砌体结构的材料力学性能课件1.ppt

1、第第2章章 砌体结构的材料力学性能砌体结构的材料力学性能西南科技大学土木工程与建筑学院西南科技大学土木工程与建筑学院20142014年年9 9月月1、砖、砖烧结砖烧结砖非烧结砖非烧结砖烧结普通砖：烧结普通砖：实心砖实心砖烧结多孔砖：烧结多孔砖：孔洞率小于孔洞率小于35%，孔小量多，孔小量多，用于承重部位用于承重部位烧结空心砖：烧结空心砖：孔洞率大于孔洞率大于35%蒸压灰砂砖：蒸压灰砂砖：蒸压粉煤灰砖：蒸压粉煤灰砖：2-1 2-1 块块 体体 蒸压硅酸盐砖蒸压硅酸盐砖混凝土砖混凝土砖v 烧结砖烧结砖 一般是由粘土、煤矸石、页岩或粉煤灰等为主要原料，压一般是由粘土、煤矸石、页岩或粉煤灰等为主要原料

2、，压制成型后经焙烧而成。制成型后经焙烧而成。烧结普通砖标准尺寸烧结普通砖标准尺寸：240*115*53烧结多孔砖尺寸：烧结多孔砖尺寸：P型砖：型砖：240*115*90M型砖：型砖：190*190*90密度：密度：1114 kNm32-1 2-1 块块 体体 取消，改为取消，改为290、240、190、180、140等等2-1 2-1 块块 体体 强度：按毛截面计算烧结多孔砖强度等级指标烧结多孔砖强度等级指标(MPa)2-1 2-1 块块 体体 .砌块砌块混凝土空心砌块混凝土空心砌块加气混凝土砌块加气混凝土砌块硅酸盐实心砌块硅酸盐实心砌块烧结空心砌块（粘土、煤矸石）烧结空心砌块（粘土、煤矸石）

3、小型砌块：小型砌块：高度高度180mm350mm中型砌块：中型砌块：高度高度360mm900mm大型砌块：大型砌块：高度大于高度大于900mm2-1 2-1 块块 体体 我国目前在承重墙体材料中使用最为普遍的是混凝土小型空心砌块，我国目前在承重墙体材料中使用最为普遍的是混凝土小型空心砌块，它是由普通混凝土或轻集料混凝土制成，空心率一般在它是由普通混凝土或轻集料混凝土制成，空心率一般在 25%50%之间，之间，主要规格尺寸为主要规格尺寸为 390mm190mm190mm，一般简称为混凝土砌块或砌，一般简称为混凝土砌块或砌块。块。2-1 2-1 块块 体体 加气混凝土砌块加气混凝土砌块是一种轻质多

4、孔、保温隔热、防火性能良是一种轻质多孔、保温隔热、防火性能良好、可钉、可锯、可刨和具有一定抗震能力的新型建筑材料，好、可钉、可锯、可刨和具有一定抗震能力的新型建筑材料，常作围护结构。常作围护结构。2-1 2-1 块块 体体 混凝土空心砌块的强度等级是根据标准试验方法，按毛截毛截面面积面面积计算的极限抗压强度值来划分的。混凝土小型空心砌块的强度等级为 MU20MU20、MUl5MUl5、MUl0MUl0、MU7.5MU7.5和MU5MU5五个等级。2-1 2-1 块块 体体 .石材石材天然建筑石材重力密度多大于天然建筑石材重力密度多大于18 kN18 kNm m3 3，并具有很高的抗压强度，良好

5、，并具有很高的抗压强度，良好的耐磨性、耐久性和耐水性，表面经加工后具有较好的装饰性，工程中用于的耐磨性、耐久性和耐水性，表面经加工后具有较好的装饰性，工程中用于承重和装饰。承重和装饰。毛石毛石料石料石2-1 2-1 块块 体体 砌体中的石材应选用砌体中的石材应选用无明显风化无明显风化的石材。因石材的大小的石材。因石材的大小和规格不一，通常由边长为和规格不一，通常由边长为70mm 70mm 的立方体试块的立方体试块进行抗压试进行抗压试验，取验，取 3 3 个试块破坏强度的平均值作为确定石材强度等级个试块破坏强度的平均值作为确定石材强度等级的依据。石材的强度等级划分为的依据。石材的强度等级划分为

