖、M5混合砂浆砌筑。经验算，梁端支承处砌体的局部受压承载力不满足要求，试设计混凝土刚性垫块。

解：设梁端刚性垫块尺寸

ab=370mm bb=490mm tb=180mm

【例5】某拱式砖过梁，如图所示，已知拱式过梁在拱座处的水平推力标准值V=15kN，(其中可变荷载产生的推力12 kN),作用在1-1截面上由恒载标准值引起的纵向力Nk=20kN；过梁宽度为370mm，窗间墙宽度为490mm，墙体用MU10烧结粘土砖、M5混合砂浆砌筑。 试验算拱座截面1-1的受剪承载力。

沿通缝或阶梯截面破坏时受剪构件的承载力应按下式计算 :

式中: 当 当

——修正系数;

=1.2时，砖砌体取0.60，混凝土砌块砌体取0.64； =1.35时，砖砌体取0.64，混凝土砌块砌体取0.66； ——剪压复合受力影响系数；

当 当

=1.2时，=1.35时，

=0.26-0.082=0.23-0.065

/f /f

——永久荷载设计值产生的水平截面平均压应力；

f ——砌体抗压强度设计值；

/f——轴压比，且不大于0.8。

解: 受剪截面面积

A=370×490＝181300mm2<0.3m2 1、当由可变荷载起控制的情况，即 取的荷载分项系数组合时，该墙段的正应力

MU10砌体，M5砂浆f=1.5 N/mm2, 砌体抗剪设计值fv=0.11N/mm2

2．当由永久荷载控制的情况下即

取的荷载分项系数组合时，该墙段的正应力

3.5 配筋砖砌体受压构件

3.5.1 网状配筋砖砌体受压构件

由于摩擦力和砂浆的粘结力，使钢筋与砌体共同工作。网状钢筋能约束砖和砂浆的横向变形，阻止砌体内竖向裂缝的上下贯通，可提高砌体的抗裂性能和抗压承载力。

网状配筋砖砌体构件的受压性能 回顾：普通砖砌体的轴心受压破坏特征

第一阶段：从开始到压力增大到50%~70%的破坏荷载时，单块砖在拉、弯、剪的复合作用下，出现第一批裂缝。此时裂缝细小，如不加力，不再继续发展。

第二阶段：压力增大到80%~90%的破坏荷载时，单块砖内裂缝不断发展。通过竖向灰缝连续。此时如不加力，仍会继续发展。

第三阶段：随着荷载继续增加，砌体中裂缝迅速延伸、宽度增大形成通缝。最后小柱体失稳破坏。

网状配筋砖砌体

第一阶段：从开始到压力增大到60%~75%的破坏荷载时，单块砖在拉、弯、剪的复合作用下，出现第一批裂缝。此时裂缝细小。

第二阶段：压力继续增大时，裂缝数量增多，但发展缓慢，受钢筋约束，无法连续。 第三阶段：随着荷载继续增加，砌体中部分砖严重开裂甚至压碎，导致砌体破坏。 普通砖砌体

第一阶段：从开始到压力增大到50%~70%的破坏荷载时，单块砖在拉、弯、剪的复合作用下，出现第一批裂缝。此时裂缝细小，如不加力，不再继续发展。

第一阶段：从开始到压力增大到50%~70%的破坏荷载时，单块砖在拉、弯、剪的复合作用下，出现第一批裂缝。此时裂缝细小，如不加力，不。

第二阶段：压力增大到80%~90%的破坏荷载时，单块砖内裂缝不断发展。通过竖向灰缝连续。此时如不加力，仍会继续发展。

第三阶段：随着荷载继续增加，砌体中裂缝迅速延伸、宽度增大形成通缝。最后小柱体失稳破坏。 受压承载力计算

N轴向力设计值； 查表；

fn网状配筋砖砌体的抗压强度设计值； A截面面积；e轴向力的偏心距；

体积配筋率，当采用截面面积为As的钢筋组成的方格网，网格尺寸为a和钢筋网的竖向间距为n高厚比和配筋率以及轴向力的偏心距对网状配筋砖砌体受压构件承载力影响系数，可计算或

sn时，

Vs,V分别为钢筋和砌体的体积；

fy钢筋的抗拉强度设计值，当fy大于320MPa时，仍然采用320MPa. 网状配筋砖砌体受压构件应符合下列规定

1）偏心距超过截面的核心范围，对于矩形截面即e/h>0.17时或偏心距虽未超过截面的核心范围，但构件的高厚比β>16时，不宜采用网状配筋砖砌体构件；

2）对矩形截面构件，当轴向压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计算；

3）当网状配筋砌体构件下端与无配筋砌体交接时，尚应验算交接处无筋砌体的局部受压承载力。 网状配筋砖砌体的构造要求

网状配筋砌体中的体积配筋率，不应小于0.1%，并不应大于1%；

采用钢筋网时，钢筋的直径宜采用3-4mm；当采用连弯钢筋网时，钢筋的直径不应大于8mm； 钢筋网中的钢筋间距，不应大于120mm，并不应小于30mm； 钢筋网的竖向间距，不应大于五皮砖，并不应大于400mm；

网状配筋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之中，灰缝厚度应保证钢筋上下至少各有2mm厚的砂浆层。 3.5.2 组合砖砌体构件

组合构件及拉结钢筋对砌体有约束作用

组合砖砌体构件受力特点

组合砖砌体中的钢筋混凝土面层（或砂浆面层）有较好的共同工作性能。 第一阶段：在轴心压力作用下，常在砌体面层混凝土结合处产生第一批裂缝。

第二阶段：随着压力增大，砌体内部产生竖向裂缝。由于面层的横向约束作用，裂缝发展比较缓慢

第三阶段：最后面层脱落甚至被压碎，竖向钢筋被压屈，组合砌体破坏。 1. 轴心受压承载力计算

com组合砖砌体稳定系数，和高厚比、配筋率有关，可查表；

fc混凝土或面层砂浆的轴心抗压强度设计值；砂浆强度可取同等级混凝土强度70%，当砂浆为M15，M10，M7.5时，分别取5.2MPa，3.5MPa，2.6MPa； Ac混凝土或面层砂浆截面面积；

s受压钢筋的强度系数，当为混凝土面层时，取1.0；当为砂浆面层时，取0.9；

钢筋抗压强度设计值； 受压钢筋截面面积。

2. 偏心受压承载力计算

组合砖砌体偏心受压构件，其承载力和变形性能与钢筋混凝土构件相似，破坏形式亦分为大偏心和小偏心两种。

小偏压时，受压区混凝土和部分受压砌体受压破坏；

大偏压时，距轴向力较远一侧钢筋首先屈服，然后受压区混凝土和部分受压砌体受压破坏。

3.5.2 组合砖砌体构件

组合构件及拉结钢筋对砌体有约束作用

组合砖砌体构件受力特点

组合砖砌体中的钢筋混凝土面层（或砂浆面层）有较好的共同工作性能。 第一阶段：在轴心压力作用下，常在砌体面层混凝土结合处产生第一批裂缝。

第二阶段：随着压力增大，砌体内部产生竖向裂缝。由于面层的横向约束作用，裂缝发展比较缓慢

第三阶段：最后面层脱落甚至被压碎，竖向钢筋被压屈，组合砌体破坏。 1. 轴心受压承载力计算

com组合砖砌体稳定系数，和高厚比、配筋率有关，可查表；

fc混凝土或面层砂浆的轴心抗压强度设计值；砂浆强度可取同等级混凝土强度70%，当砂浆为M15，M10，M7.5时，分别取5.2MPa，3.5MPa，2.6MPa； Ac混凝土或面层砂浆截面面积；

