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文檔簡介
1、 砌體結(jié)構(gòu)羅梅芳第一章、緒論第二章、砌體材料及其力學性能第三章、砌體結(jié)構(gòu)的強度計算指標第四章、無筋砌體構(gòu)件的承載力計算第五章、混合房屋墻、柱設(shè)計第六章、配筋砌體構(gòu)件的承載力計算第七章、圈梁、過梁、挑梁的計算第八章、砌體結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計第一章 緒論 (Introduction) 1.1砌體結(jié)構(gòu)的特點一概念砌體結(jié)構(gòu):由塊體和砂漿砌筑而成的墻、柱作為建筑物主要受力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)。是磚砌體、砌塊砌體和石砌體結(jié)構(gòu)的統(tǒng)稱。 混合結(jié)構(gòu):工程結(jié)構(gòu)中主要承重構(gòu)件由不同的結(jié)構(gòu)材料所構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。目前我國大多數(shù)多層住宅等常采用砌體承重墻、混凝土樓(屋)蓋的砌體-混凝土的混合結(jié)構(gòu)。二砌體結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)缺點優(yōu)點:1就地取材,造價低
2、; 是砌體結(jié)構(gòu)得以廣泛采用的主要原因;2耐久性和耐火性好; 砌體材料有較好的化學穩(wěn)定性、大氣穩(wěn)定性和耐火性能;3保溫、隔熱、隔音性能好;4施工難度小。 不需模板,也無需特殊的技術(shù)裝備,采用簡易措施即可四季施工。新鋪砌體即可承受一定的荷載,可連續(xù)施工。缺點:1強度低; 抗拉、抗剪及抗彎強度很低,遠低于抗壓強度;2自重大;截面面積、構(gòu)件體積大;3整體性較差(抗震性差),受力性能的離散性較大;4勞動強度高; 基本為手工操作;5采用黏土磚會侵占大量農(nóng)田。1.2 砌體結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀砌體結(jié)構(gòu)主要用于軸心受壓構(gòu)件或偏心距比較小的偏心受壓構(gòu)件,如住宅等民用房屋以及部分工業(yè)房屋中的墻、柱等。此外,在橋梁與隧道工程、
3、壩及渡槽以及水池、煙囪、料倉等特種結(jié)構(gòu)中,有時也砌體結(jié)構(gòu)。 因砌體結(jié)構(gòu)強度低、整體性和變形能力較差,不利于結(jié)構(gòu)的抗震,致使砌體結(jié)構(gòu)的應(yīng)用受到一定的限制。 砌體結(jié)構(gòu)也采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計方法,并采用分項系數(shù)的設(shè)計表達式進行計算。1.3砌體結(jié)構(gòu)的發(fā)展方向輕質(zhì)高強:既提高砌體的強度,又減輕砌體的重量。目前主要趨向是采用大尺寸、高強度、高孔洞率的塊體材料和高強、高粘結(jié)性砂漿。 約束砌體:當砌體的變形受到約束時,可有效地提高砌體的抗壓、抗拉、抗剪強度,增強抗震能力。約束砌體的方法:設(shè)置構(gòu)造柱和圈梁;在多孔磚或空心砌塊的孔洞內(nèi)配置豎向鋼筋,必要時在水平縫內(nèi)配置橫向鋼筋;對柱或墻體采用配筋砌體
4、;在墻體內(nèi)設(shè)置鋼筋砼約束柱,在窗臺標高處設(shè)置鋼筋砼水平面帶,形成組合受壓構(gòu)件;對砌體施加預(yù)壓應(yīng)力等。 墻體改革:重點是發(fā)展非燒結(jié)材料,利用工業(yè)廢料,不再侵吞農(nóng)田,節(jié)約能源,以利于可持續(xù)發(fā)展。 工業(yè)化:加速實現(xiàn)塊體材料生產(chǎn)的工業(yè)化、自動化,發(fā)展房屋工廠化生產(chǎn),采用現(xiàn)代化施工技術(shù),以提高砌體結(jié)構(gòu)的質(zhì)量并減輕手工勞動。第二章 砌體材料及其力學性能2.1塊材一、塊體材料的種類 1.燒結(jié)粘土磚:經(jīng)過焙燒的燒結(jié)普通磚、燒結(jié)多孔磚; 按材料不同分類:燒結(jié)普通粘土磚、燒結(jié)頁巖磚、燒結(jié)煤矸石磚、燒結(jié)粉煤灰磚。普通磚粘土磚: 尺寸:240mm115mm53mm; 重力密度:1618KN/m 特點:耐久性、保溫、隔
5、熱性能好;取材方便,生產(chǎn)工藝簡便,砌筑方便;農(nóng)田破壞、能源消耗和環(huán)境污染。2.非燒結(jié)硅酸鹽磚(蒸壓磚):不經(jīng)過焙燒的蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚以及砼、粉煤灰砌塊。蒸壓磚:壓制成型,蒸壓養(yǎng)護而成。 尺寸: 240mm115mm53mm ; 重力密度:1418KN/m; 適應(yīng)范圍:承重墻體和基礎(chǔ),但不能用在高溫環(huán)境下的砌體結(jié)構(gòu)。3.燒結(jié)多孔磚:承重燒結(jié)多孔磚:以粘土、頁巖煤矸石或粉煤灰為主要原料, 經(jīng)焙燒而成,孔洞率不小于25%,孔洞豎向放置; 分為P普通 ( KP1、KP2)、 K空心、 M模數(shù)特點:自重較小,保溫、隔熱性能有了進一步的改善。非承重粘土空心磚:孔洞率為40%60%,孔洞水平放置。主
6、要用于框架填充墻和非承重隔墻。kM1型kM2型配磚kP1型kP2型KP1型燒結(jié)多孔磚尺寸:240X115X90(mm)4混凝土砌塊:普通砼小型空心砌塊: 空心率25%(空心砌塊) 特點:強度高,自身質(zhì)量輕、耐久性好、外形尺寸規(guī)整;輕骨料混凝土小型空心砌塊:浮石、火山渣、陶粒等輕骨料混凝土制成。 特點:輕質(zhì)、高強、保溫隔熱性能好,特別適用于保溫隔熱要求較高的圍護結(jié)構(gòu)。用普通砼或輕砼以及硅酸鹽材料制作的實心和空心塊材。按尺寸大小和質(zhì)量分為可手工砌筑的小型砌塊(高度180mm350mm)和采用機械施工的中型(360mm900)和大型(大于900mm)砌塊。粉煤灰小型空心砌塊:水泥、粉煤灰,各種輕重骨