6、MUl00MUl00、MU80MU80、MU60MU60、MUS0MUS0、MU40MU40、MU30 MU30 和和MU20MU20。2-1 2-1 块块 体体 填满块体间的缝隙，减少砌体的透气性，提高砌体的填满块体间的缝隙，减少砌体的透气性，提高砌体的 保温性能和抗冻性能。保温性能和抗冻性能。将砖、石、砌块等块体材料粘结成砌体的砂浆即将砖、石、砌块等块体材料粘结成砌体的砂浆即砌筑砂浆砌筑砂浆，它由胶结料、细集料和水配制而成，为改善其性能，常在其中添它由胶结料、细集料和水配制而成，为改善其性能，常在其中添加掺入料和外加剂。加掺入料和外加剂。砂浆的作用砂浆的作用单个块体连成整体。单个块体连成整

7、体。抹平块体表面，从而促使其表面均匀受力。抹平块体表面，从而促使其表面均匀受力。2-2 2-2 砂砂 浆浆 砂浆的分类砂浆的分类石灰砂浆石灰砂浆混合砂浆（有塑性掺料：石灰浆、粘土浆）混合砂浆（有塑性掺料：石灰浆、粘土浆）非水泥砂浆非水泥砂浆按胶结料不同按胶结料不同水泥砂浆（无塑性掺料）水泥砂浆（无塑性掺料）石膏砂浆石膏砂浆粘土砂浆粘土砂浆专用砂浆专用砂浆普通砂浆普通砂浆蒸压灰砂普通砖、蒸压灰砂普通砖、混凝土砌块专用砂浆混凝土砌块专用砂浆蒸压粉煤灰普通砖专用砂浆蒸压粉煤灰普通砖专用砂浆2-2 2-2 砂砂 浆浆 砂浆的强度等级是由边长为砂浆的强度等级是由边长为70.7mm70.7mm的立方体标准

8、试块，在温度为的立方体标准试块，在温度为 17172323环境下硬化、龄期环境下硬化、龄期 28d28d的抗压强度来确定。砌筑砂浆的强度的抗压强度来确定。砌筑砂浆的强度等级为等级为 M15M15、M10M10、M7.5M7.5、M5M5和和M2.5M2.5。其中。其中M M表示砂浆表示砂浆(Mortar)(Mortar)，其后，其后数字表示砂浆的强度大小数字表示砂浆的强度大小(单位为单位为 MPa)MPa)。混凝土小型空心砌块砌筑砂。混凝土小型空心砌块砌筑砂浆的强度等级用浆的强度等级用 MbMb 标记标记(b(b 表示表示block)block)，以区别于其他砌筑砂浆，其，以区别于其他砌筑砂浆

9、，其强度等级有强度等级有Mb20Mb20、Mb15Mb15、Mb10Mb10、Mb7.5 Mb7.5 和和Mb5Mb5，其后数字同样表示砂浆，其后数字同样表示砂浆的强度大小的强度大小(单位为单位为 MPa)MPa)。蒸压灰砂普通砖、蒸压粉煤灰普通砖专用砂浆强度等级：蒸压灰砂普通砖、蒸压粉煤灰普通砖专用砂浆强度等级：Ms15Ms15、Ms10Ms10、Ms7.5 Ms7.5 和和Ms5Ms5。当验算施工阶段砂浆尚未硬化的新砌体强度时，可按砂浆强度为零当验算施工阶段砂浆尚未硬化的新砌体强度时，可按砂浆强度为零来确定其砌体强度。来确定其砌体强度。砂浆的强度砂浆的强度2-2 2-2 砂砂 浆浆 对砂浆

10、的要求对砂浆的要求应具有足够的强度应具有足够的强度应具有适当的保水性应具有适当的保水性具有一定的可塑性（流动性）具有一定的可塑性（流动性）耐久性耐久性2-2 2-2 砂砂 浆浆 按照是否配筋，砌体可分为按照是否配筋，砌体可分为无筋砌体、配筋砌体无筋砌体、配筋砌体。1.砖砌体砖砌体 由砖和砂浆砌筑而成的整体材料称为砖砌体。在房屋建筑中，砖砌体由砖和砂浆砌筑而成的整体材料称为砖砌体。在房屋建筑中，砖砌体常用作一般单层和多层工业与民用建筑的内外墙、柱、基础等承重结构以常用作一般单层和多层工业与民用建筑的内外墙、柱、基础等承重结构以及多高层建筑的围护墙与隔墙等自承重结构等。及多高层建筑的围护墙与隔墙等