s受压钢筋的强度系数，当为混凝土面层时，取1.0；当为砂浆面层时，取0.9；

钢筋抗压强度设计值； 受压钢筋截面面积。

2. 偏心受压承载力计算

组合砖砌体偏心受压构件，其承载力和变形性能与钢筋混凝土构件相似，破坏形式亦分为大偏心和小偏心两种。

小偏压时，受压区混凝土和部分受压砌体受压破坏；

大偏压时，距轴向力较远一侧钢筋首先屈服，然后受压区混凝土和部分受压砌体受压破坏。

Ss砖砌体受压部分面积对受拉钢筋As重心的面积矩

Sc,s混凝土或砂浆面层受压部分面积对受拉钢筋As重心的面积矩 受压区高度x按下式计算

SN砖砌体受压部分面积对轴向力N作用点的面积矩

Sc,s混凝土或砂浆面层受压部分面积对轴向力N作用点的面积矩

由受压区高度x，判断大小偏心，求得钢筋应力

组合砖砌体构件界限受压区相对高度 3. 构造要求

，对于HPB235钢筋，取0.55；对于HRB335级钢筋，取0.425。

混凝土、砂浆强度及厚度；钢筋的强度、直径、根数；拉结钢筋、垫块等。 组合砖砌体构造规定

1 . 面层混凝土强度等级宜采用C20。面层水泥砂浆强度等级不宜低于M10。砌筑砂浆的强度等级不宜低于M7.5；

2 . 竖向受力钢筋的混凝土保护层厚度，不应小于表中的规定。竖向受力钢筋距砖砌体表面的距离不应小于5mm；

混凝土保护层最小厚度(mm)

注：当面层为水泥砂浆时，对于柱，保护层厚度可减小5mm。

3. 砂浆面层的厚度，可采用30～45mm。当面层厚度大于45mm时，其面层宜采用混凝土； 4. 竖向受力钢筋宜采用HPB235级钢筋，对于混凝土面层，亦可采用HRB335级钢筋。受压钢筋一侧的配筋率，对砂浆面层，不宜小于0.1%，对混凝土面层，不宜小于0.2%。受拉钢筋的配筋率，不应小于0.1%。竖向受力钢筋的直径，不应小于8mm，钢筋的净间距，不应小于30mm；

5. 箍筋的直径，不宜小于4mm及0.2倍的受压钢筋直径，并不宜大于6mm。箍筋的间距，不应大于20倍受压钢筋的直径及500mm，并不应小于120mm；

6. 当组合砖砌体构件一侧的竖向受力钢筋多于4根时，应设置附加箍筋或拉结钢筋； 7. 对于截面长短边相差较大的构件如墙体等，应采用穿通墙体的拉结钢筋作为箍筋，同时设置水平分布钢筋。水平分布钢筋的竖向间距及拉结钢筋的水平间距均不应大于500mm(下图)；8. 组合砖砌体构件的顶部及底部，以及牛腿部位，必须设置钢筋混凝土垫块。竖向受力钢筋伸入垫块的长度，必须满足锚固要求。

3.5.3 砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙 构造柱和圈梁可以组成整体

1. 轴心受压承载力计算

com组合砖砌体稳定系数，可查表；

强度系数

l沿墙长方向构造柱间距 bc沿墙长方向构造柱宽度 An砖砌体的净截面面积 Ac构造柱的截面面积 2. 构造要求

混凝土、砂浆强度及厚度；钢筋的强度、直径、根数；构造柱的截面尺寸，设置位置，圈梁要求等

组合砖墙的材料和构造应符合下列规定：

1. 砂浆的强度等级不应低于M5，构造柱的混凝土强度等级不宜低于C20； 2. 柱内竖向受力钢筋的混凝土保护层厚度，应符合表中规定；

混凝土保护层最小厚度(mm)

组合砖墙的材料和构造应符合下列规定：

1. 砂浆的强度 等级不应低于M5，构造柱的混凝土强度等级不宜低于C20； 2. 柱内竖向受力钢筋的混凝土保护层厚度，应符合表中规定；

3. 构造柱的截面尺寸不宜小于240mm×240mm，其厚度不应小于墙厚，边柱、角柱的截面宽度宜适当加大。柱内竖向受力钢筋，对于中柱，不宜少于4宜采用要求；

4. 组合砖墙砌体结构房屋，应在纵横墙交接处、墙端部和较大洞口的洞边设置构造柱，其间距不宜大于4m。各层洞口宜设置在相应位置，并宜上下对齐；

5. 组合砖墙砌体结构房屋应在基础顶面、有组合墙的楼层处设置现浇钢筋混凝土圈梁。圈梁的截面高度不宜小于240mm；纵向钢筋不宜小于4要求；圈梁的箍筋宜采用入墙内不宜小于600mm；

7. 组合砖墙的施工程序应为先砌墙后浇混凝土构造柱。

【例6】一网状配筋砖柱，截面尺b×h=370mm×490mm，柱的计算高度H0=4m，承受轴向力设计值N=180kN，沿长边方向弯矩设计值M=14kN·m，采用MU10砖、M10混合砂浆砌筑，施工质量控制等级为B级，网状配筋采用

b4冷拔低碳钢丝焊接方格网(As=12.6mm2)，钢丝间距a=50mm，钢丝网竖向间距sn=250mm，

fy=430MPa，试验算该砖柱的承载力。 解（1）沿截面长边方向验算

6、间距200mm；

6拉结钢筋，且每边伸

12，纵向钢筋应伸入构造柱内，并应符合受拉钢筋的锚固

12；对于边柱、角柱，不宜少于4

14。构造柱的

竖向受力钢筋的直径也不宜大于16mm。其箍筋，一般部位宜采用6、间距200mm，楼层上下500mm范围内

6、间距100mm。构造柱的竖向受力钢筋应在基础梁和楼层圈梁中锚固，并应符合受拉钢筋的锚固

6. 砖砌体与构造柱的连接处应砌成马牙槎，并应沿墙高每隔500mm设2

fy=430MPa>320MPa, 取fy=320MPa，查表3.3，f =1.89MPa

【例7】 一承重横墙厚240mm，计算高度H0=3.6m，每米宽度墙体承受轴心压力设计值N=510KN/m，采用MU10砖、M7.5混合砂浆砌筑，施工质量控制等级为B级，试验算该墙承载力是否满足要求。若不满足．试设计采用组合砖砌体。

采用双面钢筋水泥砂浆面层组合砖砌体，按构造要求采用M10水泥砂浆，

，每边砂浆

面层厚30mm,钢筋采用HRB235级钢筋，间距250mm,并按规定设穿墙结筋。

，竖向钢筋采用8间距250mm，水平钢筋采用Φ6

【例8】条件同上例，采用砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙，试设计该组合墙。

解：砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙中，每米设置一根截面为240mm×240mm的构造柱，采用C20混凝土，

，每根构造柱内设4

12纵筋,HPB235级钢筋。

【例9】有一无吊车房屋的柱，截面尺寸为490mm ×740mm的组合砌体，柱高7.4m。房屋系刚性方案，承受轴向压力设计值N=980kN, 并在长边方向作用弯矩设计值M=44kNm，按荷载设计值计算的初始偏心距e=45mm。采用MU10砖，M5混合砂浆砌筑，面层混凝土采用C20，钢筋用Ⅰ级钢，求 As及

