《建筑力學(xué)與結(jié)構(gòu)》 課件匯總 第6-9章　砌體結(jié)構(gòu)-結(jié)構(gòu)抗震知識(shí)

第一節(jié)砌體材料第三節(jié)混合結(jié)構(gòu)房屋第二節(jié)砌體結(jié)構(gòu)的承載力第六章砌體結(jié)構(gòu)1第四節(jié)圈梁、過梁和懸挑構(gòu)件第五節(jié)墻體的構(gòu)造措施能夠區(qū)分砌體材料的種類、特性和強(qiáng)度；認(rèn)識(shí)圈梁、過梁和懸挑構(gòu)件，并能靈活運(yùn)用其構(gòu)造措施；會(huì)分析砌體構(gòu)件受壓破壞過程，歸納其影響因素；會(huì)運(yùn)用空間工作原理分析房屋整體性能；能對(duì)簡單砌體結(jié)構(gòu)房屋進(jìn)行方案布置，會(huì)計(jì)算墻、柱的承載力和穩(wěn)定性。學(xué)習(xí)目標(biāo)23砌體結(jié)構(gòu)是指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)。根據(jù)所用塊材的不同，砌體結(jié)構(gòu)可分為磚砌體結(jié)構(gòu)、砌塊砌體結(jié)構(gòu)和石砌體結(jié)構(gòu)等。各類砌體結(jié)構(gòu)的共同特點(diǎn)是抗壓強(qiáng)度相對(duì)較高，而抗拉強(qiáng)度則很低。根據(jù)其材料特點(diǎn)，砌體多用于主要承受豎向荷載的墻、柱構(gòu)件，樓蓋部分則選用具有較好抗彎性能的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)，從而形成受力比較合理的混合結(jié)構(gòu)。砌體材料第一節(jié)45一、塊材1.?磚（1）燒結(jié)普通磚燒結(jié)普通磚是由煤矸石、頁巖、粉煤灰或黏土為主要原料，經(jīng)過焙燒而成的規(guī)格尺寸為240mm×115mm×53mm的實(shí)心磚，因其尺寸全國統(tǒng)一，故稱為標(biāo)準(zhǔn)磚，如圖所示。在民間也稱為95磚（長邊約等于9.5in，1in=2.54cm），此磚規(guī)格的確定兼顧了墻體承載力、穩(wěn)定性、保溫、隔熱甚至施工時(shí)操作者抓握的可靠性。6標(biāo)準(zhǔn)磚燒結(jié)普通磚的強(qiáng)度根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50003—2011）可分為五級(jí)：MU30、MU25、MU20、MU15、MU10。燒結(jié)普通磚根據(jù)所用配料的不同，又可分為燒結(jié)黏土磚、燒結(jié)頁巖磚、燒結(jié)煤矸石磚和燒結(jié)粉煤灰磚等。7（2）燒結(jié)多孔磚燒結(jié)多孔磚又稱多孔磚，是以煤矸石、頁巖、粉煤灰或黏土為主要原料，經(jīng)焙燒而成，其孔洞率不大于35%，孔的尺寸小而數(shù)量多，主要用于承重部位。根據(jù)外形尺寸不同，目前多孔磚分為P型磚和M型磚，為配合砌筑上頭角（邊緣與轉(zhuǎn)折）的處理，還有相應(yīng)的配磚。燒結(jié)多孔磚a）P型磚b）M型磚8燒結(jié)多孔磚的強(qiáng)度等級(jí)與燒結(jié)普通磚的強(qiáng)度等級(jí)相同。采用多孔磚對(duì)減小結(jié)構(gòu)自重、提高砌筑效率、節(jié)約能源和資源、改善隔熱隔聲效能和降低造價(jià)具有重要意義。此外，用黏土、頁巖、煤矸石等原料還可以經(jīng)焙燒制成孔洞較大、孔洞率大于35%的燒結(jié)空心磚，用于圍護(hù)結(jié)構(gòu)，其強(qiáng)度等級(jí)為MU10、MU7.5、MU5和MU3.5，空心磚砌筑的墻體實(shí)際強(qiáng)度設(shè)計(jì)值比實(shí)心磚砌筑的墻體實(shí)際強(qiáng)度設(shè)計(jì)值要低。9除此之外，還有一種主要用于非承重墻體的水平孔空心磚，如圖所示。水平孔空心磚10（3）蒸壓磚蒸壓磚主要分為兩類：蒸壓灰砂普通磚和蒸壓粉煤灰普通磚。蒸壓磚是經(jīng)坯料制備、壓制排氣成型、高壓蒸養(yǎng)而成的實(shí)心磚。蒸壓磚的尺寸與燒結(jié)普通磚的尺寸相同，強(qiáng)度等級(jí)分為三級(jí)：MU25、MU20、MU15。蒸壓灰砂普通磚以石灰等鈣質(zhì)材料和砂等硅質(zhì)材料為主要原料，蒸壓粉煤灰普通磚的主要原料是粉煤灰和石灰，適量加入石膏和集料（如水泥）。相比于燒結(jié)普通磚，蒸壓磚的耐久性較差，一般可通過加強(qiáng)構(gòu)造措施的方法來延長其使用壽命（如利用水泥砂漿抹面來防止磚塊的碳化）。11（4）混凝土磚混凝土磚是以水泥為膠結(jié)材料，以砂、石等為主要集料，加水?dāng)嚢?、成型、養(yǎng)護(hù)制成的一種多孔的混凝土半盲孔磚或?qū)嵭拇u。多孔磚的主規(guī)格尺寸為240mm×115mm×90mm、240mm×190mm×90mm、190mm×190mm×90mm等，實(shí)心磚的主規(guī)格尺寸為240mm×115mm×53mm、240mm×115mm×90mm等?；炷链u的強(qiáng)度等級(jí)分為四級(jí)：MU30、MU25、MU20、MU15。122.?石材石材是指以天然石料經(jīng)加工后形成的砌筑材料，按其加工后外形的規(guī)則程度可分為料石和毛石。其中料石還可進(jìn)一步劃分為細(xì)料石、半細(xì)料石、粗料石和毛料石等。料石的截面高度一般為180～350mm，且不小于其長度的1/4；毛石要求中部的厚度不小于200mm。工程中應(yīng)選用無明顯分化的天然石材。石材的優(yōu)點(diǎn)是抗壓強(qiáng)度高，耐久性好；缺點(diǎn)是自重大，搬運(yùn)與砌筑不方便。石材一般用于房屋的基礎(chǔ)和肋腳部位。石材的強(qiáng)度等級(jí)分為七級(jí)：MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30、MU20。這一指標(biāo)值僅對(duì)應(yīng)于毛料石和毛石，其他如細(xì)料石、半細(xì)料石和粗料石應(yīng)乘以不同的系數(shù)。133.?砌塊前述實(shí)心磚、空心磚和石材以外的塊體材料統(tǒng)稱為砌塊。我國目前常用的是混凝土小型空心砌塊，有普通混凝土砌塊和輕集料混凝土砌塊兩種，主規(guī)格尺寸為390mm×190mm×190mm，空心率為25%～50%，簡稱混凝土小型空心砌塊，如圖所示。承重結(jié)構(gòu)的混凝土砌塊、輕集料混凝土砌塊的強(qiáng)度等級(jí)為MU20、MU15、MU10、MU7.5、MU5；自承重墻的輕集料混凝土砌塊的強(qiáng)度等級(jí)為MU10、MU7.5、MU5、MU3.5。除主規(guī)格尺寸外，各地尚有地方推行的一些標(biāo)準(zhǔn)，有些尺寸較大，稱為中型或大型砌塊。14混凝土小型空心砌塊15二、砂漿砌體中砂漿的作用是將塊材連成整體并使應(yīng)力均勻分布，同時(shí)砂漿填滿了塊材間的縫隙，減少了透氣性，提高了砌體的隔熱、隔聲、抗凍和防潮性能。砂漿按其組成成分的不同，大致可分為以下四類。1.?水泥砂漿水泥砂漿由水泥、砂和水拌合而成，不摻入任何外加劑。水泥砂漿強(qiáng)度高、耐久性好，但其和易性和保水性差。保水性差使砂漿在砌筑前會(huì)游離出較多的水分，砂漿鋪筑在磚面上后這部分水分會(huì)被磚很快吸收，使鋪筑發(fā)生困難，降低砌筑質(zhì)量。失水的砂漿本身也不易達(dá)到預(yù)期的強(qiáng)度，因此砌體的強(qiáng)度也會(huì)受到影響。162.?混合砂漿混合砂漿是在水泥砂漿的基礎(chǔ)上適量加入一些塑性摻合料而形成的砂漿，如水泥石灰砂漿和水泥黏土砂漿等。由于塑性摻合料的作用，混合砂漿具有一定的強(qiáng)度和耐久性，和易性和保水性較好，便于施工，砌筑質(zhì)量可以保證，是一般砌體中的常用砂漿。與水泥砂漿相比，混合砂漿砌筑的砌體強(qiáng)度要高于水泥砂漿砌筑的砌體強(qiáng)度。3.?非水泥砂漿非水泥砂漿是指不含水泥的砂漿，如石灰砂漿和黏土砂漿等。這類砂漿強(qiáng)度不高，耐久性也差，不能用于地面以下或防潮層以下的砌體，一般只用于受力不大的簡易或臨時(shí)建筑。174.?專用砌筑砂漿專用砌筑砂漿根據(jù)所用塊材不同分為混凝土砌塊（磚）專用砌筑砂漿和蒸壓磚專用砌筑砂漿?；炷疗鰤K（磚）砌筑砂漿是由水泥、砂、水以及根據(jù)需要摻入的摻合料和外加劑等組分，按一定比例經(jīng)機(jī)械拌合制成，是專門用于砌筑混凝土砌塊的砌筑砂漿，簡稱砌塊專用砂漿。這類砂漿黏結(jié)性和耐久性較好，和易性和保水性也得到了改善，配合混凝土砌塊灌孔混凝土，能夠確保砌塊結(jié)構(gòu)的整體受力性能和工程質(zhì)量。蒸壓磚專用砌筑砂漿是由水泥、砂、水以及根據(jù)需要摻入的摻合料和外加劑等組分，按一定比例經(jīng)機(jī)械拌合制成，專門用于砌筑蒸壓灰砂磚或蒸壓粉煤灰磚砌體，且砌體抗剪強(qiáng)度應(yīng)不低于燒結(jié)普通磚砌體的抗剪強(qiáng)度。18國家標(biāo)準(zhǔn)《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50003—2011）規(guī)定砂漿的強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)按下列要求采用：（1）燒結(jié)普通磚、燒結(jié)多孔磚、蒸壓灰砂普通磚和蒸壓粉煤灰普通磚砌體采用的普通砂漿強(qiáng)度等級(jí)為M15、M10、M7.5、M5、M2.5。（2）蒸壓灰砂普通磚和蒸壓粉煤灰普通磚砌體采用的專用砌筑砂漿強(qiáng)度等級(jí)為Ms15、Ms10、Ms7.5、Ms5.0。19（3）混凝土普通磚、混凝土多孔磚、單排孔混凝土砌塊和煤矸石混凝土砌塊砌體采用的砂漿強(qiáng)度等級(jí)為Mb20、Mb15、Mb10、Mb7.5、Mb5。（4）輕集料混凝土砌塊砌體采用的砂漿強(qiáng)度等級(jí)為Mb10、Mb7.5、Mb5。（5）毛料石、毛石砌體采用的砂漿強(qiáng)度等級(jí)為M7.5、M5、M2.5。以上砂漿強(qiáng)度表示符號(hào)中，M、Ms、Mb表示砂漿，其后數(shù)值表示砂漿強(qiáng)度大小（單位為MPa）。20三、砌體材料的耐久性要求1.?砌體結(jié)構(gòu)的環(huán)境類別根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《砌體結(jié)構(gòu)通用規(guī)范》（GB55007—2021）規(guī)定：砌體結(jié)構(gòu)的環(huán)境類別應(yīng)依據(jù)氣候條件及使用環(huán)境條件按表分類。砌體結(jié)構(gòu)的環(huán)境類別212.?砌體材料的選擇砌體所用塊材和砂漿，主要應(yīng)依據(jù)承載性能、節(jié)能環(huán)保性能、使用環(huán)境條件合理選用。砌體結(jié)構(gòu)應(yīng)選擇滿足工程耐久性要求的材料，建筑與結(jié)構(gòu)構(gòu)造應(yīng)有利于防止雨雪、濕氣和侵蝕性介質(zhì)對(duì)砌體的危害。環(huán)境類別為2～5類條件下的砌體結(jié)構(gòu)的鋼筋應(yīng)采取防腐處理或其他保護(hù)措施，環(huán)境類別為4類、5類條件下的砌體結(jié)構(gòu)應(yīng)采取抗侵蝕和耐腐蝕措施。22設(shè)計(jì)使用年限為50年時(shí)，地面以下或防潮層以下的砌體、潮濕房間的墻或環(huán)境類別為2類的砌體，所用材料的最低強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)符合表的規(guī)定。地面以下或防潮層以下的砌體所用材料的最低強(qiáng)度等級(jí)23對(duì)處于環(huán)境類別3～5類等有侵蝕性介質(zhì)的砌體，不應(yīng)采用蒸壓灰砂普通磚、蒸壓粉煤灰普通磚，應(yīng)采用實(shí)心磚、混凝土砌塊等，磚的強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于MU20，水泥砂漿的強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于M10，混凝土砌塊的強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于MU15，灌孔混凝土的強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于Cb30，砂漿的強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于Mb10。24四、砌體材料的強(qiáng)度要求1.砌體結(jié)構(gòu)選材應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）材料應(yīng)有出廠合格證書、產(chǎn)品性能型式檢驗(yàn)報(bào)告。