1、1二、组合砖砌体构件计算 (一)砖砌体和钢筋混凝土面层或钢筋砂浆面层的组合砌体构件 1适用范围若无筋砖砌体受压构件的截面尺寸受到限制，或设计不经济，以及当轴向力偏心距 e 0.6y(y 为截面重心到轴向力所在偏心方向截面边缘的距离) 时，宜采用砖砌体和钢筋混凝土面层或钢筋砂浆面层组成的组合砖砌体构件。对于砖墙与组合砌体一同砌筑的 T 形截面，可按矩形截面组合砌体构件计算。但构件的高厚比 仍按 T 形截面考虑，截面翼缘宽度亦按规定选用。2构造要求组合砖砌体是由砌体和面层混凝土(或面层砂浆) 两种材料组成，故应保证它们之间有良好的整体性和共同工作能力。(1)面层混凝土强度等级宜采用 C20。为了防
2、止钢筋锈蚀，保证钢筋和砂浆面层与砖砌体之间有足够的粘结强度，面层水泥砂浆强度等级不宜低于 M10。砌筑砂浆的强度等级不宜低于 M75。(2)竖向受力钢筋的混凝土保护层厚度，不应小于表 16-3-2 中的规定。竖向受力钢筋距砖砌体表面的距离，不应小于 5rnm。环境条件构件类别室内正常环境 露天或室内潮湿环境墙 15 25柱 25 35(3)砂浆面层的厚度，如果太薄将不满足保护层厚度等构造要求，太厚则施工困难，结硬时砂浆易开裂，不能保证粘结质量。砂浆面层的厚度，可采用 3045mm ，当面层厚度大于 45mm 时，其面层宜采用混凝土。(4)竖向受力钢筋宜采用 HPB235 级钢筋，对于混凝土面层
3、，亦可采用 HRB335 级钢筋。受压钢筋一侧的配筋率，对砂浆面层，不宜小于 01，对混凝土面层，不宜小于02；受拉钢筋的配筋率，不应小于 01，其目的是增大组合砖砌体的承载力及延性等。竖向受力钢筋的直径不应小于 8mm，钢筋的净间距，不应小于 30mm。(5)箍筋的直径，不宜小于 4mm 及 02 倍的受压钢筋直径，并不宜大于 6mm 箍筋的间距不应大于 20d(d 为受压钢筋的直径 )及 500mm，并不应小于 120mm。(6)当组合砖砌体构件一侧的竖向受力钢筋多于 4 根时，应设置附加箍筋或拉结钢筋。(7)对于截面长短边相差较大的构件如墙体等，应采用穿通墙体的拉结钢筋作为箍筋，同时设置
4、水平分布钢筋。水平分布钢筋的竖向间距及拉结钢筋的水平间距，均不应大于 500mm。3轴心受压构件的承载力计算组合砖砌体轴心受压构件的承载力，应按下式计算：N com(fA+fcAc+ sfyAs) (16330)式中 com 一组合砖砌体构件的稳定系数，按相应表格采用；A-砖砌体的截面面积；fc混凝土或面层水泥砂浆的轴心抗压强度设计值，砂浆的轴心抗压强度设计 值可取为同强度等级混凝土的轴心抗压强度设计值的 70，当砂浆为 M15 时，取52MPa ；当砂浆为 M10 时，取 35MPa；当砂浆为 M75 时，取 26MPa；Ac混凝土或砂浆面层的截面面积； s受压钢筋的强度系数，当为混凝土面层
5、时可取 10，当为砂浆面层时可取 09；2fy钢筋抗压强度设计值；As受压钢筋的截面面积。4偏心受压构件的承载力计算(1)基本计算公式组合砖砌体偏心受压构件的承载力，应按下列公式计算：NfA +fcAc 十 sfyAssAa (16331)或 NenfS s，十 fcSc,s+ sfyAs(hoa) (16-3-32)此时受压区的高度 x 可按下式确定：fSN 十 fcSc,N+ sfyAs eN-sAaeN。(16 3-33)式中 s钢筋 As 的应力； AS距轴向力 N 较远侧的钢筋截面面积；A-砖砌体受压部分的面积；Ac混凝土或砂浆面层受压部分的面积；Ss砖砌体受压部分的面积对钢筋 AS