负值表示受压，虽然x值尚未到达的As重心，但实际中和轴高度x0可能已大于h，所以远端钢筋有可能受压。

3.6 配筋砌块砌体受压构件

配筋砌块剪力墙类似于钢筋混凝土剪力墙

3.6.1 正截面受压承载力计算 1. 轴心受压承载力计算

0轴心受压构件的稳定系数

A构件的毛截面面积

灌孔砌体轴心抗压强度设计值

灌芯混凝土截面面积与砌体毛截面面积比 钢筋抗压强度设计值； 受压钢筋截面面积。

2. 偏心受压承载力计算 基本假定

（1）平截面假定：配筋砌块砌体受力变形后，其截面仍然保持平面 （2）砌体和灌孔混凝土的抗拉强度在截面设计时不考虑 （3）砌体受压区的应力图形可简化为矩形

（4）砌体和灌孔混凝土的极限压应变为0.003；钢筋的极限拉应变不超过0.01。 由受压区高度x，判断大小偏心

小偏心受压

大偏心受压

，对于HPB235钢筋，取0.6；对于HRB335级钢筋，取0.53。

对配筋砌块砌体受压区相对高度 （1） 大偏心受压承载力计算

（2） 小偏心受压承载力计算

3.6.2 斜截面受剪承载力计算 （1）偏心受压时

Aw配筋砌体剪力墙腹板截面面积，矩形截面为A Ash配置在同一平面的水平分布钢筋的全截面面积 S水平分布钢筋的竖向间距 （2）偏心受拉时

（3）配筋砌块的截面限制条件

例9 某一配筋混凝土砌块墙体，长2m,高2.8m,厚190mm,由MU20砌块，Mb10砂浆砌筑而成，灌孔混凝土为Cb40，竖向及水平向钢筋皆为HRB335级。根据内力分析该墙段作用有下列荷载效应设计值：轴向压力N=1813kN，弯矩M=576kN.m，水平方向剪力V=375kN。试计算该墙段应有的配筋。 解：(1) 确定强度设计值

未灌孔的空心砌块砌体抗压强度设计值 f=4.95MPa Cb40混凝土轴心抗压强度设计值 fc=19.1MPa 灌孔砌体的抗压强度设计值

钢筋的强度设计值

3 砌体结构构件承载力的计算 了解结构计算方法的历史发展； 理解极限状态设计方法的基本原理。 掌握受压构件的计算思想；

熟练掌握砌体结构受压、局部受压的计算方法； 理解砌体结构轴心受拉、受弯和受剪的计算方法； 掌握配筋砖砌体构件的计算方法。 理解配筋砌块砌体构件的计算方法。

以概率论理论为基础的极限状态设计方法，用可靠指标度量结构的可靠度，用分项系数表达式进行设计。

砌体结构构件承载能力极限状态设计表达式

1. 无筋砌体受压承载力计算

2. 局部受压承载力计算

砌体均匀局部受压承载力按下式计算：

3. 梁端下部砌体非均匀局部受压承载力

4. 垫块下砌体局部受压承载力

5. 垫梁下砌体局部受压承载力

3 砌体结构构件承载力的计算

理解砌体结构轴心受拉、受弯和受剪的计算方法；

掌握配筋砖砌体构件的计算方法。 网状配筋砖砌体受压构件

组合砖砌体构件 1. 轴心受压承载力计算

掌握配筋砖砌体构件的计算方法。 组合砖砌体构件 2. 偏心受压承载力计算

砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙 轴心受压承载力计算

理解配筋砌块砌体构件的计算方法。 1. 轴心受压承载力计算

2. 偏心受压承载力计算 （1） 大偏心受压承载力计算

理解配筋砌块砌体构件的计算方法。 2. 偏心受压承载力计算 （2） 小偏心受压承载力计算

理解配筋砌块砌体构件的计算方法。 3. 斜截面受剪承载力计算 （1）偏心受压时

（2）偏心受拉时

（3）配筋砌块的截面限制条件

第四章 混合结构房屋墙体设计

理解混合结构房屋的组成及结构布置方案； 掌握混合结构房屋的静力计算方案； 熟练掌握墙柱高厚比验算方法； 掌握刚性方案房屋设计计算方法； 理解弹性和刚弹性方案房屋设计计算方法；

了解地下室墙体设计计算方法和特点。 4.1 混合结构房屋组成及结构布置方案 4.1.1 混合结构房屋组成

混合结构房屋通常是指主要承重构件由不同的材料组成的房屋。

房屋中墙、柱等竖向承重构件用块体和砂浆砌筑而成的砌体材料，屋盖、楼盖等水平承重构件用钢筋混凝土、轻钢或其他材料建造的房屋称为砌体结构，也可称为混合结构。

由板、梁、屋架等构件组成的楼（屋）盖是混合结构的水平承重结构；墙、柱和基础组成混合结构的竖向承重结构。 1、纵墙承重方案 2、横墙承重方案 3、纵横墙承重方案 4、内框架承重方案 1. 纵墙承重体系

对于要求有较大空间的房屋(如厂房、仓库)或隔墙位置可能变化的房屋，通常无内横墙或横墙间距很大，因而由纵墙直接承受楼面、屋面荷载的结构布置方案即为纵墙承重方案：其屋盖为预制屋面大梁或屋架和屋面板。

这类房屋的屋面荷载(竖向)传递路线为：板→梁(或屋架)→纵墙→基础→地基。 纵墙门窗开洞受限、整体性差。适用于单层厂房、仓库、食堂。

2. 横墙承重体系

当房屋开间不大(一般为3～4.5m)，横墙间距较小，将楼(或屋面)板直接搁置在横墙上的结构布置称为横墙承重方案：房间的楼板支承在横墙上，纵墙仅承受本身自重。 横墙承重方案的荷载主要传递路线为：楼（屋）面板→横墙→基础→地基。

纵墙门窗开洞受限较少、横向刚度大、抗震性能好。适用于多层宿舍等居住建筑以及由小开间组成的办公楼。

3. 纵横墙承重体系

当建筑物的功能要求房间的大小变化较多时，为了结构布置的合理性，通常采用纵横墙布置方案，纵横墙承重方案，既可保证有灵活布置的房间，又具有较大的空间刚度和整体性，所以适用于教学楼、办公楼、多层住宅等建筑。

此类房屋的荷载传递路线为：

楼(屋)面板→ →基础→地基。

4. 内框架承重体系

对于工业厂房的车间、仓库和商店等需要较大空间的建筑，可采用外墙与内柱同时承重的内框架承重方案，该结构布置为楼板铺设在梁上，梁两端支承在外纵墙上，中间支承在柱上 。 此类房屋的竖向荷载的传递路线为：

楼(屋)面板→梁→→地基。

平面布置灵活、抗震性能差。应充分注意两种不同结构材料所引起的不利影响。

底部框架承重体系

对于底层为商场、展览厅、食堂等需设置大空间，而上部各层为住宅、宿舍、办公室的建筑，可采用底部框架承重方案。该结构底部以柱代替内外墙，为主要承重构件，刚度在底层和第二层间发生突变 此类房屋的竖向荷载的传递路线为：上部几层梁板荷载→内外墙体→结构转化层→钢筋混凝土梁→柱→基础→地基。底层平面布置灵活、但刚度突变对抗震性不利，需考虑上、下层抗侧移刚度比。

墙体布置一般原则

1）尽可能采用横墙承重体系，尽量减少横墙间的距离，以增加房屋的整体刚度。

2）承重墙布置力求简单、规则，纵墙亦拉通，避免断开和转折，每隔一定距离设一道横墙，将内外纵墙拉结在一起，形成空间受力体系，增加房屋的空间刚度和增强调整地基不均匀沉降的能力。 3）承重墙所承受的荷载力求明确，荷载传递的途径应简捷、直接。开洞时应使各层洞口上下对齐