（2）應(yīng)對(duì)塊材、水泥、鋼筋、外加劑、預(yù)拌砂漿、預(yù)拌混凝土的主要性能進(jìn)行檢驗(yàn)，證明質(zhì)量合格并符合設(shè)計(jì)要求。（3）應(yīng)根據(jù)塊材的類別和性能，選用與其匹配的砌筑砂漿。（4）砌體結(jié)構(gòu)不應(yīng)采用非蒸壓硅酸鹽磚、非蒸壓硅酸鹽砌塊及非蒸壓加氣混凝土制品。（5）砌體結(jié)構(gòu)中的鋼筋應(yīng)采用熱軋鋼筋或余熱處理鋼筋。252.對(duì)處于環(huán)境類別為1類和2類的承重砌體，所用塊材的最低強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)符合表的規(guī)定；對(duì)配筋砌塊砌體抗震墻，表中1類和2類環(huán)境的普通、輕骨料混凝土砌塊強(qiáng)度等級(jí)為MU10；安全等級(jí)為一級(jí)或設(shè)計(jì)工作年限大于50年的結(jié)構(gòu)，表中材料強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)至少提高一級(jí)。1類、2類環(huán)境下所用塊材的最低強(qiáng)度等級(jí)263.對(duì)處于環(huán)境類別為3類的承重砌體，所用塊材的抗凍性能和最低強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)符合表的規(guī)定。設(shè)計(jì)年限大于50年的結(jié)構(gòu)，表中抗凍指標(biāo)應(yīng)至少提高一級(jí)，對(duì)嚴(yán)寒地區(qū)應(yīng)提高至F75。3類環(huán)境下所用塊材的抗凍性能和最低強(qiáng)度等級(jí)274.夾心墻、外葉墻的磚及混凝土砌塊的強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于MU10。5.填充墻的塊材最低強(qiáng)度等級(jí)，應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）內(nèi)墻空心磚、輕骨料混凝土砌塊、混凝土空心砌塊應(yīng)為MU3.5，外墻應(yīng)為MU5。（2）內(nèi)墻蒸壓加氣混凝土砌塊應(yīng)為A2.5，外墻應(yīng)為A3.5。286.下列部位或環(huán)境中的填充墻不應(yīng)使用輕骨料混凝土小型空心砌塊或蒸壓加氣混凝土砌塊砌體：（1）建（構(gòu)）筑物防潮層以下的墻體。（2）長期浸水或化學(xué)侵蝕環(huán)境。（3）砌體表面溫度高于80℃的部位。（4）長期處于有振動(dòng)源環(huán)境的墻體。297.砌筑砂漿的最低強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）設(shè)計(jì)工作年限大于和等于25年的燒結(jié)普通磚和燒結(jié)多孔磚砌體應(yīng)為M5，設(shè)計(jì)工作年限小于25年的燒結(jié)普通磚和燒結(jié)多孔磚砌體應(yīng)為M2.5。（2）蒸壓加氣混凝土砌塊砌體應(yīng)為Ma5，蒸壓灰砂普通磚和蒸壓粉煤灰普通磚砌體應(yīng)為Ms5。（3）混凝土普通磚、混凝土多孔磚砌體應(yīng)為Mb5。（4）混凝土砌塊、煤矸石混凝土砌塊砌體應(yīng)為Mb7.5。（5）配筋砌塊砌體應(yīng)為Mb10。（6）毛料石、毛石砌體應(yīng)為M5。308.混凝土砌塊砌體的灌孔混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于Cb20，且不應(yīng)低于1.5倍的塊體強(qiáng)度等級(jí)。9.設(shè)計(jì)有抗凍要求的砌體時(shí)，砂漿應(yīng)進(jìn)行凍融試驗(yàn)，其抗凍性能不應(yīng)低于墻體材料。10.配置鋼筋的砌體不得使用摻加氯鹽和硫酸鹽類外加劑的砂漿。11.配筋砌塊砌體的灌孔混凝土應(yīng)具有抗收縮性能，對(duì)安全等級(jí)為一級(jí)或設(shè)計(jì)工作年限大于50年的配筋砌塊砌體房屋，砂漿和灌孔混凝土的最低強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)按《砌體結(jié)構(gòu)通用規(guī)范》（GB55007—2021）相關(guān)規(guī)定至少提高一級(jí)。砌體結(jié)構(gòu)的承載力第二節(jié)3132一、砌體的種類1.?無筋磚砌體由各種規(guī)格的磚砌筑而成的整體稱為無筋磚砌體。在房屋建筑中，無筋磚砌體可用作內(nèi)外承重墻和圍護(hù)墻等。無筋磚砌體房屋的抗震和抵抗不均勻沉降能力較差。承重結(jié)構(gòu)一般采用實(shí)心磚或多孔磚砌筑，通常采用一順一丁、梅花丁或三順一丁等砌筑方式，如圖所示。33磚砌筑方式a）一順一丁b）梅花丁c）三順一丁342.?砌塊砌體砌塊砌體是指由混凝土砌塊和砌塊專用砂漿組砌（有時(shí)加有砌塊灌孔混凝土）而成的砌體。砌塊砌體的推廣是墻體材料改革、節(jié)約能源和可持續(xù)發(fā)展的重要舉措。砌塊砌體結(jié)構(gòu)自重較小，施工效率較高，能夠有效節(jié)約耕地，符合建筑工業(yè)化發(fā)展的方向。3.?石砌體石砌體的類型有料石砌體、毛石砌體和毛石混凝土砌體。料石砌體一般用于房屋墻體、石拱橋和基礎(chǔ)等，料石由于自重大、加工困難、砌筑不方便，因此應(yīng)用不廣泛；毛石砌體主要用于基礎(chǔ)，如用于外墻則需要灌注較多的砂漿，截面較厚，抗壓強(qiáng)度較低，因此少應(yīng)用。354.?配筋砌體為了提高砌體的強(qiáng)度、改善砌體的性能及減小構(gòu)件的斷面尺寸，可在砌體的水平灰縫中每隔幾皮磚設(shè)置一層鋼筋網(wǎng)，或在抹灰層中配置鋼筋，或在構(gòu)件的受拉或受壓區(qū)用鋼筋混凝土或鋼筋砂漿代替一部分砌體形成配筋砌體。配筋砌體分為橫向配筋砌體、豎向配筋砌體和組合砌體三種形式。（1）橫向配筋砌體橫向配筋砌體主要是網(wǎng)狀配筋磚砌體。網(wǎng)狀配筋磚砌體是指在砌體的水平灰縫中每隔幾皮磚放置一道網(wǎng)狀鋼筋，鋼筋網(wǎng)可以約束砌體的橫向變形，從而提高砌體的抗壓強(qiáng)度。網(wǎng)狀配筋的鋼筋網(wǎng)可以是方格網(wǎng)或連彎網(wǎng)，如圖所示。36網(wǎng)狀配筋砌體a）方格網(wǎng)b）連彎網(wǎng)37（2）豎向配筋砌體在砌體豎縫或空心磚（空心砌塊）孔洞內(nèi)放置豎向鋼筋，并用流動(dòng)性較大的混凝土澆灌，即可形成豎向配筋砌體，如圖所示。豎向配筋砌體可以提高砌體的抗壓、抗彎和抗剪能力。豎向配筋砌體38（3）組合砌體當(dāng)構(gòu)件偏心較大時(shí)，在構(gòu)件的受拉或受壓區(qū)用鋼筋混凝土或鋼筋砂漿代替一部分原有砌體面積并與原砌體共同工作的砌體稱為組合砌體，如圖所示。組合砌體也可為采用磚砌體和鋼筋混凝土構(gòu)造柱組成的組合磚墻，如圖所示。組合砌體39組合磚墻40二、砌體的力學(xué)性能1.?砌體的受壓性能（1）砌體軸心受壓破壞特征如圖所示，砌體從開始受力到破壞，大致經(jīng)歷三個(gè)階段。磚砌體軸心受壓破壞過程a）單磚開裂b）砌體形成一段段裂縫c）裂縫貫通411）從開始加載到個(gè)別磚（或砌塊，或石砌體）出現(xiàn)裂縫為第一階段，荷載不增加，裂縫不發(fā)展，此時(shí)荷載為破壞荷載的50%～70%，如圖a所示。2）荷載繼續(xù)增加，原有裂縫也隨之發(fā)展，同時(shí)新裂縫不斷增加，當(dāng)荷載達(dá)到破壞荷載的80%～90%時(shí)，裂縫發(fā)展，沿豎向通過若干皮磚，形成一段段連續(xù)的裂縫，荷載不增加，裂縫也繼續(xù)發(fā)展，如圖b所示，此時(shí)可認(rèn)為進(jìn)入第二階段。3）荷載進(jìn)一步增加，砌體中的裂縫迅速發(fā)展，整個(gè)砌體發(fā)生橫向變形?？v向裂縫貫穿砌體，形成小柱，磚壓碎或小柱失穩(wěn)，砌體被破壞，如圖c所示，此為第三階段。42在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，砌體中的磚塊在荷載并不很大時(shí)即已出現(xiàn)豎向裂縫，說明砌體的抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)小于磚的抗壓強(qiáng)度。雖然軸心受壓砌體在總體上呈均勻受壓態(tài)勢，但是由于砂漿鋪筑不勻、磚面不平、砂漿本身材質(zhì)不勻等，造成磚與砂漿不能充分接觸，磚在砌體中實(shí)際處于受彎、受拉、受剪等復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)，所以砌體不能作為單一塊體抗壓墻體。43（2）影響砌體抗壓強(qiáng)度的因素1）塊材和砂漿的強(qiáng)度。塊材和砂漿的強(qiáng)度是影響砌體抗壓強(qiáng)度的重要因素，其中塊材強(qiáng)度又是最主要的因素，所以提高塊材強(qiáng)度比提高砂漿強(qiáng)度有效。2）塊體的形狀、尺寸及灰縫厚度。由于塊體抗彎能力較弱，故厚度的影響至關(guān)重要；形狀規(guī)則與否也直接影響砌體的強(qiáng)度；灰縫過厚或太薄都會(huì)影響砌體的強(qiáng)度。因此，形狀平整、規(guī)則，則彎、剪應(yīng)力小，強(qiáng)度相對(duì)高（料石比毛石強(qiáng)度高就是例子）；塊體高度大則強(qiáng)度高，長度大則強(qiáng)度低；灰縫的厚度為8～12mm（一般為10mm），料石砌體一般不大于20mm。443）砂漿的性能。砂漿的性能是指除強(qiáng)度以外，砂漿應(yīng)具有良好的流動(dòng)性、保水性以及較高的密實(shí)性。水泥砂漿砌筑的砌體抗壓強(qiáng)度小于混合砂漿砌筑的砌體抗壓強(qiáng)度，降低5%～15%。原因是水泥砂漿容易失水，流動(dòng)性（和易性或可塑性）和保水性相對(duì)較差。4）砌筑質(zhì)量。砌筑質(zhì)量也是影響砌體抗壓強(qiáng)度的重要因素。砌筑中要求灰縫飽滿、橫平豎直、上下錯(cuò)縫、內(nèi)外搭砌，使之比較均勻地受力，以提高砌體的抗壓強(qiáng)度。磚墻水平灰縫的飽滿度≥80%（若飽滿度由80%降低到65%，則砌體強(qiáng)度降低20%），磚柱灰縫飽滿度≥90%。452.?砌體的軸心受拉、彎曲受拉和受剪破壞形態(tài)（1）砌體軸心受拉如圖所示，磚砌圓形水池的池壁為砌體結(jié)構(gòu)中常遇到的軸心受拉構(gòu)件，由于水對(duì)池壁的壓力，在池壁垂直截面內(nèi)會(huì)引起環(huán)向軸心拉力，其破壞形態(tài)主要有以下三種。砌體軸心受拉461）沿齒縫（灰縫）破壞。此時(shí)砌體中塊體強(qiáng)度高，砂漿強(qiáng)度低，抗拉強(qiáng)度由砂漿強(qiáng)度確定，如圖a所示。2）沿塊體和豎向灰縫破壞。此時(shí)砌體中塊體強(qiáng)度低，砂漿強(qiáng)度高，抗拉強(qiáng)度取決于塊體的強(qiáng)度等級(jí)，如圖b所示。3）沿通縫（灰縫）破壞。此時(shí)塊體強(qiáng)度低，砂漿強(qiáng)度高，設(shè)計(jì)中不允許采用，如圖c所示。47砌體軸心受拉破壞形態(tài)a）沿齒縫（灰縫）破壞b）沿塊體和豎向灰縫破壞c）沿通縫（灰縫）破壞48（2）砌體彎曲受拉砌體彎曲受拉是指擋土墻在土的側(cè)壓力作用下，墻壁如同豎向懸臂柱一樣受彎；對(duì)有扶壁柱的擋土墻，扶壁柱間的墻壁在水平方向受彎等，如圖所示。其破壞形態(tài)也分為三種，沿齒縫截面破壞、沿塊體與豎向灰縫截面破壞和沿水平通縫截面破壞，如圖所示。砌體彎曲受拉49砌體彎曲的破壞形態(tài)a）沿齒縫截面破壞b）沿塊體與豎向灰縫截面破壞c）沿水平通縫截面破壞50（3）砌體受剪磚過梁或拱的支座處，由于水平推力的作用，使支座截面處的砌體受剪，如圖所示，其破壞形態(tài)也分為三種，沿水平通縫剪切破壞、沿階梯形齒縫剪切破壞和沿塊體與灰縫截面剪切破壞，如圖所示。砌體受剪51砌體受剪破壞形態(tài)a）沿水平通縫剪切破壞b）沿階梯形齒縫剪切破壞c）沿塊體與灰縫截面剪切破壞52三、砌體結(jié)構(gòu)的承載力1.?砌體的強(qiáng)度值國家標(biāo)準(zhǔn)《砌體結(jié)構(gòu)通用規(guī)范》（GB55007—2021）規(guī)定了砌體工程的施工質(zhì)量控制等級(jí)，根據(jù)現(xiàn)場質(zhì)量管理、砂漿和混凝土質(zhì)量控制、砂漿拌合工藝以及砌筑工人的技術(shù)等級(jí)四個(gè)要素，將施工質(zhì)量控制等級(jí)從高到低分為A、B、C三級(jí)。53燒結(jié)普通磚和燒結(jié)多孔磚砌體的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值