6、 重心的面积矩；Sc,s-混凝土或砂浆面层受压部分的面积对钢筋 AS 重心的面积矩；SN砖砌体受压部分的面积对轴向力 N 作用点的面积矩； Sc,N棍凝土或砂浆面层受压部分的面积 eN,eN-分别为钢筋 As 和 As 重心至轴向力 N 作用点的距离eN=e+ea-( ) (16334),2heN=e+ea+( ) (16335)se轴向力的初始偏心距，按荷载设计值计算，当 ebS=650-800 (163-37)- Sf y (16-338)y2)大偏心受压时，即 bS= fy (163-39)式中：组合砖砌体构件截面受压区的相对高度 = ；0hx3fy-钢筋的抗拉强度设计值b组合砖砌体构件
7、受压区相对高度的界限值，采用 HPB235 级钢筋配筋时， b =0 55，采用 HRB335 级钢筋配筋时， b =0.425。(二)砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙由于钢筋混凝土构造柱的有利作用，遂形成砖砌体和钢筋混凝土构造柱组成的组合砖墙。1轴心受压承载力计算公式N com fAn+ (f cAc+ As) (16340)yf= 0.25 (16341)3cbl式中 com 一组合砖墙的稳定系数，可按相应表格采用；强度系数，当 l bc 小于 4 时取 lb c 等于 4；l沿墙长方向构造柱的间距；bc沿墙长方向构造柱的宽度；An砖砌体的净截面面积；Ac构造柱的截面面积。2材料和构造组合砖
8、墙的材料和构造应符合下列规定：(1)砂浆的强度等级不应低于 M5，构造柱的混凝土强度等级不宜低于 C20；(2)柱内竖向受力钢筋的混凝土保护层厚度，应符合表 16-3-2 的规定；(3)构造柱的截面尺寸不宜小于 240mm240mm，其厚度不应小于墙厚，边柱、角柱的截面宽度宜适当加大。柱内竖向受力钢筋，对于中柱，不宜少于 412；对于边柱、角柱，不宜少于 4 4。构造柱的竖向受力钢筋的直径也不宜大于 16mm。其箍筋，一般部位宜采用 6、间距 200mm，楼层上下 500mm 范围内宜采用 6、间距 100mm。构造柱的竖向受力钢筋应在基础梁和楼层圈梁中锚固，并应符合受拉钢筋的锚固要求；(4)
9、组合砖墙砌体结构房屋，应在纵横墙交接处、墙端部和较大洞口的洞边设置构造 柱，其间距不宜大于 4m。各层洞口宜设置在相应位置，并宜上下对齐； (5)组合砖墙砌体结构房屋应在基础顶面和有组合墙的楼层处设置现浇钢筋混凝土圈梁。圈梁的截面高度不宜小于 240nun；纵向钢筋不宜小于 412，纵向钢筋应伸入构造柱内，并应符合受拉钢筋的锚固要求；圈梁的箍筋宜采用 6、间距 200mm；(6)砖砌体与构造柱的连接处应砌成马牙槎，并应沿墙高每隔 500mm 设 26 拉结钢筋，且每边伸人墙内不宜小于 600mm； (7)组合砖墙的施工程序应为先砌墙后浇混凝土构造柱。33 配筋砌块砌体构件的承载力计算一、概说
