砌体结构的优缺点

第1篇：砌体结构的优缺点

钢管混凝土结构的优缺点简述

【摘要】钢管混凝土结构是将混凝土灌入钢管内而形成的一种组合结构。本文通过查阅文献资料，总结了钢管混凝土结构在国内建筑工程中的研究和应用现状，重点探讨了目前钢管混凝土结构存在的优点、不足之处、应用现状及发展前景。

近30年来，钢管混凝土结构逐渐被应用于建筑结构尤其是在高层建筑结构中，随着建筑物高度的增加，钢管高强混凝土和钢管超高强混凝土结构的应用也将会得到快速的发展。混凝土的抗压强度高，但抗弯能力很弱，而钢材，特别是型钢的抗弯能力强，具有良好的弹塑性，但在受压时容易失稳而丧失轴向抗压能力。而钢管混凝土在结构上能够将二者的优点结合在一起，可使混凝土处于侧向受压状态，其抗压强度可成倍提高.同时由于混凝土的存在，提高了钢管的刚度，两者共同发挥作用，从而大大地提高了承载能力。钢管混凝土作为一种新兴的组合结构，主要以轴心受压和作用力偏心较小的受压构件为主，被广泛使用于框架结构中，如厂房和高层。钢管混凝土结构与传统结构进行经济对比分析，在造价、耗材、施工等各方面的综合经济效益显著。特别是钢管高强和超高强混凝土结构在高层或超高层建筑中有广阔的应用前景。

1 钢管混凝土结构的特点及与传统结构的对比分析

1. 1 结构面积减小，有效使用面积增加

在建筑工程中钢管混凝土通常用做柱子，由于钢管混凝土是延性材料，在地震区可以做到不受轴压比的限制，只控制其长细比，因此，柱截面面积可减少很多，有效使用面积增大，结构自重减轻在50%以上，因此，地震作用和地基荷载均可减小，从而经济有效地解决了我国建筑工程领域长期存在而未能解决的“胖柱”问题。

1. 2 施工简便，可大大缩短工期

钢管混凝土柱和普通混凝土柱相比，免除了支模、拆模、绑扎钢筋或焊接钢筋骨架等工序，省工省时;和普通钢柱相比，不用节点板，焊缝少，构造简单。缩短工期，提前投产，其综合经济效益较好。

1. 3 同等承载力条件下有更大的经济效益

钢管超高强混凝土柱的造价比普通混凝土柱的造价降低30%左右;钢管高强混凝土柱的造价比普通混凝土柱的造价偏高或大略相等。可见，采用钢管超高强混凝土柱有更大的经济效益。

1. 4 耐火性能好

钢管混凝土柱(空心钢柱用混凝土填实)有较高的耐火能力，因为钢柱吸热后有若干热量会传递到混凝土部分，减慢钢柱的升温速度，并且一旦钢柱屈服，混凝土可以承受大部分的轴向荷载，防止结构倒塌。组合梁的耐火能力也会提高，因为钢梁的温度会从顶部翼缘把热量传递给混凝土而降低。

2 钢管混凝土结构目前存在和需要进一步解决的问题

从现有的文献资料来看，国内外对钢管混凝土的研究主要集中在结构设计、静力学性能、动力学性能等方面，而真正对材料的研究相对较少。材料与结构是一体不可分的，有了良好的材料设计，才会有良好的结构性能，而目前钢管混凝土所出现的一系列问题如施工不稳定、脱空、膨胀性能低、混凝土力学性能达不到要求等都可以先从材料方面着手找到解决问题的方法。以下几个方面是有待解决的问题。

2. 1 材料的要求高，成本提高

混凝土特别是高强度混凝土的配制较困难，目前，强度等级在C100以上的混凝土仍处于试验室阶段，高强度钢材的应用在一定程度上提高了成本。

2. 2 材料的自身性质

钢管混凝土在收缩、徐变、温度等影响下的材料自身性质还需做系统全面的研究。

2. 3 复杂受力状态

复杂受力状态如弯、剪、压、扭共同作用时构件的计算方法还没有完全确定，造成设计时只能简单地忽略构件的受扭和受剪，并加大构件承载力的富裕度来处理。

2. 4 节点性能的研究

钢管混凝土结构工程采用的节点形式有很多样。按材料分，现浇钢筋混凝土梁与钢管混凝土柱节点，钢梁与钢管混凝土柱节点;按梁柱间的弯矩传递情况来分，有刚接节点、铰接节点和弹性连接节点。目前，关于节点的试验和理论研究严重滞后于实际工程的应用。

2. 5 动力性能的研究

钢管混凝土尤其钢管高强混凝土和钢管超高强混凝土的耐疲劳性能和抗震性能需做进一步研究。

2. 6 钢结构防护技术的要求

钢结构防护包括防火、防腐、防锈。钢结构体系房屋造价高的主要原因是钢结构的防护技术要求较高，费用较高。

3 钢管混凝土结构的应用现状和应用前景

我国于上世纪50 年代末开始进行钢管混凝土组合结构的研究，主要集中在钢管中浇灌混凝土的内填充型钢管混凝土结构。目前，在钢管混凝土组合结构力学性能和设计方法、施工技术、耐火性能等方面展开了比较系统的研究工作，取得了巨大成就，其构件性能、理论研究和实际应用在国际上处于领先。

1963 年在北京地铁车站首次应用了钢管混凝土柱，随后，在一些厂房的柱子中逐步得到推广应用。上世纪80年代以来这种结构材料在多层和高层建筑中得到进一步应用。自1990年在我国四川省建成了跨度110m 的下承式系杆钢管混凝土拱桥———旺港天桥以来，混凝土拱桥在我国得到了迅猛发展。广州丫髻沙大桥为主跨360m的钢管混凝土带悬臂中承式刚架系杆，拱的跨径突破了300m大关;四川省巫山长江大桥为跨径400m的钢管混凝土拱桥，这两座桥梁的修建，标志着我国钢管混凝土拱桥的研究与应用整体水平已经提升至一个新的高度。钢管混凝土拱桥在我国迅速发展，并先后颁布了有关钢管混凝土结构的设计规程。

国内一些大专院校、科研院所也对钢管混凝土进行了系统的研究，取得了一些成果。韩林海和钟善桐等对工程中常用的几种形状的钢管混凝土力学性能进行了探索和研究，提出了极限平衡法理论和钢管混凝土统一理论，为钢管混凝土的研究奠定了基础;哈尔滨建筑大学王湛等通过试验研究了核心混凝土为C30～C50强度等级的钢管膨胀混凝土;魏美娟等给出了钢管混凝土构件的计算条件，对构件在临时荷载作用下受弯的力学性能进行了分析和计算;武汉理工大学的胡曙光和丁庆军等针对钢管高强膨胀混凝土的特性，围绕钢管混凝土工程应用中所普遍存在的混凝土与钢管脱粘问题和大跨度结构工程的施工难题，进行了长期深入、系统的研究;韩冰等在对钢管混凝土受弯构件徐变分析的基础上，建立了长期荷载作用下鋼管混凝土受弯构件的承载力计算方法，认为徐变将降低钢管混凝土受弯构件的承载力。

目前，钢管混凝土和钢管高强混凝土结构的应用很广泛，但钢管超高强混凝土还处于试验室研究阶段，随着科研成果的积累和完善，本世纪钢管高强混凝土和钢管超高强混凝土结构在高层和超高层建筑中一定会有广阔的应用前景。

参 考 文 献

[1]钟善桐.钢管混凝土结构在我国的应用和发展[J ].建筑技术， 2001 (2)

[2]蔡健.钢管混凝土柱节点的应用现状和存在问题[J ].建筑结构. 2001 (7)

[3]祝雯.钢管混凝土结构的研究现状及发展趋势[J ].州建筑.2011 (1)

[4]周俐俐，张志强.钢管混凝土结构的现存问题和应用前景[J ].南工学院学报. 2002 (6)

作者：贾琪琪

第2篇：我国砌体结构发展趋势的研究

摘 要:建国以来,砌体结构因其取材方便,化学性能稳定以及保温隔热性能良好等优点得到了迅猛的发展,并取得了显著的成绩。但是,由于砌体结构自身存在的自重大、材料强度偏低、砌筑工作繁重、以及其生产过程中对环境的严重污染等缺点,对砌体结构的发展提出了新的要求。

关键词:砌体结构;高强轻质砌体;绿色建材;健康监测

1 砌体结构的发展现状及影响其发展的制约因素

砌体结构是指由砖,石砌体或砌块砌体建造的结构,从埃及的金字塔到中国的万里长城都是砌体结构在建筑应用上的光辉典范。

建国以后,砌体结构一扫建国之前的发展颓势,得到了广泛的应用并且取得了优异的成就。据统计,1980年全国砖产量为1600亿块,1996年增至6200亿块,达到世界其他各国砖产量之和,90%以上的墙体均采用砌体材料。并且,我国已经从用砖石建造低矮的民用住宅发展到现在的建造大量多层建筑,办公楼等。例如2003年建成的哈尔滨18层阿济科技园,以及2007年建成的株洲地上19层地下2层的国脉家园小区住宅。60年代以来我国的小型空心砌块和多孔砖的发展都有较大的发展,近些年,更是保持了20%左右的年递增量。新型墙体材料也在近年取得了十足的进步。据不完全统计,20世纪80年代至今10多年间我国主要大中城市建造的多层砌体结构房屋建筑面积已经达到70~80亿m2。2000年我国新型墙体材料展总墙体材料的的28%左右,远超“九五”计划20%的目标,新型墙体产量达到2100亿块标准砖,共完成新型墙体材料建筑面积3.3亿m2。完成节能建筑7470万m2,节约燃煤6000万吨标准煤,并淘汰了一批小型高耗能高污染的企业。“十五”期间对一些用地紧张的城市和省会城市进行了粘土实心砖的使用限制,并规定新型墙体材料占墙体材料总量的比重达到40%。目前我国要求,至2010年底,所有城市禁止使用粘土实心砖,全国粘土实心砖年产量控制在4000亿块以下;新型墙体材料产量占墙体材料总量的55%以上,建筑应用比例达到65%以上。

由于我国的黏土资源分布不均,人均耕地占有量仅为世界人均水平的45%;粘土砖的生产又会占用大量的农田。砌体材料特别是实心砌体材料自重特别大,砌筑工作量大,砌块与砂浆之间的力差,无筋砌体的抗拉,抗剪、抗震能力都比较差,耐久力和施工机械水平都比较差。这些缺点都成为目前制约砌体结构健康发展的阻碍因素。这些缺点对未来砌体结构的健康发展提出了新的要求。

2 砌体结构的发展趋势

2.1 轻质高强砌体材料

目前,我国砌体材料和发达国家相比,强度低,耐久力差。如粘土砖的抗压强度一般为7.5~15MPa,承重空心砖的孔隙率小于25%。而发达国家的抗压强度一般均达到30-60Mpa,承重空心砖的空洞率达到40%。根据国外经验只要在配料成型和烧结过程中改善工艺,是可以提高烧结砖的强度和质量的。

同时,国内外大量试验证明,砂浆的强度也是影响砌体结构抗压强度的重要因素。因此,合理的选择高强的砂浆,可以适度的提高结构的强度。目前我国砂浆强度等级最高为M15,因此应当研究与高强块体相适应的高强砂浆。另外,砂浆生产的商业化也是规范砂浆生产的良好途径。

小型混凝土空心砌块是典型的轻质高强材料的代表,它取材容易,采用以大工业生产的水泥为胶结材料,以就地取材的砂,石为原料。由于小型混凝土空心砌块的重量减轻,砖的尺寸也可以相应的做大一些。小型混凝土空心砌块由于其手工操作性较强,对设备的技术要求不高一般能独立砌筑粘土砖的工人均可操作,结构布置也相对比较灵活,适用性强,砌筑速度快,并且能够批量的工业生产,因此小型混凝土空心砌块必将代替粘土实心砖和粘土多孔砖。据江苏省的调查,生产空心砖比实心砖节约20%~30%,节约燃料30%~40%;采用空心砖,结构的自重可以减轻20%~30%,加快施工进度20%,节约运输费20%。但是由于混凝土小型空心砌块引入国内不过二三十年的时间,无论从实践经验还是理论研究上均缺乏系统性和完整性。如何更好的避免小型混凝土砌块建筑的开裂问题也将成为决定小型混凝土空心砌块的发展的关键。