MPa54混凝土普通磚和混凝土多孔磚砌體的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值

MPa55蒸壓灰砂普通磚和蒸壓粉煤灰普通磚砌體的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值

MPa56單排孔混凝土砌塊和輕集料混凝土砌塊對(duì)孔砌筑砌體的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值

MPa57對(duì)下列情況的各類砌體，其砌體強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)乘以調(diào)整系數(shù)γa：（1）對(duì)無筋砌體構(gòu)件，其截面面積小于0.3m2時(shí)，γa為其截面面積加0.7；對(duì)配筋砌體構(gòu)件，當(dāng)其中砌體截面面積小于0.2m2時(shí)，γa為其截面面積加0.8。構(gòu)件截面面積以“m2”計(jì)。（2）當(dāng)砌體用強(qiáng)度等級(jí)小于M5的水泥砂漿砌筑時(shí)，γa取值為0.9；當(dāng)驗(yàn)算施工中房屋的構(gòu)件時(shí)，γa為1.1。582.?砌體受壓承載力（1）無筋砌體受壓構(gòu)件的承載力應(yīng)按下列公式計(jì)算：

N≤φfA

式中，N——軸向力設(shè)計(jì)值；

φ——高厚比β和軸向力的偏心距e對(duì)受壓構(gòu)件承載力的影響系數(shù)；

f——砌體的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；

A——截面面積。59（2）確定影響系數(shù)φ時(shí)，構(gòu)件高厚比β應(yīng)按下式計(jì)算：對(duì)矩形截面，對(duì)T形截面，式中，γβ——不同材料砌體構(gòu)件的高厚比修正系數(shù)；

H0——受壓構(gòu)件的計(jì)算高度；

h——矩形截面軸向力偏心方向的邊長，當(dāng)軸心受壓時(shí)為截面較小邊長；

hT——T形截面的折算厚度，可近似按3.5i計(jì)算，i為截面的回轉(zhuǎn)半徑。60高厚比修正系數(shù)γβ61（3）對(duì)無筋砌體矩形截面單向偏心受壓構(gòu)件承載力的影響系數(shù)φ可按下列公式計(jì)算，T形截面則以折算厚度代替h：當(dāng)β≤3時(shí)，當(dāng)β>3時(shí)，62式中，e——軸向力的偏心距，由內(nèi)力設(shè)計(jì)值M/N求得；

h——矩形截面的軸向力偏心方向的邊長；

φ0——軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)；

α——與砂漿強(qiáng)度有關(guān)的系數(shù)，當(dāng)砂漿強(qiáng)度等級(jí)大于或等于M5時(shí)，α取0.0015，當(dāng)砂漿強(qiáng)度等級(jí)等于M2.5時(shí)，α取0.002，當(dāng)砂漿強(qiáng)度等級(jí)等于0時(shí)，α取0.009；

β——構(gòu)件的高厚比?；旌辖Y(jié)構(gòu)房屋第三節(jié)6364混合結(jié)構(gòu)房屋是指主要承重構(gòu)件由不同材料組成的房屋。如樓（屋）蓋采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或木結(jié)構(gòu)，而墻、柱和基礎(chǔ)等承重構(gòu)件采用砌體材料。混合結(jié)構(gòu)房屋中沿房屋長向布置的墻稱為縱墻，沿短向布置的墻稱為橫墻。房屋四周的墻稱為外墻，其余的墻稱為內(nèi)墻，僅起隔斷作用而不承受樓板荷載的內(nèi)墻稱為隔墻，其墻厚可適當(dāng)減小。65一、墻體布置方案1.?縱墻承重方案當(dāng)建筑功能上要求房屋有較大空間或隔墻位置可能發(fā)生變化時(shí)，通常不布置橫墻或橫墻間距很大，由縱墻直接承受樓（屋）面荷載，這種結(jié)構(gòu)布置方案稱為縱墻承重方案，如圖所示。66縱墻承重方案67縱墻承重方案的特點(diǎn)如下：（1）縱墻為主要承重墻，橫墻間距不受限值，開間劃分靈活。（2）縱墻上開設(shè)門窗洞口受到限值。（3）橫向剛度小，整體性差，對(duì)抗震不利。此種方案（豎向）荷載傳遞路線為：屋面板→梁（或屋架）→縱墻→基礎(chǔ)→地基。682.?橫墻承重方案橫墻承重方案是指將預(yù)制板直接擱置在橫墻上，如圖所示。當(dāng)房間的開間不大、橫墻間距較?。ㄒ话銥?～4.5m）時(shí)適用這種布置形式（如住宅、集體宿舍等）。橫墻承重方案的主要優(yōu)點(diǎn)是房屋的空間剛度較大，整體性好，有利于抵抗風(fēng)力、地震作用及調(diào)整地基不均勻沉降；缺點(diǎn)是墻體耗用材料較多。69橫墻承重方案70橫墻承重方案的特點(diǎn)如下：（1）橫墻是主承重墻，因此縱墻上開設(shè)洞口受限較小。（2）橫向剛度大，有良好的抗震和調(diào)節(jié)地基不均勻沉降的能力。（3）墻體耗用材料較多。此種方案（豎向）荷載傳遞路線為：屋面板→橫墻→基礎(chǔ)→地基。713.?縱橫墻承重方案當(dāng)建筑功能上要求房間大小有較多的變化時(shí)，可以采用縱橫墻同時(shí)承重的布置方案，如圖所示?？v橫墻承重方案的特點(diǎn)如下：（1）平面布置比較靈活，空間剛度大，整體性好。（2）構(gòu)件類型多，施工相對(duì)復(fù)雜。此種方案荷載傳遞路線為：屋面板→梁→縱墻（橫墻）→基礎(chǔ)→地基。72縱橫墻承重方案73二、靜力計(jì)算方案房屋兩端山墻的距離越近，或布置越多的橫墻，屋蓋的水平剛度越大，則房屋的空間作用越大，空間性能越好。房屋空間作用的大小可用空間性能影響系數(shù)η來表示，η越大，空間作用越小，反之則空間作用越大。根據(jù)屋蓋剛度和橫墻間距兩個(gè)主要因素的影響，混合結(jié)構(gòu)房屋靜力計(jì)算方案分為三種，見表。74房屋的靜力計(jì)算方案75剛性方案和剛彈性方案房屋的橫墻，應(yīng)符合下列規(guī)定：橫墻中開有洞口時(shí)，洞口的水平截面面積不應(yīng)超過橫墻截面面積的50%；橫墻的厚度不宜小于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）。76三、墻、柱高厚比國家標(biāo)準(zhǔn)《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50003—2011）規(guī)定，應(yīng)用驗(yàn)算墻、柱高厚比的方法對(duì)墻、柱進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算，使房屋結(jié)構(gòu)在施工階段和使用階段的穩(wěn)定性滿足要求。1.?影響高厚比的因素墻、柱的允許高厚比［β］取值見表。影響高厚比的因素很多，綜合起來主要包括下列幾個(gè)方面：77墻、柱的允許高厚比［β］值78（1）砂漿強(qiáng)度等級(jí)。砂漿強(qiáng)度高，則砌體的剛度好，允許高厚比亦可相應(yīng)增大。（2）砌體截面剛度。砌體截面剛度越大，穩(wěn)定性越好。（3）砌體類型和構(gòu)件重要性。毛石墻比一般砌體墻剛度差，組合砌體剛度相對(duì)要好些；重要構(gòu)件的允許高厚比可降低，次要構(gòu)件的允許高厚比則可以增大。（4）構(gòu)造柱及橫墻間距。構(gòu)造柱越多，對(duì)墻體的約束越大，穩(wěn)定性越好；橫墻間距越小，墻體穩(wěn)定性和剛度越好。792.?高厚比驗(yàn)算一般墻、柱的高厚比應(yīng)按下式驗(yàn)算：式中，H0——墻、柱的計(jì)算高度，見表；

