2019二級注冊建筑師《建筑結構與設備》復習知識點：砌體結構

砌體結構是由塊體和砂漿砌筑而成的墻、柱作為建筑物主要受力構件的結構。是磚砌體、砌塊砌體和石砌體結構的統(tǒng)稱。配筋砌體結構由配置鋼筋的砌體作為建筑物主要受力構件的結構。是網狀配筋砌體柱、水平配筋砌體墻、磚砌體和鋼筋混凝土面層或鋼筋砂漿面層組合砌體柱(墻)、磚砌體和鋼筋混凝土構造柱組合墻和配筋砌塊砌體剪力墻結構的統(tǒng)稱。

一、砌體結構的優(yōu)點

( l )可以同時滿足結構、建筑、保溫等多功能的要求;由于砌體材料具有抗壓性能好、保溫、耐火、耐久性好，收縮、徐變比混凝土要小的性能;因此砌體大多數(shù)可以用作墻體、柱、筒體(煙囪、水塔)、基礎、壩身等承重結構的受壓構件;

( 2 )材料經濟：砌體的塊體和砂漿來源廣泛，可就地取材、價格比其他材料便宜;

( 3 )施工技術、管理、維護簡便;

( 4 )采取一定措施后的配筋砌體結構具有一定程度的抗震性能。

二、砌體結構的缺點

( l )砌體的抗壓強度相對于塊材的強度來說還很低，抗彎、抗拉強度則更低;構件重量大;

( 2 )砌體中的塊材和砂漿之間的粘結強度較低，故無配筋的砌體結構抗震性能較差，其破壞屬于脆性破壞;

( 3 )普通磚所需要土源要占用大量良田(每年大約 40~50 萬畝地)，更要耗費大量的能源。因此，國家已頒布有關法令限制普通磚的使用;

( 4 )砌體施工勞動強度大，運輸、搬用材料時的損耗也大。

三、砌體結構的應用范圍

根據(jù)砌體結構所具有的優(yōu)點，砌體結構的應用還是比較廣泛的：

( l )用作住宅、辦公樓、學校、旅館、小型禮堂、俱樂部、跨度小于 15m 的中小型廠房等房屋建筑的墻體、柱、基礎;

( 2 )用作絕大部分圍護墻、隔墻的建筑材料;

( 3 )用作高度 45m 以下的煙囪、小型水池、筒倉等特殊結構建筑的承重構件;

( 4 )用作跨度不大的道橋建筑和市政幾水利建筑的排水溝隧道、涵洞、擋土墻。

四、工業(yè)與民用建筑物中的砌體結構體系

房屋建筑結構中通常由水平向的樓(屋)蓋和豎向的墻、柱組成;樓(屋)蓋主要承受垂直其平面的豎向荷載，稱為水平結構承重體系;墻、柱主要承受樓(屋)蓋傳來的豎向荷載和由風和地震產生的水平荷載，稱為豎向結構承重體系;

砌體結構主要為墻、柱等構件，屬于豎向結構承重體系，在實際工程中，根據(jù)豎向荷載通過墻、柱的主要途徑不同，把砌體結構分為三種承重體系：

1 .橫墻承重體系

橫墻承重體系：是指樓(屋)蓋上的豎向荷載通過板或梁傳至橫墻，并經橫墻基礎傳至地基的承重體系;

橫墻承重體系的優(yōu)點：是整體剛度大，抗震性能好;

橫墻承重體系的缺點：是房間開間小，建筑使用上受到一定的限制，橫墻砌體用料較多;

橫墻承重體系：適用于住宅、宿舍、招待所、旅館等。

2 .縱橫墻承重體系

縱墻承重體系：是指樓(屋)蓋上的豎向荷載通過板或梁傳至縱墻，并經縱墻基礎傳至地基的承重體系;

縱墻承重體系的優(yōu)點：是房間開間分割比較靈活;

縱墻承重體系的缺點：是整體剛度不如橫墻承重體系，且縱墻上開洞不宜過大;