2.2 大力发展环保型绿色建材

可持续发展战略要求提出了绿色(green buildings)建筑的构想。绿色建材(green buildings materials)是绿色建筑的物质基础。绿色建筑的概念广泛而丰富,如今一般采用生命周期评价方法(LCA)来评价一种绿色建筑。最近十几年绿色建筑的发展很快。但是至今为止,绿色建材在国内外没有完整准确的定义。国内,谭少华等人将其定义为“在当今经济技术条件下,材料的开采,生产加工,使用及最终拆除四个环节中,复合评价指标不影响可持续发展的建筑材料。绿色建材对砌体建筑材料提出了生产所用原料尽可能的少用天然材料,大量使用废渣,垃圾等的要求。比如钢渣砖,粉煤灰砖,炉渣砖粉煤灰加气砼墙板等。蒸压纤维水泥板可以很好的利用我国每年大量生产的粉煤灰,变废为宝。

发展绿色建材具有多方面的意义。绿色建材既可缓解当前人类所面临的严酷的生态挑战,又有益于人类的身体健康,为人类提供更加舒适的生活空间。

2.3 加强配筋砌体的研究

配筋砌体结构是指以配筋砌体为主要受力构件的结构,即通过配筋使钢筋在受力过程中强度达到流限的砌体结构。配筋砌体中的集中配筋砌体具有强度高,延性好,抗震能力高以及施工速度快,用钢量相对均匀配筋较少的优势,因此大力加强集中配筋砌体结构的理论研究是十分有必要的。目前我国 这方面已经建立了相对比较完善的配筋砌体体系,但是在相应的施工器具方面还有待开发新产品。

2.4 结构健康监测

结构健康监测是指利用现场的无损传感技术,分析通过包括结构响应在内的结构系统特征,达到检测结构损伤或退化的一些变化。我国是一个多自然灾害的国家,随着结构使用时间的增长,由于环境和在的作用,疲劳效应以及腐蚀和材料老化等不利因素的影响,结构将不可避免的产生损伤积累和抗力衰减。一旦结构关键构件的损伤积累到一定程度,如果不能及时的发现和处理,损伤将会继续扩展,从而导致整个结构的毁坏。目前我国420亿m2的城乡建筑中,砌体结构所占的比例大,使用年限长,有的已经产生不同程度的损伤,建立可靠的结构检测体系,可以有效的阻止灾难的安生,保证人民群众生命财产的安全。

随着我国在砌体结构理论方面研究的深入,新的技术在砌体结构中的大力应用,以及相应的建筑法规的逐步完善,砌体结构在未来相当长的一段时间内仍会作为土木工程中的重要承重结构而被广泛使用。

参考文献

[1]施楚贤.砌体结构[M].中国建筑工业出版社,2008,8-25.

[2]高东.砌体结构发展展望[J].吉林建筑,2004,(5):39-41.

[3]邱英诚.混凝土空心砌块建筑施工技术探讨[J].四川建筑,1997,17(增):23.

[4]周炳章.砌块砌体结构发展的若干思考[J].建筑砌块与砌块建筑,2001,(1).

[5]朱宏平.结构损伤检测的智能方法[M].人民交通出版社,1-23.

作者：赵雄飞

第3篇：论砌体结构的发展方向

摘要：砌体结构是由砌块和砂浆砌筑而成的构件，而砌块有多种材料的砌块，我国最古老的砌块即为砖和石。解放后我国也确实研制出多种材料的砌块，但都存在着自重大、强度低、生产耗能高、毁田严重、机械化水平低、耐久和抗震性能差的特点，所有这些都抑制着砌体结构的发展。因此，我们要针对这些问题，做好以下几方面的工作。

关键字：砌体结构 砌块 发展方向

自 60年代以来，我国粘土空心砖(多孔砖)的生产和应用有了很大的发展，在南京建造了8层空心砖承重的大桥旅馆。当时空心砖孔洞率为22%，与实心砖强度等效，但可减轻自重17%，减少墙厚20%，节省砂浆20%～30%，砌筑工时少20%～25%，墙体造价降低19%～23%。根据进一步节能要求，近年来我国在消化吸收国外先进技术的基础上，制造出规格为280mm×140×140孔洞率为40%的烧结保温空心砖(块)，这种保温砖的密度为1012kg/m3，抗压强度10.5MPa主要力学和热工性能指标接近或达到国际同类产品的水平。同时《多孔砖砌体设计与施工技术规程》行业标准为这种砖的推广创造了条件。

近10多年来，采用砼、轻骨料砼或加气砼，以及利用砂、各种工业废料、粉煤灰、煤矸石等制成无熟料水泥砼砌块或蒸压灰砂砖、粉煤灰硅酸盐砖、砌块等在我国有较大的发展。砌块种类、规格很多，其中以中、小型砌块较为普遍，在小型砌块中又开发出多种强度等级的承重砌块和装饰砌块。据不完全统计，1996年全国砌块总产量约为2500万立方米，各类砌块建筑约5000万平方米。近十年砼砌块与砌块建筑的年递增率都在20%左右，尤其在大中城市中推广特别迅速。这些砌块建筑大多是多层的，至于中高层、高层砌块建筑我国于80年代就着手进行试点工作，在几座城市都做了试验楼，为我国中高层砌块建筑的发展做了开创性的工作。90年代初期，在总结国内外配筋砌块结构的配套材料、配套应用技术的研究上获得了突破，在此基础上开展了更具有代表性、针对性的试点工程。试点工程实践证明，中高层配筋砌块建筑具有明显的社会经济效益。因此将中高层配筋砌块结构体系纳入我国砌体结构设计规范中是理所当然的。我国从80年代初期主持编制国家标准《配筋砌体设计规范》起，对配筋砌体进行了较为系统的试验研究，结果表明用配筋砌体可建造一定高度的既经济又安全的建筑结构。

1950年以前。我国可说谈不上有系统的砌体结构设计理论。国家建设部于1956年批准在我国推广应用原苏联《砖石及钢筋砖石结构设计标准和技术规范》。60～70年代初，在我国有关部门的领导和组织下，在全国范围内对砖石结构进行了比较大规模的试验研究和调查，总结出一套符合我国实际，比较先进的砖石结构理论、计算方法和经验。在砌体强度计算公式、无筋砖体受压构件的承载力计算、按弹性方案考虑房屋的空间工作，以及有关构造措施方面都具有我国特色。

砌体结构是由砌块和砂浆砌筑而成的构件，而砌块有多种材料的砌块，我国最古老的砌块即为砖和石。几千年来，由于砖、石具有良好的物理性能，可就地取材、生产和施工方法简便，造价低廉等优点，所以至今仍为我国主导的建筑材料。解放后我国也确实研制出多种材料的砌块，但都存在着自重大、强度低、生产耗能高、毁田严重、机械化水平低、耐久和抗震性能差的特点，所有这些都抑制着砌体结构的发展。因此，我们要针对这些问题，做好以下几方面的工作。

1. 目前我国的砌体材料与发达国家相比存在着强度低、耐久性差的问题。如粘土砖的抗压强度。我国一般为7.5～15Mpa，承重空心砖的孔隙率≤25%，体积质量一般为4 KN/m3。而发达国家的砖抗压强度一般均达到30～60Mpa，甚至可达到100Mpa，承重空心砖的孔洞率可达到40%～60%，体积质量一般为1.3KN/m3，最轻的可达到0.6 KN/m3。根据国外的经验和我国的条件，只要在配料、成型、烧结工艺上进行改进，可显著提高砖的强度和质量。如中美合资大连太平洋砖厂生产的百岩砖强度可达20100Mpa。这种材料强度高、耐久性和耐磨性好，并且有独特的色彩，可作为清水墙和装饰材料。根据我国对粘土砖的限制政策，可因地制宜，就地取材，在粘土较多的地区发展高强度粘土砖、高空隙率的保温砖和外墙装饰材料等。而在少粘土的地区大力发展高强砼砌块，承重装饰砌块和利用废材料制成的砌块等。在发展高强块材的同时，也需研制高强度等级的砌筑砂浆。目前最高等级的砂浆强度为M15。要与高强度的块材相匹配时需开发大于M15的高强度砂浆。我国的《砼小型空心砌块浆和灌孔砼》行业标准中砂浆的强度等级为M5～M30，灌孔砼的强度等级为C20～C40，这是砼砌块配套材料方面的重要进展，对推动高强材料结构的发展起着重要的作用。据预测，干拌砂浆和商品砂浆具有很好的市场前景。干拌砂浆把所有配料在干燥状态下混合装包供应，现场按要求加水搅拌即可。天津舒布洛克水泥砌块公司已供应这种干拌砂浆，价格比普通砂浆约高0.2%左右。商品砂浆的优点同商品砼一样，这类砂浆一旦取代传统砂浆，将是一个巨大的变化。

2. 积极开发研究节能环保的新型材料

1988年第一次国际材料研究会议上首次提出“绿色建材”的概念，1992年联大巴西里约热内卢以“环境和发展”为主题的各国首脑会议通过了“21世纪议程”宣言，确认了“可持续发展”的战略方针，其目标是依据环境再生，协调共生，持续自然的原则，尽量减少自然资源的消耗，尽可能对废弃物再利用和净化，保护生态环境，以确保人类社会的可持续发展。近年来，发达国家在实施《绿色建材》计划上取得了较大的进展，我国以1992年联合国环境与发展首脑会议为契机，遵循江泽民同志的“经济的发展，必须与人口、环境、资源统筹考虑，决不能走浪费资源和先污染后治理的老路，更不能吃祖宗饭，断子孙路”的指示精神，迅速行动起来，积极研制“绿色建材”产品，并取得了一定的效果。我国现已加大力度限制高能耗、高资源消耗、高污染、低效益的产品的生产。如对粘土砖(按1996年生产6000亿块粘土砖就毁掉10万多亩农田、耗能6000万吨标准煤)国家早就出台了限制政策。近年来力度更大，一些地区如上海、北京等在建筑上不准采用粘土实心砖，其实这也就间接促进了其它新型建材的发展。如蒸压灰砂废渣制品、利用页岩生产多孔砖、废渣轻型砼墙板、GRC板、蒸压纤维水泥板、复合墙板和砌块就是近几年发展起来的几种新型建材制品。

3. 进一步加强配筋砌体和预应力砌体的研究

我国虽已初步建立了配筋砌体结构体系，但需研制和定制生产砌块建筑施工用的机具，如铺砂浆器、小直径振捣棒、小型灌孔砼浇注泵、小型钢筋焊机、灌孔砼检测仪等。这些机具对保证配筋砌块结构的质量至关重要。这种砌体的原理同预应力砼，能明显改善砌体的受力性能和抗震性能。国外在预应力砌体和配筋砌体方面的水平很高。我国直到最近才有少数专家对其研究。

4. 加强砌体结构理论的研究

进一步研究砌体结构的破坏机理和受力性能，通过数学和力学模式，建立完善而精确的砌体结构理论，是全世界各国都关心的课题。我国在这方面有较好的基础，但目前跟发达国家相比还有较大的差距，因此应继续加强这方面的工作，加强对砌体结构的试验技术和数据处理的研究对促进砌体结构发展有着深远的意义。

参考文献：

[1]丁大均.砌体结构教学刍议【J1】.建筑结构，1999年

[2]建筑结构设计统一标准修订组.我国建筑结构设计可靠度设定水平分析与改进意见【S】.1999年

[3]腾志明等.砼结构及砌体结构【M】.北京：北京中央广播电视大学出版社，1995年

作者：崔于红　陈学仁

第4篇：砌体结构优缺点

1、砌体结构的主要优点是：

①容易就地取材。砖主要用粘土烧制;石材的原料是天然石 ;砌块可以用工业废料──矿渣制作，来源方便，价格低廉。 ②砖、石或砌块砌体具有良好的耐火性和较好的耐久性。 ③砌体砌筑时不需要模板和特殊的施工设备，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。在寒冷地区，冬季可用冻结法砌筑，不需特殊的保温措施。