h——墻厚或矩形柱與H0相對(duì)應(yīng)的邊長；

μ1——自承重墻允許高厚比的修正系數(shù)；

μ2——有門窗洞口墻允許高厚比的修正系數(shù)。80受壓構(gòu)件的計(jì)算高度H0圈梁、過梁和懸挑構(gòu)件第四節(jié)8182一、圈梁1.?圈梁的設(shè)置在砌體結(jié)構(gòu)房屋的檐口、窗頂、樓層、吊車梁頂或基礎(chǔ)頂面標(biāo)高處，沿砌體墻水平方向設(shè)置封閉狀的按構(gòu)造配筋的混凝土梁式構(gòu)件，稱為圈梁。圈梁可以提高房屋的整體性和空間剛度，可以有效防止地基不均勻沉降和振動(dòng)荷載對(duì)房屋產(chǎn)生的不利影響。83住宅、辦公樓等多層砌體結(jié)構(gòu)民用房屋，當(dāng)層數(shù)為3層、4層時(shí)，應(yīng)在底層和檐口標(biāo)高處各設(shè)置一道圈梁。當(dāng)層數(shù)超過4層時(shí)，除應(yīng)在底層和檐口標(biāo)高處各設(shè)置一道圈梁外，還應(yīng)在所有縱、橫墻上隔層設(shè)置一道圈梁。多層砌體工業(yè)房屋，應(yīng)每層設(shè)置圈梁。采用現(xiàn)澆混凝土樓（屋）蓋的多層砌體結(jié)構(gòu)房屋，當(dāng)層數(shù)超過5層時(shí)，除應(yīng)在檐口標(biāo)高處設(shè)置一道圈梁外，還可隔層設(shè)置圈梁，并應(yīng)與樓（屋）面板一起現(xiàn)澆。未設(shè)置圈梁的樓面板嵌入墻內(nèi)的長度不應(yīng)小于120mm，并沿墻長配置不少于2根直徑為10mm的縱向鋼筋。842.?圈梁的構(gòu)造（1）圈梁宜連續(xù)地設(shè)在同一水平面上，并形成封閉狀；當(dāng)圈梁被門窗洞口截?cái)鄷r(shí)，應(yīng)在洞口上部增設(shè)相同截面的附加圈梁，如圖所示。附加圈梁與圈梁的搭接長度不應(yīng)小于其垂直間距的2倍，且不得小于1m。附加圈梁85（2）縱、橫墻交接處的圈梁應(yīng)可靠連接，如圖所示。對(duì)于剛彈性和彈性方案房屋，圈梁應(yīng)與屋架、大梁等構(gòu)件可靠連接。轉(zhuǎn)角墻圈梁構(gòu)造86（3）混凝土圈梁的寬度宜與墻厚相同，當(dāng)墻厚不小于240mm時(shí)，其寬度不宜小于墻厚的2/3，且不應(yīng)小于190mm；圈梁高度不應(yīng)小于120mm；縱向鋼筋數(shù)量不應(yīng)少于4根，直徑不應(yīng)小于12mm；綁扎接頭的搭接長度按受拉鋼筋考慮，箍筋間距不應(yīng)大于200mm。（4）圈梁兼作過梁時(shí)，過梁部分的鋼筋應(yīng)按計(jì)算面積另行增配。87二、過梁1.?過梁的構(gòu)造當(dāng)墻體開有門窗等洞口時(shí)，為了支撐洞口上方的墻體重量和樓蓋傳來的荷載，并將這些荷載傳遞給窗間墻，需在洞口上緣處設(shè)置一個(gè)傳力構(gòu)件（一般為水平梁），這一構(gòu)件稱為過梁。常用的過梁有磚砌過梁和鋼筋混凝土過梁兩大類，如圖所示。磚砌過梁按構(gòu)造不同又可分為磚砌平拱和鋼筋磚過梁等形式。88過梁的形式a）磚砌平拱b）鋼筋磚過梁c）鋼筋混凝土過梁磚砌平拱采用豎磚砌筑，利用灰縫調(diào)節(jié)使砌體形成楔形，底部略起拱（大于1/100），其施工方便，不用鋼材，但受力性能較差，對(duì)振動(dòng)荷載和地基不均勻沉降反應(yīng)敏感。磚砌平拱跨度不應(yīng)超過1.2m，豎磚砌筑部分的高度不應(yīng)小于240mm，截面計(jì)算高度內(nèi)的砂漿不宜低于M5（Mb5、Ms5）。89鋼筋磚過梁的砌法與墻體相同，只是在過梁底部砂漿層內(nèi)配置了縱向鋼筋。鋼筋磚過梁的跨度不應(yīng)超過1.5m，底部砂漿層處的鋼筋直徑不應(yīng)小于5mm，間距不宜大于120mm，鋼筋伸入支座砌體內(nèi)的長度不宜小于240mm，砂漿層的厚度不宜小于30mm，截面計(jì)算高度內(nèi)的砂漿同樣不宜低于M5（Mb5、Ms5）。對(duì)于跨度較大、洞口上方有集中力或振動(dòng)荷載，或有可能產(chǎn)生不均勻沉降的房屋，均不能采用磚砌平拱過梁或鋼筋磚過梁，而應(yīng)選擇鋼筋混凝土過梁。鋼筋混凝土過梁的截面應(yīng)通過計(jì)算確定，但其端部伸入墻體的長度應(yīng)不小于240mm。902.?過梁的荷載過梁的荷載應(yīng)按下列規(guī)定采用：（1）對(duì)磚和砌塊砌體，當(dāng)梁、板下的墻體高度hw小于過梁的凈跨ln時(shí)，過梁應(yīng)計(jì)入梁、板傳來的荷載，否則可不考慮梁、板荷載。（2）對(duì)磚砌體，當(dāng)過梁上的墻體高度hw小于ln/3時(shí)，墻體荷載應(yīng)按墻體的均布自重采用，否則應(yīng)按高度為ln/3墻體的均布自重采用。（3）對(duì)砌塊砌體，當(dāng)過梁上的墻體高度hw小于ln/2時(shí)，墻體荷載應(yīng)按墻體的均布自重采用，否則應(yīng)按高度為ln/2墻體的均布自重采用。91三、懸挑構(gòu)件在砌體結(jié)構(gòu)房屋中，由于使用功能上的需要，常常將鋼筋混凝土梁（板）一端嵌入墻體，一端挑出墻外，稱之為懸挑構(gòu)件。1.?挑梁的受力性能砌體結(jié)構(gòu)房屋中的懸挑構(gòu)件，如挑梁，與砌體是共同受力的。挑梁在端部外力F及其上部砌體自重作用下，破壞過程經(jīng)歷彈性、界面裂縫和破壞三個(gè)階段。在裂縫出現(xiàn)前，挑梁嵌入墻體部分界面上將產(chǎn)生拉（壓）應(yīng)力，墻邊截面處的挑梁內(nèi)將產(chǎn)生彎矩和剪力，如圖所示。92如圖所示，當(dāng)砌體墻與挑梁的界面上所出現(xiàn)的拉應(yīng)力超過砌體的抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)水平裂縫①，隨著荷載的增大，裂縫不斷向內(nèi)延伸，接著在挑梁嵌入端下界面出現(xiàn)水平裂縫②，隨后在嵌入端上方出現(xiàn)階梯裂縫③，如果砌體局部受壓不足，則會(huì)出現(xiàn)裂縫④。挑梁應(yīng)力分布挑梁裂縫932.?挑梁的破壞形態(tài)挑梁在荷載作用下，可能會(huì)發(fā)生下面三種破壞形態(tài)：（1）抗傾覆不足而使挑梁發(fā)生傾覆破壞，如圖所示。（2）挑梁下砌體局部受壓破壞，如圖所示。（3）挑梁正截面受彎或斜截面受剪破壞。傾覆破壞局部受壓破壞943.?挑梁的構(gòu)造挑梁設(shè)計(jì)除應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（2015年版）》（GB50010—2010）有關(guān)規(guī)定外，還應(yīng)滿足下列要求：（1）縱向受力鋼筋至少應(yīng)有1/2的鋼筋面積伸入梁尾端，且不少于2φ12。其余鋼筋伸入支座的長度不應(yīng)小于2