7、料、水為主要材料制成。砌塊的孔洞沿厚度方向只有一排孔的為單排小型砌塊;雙排孔小型砌塊;多排孔小型砌塊。5天然石材:當自重大于18N/m3的稱為重石,如,花崗石、石灰石、砂石等; 當自重小于18N/m3的稱為輕石,如, 凝灰石、貝殼灰?guī)r等;按加工后的外形規(guī)則程度分為細料石、半細料石、粗料石和毛料石。形狀不規(guī)則、中部厚度不小于200mm的塊石稱為毛石。加氣混凝土砌塊長度:600 高度:200、250、300 寬度:200、125、150、200、250、300 6、塊體材料的強度等級塊體材料的強度等級由標準試驗方法得出的塊體極限抗壓強度的平均值確定。 砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中規(guī)定的塊體強度等級: 燒結(jié)普
8、通磚、燒結(jié)多孔磚等:MU30、MU25、MU20、MU15和MU10; 蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚:MU25、MU20、MU15和MU10; 砌塊: MU20、MU15、MU10、MU7.5和MU5; 石材: MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30和MU20。2.2 砂漿和灌孔混凝土砂漿在砌體中的作用:填滿塊體間的空隙,使塊體所受應(yīng)力均勻分布,并使塊體與砂漿接觸面產(chǎn)生粘結(jié)力和摩擦力,從而將單個塊體凝結(jié)成整體以承受荷載。 要求:足夠的強度、較好的可塑性和保水性。 組成:由砂、無機膠結(jié)料(石灰?guī)r、石膏、水泥、粘土等)按一定比例加水攪拌而成。一、砂漿水泥砂漿純水泥砂漿; 特點:強
9、度高、耐久性好;和易性和保水性較差; 適用:強度要求較大的地上砌體及地下砌體?;旌仙皾{(如水泥石灰砂漿、水泥石膏砂漿) 特點:和易性和保水性較好; 適用:砌筑地面以上墻、柱砌體。非水泥砂漿不含水泥的砂漿(石灰砂漿、石膏砂漿、粘土砂漿等); 特點:強度低、耐久性差; 適用:砌筑承受荷載不大的砌體或臨時性建筑物、構(gòu)筑物的砌體。 1、砂漿的種類強度等級:邊長為70.7 mm的立方體試塊在203環(huán)境下,水泥砂漿在濕度為90%以上,水泥石灰砂漿在60%80%條件下養(yǎng)護28天齡期的標準立方體試塊的抗壓強度平均值劃分。等級分為:M15、M10、M7.5、M5和M2.5。 當采用砼小型空心砌塊時,應(yīng)根據(jù)國家建
10、材行業(yè)標準砼小型空心砌塊砌筑和灌孔砼(JC860/861-2000)的規(guī)定,采用專用砂漿(Mb)和專用灌孔砼(Cb)。2、砂漿的強度等級基土的潮濕程度粘土磚混凝土砌塊石材混合砂漿水泥砂漿嚴寒地區(qū)一般地區(qū)稍潮濕的很潮濕的含飽和水MU10MU15MU20MU10MU10MU15MU5MU7.5MU7.5MU20MU20MU20M5M5M5M7.5二、磚石和砂漿的選擇因地制宜,就地取材;選擇強度等級適宜的塊體和砂漿;耐久性的要求:耐久性不足時,經(jīng)凍融循環(huán)后會引起磚石剝落和強度降低;地面以下或防潮層以下的砂漿的最低強度要求:磚石和砂漿最低強度等級要求多層房屋承重墻中,變化不宜過多,且同一層內(nèi)不宜采用不
11、同等級的塊體及砂漿。 砌塊結(jié)構(gòu)特別是配筋砌塊砌體剪力墻結(jié)構(gòu):采用具有高粘結(jié)性、工作性能好和強度較高的專用砂漿及高流態(tài)、低收縮和高強度的專用灌孔砼。 五層及五層以上房屋的墻以及受振動或?qū)痈叽笥?m的墻、柱所用材料的最低強度等級:磚MU10;砌塊MU7.5;石材MU30;砂漿M5。當安全等級為一級或設(shè)計使用年限大于50年時提高一級。 蒸壓磚的使用受長期溫度、冷熱變化、酸性介質(zhì)、建筑部位、凍融及干濕交替作用的影響。凍脹地區(qū),地面以下或防潮層以下的砌體,不宜采用多孔磚。若采用,需c20混凝土灌實。2.3砌體的分類和應(yīng)用一.無筋砌體: 僅有塊材和砂漿組成的砌體,無筋砌體房屋抗震性能和抗不均勻沉降能力較差
12、。 1.磚砌體結(jié)構(gòu):實砌體(建筑中的柱、墻、基礎(chǔ)、涵洞等)砌體通常采用一順一丁、梅花丁、三順一丁砌筑方式(120mm,240mm,370mm,490mm,620mm墻厚)和空斗砌體(節(jié)能效果明顯)用磚側(cè)砌或平、側(cè)交替砌筑成的空心墻體;具有用料省、自重輕和隔熱、隔聲性能好等優(yōu)點;適用于13層民用建筑的承重墻或框架建筑的填充墻;空斗墻在中國是一種傳統(tǒng)墻體,明代以來已大量用來建造民居和寺廟等,長江流域和西南地區(qū)應(yīng)用較廣。2.砌塊砌體結(jié)構(gòu):由砌塊和砂漿砌筑而成的結(jié)構(gòu)。(民用、工業(yè)建筑墻體)3.石砌體結(jié)構(gòu):由天然石材和砂漿砌筑而成的結(jié)構(gòu)。料石砌體(墻、柱、基礎(chǔ))、毛石砌體(擋土墻、護坡)和毛石混凝土砌體
13、(基礎(chǔ)和擋土墻)二、配筋砌體有橫向配筋砌體、組合砌體和配筋混凝土空心砌塊。1、在磚柱或墻體的水平灰縫內(nèi)配置鋼筋網(wǎng)片,稱為橫向配筋砌體。2、在豎向灰縫內(nèi)或預(yù)留的豎槽內(nèi)配置縱向鋼筋,并澆筑混凝土,形成組合砌體,也稱為縱向配筋砌體,適用于承受偏心壓力較大的墻和柱。外包式組合磚砌體:墻或柱外側(cè)配置一定厚度的鋼筋混凝土面層或鋼筋砂面層,提高磚砌體的強度。內(nèi)嵌式組合磚砌體:先砌墻,后澆混凝土構(gòu)造柱。砌體與墻體按構(gòu)造砌成馬牙槎,保證共同工作。3、配筋混凝土空心砌塊砌體 :上下孔對齊,豎向孔內(nèi)配鋼筋、澆混凝土,在橫肋凹槽內(nèi)配水平鋼筋并澆混凝土或水平灰縫配置水平鋼筋。特點:自重輕,地震作用小,抗震性能好,造價比
14、鋼筋混凝土低。使用前景廣泛。三、預(yù)應(yīng)力砌體預(yù)應(yīng)力砌體在砌體構(gòu)件或結(jié)構(gòu)的某些部位配置一定的預(yù)應(yīng)力鋼筋,通過張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋獲得預(yù)應(yīng)力;施工方法:先張法(標準的中、小構(gòu)件)、后張法(現(xiàn)場施工,主要用于墻柱的預(yù)應(yīng)力施加。特點:抗裂性能得到改善,結(jié)構(gòu)的整體性增強,提高了砌體的抗倒塌能力和抗震性能。一、無筋磚砌體受壓破壞三階段:(240370720mm的標準試件)第一階段:加載單塊磚內(nèi)出現(xiàn)細小裂縫N1=50%70%Nu第二階段:細小裂縫穿過幾皮磚的連續(xù)裂縫N2=80%90%Nu第三階段:若干皮磚的連續(xù)裂縫貫通整個構(gòu)件的縱向裂縫,形成半磚小柱,失穩(wěn)破壞。N3=Nu2.4砌體的受壓性能二、受壓砌體應(yīng)力狀態(tài)的分