④砖墙和砌块墙体能够隔热和保温，节能效果明显。所以既是较好的承重结构，也是较好的围护结构。

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。

2、砌体结构的缺点是：

①与钢和混凝土相比，砌体的强度较低，因而构件的截面尺寸较大，材料用量多，自重大。

②砌体的砌筑基本上是手工方式，施工劳动量大。

③砌体的抗拉、抗剪强度都很低，因而抗震较差，在使用上受到一定限制;砖、石的抗压强度也不能充分发挥;抗弯能力低。 ④粘土砖需用粘土制造，在某些地区过多占用农田，影响农业生产。

第5篇：砌体结构的优点

1. 取材方便，造价低廉

2. 具有良好的耐火、隔声、保温等性能，撞墙还能调节室内湿度，透气性好。 3. 三材用量少 4. 可持续施工 5. 施工设备简单 砌体结构的缺点：

1. 自重大而强度不高额，特别是抗拉、抗剪强度低。由于强度低，是截面尺寸较大，材料用量多，运输量大。同时，由于自重大，对基础和抗真均不利。 2. 砌筑工作量大，且常常是手工操作，劳动强度高，施工进度慢。

3. 抗震性能差，除了自重大的因素外，还由于砂浆与砖石等块体之间的粘结力弱，无筋砌体抗拉、抗剪强度低，延性差。 4. 烧制粘土砖占用耕地影响农业生产

第6篇：砌体结构抗震性能的研究

摘要：砌体结构作为我国传统建筑形式，在各类建筑中占有十分重要的地位。但由于材料明显的脆性性质，相比于钢筋混凝土结构或钢结构建筑,砌体结构的抗震能力较差。本文对砌体结构抗震构造措施和目前存在的问题进行了分析阐述。

关键词：砌体结构、抗震措施、抗震性能研究

Abstact: As a traditional structure,masonry structure plays an important role.Its seismic capacity is much poorer than reinforced concrete or steel structure due to the material brittleness. the masonry structure seismic structural measures and the existing problems are analyzed in this paper。 Keywords：masonry structure;earthquake-resisting;Seismic resistance research

1 引言

砌体结构是一种传统的墙体材料，在我国的广大中西部县域城镇中仍占有85%以上的比例。近些年来，随着建筑业的蓬勃发展，新型墙体材料也不断涌现，如混凝土小型空心砌块就是其中的一种。另外，结合就地取材的原则生产的各种地方性砌体材料，如蒸压类和烧结类的非粘土多孔砖及实心砖。这都为砌体结构的应用扩大了领域和范围。[1]

现代砌体结构已与传统的砖砌体有许多区别。按照砌体中的配筋率大小可将其分为无筋砌体、约束砌体和配筋砌体三类，它们的界限定义为：仅有少量的拉结钢筋，含筋量在0.07%以下时，可称为无筋砌体;约束砌体适用于地震设防地区的砌体结构，如在墙段边缘设置边缘构件(钢筋混凝土构造柱)，同时，墙段上下设置有圈梁，此类砌体的特点是砌体周边均有钢筋混凝土约束构件，砌体的配筋量为0.10%~0.2%左右;配筋砌体适用于10层以上的中高层建筑，如配筋混凝土空心小砌块，其实质是一种砌筑成型的剪力墙结构，其配筋率也接近于现浇钢筋混凝土剪力墙结构，即在0.25%左右。[2]

1966 年的邢台地震和1976 年的唐山地震等数十次破坏性大地震，以及2008年的汶川地震等，几乎无一例外地表明无筋砌体结构不能经受大地震的考验。尽管砌体结构的抗震性能是如此之差，然而，在城镇建设中，由于人口集中，土地有限，规范限制了一些传统材料的砌体结构高度，但又不可能把砌体结构限制过严，而是要适应发展的需要，在研究和总结震害的基础上，改进砌体结构的抗震性能，严格要求了小砌块的建造层数和高度，满足业主的需要。新修订的《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010) 就适应了这种要求，提供了建造较高层数的砌体结构的安全性和适用性。同时相对于现浇钢筋混凝土剪力墙结构而言，其较低的工程造价也是显而易见的。

2 砌体结构材料的特点

砌体材料作为一种地方性材料，具有取材容易、加工简单、砌筑工艺易于掌握，因而被广泛采用。并且经过长时间的改进和发展，形成了具有各地特色的传统制作方式和砌筑方法，是一种生命力极强、应用最广泛的建筑材料。砌体材料在我国大体可分为粘土类制品、蒸压类制品、混凝土类制品和以各类工业废料制成的墙体材料等。

当前各地除沿用传统材料粘土制品以外，也相继制成以页岩、煤矸石和粉煤灰为主要原料的烧结砖;以白灰砂、粉煤灰为主要原料的蒸压砖;以及以细石砼(或轻质骨料)为材料的砼小型空心砌块等墙体材料。大部分地区有逐步替代粘土制品的趋势。

新型墙体材料中，用页岩或煤矸石或粉煤灰为原材料，或按一定比例混合使用的经烧结而成的实心砖、多孔砖，较好地利用工业废料为原料，制成墙体材料。它们具有类似于烧结粘土砖的性质，亦具有新的原材料的特点。

新型烧结砖一般抗压强度均较高，普通的煤矸石加页岩混合烧结砖的抗压强度均在MU15 以上，少量的可达MU20以上，多孔砖的孔洞率在25%- 30%左右。此类实心砖由于表面比粘土砖更粗糙，抗剪强度亦普遍比粘土砖高;多孔砖由于有孔洞作为键槽，砂浆能起

到销键作用。增大了砌体的抗剪强度，对抗震十分有利。

新型烧结砖还由于经焙烧而成，因此，其砌体的线膨胀系数和收缩率都比较小，与烧

结粘土砖没有什么区别。

另一类是蒸压灰砂砖和蒸压粉煤灰砖。由于它们的原材料不同，特别是制作养护过程

的差异，导致蒸压砖特有的性质。

蒸压灰砂砖以石灰和砂为原材料，蒸压粉煤灰砖以电厂工业废料粉煤灰为原材料。经

过机械压制成型，高压蒸汽养护而成砌体材料。由于它的制作过程和生产工艺，决定了这类

砖具有收缩率较大、表面比较光滑、抗压强度较高而抗剪强度较低的特点。

因此，反映在设计应用过程中出现一些问题。比如由于收缩率大，线膨胀系数亦大，

这类砌体墙受材料收缩以及温度影响较大，墙体容易出现裂缝和变形。又比如由于砖表面比

较光滑，磨擦系数小，与砂浆的粘结性能就差。因此，其抗剪强度偏低，不利于抗震。

3 砌体结构抗震设计的重要性

砌体是一种脆性材料,传统的砌体结构是采用粘土实心砖和混合砂浆砌筑,通过内外砖墙

的咬砌达到具有一定整体连接的目的。目前的砖砌体房屋除上述方式外,大多采用了预制钢

筋混凝土楼板、装配式楼屋盖、且过梁等其它构件多数为预制装配。因此整个砌体结构,由

于其组成的基本材料和连接方式,决定了它的脆性性质,从而使其在遭遇强烈地震时破坏较重,

抗震性能很差。我国在地理位置上处于世界两大地震带之间,是世界大陆内的一个最宽广的

浅源强震活动地区,是多地震国家。基本烈度为7度和7度以上的地区的面积达312万平方

公里,约占全国国土面积的325%。基本烈度为6 度和6 度以上地区面积达576 万平方公

里, 约占全国国土面积的60%。我国是世界上遭受地震灾害最严重的国家之一。世界地震史

上死亡人数最多一次为1556 年我国陕西华县的8级地震, 死亡约83 万人。近代地震史上

死亡人数最多的一次地震也发生在我国, 即1976年唐山的7.8 级地震, 死亡24万多人, 重

伤16.4万人,倒塌房屋322万间, 直接经济损失达100亿元。

地震所以能造成如此重大损失,主要原因是建筑物缺乏必要的抗震设防。所谓抗震设防

是指对房屋进行抗震设计包括地震作用、抗震承载力计算和采取抗震构造措施来达到抗震的

目的。建筑物抗震设防就要保障人民生命财产的安全,所采取的措施应与国民经济相适应,如

果要求建筑物在强烈地震后仍完好无损,势必增加造价,在技术上也有一定困难。相反,设防标

准过低,将会危及人们的生命财产。基于国际趋势, 结合我国的具体情况, 提出一个适当的设

防目标是很必要的。我国《建筑抗震设计规范》( GBJ11-89) 以下简称《规范》提出了“三

水准”的抗震设防目标: 小震不破坏, 可正常使用; 设计烈度地震可修复使用; 遭遇大震时

不倒塌。

4 砌体结构现存问题

近年来,由于城市用地紧张、资金紧张等问题,设计的砖混房屋往往在总高度和层数上超

限;片面追求直接采光和通风,导致加大面宽、减少进深等作法,往往使房屋高宽比超限。这些

都造成了极为不利的体型, 致使房屋的抗震性能大为降低, 此类现象应引起广泛重视。

随着建筑业的发展, 临街有底层为钢筋混凝土框架的大空间商店,上部为小空间砖房或

砌块建筑的房屋大量建设。这种房屋存在着明显的弊病: ( 一) 往往形成梁上砌墙的布置,使

抗震横墙在最不利的底层被切断。且底层框架一般为大空间的公共建筑, 由于使用功能上的

需要, 在客观上给纵横抗震墙的布置带来了不少困难。( 二) 底层大部分用于商业目的,门窗

开洞要求都很大,因而有的采用了前排为钢筋混凝土柱后为砖混的结构, 此结构目前无明确

定义且前后两种材料刚度差异悬殊,对高烈度地区的抗震极为不利。( 三) 未作计算凭习惯错

误地认为,底层框架的侧向刚度一定比砖房好,纵向框架侧向刚度一定比横向好,而实际上并

非如此。( 四) 上面为几层砌体、开间小、横墙多、不仅重量大, 侧移刚度也大,而底层框架

侧移刚度比上层小得多。刚度的急剧变化使得在结构刚柔交接处,应力高度集中,在柱端产生

塑性铰,并使房屋的变形集中发生在相对薄弱的底层。这种比较薄弱的底层或中间层,可称之为“软层”。这种“软层”在抗震设计中应引起高度的注意。

5 抗震措施

(1)设置构造柱

构造柱是一种约束砌体的边缘构件,它不单独承受垂直荷载，在墙体受水平地震作用的初期,构造柱的应力很小,刚度也不大,但当墙体开裂后,柱内应力逐步增大,直到裂缝贯通墙体, 构造柱才明显受力直到钢筋屈服。此时的墙体虽已破碎但由于构造柱的约束作用使得墙体不至于倒塌, 从而达到“裂而不倒”的目的。构造柱的设置较大幅度地增强了墙体的变形能力, 使房屋取得了较大的延性,从而减小了突然发生倒塌的可能性。当然,构造柱的截面尺寸与配筋率也不宜过大,否则,大量的构造柱将会吸收大多数地震作用力,使得构造柱先于墙体破坏, 这就起不到约束墙体的作用了,反而使结构抵抗地震作用的能力降低了。

(2)设置圈梁

构造柱作为一种竖向构件,一股沿墙高而截面尺寸不变,配筋也少有变化。因此,在各楼层柱高处设置圈梁作为锚固点,使得构造柱和圈梁产生拉结,形成对上下和左右墙体的约束作用, 从而限制墙体裂缝的发展,并减小裂缝与水平面的夹角,保证墙体的整体性和变形能力,提高墙体的抗剪能力。除此以外,圈梁作为一种重要的构造措施,它还加强了内外墙之间、楼板与墙体之间的连接, 提高了结构的整体性, 并减轻地震时地表裂缝对房屋的影响, 特别是檐口圈粱和地圈梁具有提高房屋竖向刚度的能力和抵御地基不均匀沉陷的能力。

(3)验算墙柱高厚比

砌体结构房屋中的墙体是受压构件, 除了满足承载力要求外,还必须保证它的稳定性。墙柱高厚比是指砌体墙、柱的计算高度和墙厚或边长的比值。《规范》中规定,墙柱高厚比不能大于允许高厚比。只有满足这个要求,才可以保证砌体结构存施工阶段和使用阶段的稳定性。结合以往的工程经验,综合考虑包括砂浆强度等级、砌体类型、横墙间距、支承条件等多种因素后拟定的。