4）结合楼盖、屋盖的布置，使墙体避免承受偏心距过大的荷载或过大的弯矩。

4.1.2 混合结构房屋的结构布置方案

混合结构房屋的结构布置方案可分为以下几种： （1）纵墙承重方案 （2）横墙承重方案 （3）纵横墙承重方案 4.2 房屋的静力计算方案

房屋的静力计算，根据房屋的空间工作性能分为刚性方案、刚弹性方案和弹性方案三类。

房屋的受力分析与空间刚度

砌体结构房屋由屋盖、楼盖、墙、柱、基础等主要承重构件组成空间受力体系，共同承担作用在房屋上的各种竖向荷载(结构的自重、楼面和屋面的活荷载)、水平风荷载和地震作用。砌体结构房屋中一般仅墙、柱为砌体材料，因此墙、柱设计计算为本章的主要内容。墙体计算主要包括内力计算和截面承载力计算。

计算墙体内力首先要确定其计算简图。计算简图既要尽量符合结构实际受力情况，又要使计算尽可能简单，现以受风作用的单层房屋为例分析其受力特点。

下图是一单层房屋，外纵墙承重，屋盖为装配式钢筋混凝土楼盖，两端没有设置山墙。 房屋的水平风荷载传递路线：

对于端有山墙的单层房屋，因山墙的约束，其传力途径发生了变化。整个房屋墙顶的水平位移不再相同。距山墙距离愈远的墙顶水平位移愈大，距山墙距离愈近的墙顶水平位移愈小。 房屋的水平风荷载传递路线：

风荷载→纵墙→地基。

墙顶水平最大侧移可表示为： 式中

小：

——山墙顶面水平位移 ，取决于山墙的刚度，山墙刚度大，

墙间距愈小，

——屋盖平面内产生的弯曲变形，取决于屋盖刚度及横(山)墙间距，屋盖刚度愈大，横(山)愈小。

——考虑空间工作时，外荷载作用下房屋排架水平位移的最大值；

——在外荷载作用下，平面排架的水平位移；

表示。一般通过实测确定。

房屋空间作用的大小可以用空间性能影响系数

值愈大，表示整体房屋的水平侧移与平面排架的侧移愈接近，即房屋空间作用愈小。反之

愈

小，房屋的水平侧移愈小，房屋的空间作用愈大。因此，用弹性地基上的剪切深梁模型来计算。

又称为考虑空间工作后的侧移折减系数，可以

横墙间距 s 是影响房屋刚度或侧移大小的重要因素。不同横墙间距的房屋各层的空间性能影响系数可按表查用。

房屋的静力计算方案分类

《砌体结构设计规范》考虑屋盖刚度和横墙间距两个主要因素的影响，按房屋空间刚度(作用)大小 ，将混合结构房屋静力计算方案分为三种： 1. 刚性方案

房屋的空间刚度大。在荷载作用下，墙、柱顶端的相对位移很小，可视墙、柱顶端水平位移等于零。这类房屋称为刚性方案房屋，其静力计算简图将承重墙视为一根竖向构件，屋盖或楼盖作为墙体的不动铰支座。 <0.33时可按刚性方案计算。 2. 弹性方案

房屋的空间刚度较差，在荷载作用下，墙顶的最大水平位移接近于平面结构体系，其墙柱内力计算应按不考虑空间作用的平面排架或框架计算。 >0.77时可按弹性方案计算。 3. 刚弹性方案

房屋的空间刚度介于上述两种方案之间，在荷载作用下，纵墙顶端水平位移比弹性方案要小，但又不可忽略不计，这类房屋称为刚弹性方案。静力计算时，可根据房屋空间刚度的大小，将其水平荷载作用下的反力进行折减，然后按平面排架或框架进行计算，即计算简图相当于在屋(楼)盖处加一弹性支座。

刚性方案和刚弹性方案中横墙应当满足以下几项要求:

横墙中开有洞口时,洞口的水平截面面积应不超过横墙截面面积的50%;横墙的厚度一般不小于180mm;