15、析塊體處于壓、彎、剪的復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài):塊體表面不平整,砂漿鋪砌厚度和密實性不均勻,使單個塊體不均勻受壓,而處于壓、彎、剪復(fù)合狀態(tài)。由于塊體的抗彎、剪強度遠低于抗壓強度,因而較早出現(xiàn)單個塊體裂縫。塊體抗壓能力不能充分發(fā)揮,所以砌體的抗壓強度總低于塊體。 塊體與砂漿的交互作用使磚承受水平拉應(yīng)力:兩者彈性模量和橫向變形系數(shù)不一致,橫向變形時,塊體處于豎向受壓、橫向受拉狀態(tài),從而降低了抗壓強度。 在塊體間的豎向灰縫處存在應(yīng)力集中:豎向灰縫不可能填滿,使得砂漿與塊體的粘結(jié)力不足砌體的整體性削弱,造成塊體間的豎向灰縫存在剪應(yīng)力和橫向拉應(yīng)力集中,導(dǎo)致塊體受力更不利。1、塊體的物理力學性能(抗壓強度和塊材規(guī)格)
16、 2、砂漿的物理力學性能(強度、變形性能和易性、保水性) 塊材的抗壓強度高,砌體的抗壓強度越大;塊體厚度大,外形規(guī)則平整(砌體中的拉彎剪應(yīng)力較?。?,砌體抗壓強度越大。砂漿強度等級不高的情況下,提高砂漿強度等級,砌體抗壓強度有明顯提高,但砂漿強度等級過高時,對砌體的抗壓強度的提高并不明顯。砂漿與砌塊等級相互匹配,比較合理;砂漿變形越大,砌體的抗壓強度越低;砂漿的和易性、保水性越好,是灰縫飽滿、均勻和密實,砌體的抗壓強度越高,但過大的流動性是砂漿變形過大,砌體的強度反而降低。三、 影響砌體抗壓強度的主要因素3、砌筑質(zhì)量1)水平灰縫的均勻和飽滿程度砌體工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范GB50203-2002規(guī)定
17、,水平灰縫的砂漿飽滿度不得小于80%,并根據(jù)質(zhì)保體系、砂漿強度、混凝土強度、砌筑工人技術(shù)等綜合水平將施工技術(shù)水平劃分為A、B、C三個等級。A級施工質(zhì)量,砌體強度設(shè)計值提高5%,B級施工質(zhì)量,砌體強度設(shè)計值按表采用, C級施工質(zhì)量,砌體強度設(shè)計值應(yīng)降低。2)灰縫的厚度磚砌體灰縫厚度一般應(yīng)控制在812mm3)磚的含水率干燥的塊體會降低20%左右砌體強度,施工規(guī)范規(guī)定磚提前12d澆水濕潤,普通磚、多孔磚含水率10%15%,蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚含水率8%12%。4)塊體的搭接方式塊體搭接方式影響砌體的整體性,施工規(guī)范規(guī)定燒結(jié)普通磚和蒸壓磚砌體應(yīng)上下錯縫,內(nèi)外搭砌。四、各類砌體的抗壓強度的平均值砌體
18、的抗壓性能要比抗拉、抗彎和抗剪好的多。但工程中也會遇到受拉、受剪情況。砌體受拉、受彎和受剪破壞可能發(fā)生三種破壞:沿齒縫(灰縫)的破壞,沿磚石和豎向灰縫的破壞,沿通縫(灰縫)的破壞。砌體抗拉、彎曲抗拉及抗剪強度主要取決于灰縫的強度;粘接力分為:法向粘接力和切向粘接力兩種。2.5 砌體的抗拉、抗彎、抗剪一、砌體結(jié)構(gòu)的抗拉性能抗拉強度取決于:灰縫與塊材間的粘結(jié)強度,破壞在界面上發(fā)生1.砌體在軸心受拉作用的破壞形式:(屬于脆性破壞)砂漿的切向粘結(jié)強度低于磚的抗拉強度砂漿的切向粘結(jié)強度大于于磚的抗拉強度砌體的抗拉強度由法向粘結(jié)強度控制2.砌體沿齒縫截面破壞的軸心抗拉強度平均值砌體種類燒結(jié)普通磚、燒結(jié)多孔
19、磚砌體0.141蒸壓粉砂磚、蒸壓粉煤灰磚砌體0.09混凝土砌塊砌體0.069毛石砌體0.075砌體軸心抗拉強度平均值二、砌體結(jié)構(gòu)的抗彎性能1.砌體受彎破壞形態(tài):塊體強度較高產(chǎn)生塊體強度較低2.砌體彎曲抗拉強度平均值(沿齒縫或通縫破壞時)砌體種類沿齒縫沿通縫燒結(jié)普通磚、燒結(jié)多孔磚砌體0.2500.125蒸壓粉砂磚、蒸壓粉煤灰磚砌體0.1800.090混凝土砌塊砌體0.0810.056毛石砌體0.113砌體彎曲抗拉強度平均值三、砌體結(jié)構(gòu)的抗剪性能1.砌體受剪破壞形態(tài):通常壓力與剪力共同存在,工程中純剪的情況幾乎不存在。地震中墻體最常見的破壞形式2.砌體抗剪強度平均值砌體種類燒結(jié)普通磚、燒結(jié)多孔磚砌
20、體0.125蒸壓粉砂磚、蒸壓粉煤灰磚砌體0.09混凝土砌塊砌體0.069毛石砌體0.188砌體抗剪強度平均值一、短期一次加荷的應(yīng)力-應(yīng)變曲線MU10粘土磚和M5砂漿砌筑的砌體測得的應(yīng)力-應(yīng)變曲線;荷載較小,應(yīng)力與應(yīng)變近似呈直線關(guān)系,砌體處于彈性工作狀態(tài);隨著荷載的增加應(yīng)變增長速度大于應(yīng)力增長速度,砌體呈現(xiàn)明顯的塑性變形。2.6 砌體的變形性能根據(jù)國內(nèi)外資料, 砌體的應(yīng)力和應(yīng)變關(guān)系曲線為:二、砌體在長期荷載下的應(yīng)變砌體的徐變砌體在不變荷載作用下,隨著時間的增長變形增大。影響砌體徐變的主要因素:1.徐變的大小與砌體所承受的不變應(yīng)力大小有關(guān);2.徐變的大小與加荷時砌體的齡期有關(guān);加荷齡期過小,會引起
21、較大的徐變。3.徐變的大小與砌體種類有關(guān);硅酸鹽砌塊砌體的徐變大于燒制粘土磚砌體的徐變。4.在砌體徐變中,砂漿的徐變大于塊體的徐變,砂漿層的厚度不宜過大。1、砌體的切線模量曲線上任一點切線的斜率。(研究砌體材料的力學性能,工程設(shè)計中不便應(yīng)用)三、砌體的變形模量2.初始彈性模量原點切線的斜率(應(yīng)用同上)。3.砌體的割線模量曲線上一點與原點所割線斜率。砌體的彈性模量砌體種類砂漿強度等級M10M7.5M5M2.5燒結(jié)普通磚、燒結(jié)多孔磚砌體1600f1600f1600f1390f蒸壓粉砂磚、蒸壓粉煤灰磚砌體1060f1060f1060f960f混凝土砌塊砌體1700f1600f1500f-粗料石、毛料
