砌体结构全册配套完整教学课件.ppt

1、 砌体结构全册配套砌体结构全册配套 完整教学课件完整教学课件 2020年年9月月17日星期四日星期四10时时48分分45秒秒 2 第一章第一章 绪论绪论 本章 内容 1.1 1.2 砌体材料和砌体结构砌体材料和砌体结构 砌体结构的发展历史和发展方向砌体结构的发展历史和发展方向 1.4 本章小结本章小结 第一章第一章 绪论绪论 1.3 1.4 本教程的学习方法本教程的学习方法 砌体结构的设计原理和设计方法砌体结构的设计原理和设计方法 2020年年9月月17日星期四日星期四10时时48分分45秒秒 采用砌筑方法，用砂浆将单个块体连接而成的整体称为砌体； 由砌体组成的墙、柱等构件作为建筑物或构建物主

2、要受力构件的结 构称为砌体结构。 1.1 1.1 砌体材料和砌体结构砌体材料和砌体结构 2020年年9月月17日星期四日星期四10时时48分分45秒秒 砌体材料包括块体和砂浆。 1.1.1 1.1.1 砌体材料砌体材料 1.1.块体块体 块体的种类主要有：人造砖块、混凝土砌块、天然石块。 2020年年9月月17日星期四日星期四10时时48分分45秒秒 （1 1）人造砖块）人造砖块 烧结普通砖由粘土、页岩、煤矸石或粉煤灰为主要原料，经过 焙烧而成的实心或空洞率大于规定值（15%）却外形尺寸符合规定 的砖。烧结普通砖的外形尺寸是：240mm(长)115mm（宽） 53mm（高）。根据所采用的原材料

3、不同分为烧结粘土砖、烧结 页岩砖、烧结煤矸石砖、烧结粉煤灰砖等。烧结普通砖的强度等级 是按照标准试验方法测得的试件抗压强度划分的，砌体结构设计 规范将烧结普通砖的强度等级划分为MU30、MU25、MU20、 MU15、MU10 五级。 烧结多孔砖是以粘土、页岩、煤矸石或粉煤灰为主要原料，经 焙烧而成，空洞率不小于15%，孔的尺寸小而孔的数量多，主要用 于重要部位的砖，称多孔砖。多孔砖分为 P 形多孔砖 （240mm115mm90mm）和 M 形多孔砖 （190mm190mm90mm）。多孔砖的强度等级划分与烧结普 通砖相同，也分为MU30、MU25、MU20、MU15、MU10五级。其 强度等

4、级是根据标准试验方法测得的。多孔砖具有自重轻、保温隔 热性能好等优点，但是有砌筑麻烦、劳动强度大等缺点。（图1.1） 图1.1 烧结多孔砖 （a）P形多孔砖 (b)M形多孔砖 （1 1）人造砖块）人造砖块 蒸压灰砂砖是以石灰和砂为主要原料，经坯料制备、压制成型、 蒸压养护而成的实心砖，简称灰砂砖。 蒸压粉煤灰砖是以粉煤灰、石灰为主要原料，掺加适量石膏和 集料，经坯料制备、压制成型、高压蒸汽养护而成的实心砖，简称 粉煤灰砖。 蒸压灰砂砖和蒸压粉煤灰砖的尺寸与烧结普通砖相同，强度等 级分为 MU25、MU20、MU15、MU10 四级。 （2 2）混凝土砌块）混凝土砌块 采用普通混凝土或利用浮石、

5、陶粒等为骨料的轻骨料混凝土制 成的实心或空心砌块。 混凝土砌块按体型大小分为三类，通常将高度为190390mm的 砌块称为小型砌块（图1.2），高度为 390900mm 的砌块称为中 型砌块，高度大于900mm的砌块称为大型砌块。小型砌块尺寸较小、 自重较轻、使用灵活、便于手工操作，目前在我国应用较广泛。砌 块的强度等级分为MU20、MU15、MU10、MU7.5、MU5五级。它和多孔 砖一样，其强度等级也是根据标准试验方法测得的试件毛面积抗压 强度划分的。 图图1.2 混凝土小型空心砌块混凝土小型空心砌块 （2）混凝土砌块）混凝土砌块 砌块是混凝土小型空心砌块的简称，由普通混凝土或利用浮 石

6、、陶粒等为骨料的轻骨料混凝土制成，主要规格尺寸为 390mm190mm190mm，孔隙率在25%50%之间。混凝土砌块按 体型大小分为三类，通常将高度为190390mm的砌块称为小型砌 块（图1.2），高度为 390900mm 的砌块称为中型砌块，高度 大于900mm的砌块称为大型砌块。小型砌块尺寸较小、自重较轻、 使用灵活、便于手工操作，目前在我国应用较广泛。砌块的强度 等级分为MU20、MU15、MU10、MU7.5、MU5五级。它和多孔砖一样， 其强度等级也是根据标准试验方法测得的试件毛面积抗压强度划 分的。 （3）天然石块）天然石块 天然石块按其外形和加工程度不同可分为毛石和料石。未经