縱墻承重體系適用于教學樓、辦公樓、實驗室、閱覽室、中小型廠房等。

3.內框架承重體系

內框架承重體系是指樓(屋)蓋上的豎向荷載通過板或梁傳給房屋四周的縱、橫墻和室內的鋼筋混凝土柱(或磚柱)，并經縱、橫墻和柱各自的基礎傳至地基的承重體系。

內框架承重體系的優(yōu)點：是房間面積一般較大，也可很方便地分隔成小房間;由于大部分豎向荷載由鋼筋混凝土柱(或磚柱)來承受，四周縱、橫承受的豎向荷載較小且同時也能夠發(fā)揮砌體在保溫、隔熱和建筑立面比較美觀等方面的優(yōu)點。

內框架承重體系的缺點：

( 1 )由于內框架承重體系的內柱和外墻是由不同性質的材料組成，他們承受荷載的大小不同，基礎形式也不同(柱為鋼筋混凝土擴展基礎，墻為剛性條形基礎)，因而基礎的沉降差比較大;

( 2 )由于房屋內墻少整體剛度差;

( 3 )墻與柱各自的振動特性不同，在軟弱地基地區(qū)和地震區(qū)采用內框架承重體內應慎重。

內框架承重體系適用于商店、小禮堂、輕工業(yè)部門的中小型廠房等。

砌體材料

砌體是把塊體(包括普通磚、空心磚、砌塊、石材等)和砂漿按一定的砌筑方法砌筑而成的結構材料。它分為無筋砌體和配筋砌體兩大類。無筋砌體根據(jù)所使用的塊材不同分為磚砌體、砌塊砌體和石砌體。配筋砌體包括網狀配筋砌體柱、水平配筋砌體墻、磚砌體和鋼筋混凝土面層或鋼筋砂漿面層組合砌體柱(墻)、磚砌體和鋼筋混凝土構造柱組合墻和配筋砌塊砌體剪力墻。

一、磚砌體

磚砌體包括燒結普通磚、燒結多孔磚、蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚無筋和配筋砌體;砌筑方法宜采用一順一丁、梅花丁和三順一丁。

1 .燒結普通磚

燒結普通磚由黏土、頁巖、煤矸石或粉煤灰為主要原料，經過焙燒而成的實心或孔洞率不大于規(guī)定值且外形尺寸符合規(guī)定的磚。分燒結黏土磚、燒結頁巖磚、燒結煤矸石磚、燒結粉煤灰磚等。標準燒結普通磚尺寸為 240mm ×115 mm ×53mm ;墻體尺寸有 120、 240 、 370 、 490 、 620mm 等，主要應用于房屋上部及地下基礎等部位。

2 .燒結多孔磚

以黏土、頁巖、煤矸石或粉煤灰為主要原料，經焙燒而成，孔洞率不小于 25 % ，孔的尺寸小而數(shù)量多，主要用于承重部位的磚，簡稱多孔磚。目前多孔磚分為 P 形磚和 M 形磚。承重多孔磚目前主要采用 P 形磚( 240mm ×115mm × 90mm )和 M 形磚( 190mm×190mm× 90mm );主要應用于房屋上部結構(不宜用于凍脹地區(qū)地下部位)。

3 .蒸壓灰砂磚

以石灰和砂為主要原料，經坯料制備、壓制成型、蒸壓養(yǎng)護而成的實心磚。簡稱灰砂磚。標準燒結普通磚尺寸為 240mm ×115mm× 53mm ;墻體尺寸 120 、 240 、 370 、 490 、 620mm 等。主要應用于不得用于長期受熱 200 ℃ 以上、受急冷急熱和有酸性介質侵蝕的建筑部位， MU15 和 MU15 以上的蒸壓灰砂磚可用于基礎及其他建筑部位，蒸壓粉煤灰磚用于基礎或用于受凍融和干濕交替作用的建筑部位必須使用一等磚。

4 .蒸壓粉煤灰磚

以粉煤灰、石灰為主要原料，摻加適量石膏和骨料，經坯料制備、壓制成型、高壓蒸汽養(yǎng)護而成的實心磚。簡稱粉煤灰磚。主要應用于不得用于長期受熱 200 ℃ 以上、受急冷急熱和有酸性介質侵蝕的建筑部位， MU15 和 MU15以上的蒸壓灰砂磚可用于基礎及其他建筑部位，蒸壓粉煤灰磚用于基礎或用于受凍融和干濕交替作用的建筑部位必須使用一等磚。