l1/3。（2）挑梁埋入砌體長度l1與挑出長度l之比應(yīng)大于1.2；當(dāng)挑梁埋入段上無砌體時(shí)，

l1與l之比應(yīng)大于2。墻體的構(gòu)造措施第五節(jié)9596一、墻、柱的一般構(gòu)造砌體結(jié)構(gòu)房屋的墻、柱，除滿足承載力和穩(wěn)定性要求外，還應(yīng)滿足下列一般構(gòu)造要求。1.?墻（1）墻體轉(zhuǎn)角處和縱橫墻交接處應(yīng)沿豎向每隔400～500mm設(shè)拉結(jié)鋼筋，其數(shù)量為每120mm墻厚不少于1根直徑6mm的鋼筋；或采用焊接鋼筋網(wǎng)片，埋入長度從墻的轉(zhuǎn)角或交接處算起，對(duì)實(shí)心磚墻每邊不小于500mm，對(duì)多孔磚墻和砌塊墻每邊不小于700mm。97（2）預(yù)制鋼筋混凝土板在混凝土圈梁上的支承長度不應(yīng)小于80mm，板端伸出的鋼筋應(yīng)與圈梁可靠連接，且同時(shí)澆筑；預(yù)制鋼筋混凝土板未直接擱置在圈梁上時(shí)，在內(nèi)墻上的支承長度不應(yīng)小于100mm，在外墻上的支承長度不應(yīng)小于120mm，并應(yīng)按下列方法進(jìn)行連接：1）板支承于內(nèi)墻時(shí)，板端鋼筋伸出長度不應(yīng)小于70mm，且與支座處沿墻配置的縱筋綁扎，用強(qiáng)度等級(jí)不低于C25的混凝土澆筑成板帶。2）板支承于外墻時(shí)，板端鋼筋伸出長度不應(yīng)小于100mm，且與支座處沿墻配置的縱筋綁扎，并用強(qiáng)度等級(jí)不低于C25的混凝土澆筑成板帶。3）預(yù)制鋼筋混凝土板與現(xiàn)澆板對(duì)接時(shí)，預(yù)制板端鋼筋應(yīng)與現(xiàn)澆板可靠連接。98（3）不應(yīng)在截面長邊小于500mm的承重墻體、獨(dú)立柱內(nèi)埋設(shè)管線；不宜在墻體中穿行暗線或預(yù)留、開鑿溝槽，當(dāng)無法避免時(shí)應(yīng)采取必要的措施或按削弱后的截面驗(yàn)算墻體的承載力。（4）支承在墻、柱上的吊車梁、屋架及跨度≥9m（對(duì)磚砌體）或7.2m（對(duì)砌塊和料石砌體）的預(yù)制梁的端部，應(yīng)采用錨固件與墻、柱上的墊塊錨固。99（5）跨度大于6m的屋架和跨度大于下列數(shù)值的梁，應(yīng)在支承處砌體上設(shè)置混凝土或鋼筋混凝土墊塊；當(dāng)墻中設(shè)有圈梁時(shí)，墊塊與圈梁宜澆成整體：1）對(duì)磚砌體為4.8m。2）對(duì)砌塊和料石砌體為4.2m。3）對(duì)毛石砌體為3.9m。（6）當(dāng)梁跨度大于或等于下列數(shù)值時(shí)，其支承處宜加設(shè)壁柱，或采取其他加強(qiáng)措施：1）對(duì)240mm厚的磚墻為6m；對(duì)180mm厚的磚墻為4.8m。2）對(duì)砌塊、料石墻為4.8m。100（7）山墻處的壁柱或構(gòu)造柱宜砌至山墻頂部，屋面構(gòu)件應(yīng)與山墻可靠拉結(jié)。（8）砌塊砌體應(yīng)分皮錯(cuò)縫搭砌，上下皮搭砌長度不應(yīng)小于90mm。當(dāng)搭砌長度不滿足上述要求時(shí)，應(yīng)在水平灰縫內(nèi)設(shè)置不少于2根直徑不小于4mm的焊接鋼筋網(wǎng)片（橫向鋼筋的間距不應(yīng)大于200mm，網(wǎng)片每端應(yīng)伸出該垂直縫不小于300mm）。101（9）砌塊墻與后砌隔墻交接處，應(yīng)沿墻高每400mm在水平灰縫內(nèi)設(shè)置不少于2根直徑不小于4mm、橫筋間距不大于200mm的焊接鋼筋網(wǎng)片，如圖所示。（10）混凝土砌塊房屋，宜將縱橫墻交接處距墻中心線每邊不小于300mm范圍內(nèi)的孔洞，采用不低于Cb20混凝土沿全墻高灌實(shí)。后砌隔墻與砌塊墻的連接1022.?柱承重的獨(dú)立磚柱截面尺寸不應(yīng)小于240mm×370mm，毛石墻的厚度不宜小于350mm，毛料石柱較小邊長不宜小于400mm。當(dāng)有振動(dòng)荷載時(shí)，墻、柱不宜采用毛石砌體。103二、框架填充墻1.?填充墻的構(gòu)造要求（1）填充墻宜選用輕質(zhì)塊體材料，選材應(yīng)符合《砌體結(jié)構(gòu)通用規(guī)范》（GB55007—2021）要求。（2）填充墻砌筑砂漿的強(qiáng)度等級(jí)不宜低于M5（Mb5、Ms5）。（3）填充墻墻體厚度不應(yīng)小于90mm。（4）用于填充墻的夾心復(fù)合砌塊，其兩個(gè)塊體之間應(yīng)有拉結(jié)。1042.?填充墻與框架的連接填充墻與框架的連接可根據(jù)設(shè)計(jì)要求采用脫開或不脫開的方法。有抗震設(shè)防要求時(shí)宜采用填充墻與框架脫開的方法。（1）當(dāng)填充墻與框架采用脫開的方法時(shí)，應(yīng)符合下列規(guī)定：1）填充墻兩端與框架柱、填充墻頂面與框架梁之間留出不小于20mm的間隙。2）填充墻端部應(yīng)設(shè)置構(gòu)造柱，柱間距宜不大于20倍墻厚且不大于4000mm，柱寬度不小于100mm。1053）填充墻兩端宜卡入設(shè)在梁、板底及柱側(cè)的卡口鐵件內(nèi)，墻側(cè)卡口板的豎向間距不宜大于500mm，墻頂卡口板的水平間距不宜大于1500mm。4）墻體高度超過4m時(shí)宜在墻高中部設(shè)置與柱連通的水平系梁。水平系梁的截面高度不小于60mm。填充墻高不宜大于6m。5）填充墻與框架柱、梁的縫隙可采用聚苯乙烯泡沫塑料板條或聚氨酯發(fā)泡材料填充，并用硅酮膠或其他彈性密封材料封縫。6）所有連接用鋼筋、金屬配件、鐵件、預(yù)埋件等均應(yīng)做防腐防銹處理，并應(yīng)符合耐久性的規(guī)定。嵌縫材料應(yīng)能滿足變形和防護(hù)要求。106（2）當(dāng)填充墻與框架采用不脫開的方法時(shí)，應(yīng)符合下列規(guī)定：1）沿柱高每隔500mm配置2根直徑6mm的拉結(jié)鋼筋（墻厚大于240mm時(shí)配置3根直徑6mm的拉結(jié)鋼筋），鋼筋伸入填充墻長度不宜小于700mm，且拉結(jié)鋼筋應(yīng)錯(cuò)開截?cái)?，相距不宜小?00mm。填充墻墻頂應(yīng)與框架梁緊密結(jié)合。頂面與上部結(jié)構(gòu)接觸處宜用一皮磚或配磚斜砌楔緊。1072）當(dāng)填充墻有洞口時(shí)，宜在窗洞口的上端或下端、門洞口的上端設(shè)置鋼筋混凝土帶，鋼筋混凝土帶應(yīng)與過梁的混凝土同時(shí)澆筑，其過梁的斷面及配筋由設(shè)計(jì)確定。鋼筋混凝土帶的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)小于C20。當(dāng)有洞口的填充墻盡端至門窗洞口邊距離小于240mm時(shí)，宜采用鋼筋混凝土門窗框。3）填充墻長度超過5m或墻長大于2倍層高時(shí)，墻頂與梁宜有拉結(jié)措施，墻體中部應(yīng)加設(shè)構(gòu)造柱；墻高度超過4m時(shí)宜在墻高中部設(shè)置與柱連接的水平系梁，墻高超過6m時(shí)，宜沿墻高每2m設(shè)置與柱連接的水平系梁，梁的截面高度不小于60mm。108第一節(jié)鋼結(jié)構(gòu)概述第三節(jié)鋼結(jié)構(gòu)連接第二節(jié)鋼結(jié)構(gòu)材料第七章鋼結(jié)構(gòu)109第四節(jié)軸心受力構(gòu)件第五節(jié)鋼梁了解鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和合理應(yīng)用范圍；熟悉鋼結(jié)構(gòu)中常用鋼材的種類、規(guī)格、性能和質(zhì)量要求，能正確選用鋼材；了解鋼結(jié)構(gòu)連接的種類及特點(diǎn)；掌握焊接連接和螺栓連接的質(zhì)量要求和構(gòu)造規(guī)定；了解鋼結(jié)構(gòu)中基本構(gòu)件的類型、特點(diǎn)和應(yīng)用范圍。學(xué)習(xí)目標(biāo)110111鋼結(jié)構(gòu)是指以鋼板、鋼管、熱軋型鋼或冷加工成型的型鋼通過焊接、鉚釘或螺栓連接而成的結(jié)構(gòu)。根據(jù)結(jié)構(gòu)層數(shù)和跨度的不同，鋼結(jié)構(gòu)可分為單層鋼結(jié)構(gòu)、多層鋼結(jié)構(gòu)、高層鋼結(jié)構(gòu)和大跨度鋼結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)體系主要有排架、門式剛架、框架、框架-剪力墻板、筒體、框架-筒體、筒中筒、巨型框架、巨型支撐及桁架、網(wǎng)架、實(shí)腹鋼拱、網(wǎng)殼、懸索結(jié)構(gòu)、索桁架結(jié)構(gòu)等。本章主要介紹鋼結(jié)構(gòu)最基本的構(gòu)造知識(shí)。鋼結(jié)構(gòu)概述第一節(jié)112113一、鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)鋼結(jié)構(gòu)是建筑結(jié)構(gòu)中的主要結(jié)構(gòu)類型之一。與其他結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)具有以下特點(diǎn)。1.?強(qiáng)度高、結(jié)構(gòu)自重小由于鋼材強(qiáng)度高，結(jié)構(gòu)需要的構(gòu)件截面小，結(jié)構(gòu)自重小，約為混凝土結(jié)構(gòu)的一半，因此鋼結(jié)構(gòu)比其他結(jié)構(gòu)能承受更大的荷載，跨越更大的跨度。1142.?塑性和抗震性能好鋼結(jié)構(gòu)破壞前一般都會(huì)產(chǎn)生顯著的變形，易于被發(fā)現(xiàn)，可及時(shí)采取補(bǔ)救措施，避免重大事故發(fā)生。鋼結(jié)構(gòu)對(duì)動(dòng)力荷載的適應(yīng)性強(qiáng)，具有良好的吸能能力，抗震性能優(yōu)越。3.?均質(zhì)、各向同性鋼材具有理想的均質(zhì)與各向同性的性質(zhì)，鋼材在使用階段接近理想彈塑性體，這使得理論計(jì)算與實(shí)際情況相吻合。與其他結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)的計(jì)算結(jié)果最為準(zhǔn)確和可靠。1154.?制作、安裝的工業(yè)化程度高，施工工期短鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件一般在專業(yè)工廠制造，構(gòu)件制造完成后，運(yùn)至施工現(xiàn)場拼裝成結(jié)構(gòu)。制作、安裝的工業(yè)化程度高，且不受氣候影響，施工工期短，可盡快發(fā)揮投資的經(jīng)濟(jì)效益。5.?密閉性好，不滲漏鋼材本身組織致密，因而具有良好的氣密性和水密性。6.?耐腐蝕性差鋼材容易在潮濕和有腐蝕性介質(zhì)的環(huán)境中銹蝕，所以鋼結(jié)構(gòu)必須采取防護(hù)措施，避免鋼材腐蝕。新建的鋼結(jié)構(gòu)需要進(jìn)行油漆、噴鋁、鍍鋅等防銹涂裝，已建成的鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)定期維護(hù)，所以維修費(fèi)用較高。1167.?耐熱，但不耐火鋼材在表面溫度不超過200℃時(shí)其性能變化很小，具有較好的耐熱性能。溫度超過200℃以后，強(qiáng)度和彈性模量顯著下降。達(dá)600℃時(shí)，鋼材的承載力幾乎完全喪失，所以說鋼材不耐火。當(dāng)結(jié)構(gòu)表面長期受輻射熱達(dá)150℃以上或短時(shí)間內(nèi)可能受到火焰作用時(shí)，應(yīng)采用有效的防護(hù)措施（如加隔熱層或水套等）。8.?低溫冷脆增大在負(fù)溫度區(qū)，鋼材的塑性和韌性隨著溫度降低而變差。117二、鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，結(jié)合我國的國情，目前鋼結(jié)構(gòu)的主要應(yīng)用范圍如下。1.?大跨度結(jié)構(gòu)隨著結(jié)構(gòu)跨度增大，結(jié)構(gòu)自重在全部荷載中所占比重也就越大，減小自重可獲得明顯的經(jīng)濟(jì)效益。這類結(jié)構(gòu)有大會(huì)堂、體育館、劇院、飛機(jī)庫、車站以及橋梁等。2.?高層建筑當(dāng)房屋高度的增加和自重的增大造成設(shè)計(jì)與施工困難時(shí)，高層建筑的骨架宜采用鋼結(jié)構(gòu)，使其結(jié)構(gòu)自重減小，降低基礎(chǔ)工程的造價(jià)。