(4)设置伸缩缝

由于钢筋混凝上和砌体材料的线膨胀系数不同, 屋盖和墙体的刚度不同, 当温度变化时, 钢筋混凝土屋盖和砌体材料的墙体将产生不同的变形。因墙与屋盖变形相互制约, 而产生温度应力, 当墙体中的主拉应力或剪应力超过彻体的抗拉或抗剪强度时, 就会使墙体内产生斜裂缝和水平裂缝,顶层墙体一般最为严重,它包括纵墙的八字缝、横墙L 端的八字缝、屋盖与墙体之间的水平缝、纵横墙的包角裂缝、屋盖或楼盖中的裂缝以及墙体自上而下的贯通裂缝。为了防止房屋在正常使用条件下,由温差和墙体干缩引起的墙体竖向裂缝,可存墙体中产生裂缝可能性最大的地方设置伸缩缝,如房屋平面转折处和体型变化处,房屋中间部位及错层处等。实践证明,伸缩缝的设置达到了防止裂缝出现或减小裂缝宽度的目的,成为砌体结构抗震设计中一项重要的构造措施。此外,通过在屋盖上设置保温层、隔热层, 或设置屋面与墙体间相互滑动的滑动层等措施,也可以有效地防止温度变化或干缩变形引起的裂缝。

(5)加强构件间的连接

砌体结构房屋各构件间的抗震构造连接是其抗震的关键。抗震构造连接的部位较多, 重要部位的连接措施有下列几项：造柱与楼、屋盖连接;屋顶间的连接;墙与墙的连接;后砌体的连接;栏板的连接;构造柱底端连接; 悬臂构件的连接。

6 结束语

砌体结构既是一种量大面广的结构形式,又是一种抗震性能较差的结构形式。我们不可能彻底淘汰它,摒弃它,只有面对现实,孜孜不倦,深入研究它,提高它的抗震性能,不断赋予砌体结构新的内容、新的理念,使砌体结构具有更好的抗震性能和安全性,这就是

我们研究的目的。

参考文献：

[1]周炳章. 砌体结构抗震的新发展[ J] . 建筑结构学报.北京: 中

国建筑工业出版社, 2002.5

[2]砌体结构设计规范，GB50003-2002

[3]建筑抗震设计规范,GB50011-2010

[4]杨淑红.论砌体结构抗震设计[J].呼伦贝尔学院学报.2001年3月第9卷第1期

第7篇：砌体结构规范

砌体结构规范组对规范的释疑

2007-3-30扬华土木

关于《砌体结构设计规范》GB50003颁行后

反馈意见及相关问题的处理意见

《砌体结构设计规范》国家标准管理组，在中国工程建设标准化协会砌体结构委员会2004年11月换届大会和2005年12月全国砌体结构基本理论与工程应用学术会议期间组织《砌体结构设计规范》GB50003主要编制组成员及砌体结构委员会有关专家先后两次就《砌体结构设计规范》GB50003-2001颁行以来的反馈意见进行了充分地讨论。这些反馈意见包括因“强制性条文”要求在规范用语等引起的相应条文的局部变动，某些条文界定不够明确，某些条文内容尚待完善，以及条文中用语和文字表述错漏等。同时就《砌体结构设计规范》GB50003中理论体系建设和进一步完善，未来规范修订的内容和原则，特别是针对近年来新型墙材结构的应用进行了讨论和布署。下面仅就反馈意见中涉及到条文界定不够明确或不够准确、或不够全面及错漏等给出讨论的一致意见。并作为统一处理意见公布。

一、对反馈意见相关问题的意见

(一)砌体强度调整的说明

1、3.2.1条4款 灌孔砌块砌体强度fg

1)仅对其中的f调整。

2)对表3.2.1-3注2和3当满足第6.2.10条的规定时可不予折减。

3)对采用Mbxx型的水泥砂浆，取γa=1.0。

2、5.2.1条中的f——砌体的抗压强度设计值，可不考虑3.2.3条第2款的规定。

3、5.5.1条中对fv和f均取调整后的值。

4、8.2.1条网状配筋砌体，仅对其中的f调整。

(二)关于自承重砌块的最低强度等级

《砌体结构设计规范》GB50003 3.1.1、6.2.1和6.2.2条规定的砼砌块块材的最低强度等级主要根据承重砌块砌体结构的承载力、耐久性及正常使用极限状态的要求规定的。

对自承重构件中采用的砌块的最低强度等级，应根据相关产品标准、砌块材料类别、砌体所处的环境条件(地上或地下、室内或室外)、建筑墙体构造(保温、装饰、连接等)、墙体外加荷载或吊掛重物、门窗反复开启引起的冲击或振动，以及在正常使用状态(墙体裂缝)要求等因素确定。根据工程经验，过低的块体强度等级，很难满足上述要求，尤其是墙体裂缝控制的要求。

(三)关于在4.1.6、7.4.1条要否增加永久荷载效应组合表达式的说明

4.1.6、7.4.1条 均延用了原规范荷载效应组合的模式。即只考虑了由可变荷载效应控制的组合，而未考虑由永久荷载效应控制的组合。这一问题有待研究确定。

(四)关于4.2.5条、4.2.8条及5.1.3条

1、认为4.2.5条4款的表述不够明确。本款包括两项内容，一是按梁端铰支计算简图计算墙体的承载力，二是再根据梁端上部条件，考虑一定的约束弯矩计算该墙体的承载力，最终按二者中的最不利控制之。

2、4.2.8条1款，每侧翼墙宽度可取壁柱高度的1/3(壁柱高度是指一层的高度)，但不应大于窗间墙宽度和相邻壁柱间的距离。

3、5.1.3条1款中“当埋置较深且有刚性地坪时，可„”，如何理解“埋置较深且有刚性地坪”的内涵，设计应用时不易操作。

“埋置较深且有刚性地坪”用语表达了埋置较深和同时设有刚性地坪，而后者是必要条件。其中的刚性地坪，按相关规范规定：基础以上墙体两侧的回填土应分层回填压实(回填土和压实密度应符合国家有关规范的规定)，在压实土层上铺设的砼面层厚度不小于150mm。这样在基础埋深较深的情况下，设置该刚性地坪能对埋入地下的墙体，在一定程度上起到侧向嵌固或约束作用。其中“可取室外地坪以下500mm处”就考虑了这种“刚性地坪”的非刚性约束的影响。

(五)关于高厚比验算

1、6.1.4条中s的定义不够准确。

准确的表述为：s——相邻横墙(原为窗间墙)或„„。

2、6.1.1条未包括配筋砌块砌体构件，是否意味对这类构件可不作高厚比验算，其允许高厚比如何取值。 国际标准《配筋砌体设计规范》ISO9652-3未规定该内容，仅在8.2.3条中规定了轴向受压构件的高厚比不应大于30。《砌体规范》经分析并参照有关规范分别给出了相应控制内容：

1)在9.2.2条注2规定了这种构件的计算高度H0取值。

2)在9.4.14条规定了配筋砌块柱的高厚比限值。

3)在10.4.10条规定了配筋砌块砌体剪力墙在不同抗震等级下的高度或高厚比，而抗震等级四级时的高厚比适用于非抗震设防。

配筋砌块砌体构件的整体工作性能比无筋砌体好得多，而根据试验和国外相应标准的规定，将其划分为类同钢筋砼结构或构件，故只按上述控制高厚比即可。

对本规范中关于高厚比的验算和控制(指允许高厚比)，曾有不少读者提出意见或建议，认为这些大多基于低强砌体材料的规定，在随着墙体材料强度的提高(砂浆等级)应适当放宽和简化该项内容，而属施工阶段砌体构件的稳定性应通过相应的措施加以保证，这有待以后修订时考虑。

(六)其它(以下基本按章节顺序标示)

1、P35表6.2.2除蒸压灰砂砖外尚应包括蒸压粉煤灰砖。表中蒸压粉煤灰砖的最低强度等级系按《粉煤灰砖》JC239-2001以前的版本确定的，而按JC239-2001新版本，其最低强度等级应由MU10改为MU15，相应在本规范3.1节条文说明中作如下补充：MU15和MU15以上的蒸压粉煤灰砖可用于基础及其他建筑部位。

2、关于6.2.15-16条的夹心墙

1)本条文仅给出了砌块夹心墙的构造，是否也适用于砖砌体?

我国砖砌体夹心墙的试验和应用比砼砌块要早。试验表明两种块体材料夹心墙在规定的空腔和拉接件布置条件下的工作性能，包括抗震性能很接近，因此本条的原则同样适用于砖砌体。

2)夹心墙外叶墙的厚度有否限制?

本条文夹心墙的构造要求未对外叶墙的厚度作出规定，主要源于最普遍使用的两种块材：厚度为115mm的砖(含多孔砖)和90mm厚砼空心砌块。作为夹心墙组成部分的外叶墙，主要对内叶墙起装饰和保护作用，并承受自重、传递水平荷载或作用，以及自身的稳定性，但均取决于与内叶墙的连接件或网片。外叶墙的厚度首先要保证连接件或网片在灰缝砂浆中有一定的埋长，其次要满足在设置连接件或网片间距范围内的高厚比要求。按本条文规定的连接件或网片设置要求，如以90mm厚空心砌块外叶墙为例，当连接件、连接网片的间距为600mm和400mm，其高厚比分别为6.67和4.44;当采用厚度为60mm的实心装饰砌块外叶墙，连接件或网片间距取400mm，其高厚比为6.67。比较90mm厚空心砌块和60mm厚实心砌块外叶墙，二者除在高厚比稍有所差异(在允许范围)外，连接件或网片在灰缝砂浆中的有效埋长(扣除空心砌块孔洞的净尺寸)、折算墙面荷载均几乎相同。说明二者是等价或等效的。故夹心墙的外叶墙厚可取60mm厚实心砌块(规范6.2.16条4款规定的拉结件在叶墙上的搁制长度60mm为带孔洞的毛长，扣除孔洞后约为40~45)。但不宜小于60mm，否则需要增加连接件或网片的数量，这将对夹心墙的热性能、施工效率和用材指标等产生不利影响。

3、按《砌体规范》进行局压计算时，过梁、墙梁的梁端有效支承长度a0如何取值?

过梁和墙梁一般情况下属深受弯构件或深梁，其与普通浅梁不同在于，在设计荷载下的挠度很小，在支座产生的转动极小，因此过梁、墙梁与其下支座不会脱开，局部压力分布为均布或基本均布。即类似于《砌体规范》中的均匀局压的情况。因此凡符合深梁条件的过梁和墙梁的支座压应力分布可按均布考虑，即可取ε=1.0或a0=a。

4、关于8.1.2、8.1.3和表8.2.3配筋率ρ的表述。

1)这是原规范GBJ3-73和GBJ3-88就存在或沿用了的表述方式，细纠确实存在不一致之处。如8.1.2条中的ρ和表8.2.3中的ρ的体积配筋率，应定义为体积配筋百分率，而8.1.3条1款则为体积配筋率

(0.1%~1%)。这种表示是按照规范的本意，而不是刻意的。手册中的例题也是这样表达的。

2)在砼结构设计规范GB50010中也一直采用了配筋百分率和配筋率两个表述。如受压构件全部纵向钢筋的最小配筋百分率为0.6(见表9.5.1)，是指最小配筋率为0.6%，决非指最小配筋率为0.6。

3)网状配筋砖砌体抗压强度fn及影响系数Φn一直沿用原苏联规范的模式，是基于采用配筋百分率统计而得。就是否去掉100的问题，以往也有人提出，但均考虑此原因未作改动。

4)如果要取ρ=vs/v，势必影响到要修改fn和Φn，改动太大，因此这有待以后修订时考虑。

5、关于9.4节配筋砌块砌体灰缝钢筋的说明

1)9.4.1~9.4.6条中关于灰缝钢筋的规定，主要根据我国试验(见9.4.1~9.4.6的条文说明)并参照国际标准《配筋砌体设计规范》ISO9652-3制订的。试验表明在上述条文规定的条件下，灰缝钢筋能与砌块砌体共同工作，灰缝钢筋在砌体灰缝砂浆和灌孔砼中的锚固、搭接条件下完全能达到流限而不会被拔出，满足结构承受水平力和变形的要求。

2)本规范中的配筋砌块砌体房屋介于中高层或以下，而且在某一配筋砌块结构中，各墙片的受力也不相同，如较短的墙片，包括外墙开洞的墙片，其所受剪力较小，此时配筋钢筋网片更合适。另外对多层砌块砌体房屋，配钢筋网片不仅能提高其抗剪能力，也能显著提高结构的整体性和抗裂能力。

