【砌体结构受力特点及构造要求】砌体结构构造图集
砌体结构受力特点及构造要求
张 铮
陕西建工集团机械施工有限公司 陕西 西安 710032
采用砖、砌块和砂浆砌筑而成的结构称为砌体结构。
砌体结构的优点：砌体材料抗压性能好，保温、耐火、耐久性能好；材料经济，就地取材；施工简便，管理、维护方便。砌体结构的应用范围广，它可用作住宅、办公楼、学校、旅馆、跨度小于l5m的中小型厂房的墙体、柱和基础。
砌体的缺点：砌体的抗压强度相对于块材的强度来说还很低，抗弯、抗拉强度则更低；黏土砖所需土源要占用大片良田，更要耗费大量的能源；自重大，施工劳动强度高，运输损耗大。 1.砌体材料及砌体的力学性能 （1）砌块
砖、砌块根据其原料、生产工艺和孔洞率来分类。
烧结普通砖——由黏土、石岩、煤矸石或粉煤灰为主要原料，经焙烧而成的实心或孔洞率不大于规定值且外形尺寸符合规定的砖，称为烧结普通砖；烧结普通砖又分为烧结黏土砖、烧结页岩砖、烧结煤矸石砖和烧结粉煤灰砖。
多孔砖——孔洞率大于25%，孔的尺寸小而数量多，主要用于承重部位的砖称为烧结多孔砖，简称多孔砖。
灰砂砖或粉煤灰砖——以石灰和砂为主要原料，或以粉煤灰、石灰并掺石膏和骨料为主要原料，经坯料制备、压制成型、高压蒸汽养护而成的实心砖，称为蒸压灰砂砖或蒸压粉煤灰砖，简称灰砂砖或粉煤灰砖。
砖的强度等级用“MU”表示，单位为MPa（N/mm2）。
烧结普通砖、烧结多孔砖等的强度等级分MU30、MU25、MU20、MUl5和MUl0五级。 蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖的强度等级分MU25、MU20、MUl5和MUl0四级。 （2）砂浆
砂浆按组成材料的不同，可分为：纯水泥砂浆；水泥混合砂浆；石灰、石膏、黏土砂浆。
砂浆强度等级符号为“M”。规范给出了五种砂浆的强度等级，即Ml5、Ml0、M7.5、M5和M2.5。当验算正在砌筑或砌完不久但砂浆尚未硬结，以及在严寒地区采用冻结法施工的砌体抗压强度时，砂浆强度取0。 （3）砌体
按照标准的方法砌筑的砖砌体试件，轴压试验分三个阶段。
第Ⅰ阶段，从加载开始直到在个别砖块上出现初始裂缝，该阶段属弹性阶段，出现裂缝时的荷载约为0.5～0.7倍极限荷载。
第Ⅱ阶段，继续加载后个别砖块的裂缝陆续发展成少数平行于加载方向的小段裂缝， 试件变形增加较快，此时的荷载不到极限荷载的0.8倍。
第Ⅲ阶段，继续加载时小段裂缝会较快沿竖向发展成上下贯通整个试件的纵向裂缝。试件被分割成若干个小的砖柱，直到小砖柱因横向变形过大发生失稳，体积膨胀，导致整个试件破坏。
影响砖砌体抗压强度的主要因素包括：砖的强度等级；砂浆的强度等级及其厚度；砌筑质量，包括饱满度、砌筑时砖的含水率、操作人员的技术水平等。 2.砌体结构静力计算的原理 （1）静力计算的原理
砌体墙、柱静力计算的支承条件和基本计算方法是根据房屋的空间工作性能确定的。房屋的空间工作性能与下列因素有关：屋盖或楼盖类别、横墙间距。《砌体结构设计规范》（GB 50003-2001）对砌体房屋静力计算方案和受压构件的计算高度H0的规定见表1A414044-1和表1A414044-2。刚性、刚弹性、弹性方案的计算简图见图1A414044-1。
砌体结构房屋的静力计算方案 表1A414044-1
砌体受压构件的计算高度H0 表1A414044-2
砌体的受力特点是抗压强度较高而抗拉强度很低，所以砌体结构房屋的静力计算简图大多设计成刚性
方案。开间较小的住宅、中小型办公楼即属于这类结构。 （2）墙、柱高厚比验算
高厚比β是指墙、柱的计算高度H0与其相应厚度h的比值，β=H0/h。 1）墙、柱的允许高厚比[β]
墙、柱的允许高厚[β]值 表IA414044—3
洞、承重和非承重。对上述因素的影响通过相应的修正系数对允许高厚[β]予以降低和提高。 2）墙、柱的高厚比验算
矩形截面墙、柱高厚比验算应满足下式：
（3）墙体受压承载力计算
砌体受压构件的承载力的计算用下式表示
墙体作为受压构件的验算分三个方面： 1）稳定性。
2）墙体极限状态承载力验算。
3）受压构件在梁、柱等承压部位处的局部受压承载力验算。 （4）砌体局部受压承载力计算
当砌体局部受压时，由于受周围非受荷砌体对其的约束作用，其局部抗压强度有所提高。当受到均匀的局部压力时，砌体截面的局部受压承载力按下式计算：
（1A414044-3）
砌体局部抗压强度提高系数，按式（1A414044—4）计算：
（1A414044-4）
一般情况下，只有砌体基础有可能承受上部墙体或柱传来的均匀局部压应力。在大多数情况下，搁置于砌体墙或柱上的梁或板，由于其弯曲变形，使得传至砌体的局部压应力均为非均匀分布。当梁端下砌体的局部受压承载力不满足要求时，常采用设置混凝土或钢筋混凝土垫块的方法。 3.砌体房屋结构的主要构造要求
砌体结构的构造是确保房屋结构整体性和结构安全的可靠措施。墙体的构造措施主要包括三个方面，即伸缩缝、沉降缝和圈梁。
由于温度改变，容易在墙体上造成裂缝，可用伸缩缝将房屋分成若干单元，使每单元的长度限制在一定范围内。《伸缩缝应设在温度变化和收缩变形可能引起应力集中、砌体产生裂缝的地方。伸缩缝两侧宜设承重墙体，其基础可不分开。
砌体房屋伸缩缝的最大间距（m） 表1A414044-4
当地基土质不均匀，房屋将引起过大不均匀沉降造成房屋开裂，严重影响建筑物的正常使用，甚至危及其安全。为防止沉降裂缝的产生，可用沉降缝在适当部位将房屋分成若干刚度较好的单元，沉降缝的基础必须分开。
墙体的另一构造措施是在墙体内设置钢筋混凝土圈梁。圈梁可以抵抗基础不均匀沉降引起墙体内产生的拉应力，同时可以增加房屋结构的整体性，防止因振动（包括地震）产生的不利影响。因此，圈梁宜连续地设在同一水平面上，并形成封闭状。
纵横墙交接处的圈梁应有可靠的连接。刚弹性和弹性方案房屋，圈梁应与屋架、大梁等构件可靠连接。钢筋混凝土圈梁的宽度宜与墙厚相同，当墙厚h≥240mm时，其宽度不宜小于2h/3。圈梁高度不应小于120mm。纵向钢筋不应少于4φ10，绑扎接头的搭接长度按受拉钢筋考虑，箍筋间距不应大于300mm。
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