砌体结构2

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β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M7．5。

(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。

构件类别环境条件

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30～45mm，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，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0．1％，对混凝土面层，不宜小于0．2％；受拉钢筋的配筋率，不应小于0．1％，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0．2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≤φcom(fA+f c A c+ηs f’y A's) (16—3—30)

式中φcom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；

f c——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5．2MPa；当砂浆为M10时，取3．5MPa；当砂浆为M7．5时，取2．6MPa；

Ac——混凝土或砂浆面层的截面面积；

ηs——受压钢筋的强度系数，当为混凝土面层时可取1．0，当为砂浆面层时可取0．9；

f’y——钢筋抗压强度设计值；

A's ——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： N ≤fA ’+f c A ’c 十ηs f ’y A's —σs A a (16—3—31) 或 N en ≤fS s ，十f c S c,s +ηs f ’y A's (ho —a ’

) (16-3-32) 此时受压区的高度x 可按下式确定：

fS N 十f c Sc,N +ηs f ’y A's e N ’

-σs A a e N 。(16—3-33)— 式中 σs ——钢筋A s 的应力；

A S —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；

A ’

c ——混凝土或砂浆面层受压部分的面积；

S s ——砖砌体受压部分的面积对钢筋A S 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A S 重心的面积矩； S N ——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

e N ’

,e N --分别为钢筋A's 和A s 重心至轴向力N 作用点的距离 e N ’=e+e a -(,

2s a h -) (16—3—34) e N =e+e a +(

s a h -2

) (16—3—35)

e ——轴向力的初始偏心距，按荷载设计值计算，当e<0.05h 时，应取e=0.05h ； e a —组合砖砌体构件在轴向力作用下的附加偏心距 e a =

2200

h β(1-0.022β) (16—3—36)

h 0——组合砖砌体构件截面的有效高度 h 0=h-a s

s a 、a s ---------分别为钢筋A s ’

和A s 重心至截面较近边的距离。

(2)钢筋应力σS

组合砖砌体钢筋A S 的应力σS (正值为拉应力，负值为压应力)，是根据构件承载后符合平截面变形假定，考虑材料的力学和变形特征，并经线性化处理后得出的。计算时应按下列规定进行：

1)小偏心受压时，即ζ>ζb

σS =650-800ζ (16—3-37) -'

y f ≤σS ≤f y (16-3—38) 2)大偏心受压时，即ζ≤ζb σS = f y (16—3-39)

式中：ζ—组合砖砌体构件截面受压区的相对高度ζ=0

h x ；

f y --钢筋的抗拉强度设计值

b ——组合砖砌体构件受压区相对高度的界限值，采用HPB235级钢筋配筋时，ζb =0．55，采用HRB335级钢筋配筋时，ζb =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 ≤φcom [fA n +η

(f c A c +'y f A s ’

)] (16—3—40) Η=]3

b l

0.25

(16—3—41)

式中 φcom 一——组合砖墙的稳定系数，可按相应表格采用； η——强度系数，当l ／b c 小于4时取l ／b c 等于4； l ——沿墙长方向构造柱的间距； b c ——沿墙长方向构造柱的宽度； A n ——砖砌体的净截面面积； A c ——构造柱的截面面积。 2．材料和构造

组合砖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240mm×240mm ，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4?12；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)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4?12，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2?6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。

×××××××××××××××××××××××××××××××××× 3—3 配筋砌块砌体构件的承载力计算一、概说

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。

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下列公式计算：

N ≤φ0g (f g A+0.8'

y f 'S A ；) (16-3-42) φ

0g =

001.011β

+ (16-3-43)

式中 N--轴向力设计值；

f g ——灌孔砌体的抗压强度设计值，应按式(16-1-4)计算； '

y f ——钢筋的抗压强度设计值；

A--构件的毛截面面积；

S A ——全部竖向钢筋的截面面积；

φ0g --轴心受压构件的稳定系数； β——构件的高厚比。

注：1．无箍筋或水平分布钢筋时，仍可按式(16—3-42)计算，但应使只'

y f '

S A =0；

2．配筋砌块砌体构件的计算高度H 0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，代人砌块砌体的极限压应变和钢筋的屈服应变后，于是：

当x ≤ζb h 0时，为大偏心受压；

当x>ζb h 时，为小偏心受压。

式中 ζb ——界限相对受压区高度，对HPB235级钢筋取ζb 等于0.60，对HRB335级钢筋取ζb 等于0.53；

x--截面受压区高度； h 0--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)： N ≤f g bx+'

y f 'S A -f y A s -∑si si A f (16—3-44) N eN ≤f g bx(h 0—x/2)+ '

y f 'S A (h 0一's a )- ∑

si si A f (16—3‘45)