10、配筋砌块砌体是在砌块上下贯通的孔洞中设置竖向钢筋，在水平灰缝中设置箍筋，并以灌孔混凝土将孔洞灌实，可说是一种预制装配整体式的钢筋混凝土构件。由于对混凝土砌块、砌筑砂浆和灌孔混凝土的强度等级和性能都有所要求，且配置有钢筋，因而混凝土砌块砌体构件具有较高的抗压、抗拉及抗剪强度和良好的延性，并具有良好的抗风抗震效果。4经试验研究和工程实践，证实配筋砌块砌体构件的力学性能与钢筋混凝土相应构件的性能非常接近，其基本设计假定与计算模式在正截面承载力的设计中与钢筋混凝土构件所采用的相同，不过因材料组成和构件施工方式的差别，在砌体强度的取值以及构造要求方面有所不同。配筋砌块砌体剪力墙结构可按弹性方法计算，依据
11、结构分析得到的内力，分别按轴心受压、偏心受压或偏心受拉构件进行正截面和斜截面承载力计算，再根据结构分析所得的位移进行变形验算。二、正截面受压承载力计算(一)基本假定配筋砌块砌体构件正截面承载力应按下列基本假定进行计算：1截面应变保持平面；2. 竖向钢筋与其毗邻的砌体、灌孔混凝土的应变相同；3不考虑砌体、灌孔混凝土的抗拉强度；4根据材料选择砌体、灌孔混凝土的极限压应变，且不应大于 0.003；5根据材料选择钢筋的极限拉应变，且不应大于 0.01。(二)轴心受压构件轴心受压试件可分为初裂、裂缝发展和破坏三个工作阶段。轴心受压配筋砌块砌体剪力墙、柱，当配有箍筋或水平分布钢筋时，其正截面受压承载力应按
12、下列公式计算：N 0g(fgA+0.8 ；) (16-3-42)yfSA 0g= (16-3-43)201.式中 N-轴向力设计值；fg灌孔砌体的抗压强度设计值，应按式(16-1-4)计算；钢筋的抗压强度设计值；yA-构件的毛截面面积；全部竖向钢筋的截面面积；SA 0g -轴心受压构件的稳定系数；构件的高厚比。注：1无箍筋或水平分布钢筋时，仍可按式(163-42) 计算，但应使只 =0；yfSA2配筋砌块砌体构件的计算高度 H0 可取层高。(三)偏心受压构件根据试验所得破坏时的形态，大偏心受压构件受压和受拉的竖向主筋达到屈服强度， 受压区的砌块砌体达到其抗压极限强度，但截面中的竖向分布钢筋则视
13、与中和轴的距离而 异，距中和轴近者应力较小达不到屈服，距离远者可达屈服强度。小偏心受压构件破坏时受压区的竖向主筋达到屈服，另一侧的竖向主筋则达不到屈服，竖向的分布钢筋大部分受压，小部分可能受拉但应力较小。1矩形截面偏心受压配筋砌块砌体剪力墙正截面承载力 (1)大小偏心受压界限根据平截面假定可得配筋砌块砌体墙肢的界限相对受压区高度的计算公式，代人砌块5砌体的极限压应变和钢筋的屈服应变后，于是：当 x bh0 时，为大偏心受压；当 xbh 时，为小偏心受压。式中 b界限相对受压区高度，对 HPB235 级钢筋取 b 等于 0.60，对 HRB335 级钢筋取 b 等于 0.53；x-截面受压区高度
14、；h0-截面有效高度。(2)大偏心受压大偏心受压时应按下列公式计算(图 16-3-19)：Nf gbx+ -fyAs- (163-44)fSsifNeNf gbx(h0x/2)+ (h0 一 )- (16345)SsasiAf式中 N-轴向力设计值；fg-灌孔砌体的抗压强度设计值；fy, 竖向受拉、受压主筋的强度设计值；b-截面宽度；fsi-竖向分布钢筋的抗拉强度设计值；As, ；竖向受拉、受压主筋的截面面积；SAsi单根竖向分布钢筋的截面面积；Ssi-第 i 根竖向分布钢筋对竖向受拉主筋的面积矩；eN-轴向力作用点到竖向受拉主筋合力点之间的距离，可按式(16-3-35)的规定计算。当受压区高