22、石、毛石砌體7300f5650f4000f2250f細料石、半細料石砌體2200017000120006750f是砌體抗壓強度設(shè)計值。單排孔且對孔砌筑的混凝土砌體灌孔砌體的彈性模量:砌體的切變模量一般采用材料力學公式四、砌體的切變模量砌體類別線膨脹系數(shù)收縮率mm/m燒結(jié)粘土磚砌體5-0.1蒸壓粉砂磚、蒸壓粉煤灰磚砌體8-0.2混凝土砌塊砌體10-0.2輕集料混凝土砌塊砌體10-0.3毛石砌體8五、砌體的線膨脹系數(shù)、收縮率和摩擦因數(shù)2、砌體的收縮率溫度裂縫和砌體的干縮引起的裂縫幾乎占可遇裂縫的80%以上。干縮造成建筑物,構(gòu)筑物墻體的裂縫有時相當嚴重,不可忽視危害。1.砌體的線膨脹系數(shù)溫度的變化引
23、起砌體的熱脹冷縮變形。當變形受到約束時砌體會產(chǎn)生附加內(nèi)力、附加變形和裂縫。砌體的線膨脹系數(shù)和收縮率(28d的砌體收縮率)序號材料類別摩擦面情況干燥的潮濕的1砌體沿砌體或混凝土滑動0.700.602木材沿砌體滑動0.600.503鋼沿砌體滑動0.450.354砌體沿砂漿或卵石滑動0.600.505砌體沿粉土滑動0.550.406砌體沿粘性土滑動0.500.303.砌體的摩擦因數(shù)當砌體結(jié)構(gòu)或構(gòu)件沿某種材料發(fā)生滑移時,由于法向壓力的存在,在滑移面將產(chǎn)生摩擦阻力;摩擦阻力的大小與法相壓力及摩擦因數(shù)有關(guān);摩擦因數(shù)的大小與摩擦面的材料及摩擦面的干濕狀態(tài)有關(guān)。砌體的摩擦因數(shù)第三章 砌體結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法結(jié)構(gòu)功能
24、的極限狀態(tài):一般情況下??捎上鄳?yīng)的構(gòu)造措施保證,因而不必像砼結(jié)構(gòu)那樣按正常使用極限狀態(tài)進行驗算。承載能力極限狀態(tài)設(shè)計表達式:直接給出了明確的永久荷載和可變荷載分項系數(shù)。3.1、按近似概率理論的極限狀態(tài)設(shè)計方法 說明:當僅有一個可變荷載則按下列最不利組合進行計算其他幾項可靠因素的調(diào)整:1.住宅的活荷載由1.5KN/m調(diào)整為2kN/m;2.風荷載由30年一遇改為50年一遇;3.取消了較低的材料強度等級,磚的最低強度等級MU10;砌塊MU5;砂漿 M2.5;砌體抗壓強度標準值: 砌體受壓強度的變異系數(shù),除毛石砌體外各類砌體 的抗壓強度,取 =0.17。砌體抗壓強度設(shè)計值為: 砌體結(jié)構(gòu)的材料性能分項系
25、數(shù),一般情況下,易按施工控制等級為B級考慮,取為1.6;當為C級時,取1.83.2、砌體強度設(shè)計值1、施工質(zhì)量控制等級 確定砌體強度設(shè)計值時,采用砌體工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范中規(guī)定的B級為依據(jù)。當采用A級或C級時,砌體強度設(shè)計值相應(yīng)地予以提高或降低。施工質(zhì)量控制等級為B級時要求:現(xiàn)場質(zhì)量管理;砂漿、砼強度;砂漿拌合方式;砌筑工人。對一般多層房屋宜按B級控制;對配筋砌體剪力墻高層建筑,設(shè)計時宜選用B級的砌體強度指標,而在施工時宜采用A級的施工質(zhì)量控制等級,以提高這種砌體結(jié)構(gòu)體系的安全儲備。2、砌體強度設(shè)計值的確定 強度平均值強度標準值強度設(shè)計值。3、砌體抗壓強度設(shè)計值 使用33-38表時,應(yīng)重視相應(yīng)
26、的附注。附注中明確了適用的砌塊類別,對會降低砌體抗壓強度的錯孔砌筑、厚度方向雙排組砌、T形截面、獨立柱等情況,規(guī)定了折減系數(shù)。4.各類砌體的強度設(shè)計值在下列情況下應(yīng)乘以調(diào)整系數(shù)有吊車房屋、跨度9米的梁下磚砌體、跨度7.5米的梁下多孔磚、蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚砌體和混凝土小型空心砌塊砌體, ;對無筋配筋砌體,其截面面積A0.3m2時, 。構(gòu)件截面面積以m2計。砌體用水泥砂漿砌筑時,抗壓強度 ; 抗拉、彎及剪 ; 對配筋砌體,僅對砌體的強度設(shè)計值乘以調(diào)整系數(shù) ,或當砌體的截面面積小于0.2m時,此時 。 當施工質(zhì)量控制等級為C級時, a=0.89(配筋砌體不允許采用C級)。 當驗算施工中房屋的構(gòu)
27、件時, a=1.1;由于砂漿尚未硬化,砂漿強度可取為零。 根據(jù)沿齒縫或通縫的破壞特征、砌體種類及砂漿強度等級在表39中查取的數(shù)值,需按附注要求作出適當?shù)恼{(diào)整。3.3、砌體軸心抗拉強度、彎曲抗拉強度和抗剪強度設(shè)計值一、灌孔砌塊砌體的抗壓強度: 空心砌塊的豎向孔洞中灌以混凝土即芯柱,則灌孔后砌塊砌體的抗壓強度必然高于空心砌體。灌芯砌塊砌體抗壓強度平均值為:3.4、灌孔砌體砌塊的抗壓強度和抗剪強度設(shè)計值灌芯砌塊砌體抗壓強度設(shè)計值:砌塊采用MU10MU20,混凝土C10C20的范圍,少量的高強混凝土灌芯砌體,其抗壓強度達不到上述公式的計算值。因此采用上述公式應(yīng)受到限制:1、灌孔砌塊砌體的抗剪強度平均值
28、: 二、灌孔砌塊砌體的抗剪強度2、灌芯砌塊砌體抗剪強度設(shè)計值:01規(guī)范按下式采用三、灌孔砌塊砌體的彈性模量E單排孔且對孔砌筑的混凝土砌塊砌體的彈性模量計算:第四章 無筋砌體構(gòu)件的承載力計算4.1 無筋砌體受壓構(gòu)件當壓力作用于構(gòu)件截面的重心時為軸心受壓構(gòu)件;不作用于重心時為偏心受壓構(gòu)件。偏心距M、N為截面上所受的設(shè)計彎矩和軸力;e0.6y,y為截面中心到軸向力所在偏心方向截面邊緣的距離。1、受壓短柱(3)(不考慮縱向彎曲對承載力的影響)偏心距的計算值不應(yīng)超過0.6y(隨著偏心距的增加,構(gòu)件所能承擔縱向壓力明顯降低),當超過時,應(yīng)采取減小軸向力偏心距的措施。偏心受壓構(gòu)件與軸心受壓構(gòu)件承載力的比值,
29、稱偏心影響系數(shù)砌體抗壓強度設(shè)計值N為軸向力設(shè)計值;A為截面面積,按毛截面計算;對于矩形截面:對于T形或其他形狀,可用折算厚度.2、受壓長柱(3)(考慮縱向彎曲對承載力的影響)縱向彎曲產(chǎn)生的附加偏心距高厚比和軸向力偏心距e對受壓構(gòu)件承載力的影響系數(shù)最終系數(shù)的計算公式與砂漿強度等級有關(guān)的系數(shù):當砂漿強度等級M5時,等于0.0015;當砂漿強度等級為M2.5時,等于0.002;當砂漿強度等級為0時,等于0.009 。構(gòu)件高厚比的計算公式對于矩形截面: ;對于T形截面: 。 的取值:采用燒結(jié)普通磚、燒結(jié)多孔磚、灌孔混凝土砌塊時,取值1.0;采用混凝土及輕骨料混凝土砌塊時,取值1.1;采用蒸壓灰砂磚、蒸