11、自承重结构等。实心砖砌体墙常用的砌筑方法有实心砖砌体墙常用的砌筑方法有一顺一顶一顺一顶(砖长面与墙长度方向平行的砖长面与墙长度方向平行的则为顺砖，砖短面与墙长度方向平行的则为顶砖则为顺砖，砖短面与墙长度方向平行的则为顶砖)、三顺一顶三顺一顶或或梅花顶梅花顶。无筋砌体无筋砌体2-3 2-3 砌砌 体体 试验表明，试验表明，采用同强度等级的材料，按照上述几种方法砌筑的采用同强度等级的材料，按照上述几种方法砌筑的砌体，其抗压强度相差不大砌体，其抗压强度相差不大。但应注意上下两皮顶砖间的顺砖数量。但应注意上下两皮顶砖间的顺砖数量愈多，则意味着宽为愈多，则意味着宽为 240mm 240mm 的两片半砖墙

12、之间的联系愈弱，很容易的两片半砖墙之间的联系愈弱，很容易产生产生“两片皮两片皮”的效果而急剧降低砌体的承载能力。的效果而急剧降低砌体的承载能力。标准砌筑的实心墙体厚度常为标准砌筑的实心墙体厚度常为 120mm120mm(半砖半砖)、240mm(240mm(一砖一砖)、370mm(370mm(一砖半一砖半)、490mm(490mm(二砖二砖)、620mm(620mm(二砖半二砖半)、740mm(740mm(三砖三砖)等。等。有时为节省材料，墙厚可不按半砖长而按有时为节省材料，墙厚可不按半砖长而按 1/41/4砖长的倍数设计，即砖长的倍数设计，即砌筑成所需的砌筑成所需的 180mm180mm、30

13、0mm300mm、420mm 420mm 等厚度的墙体。试验表明，这等厚度的墙体。试验表明，这些厚度的墙体的强度是符合要求的些厚度的墙体的强度是符合要求的。2-3 2-3 砌砌 体体 2.砌块砌体砌块砌体由砌块和砂浆砌筑而成的整体材料称为砌块砌体，目前国内由砌块和砂浆砌筑而成的整体材料称为砌块砌体，目前国内外常用的砌块砌体以混凝土空心砌块砌体为主，其中包括以普通外常用的砌块砌体以混凝土空心砌块砌体为主，其中包括以普通混凝土为块体材料的普通混凝土空心砌块砌体和以轻骨料混凝土混凝土为块体材料的普通混凝土空心砌块砌体和以轻骨料混凝土为块体材料的轻骨料混凝土空心砌块砌体。为块体材料的轻骨料混凝土空心砌

14、块砌体。砌块按尺寸大小的不同分为小型、中型和大型三种。小型砌砌块按尺寸大小的不同分为小型、中型和大型三种。小型砌块尺寸较小，型号多，尺寸灵活，施工时可不借助吊装设备而用块尺寸较小，型号多，尺寸灵活，施工时可不借助吊装设备而用手工砌筑，适用面广，但劳动量大。中型砌块尺寸较大，适于机手工砌筑，适用面广，但劳动量大。中型砌块尺寸较大，适于机械化施工，便于提高劳动生产率，但其型号少，使用不够灵活。械化施工，便于提高劳动生产率，但其型号少，使用不够灵活。大型砌块尺寸大，有利于生产工厂化，施工机械化，可大幅提高大型砌块尺寸大，有利于生产工厂化，施工机械化，可大幅提高劳动生产率，加快施工进度，但需要有相当的

15、生产设备和施工能劳动生产率，加快施工进度，但需要有相当的生产设备和施工能力。力。2-3 2-3 砌砌 体体 3.石砌体石砌体由天然石材和砂浆砌筑而成的整体材料称为石砌体。由天然石材和砂浆砌筑而成的整体材料称为石砌体。石材是最古老的土木工程材料之一，用石材建造的砌体结构石材是最古老的土木工程材料之一，用石材建造的砌体结构物具有很高的抗压强度，良好的耐磨性和耐久性，且石砌体表面物具有很高的抗压强度，良好的耐磨性和耐久性，且石砌体表面经加工后美观且富于装饰性。利用石砌体具有永久保存的可能性，经加工后美观且富于装饰性。利用石砌体具有永久保存的可能性，人们用它来建造重要的建筑物和纪念性的结构物。另外，石