7、 加工的形状不规则石材为毛石（其中部厚度不应小于200mm）； 经加工的石材称为料石（料石高度不应小于200mm），根据加 工后外形规则程度，分为细料石、半细料石、粗料石和毛料石。 石材一般采用重天然石，如石灰石、花岗岩、砂岩等，其重力密 度大于18KN/ 。石材的强度等级划分为MU100、MU80、MU60、 MU50、MU40、MU30 和 MU20。在承重石砌体结构中，石材应 选用无明显风化的天然石材。 石材的强度高，耐久度好，多用 于产石地区的基础及挡土墙，房屋的基础及勒脚部位。 石材的 热传导系数较高，如用作墙体，往往需要较大的厚度。 2.2.砂浆砂浆 砂浆的强度等级符号为M。砂浆的

8、强度等级是根据标准试验方 法所测得的试件抗压强度来划分的，砌体结构设计规范将砂浆 强度等级分为M15、M10、M7.5、M5、M2.5五级。 砂浆是由胶凝材料(如水泥、石灰等)及细骨料（如粗砂、中砂、 细砂）加水搅拌而成的粘结块体的材料。 砂浆的主要作用是：粘结块体，将块材砌筑成为整体，使应力 分布均匀，砂浆填满了块材间的缝隙，减少了砌体的透气性，从而 提高了砌体的隔热性能和抗冻性能。砌体常用的砂浆有水泥砂浆、 混合砂浆和石灰砂浆三种。 砂浆按其组成材料的不同可分为水泥砂浆、混合砂浆、柔性砂 浆和砌块专用砂浆。 （1）水泥砂浆）水泥砂浆 水泥砂浆是由水泥和砂加水拌合而成的，不加塑性掺合料（石

9、灰膏）的砂浆，其强度高、耐久性好，也称为刚性砂浆。由于水 泥砂浆的水泥用量大、和易性较差，一般用于强度有较高要求的 砌体及对防水有较高要求的砌体。水分离析会使铺砌发生困难， 影响砂浆的正常硬化，降低砌筑质量。因此，用水泥砂浆比用同 强度等级保水性好的其他砂浆砌筑的砌体强度要低。砌体用水泥 砂浆砌筑时，其强度应按相同强度等级保水性好的砂浆砌筑的砌 体强度乘以强度调整系数。 （2）混合砂浆）混合砂浆 混合砂浆是指在水泥砂浆中掺入一定的塑化剂的砂浆，如水泥 石灰砂浆。这种砂浆的和易性和保水性都好，水泥的用量较少， 便于施工，容易保证砌体质量，因此在砌体结构中被广泛应用， 适用于砌筑一般墙、柱砌体。

10、(3(3）柔性砂浆）柔性砂浆 柔性砂浆是指不含水泥的石灰砂浆、粘土砂浆、石膏砂浆 等。这类砂浆强度底、耐久性较差，只适用于砌筑受力不大的 砌体或临时性简易建筑的砌体。 (4(4）砌块专用砂浆）砌块专用砂浆 由水泥、砂、水以及根据需要掺入的掺合料和外加剂等组 分，按一定比例，采用机械拌合制成，专门用于砌筑混凝土的 砌筑砂浆，称为混凝土砌块砌筑砂浆，简称砌块专用砂浆。 根据砌体的块体类型，砌体可分为砖砌体、石砌体和砌块砌 体；根据砌体内是否配筋，又可分为无筋砌体和配筋砌体。我 国目前最广采用的气体是无筋砖砌体。 在砌体砌筑时，各层块体间竖向缝隙应当错开搭砌，不允许 通缝存在。砖的搭砌方式，就有一顺

11、一丁、三顺一丁和梅花丁 等。(图1.3) （1 1） 砌体的种类砌体的种类 1.1.2 1.1.2 砌体和砌体构件砌体和砌体构件 图1.3 常用砖砌体砌筑方法 （a）梅花丁；（b）一顺一丁；（c）三顺一丁 （2） 砌体构件砌体构件 按照砌体受力形式的不同，砌体构件主要有受压构件（承 受轴力N或轴力N与弯矩共同作用）、受弯构件(承受弯矩M和 剪力V)、受拉构件和受剪构件。砌体构件分为：无筋砌体构 件、配筋砌体构件、组合砖砌体构件。房屋建筑中量大面广 的砌筑构件是受压构件，如墙、柱、基础等。 砌体结构存在一系列优点，其重要原因在于砌体结构有以 下几项主要优点，因而在单层、低层和多层房屋中被广泛采用