30、壓粉煤灰磚、細料石、半細料石時,取1.2采用粗料石、毛石時,取值1.5。注意:e0.6y,y為截面中心到軸向力所在偏心方向截面邊緣的距離。設(shè)計值計算表4-1受壓構(gòu)件的計算高度H0房屋類別柱帶壁柱墻或周邊拉結(jié)的墻排架方向垂直排架方向s2H2HsHsH有吊車的單層房屋變截面柱上段彈性方案2.5Hu1.25Hu2.5Hu剛性、剛彈性方案2.0Hu1.25Hu2.0Hu變截面柱下段1.0Hl0.8Hl1.0Hl無吊車的單層和多層房屋單跨彈性方案1.5H1.0H1.5H剛彈性方案1.2H1.0H1.2H多跨彈性方案1.25H1.0H1.25H剛彈性方案1.10H1.0H1.1H剛性方案1.0H1.0H1
31、.0H0.4s+0.2H0.6s表注:1 .表中Hu為變截面柱的上段高度;Hl為變截面柱的下段高度;2. 對于上端為自由端的構(gòu)件,H02H;3.獨立磚柱,當無柱間支撐時,柱在垂直排架方向的H0應(yīng)按表中數(shù)值乘以1.25后采用;例題某單層房屋層高為4.5m,磚柱截面為490mm370mm,采用M5.0混合砂漿砌筑,房屋的靜力計算方案為剛性方案。試驗算此磚柱的高厚比?!窘狻?查表得 (500為單層磚柱從室內(nèi)地坪到基礎(chǔ)頂面的距離) 高厚比滿足要求 某單層單跨無吊車的倉庫,柱間距離為4m,中間開寬為1.8m的窗,車間長40m,屋架下弦標高為5m,壁柱為370mm490mm,墻厚為240mm,房屋的靜力計
32、算方案為剛彈性方案,試驗算帶壁柱墻的高厚比?!窘狻?帶壁柱墻采用窗間墻截面 1求幾何特征 2確定計算高度500mm為壁柱下端嵌固處至室內(nèi)地坪的距離 3整片墻高厚比驗算 M5混合砂漿時,查表得開有門窗洞口的修正系數(shù): 自承重墻允許高厚比修正系數(shù): 整片墻高厚比滿足要求4壁柱間墻體局部高厚比驗算 壁柱間墻體局部高厚比滿足要求例題4-1截面尺寸為370*490mm的磚柱,磚的強度等級為MU10,混合砂漿的強度等級為M2.5,柱高為3.2m,兩端為不動鉸支座。柱頂承受設(shè)計軸心壓力N=117kN(已考慮荷載分項系數(shù),不包括柱自重),試驗算柱的承載力。解先計算柱底壓力設(shè)計值,磚的標準容重為19kN/m3,
33、則N=117+ =117+1.2 *0.37 *0.49 *19 *3.2=130kN 查表4-3柱截面面積為A=0.37 *0.49=0.18m20.3m2故 =0.7+0.18=0.88查表可得砌體軸心受壓抗壓強度為則,安全4.2 局部受壓一、砌體局部受壓的基本性能局部受壓是砌體結(jié)構(gòu)中常見的一種受力狀態(tài),其特點是在砌體的局部面積受有較大的荷載。 如:磚柱支承在基礎(chǔ)上;梁支承在墻柱上。砌體局部受壓分為:局部均勻受壓:作用在局部受壓面積上的應(yīng)力均勻分布。局部不均勻受壓:作用在局部受壓面積上的應(yīng)力非均勻分布。砌體局部受壓破壞有三種形態(tài):1.因縱向裂縫發(fā)展引起的破壞;在局部壓力作用下,第一批裂縫大
34、多發(fā)生在距墊板1-2皮磚以下的砌體中,隨著N,裂縫數(shù)量增加,其中部分裂縫逐漸向上或向下延伸并在破壞時連成一條主要裂縫。這是較為基本的破壞形態(tài)。2.劈裂破壞;在局部壓力作用下產(chǎn)生的縱向裂縫少而集中,且初裂荷載與破壞荷載很接近,當砌體內(nèi)一旦產(chǎn)生縱向裂縫,便猶如刀劈那樣很快破壞。砌體面積大而局部受壓面積很小時,可能產(chǎn)生這種破壞。3.因砌體強度低時產(chǎn)生局部壓碎破壞。在工程中當墻梁的墻高與跨度之比較大,砌體強度較低時,有可能產(chǎn)生梁支承附近砌體被壓碎的現(xiàn)象。二、砌體截面局部均勻受壓局部受壓承載力計算公式如下:式中, 局部受壓面積上荷載設(shè)計值產(chǎn)生的軸向力 局部受壓面積; 局部抗壓強度提高系數(shù); 影響局部抗壓
35、強度的計算面積。在局部壓力作用下,局部受壓的砌體在產(chǎn)生縱向變形的同時還產(chǎn)生橫向變形,而周圍未直接承受壓力的部分象套箍一樣阻止其橫向變形,因此與墊板接觸的砌體處于雙向或三向受壓狀態(tài),其局部抗壓強度大于一般情況的抗壓強度,這就是“套箍強化”。只要砌體內(nèi)存在未直接承受壓力的面積,就有“應(yīng)力擴散”現(xiàn)象,也可以在一定程度上提高局部抗壓強度。三、梁端支承處砌體的局部受壓(局部非均勻受壓)1.上部荷載對局部抗壓強度的影響作用在梁端砌體上的軸向力,除梁端支承壓力 外,還有由于上部荷載產(chǎn)生的軸向力 。當梁上荷載增加時與梁端底部接觸的砌體產(chǎn)生較大的變形,此時如上部荷載產(chǎn)生的平均壓力 較小時,梁端頂面與砌體接觸面將
36、減小,甚至與砌體脫開。 的存在和擴散對梁端下部砌體有橫向約束作用,對砌體的局部受壓是有利。但隨著的增加,上部砌體的壓縮變形增大,梁端頂部與砌體的接觸面增大,內(nèi)拱作用逐漸減小, 的影響減小,當 ,不考慮上部荷載的影響??p隙梁端底面沒有離開砌體的長度稱為有效支承度 并不等于a,它取決于局部受壓荷載、梁的剛度、砌體的剛度。若令 梁端底面壓應(yīng)力圖形完整系數(shù); 邊緣最大局壓應(yīng)力。2.梁端有效支承長度按彈性地基梁理論有: 為墊層系數(shù); 為墻體邊緣最大變形; 代入上式得: 即:梁的截面高度。 的作用點距墻的內(nèi)表面可取0.4對于均布荷載作用的鋼筋混凝土簡支梁,其跨度小于6m時,可以進一步簡化:3.梁端支承處砌
37、體局部受壓承載力計算 局部受壓面積內(nèi)上部軸壓力設(shè)計值(N); 梁端支承壓力設(shè)計值(N); 上部平均壓應(yīng)力設(shè)計值(N/mm2); 梁端底面壓應(yīng)力圖形完整系數(shù),可取0.7,對于過梁和墻梁可取1.0; 梁端有效支承長度(mm),當a0大于a 時,應(yīng)取a0等于a ; 梁端實際支承長度; 梁的截面寬度; 梁的截面高度; 砌體的抗壓強度設(shè)計值。四、墊塊下砌體的局部受壓1) 梁下設(shè)置剛性墊塊(當墊塊的高度180mm,且墊塊挑出梁邊的長度不大于墊塊的高度時,稱為剛性墊塊) 墊塊面積Ab上由上部荷載設(shè)計值產(chǎn)生的軸壓力, 構(gòu)造要求墊塊深入墻體的長度120mm 墊塊上N0和Nl的軸向力影響系數(shù),不考慮縱向彎曲影響,