5 .配筋砌體

配筋砌體包括網狀配筋砌體柱、水平配筋砌體墻、磚砌體和鋼筋混凝土面層或鋼筋砂漿面層組合砌體柱(墻)、磚砌體和鋼筋混凝土構造柱組合墻和配筋砌塊砌體剪力墻。配筋砌體不允許采用 C 級。不得用摻鹽砂漿施工。

( l )水平網狀配筋砌體在水平灰縫中配置鋼筋網片提高軸心抗壓承載力(圖 5 -1 )。

( 2 )混凝土或鋼筋砂漿面層組合磚砌體偏心距超限的磚砌體外側配置縱向鋼筋，提高偏心抗壓承載力(圖 5 -2 )。

( 3 )磚砌體和鋼筋混凝土構造柱組合墻在房屋墻體中設置間距不大于 4m 的構造柱提高磚墻的承載力(圖 5 -3 )。

二、砌塊砌體

砌塊砌體包括混凝土、輕骨料混凝土砌塊無筋和配筋砌體;砌筑應選用配套砌塊先排塊后施工，施工時砌塊底面向上反向砌筑。

混凝土小型空心砌塊由普通混凝土或輕骨料混凝土制成，主規(guī)格尺寸為 390mm× 190mm× 190mm 、空心率在 25 % ~50 %的空心砌塊。簡稱混凝土砌塊或砌塊。墻體尺寸有 190 、 200 、 240 、 290mm。

三、石砌體

石砌體包括各種料石和毛石砌體。石砌體中的石材應選用無明顯風化的天然石材。石材(按其加工后的外形規(guī)則程度)可分為料石和毛石。見表 5 -1 。

四、砌筑砂漿

砂漿是由無機膠結料(水泥、石灰、石膏、黏土)、細骨料(砂)、水和一定數(shù)量的塑性摻和料(石灰膏、黏土)組成。

砂漿分為： ( l )水泥砂漿;( 2 )混合砂漿;( 3 )砌筑專用砂漿;( 4 )非水泥砂漿(石灰、黏土砂漿)，其作用一方面將單個的塊體粘結成整體，促使構件應力分布均勻;另一方面填實塊體之間的縫隙，提高砌體的保溫和防水性能，增強墻體抗凍性能;其性能包括： ( 1 )強度;( 2 )流動性(可塑性);( 3 )保水性，見表 5 一 2 。

( 1 )水泥砂漿：其優(yōu)點是強度高、硬化快、耐久性好;其缺點是和易性差;適用于水中或潮濕環(huán)境中的磚砌體;

( 2 )水泥混合砂漿：在水泥砂漿中摻入一定數(shù)量的石灰膏配制而成;其優(yōu)點是和易性好，便于施工;適用于防潮層以上的磚砌體;

( 3 )石灰、石膏、黏土砂漿：其優(yōu)點是和易性好;其缺點是強度低、抗水性能差;適用于低層建筑物的磚砌體。

二、砌體材料強度

(一)影響磚砌體抗壓強度的主要因素

影響磚砌體抗壓強度的主要因素主要有以下幾方面原因;

( l )磚的強度等級及其形狀尺寸：試驗表明，在砂漿強度一定時，磚的強度等級提高一倍，磚砌體的抗壓強度可以提高 50 %左右;磚砌體的抗壓強度還與磚塊的形狀尺寸，特別是磚塊的厚度有關;當標準磚的長度不變時，厚度由 53mm 改為 60mm 、 70mm 時，砌體的抗壓強度相對比值為 1 :1 . 06 :1 . 12 ，因此提高砌體抗壓強度的有效措施是盡可能采用強度等級較高的標準磚。

( 2 )砂漿的強度等級及其厚度：試驗表明，在磚塊強度一定時，砂漿強度等級提高一倍，磚砌體的抗壓強度可以提高 20 %左右;砂漿的灰縫層厚度不宜太薄，也不能太厚;太薄會因磚塊間砂漿過少使磚塊間凹凸不平而傳力不均勻，降低強度;太厚則會使砂漿層變形過大，降低強度;減小砂漿層變形的主要方法是提高砂漿的強度;當磚砌體的灰縫層厚度分別為 10mm 、 20 mm、 30mm 時，砌體的抗壓強度相對比值為 l :0 . 78:0 . 64 。

