砌體結(jié)構(gòu)講義第四講配筋砌體

砌體結(jié)構(gòu)講義第四講配筋砌體0砌體結(jié)構(gòu)分類

0.1施楚賢分法

無(wú)筋砌體配筋砌體按鋼筋的作用分：（1）配筋砌體結(jié)構(gòu)：通過配筋使鋼筋在受力過程中強(qiáng)度達(dá)到流限的砌體結(jié)構(gòu)。豎向和水平方向的配筋率均大于％。構(gòu)件性能類似鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)。（2）約束砌體結(jié)構(gòu)：通過豎向和水平方向鋼筋混凝土構(gòu)件約束墻體，使其在抵抗水平作用時(shí)增加墻體的極限水平位移，從而提高墻體的延性，使墻體裂而不倒。其性能介于無(wú)筋砌體和配筋砌體之間。如鋼筋混凝土構(gòu)造柱-圈梁結(jié)構(gòu)體系。按配筋方式分：（1）均勻配筋砌體結(jié)構(gòu)：網(wǎng)狀配筋磚砌體、配筋混凝土砌塊砌體剪力墻；（2）集中配筋砌體結(jié)構(gòu)：磚砌體和鋼筋混凝土構(gòu)造柱組合墻；（3）集中-均勻配筋砌體結(jié)構(gòu)：磚砌體和鋼筋混凝土面層或鋼筋砂漿面層的組合砌體墻或柱。（帶構(gòu)造柱和圈梁和芯柱的混凝土砌塊墻）。砌體結(jié)構(gòu)講義第四講配筋砌體周炳章分法

按照砌體中的配筋率大小可將其分為無(wú)筋砌體、約束砌體和配筋砌體三類：（1）無(wú)筋砌體——僅有少量的拉結(jié)鋼筋，含筋量在0.07%以下。（2）約束砌體——配筋量為0.07%～0.17%左右。適用于地震設(shè)防地區(qū)的砌體結(jié)構(gòu)，如在墻段邊緣設(shè)置邊緣構(gòu)件(鋼筋混凝土構(gòu)造柱)，同時(shí)，墻段上下設(shè)置有圈梁，此類砌體的特點(diǎn)是在砌體周邊均有鋼筋混凝土約束構(gòu)件。（3）配筋砌體——配筋混凝土砌塊剪力墻結(jié)構(gòu)，配筋率0.2%左右。適用于10層以上的中高層建筑。

砌體結(jié)構(gòu)講義第四講配筋砌體0.3美國(guó)規(guī)范ACI530-05/ASCE5-05/TMS402-05

英國(guó)規(guī)范BS5628

按照砌體中的配筋率大小可將其分為無(wú)筋砌體和配筋砌體三類：（1）無(wú)筋砌體——僅有少量的拉結(jié)鋼筋，含筋量在0.07%(英國(guó)％)以下。

（2）配筋砌體——配筋率0.07%%(英國(guó)％)以上。砌體結(jié)構(gòu)講義第四講配筋砌體0.4歐盟規(guī)范EC6、EC8無(wú)筋砌體約束砌體配筋砌體