38、查表42取 的 值。 墊塊外砌體面積的有利影響系數(shù), 為砌體局部抗壓強度提 高系數(shù),以Ab代替Al; 墊塊面積(mm2); 墊塊伸入墻內(nèi)的長度(mm); 墊塊的塊度(mm)。墊塊上表面梁端有效支承長度00.20.40.60.85.45.76.06.97.8fhac10d=注意:當墊塊與梁整體現(xiàn)澆時,梁端支承處砌體的局部受壓仍按上式計算。剛性墊塊系數(shù)值1.窗間墻為2401200,采用灰砌磚MU10,M5混合砂漿,混凝土截面250600mm梁,梁端支承力設(shè)計值為80KN,上部荷載傳來50KN,試驗算局部受壓承載力。五、梁下設(shè)有墊梁的局部受壓承載力計算(柔性墊梁砌體局部受壓)梁下設(shè)有長度大于 墊梁下
39、的局部受壓承載力計算: 墊梁上部軸向力設(shè)計值(KN); 墊梁在厚度方向的寬度(mm); 當荷載沿厚度方向均勻分布時 取1.0,不均 勻分布時 取0.8; 墊梁折算高度; 分別為墊梁的混凝土彈性模量和截面慣性矩; 砌體的彈性模量;墻厚(mm)墊梁的高度(mm) ;1.窗間墻為2401200,采用灰砌磚MU10,M5混合砂漿,混凝土梁截面尺寸250600,梁端支承力設(shè)計值為80KN,上部荷載傳來50KN,試驗算局部受壓承載力。2.試驗算外墻上梁端砌體局部受壓承載力。已知梁截面尺寸bh=200400mm,梁支承長度a=240mm,荷載設(shè)計值產(chǎn)生的支座反力80KN,墻體上部荷載為260KN,窗間墻截面
40、1200370mm,梁端底部設(shè)置剛性墊塊240500180mm,采用MU10磚、M2.5混合砂漿砌筑。3.窗間墻1600370mm,MU10灰砂磚和M5混合砂漿,承受200500mm梁,Nl=110KN,支承長度a=240mm,上部傳來250KN,墊梁240240mm,1600mm長C20混凝土,Ec=25510N/mm,驗算局部受壓承載力。.3砌體軸心受拉、受彎、受剪承載力計算1、軸心受拉構(gòu)件2、受彎構(gòu)件 受彎承載力 受剪承載力3、受剪構(gòu)件 V截面剪力設(shè)計值;A水平截面面積。當有孔洞時,取砌體凈截面面積; 砌體抗剪強度設(shè)計值。 修正系數(shù)。 當 時,磚砌體取0.60,混凝土砌塊砌體取0.64;
41、當 時,磚砌體取0.64,混凝土砌塊砌體取 0.66; 剪壓復(fù)合受力影響系數(shù),與的乘積可查表5.5.1; 永久荷載設(shè)計值產(chǎn)生的水平截面平均壓應(yīng)力; 砌體的抗壓強度設(shè)計值; 軸壓比,且不大于0.8。圓形水池采用MU15粘土磚,M10水泥砂漿,B級,環(huán)向拉力73KN/m,求池壁厚。矩形水池高1.5m,0.5m高厚度620mm,上部高度1m的厚度490慢慢,采用MU10磚,M7.5水泥砂漿,驗算下端池壁的承載力。6.1 配筋砌體承載力計算一、網(wǎng)狀配筋磚砌體采取措施阻止砌體橫向變形的發(fā)展,可大大提高構(gòu)件承擔軸心荷載的能力。連彎鋼筋網(wǎng)方格鋼筋網(wǎng)1、鋼筋網(wǎng)的形式網(wǎng)狀配筋磚砌體的破壞特征,在本質(zhì)上不同于無筋
42、磚砌體。 配置橫向鋼筋提高了砌體的初裂荷載在灰縫中的鋼筋提高了單磚的抗彎、抗剪能力。避免了被豎向裂縫分割的小柱失穩(wěn)破壞鋼筋的拉結(jié)作用。 在偏心荷載作用下,截面中壓應(yīng)力分布很不均勻,在壓應(yīng)力較小的區(qū)域鋼筋作用難以發(fā)揮;對于高厚比較大的構(gòu)件,整個構(gòu)件失穩(wěn)破壞的因素越來越大,此時橫向鋼筋的作用難以施展。 砌體規(guī)范規(guī)定,網(wǎng)狀配筋砌體只適用于高厚比不大于16的軸心受壓構(gòu)件和偏心荷載作用在截面核心范圍內(nèi)的偏心受壓構(gòu)件,對于矩形截面,要求e/h0.17。2、網(wǎng)狀配筋受力特點3、網(wǎng)狀配筋磚砌體受壓構(gòu)件承載力表達式網(wǎng)狀配筋磚砌體矩形截面單向偏心受壓構(gòu)件承載力的影響系數(shù)可按下式計算:網(wǎng)狀配筋磚砌體中的體積配筋率,
43、不應(yīng)小于0.1%,并不應(yīng)大于1%。 采用鋼筋網(wǎng)時,鋼筋的直徑宜采用34mm;當采用連彎鋼筋網(wǎng)時,鋼筋的直徑不應(yīng)大于8mm。 鋼筋網(wǎng)中網(wǎng)格間距離應(yīng)不大于120mm,并不應(yīng)小于30mm。 鋼筋網(wǎng)的豎向間距不應(yīng)大于5皮磚,并不應(yīng)大于400mm。 為了避免鋼筋的銹蝕和提高鋼筋與磚砌體的粘結(jié)力,所用砂漿強度等級應(yīng)不低于M7.5。鋼筋網(wǎng)應(yīng)設(shè)置在砌估的水平灰縫中,灰縫厚度應(yīng)保證鋼筋上下至少各有2mm厚的砂漿層。4、網(wǎng)狀配筋磚砌體受壓構(gòu)件構(gòu)造要求6.2、組合磚砌體構(gòu)件組合磚砌體組合墻一、組合砌體構(gòu)件承載力計算軸心受壓構(gòu)件的承載力 偏心受壓構(gòu)件的承載力受壓區(qū)高度按下式確定二、組合磚砌體的構(gòu)造要求面層砼強度等級宜
44、采用C20;面層水泥砂漿強度等級不宜低于M10,砌筑砂漿強度等級不低于M7.5; 豎向受力鋼筋保護層厚度及距磚砌體表面的距離; 砂漿面層厚度,一般采用3045mm。大于45mm宜采用砼; 豎向受力鋼筋等級及配筋率; 箍筋的直徑及間距;當組合磚砌體構(gòu)件一側(cè)的受力鋼筋多于4根時,應(yīng)設(shè)置附加箍筋或拉結(jié)鋼筋;對于截面長短邊相差較大的構(gòu)件,應(yīng)采用穿通墻體的拉結(jié)鋼筋作為箍筋,同時設(shè)置水平分布鋼筋; 組合磚砌體構(gòu)件的頂部及底部,以及牛腿部位,必須設(shè)置鋼筋砼墊塊,受力鋼筋伸入墊塊的長度必須滿足錨固要求。6.3、組合墻 砂漿強度等級不應(yīng)低于M5,構(gòu)造柱的砼強度等級不宜低于C20。 柱內(nèi)豎向受力鋼筋保護層厚度。
45、構(gòu)造柱的截面尺寸不宜小于240mm240mm,其厚度不應(yīng)小于墻厚,邊柱、角柱的截面寬度宜適當加大。豎向受力鋼筋直徑不宜大于16mm。箍筋在一般部位宜采用6200。 組合磚墻砌體結(jié)構(gòu)房屋,應(yīng)在縱橫墻交接處、墻端部和較大洞口的洞邊設(shè)置構(gòu)造柱,其間距不宜大于4m。 基礎(chǔ)頂面及有組合墻的樓層處,設(shè)置現(xiàn)澆鋼筋砼圈梁,其截面高度不宜小于240mm。 磚砌體與構(gòu)造柱的連接處應(yīng)砌成馬牙槎,并應(yīng)沿墻高每隔500mm設(shè)26拉結(jié)鋼筋,且每邊深入墻內(nèi)不宜小于600mm。 組合磚墻的施工程序應(yīng)為先砌墻后澆砼構(gòu)造柱。砌體房屋的結(jié)構(gòu)布置橫墻沿房屋平面較短方向布置的墻;縱墻沿房屋較長方向布置的墻橫墻承重方案特點:外縱墻立面處