单层房屋的横墙长度不小于其高度，多层房屋的横墙长度，不小于其总高度的1/2；

当不符合上述要求时，应对横墙的刚度进行验算；最大的水平位移不超过横墙总高度的1/4000。 Umax计算方法

单层房屋横墙在水平集中力P1作用下的最大水平位移umax，由弯曲产生的水平位移（弯曲变形）和剪力产生的水平位移（剪切变形）两部分组成。横墙计算简图如图所示，

其墙顶水平位移按下式计算：

P1 — 作用于横墙顶端的集中水平荷载， n — 与该横墙相邻的两横墙的开间数；

，此处，P=W+R

W— 每开间中作用于屋架下弦由屋面风荷载产生的集中风力；

R— 假定排架无侧移时，每开间柱顶反力； 其墙顶水平位移按下式计算： H— 横墙高度； E— 砌体的弹性模量；

I— 横墙截面惯性矩；与横墙共同工作 纵墙部分计算长度取s=0.3H其墙顶水平位移按下式计算：

— 水平截面上的剪应力；

— 应力分布不均匀系数，可取2.0；

A — 横墙水平毛截面面积；

G — 砖砌体剪切模量；

多层房屋也可仿照上式计算：

m — 房屋总层数；

Pi — 假定每开间框架各层均为不动铰支座时，第i层支座反力； Hi — 第i层楼面至基础上顶面的高度； 4.3 墙柱的高厚比验算

墙柱的高度与厚度之比称为高厚比。 高厚比验算包括两方面： 1、允许高厚比的限值 2、墙柱实际高厚比的确定 4.3.1 墙柱的允许高厚比

在进行墙体设计时必须限制其高厚比，保证墙体的稳定性和刚度。影响高厚比的主要因素为：

砂浆的强度等级：弹性模量决定砌体刚度，砂浆强度越高，允许高厚比越大； 横墙的间距：横墙间距越小，墙体刚度越大，稳定性越好；

构造支承条件：如刚性方案允许高厚比可以大一些，弹性和刚弹性方案可以小一些； 砌体的类型：毛石墙刚度差，允许高厚比要降低。 砌体的截面形式：惯性矩大，稳定性好；

砌体的柱间距截面：柱间距小、截面大，刚度好； 构件的重要性和房屋的使用条件。 4.3.2 高厚比验算

对于一般墙、柱的高厚比应符合下列要求：

式中，[]墙柱的允许高厚比； Ho墙柱的计算高度。

自承重墙 的修正系数. 当厚度为240mm时， =1.2；当厚度为90mm时，

=1.5；当厚度在240mm和90mm之间时，插值。

2有门窗洞口的墙[]的修正系数：

为宽度s范围内的门窗洞口的宽度；

式中，

s为相邻窗间墙或壁柱之间的距离。

变截面柱高厚比按上下截面分别计算，计算高度以规范要求按下表取用

对于带壁柱墙的高厚比验算

当验算带壁柱整片墙的高厚比时，公式中的 应当改为折算厚度考虑以下情况；

（1）整片墙高厚比验算

，确定计算高度时，s 应当

（2）壁柱间墙高厚比验算

将壁柱视为壁柱间墙的不动铰支座，计算H0时，s取壁柱间距离，不论带壁柱墙体的房屋的静力计算时属何种计算方案， H0均按刚性方案考虑。 对于带构造柱墙的高厚比验算

当对带构造柱墙整体高厚比验算时，h取墙厚，确定计算高度时，s应当取相邻横墙的间距，允许高厚比乘以提高系数

c

式中，系数。对于细石料、半细石料砌体，=0,对于混凝土砌块、粗料石、毛料石及毛石砌体=1.0；其它砌体，=1.5

bc为构造柱沿墙长方向的宽度； l构造柱的间距。

当bc/l>0.25时，取bc/l=0.25， 当bc/l<0.05时，取bc/l=0.05； 4.4 单层房屋墙体计算

4.4.1 单层刚性方案房屋承重纵墙的计算

基本假定：（1）纵墙、柱下端在基础顶面处固接，上端与屋面大梁（或屋架）铰接。 （2）屋盖结构可作为纵墙上端的不动铰支座。

屋面荷载及风荷载作用

墙体自重：注意在变截面时对下柱产生偏心弯矩。 控制截面及内力组合

4.4.2 单层弹性方案房屋承重纵墙的计算

假定: （1）屋架（或屋面梁）与墙柱顶端铰接，下端嵌固于基础顶面。 （2）屋架（或屋面梁）视作为刚度无限大的系杆，在轴力作用下无伸缩变形，在荷载作用下，柱顶水平位移相等。

屋面荷载作用

风荷载作用

4.4.3 单层刚弹性方案房屋承重纵墙的计算 假定: 平面排架柱顶加弹性支座

4.5 多层房屋墙体计算

4.5.1 多层刚性构造方案房屋承重纵墙计算

（1）选取计算单元：取具有代表性的一段进行计算。

（2）计算简图及内力分析

竖向荷载作用下的计算简图为竖向的连续梁。由于楼板端部翘起作用，使梁端反力产生偏心，偏心距距墙边为0.4a0，所以墙体受弯；

由于楼板使墙体截面削弱，故可以将该处简化成铰支座，以便于计算； 水平荷载作用下简化成连续梁。

水平荷载作用下的计算方法

在水平风荷载作用下，计算单元可以看作一个竖向的连续梁，跨中和支座处的弯矩可以近似为

对于刚性方案外墙，当洞口水平截面面积不超过全截面面积的2/3时，层高不超过下表要求，当屋面自重不小于

，可以不考虑风荷载的影响。

竖向荷载产生内力计算分析

I-I 截面，楼盖大梁的底面，该处的弯矩最大；

如果上下墙体的厚度相同，则

则纵向力的偏心距为：

设计值产生的纵向力

II-II截面处，该处的弯矩虽然不是最大，但是截面面积较小。该处的弯

矩：

该截面的纵向力为

纵向力偏心距为 截面面积为

III-III截面即窗口下边缘处，弯矩为 该截面的纵向力为

纵向力偏心距为

IV-IV截面处即下层楼盖大梁底面处 竖向荷载产生内力计算

由于选取计算单元时较保守的取窗间墙为计算截面， 一般取以下两段为最不利截面。

Ⅰ-Ⅰ截面：墙体顶部位于大梁（或板）底的砌体截面； Ⅱ-Ⅱ截面：墙体下部位于大梁（或板）底面上的砌体截面。

I-I 截面，墙体顶部，大梁底面。 进行偏心受压和梁下局部受压承载力验算

II-II 截面，墙体底部，下层大梁或板底稍上截面，底层取基础顶面。 进行轴心受压承载力验算

考虑风荷载时：II-II 截面存在弯矩M=qHi2/12，需按偏心受压构件计算。 注意：

1. 若墙体截面及材料相同，多层结构取底层截面即可。

2. 当楼面支承于墙上时，梁端上下的墙体对梁端转动有一定约束作用，梁端也有一定约束弯矩。 当梁跨较大时，此弯矩不能忽略，并在梁端上下墙体内产生弯矩。此时要按梁两端固接计算梁端弯矩，乘以修正系数 按墙体线刚度分配给上层墙的底部和下层墙的顶部。

a ——梁端实际支承长度；

h ——支承下部墙体厚度，有壁柱时取hT。

此时： II-II 截面存在弯矩，需按偏心受压构件计算。 4.5.2 多层刚性构造方案房屋承重横墙计算

刚性构造方案房屋由于横墙间距不大，在水平荷载作用下，纵墙传给横墙的水平力对横墙的承载力计算影响很小，因此，横墙只需计算垂直荷载作用下的承载力。

计算简图， 刚性方案的计算，简图取1米宽的墙体作为计算单元。楼板削弱了墙体，将连接处视为铰支座。

最不利截面位置及内力计算

由于是轴心受压，可以取底部II-II处为最不利截面，该截面处的轴向力为

截面承载力计算 按轴心受压构件计算；

横墙上设有洞口时，取洞口中心线之间的墙体作为计算单元；

有楼面大梁作用于横墙时，应取大梁间距作为计算单元；局部受压验算。若部I-I截面还要按偏心受压计算。 4.5.4 多层刚弹性方案房屋计算 （1）静力计算方法

时，顶

（2）上柔下刚多层房屋计算方法 顶层按单层，其他按刚性计算 （3）上刚下柔多层房屋计算方法 刚度突变，结构布置不利，需改进 4.6 地下室墙体计算

地下室墙顶板是现浇或装配式钢筋混凝土楼盖，地下室是现浇素混凝土地面，地下室墙体为砌体结构。 地下室墙体的计算特点：

1、地下室墙体静力计算一般为刚性方案。 2、墙体较厚，一般可不进行高厚比验算。

3、地下室墙体计算时，作用于外墙上的荷载，除上部墙体传来的荷载，顶板传来的荷载和地下室墙自重以外，还有土侧压力，水压力，有时还有室外地面荷载。 第五章 过梁、圈梁、墙梁、悬挑构件及墙体的构造措施

掌握过梁、墙梁、挑梁的设计方法； 理解墙体构造措施。 5.1 过梁

承受门窗洞口上部墙体的重量和楼盖传来的荷载的梁, 称为过梁。一般包括砖砌过梁和钢筋混凝土过梁。

关于过梁跨度的规定: 钢筋砖过梁不应超过1.5米; 砖砌平拱过梁不应超过1.2米;

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。

过梁的荷载:

梁板荷载: 对于砖和小型砌块砌体, 当梁板下墙体的高度 应计入梁板传来的荷载。当梁板下的墙体高度

>=

<

时（

为过梁的净跨），

时，不考虑梁板荷载。

墙体荷载：

对砖砌体，当过梁上的墙体高度

>=

/3时，应按高度

<

/3时，应按墙体的均布自重采用；当墙体的高度

/3为墙体的均布自重采用；

<

/2时，应按墙体的均布自重采用；当墙体的高度

对砌块砌体，当过梁上的墙体高度

>=

/2时，应按高度

/2为墙体的均布自重采用。

砖砌过梁的破坏特征：

（1）过梁跨中截面因受弯承载力不足而破坏；

（2）过梁支座附近截面因受剪承载力不足，沿灰缝产生45°方向的阶梯形裂缝扩展而破坏； （3）外墙端部因端部墙体宽度不够,引起水平灰缝的受剪承载力不足而发生支座滑动破坏。