12、。 （1）砌体结构就地取材，来源方便，比较经济； （2）砌体结构具有良好的耐火性和耐久性； （3）砌体结构保温、隔热性能较好，有利于节能； （4）施工简单。 1.1.3 1.1.3 砌体结构的优缺点砌体结构的优缺点 砌体结构的缺点和有点并存，除上述优点外，砌体结构还 有下述一些缺点： （1）砌体结构自重大； （2）砌体结构砌筑工作相当繁重； （3）砌体结构靠砂浆和砌块的粘结而形成的整体，砂浆和砖 、石、砌块之间粘结力较低，因而砌体的抗震及抗裂性能都 比较弱。 （4）砌体结构粘土砖的生产还要占用良田，影响农业生产， 破坏生态环境。 1.2 1.2 砌体结构的发展历史和发展方向砌体结构的发展历史和

13、发展方向 1.2.11.2.1简要发展历史简要发展历史 砌体结构在我国的发展大致可分为三个阶段： 第一阶段 19世纪中叶以前，我国的砖石结构主要为城墙、佛墙、石桥 及少数砖砌重型穹拱佛殿。 第二阶段 19世纪中叶以后到20世纪中叶大约100年左右期间，我国广泛 采用主要以粘土砖建造承重墙。这一阶段对砌体结构的设计按容许应力 法粗略计算，而静力分析还没有较正确的理论依据。 三阶段 1950年至今，广泛采用砖砌多层房屋、扩大石结构应用范围， 发展新结构，采用新材料和新技术（如建造砖薄壳、采用蒸压灰砂砖和 粉煤灰砖、混凝土空心砌块、采用各种配筋砌体和大型墙板等），砌体 结构有了较快的发展。 1.2.

14、2 1.2.2 主要发展方向主要发展方向 我国自解放以来，砌体结构有了较快的发展，鉴于以往砌体 结构的固有缺点，限制了砌体结构的适用范围，并且不符合大 规模建设的要求。但砌体结构在很多领域的使用仍具有现实意 义，因此发展轻质高强块体，使砂浆具有高强度，采用工业化 方法和机械化施工，利用工业废料制作块体等，是砌体结构的 主要发展方向。 （1）研制轻质高强块体）研制轻质高强块体 目前我国采用的烧结砖，抗压强度一般都比较低；而国外市场供 应的砖，抗压强度可高达140N/mm,两者差距较大。轻质高强意味着 砌体抗压强度的提高，因而墙厚可减薄，自重可减轻，便于往第五 空间发展。 大尺寸、高孔洞率、高强度

15、的空心砖，有利于减轻结构自重、节 约材料、降低工程造价。我国的承重空心砖孔洞率一般在30%以内， 抗压强度设计值为1030N/mm，国外的承重空心墙孔洞率往往在 40%以上，抗压强度普遍可达3040N/mm，有的国家还可以达到50 80N/mm/。采用高强轻质空心砖可以建造高层建筑，例如瑞士用 孔洞率为28%、抗压强度为60N/mm的空心砖先后建成了19层和24层 的塔式住宅，而墙体厚度仅为380mm。为节省钢材和水泥、造价， 有必要研制适合时代发展的高强轻质砖或砌块。 （2 2）利用工业废料）利用工业废料 变废为宝，城市工业废料如粉煤灰、炉渣或经过处理的垃圾 ，可以将其制成硅酸盐砖、加气硅酸

16、盐砌块或炉渣混凝土砌块等 ，既可处理城市建设中的部分工业垃圾，又可以减少烧结砖的使 用，进而保护了耕地。 （3 3）采用大型墙板结构）采用大型墙板结构 大型墙板作为悬挂的外墙，墙内采用现浇钢筋混凝土墙（俗 称內浇外挂）的结构，是北京、唐山等地住宅建筑的一种主要承 重结构形式，有利于加快建筑速度、减轻砌墙的繁重体力劳动， 促进建筑工业化、施工机械化，是墙体改革的一种趋向。 1.3 1.3 砌体结构的设计原理和设计方法砌体结构的设计原理和设计方法 1.3.11.3.1设计方法的发展简况设计方法的发展简况 早期的砌体结构主要是凭经验设计和建造的。随着力学和材 料等学科的发展，砌体结构的设计与混凝土结

17、构的设计相类似， 经历了按容许应力方法设计、按破损阶段法设计、安极限状态设 计等几个发展阶段。 1.3.21.3.2现行规范的设计方法现行规范的设计方法 砌体结构设计规范(GB500032001) （以下简称规 范）采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，以可靠指标 度量结构构件的可靠度，采用分项系数的设计表达式进行计算。 1 1规范规范的设计准则的设计准则 结构在规定的设计使用年限内应具有足够的可靠度 ，其基本内容与混凝土结构所阐述的内容完全相同。 2 2规范规范的设计方法的设计方法 安全等级 破坏后果 建筑物类型 一级 很严重 重要的建筑物 二级 严重 一般的建筑物 三级 不严重 次要的建