約束砌體：無(wú)筋砌體墻四周被鋼筋混凝土構(gòu)件約束的結(jié)構(gòu)體系（對(duì)空心砌塊，可采取灌芯混凝土代替鋼筋混凝土構(gòu)件）。該規(guī)范要求：約束構(gòu)件在砌體施工之后澆注，水平約束構(gòu)件與樓蓋同時(shí)澆注，所有墻體轉(zhuǎn)角處、變形縫兩側(cè)、墻體交叉處和承重墻端部應(yīng)設(shè)置混凝土構(gòu)造柱（tie-columns），且構(gòu)造柱間距不大于4m，面積大于的洞口兩側(cè)也應(yīng)設(shè)置構(gòu)造柱。這類結(jié)構(gòu)的承載力計(jì)算按照無(wú)筋砌體計(jì)算。砌體結(jié)構(gòu)講義第四講配筋砌體1配筋砌體體系1.1網(wǎng)狀（水平）配筋砌體特點(diǎn)：提高砌體抗壓強(qiáng)度；提高砌體抗剪強(qiáng)度；改善砌體變形性能。注：右下圖示國(guó)外水平灰縫配筋不提高抗壓強(qiáng)度，只提高抗剪強(qiáng)度和變形性能。用途：磚墻、柱抗壓強(qiáng)度及抗剪強(qiáng)度不夠時(shí)；各類水平鋼筋，如配筋砌體水平鋼筋、防裂構(gòu)造鋼筋等（國(guó)外）。砌體結(jié)構(gòu)講義第四講配筋砌體1.2組合磚砌體特點(diǎn)：改善抗彎能力；提高砌體抗壓強(qiáng)度；提高砌體抗剪強(qiáng)度；改善砌體變形性能。用途：?jiǎn)螌臃课輳澗剌^大時(shí)；加固；一般砌體結(jié)構(gòu)墻、柱、梁（國(guó)外）砌體結(jié)構(gòu)講義第四講配筋砌體1.3組合墻由設(shè)置構(gòu)造柱、圈梁提高無(wú)筋砌體房屋的整體性和抗震性能結(jié)構(gòu)體系派生出來(lái)。為我國(guó)特色。后發(fā)展到柱為鋼筋混凝土柱——約束砌體結(jié)構(gòu)（沈陽(yáng)）先砌墻后澆柱、梁特點(diǎn)：平時(shí)抗壓，震時(shí)抗震，有效利用了構(gòu)造柱和圈梁；底部抗剪抗壓強(qiáng)度仍不夠時(shí)，還可以配置水平鋼筋網(wǎng)。用途：強(qiáng)度不夠的大跨度、中高層砌體房屋；砌體結(jié)構(gòu)講義第四講配筋砌體1.4配筋砌塊砌體用途：我國(guó)一般用于高層建筑；國(guó)外多層高層都可見。砌體結(jié)構(gòu)講義第四講配筋砌體2配筋砌體受壓承載力2.1網(wǎng)狀配筋磚砌體機(jī)理：套箍作用軸壓短柱假定鋼筋和砌體粘結(jié)牢固，砌體橫向變形使一片鋼筋網(wǎng)產(chǎn)生總拉力當(dāng)鋼筋屈服時(shí)，試件破壞，即配筋增加砌體強(qiáng)度軸壓短柱抗壓強(qiáng)度偏壓短柱GB50003引用原蘇聯(lián)規(guī)范規(guī)定，考慮偏心對(duì)鋼筋作用的影響湖南大學(xué)試驗(yàn)表明，上式比試驗(yàn)值偏低。注意：偏心距不應(yīng)大于截面核心砌體結(jié)構(gòu)講義第四講配筋砌體長(zhǎng)柱（承載力影響系數(shù)）GB50003參照無(wú)筋砌體，并考慮網(wǎng)狀配筋砌體的特性。軸壓長(zhǎng)柱穩(wěn)定系數(shù)長(zhǎng)柱承載力影響系數(shù)注意：β＞16時(shí)，不宜特點(diǎn)：1）無(wú)筋砌體和配筋砌體形式統(tǒng)一，關(guān)于配筋率在ρ＝0時(shí)是連續(xù)的；2）短柱時(shí)，與無(wú)筋砌體相同，未反應(yīng)其特點(diǎn)。湖南大學(xué)通過試驗(yàn)研究，短柱時(shí)砌體結(jié)構(gòu)講義第四講配筋砌體2.2組合磚砌體2.2.1軸壓短柱砌體、砂漿、混凝土棱柱體受壓應(yīng)力應(yīng)變曲線類似，但其極限荷載時(shí)的應(yīng)變大小不同：砌體：ε0＝

混凝土：ε0＝

砂漿（棱柱體）：ε0＝（柏敖冬.砂漿抹面縱縱配筋磚柱承載力的試驗(yàn)及計(jì)算.建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào).1982（1））鋼筋：ε0＝（HRB335）由變形協(xié)調(diào)一致原則（平截面假定）：砂漿面層組合砌體的破壞是由于面層砂漿壓壞而導(dǎo)致，試件破壞時(shí)，砌體和鋼筋均未達(dá)到強(qiáng)度；混凝土面層組合砌體的破壞是由于混凝土壓壞而導(dǎo)致，試件破壞時(shí)，砌體未達(dá)到強(qiáng)度，鋼筋屈服。通過試驗(yàn)研究，得到材料強(qiáng)度利用系數(shù)（括號(hào)內(nèi)為規(guī)范值）：砂漿面層時(shí)，混凝土面層時(shí)，軸壓短柱承載力砌體結(jié)構(gòu)講義第四講配筋砌體2.2.2軸壓長(zhǎng)柱（穩(wěn)定系數(shù)）采用的經(jīng)驗(yàn)法：從定性上來(lái)分析，組合磚砌體構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)φcom應(yīng)介于無(wú)筋砌體構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)φ0與鋼筋混凝土構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)φrc之間。通過換算強(qiáng)度和換算彈性模量，并經(jīng)過試驗(yàn)結(jié)果分析得出：軸壓長(zhǎng)柱極限承載力：柏敖冬.砂漿抹面縱縱配筋磚柱承載力的試驗(yàn)及計(jì)算.建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào).1982（1）柏敖冬.組合磚柱承載力的試驗(yàn).四川建筑科學(xué)研究.1984（1）柏敖冬.組合磚砌體結(jié)構(gòu)極限承壓能力的計(jì)算.建筑結(jié)構(gòu).1984（4）砌體結(jié)構(gòu)講義第四講配筋砌體2.2.3偏壓長(zhǎng)柱計(jì)算方法類似鋼筋混凝土柱，分為大偏心受壓構(gòu)件和小偏心受壓構(gòu)件。所要注意的是：1）附加偏心距（二階撓度）為2）在利用力的平衡推導(dǎo)承載力公式時(shí)，受壓區(qū)除了有砌體外，還有混凝土(砂漿）。砌體結(jié)構(gòu)講義第四講配筋砌體2.3組合墻2.3.1軸心受壓