过梁的设计

平拱过梁：受弯承载力 受剪承载力

式中，z为内力臂，当截面为矩形时等于2h/3 钢筋砖过梁：

过梁的弯曲抗剪承载力计算方法与平拱过梁相同，过梁跨中截面抗弯承载力计算如下

钢筋混凝土过梁：

按钢筋混凝土受弯构件计算。 5.1.2 过梁上的荷载

作用在过梁上的荷载有墙体荷载和过梁计算高度范围内的梁、板荷载。 5.1.3 过梁的计算

（1）砖砌过梁的破坏特征 过梁可能发生下列三种破坏：

①过梁跨中截面因受弯承载力不足而破坏；

②过梁支座附近截面因受剪承载力不足，沿灰缝产生45度方向的阶梯表裂缝扩展而破坏； ③外墙端部因端部墙体宽度不够，引起水平灰缝的受剪承载力不足而发生支座滑动破坏。

（2）砖砌平拱的计算 （3）钢筋砖过梁的计算（图） （4）钢筋混凝土过梁

钢筋混凝土过梁，应按钢筋混凝土受弯构件计算。 5.2 圈梁

圈梁是沿建筑物外墙四周及纵横墙内墙设置的连续封闭梁。圈梁的作用是增强房屋的整体性和墙体的稳定性，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。 混合结构房屋可以按下列规定设置圈梁：

（1）对于车间、仓库、食堂等空旷的单层房屋：砖砌体房屋：檐口标高为5-8米时，应在檐口标高 处设置圈梁一道，檐口标高大于8米时，应增加设置数量；砌块及料石砌体房屋：檐口标高为4-5米时，应在檐口标高处设置圈梁一道，檐口标高大于5米时，应增加设置数量；

（2）宿舍、办公楼等多层砌体民用房屋，且曾数为3-4层时，应在檐口标高处设置圈梁一道。当层数超过4层时，应在所有纵横墙上隔层设置；

（3）多层砌体工业厂房，应每层设置现浇钢筋混凝土圈梁；

（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，其他楼层处在所有纵横墙上每层设置。 圈梁的构造要求：

（1）圈梁宜连续的设置在同一水平面上，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。附加圈梁与圈梁的搭接长度不应小于其中心线到中心线垂直间距的2倍，且不得小于1米。

（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、大梁等构件可靠连接；

（3）钢筋混凝土圈梁的宽度宜于墙厚相同，当墙厚h>=240mm时，其宽度不宜小于2h/3。圈梁高度不小于120mm。纵向钢筋不应少于4Ф10，绑扎接头搭接长度按受拉钢筋考虑，箍筋间距不应大于300mm.

（4）圈梁兼作过梁时，过梁部分的钢筋应按计算用量另行增配； （5）圈梁在房屋的转角处或纵横墙交接处应配置斜向加强筋。

5.3 墙梁 5.3.1 概述

多层砌体房屋根据使用功能的需要，上部砌体结构的横墙不能落地，需要在底层的钢筋混凝土托梁上砌筑墙体，这时托梁同时承托墙体自重及其上的楼盖、屋盖的荷载或其他荷载。墙体不仅作为荷载作用在托梁上，而且作为结构的一部分与托梁共同工作。这种由钢筋混凝土托梁和梁上计算高度范围内的砌体墙组成的组合构件，称为墙梁。

墙体不仅作为荷载作用在托梁上，而且作为结构的一部分与托梁共同工作，这种由钢筋混凝土托梁和梁上计算高度范围内的砌体墙组成的组合构件，称为墙梁。 按承受荷载分类：承重墙梁、自承重墙梁

按支承条件分类：简支墙梁、连续墙梁、框支墙梁

墙梁的受力特点和破坏形态 1、简支墙梁

简支墙梁的破坏形态 （1）弯曲破坏

（2）剪切破坏：斜拉破坏和斜压破坏、劈裂破坏 （3）局压破坏

2、框支墙梁 （1）弯曲破坏 （2）剪切破坏 （3）弯剪破坏 （4）局压破坏

3、连续墙梁（1）斜拉破坏（2）斜压破坏（3）剪切-局压破坏

墙梁的构造要求 1、材料

（1）托梁的混凝土强度等级不应低于C25。

（2）纵向钢筋宜采用HRB335、HRB400或RRB400级钢筋。

（3）承重墙梁的块材强度等级不应低于MU10，计算高度范围内墙体的砂浆强度等级不应低于M7.5。

2、墙体

（1）框支墙梁的上部砌体房屋，以及设有简支墙梁或连续墙梁的房屋，应满足刚性方案房屋的

要求。

（2）墙梁计算高度范围内的墙体厚度，对砖砌体不应小于240mm，对混凝土砌块砌体不应小于190mm。

（3）墙梁洞口上方应设置混凝土过梁，其支承长度不应小于240mm；洞口范围内不应施加集中荷载。

（4）承重墙梁的支座处应设置落地翼墙。

（5）当墙梁墙体在靠近支座l0／3范围内开洞时，支座处应设置落地且上下贯通的构造柱，并应与每层圈梁连接。

（6）墙梁计算高度范围内的墙体，每天可砌高度不应超过1.5m，否则应加设临时支撑。 3、托梁

（1）有墙梁的房屋的托梁两边各一个开间及相邻开间处应采用现浇混凝土楼盖。 （2）托梁每跨底部的纵向受力钢筋应通长设置，不得在跨中段弯起或截断。 （3）墙梁的托梁跨中截面纵向受力钢筋总配筋率不应小于0.6%。 （4）承重墙梁的托梁在砌体墙柱上的支承长度不应小于350mm。

（5）当托梁高度hb>=500mm时，应沿梁高设置通长水平腰筋，直径不应小于12mm，间距不应大于200mm。

（6）墙梁偏开洞口和两侧各一个梁高hb范围内直至靠近洞口的支座边的托梁箍筋直径不宜小于8mm，间距不应大于100mm。

5.3.2 墙梁的受力特点和破坏形态 (1)简支墙梁 ①弯曲破坏 ②剪切破坏 ③局压破坏 （2）框支墙梁

框支墙梁的破坏形态有以下几种： ①弯曲破坏 ②剪切破坏 ③弯剪破坏 ④局压破坏 （3）连续墙梁

连续墙梁主要发生以下破坏形态 ①斜拉破坏 ②斜压破坏 ③剪切-局压破坏 5.4 悬挑构件

这种一端嵌入墙内，一端挑出的梁或板，称为悬挑构件。 5.4.1 悬挑构件的受力性能

挑梁最后可能发生下述三种破坏形态：

（1）抗倾覆力矩小于倾覆力矩而使挑梁围绕倾覆点O发生倾覆破坏（如图5.17a） （2）挑梁下砌体局部受压破坏（5.17b）

（3）挑梁倾覆点附近正截面受弯破坏或斜截面受剪破坏。 挑梁是埋置在砌体结构中悬挑的钢筋混凝土梁。 1. 挑梁的受力特征和破坏形态

砌体和挑梁的工作可以分为以下几个阶段：

（1）弹性工作阶段

在外荷载达到倾覆破坏荷载的20%-30%，水平裂缝出现，在此之前为弹性阶段。

（2）梁尾斜裂缝出现阶段

随着荷载的增加，挑梁上面水平裂缝也随之向砌体内部发展，同时受压区长度逐渐减小，压应力值逐渐增大。一般梁尾出现斜裂缝时的荷载约为破坏荷载的80%左右。试验表明，在挑梁后部α角以上的砌体和梁上砌体可以共同抵抗外倾覆荷载。 （3）破坏阶段

挑梁的三种破坏形态：

1、抗倾覆力矩小于倾覆力矩而使挑梁围绕倾覆点发生倾覆破坏。 2、挑梁下砌体局部受压破坏。

3、挑梁倾覆点附近正截面受弯破坏或斜截面受剪破坏。 2. 挑梁的计算 （1）抗倾覆验算

砌体中钢筋混凝土挑梁的抗倾覆可以按下式计算： 式中，

为挑梁的抗倾覆力矩；

为挑梁的荷载设计值对计算倾覆点产生的倾覆力矩。

挑梁的计算倾覆点至墙边缘的距离： （1）当 也可以近似取

时：

且不大于0.13

（2）当 式中，

<2.2时，

挑梁埋入砌体的长度（mm）;

xo计算倾覆点至外墙边缘的距离（mm）;

挑梁的截面高度（mm）.