18、筑物 建筑结构安全等级 1 1 对于特殊的建筑物，其安全等级可根据具体情况另行确定；对于特殊的建筑物，其安全等级可根据具体情况另行确定； 2 2 对地震区的砌体结构设计，应按现行国家标准对地震区的砌体结构设计，应按现行国家标准建筑抗震设防分类标准建筑抗震设防分类标准 GB50223GB50223根据建筑物重要性区分建筑物类别。根据建筑物重要性区分建筑物类别。 （1）安全等级的确定 根据建筑结构破环可能产生的后果（如危及生命、造成经济损失、产生社 会影响等）的严重性，建筑结构按表1.1划分为三个安全等级，设计 事应按具体情况适当选用。 （2）设计内容 砌体结构应按承载能力极限状态设计，并满足正常

19、使用极限状态的要求。 根据砌体结构的特点（截面尺寸往往较大），砌体结构正常使用极限 状态的要求，一般情况下可由相应的结构措施保证。 （3）承载能力极限状态设计表达式 砌体结构和结构构件在使用年限内，在正常维护下，必须保证适合使用， 而不需大修加固。在按承载能力极限状态设计时，应按下列公式中最 不利组合进行计算： 3. 3. 承载能力极限状态设计表达式承载能力极限状态设计表达式 砌体结构构件的承载能力极限状态设计表达式如下所示。 (1) 砌体结构按承载能力极限状态设计时，应按下列公式中的最不 利组合进行计算。 01 2 1.21.4() n GkQ kQiciQikk i SSSR fa ， ，

20、 0 1 1.351.4() n GkciQikk i SSR fa ， ， 注：1 当楼面活荷载标准值大于4kH/m2时，式中系数1.4应为1.3 施工质量控制等级划分要求应符合砌体工程施工质量验 收规范GB50203的规定。 当砌体结构作为一个刚体，需验算整体稳定性时，例如倾 覆、滑移、漂浮等，应按下式验算： 0211 2 1.21.40.85 n G kQ kQikG k i SSSS 式中 SG1k-起有利作用的永久荷载标准值的效应； SG2k-起不利作用的永久荷载标准值的效应。 1.4本教程的学习方法本教程的学习方法 “砌体结构”属于土木工程专业的一门专业基础课。 学习中应注意砌体的

21、受力性能具有两个主要特点： 一是由于砂浆的强度低于块材的强度以及施工中灰缝铺砌的不 均匀性，而使砌体的抗压强度远远低于块材的抗压强度； 二是由于砌体结构的材料是由块材通过灰缝砂浆粘结而成的， 因此具有抗压承载力较高而抗拉承载力较低的特点。 本章小结本章小结 解得解得 （1）砌体结构是指用砖、石以及由轻混凝土、混凝土、硅酸盐等 材料做成的块 材 用砂浆砌筑而成的结构，只要用于承受压力。 根据块体的不同，砌体可以分为砖砌体、石砌体和砌块砌体；砂浆 常用的有水泥砂浆、石灰砂浆和混合砂浆。砌体构件的受力类型主 要是受压，例如墙体、基础等。 （2）砌体结构的主要优点： 砌体结构就地取材，来源方便，比较经

22、济 砌体结构具有良好的耐火性和耐久性 砌体结构保温、隔热性能较好，有利于节能 施工简单 （3）砌体结构的设计原则和设计方法，一般只需要进行承载能 力极限状态计算，一验算的形式出现。 （4）砌体结构发展展望 1、积极发展新材料。 2、积极推广应用配筋砌体结构。 3、加强对防止和减轻墙体裂缝构造措施的研究。 4、加强对砌体结构理论的研究。 5、提高砌体结构的施工技术水平和施工质量。 思考题思考题 1.1 什么是砌体和砌体结构？ 1.2砌体结构有何优缺点？主要应用范围有哪些？ 1.3砌体中块体和砂浆起什么作用？有哪些砂浆种类？ 1.4砌体的种类有哪些？ 1.5砌体结构的设计方法是什么？设计内容有哪些

23、？ 2020年年9月月17日星期四日星期四10时时48分分46秒秒 33 第一章第一章 绪论绪论 本章 内容 2.1 2.2 块体和砂浆的强度等级块体和砂浆的强度等级 砌体的受压性能砌体的受压性能 1.4 第二章第二章 砌体的物理力学性能砌体的物理力学性能 2.3 砌体的受拉、受弯和受剪性能砌体的受拉、受弯和受剪性能 2.4 砌体的强度设计值砌体的强度设计值 2.4 砌体的其它性能砌体的其它性能 学习重点：学习重点： 砌体材料的种类及砌体受压、受拉、受弯、受剪的 力学性能，影响砌体抗压强度的主要因素，根据各 种的受力条件下砌体强度计算公式。 学习目标：学习目标： 通过学习要求熟悉砌体材料及砌体