3)为指导配筋砌块砌体结构中的配筋方式及选择，已在《配筋砼砌块砌体建筑结构构造》03SG615第36~48页作了详细的规定和图示。因此在配筋砌块砌体结构配筋方式中不能去掉这种配筋方式。

4)本条规定的灰缝配筋适用于式(9.3.1-2)

6、关于9.1.1条

在本条中提到的偏心受拉正截面承载力计算，但在9.2节的正截面承载力计算表达式中却未给出相应的计算方法。

1)在本规范规定的范围内，配筋砌块剪力墙结构，墙片出现偏心受拉的机率很小。但从体系的完整或严密性考虑应对此有所说明。

2)根据配筋砌体与钢筋砼结构在受力性能的相似性原则，对配筋砌块砌体偏心受拉正截面承载力，可按《砼结构设计规范》GB50010第7.4.2~7.4.3条的有关规定计算。

7、关于多层砌块房屋局部尺寸的加强措施

在多层砌体房屋抗震设计中，砌体墙段的局部尺寸，特别是承重外墙尽端至门窗洞边的距离往往不能满足《建筑抗震设计规范》GB50011的要求。按《抗震规范》第7.1.6条的规定，当房屋的局部尺寸不能满足时应采用加强措施弥补，对多层砌块房屋可采用配筋砌块砌体剪力墙边缘构件的设计概念或原则进行加强，并应符合下列要求：

1)应以《抗震规范》第7.4.1、7.4.2条规定的芯柱设置部位及配筋要求作为根据《砌体规范》GB50003第9.4.11条和第10.4.12条设置边缘构件的条件。

2)按该处正应力的大小，确定约束区的配筋：

①当轴压比或正应力<0.5fg时约束区的尺寸限值按《砌体规范》第9.4.11条的规定确定，竖向芯柱钢筋应按《抗震规范》第7.4.1及7.4.2条的规定设置，约束筋按构造设置φ4@200拉结网片。

②当轴压比或正应力≥0.5fg时，该约束区应按砌体规范第10.4.12条的规定设计纵向钢筋和约束钢筋(箍筋)。纵向芯柱钢筋的直径按抗震规范和砌体规范中的大者采用。

3)多层砌块结构(非框支)应按抗震等级四级设计。

8、关于10.2.1和10.2.3条

在10.2.1条中包括蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖砌体，但在表10.2.3中却未包括这两种块材，如何计算δN?

1)蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖属新型墙材，我国早在90年代初期就在大量试验的基础上编制了这类砌体的设计应用标准。如《括蒸压灰砂砖砌体结构设计与施工规程》CECS20：90。为填补这种砌体材料在GB50003中的空白，在GBJ3-88修编时将其纳入到GB50003第10.1.8、10.2.1中，而未在10.2.3中反映属于遗漏。

2)在蒸压灰砂砖和蒸压粉煤灰砖砌体结构抗震设计时，仍可按CECS20：90执行。其中的δN取值列在该标准的表4.2.8中。

二、因强制性条文的需要引起规范有关条文的变动

1、根据“工程建设标准强制性条文”的要求，将“砌体规范”GB50003原定的强制性条文作了调整，条文数量由原29条压缩到18条，同时按强制性条文用语统一规定，对其中用语不符者作了改动，以及因此引起的相关条文表述上的局部变动。但该条文的实质内容未变。

2、强制性条文见《工程建设标准强制性条文(房建部分)实施导则》建工出版社，2004第384~401页及485页，也可在砌体网站()中找到。

三、勘误表

按本规范第一次印刷版本。凡因按强制性条文要求对相应条文作出的改动，应以强制性条文为准。 P2 2.1.2条第3行第4个字后加“墙和”，即“配筋砌体墙和柱„”

P5第2行hight应为height

P6倒数第2行中的李岡，改为李岗

P17表3.2.5-2砌体类别第一栏中的烧结粘土砖砌体，应为烧结砖砌体

P19倒数第5行第3个字后加“质量”二字，即为施工质量控制等级„

P20第1行“当楼面活„”应改为“当工业建筑楼面活„”

P24倒数第7行 γβ——不同砌体材料后加“构件”二字

P25 5.1.2注中砌块后加"砌体"，即对灌孔混凝土砌块砌体

P25 s——相邻横墙„„

P27 5.2.3-3中的hl应为h1

P29式(5.2.5-4)中的h应为hc

P32第8行中fVG应为fvg(g为小写)

P40删除图6.3.2中“梁下一皮砖灰缝”

P41第13行对„或其他非烧结砖墙体

P46表7.3.2中洞宽中hh应为bh

P47图7.3.3中顶梁h1应为ht

P49式(7.3.6-6) 为

P50倒数7行βv——考虑墙梁组合作用„„

P58图8.1.2 c)左图中补网距Sn

P62对HRB335级钢筋ξb=0.437

P6

8、P69图9.2.4、9.2.5矩形截面偏心受压构件„T形截面偏心受压构件(加了构件二字)

P71式(9.3.2-1)中h应为h0

P82式(10.3.1)有误，应以抗震规范式(7.2.9)为正。

P83表10.3.1中ξs为δs。

P83式(10.3.2)最外边的小括号应为中括号。

P83第10.3.4.2款第2行中应为：水平钢筋的竖向间距不应大于400

P84式10.4.3-1~2中的h应为h0

P87表10.4.11-1~2最小配筋率加强部位对应的三级均改为0.11

P88表10.4.12最后边栏倒数第2格的Φ8@200改为Φ6@200

P95表B.1.2中蒸压灰砂砖

P98图C(b)中右侧铰支杆应取消

P109第8行中的建材指标，应为建材标准

P131第17行„可能稍先剪坏

P140 9.4.9第1行倒数第3个字"它"改为"他"

第8篇：砌体结构总结

1、 砌体结构是指由块体和砂浆砌筑而成的墙、柱作为建筑物主要受力构件的结构。是砖砌

体、砌块砌体和石砌体结构的统称。

2、 砌体结构的优点：1可就地取材，造价低廉。2有很好的耐火性和较好的耐久性。，较好

的化学稳定性和大气稳定性，使用年限长。3保温，隔热性能好，节能效果明显。4施工设备简单，施工技术上无特殊要求。5当采用砌体和大型板材做墙体时，可以减轻结构自重，加快施工速度，进行工业化生产和施工。缺点：1砌体结构的自重大。2砌体的抗震和抗裂性能较差。3砌筑施工劳动强度大。4粘土砖制造耗用粘土，影响农业生产不利于环保。砌体结构的发展展望：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加强砌体结构理论的研究5革新砌体结构的施工技术，提高劳动效率和减轻劳动强度。

3、 块体是组成砌体的主要材料。常用的砌体块体有砖、砌块、石材。砌块按尺寸分为小型

中型大型，常用的是小型。烧结普通砖：240*115*53多孔砖：P型规格240、1

15、90。M型规格190、190、90.

4、 砂浆：是由胶凝材料(水泥、石灰)及细骨料(如粗砂、细砂、中砂)加水搅拌而成的黏

结块体的材料。作用：是将块体黏结成受力整体，抹平块体间的接触面，使应力均匀传递。同时，砂浆填满块体间的缝隙，减少了砌体的透气性，提高了砌体的隔热、放水和抗冻性能。混合砂浆：在水泥砂浆中掺入一定的塑形掺合料(石灰浆和黏土浆)所形成的砂浆。这种砂浆具有一定的强度和耐久性，而且可塑性和保水性较好。

5、 对砂浆质量的要求：1砂浆应有足够的强度，以满足砌体强度及建筑物耐久性要求2砂

浆应具有较好的可塑性，即和易性能良好，以便于砂浆在砌筑时能很容易且较均匀的铺开，保证砌筑质量和提高功效。3砂浆应具有适当的保水性，使其在存放、运输和砌筑过程中不出现明显的泌水、分层、离析现象，以保证砌筑质量，砂浆强度和砂浆与块体之间的黏结力。

6、 12墙的实际宽度是115MM;24墙(一砖)的实际宽度是240MM;37(一砖半)墙的

实际宽度是240+10+115=365MM;50(两砖)墙的实际宽度是240+10+240=490MM

7、 砌体受压破坏三个阶段的特征：第一阶段：从砌体受压开始当压力增大至50%~70%的

破坏荷载时，多空砖砌体当压力增大至70%~80%的破坏荷载时，砌体内某些单块砖在拉、弯、剪复合作用下出现第一条裂缝。在此阶段砖内裂缝细小，未能穿过砂浆层，如果不在增加压力，单块砖内的压力也不继续发展。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，并沿着竖向灰缝通向若干皮砖，并逐渐在砌体内连接成一段段教连续的裂缝。此时荷载即使不在增加，裂缝仍会继续发展，砌体已临近破坏，在工程实践中视为构件处于十分危险的状态。第三阶段：随着荷载的继续增加，砌体中的裂缝迅速延伸、宽度扩展，并连成通缝，连续的竖向贯通裂缝把砌体分割成半砖左右的小柱体(个别砖可能被压碎)失稳，从而导致整个砌体破坏。

8、 砌体的受压应力状态特点：1单块砖在砌体内并非均匀受压2砌体横向变形时砖和砂浆

存在交互作用3在竖向灰缝出现拉应力和剪应力的应力集中。

9、 影响砌体抗压强度的因素：1块体与砂浆的等级强度2块体的尺寸与形状3砂浆的流动

性、保水性及弹性模量的影响4砌筑质量与灰缝的厚度。

10、 网状配筋砖砌体构件的受压性能：第一阶段：在加载的初始阶段个别砖内出现第一

批裂缝，所表现的受力特点与无筋砌体相同，出现第一批裂缝时的荷载约为破坏荷载的60%~75%，较无筋砌体高。第二阶段：随着荷载的继续增加，纵向裂缝的数量增多，但发展很缓慢。纵向裂缝收到横向钢筋网的约束，不能沿砌体高度方向想成连续裂缝，这与无筋砖砌体受压时有较大的不同。第三阶段：荷载增至极限，砌体内部分开裂严

重的砖脱落或被压碎，最后导致砌体完全被破坏。此阶段一般不会像无筋砌体那样形成1/2砖的竖向小柱体而发生失稳破坏现象，砖的强度得以比较充分的发挥。

11、 混合结构房屋的结构布置方案：1纵墙承重方案传递路线：板——梁(屋架)

——纵墙——基础——地基。 特点：房屋空间较大，平面布置比较灵活。但是由于纵墙上有大梁或屋架，纵墙承受的荷载较大，设置在纵墙上的门窗洞口大小和位置受到一定的限制，而且由于横墙数量较少，房屋的横向刚度较差，一般适用于单层厂房、仓库、酒店、食堂等2横墙承重方案传递路线：楼(屋)面板——横墙——基础——地基特点：横墙数量多，间距小，房屋的横向刚度大，整体性好;由于纵墙是非承重墙，对纵墙上设置门窗洞口的限制较少，立面处理比较灵活。横墙承重适合于房间大小较固定的宿舍、住宅、旅馆等。3纵横墙混合承重方案竖向荷载的主要传递路线：楼(屋)面板——{梁——纵墙}——基础——地基{横墙或纵墙}

特点;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，所以适用于办公楼教学楼、医院等。4内框架承重方案 传递路线：

楼(屋)面板——梁——(外纵墙——外纵墙基础)——地基

{柱——柱基础}特点：平面布置灵活，有较大的使用空间，但横墙较少，房屋的空间刚度差。另外由于竖向承重构件材料不同，基础形式亦不同，因此施工较复杂，易引起地基不均匀沉降。内框架承重方案一般适用于多层工业厂房、仓库、商店等建筑。

12、房屋的空间工作：由于山墙或横墙的存在，改变了水平荷载的传递路线，使房屋有了空间作用。而且两端山墙的距离越近或增加越多的横墙，房屋的水平刚度越大，房屋的空间作用越大，即空间工作性能越好，则水平位移越小。空间性能影响系数η越大，表明整房屋的水平位移与平面排架的位移越接近，即房屋的空间作用越小：反之，值越小，表明房屋的水平位移越小，即房屋的空间作用大。因此，η又称考虑空间作用后的位移这件系数。