46、理較方便;房屋的空間剛度大,整體性很好;樓板跨度小,比較經(jīng)濟合理。缺點:房間布置受到限制;北方地區(qū)外縱墻強度利用不充分,砌體材料用量相對較多。第五章 混合結(jié)構(gòu)房屋墻體設(shè)計5.1混合結(jié)構(gòu)房屋的結(jié)構(gòu)布置 縱墻承重方案特點:房間的空間可以較大,用利于使用上的靈活隔斷;在縱墻上開門、開窗的大小和位置受到一定的限制;樓蓋的材料用量較多,墻體材料用量較少。適用于使用上要求有較大空間的房屋或隔斷墻位置可以變化的房間。 縱橫墻混合承重方案特點:結(jié)構(gòu)受力較為均勻能避免局部墻體承載過大;樓板(屋面板)可依據(jù)使用功能靈活布置,能較好地滿足使用要求;結(jié)構(gòu)的整體性能較好。適宜于建筑使用功能較為多樣的房屋,如綜合樓。 內(nèi)
47、框架承重方案特點:以柱代替內(nèi)承重墻在使用上可取得較大空間;橫墻少,房屋的空間剛度較差;柱和墻的材料不同,基礎(chǔ)沉降不易一致;對于抗震設(shè)防地區(qū),宜采用多排柱的內(nèi)框架結(jié)構(gòu)體系。一般用于食堂、旅館、商店等。方案的選擇應(yīng)根據(jù)各方面具體條件綜合考慮,有時還應(yīng)進行多方案的比較分析。此外,在一個比較復(fù)雜的混合結(jié)構(gòu)中依據(jù)建筑功能區(qū)的不同,還可以考慮同時采用不同的結(jié)構(gòu)布置方案。5.2 混合結(jié)構(gòu)房屋按空間剛度的分類1、砌體房屋的靜力計算方案 一幢房屋在荷載作用下是一個空間工作的體系。房屋的空間剛度就是指各組成構(gòu)件參加共同工作的程度。1)無山墻單跨房屋的受力狀態(tài)及計算簡圖:外縱墻承重,鋼筋砼平屋頂由預(yù)制板和大梁組成。
48、2)有山墻單跨房屋在水平力作用下的變形情況 砌體結(jié)構(gòu)房屋的靜力計算方案與樓、屋蓋在自身平面內(nèi)的彎曲程度,即與v值的大小直接相關(guān),分為三種靜力計算方案:彈性方案;剛彈性方案;剛性方案。 彈性方案:山(橫)墻間距大,樓、屋蓋的水平截面抗彎剛度不,則水平位移v大,房屋中部附近各計算單元的計算簡圖可按平面鉸接排架進行計算。剛彈性方案:山(橫)墻間距不太大,樓、屋蓋的水平截面抗彎剛度不太小,則水平位移v不大,山墻對約束房屋中部計算單元的水平位移有一些幫助。剛性方案:山(橫)墻間距很小,樓、屋蓋的水平截面抗彎剛度比較大,+v0,可認為屋面受風荷載后沒有水平位移。屋面結(jié)構(gòu)可看成外縱墻的不動鉸支座。比較以上三
49、種房屋,剛性方案最好,一般應(yīng)盡量設(shè)計成剛性方案。規(guī)范規(guī)定混合結(jié)構(gòu)房屋靜力計算方案劃分如下:對裝配式無檁體系鋼筋混凝土屋蓋或樓蓋,當屋面板未與屋架或大梁焊接時,按表中第二類考慮,樓板采用混凝土空心樓板時,則可按表中第一類考慮。對無山墻或伸縮縫處無橫墻的房屋,則按彈性方案考慮。屋蓋類別剛性方案剛彈性方案彈性方案1整體式、裝配整體式和裝配式無檁體系鋼筋混凝土屋蓋或樓蓋S3232S722裝配式有檁體系鋼筋混凝土屋蓋、輕鋼屋蓋和木屋蓋或樓板S2020S483冷攤瓦木屋蓋和石棉水泥瓦輕鋼屋蓋S1616S362、剛性和剛彈性方案房屋的橫墻 橫墻中開有洞口時,洞口的水平截面面積不應(yīng)超過橫墻截面面積的50%;
50、橫墻的厚度,一般不小于180mm; 單層房屋的橫墻長度不宜小于其高度,多層房屋的橫墻長度,不宜小于H/2(H為橫墻總高度)。 當橫墻不能同時符合上述要求時,應(yīng)對橫墻的剛度進行驗算。當門窗洞口的水平截面面積不超過橫墻截面積的75%時,可按一集中力作用于懸臂橫墻頂點的計算簡圖,求出頂點彎曲變形與剪切變形之和,該值即為最大水平位移值,若不超過H/4000時,仍可視為剛性和剛彈性方案房屋的橫墻。在剛性和剛彈性方案房屋中,橫墻是保證房屋具備足夠的抗側(cè)能力的重要構(gòu)件,砌體規(guī)范規(guī)定,這些橫墻必須同時滿足下列要求:5.4混合結(jié)構(gòu)房屋的構(gòu)造措施5.4.1 墻、柱的允許高厚比房屋類別柱帶壁柱墻或周邊拉結(jié)的墻排架方
51、向垂直排架方向s2H2HsHsH有吊車的單層房屋變截面柱上段彈性方案2.5Hu1.25Hu2.5Hu剛性、剛彈性方案2.0Hu1.25Hu2.0Hu變截面柱下段1.0Hl0.8Hl1.0Hl無吊車的單層和多層房屋單跨彈性方案1.5H1.0H1.5H剛彈性方案1.2H1.0H1.2H多跨彈性方案1.25H1.0H1.25H剛彈性方案1.10H1.0H1.1H剛性方案1.0H1.0H1.0H0.4s+0.2H0.6s受壓構(gòu)件的計算高度H0表5.1.3表注:表中Hu為變截面柱的上段高度;Hl為變截面柱的下段高度;對于上端為自由端的構(gòu)件,H02H;獨立磚柱,當無柱間支撐時,柱在垂直排架方向的H0應(yīng)按表
52、中數(shù)值乘以1.25后采用; s-房屋橫墻間距;自承重墻的計算高度應(yīng)根據(jù)周邊支承或拉接條件確定。5.4混合結(jié)構(gòu)房屋的構(gòu)造措施5.4.1 墻、柱的允許高厚比墻、柱高厚比驗算是保證砌體結(jié)構(gòu)在施工和使用階段穩(wěn)定性和房屋空間剛度的重要構(gòu)造措施。墻、柱高厚比計算高度H0與墻厚或柱截面邊長h的比值。墻、柱的允許高厚比限值砂漿強度等級墻柱M2.52215M52416 M7.52617注:毛石墻、柱允許高厚比應(yīng)按表中數(shù)值降低20%;組合磚砌體構(gòu)件的允許高厚比,可按表中數(shù)值提高20%,但不得大于28;驗算施工階段砂漿尚未硬化的新砌砌體高厚比時,允許高厚比對墻取14,對柱取11。 一、影響允許高厚比的因素1.砂漿強
53、度等級;2.橫墻的間距;3.砌體的類型及截面形式;4.支撐條件和承重情況,如剛性方案允許高厚比可以大一 些,彈性和剛彈性方案可以小一些;5.構(gòu)件重要性和房屋使用情況。這些因素在計算中通過修正允許高厚比或?qū)τ嬎愀叨冗M行修正來體現(xiàn)二、矩形截面墻、柱的高厚比的計算當洞口高度小于等于墻高的1/5時,可取 =1.0。 值小于0.7時,取0.7。式中, 為寬度s范圍內(nèi)的門窗洞口的寬度; s為相鄰窗間墻或壁柱之間的距離。 當與墻連接的相鄰兩橫墻間的距離s12時,墻的高度可不受上式的限制; 三、帶壁柱的高厚比驗算在確定帶壁柱墻截面的回轉(zhuǎn)半徑時,墻截面的翼緣寬度 對多層房屋,當有門窗洞口時,可取窗間墻寬度;當無