挑梁的抗倾覆力矩计算可以按下式计算： 式中，值之和。

（2）挑梁下砌体局压承载力验算

《规范》规定挑梁下砌体局压计算公式： 式中，Nl挑梁下的支撑压力，可以取

R 为挑梁由荷载设计值产生的支座竖向反力；

为梁端底面压应力图形的完整系数，取

=0.7

为挑梁的抗倾覆荷载，为挑梁尾部上部45度扩散角范围内的砌体与楼面恒荷载标准

为砌体局部抗压强度提高系数，挑梁为丁字形墙体时，取为1.5；为一字形墙体

时，取为1.25，Al为挑梁下局部受压面积，Al=1.2b 3. 雨蓬等悬挑构件抗倾覆验算

5.5 墙体的构造措施

5.5.1墙体的一般构造要求

1、五层及五层以上房屋的墙体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：砖为MU10，砂浆为M5。对于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。

2、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表5.3的要求。

3、承重的独立砖柱截面尺寸不应小于240mm×370mm。

4、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，应在支承处砌体上设置混凝土或钢筋混凝土垫块。

5、跨度大于或等于下列数值的梁，对240mm厚的砖墙为6m，对180mm厚的砖墙为4.8m，对砌块、料石墙为4.8m。其支承处宜加设壁柱或采取其它加强措施。

6、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。

7、支承在墙柱上的吊车梁、屋架及跨度≥9m（支承在砖砌体）或 7m（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。

8、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2φ4，横筋间距不大200mm的焊接钢筋网片。

9、在砌体中留槽洞或埋设管道时，应符合下列规定：

（1）不应在截面长边小于500mm的承重墙体、独立柱内埋设管线。

（2）墙体中避免穿行暗线或预留、开凿沟槽，无法避免时应采取必要的加强措施或按削弱后的截面验算墙体的承载力。 墙体开裂

房屋墙身裂缝的主要部位:

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；

整体式屋盖或装配整体式房屋的顶层的墙体； 房屋底层梁端部的纵墙；

老房屋中相邻于新建房屋的墙体等。 产生裂缝的根本原因：

1. 由于温度变化引起的温度变形和收缩变形；

结构由于温度的变化引起热胀冷缩的变形称为温度变形。混凝土的线膨胀系数为1.0E-5; 砖墙的线膨胀系数为0.5E-5;

2. 由于地基不均匀沉降引起的。 几种比较典型的裂缝:

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字裂缝

房屋错层处的局部垂直裂缝

防止由于收缩和温度裂缝变形引起的墙体开裂的措施 (1)设置温度伸缩缝;

(2)在房屋顶层宜设置钢筋混凝土圈梁;

(3)优先采用装配整体式有檩体系钢筋混凝土瓦屋盖、装配式无檩体系钢筋混凝土屋盖或加气混凝土屋盖；

(4)屋盖结构的上层设置保温层或隔热层；

(5)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；

防止由地基不均匀沉降引起墙体开裂的主要措施 （1）设置沉降缝；

（2）设置钢筋混凝土圈梁或钢筋砖圈梁；

（3）房屋应力求简单，横墙间距不宜过大；较长的房屋易设置沉降缝； （4）合理安排施工程序，易先建较重的单元，后建较轻单元。 5.5.2 防止或减轻墙体开裂的措施

引起墙体开裂的一种因素是温度变形和收缩变形。

地基产生过大的不均匀沉降，也是造成墙体开裂的一种原因。 第六章 砌体结构房屋抗震设计

掌握混合结构房屋的震害及抗震构造措施； 掌握多层混合结构房屋的抗震验算要点。 6.1 砌体结构房屋的震害 由地震引起的建筑物破坏情况

受震破坏、地基失效引起的破坏和次生效应引起的破坏。 砌体结构房屋的破坏情况

1、由于结构或构件承载力不足而引起的破坏；

2、因为房屋结构布置不当或在构造上存在缺陷，比如内外墙之间以及楼板与墙体之间缺乏可靠的联结，在地震时联结破坏，房屋丧失了整体性，墙体发生出平面的倾倒，楼板随之由墙上滑落等等。 在砌体结构房屋的抗震设计中，应用计算理论对结构进行强度验算；另一方面，还应对房屋的体型、平面布置、材料、结构形式等进行合理选择，对构件间的联结采取加强措施，并从结构强度方面着眼，使构件布局合理，从而获得整个房屋的最大抗震能力。 6.2 多层砌体结构房屋抗震设计的一般规定 6.2.1 房屋总高度和层数的限制

1、一般情况下，多层砌体结构房屋的层数和总高度不应超过表6.1的规定。

2、对医院、教学楼等横墙较少的多层砌体房屋总高度，应比表6.1的规定降低3m，层数相应减少一层。

3、砖和砌块砌体承重房屋的层高，不应超过3.6m。

4、横墙较少的多层住宅楼，当满足下列规范规定，采取加强措施并满足抗震承载力要求时，其高度和层数可仍按表6.1的规定采用。

（1）房屋的最大开间尺寸不得大于6.6m。

（2）一个结构单元内横墙错位数量不宜超过总墙数的1／3，且连续错位不宜多于两道，错位的墙体交接处均应增设构造柱，且楼、屋面板应采用现浇钢筋混凝土板。

（3）横墙和内纵横墙上洞口的宽度不宜大于1.5m，外纵墙上洞口的宽度不宜大于2.1m或开间尺寸的一半，内外墙上洞口位置不应影响外纵墙和横墙的整体连接。

（4）所有纵横墙均应在楼、屋盖标高处设置加强的现浇钢筋混凝土圈梁，圈梁的截面高度不宜小于150mm，上下纵筋各不应少于3φ10。

（5）所有纵横墙交接处及横墙的中部，均应增设满足下列要求的构造柱：在横墙内的柱距不宜大于层高，在纵墙内的柱距不宜大于4.2m，最小截面尺寸不宜小于240mm×240mm，配筋宜符合表6.2的要求。

（6）同一结构单元的楼、屋面板应设置在同一标高处。

（7）房屋的底层和顶层，在窗台板处宜设置现浇钢筋混凝土带，其厚度为60mm，宽度不小于240mm，纵向钢筋不少于3φ6，两端伸入墙体不宜小于360mm。 6.2.2 房屋高宽比的限制

多层砌体房屋总高度与总宽度的最大比值宜符合表6.3。

6.2.3 墙体的布置 1、结构布置

应优先选用横墙承重或纵横墙共同承重的方案。 2、横墙间距

横墙间距必须根据楼盖的水平刚度给予一定的限制。 房屋抗震横墙最大间距见表6.4。

3、墙段的局部尺寸

从表面上看，墙体的局部尺寸不当，有时仅造成局部破坏，并未影响房屋的整体安全，事实上，它往往降低了房屋总的承载能力。

房屋的局部尺寸限值宜符合表6.5的要求。

6.2.4 平立面布置和防震缝的设置

1、房屋的平立面布置应尽可能简单 2、房屋有下列情况之一时宜设防震缝 （1）房屋立面高差在6m以上。 （2）房屋有错层，且楼板高差较大。 （3）各部分结构刚度、质量截然不同。