13、房屋静力计算方案：(两个主要因素是屋盖刚度和横墙间距)1刚性方案：当横墙间距小、楼盖或无盖水平刚度较大时，则房屋的空间刚度也较大，在水平荷载作用下，房屋的顶端水平位移很小，可以忽略不计，这类房屋称为刚性方案房屋。当房屋的空间性能影响系数η<0.33时，可以用此方法。2 弹性方案：当房屋的横墙间距较大，楼盖或屋盖水平刚度较小，则在水平荷载作用下，房屋顶端的水平位移很大，接近于平面结构体系，这类房屋称为弹性方案房屋。当η>0.77时，可以采用此方案。3 刚弹性方案：房屋的空间刚度介于刚性方案和弹性方案之间，其楼盖或屋盖具有一定的水平刚度，横墙间距不太大，能起一定的空间作用，在水平荷载作用下，房屋顶端水平位移较弹性方案的水平位移小，但又不可忽略不计。当0.33≤ η ≤0.77时，可按刚弹性方案计算。

14、 单层 刚性方案房屋设计计算假定：1纵墙、柱下端在基础顶面处固结，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。

15、 过梁：设置在门窗洞口顶部承受洞口上部一定范围内荷载的梁称为过梁。

16、 过梁的荷载：一种是仅承受一定高度范围的墙体荷载，另一种是除承受墙体荷载外，还承受过梁计算高度范围内梁板传来的荷载。

17、墙体荷载：1对砖砌体，当过梁的墙体高度h小于L/3时，墙体荷载应按照墙体的均布自重采用，否则应按高度为L/3墙体的均布自重采用。2 对砌块砌体，当过梁上的墙体高度h小于 L/2 时，墙体荷载应按墙体的均布自重采用，否则应按高度为L/2墙体的均布自重采用。

18、过梁的破坏：过梁跨中截面因受弯承载力不足而破坏;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;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。

19、圈梁：在砌体结构房屋中，沿砌体墙水平方向设置封闭状的按构造配筋的混凝土梁式结构，称为圈梁。位于房屋0.000以下基础顶面处设置的圈梁，称为地圈梁或基础圈梁。位于房屋檐口处的圈梁，称为檐口圈梁。作用：在房屋的墙体中设置圈梁，可以增强房屋的整体性和空间刚度，防止由于地基的不均匀沉降或较大振动荷载等对房屋引起的不利影响。

20、挑梁三种破坏形式;1抗倾覆力矩小于倾覆力矩而使挑梁绕其下表面与砌体外缘交点处稍向内移的一点转动发生倾覆破坏。2当压应力超过砌体的局部抗压强度时，挑梁下的砌体将发生局部受压破坏。3挑梁倾覆点附近由于正截面受弯承载力或斜截面受剪承载力不足引起弯曲破坏或剪切破坏。

21、挑梁的计算：抗倾覆验算、挑梁下砌体的局部受压承载力验算和挑梁本身的承载力验算。

第9篇：砌体结构课程设计

砌体结构课程设计

I砌体结构课程设计任务.....................................................................................2II、

砌体结构课程设计计算书......................................................................................4

一、结构方案........................................................................................................4

二、荷载资料............................................................................................................5

三、墙体高厚比验算................................................................................................6

四、结构承载力计算................................................................................................7

五、过梁，圈梁，挑梁，悬梁，板等构件布置及构造措施......................................18

六、基础设计..........................................................................................................22

一、设计题目：多层混合结构房屋设计

某多层办公楼，建筑条件图见附图，对其进行结构设计。

二、设计内容

1、结构平面布置图：柱、主梁、圈梁、构造柱及板的布置

2、墙体的承载力的计算

3、墙体局部受压承载力的计算

4、挑梁、雨蓬的计算

5、墙下条形基础的设计

6、绘制各层结构平面布置图(1：200)

7、完成计算书

三、设计资料

1、题号及楼面荷载取值

2、其它荷载取值(全部为标准荷载值)

(1)、屋面活荷载取2.0kN/m2,恒荷载取5.0kN/m2 (2)、卫生间活荷载取2.5kN/m2,恒荷载取7.0kN/m2 (3)、楼梯间活荷载取2.0kN/m2,恒荷载取4.5kN/m2 (4)、钢筋混凝土容重γ=25kN/m3 (5)、平顶粉刷：0.40kN/m2 (6)、基本风压：0.40kN/m2 (7)、铝合金门窗：0.25kN/m2 (8)、墙及粉刷：240mm厚：5.24kN/m2

3、地质条件

本工程建设场地地质条件较好，持力层为粘土层，持力层厚度4.0米，上部杂填土厚度1.2米,持力层下无软弱下卧层。粘土层地耐力特征值为230kpa。

4、材料

(1)、混凝土：C20或C25 (2)、砖采用页岩砖，砂浆采用混合砂浆或水泥砂浆，强度等级根据计算选定。

注：恒载、活载指的是楼面恒载、活载标准值，单位为kN/m2，要求同学按学号选择每题的楼面恒载、活载值。

一、结构方案

1.主体结构设计方案

该建筑物层数为五层，总高度为16.5m，层高3.3m<4m;体形简单，室内要求空间小，横墙较多，所以采用砖混结构能基本符合规范要求。

2.墙体方案及布置

(1)变形缝：由建筑设计知道该建筑物的总长度32.4m<60m，可不设伸缩缝。

工程地质资料表明：场地土质比较均匀，领近无建筑物，没有较大差异的荷载等，可不设沉降缝;根据《建筑抗震设计规范》可不设防震缝。

(2)墙体布置：应当优先考虑横墙承重方案，以增强结构的横向刚度。大房 间梁支撑在内外纵墙上，为纵墙承重。纵墙布置较为对称，平面上前后左右拉通;竖向上下连续对齐，减少偏心;同一轴线上的窗间墙都比较均匀。个别不满足要求的局部尺寸，以设置构造拄后，可适当放宽。根据上述分析，本结构采用纵横墙混合承重体系。

(3)墙厚为240mm。

(4)

一、二层层采用MU15烧结页岩砖，Mb10混合砂浆;三至五层采用MU10 烧结页岩砖，Mb7.5混合砂浆。

(5)梁的布置：梁尺寸为250mm*600mm，伸入墙内240mm。梁布置见附图。

(6)板布置：雨篷，楼梯间板和卫生间楼面采用现浇板，其余楼面均采用预

制装配式楼面，预制板型号为YKB3652，走廊采用YKB2452。具体布置见附图。

3.静力计算方案

由建筑图可知，最大横墙间距s=10.8m，屋盖、楼盖类别属于第一类，s<32m，

查表可知，本房屋采用刚性计算方案。计算简图如下所示。 4.多层砖混房屋的构造措施

(1)构造柱的设置：构造柱的根部与地圈梁连接，不再另设基础。在柱的上

下端500mm范围内加密箍筋为φ6@150。构造柱的做法是：将墙先砌成大马牙槎(五皮砖设一槎)，后浇构造柱的混凝土。混凝土强度等级采用C25。

(2)圈梁设置：各层、屋面、基础上面均设置圈梁。横墙圈梁设在板底，纵墙圈梁下表面与横墙圈梁底表面齐平，上表面与板面齐平或与横墙表面齐平。当圈梁遇窗洞口时，可兼过梁，但需另设置过梁所需要的钢筋。

二、荷载资料(均为标准值) 根据设计要求，荷载资料如下：

21、屋面恒荷载：3.4kN/m2+0.4kN/m(平顶粉刷)=5.4kN/m2, 屋面活荷载：2.0kN/m2。

22、楼面恒荷载：3.4kN/m2+0.4kN/m(平顶粉刷)=3.8kN/m2， 楼面活荷载：2.5kN/m2。

3、卫生间恒荷载：7.0kN/m2，活荷载：2.5kN/m2。

4、钢筋混凝土容重：γ=25kN/m3。

5、墙体自重标准值

240mm厚墙体自重5.24kN/m2(按墙面计) 铝合金玻璃窗自重0.25kN/m2(按墙面计)

6、基本风压0.4kN/m2，且房屋层高小于4m，房屋总高小于38米，所以设 计不考虑风荷载的影响。

7、楼梯间恒荷载4.5kN/m2，活荷载2.0kN/m2

三、墙体高厚比验算

1、外纵墙高厚比验算

室内地面距基础高度为0.7m，故底层高度H=3.3+0.7=4.0m，s=10.8m，即s>2H，计算高度H0=1.0H=4m，二层及二层以上为H0=3.3m。

墙厚0.24m，承重墙取µ 1 =1.0。

有窗户的墙允许高厚比：µ2=1−0.4bs1.5=1−0.4=0.83;s3.6 [β]允许高厚比，查表得：当砂浆强度等级为M10,M7.5时，[β]=26。底层高厚比验算：

4.0;β==16.67<μ1μ2[β]=1.0×0.83× 26=21.58(满足要求)0.24 二层及以上纵墙高厚比验算：3.3;=13.75<µ1µ2[β]=1.0×0.83× 26=21.58(满足要求)0.24

2、内纵墙高厚比验算β= 墙体的计算高度，底层：H0底=4.0m μ2=1-0.4 β=b1.0=1-0.4=0.89s3.64.0=16.67<μ1μ2[β]=1.0×0.89× 26=23.14(满足要求);0.24 二层及以上纵墙高厚比验算：

3.3;β==13.75<μ1μ2[β]=1.0×0.89× 26=23.14(满足要求)0.24

3、横墙高厚比验算

外横墙：底层：s=14.94m，H=4.0m，s>2H，H0=1.0H=4.0m β=H04.0==16.7<[β]=26h0.24 H3.3==13.75<[β]=26h0.24二层及以上：s=8.4m，H=3.3m，s>2H，H0=1.0H=3.3mβ= 内横墙：底层：s=6.3m，H=4m，H

四、结构承载力计算 (1)纵墙的承载力验算

①选定计算单元

在房屋层数、墙体所采用材料种类、材料强度、楼面(屋面)荷载均相同的情况下，在外纵墙取一开间为计算单元，有门窗洞口时，计算截面宽度取窗间墙的宽度，由于内纵墙的洞口面积较小，不起控制作用，因而不必计算。外纵墙最不利计算位置可根据墙体的负载面积与其截面面积的比值来判别。

最不利窗间墙垛的选择

墙垛长度l/mm3600 负载面积A/m23.6×6.3/2=11.34 ②荷载计算 屋面梁支座反力 屋面恒荷载标准值屋面活荷载标准值5.0kNm22.0kNm2梁及梁上抹灰：25×0.6×0.25×6.3/2+(0.25+0.6×2)×6.3/2×0.4 =13.64kN 基本风压为0.4kNm2<0.7kNm2,故不考虑风荷载影响。 设计值：

由可变荷载控制：

N1=1.2Gk+1.4Qk=1.2×(13.64+5.4×11.34)+1.4×2.0×11.34 =121.6kN 由永久荷载控制： 13.64+5.4×11.34+2.0×1.4×0.7×11.34N1=1.35Gk+0.7×1.4Qk=1.35×(

=123.311kN 楼面梁支座反力

屋面恒荷载梁及梁上抹灰 活载设计值：

由可变荷载控制：3.8kNm213.64kN2.4kNm2 N1=1.2Gk+1.4Qk=1.2×(13.64+3.8×11.34)+1.4×2.4×11.34 =106.18kN。 由永久荷载控制：

13.64+3.8×11.34N1=1.35Gk+0.7×1.4Qk=1.35×( =103.26kN。 墙体自重

女儿墙及粉刷重(厚240mm，高300mm)，两面抹灰40mm。 其标准值为：N=5.24×3.6×(0.3+0.12+0.6)=19.24kN 设计值：由可变荷载控制：19.24×1.2=23.09kN。 由永久荷载控制：19.24×1.35=26kN。

)计算每层墙体自重时，应扣除窗口面积，加上窗自重，考虑抹灰

对2,3,4,5层，墙体厚度均为240mm，计算高度(3.6×3.3-1.5×1.5)×5.24+1.5×1.5×0.25=设计值：由可变荷载控制：51.02×1.2=61.22kN 由永久荷载控制：51.02×1.35=68.88kN 对1层，墙体厚度为240mm，首层室内地面距基础0.7m，底层楼层高度为3.3+0.7-0.12-0.6=3.28m,其自重标准值为：