24、种类，掌握砌体 受力的力学性能及影响砌体抗压强度的因素，可以 加深对砌体结构的认识，正确的进行设计计算。 2020年年9月月17日星期四日星期四10时时48分分46秒秒 2.1.12.1.1 块体的强度等级块体的强度等级 2.1 2.1 块体和砂浆的强度等级块体和砂浆的强度等级 网状砌体结构是由块材和砂浆经组砌而成的整体材料。砌体中常用 的砖、砌块和石材三类。 块体的强度等级是根据其抗压强度标准值的大小而划分的，块材强 度等级以符号MU（Masonry Unit）表示，块体的强度等级有符号“MU” 加相应的数字表示，其数字表示抗压强度整数值，单位为MPa。 （1）烧结普通砖、烧结多孔砖的强度等

25、级 共分为5级，依次是MU30、MU25、MU20、MU15、MU10. 烧结普通砖是以黏土、页岩、煤矸石或粉煤灰为主要原料，经焙烧而 成的实心或空洞率不大于规定值且外形尺寸符合规定的砖。其标准尺寸 是240mm115mm53mm，通称为“标准砖”。烧结多孔砖的空洞率 不小于25,孔的尺寸小而数量多，主要用于承重部位，简称多孔砖。 （2）蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖的强度等级 共分为4级，依次是MU25、MU20、MU15、MU10 蒸压灰砂砖是以石灰和砂为主要材料，经配料制备、压制成型，蒸压 养护而成的实心砖，简称灰砂砖。 蒸压粉煤灰砖的制作工艺同灰砂砖，主要原料为粉煤灰、石灰，并掺 加适量石膏

26、和集料。 （3）砌块的强调等级 共分为5级，依次是MU30、MU25、MU20、MU15、MU10. 混凝土小型空心砌块主要由普通混凝土，轻骨料混凝土制成，主规格 390mm190mm190mm，空心率为2550。 砌块表观密度较小，可减轻结构自重，保温隔热性能好，施工速度快， 能充分利用工业废料、价格便宜。在很多地方已广泛用于房屋的墙体和 用于高层建筑结构的承重墙体。 （4）石材的强度等级 共分为7级，依次是MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、 MU30、MU20。 在承重结构中，常用的石材有花岗岩、石灰岩和凝灰岩等， 天然 建筑石材具有强度高、耐久性好、抗冻与抗气性能好等优

27、点， 并多用 于房屋的基础及勒脚部位。有时也用于房屋的墙体，因其保温性能差， 需要较大的墙厚而显得不经济。 石材根据其外形和加工程度可将天然石材分为料石和毛石两种。 料石按加工平整程度不同分为细料石、半细料石、粗料石和毛料石。 确定石材的强度等级时，若采用其它尺寸的立方体作试块，应对 其试验结果乘以相应的换算系数（表2.1） 表表2.1 石材强度等级的换算系数石材强度等级的换算系数 立方体边长（立方体边长（mm） 200 150 100 70 50 换算系数换算系数 1.43 1.28 1.14 1.0 0.86 表2.1 石材强度等级的换算系数 2.1.2 2.1.2 砂浆的强度等级砂浆的强

28、度等级 砂浆是由胶结材料（水泥、石灰）和砂加水搅拌而 成的混合材料。砂浆的作用是把块材粘结成整体，并在 块材之间起分散压力的作用。 砂浆应有足够的强度和耐久性，并具有一定的保水 性和和易性。 砂浆的强度等级共分为5级，依次是MU15、MU10、MU7.5、 MU5、MU2.5，M后面的数字表示抗压强度值。单位为MPa。 2.1.3 块体和砂浆强度等级的选用块体和砂浆强度等级的选用 在选用砌体结构的块体材料时，应有足够的强度，以符合砌体结 构构件对承载能力的要求。块体也应有良好的耐久性（是指建 筑结构在正常的维护下，材料性能随时间变化，还能满足预定 的功能要求的性能）、并有较好的保温隔热性能。

29、砌筑用的砂浆不仅拥有足够的强度，而且还应该具有良好的和 易性（可塑性）和有一定的保水性。砂浆中摻入适量的掺合物 ，如在砂浆中摻入石灰膏、粉煤灰等有机塑化剂，可提高砂浆 的和易性和保水性，又能提高砌筑质量。 在选用块体材料和砂浆时应因地制宜、就地取材、按建筑物对耐 久性的要求、房屋的使用年限、气体的砌体的受力特点、工作 环境和施工条件等各方面因素综合考虑。 对地面以下或防潮层以下的砌体所用材料，应符合最低强度等级 要求。规范对地表以下或防潮层以下砌体、潮湿房间墙所 用材料的最低强度等级规定见表2-2。 表表2.2 潮湿环境下的材料最低强度等级潮湿环境下的材料最低强度等级 基土的潮湿基土的潮湿 程