16、砌体人们用它来建造重要的建筑物和纪念性的结构物。另外，石砌体中的石材资源分布广，蕴藏量丰富，便于就地取材，生产成本低，中的石材资源分布广，蕴藏量丰富，便于就地取材，生产成本低，故古今中外在修建城垣、桥梁、房屋、道路和水利等工程中多有故古今中外在修建城垣、桥梁、房屋、道路和水利等工程中多有应用。应用。2-3 2-3 砌砌 体体 配筋砌体配筋砌体网状配筋砖砌体网状配筋砖砌体组合砖砌体组合砖砌体马马牙牙槎槎配筋砌块砌体配筋砌块砌体2-3 2-3 砌砌 体体 组合墙组合墙2-3 2-3 砌砌 体体 试验研究表明，砌体轴心受压从加载直到破坏，按照试验研究表明，砌体轴心受压从加载直到破坏，按照裂缝的出裂缝

17、的出现现、发展发展和和最终破坏最终破坏，大致经历三个阶段。，大致经历三个阶段。2-4 2-4 砌体的受压性能砌体的受压性能 砌体受压破坏特征砌体受压破坏特征 第一阶段第一阶段 单砖开裂单砖开裂 特点：个别单砖出现裂缝，荷载特点：个别单砖出现裂缝，荷载 不增加，缝也不会继续扩展不增加，缝也不会继续扩展 荷载：约为极限荷载的荷载：约为极限荷载的50%-70%50%-70%2-4 2-4 砌体的受压性能砌体的受压性能 第二阶段第二阶段 多批多段裂缝多批多段裂缝 特点：形成多段贯通裂缝，特点：形成多段贯通裂缝，即使荷载不增加，即使荷载不增加，裂缝也继续发展。裂缝也继续发展。荷载：约为极限荷载的荷载：约

18、为极限荷载的80%-90%80%-90%。2-4 2-4 砌体的受压性能砌体的受压性能 第三阶段第三阶段 竖向贯通裂缝竖向贯通裂缝特点：荷载增加不多，裂缝迅速发展特点：荷载增加不多，裂缝迅速发展 加长、加宽砌体被分割成若干加长、加宽砌体被分割成若干 小柱而失稳破坏。小柱而失稳破坏。2-4 2-4 砌体的受压性能砌体的受压性能 非均匀受压非均匀受压处于复合作用（弯、剪、压）处于复合作用（弯、剪、压）砖有脆性砖有脆性 抗弯，抗剪能力差抗弯，抗剪能力差 单砖开裂主要就是由受弯受剪应力引起的。单砖开裂主要就是由受弯受剪应力引起的。砌体受压应力状态砌体受压应力状态2-4 2-4 砌体的受压性能砌体的受压

19、性能 结果：结果：砖砌体的抗压强度比相应砖的强度低得多砖砌体的抗压强度比相应砖的强度低得多。砖与砂浆的交互作用砖与砂浆的交互作用 两者两者弹性模量弹性模量及及横向变形系数横向变形系数不同：不同：要求要求：砂浆强度等级不能太低，否则，砖中过早出现裂缝。砂浆强度等级不能太低，否则，砖中过早出现裂缝。弹性地基梁作用弹性地基梁作用竖向灰缝上的应力集中竖向灰缝上的应力集中砖砌体的抗压强度砖砌体的抗压强度相应砖的抗压强度相应砖的抗压强度2-4 2-4 砌体的受压性能砌体的受压性能 1、块体和砂浆的强度等级（最主要因素）块体和砂浆的强度等级（最主要因素）尽可能用高强度的块体。尽可能用高强度的块体。2 2、块

20、体的尺寸与形式、块体的尺寸与形式 随块体随块体高度高度增大而增大；增大而增大；随块体随块体长度长度增大而降低；增大而降低；随表面随表面平整平整度增大而增大。度增大而增大。7/10影响砌体抗压强度的因素影响砌体抗压强度的因素2-4 2-4 砌体的受压性能砌体的受压性能 3 3、砂浆的流动性、保水性、弹性模量、砂浆的流动性、保水性、弹性模量 8/104 4、砌筑质量与灰缝厚度、砌筑质量与灰缝厚度 普通灰缝厚度在普通灰缝厚度在10-12mm10-12mm较好，一般采用较好，一般采用10mm10mm。2-4 2-4 砌体的受压性能砌体的受压性能 9/102-4 2-4 砌体的受压性能砌体的受压性能 砌体结构设计规范：在试验研究基础上，统一公式1 122(1 0.07)amfk ffk10/102-4 2-4 砌体的受压性能砌体的受压性能 Thanks for your attention!