(3.6×3.28-1.5×1.5)×5.24+1.5×1.5×0.25=50.65kN设计值：由可变荷载控制：50.65×1.2=60.78kN 由永久荷载控制：50.65×1.3568.38kN ③内力计算

屋面及楼面梁的有效支承长度a0=10f一，二层MU15，Mb10，f=2.31N/mm2 a0=10×2.31=161.16mm<240mm，取a0=161mm三，四，五层MU10，Mb7.5，f=1.69N/mm2 a0=10×.69=188.42mm<240mm，取a0纵墙的计算简图

④墙体承载力计算

该建筑物的静力计算方案为刚性方案，因此静力计算可以不考虑风荷载的影响，仅考虑竖向荷载。在进行墙体强度验算时，应该对危险截面进行计算，即内力较大的截面;断面削弱的截面;材料强度改变的截面。所以应对荷载最大的底层墙体进行验算(240mm墙);二层荷载虽比底层小;三层与二层比较，荷载更小，但砌体强度较小(一，二层用M10砂浆，三层用M7.5砂砌筑);四，五层的荷载比三层小，截面及砌体强度与三层相同。所以应对一，三层的墙体进行强度验算。

由可变荷载控制的纵向墙体内力计算表

上层传荷截面Ⅱ—Ⅱ本层楼盖荷载截面Ⅰ—Ⅰ

e2(mm)楼层

Nu(kN)Nl(kN)a0(mm)el(mm)MNINⅡ31 373.31708.11 00 106.18106.18 188161 44.855.6 4.765.74 479.49811.37 540.71872.15 上层传荷楼层31 由永久荷载控制的纵向墙体内力计算表 本层楼盖荷载截面Ⅰ—Ⅰ e2(mm) 截面Ⅱ—Ⅱ NⅡ562.47906.25 Nu(kN)390.33734.61 Nl(kN)a0(mm)el(mm)103.26103.26 188161 44.855.6 M4.6 35.74 NI493.59837.87 00 表中：NI=Nu+NlM=Nu·e2+Nl·e1(负值表示方向相反) N =NI+Nw(墙重)el=h−0.4a0(h为支承墙的厚度)

对于每层墙体，纵墙应取墙顶Ⅰ-Ⅰ截面以及墙底Ⅱ-Ⅱ截面进行强度验算。

纵向墙体由可变荷载控制时的承载力计算表

第五层 计算项目 Ⅰ-Ⅰ

截7.05144.6948.72400.2033.313.750.423504000107.51.69360.29>1 第三层 Ⅰ

-

Ⅰ

截4.76479.499.932400.0413.313.750.668504000107.51.69590.3>1 Ⅱ-Ⅱ截面

0540.71024003.313.750.776504000107.51.69660.97>1 第一层 Ⅰ

-

Ⅰ

截5.74811.377.072400.0293.2813.670.7650400015102.31884.82>1 Ⅱ-Ⅱ截面

0872.15024003.2813.670.77850400015102.31905.78>1 M(kN⋅m)N(kN)e=MN(mm) h(mm)ehH0β=H0h ϕA(mm2)砖Mu砂浆Mf(mm2) ϕAf(kN)ϕAfN 计算项目

纵向墙体由永久荷载控制时的承载力计算表第五层 第三层Ⅰ-Ⅰ截面 Ⅰ-Ⅰ截面4.63 Ⅱ-Ⅱ截面 第一层 Ⅱ-Ⅱ截面 Ⅰ-Ⅰ截面5.74

面

面

面M(kN⋅m) 7.15 N(kN)e=MN(mm) h(mm)ehH0β=H0h ϕA(mm2)砖Mu砂浆Mf(mm2) 149.31482400.23.313.750.423504000107.51.69360.29>1 493.599.382400.0393.313.750.692504000107.51.69589.42>1 541.33024003.313.750.776504000107.51.69660.97>1 837.876.852400.0293.2813.670.76050400015102.31884.82>1 906.25024003.2813.670.77850400015102.31905.78>1 ϕAf(kN)ϕAfN ⑤砌体局部受压计算

以上述窗间墙第一层为例，窗间墙截面为240mm×2100mm,混凝土梁截面为600mm×250mm,支承长度240mm.. 根据内力计算，当由可变荷载控制时，本层梁的支座反力为Nl=106.18kN， Nu=708.11kN 当由永久荷载控制时，本层梁的支座反力为Nl=103.26kN，Nu=734.61kN a0=161mm<240mm Al=a0b=161×250=40250mm2 A0=h(2h+b)=240×(2×240+250)=175200mm2 A0175200-1=1+0.35×-1=1.64<2.0Al40250 A0175200==4.35>3,所以ΨN0+Nl≤ηγAlf

Ψ=0

;Al40250r=1+0.3

5验证不考虑上部荷载

压应力图形完整系数η=0.7 ηγAlf=0.7×1.64×40250×2.31=106.74kN>Nl=106.18kN(安全)。 再选一内纵墙计算单元： ①

内纵墙墙垛的选择

墙垛长度l/mm7200-2×1000-240-240=4720 负载面积A/m2 ②荷载计算 屋盖荷载

屋面恒荷载标准值屋面活荷载标准值梁及梁上抹灰5.4KNm22KN225×0.6×0.25×6/2+0.4×6.3/2(0.25+0.6×2) =13.64kN(6.3+2.4)/2×5.72=24.88 基本风压为0.40KNm2<0.7KNm2,故不考虑风荷载影响。设计值： 由可变荷载控制：

N1=1.2Gk+1.4Qk=1.2×(13.64+5.4×24.88)+1.4×2.0×24.88 =247.25kN 由永久荷载控制：

N1=1.35Gk+0.7×1.4Qk=1.35×+0.7×1.4×2.0×24.88 =248.55kN 楼面梁支座反力

屋面恒荷载梁及梁上抹灰 活载3.8kNm213.64kN2.4kNm2 设计值：

由可变荷载控制： N1=1.2Gk+1.4Qk=1.2×

(

13.64+3.8×24.88

)

(

13.64+5.4×24.88

)+1.4×2.4×24.88=213.42kN由永久荷载控制：

N1=1.35Gk+0.7×1.4Qk=1.35×

(

13.64+3.8×24.88

)+0.7×1.4×2.4×24.88 =197.25kN 墙体自重

该墙上部无女儿墙，所以无需计算女儿强自重。计算该墙体自重时，有门窗自重，及需考虑抹灰重量

对2,3,4,5层，墙体厚度均为240mm，计算高度3.3m，其自重标准值为： (3.3×5.72-2.4×1)×5.24+2.4×1×0.25=88.43kN 设计值：由可变荷载控制：88.43×1.2=106.12kN由永久荷载控制：88.43×1.35=119.38kN 对1层，墙体厚度为240mm，首层室内地面距基础0.7m，底层楼层高度为3.3+0.7-0.12-0.6=3.28,其自重标准值为：

(3.28×5.72-2.4×1)×5.24+1×2.4×0.25=87.83kN 设计值：由可变荷载控制：87.83×1.2=105.4kN 由永久荷载控制：87.83×1.35=118.57kN ③内力计算

屋面及楼面梁的有效支承长度a0=10f

一、二层MU15，Mb10，f=2.31N/mm2 a0=10×2.31=161.16mm<240mm，取a0=161mm

三、

四、五层MU10，Mb7.5，f=1.89N/mm2 a0=10×.89=188.42mm<240mm，取a0=188mm 纵向墙体的计算简图

由可变荷载控制的纵向墙体内力计算表 上层传荷本层楼盖荷载截面Ⅰ—Ⅰ楼层31 截面Ⅱ-Ⅱ

Nu(kN)672.911311.99 e2(mmNl(kN)213.42213.42 a0(mmel(mm)188161 44.855.6 M9.5611.87 NI886.331525.42 NIV 992.451630.82 00 由永久荷载控制的纵向墙体内力计算表 本层楼盖荷载截面Ⅰ—Ⅰ e2() 上层传荷楼层3 1 截面Ⅱ-Ⅱ

Nu(kN)684.561317.82 Nl(kN)197.25197.25 a0(mmel(mm)188161 44.855.6 M8.8410.97 NI881.811515.07 NIV 1001.191633.64 00 ④墙体承载力计算

纵向墙体由可变荷载控制时的承载力计算表第五层 计算项目 Ⅰ-Ⅰ

截面14.34247.25582400.2423.313.750.351132800107.51.69670.1>1 第三层 Ⅰ

-

Ⅰ

截

面9.56886.3310.792400.0453.313.750.6781132800107.51.691297.98>1 Ⅱ-Ⅱ截面

0992.45024003.313.750.7761132800107.51.691486.08>1 第一层 Ⅰ

-

Ⅰ

截

面11.871525.427.782400.0323.2813.670.711113280015102.311860.52>1 Ⅱ-Ⅱ截面

01630.82024003.2813.670.778113280015102.312035.85>1 M(kN⋅m)N(kN)e=MN(mm) h(mm)ehH0β=H0h ϕA(mm2)砖Mu砂浆Mf(mm2) ϕAf(kN)ϕAfN 计算项目

纵向墙体由永久荷载控制时的承载力计算表第五层第三层第一层Ⅰ-Ⅰ截Ⅰ-Ⅰ截Ⅱ-Ⅱ截面Ⅰ-Ⅰ截Ⅱ-Ⅱ截面面面面14.42248.55582400.2423.313.750.351132800107.51.69670.1>1 8.84881.8110.022400.0423.313.750.6851132800107.51.691311.39>1 01001.19024003.313.750.7761132800107.51.691485.60>1 10.971515.077.242400.0303.2813.670.722113280015102.311889.30>1 01633.64024003.2813.670.778113280015102.312035.8>1 M(kN⋅m)N(kN)e=MN(mm) h(mm)ehH0β=H0h ϕA(mm2)砖Mu砂浆Mf(mm2) ϕAf(kN)ϕAfN 由上表可以看出，计算墙体在各层都满足承载力要求，说明本设计的墙体截面安

全。

⑤砌体局部受压计算

以上述窗间墙第一层为例，窗间墙截面为240mm×2100mm,混凝土梁截面为600mm×250mm,支承长度240mm..根据内力计算，当由可变荷载控制时，本层梁的支座反力为Nl=213.42kN Nu=1311.99kN 当由永久荷载控制时，本层梁的支座反力为Nl=197.25kN，Nu=1317.82kN a0=161mm<240mm Al=a0b=161×250=40250mm2 A0=h(2h+b)=240×(2×240+250)=175200mm2 r=1+0.35A0 Al1=1+0.35×1752001=1.64<2.040250 验证ΨN0+Nl≤ηγAlf A0175200==4.35>3,所以Ψ=0故不需考虑上部荷载;Al40250 压应力图形完整系数η=0.7 ηγAlf=0.7×1.64×42500×2.31=112.7kN

①荷载计算

对于楼面荷载较小，横墙的计算不考虑一侧无活荷载时的偏心受力情况按两侧均匀布置活荷载的轴心受压构件取1m宽横墙进行承载力验算。取卫生间之间的横墙计算。

屋面梁支座反力设计值： 由可变荷载控制：

N1=1.2Gk+1.4Qk=1.2×5.4×3.6×1.0+1.4×2.0×3.6×1.0=33.41kN由永久荷载控制的组合：

N1=1.35Gk+0.7×1.4Qk=1.35×5.4×3.6×1.0+0.7×1.4×2.0×3.6×1.0 =36.32kN 楼面梁支座反力： 由可变荷载控制

N1=1.2Gk+1.4Qk=1.2×6×3.6×1.0+1.4×2.0×3.6×1.0=36kN 由永久荷载控制的组合：

N1=1.35Gk+0.7×1.4Qk=1.35×6×3.6×1.0+0.7×1.4×2.0×3.6×1.0 =36.22kN对2，3，4，5层，墙厚240mm，两侧采用40mm抹灰，计算高度3.3m自重标准值为：

5.24×3.3×1.0+0.04×20×3.3×1.0=19.93kN 设计值由可变荷载控制的组合：19.93×1.2=23.92kN 由永久荷载控制的组合：19.93×1.35=26.91kN 对一层，墙厚为240mm，计算高度4.0m,两侧采用40mm抹灰 自重标准值为：