1183.?高聳結(jié)構(gòu)電視塔、發(fā)射塔、氣象塔、無線電桅桿等高聳結(jié)構(gòu)的高度大，橫截面尺寸較小，風(fēng)荷載、地震作用及自重對(duì)結(jié)構(gòu)的影響較大，因此常采用鋼結(jié)構(gòu)。4.?可移動(dòng)、可拆卸的結(jié)構(gòu)各種起重運(yùn)輸機(jī)械和大型建筑機(jī)械的承重骨架、水工閘門、流動(dòng)式展覽館、移動(dòng)式平臺(tái)等多采用鋼結(jié)構(gòu)，用螺栓或扣件相連。5.?輕型結(jié)構(gòu)當(dāng)使用荷載較小時(shí)，小跨度結(jié)構(gòu)的自重是作用在結(jié)構(gòu)上的主要荷載，在這種情況下，采用冷彎薄壁型鋼或小型鋼制成的輕型鋼結(jié)構(gòu)較為合理。1196.?工業(yè)建筑當(dāng)工業(yè)建筑的跨度和柱距較大，或者設(shè)有大噸位吊車，或結(jié)構(gòu)需承受大的動(dòng)力荷載時(shí)，往往部分或全部采用鋼結(jié)構(gòu)，如重型工業(yè)廠房、維修車間等。7.?對(duì)密閉性要求高的結(jié)構(gòu)儲(chǔ)液（氣）罐、輸油（氣）管道、水工壓力管道、高壓容器等常采用鋼結(jié)構(gòu)。綜上所述，鋼結(jié)構(gòu)是在各種工程中廣泛采用的一種重要的結(jié)構(gòu)形式。隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展和鋼產(chǎn)量的提高，鋼結(jié)構(gòu)將會(huì)發(fā)揮日益重要的作用。鋼結(jié)構(gòu)材料第二節(jié)120121一、建筑鋼材的力學(xué)性能鋼結(jié)構(gòu)在使用過程中會(huì)受到各種作用，因此選用的鋼材必須具備抵抗各種作用的能力。力學(xué)性能良好的鋼材，抵抗各種作用的能力較強(qiáng)。建筑鋼材的力學(xué)性能指標(biāo)共有五項(xiàng)：屈服強(qiáng)度（屈服點(diǎn)）fy、抗拉強(qiáng)度fu、伸長率δ、冷彎性能、沖擊韌性αk。通過三種標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)（標(biāo)準(zhǔn)拉伸試驗(yàn)、冷彎試驗(yàn)、沖擊韌性試驗(yàn)）測得。1221.?屈服強(qiáng)度從標(biāo)準(zhǔn)拉伸試驗(yàn)所繪制的低碳鋼應(yīng)力-應(yīng)變圖可知，鋼材的屈服強(qiáng)度（屈服點(diǎn)）fy——應(yīng)力應(yīng)變曲線開始產(chǎn)生塑性流動(dòng)時(shí)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力，它是衡量鋼材的承載能力和確定鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的重要指標(biāo)。雖然鋼材的斷裂在應(yīng)力-應(yīng)變圖的最高點(diǎn)而不在屈服點(diǎn)，但仍以屈服點(diǎn)作為建筑鋼材靜力強(qiáng)度承載力極限狀態(tài)的依據(jù)，這是因?yàn)殇摬那髴?yīng)變急劇增加，從而使結(jié)構(gòu)的變形迅速增加，以致不能正常使用。123低碳鋼應(yīng)力-應(yīng)變圖1242.?抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度fu——應(yīng)力-應(yīng)變圖最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力值，是衡量鋼材極限抗拉能力的指標(biāo)?？估瓘?qiáng)度與屈服強(qiáng)度的比值稱為強(qiáng)屈比，強(qiáng)屈比增加，鋼材的安全儲(chǔ)備就會(huì)增加，鋼材的利用率降低。3.?伸長率試件斷裂時(shí)的絕對(duì)變形值與原標(biāo)距長度的百分比稱為伸長率，用δ表示。1254.?冷彎性能冷彎性能是判別鋼材塑性變形能力和冶金質(zhì)量的綜合指標(biāo)。冷彎試驗(yàn)的方法是在材料試驗(yàn)機(jī)上，通過冷彎沖頭加壓，當(dāng)試件彎成180°后，若試件外表面不出現(xiàn)裂紋和分層，即試件冷彎性能合格。5.?沖擊韌性沖擊韌性是衡量鋼材在沖擊荷載作用下抵抗脆性破壞的能力，其指標(biāo)用沖擊值αk來表示。沖擊韌性由沖擊韌性試驗(yàn)確定。126二、建筑鋼材的種類、規(guī)格及選用1.?建筑鋼材的種類鋼結(jié)構(gòu)中常用的建筑鋼材基本上都是碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼。（1）碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼的鋼號(hào)由四部分組成，依次是屈服點(diǎn)的字母Q、屈服點(diǎn)數(shù)值、質(zhì)量等級(jí)符號(hào)和脫氧方法符號(hào)。（2）低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼是在冶煉碳素結(jié)構(gòu)鋼時(shí)加入一種或幾種適量的合金元素而成的鋼。1272.?建筑鋼材的規(guī)格鋼結(jié)構(gòu)所用建筑鋼材主要為熱軋成型的鋼板和型鋼，以及冷加工成型的冷軋薄鋼板和冷彎薄壁型鋼，如圖所示。熱軋鋼板、型鋼和冷彎薄壁型鋼a）鋼板b）角鋼c）槽鋼d）工字鋼e）H型鋼f）鋼管g）薄壁型鋼128（1）熱軋鋼板熱軋鋼板有薄鋼板（厚度0.35～4mm）、厚鋼板（厚度4.5～60mm）、特厚板（板厚>60mm）和扁鋼（厚度4～60mm，寬度為12～200mm）等，如圖a所示。（2）熱軋型鋼1）角鋼。角鋼分為等邊和不等邊角鋼兩種，如圖b所示。2）槽鋼。槽鋼分為普通槽鋼和輕型槽鋼兩種，如圖c所示。3）工字鋼。工字鋼分為普通工字鋼和輕型工字鋼兩種，如圖d所示。4）H型鋼。H型鋼比工字鋼的翼緣寬度大并且兩者為等厚度，截面抵抗矩較大且質(zhì)量較小，便于與其他構(gòu)件連接。5）鋼管。鋼結(jié)構(gòu)中常用熱軋無縫鋼管和焊接鋼管，如圖f所示。129（3）冷彎薄壁型鋼薄壁型鋼通常是用2～6mm厚的薄鋼板冷加工而成，如上圖g所示，因其壁薄，截面幾何形狀開展，與相同截面積的熱軋型鋼相比，其截面抵抗矩大，鋼材用量可顯著減少，是一種高效經(jīng)濟(jì)的截面。缺點(diǎn)是板壁較薄，對(duì)銹蝕影響較為敏感，故多用于跨度小、荷載小的輕型鋼結(jié)構(gòu)中。1303.?建筑鋼材的選擇（1）鋼材的選擇原則鋼結(jié)構(gòu)選材應(yīng)遵循技術(shù)可靠、經(jīng)濟(jì)合理的原則，綜合考慮結(jié)構(gòu)的重要性、荷載特征、結(jié)構(gòu)形式、應(yīng)力狀態(tài)、連接方法、鋼材厚度、價(jià)格和工作環(huán)境等因素，選用合適的鋼材牌號(hào)和材性。（2）鋼材選擇的基本要求鋼結(jié)構(gòu)用鋼材應(yīng)為按國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的性能、技術(shù)與質(zhì)量要求生產(chǎn)的鋼材。鋼結(jié)構(gòu)連接第三節(jié)131132一、鋼結(jié)構(gòu)的連接方法和特點(diǎn)鋼結(jié)構(gòu)連接通常有焊接連接、螺栓連接和鉚釘連接三種方式，如圖所示。鋼結(jié)構(gòu)的連接方法a）焊接連接b）螺栓連接c）鉚釘連接133焊接連接是鋼結(jié)構(gòu)最主要的連接方式。它的優(yōu)點(diǎn)是：不削弱構(gòu)件截面，構(gòu)造簡單，節(jié)約鋼材，制作加工方便，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，生產(chǎn)效率高，連接的密閉性好，結(jié)構(gòu)剛度大。缺點(diǎn)是：焊接會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力和殘余變形，使焊縫附近的材質(zhì)變脆。螺栓連接是鋼結(jié)構(gòu)最基本的連接方式。它的優(yōu)點(diǎn)是：便于拆卸，施工工藝簡單，安裝方便，施工進(jìn)度和質(zhì)量容易保證，特別適用于工地安裝連接及需要拆卸結(jié)構(gòu)的連接。缺點(diǎn)是：需要在板上開孔使構(gòu)件截面削弱，構(gòu)造較煩瑣且浪費(fèi)鋼材。鉚釘連接是將鉚釘插入鉚孔后施壓使鉚釘端部鉚合，常用加熱鉚合，也可在常溫下鉚合。134二、焊接連接1.?焊接方法鋼結(jié)構(gòu)常用的焊接方法有手工電弧焊、自動(dòng)或半自動(dòng)埋弧焊、氣體保護(hù)焊等。（1）手工電弧焊利用手工操作的方法，以焊接電弧產(chǎn)生的高溫使焊條和焊件熔化，冷卻后凝固成焊縫的工藝過程，稱為手工電弧焊，如圖所示。135手工電弧焊手工電弧焊的優(yōu)點(diǎn)是：設(shè)備簡單，操作靈活方便，適用性強(qiáng)，特別適用于現(xiàn)場高空焊接和曲折焊縫等。缺點(diǎn)是：生產(chǎn)效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，焊接質(zhì)量取決于焊工的工作狀態(tài)與技術(shù)水平，質(zhì)量波動(dòng)大。136（2）自動(dòng)或半自動(dòng)埋弧焊自動(dòng)或半自動(dòng)埋弧焊的主要設(shè)備是自動(dòng)電焊機(jī)，如圖所示。自動(dòng)焊的引弧、焊絲送下、焊劑堆落和焊絲沿焊縫方向的移動(dòng)都是自動(dòng)完成。它的優(yōu)點(diǎn)是：勞動(dòng)強(qiáng)度低，焊縫質(zhì)量穩(wěn)定可靠，焊接速度快，生產(chǎn)效率高。缺點(diǎn)是：靈活性差，施焊位置受到限制，設(shè)備投資大。自動(dòng)埋弧焊137（3）氣體保護(hù)焊利用噴槍噴出的惰性氣體或二氧化碳?xì)怏w作為保護(hù)介質(zhì)，將焊接熔池與大氣隔離，使焊縫金屬不受空氣中有害物的侵蝕。它的優(yōu)點(diǎn)是：電弧加熱集中，焊接速度快，熔化深度大，焊縫強(qiáng)度高，塑性好，抗銹能力強(qiáng)。一般用于厚鋼板或特厚鋼板的焊接。1382.?焊條我國建筑鋼結(jié)構(gòu)常用的焊條有碳鋼焊條和低合金鋼焊條。碳鋼焊條有E43××和E50××兩個(gè)系列，低合金鋼焊條有E50××-××和E55××-××等系列。其中E表示焊條，前兩位數(shù)字為熔融金屬的最小抗拉強(qiáng)度（N/mm2），后兩位數(shù)字表示適用的焊接位置、藥皮類型和電流種類，低合金鋼焊條短畫線后面的符號(hào)表示熔敷金屬化學(xué)成分分類代號(hào)。焊條應(yīng)和焊件的強(qiáng)度和性能相適應(yīng)，焊接Q235鋼材時(shí)宜采用E43型焊條、焊接Q345鋼材時(shí)宜采用E50型焊條、焊接Q390和Q420鋼材時(shí)宜采用E55型焊條等。1393.?焊縫焊縫有對(duì)接焊縫和角焊縫兩種形式。（1）對(duì)接焊縫連接位于同一平面的構(gòu)件采用對(duì)接焊縫。對(duì)接焊縫按所受力的方向分為對(duì)接直焊縫和對(duì)接斜焊縫，如圖所示。對(duì)接直焊縫和對(duì)接斜焊縫a）直焊縫b）斜焊縫140對(duì)接焊縫的焊件常需加工成坡口，故又叫坡口焊縫，如圖所示。對(duì)接焊縫的坡口形式a）直邊坡口b）單邊V形坡口c）V形坡口d）U形坡口e）K形坡口f）X形坡口141在對(duì)接焊縫的拼接處，當(dāng)焊件的寬度不同或厚度在一側(cè)相差4mm以上時(shí)，應(yīng)分別在寬度方向或厚度方向從一側(cè)或兩側(cè)做成坡度不大于1∶2.5的斜角，如圖所示；當(dāng)厚度不同時(shí)，焊縫坡口形式應(yīng)根據(jù)較薄焊件厚度選用坡口形式。直接承受動(dòng)力荷載且需要進(jìn)行疲勞計(jì)算的結(jié)構(gòu)，斜角坡度不應(yīng)大于1∶4。不同寬度或厚度鋼板的拼接142在焊縫的起滅弧處，常會(huì)出現(xiàn)弧坑等缺陷，故焊接時(shí)可設(shè)置引弧板和引出板，如圖所示，焊后將它們割除。引弧板143對(duì)接焊縫可視為構(gòu)件截面的延續(xù)組成部分，焊接中的應(yīng)力分布情況基本與原有構(gòu)件相同，所以在垂直于焊縫的軸向力作用下，可按軸向拉壓桿的強(qiáng)度計(jì)算公式計(jì)算焊縫應(yīng)力。驗(yàn)算公式為：式中，N——軸向拉力或軸向壓力；