15、度 x hf时，则应考虑腹板的受压作用，应按下列公式计算：1)大偏心受压Nf gbx+( bf-b) hf+ -fyAs- (16352)SsifNeNf gbx(h0x/2)+( bf-b) hf(h0- hf/2)+ (h0 一 )- (16353)ySsasiAf式中 bf-T 形或倒 L 形截面受压区的翼缘计算宽度；hfT 形或倒 L 形截面受压区的翼缘高度。2)小偏心受压Nf gbx+( bf-b) hf十 sAs (16347)ySNeNf gbx(h0x/2)+( bf-b) hf(h0- hf/2)+ (h0 一 ) (16355)ySsa3配筋砌块砌体剪力墙平面外偏心受压承载
16、力计算对于竖向钢筋仅配置在截面中间，例如配置在宽度为 190mm 空心砌块孔洞的中心时，其平面外的偏心受压承载力， 砌体结构设计规范规定可按无筋砌体受压构件公式(16-3-5)进行计算，但应采用灌孔砌体的抗压强度设计值和稳定系数 og；附注：对于这种情况的承载力，据砌体结构设计手册(第三版)112 页所载计算方法，可按下列规定确定，现录供参考：7(1)当偏心距 e06y，用公式(16-3-5)进行计算。(2)当偏心距 0.6y095y 时，可按 as=h/2 的配筋砌体偏心受压构件计算。三、斜截面受剪承载力计算(一)剪力墙经试验研究，由于灌孔混凝土的强度较高，配筋混凝土砌块砌体剪力墙的抗剪性能
17、与钢筋混凝土剪力墙的相近。在偏心压力作用下，配筋混凝土砌块砌体剪力墙的受剪破坏一般也发生有斜压、剪压和剪拉等三种形态。影响其承载力的主要因素与所采用的材料的强度、荷载在墙体截面上产生的垂直压应力、墙体的高宽比或剪跨比、水平分布钢筋和竖向钢筋的配筋率等。偏心受压和偏心受拉配筋砌块砌体剪力墙，其斜截面受剪承载力应根据下列情况进行计算：1剪力墙的截面应满足下列要求：y025f gbh (16357)式中 V-剪力墙的剪力设计值；b-剪力墙截面宽度或 T 形、倒 L 形截面腹板宽度；h-剪力墙的截面高度。2剪力墙在偏心受压时的斜截面受剪承载力应按下列公式计算：V (16358)009.)12.6.(5
18、1 hsAfNbhf ywvg=M/Vh0 (16359)式中 fvg灌孔砌体抗剪强度设计值，应按 砌体结构设计规渤第 322 条的规定采用；M、N、V计算截面的弯矩、轴向力和剪力设计值，当 N0.25 fvgbh 时取 N=0.25 fvgbh；A剪力墙的截面面积，其中翼缘的有效面积，可按表 16-3-3 的规定确定；Aw _T 形或倒 L 形截面腹板的截面面积，对矩形截面取 Aw 等于 A；-计算截面的剪跨比，当 小于 15 时取 15，当 大于等于 22 时取 22；ho-剪力墙截面的有效高度； Ash配置在同一截面内的水平分布钢筋的全部截面面积；s水平分布钢筋的竖向间距；fyh-水平钢
19、筋的抗拉强度设计值。3剪力墙在偏心受拉时的斜截面受剪承载力应按下式计算：8V (16360)009.)2.6.(51 hsAfNbhf ywvg(二)连梁配筋砌块砌体连梁，如跨高比小于 2.5，属于“深梁” ，其受力尤如小剪跨比的剪力墙，但正应力的影响很小；如跨高比大于 1.5，属于“浅梁” ，其受力尤如大剪跨比的剪力墙。因此连梁除应满足正截面承载力要求外，还须满足受剪承载力要求，以免连梁产生受剪破坏连累剪力墙延性降低。1正截面受弯承载力当连梁采用钢筋混凝土时，连梁的正截面受弯承载力应按混凝土结构设计规范受弯构件的有关规定进行计算，当采用配筋砌块砌体时，应采用其相应的计算参数和指标，例如不采用