30、度程度 烧结普通砖、蒸压烧结普通砖、蒸压 灰砂砖灰砂砖 混凝土砌混凝土砌 块块 石材石材 水泥砂水泥砂 浆浆 严寒地严寒地 区区 一般地一般地 区区 稍潮湿的稍潮湿的 MU10 MU10 MU7.5 MU3 0 M5 很潮湿的很潮湿的 含水饱和的含水饱和的 MU15 MU20 MU10 MU15 MU7.5 MU10 MU3 0 MU4 0 M7.5 M10 注：注： 1 1 在冻胀地区，地面以下或防潮层以下的砌体，不宜采用多孔砖，如采在冻胀地区，地面以下或防潮层以下的砌体，不宜采用多孔砖，如采 用时，其孔洞应用水泥砂浆灌实。当采用混凝土砌块砌体时，其孔洞应用时，其孔洞应用水泥砂浆灌实。当采用

31、混凝土砌块砌体时，其孔洞应 采用强度等级不低于采用强度等级不低于Cb20Cb20的混凝土灌实；的混凝土灌实； 2 2 对安全等级为一级或设计使用年限大于对安全等级为一级或设计使用年限大于5050年的房屋，表中材料强度等年的房屋，表中材料强度等 级应至少提高一级。级应至少提高一级。 表表2.2 2.2 潮湿环境下的材料最低强度等级潮湿环境下的材料最低强度等级 2.2 2.2 砌体的受压性能砌体的受压性能 Mpa 在实际工程中，大部分砌体都属于受压构件，要对砌 体受压性能应有个全面的了解。不同种类的砌体，受压 性能不相同，但受力机理有很多的相同只处，下面以普 通砖砌体受压，来了解砌体的受压性能。

32、2.2.1 2.2.1 砌体受压的受力阶段砌体受压的受力阶段 砌体的受压性能试验主要是以实心砖砌体轴心受压为例，从砖柱受压试 验可知，轴心受压砖砌体从加荷载至破坏可分为三个阶段。 （1）第一阶段 由加荷载开始至个别砖出现裂缝为第一阶段。此时压力为破坏荷载 5070，其特征裂缝是出现在单块砖内，如不继续加载，裂缝不 会继续扩展或增加。（图a） （2）第二阶段 随着荷载的继续增加，单块砖内的裂缝上下延伸和不断扩展，垂直通过 若干皮砖，形成一段段连续裂缝。当荷载达到破坏荷载的8090 时，即使荷载不增加，裂缝还是继续发展。（图b） (3)第三阶段 当荷载进一步增加，砌体内裂缝迅速扩展，加长加宽，形成

33、几条贯穿的 裂缝，最终将砌体分成几个小立柱。整个砌体明显向外鼓出，最后某 些小立柱失稳或压碎，整个砌体即被破坏（图c） 图 2.1 轴心受压砖砌体的受压阶段 2.2.2 砌体受压时的应力状态分析砌体受压时的应力状态分析 试验结果表明，砖砌体在受压时不但单块砖开裂过早，且砌体的抗压 强度远低于砖的抗压强度。这一现象是砌体体内单块砖所受的复杂应 力作用加以说明。 （1）在砌体受压时单块砖并非均匀受压 由于单块砖的外形不规则平整，所铺砂浆的厚度和成分也不可能非常 均匀，水平灰缝饱满度不足，所以在单块砖的砌体内不能均匀受压， 而是处于压、拉、弯、剪、扭和局部受压等复力应力状态。由于砖的 抗拉强度较低，

34、当弯、剪引起的主拉应力超过砖的抗拉强度后，砖就 会因拉而开裂，最终使砖砌体的强度远低于砖的强度（图2.2）。 （2）砌体中单块砖和和砂浆的交互作用 砌体中单块砖与和砂浆的交互作用使砖承受压力。由于砖与砂浆的 弹性模量及横向变形系数不同，砖的横向变形小于砂浆的横向变形。 由于砖与砂浆之间的粘结力和摩擦力的存在，砖对砂浆的横向变形起 阻碍的作用，砂浆对砖则形成了水平附加拉力，这种拉力也是使砖开 裂早的原因。若砂浆强度等级越高时，砖与砂浆的横向变形差异愈小， 砂浆对砖所形成的水平附加拉力也愈小，这种原因可避免。 图2.2 块体的受力状态 （3）竖向灰缝应力集中 在砌筑时，砌体的竖向灰缝未能很好的填满

35、，同时竖向 灰缝内的砂浆和砖的粘结力难以保证砌体的整体性。 因此，在竖向灰缝上的砖内将产生拉应力和剪应力集 中，从而也加快了砖的开裂，引起砌体强度降低。 2.2.3 影响砌体抗压强度的主要因素影响砌体抗压强度的主要因素 从砌体受压时的应力状态分析可知，影响砌体的主要因素有：块体和砂 浆的强度，变形模量，块体外形尺寸，灰缝厚度等，砌筑质量也是关键 因素之一。 （1）块体和砂浆强度 块体和砂浆的强度指标是确定砌体强度最主要的因素。块体和砂浆的强 度高，砌体的抗压强度也高。试验表明，提高砌体强度等级比提高砂浆 强度等级对增大砌体抗压强度的效果好，当块体强度等级提高一倍，砌 体的抗压强度可提高0.5倍