式中 N--轴向力设计值； f g --灌孔砌体的抗压强度设计值；

f y , '

y f ——竖向受拉、受压主筋的强度设计值； b--截面宽度；

f si --竖向分布钢筋的抗拉强度设计值；

A s , '

S A ；——竖向受拉、受压主筋的截面面积；

Asi ——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；

e N -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。当受压区高度x<2'

s a 时，其正截面承载力可按下式计算： Ne'N ≤f y A s (h 0-'s a ) (16—3—46)

式中 e'N ——轴向力作用点至竖向受压主筋合力点之间的距离。可按式(16-3-34)的规定计算。

当采用对称配筋(即'

y f '

S A =f y A s )时，可先设定竖向分布钢筋的配筋率、抗拉强度设计值

和单根钢筋的截面面积，并扣除位于中和轴附近1．5倍x 范围内未达到屈服强度的分布钢筋，代人式(16-3-44)，可求得截面受压区高度x 将；代人式(16-3-45)即可求得'

S A = A s

同理，当受压区高度x<2'

s a ；时，应令x=2'

s a ，并对竖向受压主筋的重心取矩，即可求得'

S A = A s ，见式(16-3-46)

(3)小偏心受压

小偏压时应按下列公式计算：

N ≤f g bx 十'

y f '

S A —σs A s (16—3—47) Ne N ≤f g bx (h 0—x/2)十'

y f 'S A (h 0-'

s a ) (16—3—48)

σs =

8.0-b y

f ξ(

h x

-0.8)

矩形截面对称配筋砌块砌体剪力墙小偏心受压时，也可近似按下式计算钢筋截面面积 A s ='S A =

)

()5.01('0'2

g N

a h f bh f Ne

---ξξ (16—3—50)

此处，相对受压区高度可按下式计算： ζ=

h x =

)

)(8.0(43.0bh f a h bh f Ne

bh f N g s b g N

g b +----ξξ+ζb

2．T 形、倒L 形截面偏心受压配筋砌块砌体剪力墙正截面承载力 (1)翼缘计算宽度'

f b 的取值

T 形、倒L 形截面偏心受压构件，当冀缘和腹板的相交处采用错缝搭接砌筑和同时设置中距不大于1.2m 的配筋带(截面高度≥60mm ，钢筋不少于2?12)时，可考虑冀缘的共同工作，翼缘的计算宽度应按表16-3-3中的最小值采用。

考虑情况

T 形截面倒L 形截面按构件计算高度H0考虑 H 0/3 H 0/6 按腹板间距L 考虑 L

L/2 按翼缘厚度h f ’考虑

b+12 h f ’ b+6 h f ’ 按翼缘的实际宽度b f ’考虑

b f ’

注：构件的计算高度H 0可取层两。

(2)当受压区高度x ≤h f ’

时，应按宽度为b f ’

的矩形截面计算；

(3)当受压区高度x> h f ’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

N ≤f g [bx+( b f ’-b) h f ’

]+'

y f 'S A -f y A s -∑si si A f (16—3—52)

Ne N ≤f g [bx(h 0—x/2)+( b f ’-b) h f ’(h 0- h f ’

/2)]+ '

y f 'S A (h 0一's a )-∑si si A f (16—3—53)

式中 b f ’

--T 形或倒L 形截面受压区的翼缘计算宽度； h f ’——T 形或倒L 形截面受压区的翼缘高度。 2)小偏心受压

N ≤f g [bx+( b f ’-b) h f ’]十'

y f '

S A —σs A s (16—3—47)

Ne N ≤f g [bx(h 0—x/2)+( b f ’-b) h f ’(h 0- h f ’

/2)]+ '

y f 'S A (h 0一's a ) (16—3—55)

3．配筋砌块砌体剪力墙平面外偏心受压承载力计算

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φog ；

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：

(1)当偏心距e ≤0．6y ，用公式(16-3-5)进行计算。 (2)当偏心距0.6y

N ≤

-w Ae A f tm (16—3—56)

式中 N--轴向力设计值；

f tm --灌孔砌体弯曲抗拉强度设计值，可查相应表格 A--截面面积；

W--截面抵抗矩；

y--截面重心到轴向力所在偏心方向截面边缘的距离。

(3)当偏心距e>0．95y 时，可按a s =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：

y ≤0．25f g bh (16—3—57) 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 ≤

009.0)12.06.0(5

.01

h s

A f A

A N

bh f sh yh

w vg ++-λ (16—3—58)