20、混凝土的轴心抗压强度设计值 fc，而采用灌孔砌体的抗压强度设计值 fg 等等。2，斜截面受剪承载力(1)当连梁采用钢筋混凝土时，计算同上；(2)当连梁采用配筋砌块砌体时，应符合下列规定：1)连梁的截面应符合下列要求：Vb025f gbh (16361)2)连梁的斜截面受剪承载力应按下式计算：Vb0.8f vgbh0+fyv (16362)0hsAv式中 Vb连梁的剪力设计值；b连梁的截面宽度；h0连梁的截面有效高度；Asv配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面积；fyv箍筋的抗拉强度设计值；s沿构件长度方向箍筋的间距。至于配筋砌块砌体剪力墙的构造规定，因规范上罗列得很全面而且条理分明，就不赘 述
21、了。例：某屋面梁高度 h=500mm,跨度 L=4m,梁支承长度 240mm,墙体厚度 t=240mm,砌体抗压强度设计值 f=1.5MPa,则屋面梁下墙顶截面的偏心距 e 值为( )mm。A.61 B.12.0 C.47 D.24【解】由题目条件知: 0=l0 = 183mma = 240mm,所以 0 取为 183mm,则:fhc/e= 0.4a 047mm。24所以应选 C 项。9第四节 混合结构设计一、结构布置在混合结构房屋设计中，承重墙体的布置是设计的重要环节。因为承重墙体的布置不 仅影响房屋平面的划分和空间的大小，而且还关系到荷载传递路线及房屋的空间刚度。在 承重墙体的布置中，有四
22、种方案可供选择。(一)纵墙承重体系有些跨度较小的房屋，楼板直接搁置在纵墙上，也属纵墙承重体系。这类房屋屋(楼)面荷载的主要传递路线为：屋(楼)面荷载一纵墙一基础一地基(二)横墙承重体系楼(屋)面荷载主要由横墙承受，属横墙承重体系。这类房屋荷载的主要传递路线为：屋(楼) 面荷载一横墙一基础一地基 (三)纵横墙承重体系屋(楼)面荷载一部分由纵墙承重，另一部分由横墙承重，成为纵横墙承重体系。这类房屋荷载的主要传递路线为：屋(楼) 面荷载一横墙( 及纵墙) 一基础一地基 (四)内框架承重体系有一些临街建筑，底层为商店，上部为住宅，底层需要大开间，中间设柱，由梁和柱组成内框架，而上层却是由横墙或纵墙承重
23、的小开间住宅。另一种在仓库或工业建筑中，要求自下到上都需要大开间，则可以自下到上全为内框架。 二、静力计算方案在混合结构房屋中，纵墙、横墙(包括山墙) 、屋盖、楼盖和基础等组成一空间受力体系，共同承受作用在房屋上的各种垂直荷载和水平荷载，不仅直接承受荷载的构件抵抗荷载的作用，而且与其相连接的其他构件都不同程度地参加工作，抵抗所分担的荷载。混合结构房屋是以采用属于哪一种静力计算方案来区分空间作用的大小的。而屋盖或楼盖水平刚度的大小，以及横墙的间距又是确定静力计算方案的两个主要因素。静力计算方案有下列三种：1弹性方案当房屋横墙间距较大，甚至无横墙(山墙) 时，屋盖的水平刚度相对较好，一般视屋面粱(