36、左右。 块体的截面高度对砌体的抗压强度也有较大的影响，块体的截面高度越 大，其截面的抗弯、抗剪、抗拉的能力越强，砌体的抗压强度越大。 （2）块体尺寸和几何形状 块体的尺寸、外观形状及表面平整程度对砌体的抗压强度也有较大 的影响。从前面砌体的受压状态的分析可知，砌体厚度大、外形规则平 整，其所在砌体中收的拉、弯、剪应力较小，有利于推迟块体裂缝的出 现，从而延缓了砌体的破坏，提高了抗压强度。 （3 3）砂浆的性能）砂浆的性能 砂浆具有明显的弹塑性性质， 砌筑时砂浆的和易性良好、流动性 大时，会形成厚度均匀和密实的灰缝，可改善块体内的应力状态，使 砌体强度提高。但砂浆的可塑性过大，弹性模量过低时，会

37、增加砌体 受压时砂浆的横向变形，使砌体所受横向拉应力增大，降低砌体的强 度。 所以砌筑时用的是砂浆的强度高、可塑性适当、弹性模量大，砌 体的抗压强度较高。 （4 4）砌筑质量）砌筑质量 砌体砌筑时水平灰缝的饱满度、水平灰缝的厚度及砖的含水率等 关系影响着砌体的质量。试验表明，当砂浆的饱满度为73时，砌体 的强度可达到规定的强度。因此，砌体施工验收规范中，要求水平灰 缝的饱满度不小于80，水平灰缝的饱满度越高，砌体的俄抗压强度 越高。水平灰缝愈厚，砂浆横向变形愈大，砌体内复杂应力随之加剧 ，砌体的抗压强度亦降低。通常砂浆的水平灰缝厚度为8mm12mm。干 砖会过多吸收灰缝中砂浆的水分，使砂浆失去

38、水分达不到结硬后应有 的强度，砌筑时一般控制砖的含水率为1015。 此外，块体的外形规整程度，试件的龄期，竖向灰缝的饱满度， 砂浆和块体的粘结力以及搭接方式等都会对砌体的抗压强度有影响。 2.3 2.3 砌体的受拉、受弯和受剪性能砌体的受拉、受弯和受剪性能 在实际工程中，砌体除了受压力作用外，还承受轴 心受拉、弯矩、剪力作用。如圆形水池池壁或谷仓在液体 的侧向压力作用下江产生轴向拉力；挡土墙在土压力作用 下，将产生弯矩、剪力作用；砖砌过梁在自重和荷载作用 下受到弯矩，剪力作用等。 2.3.1 2.3.1 砌体轴心受拉砌体轴心受拉 砌体在轴心拉力作用下，可能出现三种不同形态的破坏特征 ：沿齿缝截

39、面破坏；沿块体和竖向灰缝破坏；沿水平灰缝截面破 坏。一般情况下，砂浆的强度较低，砂浆与块体的粘结强度低于 块体的抗拉强度，将发生沿齿缝的破坏；当沿着块体和竖向灰缝 截面破坏是，砌体的抗拉承载能力取决于块体本身的抗拉强度， 当块体抗拉强度低于水平灰缝中砂浆与块体之间的切向粘结力时 ，才会发生这种破坏；当轴向拉力与砌体的水平灰缝垂直时，砌 体发生沿水平灰缝截面破坏，这种对抗拉力承载力其决定作用的 因素是法向粘结力，由于法向粘结力强度小且不易保证，设计中 不允许采用。（图2.3） 图 2.3 砌体轴心受拉的破坏形态 （2）砌体的轴心抗拉强度 砌体沿着齿缝截面破坏的轴心抗拉强度平均值 为 式中 与块材

40、种类有关的系数； 烧结普通砖、烧结多孔砖， =0.141； 蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖， =0.09； 混凝土砌块， =0.069；毛石， =0.075。 砂浆的抗压强度平均值。 mt f ， 23mt fkf ， 3 k 3 k 3 k 3 k 3 k 2 f 2.3.2 2.3.2 砌体受弯砌体受弯 当砌体受弯时，破坏将发生在弯曲受拉的一侧，因为砌体的 弯曲抗拉强度低于弯曲抗压强度。砌体受弯破坏会发生两种可能 的破坏形态，即沿着齿缝破坏和沿块体截面破坏（图2.4）；在 大偏心受压时，砌体可能在最大弯矩截面处发生沿着通缝的弯曲 受拉破坏，这种破坏的砌体抗拉强度与砂浆的强度等级有关。 图2.4