54、門窗洞口時,每側(cè)翼緣的寬度可取壁柱高度的1/3;對單層房屋,可取壁柱寬加2/3墻高,但不大于空間墻寬度和相鄰壁柱間的距離。1 、整片墻的驗算(T形截面)確定計算高度時,s應(yīng)當取相鄰橫墻的間距;2、驗算局部高厚比對壁柱之間的墻厚進行高厚比計算;壁柱可視為墻的側(cè)向不動鉸支座;計算H0時s取壁柱間的距離。壁柱或構(gòu)造柱間墻的高厚比驗算構(gòu)造可按一般墻的高厚比驗算公式進行。s取相鄰壁柱或相鄰構(gòu)造柱間的距離;計算高度H0一律按剛性方案考慮。 設(shè)有鋼筋砼圈梁的帶壁柱或帶構(gòu)造柱墻,當圈梁寬度和相鄰壁柱或相鄰構(gòu)造柱間距離的比值b/s1/30時,即圈梁在水平方向的抗彎線剛度比較大時,圈梁可視作壁柱間墻或構(gòu)造柱間墻的
55、不動鉸支點。如不允許增大圈梁寬度,可按圈梁在水平方向的抗彎線剛度相等的原則來增加圈梁高度,以滿足壁柱間墻或構(gòu)造柱間墻不動鉸支點的要求。 四、設(shè)有構(gòu)造柱整片墻的高厚比驗算h取墻厚s取相鄰橫墻間距離c考慮設(shè)置構(gòu)造柱后的有利作用,允許高厚比乘以提高系數(shù)5.4.2 防止和減輕墻體開裂的主要措施房屋墻身裂縫的主要部位: 房屋的高度、重量、剛度有較大變化處;地質(zhì)條件變化處;基礎(chǔ)底面或埋深變化處;房屋平面形狀復(fù)雜的轉(zhuǎn)角處;整體式屋蓋或裝配整體式房屋的頂層的墻體;房屋底層梁端部的縱墻;老房屋中相鄰于新建房屋的墻體等。產(chǎn)生裂縫的根本原因:由于溫度變化引起的;由于地基不均勻沉降引起的。結(jié)構(gòu)由于溫度的變化引起熱脹冷
56、縮的變形稱為溫度變形混凝土的線膨脹系數(shù)為1.0E-5; 磚墻的線膨脹系數(shù)為0.5E-5。由于混凝土內(nèi)部自由水蒸發(fā)而引起的體積減小,稱為干縮變形混凝土中的水和水泥作用引起的體積減小,稱為凝縮變形,總的變形稱為收縮變形,其值(3.5-5)E-5;磚砌體在正常的情況下的收縮變形不明顯。樓蓋和屋蓋組成的混合結(jié)構(gòu)房屋,房屋各部分由于材料的不同,產(chǎn)生各自不同的變形,結(jié)果必然引起彼此的制約作用而產(chǎn)生應(yīng)力,受拉時,易產(chǎn)生不同的裂紋。一、防止由于收縮和溫度的變化引起的墻體豎向裂縫1.幾中比較典型的裂縫:平屋頂下邊外墻的水平裂縫和包角裂縫.頂層內(nèi)外縱墻和橫墻的八字裂縫.房屋錯層處的局部垂直裂縫.2.防縫防治措施設(shè)
57、置溫度收縮縫屋蓋或樓蓋類別間距整體式或裝配整體式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有保溫層或隔熱層的屋蓋、樓蓋50無保溫層或隔熱層的屋蓋40裝配式無檁體系鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有保溫層或隔熱層的屋蓋、樓蓋60無保溫層或隔熱層的屋蓋50裝配式有檁體系鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有保溫層或隔熱層的屋蓋75無保溫層或隔熱層的屋蓋60瓦材屋蓋、木屋蓋或樓蓋、輕鋼屋蓋100砌體房屋伸縮縫的最大間距(m)表5-5屋面應(yīng)設(shè)置保溫、隔熱層,減少混凝土屋蓋的溫度變形;屋面保溫(隔熱)層或屋面剛性面層及砂漿找平層應(yīng)設(shè)置分隔縫,分隔縫間距不宜大于6m,并與女兒墻隔開,其縫寬不小于30mm;采用裝配式有檁體系鋼筋混凝土屋蓋和瓦材屋蓋;頂層屋面板下設(shè)置現(xiàn)澆鋼筋
58、混凝土圈梁,并沿內(nèi)外墻拉通,房屋兩端圈梁下的墻體內(nèi)宜適當設(shè)置水平鋼筋;設(shè)防烈度為7及7以下的地區(qū):可在鋼筋混凝土屋面板與墻體圈梁的接觸面處設(shè)置水平滑動層;滑動層可采用兩層油氈夾滑石粉或橡膠片等;對于長縱墻,可只在其兩端的23個開間內(nèi)設(shè)置;對于橫墻可只在其兩端各l/4范圍內(nèi)設(shè)置(l為橫墻長度);頂層挑梁末端下墻體灰縫內(nèi)設(shè)置3道焊接鋼筋網(wǎng)片(縱向鋼筋不宜少于24,橫筋間距不宜大于200mm)或26鋼筋,鋼筋網(wǎng)片或鋼筋應(yīng)自挑梁末端伸入兩邊墻體不小于1m; 頂層墻體有門窗等洞口時,在過梁上的水平灰縫內(nèi)設(shè)置23道焊接鋼筋網(wǎng)片或26鋼筋,并應(yīng)伸入過梁兩端墻內(nèi)不小于600mm;頂層及女兒墻砂漿強度等級不低于
59、M5;女兒墻應(yīng)設(shè)置構(gòu)造柱,構(gòu)造柱間距不宜大于4m,構(gòu)造柱應(yīng)伸至女兒墻頂并與現(xiàn)澆鋼筋混凝土壓頂整澆在一起;房屋頂層端部墻體內(nèi)適當增設(shè)構(gòu)造柱。 二、防止由于地基不均勻沉降引起墻體開裂的主要措施 1 設(shè)置沉降縫1)建筑平面的轉(zhuǎn)折部位2)高度差異或荷載差異處3)長高比過大的房屋的適當部位4)地基土的壓縮性有顯著差異出5)基礎(chǔ)類型不同處6)分期建造房屋的交界處 2 增強房屋的整體剛度和強度 控制房屋的長高比,較長的房屋宜設(shè)置沉降縫;設(shè)置鋼筋混凝土圈梁或鋼筋磚圈梁;房屋應(yīng)力求簡單,橫墻間距不宜過大;在墻體上開洞時,宜在開洞部位配筋或采用構(gòu)造柱及圈梁加強;合理安排施工程序,宜先建較重的單元,后建較輕單元;在
60、底層的窗臺下墻體灰縫內(nèi)設(shè)置3道焊接鋼筋網(wǎng)片或36鋼筋,并伸入兩邊窗間墻內(nèi)不小于600mm;采用鋼筋混凝土窗臺板,窗臺板嵌入窗間墻內(nèi)不小于600mm.3、地基不均勻沉降引起的墻體開裂典型裂縫形態(tài)BACK地基不均勻沉降引起沉降差和局部傾斜,使墻體產(chǎn)生彎、剪變形,其主拉應(yīng)力將導(dǎo)致斜向階梯形裂縫的發(fā)生;二、三層砌體結(jié)構(gòu)的上、下部剛度都比多層房屋差,受不均勻沉降的影響更大些。a軟土地基且建筑物較長,中部沉降大,裂縫呈八字形分布b局部軟弱土層,在局部沉降較大的部位發(fā)生斜裂縫c結(jié)構(gòu)物高度有變化,在沉降差較大、建筑物較低的部分出現(xiàn)斜裂縫。三、為防止對非燒結(jié)塊材墻體防裂加強措施對灰砂磚、粉煤灰磚、混凝土砌塊或其
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