砼柱分擔(dān)墻體上的荷載；砼柱和圈梁形成一種“弱框架”，約束墻體橫向變形，使框內(nèi)砌體處于雙向受壓狀態(tài)；砼柱對(duì)提高墻體穩(wěn)定性。試驗(yàn)及分析表明，主要因素是構(gòu)造柱的間距，房屋層高的影響甚微。構(gòu)造柱的間距一般選擇在2m左右最好，最大不能超過4m。砌體結(jié)構(gòu)講義第四講配筋砌體大開間縱橫墻混合承重砌體結(jié)構(gòu)房屋中，梁下設(shè)有鋼筋混凝土柱（“三用柱”）

砌體沒受到約束作用，不能按組合墻公式計(jì)算；墻的剛度加大，墻/梁剛度比加大，計(jì)算簡(jiǎn)圖？偏心受壓規(guī)范無(wú)計(jì)算公式“三用柱”的問題：汪恒在，石家莊建筑設(shè)計(jì)院砌體結(jié)構(gòu)講義第四講配筋砌體2.3.2偏心受壓（平面外）?砌體結(jié)構(gòu)講義第四講配筋砌體2.3.3偏心受壓（平面內(nèi)）用于多層房屋時(shí)，水平地震（風(fēng)）荷載作用下，彎曲作用很小，可以忽略不計(jì)，故平面內(nèi)偏心很小，不考慮。砌體結(jié)構(gòu)講義第四講配筋砌體2.4配筋砌塊砌體2.4.1軸心受壓特征：開裂荷載與極限荷載比值～，隨ρ增加而增加；

f1、f2的作用較小，對(duì)砌體強(qiáng)度起主導(dǎo)作用的是混凝土芯柱；符合平截面假定；豎向鋼筋屈服；強(qiáng)度及彈性模量比無(wú)筋砌體提高。軸心受壓墻、柱極限承載力：由砌塊砌體的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系用穩(wěn)定理論的方法可得：偏安全簡(jiǎn)化后得規(guī)范公式砌體結(jié)構(gòu)講義第四講配筋砌體2.4.2偏心受壓（平面內(nèi)正截面承載力）類似于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)計(jì)算，也分大小偏心構(gòu)件分別計(jì)算。1）大小偏心受壓界限當(dāng)x≤

ξbh0時(shí)，大偏壓；當(dāng)x＞

ξbh0時(shí)，小偏壓。2）大偏心受壓時(shí)極限承載力3）小偏心受壓時(shí)極限承載力砌體結(jié)構(gòu)講義第四講配筋砌體2.4.3偏心受壓（平面外）

配筋砌塊砌體剪力墻，當(dāng)豎向鋼筋僅配在中間時(shí)，其平面外偏心受壓承載力可按無(wú)筋砌塊砌體進(jìn)行計(jì)算，但應(yīng)采用灌孔砌體的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。砌體結(jié)構(gòu)講義第四講配筋砌體3配筋砌體受剪承載力破壞特征和影響因素抗震抗風(fēng)承載力（平面內(nèi)剪力和豎向壓力共同作用）3.1.1破壞特征懸臂配筋砌體剪力墻在水平和豎向荷載作用下，主要有以下兩種破壞情況：剪切破壞彎曲破壞

斜拉破壞剪壓破壞斜壓破壞沿通縫破壞

大偏壓破壞小偏壓破壞砌體結(jié)構(gòu)講義第四講配筋砌體3.1.2影響因素

墻體高寬比豎向壓應(yīng)力水平配筋率縱向配筋率無(wú)筋砌體抗剪強(qiáng)度灌芯率構(gòu)造柱砌體結(jié)構(gòu)講義第四講配筋砌體3.2水平灰縫配筋磚砌體水平鋼筋強(qiáng)度利用系數(shù)ζs，試驗(yàn)及下圖分析可得規(guī)范取值略有變動(dòng)砌體結(jié)構(gòu)講義第