( 3 )施工砌筑質量：包括飽滿度、砌筑時磚的含水率、操作人員的技術水平。

飽滿度是指砂漿鋪砌在一塊磚(大面)上的面積(以百分率表示)?！?施工規(guī)程 》 規(guī)定：飽滿度應該大于 80 %才能確保砌體質量。

試驗表明，磚砌體砌筑時磚的含水率在 8 %一 10 %時，砂漿硬化所需要的水分才能有保證;而用飽和狀態(tài)的磚砌筑的砌體其抗壓強度反而會降低。

( 4 )砌筑方式：磚砌體中實心磚塊體的砌筑方式應遵守內外要搭接，上下要錯縫，不得有連續(xù)的垂直通縫的原則。目前，最為常用的實心磚塊體的砌筑方式為一順一丁和三順一丁。

( 5 )試驗方法：包括加荷速度、施工砌筑的快慢程度，受荷前砌體齡期的長短，實際砌體與試件砌體的差異和試件尺寸不同等都會對砌體抗壓強度產生一定的影響。

(二)砌體的抗壓強度設計值

1 .燒結普通磚、燒結多孔磚砌體的抗壓強度設計值

燒結普通磚、燒結多孔磚等的強度等級分為五級，強度等級符號以“ MU ”表示，單位為 N / mm2 或 MPa 。即 MU30 、 MU25 、 MU20 、 MU15 和 MU10 ;燒結普通磚和燒結多孔磚砌體的抗壓強度設計值，應按表 5 -3 采用。

2 .蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚砌體的抗壓強度設計值

蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚的強度等級分為四級，強度等級符號以“ MU ”表示，單位為 N / mm2 或 MPa 。即 MU25 、 MU20 、 MU15 和 MU10 ;確定蒸壓粉煤灰磚和摻有粉煤灰 15 %以上的混凝土砌塊的強度等級時，其抗壓強度應乘以自然碳化系數(shù)，當無自然碳化系數(shù)時，可取人工碳化系數(shù)的1.15倍;蒸壓灰砂磚和蒸壓粉煤灰磚砌體的抗壓強度設計值，應按表 5 -4 采用。

3 .砌塊砌體的抗壓強度設計值

砌塊的強度等級分為六級，強度等級符號以“ MU ”表示，單位為 N / mm2 “或 MPa 、即 MU25 、 MU20 、 MU15 、 MU10 、 MU7 . 5 和 MU5 ;

單排孔混凝土和輕骨料混凝土砌塊砌體的抗壓強度設計值，應按表 5 -5 采用。

孔洞率不大于 35 %的雙排孔或多排孔輕骨料混凝土砌塊砌體的抗壓強度設計值，應按表 5 -6 采用。

4 .石材砌體的抗壓強度設計值

石材的強度等級分為七級，強度等級符號以“ MU”表示，單位為 N /mm2 或 MPa 即 MU 100 、 MU80 、 MU60 、 MU50 、 MU40 、 MU30 和 MU20 ;石材的強度等級，可用邊長為 70mm 的立方體試塊的抗壓強度表示。抗壓強度取三個試件破壞強度的平均值。試件也可采用表 5 -7 所列邊長尺寸的立方體，但應對其試驗結果乘以相應的換算系數(shù)后方可作為石材的強度等級。

塊體高度為 180 ~350mm 的毛料石砌體的抗壓強度設計值，應按表 5 -8 采用。

毛石砌體的抗壓強度設計值，應按表 5 -9 采用。

5 .砂漿

砂漿的強度等級分為五級，強度等級符號以“ M ”表示，單位為 N / mm2或 MPa 。即M15、 M10 、 M7 . 5 、 M5 和 M2 . 5 。確定砂漿強度等級時應采用同類塊體為砂漿強度試塊底模。

施工階段砂漿尚未硬化的新砌砌體的強度和穩(wěn)定性，可按砂漿強度為零進行驗算。對于冬期施工采有摻鹽砂漿法施工的砌體，.砂漿強度等級按常溫施工的強度等級提高一級時，砌體強度和穩(wěn)定性可不驗算。