lw——焊縫長度，為實(shí)際焊縫長度減去10mm；

t——在對(duì)接接頭中為連接件的較小厚度；

f——對(duì)接焊縫的抗拉、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。144（2）角焊縫在相互搭接或T形連接構(gòu)件的邊緣所焊截面為三角形的焊縫，稱為角焊縫，如圖所示。角焊縫145角焊縫按外力作用方向可分為平行于力作用方向的側(cè)焊縫和垂直于力作用方向的正面焊縫或稱端焊縫。側(cè)焊縫與正面焊縫a）側(cè)焊縫b）正面焊縫146角焊縫按截面形式可分為直角角焊縫和斜角角焊縫。兩焊腳邊的夾角為直角的稱為直角角焊縫，如圖所示；夾角為銳角或鈍角的稱為斜角角焊縫，如圖所示。鋼結(jié)構(gòu)中最常用的是等腰式直角角焊縫，如圖a所示。在直接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)中，正面焊縫通常焊成平坡式，如圖b所示，側(cè)面焊縫則焊成凹面式，如圖c所示。斜焊縫常用于鋼管結(jié)構(gòu)中，對(duì)于夾角大于135°或小于60°的斜角角焊縫，除鋼管結(jié)構(gòu)外，不宜用作受力焊縫。147直角角焊縫a）等腰式直角角焊縫b）平坡式直角角焊縫c）凹面式直角角焊縫148斜角角焊縫a）銳角角焊縫b）、c）鈍角角焊縫1494.?焊縫缺陷及焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)（1）焊縫缺陷鋼結(jié)構(gòu)在施焊過程中，因受焊接環(huán)境、焊接工藝及鋼材化學(xué)成分等的影響，通常會(huì)在焊縫及其附近熱影響區(qū)的鋼材內(nèi)部或表面產(chǎn)生缺陷。常見的焊縫缺陷有裂紋、焊瘤、燒穿、弧坑、氣孔、夾渣、咬邊、未熔合、未焊透及焊縫尺寸偏差等，如圖所示。以上缺陷均會(huì)對(duì)焊縫的質(zhì)量產(chǎn)生不利影響，尤其是裂紋缺陷對(duì)焊縫的受力危害最大，因此，若發(fā)現(xiàn)焊縫有裂紋，應(yīng)徹底鏟除后補(bǔ)焊。150焊縫缺陷151（2）焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)一般可用外觀檢查及內(nèi)部無損檢驗(yàn)，前者檢查外觀缺陷和幾何尺寸，后者檢驗(yàn)內(nèi)部缺陷。內(nèi)部無損檢驗(yàn)?zāi)壳皬V泛采用超聲波檢驗(yàn)、X射線或γ射線透照或拍片，其中X射線應(yīng)用較廣。國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》（GB50205—2020）規(guī)定，焊縫按其檢驗(yàn)方法和質(zhì)量要求分為一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)。1525.?焊縫符號(hào)及標(biāo)注方法（1）焊縫符號(hào)焊縫符號(hào)由引出線、圖形符號(hào)和輔助符號(hào)三部分組成。（2）標(biāo)注方法鋼結(jié)構(gòu)施工圖中焊縫的標(biāo)注方法按國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)制圖標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50105—2010）和《焊縫符號(hào)表示法》（GB/T324—2008）的規(guī)定執(zhí)行。1536.?焊接應(yīng)力與焊接變形鋼結(jié)構(gòu)在焊接過程中，由于鋼材局部受到劇烈的溫度作用，構(gòu)件中會(huì)產(chǎn)生焊接應(yīng)力與焊接變形。焊接應(yīng)力會(huì)使結(jié)構(gòu)的剛度、整體穩(wěn)定性和耐疲勞性降低，同時(shí)增加了鋼材低溫脆斷傾向。焊接變形影響構(gòu)件的尺寸和外形美觀，使構(gòu)件裝配困難，過大的變形將顯著降低結(jié)構(gòu)的承載能力，引起事故。154為了減小和限制焊接應(yīng)力和焊接變形，可以采取以下措施：（1）在保證安全的前提下，盡量減小焊縫的厚度、長度和數(shù)量，避免焊縫過于集中和交叉，焊縫在構(gòu)件上盡量對(duì)稱布置。（2）采用合理的施焊順序?？刹捎梅侄瓮撕浮⒎謱雍?、跳焊、分塊拼接等，如圖所示。合理的施焊順序155（3）采用反變形處理。施焊前對(duì)構(gòu)件實(shí)施反變形以抵消焊后的焊接變形，如圖所示。（4）小尺寸焊件，應(yīng)采用焊前預(yù)熱或焊后回火、錘擊等方法處理。焊前反變形156三、螺栓連接1.?螺栓連接的種類和特性螺栓連接分為普通螺栓連接和高強(qiáng)度螺栓連接。（1）普通螺栓連接普通螺栓由Q235鋼制成，強(qiáng)度性能等級(jí)為4.6、4.8、5.6、8.8級(jí)。性能等級(jí)的含義：如4.6級(jí)中，4表示螺栓材料的抗拉強(qiáng)度≥400N/mm2，0.6表示屈強(qiáng)比為0.6。普通螺栓的外形為大六角頭型，如圖a所示。代號(hào)用字母M與公稱直徑的毫米數(shù)表示，如M16、M18、M20、M22、M24、M27、M30。157大六角頭螺栓和扭剪型螺栓a）大六角頭螺栓b）扭剪型螺栓c）螺栓實(shí)物圖1—螺栓2—墊圈3—螺母4—螺絲5—橫口158普通螺栓連接分為A、B、C三級(jí)。A級(jí)與B級(jí)為精制螺栓，經(jīng)車削加工精制而成，表面光滑，尺寸準(zhǔn)確，要求Ⅰ類孔，其螺栓孔徑d0比螺栓直徑d僅大0.2～0.5mm，受力性能較C級(jí)螺栓好，但制作和安裝復(fù)雜，成本高，在鋼結(jié)構(gòu)中已很少被采用；C級(jí)為粗制螺栓，用圓鋼制成，桿身粗糙，尺寸不夠準(zhǔn)確，只要求Ⅱ類孔，其螺栓孔徑d0比螺栓直徑d大1.0～1.5mm，便于制作和安裝，成本低，但連接變形大，工作性能較差，一般用于沿其桿軸方向受拉的連接及次要的抗剪連接和安裝的臨時(shí)固定。159（2）高強(qiáng)度螺栓連接高強(qiáng)度螺栓是現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)最主要的連接方法之一。它具有施工簡單、連接緊密、耐疲勞，在動(dòng)載作用下不松動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)，是很有發(fā)展前景的連接方式。高強(qiáng)度螺栓由45號(hào)、40B和20MnTiB鋼加工而成，并經(jīng)過熱處理，其強(qiáng)度性能等級(jí)為8.8級(jí)、10.9級(jí)。螺栓的直徑規(guī)格同普通螺栓。高強(qiáng)度螺栓連接分為摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接和承壓型高強(qiáng)度螺栓連接。前者通過板件間摩擦力傳遞內(nèi)力，破壞準(zhǔn)則為摩擦力被克服；后者依靠螺栓桿與孔壁承壓傳力，以螺栓桿被剪壞或孔壁被壓壞作為承載能力的極限狀態(tài)。承壓型的承載力比摩擦型高得多，但變形大，不適用于承受動(dòng)荷載作用的結(jié)構(gòu)。我國在鋼結(jié)構(gòu)中常用摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接。160摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接需用特制扳手以較大的扭矩?cái)Q緊螺帽，使螺桿受到拉伸作用而產(chǎn)生巨大的預(yù)拉力，通過預(yù)拉力將被連接板件夾緊，使板件接觸面上產(chǎn)生較大的摩擦力，板件便不會(huì)滑移，連接就不會(huì)受到破壞，這就是摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接的原理。為了提高摩擦力，對(duì)構(gòu)件的接觸面應(yīng)進(jìn)行除銹和噴砂處理。高強(qiáng)度螺栓的預(yù)拉力P直接影響連接的承載力，為了保證能通過摩擦力傳遞剪力，高強(qiáng)度螺栓的預(yù)拉力P的準(zhǔn)確控制非常重要。1611）大六角頭螺栓的預(yù)拉力控制方法。①轉(zhuǎn)角法。先用普通扳手初擰至不動(dòng)，使板件緊貼，再以初擰位置為起點(diǎn)，改用長扳手再擰過一定的角度（一般為120°～180°），完成終擰。此法無須專用扳手，簡單、適用，所需費(fèi)用少，但不夠精確。②力矩法。先用普通扳手初擰至擰緊力矩的30%～50%，使板件緊貼，然后按100%擰緊力矩用電動(dòng)扳手終擰。擰緊力矩可由試驗(yàn)確定，務(wù)必使施工時(shí)控制的預(yù)拉力為設(shè)計(jì)預(yù)拉力的1.1倍。此法簡單、有效，但要注意防止欠擰、漏擰和超擰。1622）扭斷螺栓桿尾部法（扭剪型高強(qiáng)度螺栓）。利用特制電動(dòng)扳手的內(nèi)外套，分別套住螺桿尾部的卡頭和螺母，通過內(nèi)外套的相對(duì)旋轉(zhuǎn)，對(duì)螺母施加扭矩，最后螺桿尾部的梅花卡頭被剪斷扭掉，即達(dá)到規(guī)定的預(yù)拉力。此法施工簡單，技術(shù)要求低，易實(shí)施，質(zhì)量易保證。1632.?螺栓的排列（1）排列形式分類螺栓的排列應(yīng)簡單、統(tǒng)一而又緊湊，滿足受力要求，構(gòu)造合理又便于安裝。螺栓排列的方式a）并列b）錯(cuò)列164（2）螺栓排列的要求1）受力要求。在平行于受力方向：螺栓的端距不能過小，否則板端有剪斷或撕裂的可能；構(gòu)件受壓時(shí)，螺栓的中距不能過大，否則被連接板件間易發(fā)生鼓曲和張口現(xiàn)象。在垂直于受力方向：各排螺栓的中距及邊距不能過小，否則會(huì)使鋼板的截面削弱過多，構(gòu)件有沿直線或折線破壞的可能。2）構(gòu)造要求。螺栓的邊距和中距不宜過大，中距過大，連接板件間不密實(shí)，潮氣容易侵入，造成板件銹蝕。3）施工要求。要保證有一定的空間，以便轉(zhuǎn)動(dòng)扳手，擰緊螺母。165根據(jù)上述要求，規(guī)范規(guī)定了螺栓或鉚釘?shù)淖畲蟆⒆钚≡试S距離，見表。螺栓或鉚釘?shù)淖畲?、最小允許距離1663.?螺栓連接的構(gòu)造要求螺栓連接除了滿足上述螺栓排列的容許距離外，根據(jù)不同情況還應(yīng)滿足下列構(gòu)造要求。（1）螺栓孔孔型尺寸1）B級(jí)普通螺栓的孔徑d0比螺栓公稱直徑d大0.2～0.5mm，C級(jí)普通螺栓的孔徑d0比螺栓公稱直徑d大1.0～1.5mm。2）承壓型高強(qiáng)度螺栓連接采用標(biāo)準(zhǔn)圓孔，其孔徑d0可按表采用。3）摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接可采用標(biāo)準(zhǔn)孔、大圓孔和槽孔，孔型尺寸可按表采用。同一連接面只能在蓋板和芯板其中之一采用相應(yīng)的擴(kuò)大孔，其余仍采用標(biāo)準(zhǔn)孔。167高強(qiáng)度螺栓連接的孔型尺寸匹配