24、屋架 )为无轴向变形的刚杆(EI=) ，因而在水平荷载作用下，房屋的水平位移较大。一两端无山墙的单层房屋，外纵墙承重，假定作用于房屋上的水平荷载是均匀分布的，外纵墙窗洞也是有规律均匀布置的，则在水平荷载作用下，房屋沿纵向的水平位移处处相等。确定墙柱计算简图时，必须考虑水平位移对结构内力的影响，这种房屋属于弹性方案房屋。其静力计算可按屋架(大梁)与墙( 柱) 为铰接，下端固定于基础，不考虑空间工作的平面排架或框架来计算。多层混合结构房屋应避免设计成弹性方案的房屋。2刚性方案(1)计算简图当房屋的横墙间距较时，屋盖或楼盖的水平刚度较大时，则房屋的空间刚度也较大。因而在水平荷载作用下，房屋的水平位移
25、很小，可假定为零。在确定墙柱的计算简图时，可以忽略房屋的水平位移。对于刚性方案的单层房屋，在竖向和水平荷载作用下，墙、柱10的上端可视为不动铰支承，支承于屋盖，下端可视为嵌固于基础的竖向构件。对于刚性方案的多层房屋，为了简化计算，在竖向荷载作用下，屋盖和楼盖均可视作墙柱的不动铰支承，每层墙柱内力可按两端为不动铰支承的竖向构件计算。墙、柱在每层高度范围内，可近似地视作两端为铰支承的竖向构件；在水平荷载作用下，墙、柱可视作竖向的连续梁来计算。(2)Nu、N l、G 的作用点位置当作用在某一层纵墙上的竖向荷载有 Nu、N l、G 时。这里 Nu 为上面各层屋盖、楼盖传来的恒荷载、活荷载及墙体自重(包
26、括内外粉刷及门窗自重 )，作用在上一楼层墙体截面重心处。N l 为本层楼盖传来的竖向荷载，应考虑对墙体的实际偏心影响，当梁支承于墙上时，梁端支承压力 Nl 到墙内边的距离，对屋盖梁和楼盖梁应取 04a o，a o 按式(16-315)计算。G 为本层墙体自重(包括内外粉刷及门窗自重)，作用在本层墙体重心处。(3)大跨度梁固端弯矩的分配 实际上，墙在每层的两端并非理想的铰支承，所以对于梁跨度大于 9m 的以墙体承重 的多层房屋，应考虑梁端约束弯矩对墙体受力的影响，除按上述方法计算墙体承载力外， 宜再按梁两端固结计算梁端弯矩，再将其乘以修正系数 后，按墙体线性刚度分到上层 墙底部和下层墙顶部，修正
27、系数 可按下式计算：=0.2 (1641)ha式中 a梁端实际支承长度；h_支承墙体的墙厚，当上下墙厚不同时取下部墙厚，当有壁柱时取 hT。(4)风荷载的计算当刚性方案多层房屋的外墙符合下列要求时，验算表明，由风荷载引起的应力仅占竖 向荷载引起的 5以下，故而静力计算可不考虑风荷载的影响：1) 洞口水平截面面积不超过全截面面积的 23；2)层高和总高不超过表 16-4-1 的规定；基本风压值(kN/m2)层高(m) 总高(m) 基本风压值(kN/m2)层高(m) 总高(m)0.4 4.0 28 0.6 4.0 180.5 4.0 24 0.7 3.5 18注：对于多层砌块房屋 190m 厚的外墙，当层高不大于 2.8m，总高不大于 196m，基本风压不大于 0.7kNm 2 时可不考虑风荷载的影响。3)屋面自重不小于 08kNm 2。当必须考虑风荷载时，风荷载引起的弯矩 M，可按下式计算：M= (1642)12iwH式中 w沿楼层高均布风荷载设计值 (kNm)；Hi-层高 (m)介于弹性方案和刚性方案之间的房屋，称为刚弹性方案房屋。这种房屋的屋盖和楼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，水平位移比弹性方案要小，但又不能忽略。刚弹性方案单层房屋的静力计算介于刚性方案和弹性方案之间，可应用空间性能影响系数按考虑空间工作的排架来计算。