(三)各類砌體的軸心抗拉、彎曲抗拉和抗剪強度設計值

齡期為 28d 的以毛截面計算的各類砌體的軸心抗拉強度設計值、彎曲抗拉強度設計值和抗剪強度設計值，當施工質量控制等級為 B 級時，應按表 5 -10 采用。

(四)砌體強度設計值的調整

對各類砌體在下列情況下，其砌體強度設計值應乘以調整系數(shù) γa

( 1 )對無筋砌體構件，其截面面積小于0.3m2 時，γa為其截面面積加0.7。對配筋砌體構件，當其中砌體截面面積小于 0 . 2 m2時時， γa為其截面面積加0 . 8 。構件截面面積以平方米計;

( 2 )當砌體用強度等級小于M5.0的水泥砂漿砌筑時，對表 5 -4 和表 5 -5 中的數(shù)值， γa 為 0 . 9 ;對表 5 -10 中數(shù)值，γa為0.8。

( 3 )當驗算施工中房屋的構件時， γa為 1 . 1 。

三、磚砌體中磚和砂漿的共同作用——粘結

磚砌體能夠整體工作是因為磚和砂漿之間(主要在水平灰縫處)有足夠的粘結強度;砂漿和磚塊界面上的剪應力一般稱為粘結應力。磚和砂漿的粘結作用主要表現(xiàn)在以下兩個方面：

( l )在垂直荷載作用下出現(xiàn)豎向裂縫前，可使磚塊和砂漿共同變形;出現(xiàn)裂縫后，可調整因裂縫引起的內力重分布;

( 2 )在水平力(拉力、剪力和彎曲拉應力)作用下;可由界面上的粘結應力(剪應力)承擔上述應力。粘結應力的大小，也即剪應力的大小，取決于粘結強度大小。粘結強度主要與砂漿強度等級和砌體類別有關。粘結強度是砌體抗拉、抗剪和抗彎強度的決定性因素。

提高粘結強度的途徑有：

提高砂漿強度等級、增加磚塊大面上的粗糙度;砌筑時磚的濕潤程度保持最佳狀態(tài);采用能使磚塊交搭的水平齒縫段盡可能長的砌筑方式。

砌體結構一般構造要求

(1)砌體結構房屋的門窗洞口上均需有鋼筋混凝土過梁，當在層高范圍內有上下窗洞時，要注明上過梁、下過梁。

(2)墻體布置應注意以下問題：

1)墻、柱的截面-墻體厚度、門窗間墻的最小寬度都應符合磚的模數(shù);同一片墻的厚 度應相同;壁柱間距應有規(guī)律;承重獨立磚柱截面尺寸不應小于240mm×370mm。

2)墻體上下洞口宜對齊，使上下層荷載能直接傳遞(尤其要注意內縱墻上下層門洞 能否對齊) ;宜避免在縱橫墻交接處開門窗洞口或留通長溝槽，以致破壞縱橫墻的整體連接。

3)砌體結構當層高較高時，需按墻體高厚比的驗算，確定是否需加墻垛，以滿足高 厚比的要求。

(3)當梁跨度在磚墻厚240mm時大于等于6m，或磚墻厚180mm時大于等于4.8m， 其支承處宜加設壁柱或采取其他加強措施。

(4)砌體結構房屋的樓(屋)蓋可以采用現(xiàn)澆或預制樓(屋)蓋，其布置方法請參見框 架一一剪力墻結構部分。但應注意：

1)預制板的側邊不得進墻。

2)預制板不能懸挑或在中部支撐，只能在兩端支撐。

3)預制板的板端，不得伸入砌體墻的構造柱，當遇構造柱時，應在構造柱位置拉開 設置板縫。

4)當有陽臺或雨篷需要樓板作為平衡條件時，與陽臺(雨篷)相連部分宜局部采用現(xiàn) 澆板。

(5)建筑平面轉折部位、高差或荷載差較大的部位以及長高比過大的砌體結構的適當 部位都應設置沉降縫。

(6)為防止或減輕房屋在正常使用條件下，由溫差和砌體干縮引起的墻體豎向裂縫， 應在墻體中設置伸縮縫。伸縮縫應設置在因為溫度和收縮變形可能引起應力集中、砌體產 生裂縫可能性最大的地方。規(guī)范中將木屋(樓)蓋砌體伸縮縫最大間距Smax增大為100m， 并補充了輕鋼屋蓋Smax為100m。