mm168（2）C級(jí)螺栓宜用于沿桿軸方向受拉的連接，在下列情況下可用于受剪連接：1）承受靜力荷載或間接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)中的次要連接。2）承受靜載的可拆卸結(jié)構(gòu)的連接。3）臨時(shí)固定構(gòu)件的安裝連接。（3）對(duì)直接承受動(dòng)力荷載的普通螺栓受拉連接應(yīng)采用雙螺帽或其他能防止螺帽松動(dòng)的有效措施。例如采用彈簧墊圈，或?qū)⒙菝被蚵輻U焊死等方法。169（4）當(dāng)型鋼構(gòu)件采用高強(qiáng)度螺栓連接時(shí)，為保證接觸面緊密，應(yīng)采用鋼板而不能采用型鋼作為拼接件。（5）為了保證連接的可靠性，每個(gè)桿件的節(jié)點(diǎn)或拼接接頭一端，永久性的螺栓數(shù)不宜少于2個(gè)。對(duì)組合構(gòu)件的綴條，其端部連接可采用1個(gè)螺栓。軸心受力構(gòu)件第四節(jié)170171一、軸心受力構(gòu)件的截面形式及特點(diǎn)在鋼結(jié)構(gòu)中，軸心受力構(gòu)件的應(yīng)用十分廣泛，如桁架、網(wǎng)架、塔架、網(wǎng)殼等結(jié)構(gòu)中的桿件，因兩端均假設(shè)為鉸接，且荷載作用在節(jié)點(diǎn)上，故這些構(gòu)件均為軸心受壓或軸心受拉構(gòu)件。軸心受力構(gòu)件的截面形式可分為型鋼截面和組合截面，如圖所示。172軸心受力構(gòu)件的截面形式a）熱軋型鋼截面b）冷彎薄壁型鋼截面c）實(shí)腹式組合截面d）格構(gòu)式組合截面173二、軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度軸心受力構(gòu)件在荷載作用下必須滿足強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的要求。軸心受拉構(gòu)件的承載力應(yīng)由截面強(qiáng)度決定；軸心受壓構(gòu)件的承載力應(yīng)由截面強(qiáng)度和構(gòu)件穩(wěn)定性的較低值決定。1.?軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算軸心受力構(gòu)件，當(dāng)端部連接（及中部拼接）處組成截面的各板件都由連接件直接傳力時(shí)，除采用摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接者外，其截面強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)符合下列規(guī)定：174毛截面屈服：σ=N/A≤f?凈截面斷裂：σ=N/An≤0.7fu

式中，N——軸心拉力或軸心壓力設(shè)計(jì)值，N；

A——構(gòu)件的毛截面面積，mm2；

An——構(gòu)件的凈截面面積，mm2，當(dāng)構(gòu)件多個(gè)截面有孔時(shí)，取最不利的截面；

f?——鋼材抗拉或抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，N/mm2；

fu

——鋼材極限抗拉強(qiáng)度最小值，N/mm2。175用摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接的構(gòu)件，其截面強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）當(dāng)構(gòu)件為沿全長都有排列較密螺栓的組合構(gòu)件時(shí)，其截面強(qiáng)度應(yīng)按下式計(jì)算：

σ=N/An≤f

（2）除第1款的情形外，其毛截面強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)采用式，凈截面強(qiáng)度應(yīng)按下式計(jì)算：式中，n——在節(jié)點(diǎn)或拼接處，構(gòu)件一端連接的高強(qiáng)度螺栓數(shù)目；

n1——所計(jì)算截面（最外列螺栓處）上高強(qiáng)度螺栓數(shù)目。1762.?軸心受力構(gòu)件的剛度計(jì)算構(gòu)件的剛度隨長細(xì)比的增加而降低。當(dāng)構(gòu)件的長細(xì)比過大時(shí)，會(huì)使構(gòu)件在運(yùn)輸和安裝過程中產(chǎn)生過大的彎曲變形、在使用過程中因自重而發(fā)生撓曲變形、在動(dòng)力荷載作用下發(fā)生較大的振動(dòng)。因此，為了保證構(gòu)件具有足夠的剛度，必須限制構(gòu)件的長細(xì)比。即：式中，λ——構(gòu)件的最大長細(xì)比；

l0——構(gòu)件計(jì)算長度，取決于其兩端支承情況；

i——截面回轉(zhuǎn)半徑；

［λ］——容許長細(xì)比，見表。177受拉構(gòu)件的容許長細(xì)比178受壓構(gòu)件的容許長細(xì)比179三、軸心受力構(gòu)件的穩(wěn)定性1.?軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定細(xì)長的軸心受壓構(gòu)件通常在截面還未達(dá)到強(qiáng)度破壞之前，便發(fā)生側(cè)向的屈曲破壞，此破壞稱為整體失穩(wěn)。180多數(shù)情況下，軸心受壓構(gòu)件的承載力都會(huì)受到穩(wěn)定的控制，其整體穩(wěn)定按下式計(jì)算：

N≤φAf式中，N——軸心壓力設(shè)計(jì)值，N；

A——構(gòu)件的毛截面面積，mm2；

f?——鋼材抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，N/mm2；

φ——軸心受力構(gòu)件的整體穩(wěn)定系數(shù)，根據(jù)構(gòu)件的長細(xì)比、鋼材屈服強(qiáng)度和截面分類確定。1812.?實(shí)腹式軸壓構(gòu)件的局部穩(wěn)定為了增加實(shí)腹式軸壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定性，通常選用寬而薄的鋼板組成比較開展的截面（如H形截面）。因鋼板過寬、過薄，可能在構(gòu)件喪失整體穩(wěn)定之前，鋼板便會(huì)產(chǎn)生局部凹凸鼓曲現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為局部失穩(wěn)。為了保證構(gòu)件局部失穩(wěn)不先于整體失穩(wěn)，必須限制板件的寬厚比。鋼梁第五節(jié)182183一、鋼梁的類型和應(yīng)用鋼梁按制作方法可分為型鋼梁和組合梁兩大類，如圖所示。鋼梁類別a）型鋼梁 b）組合梁184型鋼梁構(gòu)造簡單、成本低，應(yīng)優(yōu)先采用。但由于受軋制的限制，當(dāng)型鋼梁的尺寸和規(guī)格不能滿足承載力和剛度的要求時(shí)，就必須采用組合梁。組合梁是用鋼板或型鋼焊接而成的，其截面開展，承載力和剛度均較型鋼梁大，但制作麻煩，費(fèi)時(shí)費(fèi)工，適用于荷載或跨度較大時(shí)，如大跨度的樓蓋主梁、重型吊車梁等常采用由鋼板焊接而成的組合工字鋼梁或箱形截面梁。185二、鋼梁的拼接和連接1.?鋼梁的拼接鋼梁的拼接分為工廠拼接和工地拼接。（1）工廠拼接受鋼板尺寸的限制，在工廠制作組合截面梁的過程中，通常需要將鋼板接寬接長，此拼接稱為工廠拼接。為避免焊縫過于密集帶來的不利影響，翼緣和腹板的拼接位置應(yīng)錯(cuò)開，并且不得與加勁肋和次梁重合。腹板拼接焊縫與加勁肋的距離至少為10tw，如圖所示。186組合梁工廠拼接187（2）工地拼接大型梁受運(yùn)輸條件的限制，一般都在工廠分段制作，運(yùn)至工地后再拼接成整體，此拼接稱為工地拼接。工地拼接的方法有焊縫連接和高強(qiáng)度螺栓連接。采用焊接連接時(shí)，運(yùn)輸單元端部常做成如圖所示的形式。圖a所示形式的優(yōu)點(diǎn)是便于運(yùn)輸，缺點(diǎn)是焊縫過于集中，易產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中，施焊時(shí)可采用跳焊施焊的順序以緩解應(yīng)力集中；圖b所示形式的優(yōu)點(diǎn)是翼緣與腹板不在同一截面上，受力較好，但運(yùn)輸時(shí)端頭突出部位易破壞，須加以保護(hù)。兩種拼接的上下翼緣對(duì)接焊縫應(yīng)開坡口。運(yùn)輸單元端部翼緣與腹板間的焊縫留出約500mm，待對(duì)接焊縫完成以后焊接。188組合梁的工地拼接189焊縫連接受施焊條件的限制，質(zhì)量不易保證。因此，對(duì)較重要的或直接承受動(dòng)荷載的梁宜采用高強(qiáng)度螺栓連接，如圖所示。采用高強(qiáng)度螺栓連接的工地拼接1902.?次梁與主梁的連接次梁與主梁的連接必須遵循安全可靠、傳力明確、制造簡單、安裝方便的原則。從受力角度區(qū)分，次梁與主梁的連接分為鉸接和剛接。按梁的相對(duì)位置可分為疊接和平接。（1）次梁與主梁疊接次梁與主梁疊接是指將次梁直接安放在主梁上，通過螺栓或者焊縫相連，有鉸接和剛接兩種連接方法，如圖所示。這種連接構(gòu)造簡單、施工方便，但結(jié)構(gòu)所占的空間較大。191次梁與主梁疊接a）鉸接b）剛接192（2）次梁與主梁平接次梁與主梁平接是指將次梁從側(cè)面連接于主梁的加勁肋上，如圖所示。這種連接所占的空間較小，廣泛用于主、次梁的連接。次梁與主梁平接a）鉸接b）剛接193第一節(jié)多層與高層建筑結(jié)構(gòu)體系第二節(jié)高層結(jié)構(gòu)布置的一般原則第八章多層與高層房屋結(jié)構(gòu)194熟悉常見多層、高層建筑結(jié)構(gòu)體系的組成、特點(diǎn)及構(gòu)造要求，了解高層結(jié)構(gòu)布置的一般原則。學(xué)習(xí)目標(biāo)195196《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ3—2010）規(guī)定，10層及10層以上的住宅和高度大于24m的其他建筑為高層建筑（不包括建筑高度大于24m的單層公共建筑），2～9層或高度不大于24m的為多層建筑。多層房屋常采用混合結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；高層房屋常采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)。多層與高層建筑結(jié)構(gòu)體系第一節(jié)197198一、框架結(jié)構(gòu)1.?框架結(jié)構(gòu)組成及特點(diǎn)框架結(jié)構(gòu)是由梁、柱和基礎(chǔ)組成的承受豎向和水平作用的承重骨架。若干榀框架通過連系梁組成框架結(jié)構(gòu)，墻只起圍護(hù)、分隔作用?？蚣芙Y(jié)構(gòu)平面布置靈活，空間劃分方便，易于滿足生產(chǎn)工藝和使用要求，具有較高的承載力和較好的整體性，因此，廣泛應(yīng)用于多層和高層辦公樓、醫(yī)院、旅館、教學(xué)樓、住宅和多層工業(yè)廠房。框架結(jié)構(gòu)