41、砌体的受弯破坏 2.3.3 2.3.3 砌体的受剪砌体的受剪 在实际工程中，砌体的受剪是另一较为重要的性能，砌体 的受剪破坏主要有沿齿缝破坏、沿水平缝破坏及沿阶梯截面破 坏图(2.5）。 图2.5 砌体的受剪破坏 2.4 2.4 砌体的强度设计值砌体的强度设计值 2.4.1 强度设计值的确定强度设计值的确定 砌体的抗压强度是按照一定的尺寸、形状和加载方法等条件， 通过试验确定的。根据各类砌体轴心受压试验结果，规范给 出适用于各类砌体轴心抗压强度平均值的计算表达式： 式中 砌体抗压强度平均值（MPa）； 块体的抗压强度等级值或平均值（MPa）； 砂浆抗压强度平均值（MPa）； 与砌体类别和砌筑方

42、法有关的系数，见表2.2.1 a与块体高度有关的系数，见表2.2.1 砂浆强度对砌体强度的修正系数，见表2.2.1 22 a 11m kf07. 01fkf）（ m f 1 f 2 f 1 k 2 k 表2.2.1 各类砌体轴心抗压强度平均值 22 a 11m kf07. 01fkf）（ 1 k 2 k 2 k 2 k 2 k 2 k 2 k 2 k 2 k 2 k 2 k 2 k 2 k 砌体种类砌体种类 a a 烧结普通砖、烧结烧结普通砖、烧结 多孔砖，蒸压灰砂多孔砖，蒸压灰砂 砖、蒸压粉煤灰砖砖、蒸压粉煤灰砖 0.780.78 0.50.5 当 1时， =0.6+0.4 混凝土砌砖混凝土

43、砌砖 0.460.46 0.90.9 当当 =0时，时， =0.8 毛料石毛料石 0.790.79 0.50.5 当 1时， =0.6+0.4 毛石毛石 0.220.22 0.50.5 当 0.2 m2 故不需考虑砌体的强度调整系数。 由MU10烧结普通砖，M7.5水泥砂浆，查表得f=1.69Mpa, 水泥砂浆等级M7.5 M5，无需调整强度。 fy=430N/mm2320N/mm2,取fy=320N/mm2 ,网状配筋砖柱的体积配筋率 第四章第四章 配筋砌体构件配筋砌体构件 0 4.2 8.5716,0 0.49 He hh ()/()(6060) 12.6 /(60 60 240)0.18

44、%0.1%1% sn ab Aabs且小于 2 1 2 /1.692 0.18% 3202.84MP ny ffe yfa Mpa 根据 ,查表4.1经3次内插得=0.85，也可按式 4.3计算。 该柱承载力满足设计要求。 例例4 4- -2 2 一方格网状配筋偏心受压砖柱，截面尺寸为490mmX620mm,柱的计 算高度H0=4.2m,砖柱采用MU10烧结普通砖及M7.5混合砂浆砌筑。砖柱承受轴向 压力设计值N=200kN，弯矩设计值M =20 kNm（作用在截面长边方向）,选用 A4冷拔低碳钢丝方格网,fy=430N/mm2,AS=12.6 mm2, Sn=180 mm(三皮砖),a=50

45、 mm,试验算该柱的承载力是否满足要求。 解：解：1）偏心受压计算 A=0.490.62=0.304 m20.2 m2 , 故不需考虑砌体的强度调整系数。 第四章第四章 配筋砌体构件配筋砌体构件 8.570.18%0 e h ， 3 0.85 2.84 0.24 10579500 nn f AkNkN 0 20100 1000.160.17 200620 4.2 6.7716 0.62 Me emm Nh H h ， 且 由MU10烧结普通砖，M7.5混合砂浆，查表得f=1.69Mpa fy=430N/mm2320N/mm2,取fy=320N/mm2 网状配筋砖柱的体积配筋率: 根据 因查表需

46、多次内插，按式4.3和4.2计算较为 简便， 第四章第四章 配筋砌体构件配筋砌体构件 ()/()(50 50) 12.6 /(50 50 180)0.28%0.1%1% sn ab Aabs且小于 2 1 2 /1.6921 2 100/3100.28% 3202.33MP ny ffe yfa 6.770.28%0.16 e h ， 0 2 1/ 10.00150.45 2 =1/ 10.00150.45 0.28%6.77=0.89 n （） （） 22 0 11 =0.55 11 11 1+12 0.161 1 121 12 0.89 12 n n e h 该柱长边方向偏心受压承载力满足设计要求。 2）对较小边长方向按轴心受压进行验算 按式4.3计算 根据 该柱短边方向轴心受压承载力满足 设计要求。 第四章第四章 配筋砌体构件配筋砌体构件 3 0.55 2.33 0.304 10389.6200 nn f AkNkN 0 4.2 8.5716,0 0.49 He hh 2 1 2 /1.692 0.28% 3203.48MP ny