防震缝应沿房屋全高设置，两侧应布置墙体，基础可不设防震缝。 防震缝的缝宽应根据地震烈度和房屋高度确定，一般取50～100mm。 3、楼梯间不宜设置在房屋的尽端和转角处。 6.2.5 材料及截面尺寸要求 1、砌体材料应符合下列要求：

普通粘土砖和粘土多孔砖的强度等级不应低于MU10，砖砌体的砂浆强度等级不应低于M5。 2、砌体剪力墙的截面，应符合下列要求： （1）烧结普通砖剪力墙的厚度不应小于240mm。

（2）剪力墙开洞洞口的水平截面积不应超过墙体水平截面面积的50％。 6.3 多层砌体结构房屋抗震计算要点 6.3.1 计算简图和地震作用

地震时，多层砌体房屋的破坏主要是由水平地震作用而引起的。多层砌体房屋的高度不超过40m，质量和刚度沿高度分布比较均匀，水平振动时以剪切变形为主，因此采用底部剪力法的简化方法。 1、计算简图

多层砌体房屋，可视为嵌固于基础顶面竖立的悬臂梁，并将各层质量集中于各层楼盖处。 重力荷载Gi：i层楼盖自重和作用在该层楼面上的可变荷载，以及该楼层上下层墙体自重的一半。

建筑的重力荷载代表值应取结构和构配件自重标准值和各可变荷载组合值之和。 各可变荷载的组合值系数应按表6.6采用。

2、地震作用

（1）总水平地震作用标准值

大值

－结构总水平地震作用标准值；

－相当于结构基本自振周期的水平地震影响系数，多层砌体房屋可取水平地震影响系数最。

的85%。

－结构等效总重力荷载，单质点应取总重力荷载代表值，多质点可取总重力荷载代表值

（2）沿高度i质点的水平地震作用标准值

Fi－质点i的水平地震作用标准值；

Gi,Gj－分别为集中于质点i，j的重力荷载代表值； Hi,Hj－分别为质点i，j的计算高度。 （3）各楼层水平地震剪力标准值

－第i层的楼层水平地震剪力标准值；

－剪力系数，7度时为0.012，8度时为0.024，9度时为0.040。

6.3.2 水平地震剪力的分配

1、横向水平地震剪力的分配 （1）刚性楼盖

按抗侧力构件等效刚度的比例分配。第i楼层第k道墙所承担的水平地震剪力为：

－第i层第k道墙砌体的剪切模量。

（2）柔性楼盖

按该抗侧力构件两侧相邻的抗侧力构件之间一半面积上的重力荷载代表值的比例分配。

－第i层第k道墙承担的重力荷载代表值。

（3）中等刚性楼盖

按上述两种分配结果的平均值。

2、纵向水平地震剪力的分配 按墙体刚度比例分配给各纵墙。

3、进行地震剪力分配和截面验算时，砌体墙段的层间抗侧力等效刚度应按下列原则确定： （1）刚度的计算应计及高宽比的影响。

（2）墙段宜按门窗洞口划分，对小开口墙段按毛截面计算的刚度，可根据开洞率乘以表6.8的洞口影响系数。

三、墙体抗震承载力的验算

S－结构构件内力组合的设计值，包括组合的弯矩、轴力和剪力设计值。 R－结构构件承载力设计值。

－承载力抗震调整系数，应按表6.9采用。

1、砌体沿阶梯形截面破坏的抗震抗剪强度

－砌体沿阶梯形截面破坏的抗震抗剪强度设计值。 －非抗震设计的砌体抗震抗剪强度设计值。

－砌体强度的正应力影响系数，按表6.10采用。

2、粘土砖、多孔砖墙体的截面抗震承载力一般情况下，应按下式验算。

V－墙体剪力设计值。

－砖砌体沿阶梯形截面破坏的抗震抗剪强度设计值。

A－墙体横截面面积，多孔砖取毛截面面积。

－承载力抗震调整系数。

6.4 多层砌体结构房屋抗震构造措施 6.4.1 多层砖房构造措施 1、构造柱的设置和构造 （1）构造柱的设置

多层粘土砖、多孔砖房屋构造柱设置应符合表6.16要求

1、构造柱的设置和构造 （1）构造柱的设置

蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖房屋的构造柱设置要求应符合表6.17的要求 （2）构造柱的构造要求

A：构造柱的最小截面为240mm×180mm，纵向钢筋宜采用4φ12，箍筋间距不宜大于250mm，且在柱上下端宜适当加密。

B：构造柱与墙连接处应砌成马牙槎，并沿墙高每隔500mm设2φ6拉结钢筋，每边伸入墙内不宜

小于1m。

C：构造柱可不单独设置基础，但应伸入室外地面下500mm，或锚入浅于500mm的基础圈梁内。 2、圈梁的设置和构造

圈梁可加强墙体间以及墙体与楼盖间的连接，增强房屋的整体性和空间刚度。 （1）多层粘土砖、多孔砖房的现浇钢筋混凝土圈梁设置，应符合表6.18的要求。 （2）多层粘土砖、多孔砖房的现浇钢筋混凝土圈梁的构造，应符合下列要求：

A：圈梁应闭合，遇有洞口圈梁应上下搭接。圈梁宜与预制板设在同一标高处或紧靠板底。 B：圈梁在表6.18中要求的间距内无横墙时，应利用梁或板缝中配筋替代圈梁。

C：圈梁的截面高度不应小于120mm，配筋应符合表6.19的要求。基础圈梁的截面高度不应小180mm，配筋不应少于4φ12。

3、楼梯间的设置

楼梯间不宜布置在房屋端部的第一开间及转角处，也不宜突出，不宜开设过大的窗洞，以免将楼层圈梁切断。同时，应特别注意楼梯间顶层墙的稳定性。 4、其他构造要求

（1）现浇钢筋混凝土楼板或屋面板伸进纵、横墙内的长度，均不宜小于120mm。

（2）装配式钢筋混凝土楼板或屋面板，当圈梁未设在板的同一标高时，板端伸进外墙的长度不应小于120mm，伸进内墙的长度不宜小于100mm，且不应小于80mm，在梁上不应小于80mm。

（3）楼、屋盖的钢筋混凝土梁或屋架应与墙、柱（包括构造柱）或圈梁可靠连接，各层独立砖柱顶部应在两个方向均有可靠连接。

（4）预制阳台应与圈梁和楼板的现浇板带可靠连接。

（5）后砌的非承重隔墙应沿墙高每隔500mm配置2φ6拉结钢筋与承重墙或柱拉结，每边伸入墙内不小于500mm。

（6）门窗洞口处不应采用无筋砖过梁，过梁支承长度：6～8度不小于240mm，9度时不小360mm。 6.4.2 多层砌块房屋构造措施

1、多层混凝土小型空心砌块房屋芯柱、构造柱的设置要求和构造 （1）混凝土小型空心砌块房屋芯柱设置要求见表6.20。 （2）芯柱截面不宜小于120mm×120mm。

（3）芯柱混凝土强度等级不应低于C20。

（4）芯柱的竖向插筋应贯通墙身且与圈梁连接，插筋不应小于1φ12。 （5）芯柱应伸入室外地面下500mm或锚入浅于500mm的基础圈梁内。

（6）为提高墙体抗震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、圈梁的设置

砌块房屋现浇钢筋混凝土圈梁应按表6.21的要求设置，圈梁宽度不应小于190mm，配筋不应小于4φ12，箍筋间距不应大于200mm。

（注：可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!）