5.24×4.0×1.0+0.04×20×4×1.0=24.16kN 设计值由可变荷载控制的组合：24.16×1.2=29kN 由永久荷载控制的组合：24.16×1.35=32.4kN 可变荷载控制的组合内力，第三层N=153.25kN第一层N=273.09kN永久荷载控制的组合内力第三层N=162.58kN第一层N=288.84kN 永久荷载控制的组合内力大于可变荷载控制的组合内力，故验算永久荷载控制的组合内力;

②承载力验算横向墙体由永久荷载控制时的承载力计算表 计算项目第三层第一层

N(kN) h(mm) H0 β=H0h A(mm) f(Nmm2) ϕAf(kN) ϕAfN162.582403.313.750.7762400001.69314.751288.842404.016.670.703240002.31389.74>1 上述承载力计算表明，墙体的承载力满足要求。 取楼梯间的横墙计算。 屋面梁支座反力设计值： 由可变荷载控制：

N1=1.2Gk+1.4Qk=1.2×(5.4×1.8×1.0+5.4×3.6×1.0)+1.4×(2×1.8×

1.0+2×3.6×1.0)=50.11kN 由永久荷载控制的组合：N1=1.35Gk+0.7×1.4Qk=1.35×(5.4×1.8×1.0+5.4×3.6×1.0

)

+0.7×1.4×

>(2.0×1.8×1.0+2.0×3.6×1.0)=49.95kN 楼面梁支座反力： 由可变荷载控制：

N1=1.2Gk+1.4Qk=1.2×(4.5×1.8×1.0+3.8×3.6×1.0)+1.4×(2.0×1.8×1.0+2.4×3.6×1.0)=41.98kN 由永久荷载控制的组合：

N1=1.35Gk+0.7×1.4×Qk=1.35×(4.5×1.8×1.0+3.8×3.6×1.0)+0.7×1.4×(2.0×1.8×1.0+2.4×3.6×1.0)=39.94kN 墙体及抹灰自重：

对2，3，4，5层，墙厚240mm，两侧采用40mm抹灰，计算高度3.3m自重标准值为：

5.24×3.3×1.0=17.29kN 设计值由可变荷载控制的组合：17.29×1.2=23.45kN 由永久荷载控制的组合：17.29×1.35=26.04kN 对一层，墙厚为240mm，计算高度4.0m,两侧采用40mm抹灰 自重标准值为：

5.24×4.0×1.0=20.96kN 设计值由可变荷载控制的组合：20.96×1.2=25.15kN 由永久荷载控制的组合：20.96×1.35=28.3kN 可变荷载控制的组合内力，第三层N=180.37kN第一层N=310.63kN 永久荷载控制的组合内力第三层N=181.93kN第一层N=313.91kN 永久荷载控制的组合内力大于可变荷载控制的组合内力，故验算永久荷载控制的组合内力;

②承载力验算横向墙体由永久荷载控制时的承载力计算表 计算项目第三层

181.93 240 3.3 13.75 0.776 240000

第一

层313.912404.016.670.703240000N(kN)h(mm)H0β=H0hϕA(mm) f(Nmm2) ϕAf(kN) ϕAfN1.69314.75>12.31389.74>1 上述承载力计算表明，墙体的承载力满足要求。

四、过梁，圈梁，挑梁，悬梁，板等构件布置及构造措施 1.窗过梁

根据本建筑的使用要求，采用钢筋砖过梁，故拱的跨度取1.5m,砖强度取Mu10,砂浆强度取M10.高度取240mm,钢筋砖地面砂浆层处的钢筋直径为6mm，间距为100mm,钢筋伸入支座砌体内的长度取240mm,砂浆层的厚度取35mm。过梁示意图如图3 所示： 图3.过梁示意图

作用在过梁上的荷载，因hw=0.6m>ln/3=1.5/3=0.5m 荷载设计值计算： (1)第一种组合

q=1.2×5.24×1.5/3=3.44kN/m (2)第二种组合

q=1.35×5.24×1.5/3=3.84kN/m 因此取q=3.84kN/m 弯矩M=1/8qln2=1/8×3.84×1.52=0.996kN.m 剪力V=1/2qln2=1/2×3.84×1.5=2.655kN 钢筋计算As=取hw=0.5mM996000==11.63mm2 0.85fyh00.85×210×480 选用3φ6(As=85mm2) 抗剪承载力验算

查表得弯曲抗拉，烧结普通砖fvo=0.17Mpa=170kN/m,则受弯构件的受剪承载V≤fv⋅b⋅z z——内力臂，当截面为矩形时，z=h h——过梁截面高度，取0.5m23 b⋅z⋅fv=0.24×2/3×0.5×170=13.6kN>V=2.655kN 2.门洞口过梁满足要求。

因hw=0.6m>ln/3=1.5/3=0.5m,取hw=0.5m,应计入由板传来的荷载荷载设计值计算：

梯形荷载化为等效均匀荷载 办公室楼面荷载：

g′=(1−2α2+α3)g a=6.3=3.152α=a3.15==0.438l7.2g=3.1kN⋅m2g1=(1−0.4382×2+0.4383)×3.4=2.38kN/m q1=(1−0.4382×2+0.4383)×2.4=1.68kN/m 走廊楼面荷载：

2.4a1.2a==1.2α===0.1672l7.2 g2=(1−0.1672×2+0.1673)×3.4=3.22kN/m q2=(1−0.1672×2+0.1673)×2.4=2.29kN/m g=g1+g2=2.38+3.22=5.60kN/m q=q1+q2=1.68+2.29=3.97kN/m (1)第一种组合

q=1.2×(5.24×0.5+5.60)+1.4×3.97=15.42kN/m (2)第二种组合

q=1.35×(5.24×0.5+5.60)+1.4×0.7×3.97=14.99kN/m因此取q=15.42kN/m 弯矩M=1/8qln2=1/8×15.42×1.02=1.93kN⋅m 剪力V=1/2qln=1/2×15.42×1.0=7.71kN

钢

筋

计

算As=M1930000==23.93mm2 0.85fyh00.85×210×480 选用3φ6(As=85mm2) 抗剪承载力验算

查表得fvo=0.17Mpa=170kN/m,则

b⋅z⋅fvo=0.24×2/3×0.5×170=13.6kN>V=7.07kN满足要求。 3.圈梁

为了满足建筑的整体稳定性，故应设置圈梁。

圈梁的设置位置：由于本建筑为多层办公楼建筑，且层数为5层，故应在底层和檐口标高处设置现浇钢筋混凝土圈梁，且至少应在所有纵横墙上隔层设置一道圈梁，圈梁设置时应符合现行的国家标准《建筑地基基础设计规范》(GB-50007-2002)的有关规定。

4.雨篷挑梁抗倾覆验算

雨篷的抗倾覆验算，挑出1.8m。挑梁选250mm×400mm。挑出1.8m.埋入2.45m。l1=2.15m≻2.2hb=2.2×0.4=0.88m x0=0.3h0=0.3×0.4=0.12m 雨篷以两根挑梁加雨篷板构成。

挑梁自重线荷载标准值gk=25×0.25×0.4=2.5kN/m 楼面均布荷载标准值：

3.61.8a==1.8α==0.3g2k′=3.4×3.6=12.24kN/m26 转化

为

等

效

均

布

荷

载g2k=(1−2×α2+α3)g2k′=0.847×12.24=10.36kN/m楼面活荷载偏于安全考虑，不计入抗倾覆力矩。

雨篷板的恒荷载为4.0kN/m2，活荷载为3.0kN/m2 则雨篷作用在挑梁上的线荷载为： g1k=4×3.6=14.4kN/m 倾覆力矩：q1k=3×3.6=10.8kN/m Mov=1.2×[挑梁自重弯矩+雨篷板重弯矩]+1.4×雨篷活荷载弯矩 ⎡(1.8+0.12)2(1.8+0.12)2⎤(1.8+0.12)2 =1.2×⎢2.5×+14.4×⎥+1.4×10.8×222⎣⎦ =37.38+27.87=65.25kN⋅m 由于挑梁与砌体的共同工作，挑梁倾覆时将在其埋入端脚部砌体形成阶梯形斜裂缝。斜裂缝以上的砌体及作用在上面的楼(屋)盖荷载均可起到抗倾覆的作用。斜裂缝与竖轴夹角称为扩散角，可偏于安全地取45o。

这样，墙体的抗倾覆弯矩计算如下

墙体自重产生的抗倾覆弯矩分为三部分。 墙体净高取h=3.3−0.6−0.12=2.58m 第一部分挑梁上部墙体产生的弯矩 5.24×2.15×2.58×( 第二部分2.15−0.12)=27.76kN⋅m245o角范围内的矩形墙体产生的弯矩 2.15+2.15−0.12)=90.25kN⋅m25.24×2.15×2.58×( 第三部分45o以下的三角墙体产生的负弯矩

12−5.24××2.15×2.15×(×2.15+2.15−0.12)=−42.03kN⋅m23 综上墙体产生的抗倾覆弯矩

Mr=0.8∑Gr(l2−x0)=27.76+90.25−42.03=75.98kN⋅m 抗倾覆力矩：

Mr=0.8[楼面恒载的弯矩+挑梁自重的弯矩+墙体自重的弯矩] 22⎡⎤(2.15-0.12)(2.15-0.12)=0.8⎢9.45×+2.5×+75.98⎥22⎣⎦ =80.48kN⋅m Mr≻Mov，满足要求。

挑梁下砌体局部受压承载力验算 η=0.7，γ=1.25，f=2.31MPa，

A1=1.2bhb=1.2×240×300=86400mm2, 取Nl=2×R, R为挑梁的倾覆荷载设计值。

Nl=2×[1.2×(挑梁自重+雨篷板恒载)+1.4×雨篷板活载] 11⎤=73.73kN=2×⎡1.2×(25×0.25×0.4×1.92+×4×3.6×1.92)+1.4××3×1.92×3.6⎢⎥22⎣⎦

<ηγfAl=0.7×1.25×2.31×86400=174.64kN,满足要求。

五、基础设计

根据地质资料，取-1.100处作为基础底部标高，此时持力层经修正后的容许承载力q=240kN/m2。γ=20kN/m3。采用砖砌刚性条形基础，在砖砌基础下做250mm厚灰土垫层，灰土垫层抗压承载力qcs=250kN/m2。当不考虑风荷载作

用时，砌体结构的基础均为轴心受压基础。

(1)计算单元

对于纵墙基础，可取一个1m为计算单元，将屋盖、楼盖传来的荷载及墙体、门窗自重的总和，折算为沿纵墙每米长的均布荷载进行计算。由于永久组合的荷载值较大，起控制作用，故按永久组合来考虑。

1、基础尺寸的确定

基础顶面单位长度内轴压取楼梯间的首层Ⅱ截面荷载永久值F=313.91kN标准值Fk=261.59kN弯矩Mk=0 b≥F261.59==1.21m2 fa-γGd240-20×1.2 取该基础承重墙下条形基础宽度b=1.3m

2、验算地基承载力 Gk=γGAd=20×1.3×1.1=28.6kN Fk+Gk261.59+28.6==239.63kpaA1.2

11313.63pn•a12=××(0.6−0.12)2=27.82kN⋅m221.3 313.63V=Pnb=×(0.6−0.12)=125.56kN,1.3 确定基础高度h=400mm V125.56确定基础高度:h===163mm。0.7βhft0.7×1.0×1.10M= 20=350mm>163mm,满足2 配筋计算：AS=M/0.9fyh0=27.82×106/(0.9×210×350)=421mm2,实际基础有效高度h0=400−40−

选用φ10@150，AS=628mm2，分布钢筋选用φ8@250. 由于楼梯间荷载最大，故楼梯间基础尺寸能满足其他部位墙体的承载力要求，此房屋的基础均取b=1.3m,埋深1.1m的基础

参考文献：

1、刘立新.砌体结构(第3版).武汉理工大学出版社.2007

2、中华人民共和国国家标准.建筑抗震设计规范(GB50011-2001).中国建筑工业出版社.2001

3、中华人民共和国国家标准.混凝土结构设计规范(GB50010-2002).中国建筑工业出版社.2002

4、中华人民共和国国家标准.砌体结构设计规范(GB50003-2001).中国建筑工业出版社.2002

5、中南地区建筑标准设计协作组办公室.中南地区建筑标准设计建筑图集.中国建筑工业出版社.2005

墙体自重：